Sol-gel法制备Pb(Zr_(0.53)Ti_(0.47))O_3铁电薄膜  

Preparation of Pb(Zr_(0.53)Ti_(0.47))O_3 Ferroelectric Thin Films by Sol-gel Method

作　　者：郭冬云[1,2] 毛薇[2] 秦岩[2] 黄志雄[1,2] 王传彬[1] 沈强[1] 张联盟[1] 

机构地区：[1]武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,武汉430070 [2]武汉理工大学材料科学与工程学院,武汉430070

出　　处：《材料导报》2010年第22期16-19,28,共5页Materials Reports

基　　金：中国科学技术部国际科技合作项目(2009DFB50470);国家自然科学基金青年科学基金(50902108)

摘　　要：利用Sol—gel工艺在Pt／Ti／SiO2／si衬底上制备了Pb（Zr0.53Ti0.47）O3（PZT）薄膜，研究了退火温度、保温时间和薄膜厚度对其晶相、微观结构和铁电性能的影响。在500℃退火处理的PZT薄膜开始形成钙钛矿相；在550℃退火处理的PZT薄膜基本形成钙钛矿相结构；升高退火温度（500-850℃）、延长保温时间（30～150min）、增加薄膜厚度（120-630nm）都有利于PZT晶粒的长大。在650～750℃退火的PZT薄膜具有较好的铁电性能，保温时间对PZT薄膜的铁电性能影响不大，PZT薄膜的厚度为200-300nm时可以得到比较好的铁电性能。在退火温度750℃、保温时间30min条件下退火处理厚310nm的PZT薄膜，其剩余极化值（2Pr）和矫顽电场（2Ec）分别是72μC／cm^2、158kV/cm。Pb（Zr0. 53 Ti0. 47）Oa （PZT） thin films are prepared on Pt/Ti/SiO2/Si substrates by sol-gel method. The effects of annealing temperature, holding time and film thickness on crystallization, microstructure and ferroelec- tric properties is investigated. The perovskite phase beging to form in the PZT films annealed at 500℃. With increa- sing the annealing temperature from 500℃ to 850℃, holding time from 30min to 150min, and film thickness from 120nm to 630nm, the grain size in the films increases. The PZT films annealed at 650--750℃ and with thickness a- bout 300-400nm show good ferroelectric properties. When the 310nm thick PZT films are annealed at 750℃ with 30min, the remnant polarization（2Pr） and coercive field（2Ec） are 72μ℃/cm2 and 158kV/cm, respectively.

关 键 词：Pb(Zr0.53Ti0.47)O3薄膜 Sol—gel工艺 退火温度 保温时间 薄膜厚度 铁电性能 

分 类 号：TB34[一般工业技术—材料科学与工程]