化学溶液沉积法制备BiFeO3薄膜的结构及性能研究*
2015-06-07陈如麒朱贵文徐初东
中山大学学报(自然科学版)(中英文) 2015年1期
陈如麒,朱贵文,徐初东
(1.华南农业大学公共基础课实验教学中心,广东广州510642;2.广东药学院基础学院物理与电子学教研室,广东广州510006;3.华南农业大学理学院,广东广州510642)
铁电薄膜材料因为具有独特的电、光特性(如压电效应、电光效应等)而成为微电子、光电子、非易失性随机存储器等领域的重要功能材料[1-3]。其中,钙钛矿型化合物在传统铁电薄膜材料中占有较大比例。这类铁电薄膜材料通常具有ABO3的化学式,A代表Na+、Pb2+、Ba2+和Bi3+等离子,B代表Ti4+、Zn2+、Fe3+和W6+等离子,O代表氧离子[4]。氧八面体通过共用顶角的原子按照一定规则排列构成钙钛矿结构的基本网络,A位离子占据氧十二面体的中心,B位离子占据氧八面体的中心。例如由于氧八面体和氧十二面体内都有较大的空间,能允许不同的离子进该位置;因此,离子掺杂常用来调节传统铁电薄膜材料结构、微结构和电学特性。目前,对传统铁电薄膜材料的掺杂改性工作已有大量文献报道,这些工作对改善传统铁电薄膜材料性能,或在传统铁电薄膜材料中开发新功能进行了有益的尝试[5-6]。
在上述的钙钛矿铁电化合物中,钛酸锶铋和铁酸铋 (BiFeO3,BFO)是研究最多的两种铁电薄膜材料。以BFO为基础的铁电薄膜,具有扭曲的三角钙钛矿结构,在室温下同时表现出铁电有序(居里温度TC=1103 K)和反铁磁有序 (尼尔温度TN~640 K)。BFO在薄膜 (约为100 μC/cm2)、陶瓷和单晶中均有较大的极化强度[7-9]。由于BFO化学组分简单、制备工艺简便等特点,且具有应用于快速读写记忆材料的磁电效应,被认为是制备RRAM器件较好的材料体系之一。……
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