论文部分内容阅读
本文以Bi(NO3)3·5H2O、Nd(CH3COO)3和Ti(OC4H9)4为原料，用sol-gel工艺直接在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备出了高c轴(α=96％)取向、a轴择优取向(62％)和随机取向的Bi3.15Nf0.85Ti3O12(BNdT)铁电薄膜。薄膜在热处理过程中，大部分失重发生在320℃以下，硝酸根离子至650℃全部挥发。a轴择优取向薄膜中等轴状晶粒均匀细小(直径100-150nm)，而高c轴取向薄膜中的多数晶粒呈较大的片状。随机取向薄膜中的晶粒紧靠排列成圆环状，晶粒连接处存在较多非晶态组织的“微孔”，有些微孔中还包含直径仅几纳米的微晶粒。更重要的是，研究发现了BNdT薄膜的铁电介电性能与晶粒取向的强烈依赖关系，即薄膜的择优取向越靠近a轴，剩余极化2Pr和介电常数εr越大。a轴择优取向薄膜具有最高的2Pr(64.2μC/cm2at300kV/cm)和εr(343at100kHz)。该结果表明，BNdT薄膜的自发极化矢量靠近a轴。三种取向BNdT薄膜电容器都具有优良的耐疲劳和保持力特性。在1MHz工作频率下经4.3×1010次极化开关后仍未出现明显疲劳。经104s等待后极化保持不变。