鋯鈦酸鉛(PbZr_0.52Ti_0.48O₃,簡稱為PZT)以其優(yōu)良的介電性能、鐵電性能、壓電性能以及與半導體工藝良好的兼容性獲得了人們的廣泛重視。PZT作為一種重要的鐵電材料,普遍應用在非揮發(fā)性存儲器、動態(tài)隨機存儲器、紅外傳感器、和微控制器等領域。本課題主要研究PZT薄膜的電流特性,主要包括極化開關電流特性與非線性Ⅰ-Ⅴ特性。研究PZT的極化電流開關特性對于PZT薄膜在鐵電存儲器領域的應用具有十分重要的意義,研究非線性Ⅰ-Ⅴ特性可以促進PZT薄膜在壓敏電阻器領域的應用。本課題中使用溶膠-凝膠（sol-gel）法制備PZT薄膜。在性能測試方面,利用X射線衍射和場發(fā)射掃描電子顯微鏡來分析薄膜的物相成份和表面形貌,使用鐵電材料參數(shù)測試儀測試薄膜的鐵電特性,使用半導體參數(shù)分析儀測試薄膜的Ⅰ-Ⅴ特性。為研究不同擇優(yōu)取向PZT薄膜的極化開關電流特性,本課題采用改進的退火工藝以產生不同擇優(yōu)取向的PZT薄膜。實驗結果表明,采用PbTiO₃（PT）種子層制備的PZT薄膜隨機取向,而直接在鉑基底上制備的PZT薄膜呈（1... 

【文章來源】：天津大學天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

鈣鈦礦型晶體結構

大的電疇并且伴隨著疇壁運動，此過程不再時（圖中 B 點），晶體內部只有單個電疇，極度，則極化強度只會有微小的增加，這是由。當電場強度減小時，極化強度也隨之減小的極化強度并不為 0（圖中 D 點），這也說示的極化強度值為剩余極化強度 Pr（reman化強度值為自發(fā)極化強度 Ps（saturation poly 軸的交點。場時，鐵電體的極化強度逐漸降低至 0 然后加反向電場強度值稱為矯頑場 Ec（coerciv如果不考慮鐵電體的疲勞特性，并且沒有外極化狀態(tài)都是可以保持不變的。如圖中所示化強度值來保存二進制中的“1”和“0”狀備 FeRAM。

所以 PZT 的 I-V 特性很有研究意義。當前對于 PZT 薄膜的導電機理還存在爭議，但是現(xiàn)階段主要應用的有 電模型，即肖特基發(fā)射模型（ES）、普爾法蘭克導電模型（PF）、空間電制電流效應。這 3 種導電模型的應用受到 PZT 薄膜的制備工藝、所采用的、薄膜厚度、摻雜等因素的影響。在本課題中，應用肖特基發(fā)射模型來分T 薄膜的非線性 I-V 特性，應用空間電荷限制電流模型來分析 PZT 薄膜的開關電流特性。3.1 肖特基發(fā)射模型（ES）肖特基發(fā)射模型示意圖如圖 1-3（a）所示，當鐵電薄膜與金屬電極接觸界面處形成阻擋層，也就是形成了肖特基勢壘。在沒有外加電壓的狀態(tài)下很難越過肖特基勢壘形成電流，所以電流受到限制。在外加強電場作用下基勢壘被削弱，勢壘高度降低，使得電子更輕松地越過勢壘形成電流，最后電流的增加。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋯鈦酸鉛薄膜的生長與表征[J]. 張翊,潘峰,包達群,王建艷,郭航.  光學精密工程. 2013(11)
[2]制備穩(wěn)定PZT溶膠及影響因素的分析[J]. 劉慧斌,翁文劍,程逵,杜丕一,沈鴿,韓高榮.  稀有金屬材料與工程. 2008(S2)
[3]PZT鐵電薄膜Sol-Gel技術制備和電性能研究[J]. 夏冬林,劉梅冬,趙修建,周學東.  無機材料學報. 2004(02)
[4]溶膠-凝膠法制備PZT納米晶反應機理[J]. 吳湘?zhèn)?段學臣,陳振華.  中國有色金屬學報. 2003(01)

博士論文
[1]PZT鐵電存儲器的研究[D]. 蔡道林.電子科技大學 2008



本文編號：2926950