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薄膜材料的擇優(yōu)取向

日期:2020-08-21瀏覽:1982次

  在光電子學及其它高技術的發(fā)展中,薄膜材料占有重要的地位。鐵電薄膜具有電光效應、非線性光學效應、壓電效應和熱釋電效應等多種特性,又具有便于平面化和集成化的特點,因而特別受到人們的重視?,F(xiàn)在廣為研究的鐵電薄膜是PbTiO3(PT)、Pb1-xLaTi1-x/4 O3(PLT)、PZT、PLZT、LiNbO3、Bi4Ti3O12和BaTiO3。制備方法有電子束蒸鍍、離子束濺射、射頻磁控濺射、射頻二極濺射、金屬有機化學氣相淀積和金屬有機熱分解法等。
 
  為了充分發(fā)掘鐵電薄膜的功能,希望薄膜是單晶或是晶粒擇優(yōu)取向的多晶。迄今報道的是后者。實現(xiàn)擇優(yōu)取向的方法主要是采用特定成分和特定取向的單晶作為基片,并選擇適當的基片溫度或輔之以隨后的熱處理。例如,以MgO(100)片作為基片,用射頻磁控濺射制備PbZr0.4Ti0.6O3薄膜,在適當的溫度下,可使[001]軸垂直膜面的取向度達99%。MgO(100)片也可使PT和PLT膜具有[001]軸重直膜面的擇優(yōu)取向。藍寶石和某些微晶玻璃也是制成擇優(yōu)取向的基片材料。
 
  鐵電薄膜的電學和光學性能正隨著制備技術的改進而不斷提高。高度擇優(yōu)取向的薄膜已具有接近優(yōu)質體材料的自發(fā)極化和熱釋電系數,但矯頑場較大,光的傳播損耗較嚴重。已經和還在研制的器件有熱釋電探測器、超聲傳感器、記憶元件、光波導、聲表面波器件、二次諧波發(fā)生器等。
 

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