弛豫型鐵電體PZNT厚膜的液相外延生長.pdf

1、新型弛豫型鐵電單晶Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PZNT)是由弛豫型鐵電體PZN與普通鐵電體PT組成的具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的固溶體。近年來，PZNT以其優(yōu)異的介電、壓電與電致伸縮性能，成為鐵電體研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。本文應(yīng)用液相外延生長技術(shù)制備PZNT厚膜。研究了PZNT厚膜在各種基板上外延生長的形貌，成份，外延取向和結(jié)晶性能，確認(rèn)了PZNT外延厚膜的生長條件、生長機(jī)理、影響因素以及相應(yīng)的控制參數(shù)，探明了PZNT外延厚膜形貌

2、與基板材料，種膜材料的內(nèi)在關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了PZNT厚膜的連續(xù)生長。 采用液相外延法生長方法，本文嘗試在LaAlO3 (LAO)，MgO，(110) SrTiO3 (STO)，(001) STO等基板上生長PZNT外延厚膜，并利用光學(xué)顯微鏡，X射線衍射儀，掃描電子顯微鏡和原子力顯微鏡等方法對其相關(guān)特性進(jìn)行了測試和研究。通過對不同基板條件下生長的PZNT厚膜進(jìn)行比較。發(fā)現(xiàn)PZNT在LAO，MgO，(110)STO基板上主要以自發(fā)形核為

3、主，并伴隨產(chǎn)生一些焦綠石相，PbO等亞穩(wěn)態(tài)相；而PZNT能夠在(100) STO基板上以島狀三維模式生長，且存在良好的外延取向關(guān)系：[100] (001) PZNT//[100] (001) STO。同時，通過對PZNT外延膜生長模式、生長機(jī)理和雜相產(chǎn)生機(jī)理的研究，也證明了(001) STO可以作為一個較理想的基板液相外延生長PZNT厚膜。 為了獲得質(zhì)量更好的PZNT厚膜，本文嘗試在PMNT單晶基板上外延生長PZNT，結(jié)果獲得

4、了較高質(zhì)量的PZNT厚膜，進(jìn)一步確認(rèn)了晶格失配度的減小可以改善外延膜生長形貌的結(jié)論。接著，在(001) STO基板上引入PZT薄膜再外延生長PZNT厚膜。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PZT種膜較好地緩解了PZNT和STO之間較大的晶格失配度，也有效地阻止了焦綠石相，PbO等亞穩(wěn)態(tài)相的產(chǎn)生，從而獲得了高質(zhì)量的、連續(xù)的PZNT外延厚膜。 采用具有過熱性質(zhì)的YBCO種膜外延生長PZNT厚膜，發(fā)現(xiàn)了即使PZNT與YBCO的組元完全不同，也能獲得形貌