【摘要】：鋯鈦酸鉛Pb(Zr,Ti)O3(PZT)作為一種鐵電存儲材料,因其優(yōu)異的鐵電性能引起眾多學者青睞。并且在信息量急劇增大的今天,急需高密度、低功耗的新型存儲器。與傳統(tǒng)閃存相比,以PZT納米材料為核心制備的鐵電存儲器具有功耗低,非易失性等優(yōu)點。但現(xiàn)階段仍存在存儲密度較低的缺點,并且鐵電納米結構的性質(zhì)受其形態(tài)影響巨大,如何保證鐵電納米結構的形狀規(guī)則、尺寸相同,提高鐵電存儲器的存儲密度,成為了當前鐵電納米材料研究的重點�；诖�,本論文先利用兩步陽極氧化法制備出孔結構排列高度有序的超薄陽極氧化鋁(AAO)膜,然后運用脈沖激光沉積技術(PLD),制備出規(guī)則排列的PZT納米點,最后利用壓電力顯微鏡(PFM)進行壓電、鐵電性能測試,為之后的應用奠定實驗基礎。本論文運用兩步陽極氧化法成功制備出超薄AAO膜。電解液為0.3 mol/L草酸,氧化電壓為40 V,氧化溫度為0-5°C,第一次氧化時間為2 h,第二次氧化時間為5 min,最終制備出孔徑為50 nm、70 nm、90 nm、100 nm、孔結構規(guī)則排列的AAO膜,通過擬合計算出擴孔速率為0.633 nm/min。并發(fā)現(xiàn)高溫退火和電化學拋光對AAO膜形成質(zhì)量影響較大,通過500°C高溫退火后,可以消除鋁箔內(nèi)應力,增大晶粒;對鋁箔進行電化學拋光,可以去除鋁箔表面微小毛刺,提高表面光滑度。通過脈沖激光沉積技術(PLD),在不同襯底材料上制備出PZT納米點。首先以鍍鉑硅為襯底,在沉積溫度/退火溫度為500°C/700°C(30 min)和550°C/750°C(30 min),氧氣壓力為5 Pa條件下,制備出規(guī)則排列的PZT納米點陣,XRD顯示在沉積溫度/退火溫度為500°C/700°C(30 min)物相匹配度更優(yōu)。再以摻鈮鈦酸鍶(Nb-STO)為襯底,在沉積溫度/退火溫度為450°C/650°C(30 min),氧氣壓力為5 Pa和10 Pa,退火氧氣壓力為8000 Pa,制備出規(guī)則排列的PZT納米點陣,XRD顯示物相匹配度比以鍍鉑硅為襯底時更優(yōu)。通過壓電力顯微鏡(PFM)測試PZT納米點性能。得到以Nb-STO為襯底,沉積溫度/退火溫度為450°C/650°C(30 min)、氧氣壓力為5 Pa、脈沖頻率5 Hz、激光能量300 m J時,鐵電性能最優(yōu),極化反轉(zhuǎn)角度可達175°左右。PZT納米點壓電常數(shù)d33最大為58 pm/V,而同等條件下制備的PZT薄膜的壓電常數(shù)d33最大為37 pm/V,證明PZT納米點材料壓電、鐵電性能優(yōu)于PZT薄膜材料。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.1;TM221
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學碩士學位論文順電體。這種變化稱為鐵電相變。鐵電材料中義為鐵電晶體內(nèi)自發(fā)極化方向可能相同，也可方向都相同，那么稱這個小區(qū)域為鐵電疇（之間的界壁稱為疇壁（domain wall）。疇壁可根據(jù)相鄰鐵電疇內(nèi)極化方向所呈角度劃分的。因為缺陷區(qū)存在內(nèi)應力，導致疇壁不易移動。。電場 E 的大小，可以改變鐵電晶體的極化強度種關系，可用“電滯回線”來表示[10]，如圖

哈爾濱工業(yè)大學碩士學位論文到零時，鐵電晶體仍存在極化強度，這一極remanent polarization）。這主要是由于外加外加電場極化作用后，大部分鐵電晶體內(nèi)電化方向保持一致，從而在宏觀上導致晶體內(nèi)大外加電場強度時，會出現(xiàn)極化強度為零的為矯頑場 Ec（coercive field）。再繼續(xù)增大化強度逐漸從反向開始增大。但是如果大于晶晶體不具有鐵電性。（PZT）結構ZT）是一種二元系固溶物，由鋯酸鉛（PbZrO3）成，是一種典型的復合鈣鈦礦 ABO3型化合物

【參考文獻】

相關期刊論文 前4條

1 曹家強;吳傳貴;彭強祥;羅文博;張萬里;王書安;;硅基PZT熱釋電厚膜紅外探測器的研制[J];紅外與激光工程;2011年12期

2 孫秀玉;徐法強;李宗木;張旺;;陽極氧化鋁模板的結構和性能表征及形成機理[J];中國科學技術大學學報;2006年04期

3 黃麗清,趙軍武,王永昌,劉鍇,孫穎慧;高度有序多孔氧化鋁膜的制備和研究[J];西安交通大學學報;2003年10期

4 虞瀾,史聰花,彭巨擘,張捷;氧化鋁納米陣列模板的制備和研究[J];云南大學學報(自然科學版);2002年03期

相關碩士學位論文 前1條

1 陳月圓;應用于存儲器的PZT鐵電薄膜疲勞失效機理研究[D];北京工業(yè)大學;2016年

本文編號：2717911