摘要：鈦酸鍶鋇鐵電薄膜因具有良好的鐵電、介電、壓電和熱釋電等性能而受到重視，這些性質使它們可應用于與硅電路集成的動態隨機存儲器。本論文的工作主要研究了利用脈沖激光法，在硅基片上沉積多晶的鈦酸鍶鋇鐵電多層膜，使其介電常數增強的同時，保持較低的介電損耗。通過對多層膜結構和性質的系統研究，分析了多晶的多層膜中介電增強效應的形成機理。 論文的研究結果如下： (1)周期厚度對鈦酸鍶鋇多層膜的影響 采用脈沖激光法在Pt/Ti/SiO_2/Si襯底上沉積了多晶的BaTiO_3/Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3、BaTiO_3/Ba_(0.2)Sr_(0.8)TiO_3、BaTiO_3/SrTiO_3三種多層膜，研究發現周期厚度明顯影響多層膜的介電性質，通過改變周期厚度，在三種多層膜中均發現了介電常數增強的現象。在BaTiO_3/Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3多層膜中，當周期厚度為60nm時，介電常數高達1336，介電損耗僅為0.04。在BaTiO_3/Ba_(0.2)Sr_(0.8)TiO_多層膜中，當周期厚度為80nm時，介電常數為890，介電損耗為0.04。在BaTiO_3/SrTiO_3多層膜中，當周期厚度為60nm時，介電常數為721，介電損耗僅為0.0334。研究同時表明，在硅基多晶的多層膜中，不同介質材料的接觸處存在明顯的界面層，正是這一特殊的界面層導致了介電常數的增強，該介電常數增強的現象與Maxwell-Wagner效應相關。 (2)后處理對鈦酸鍶鋇多層膜的影響 利用脈沖激光沉積法在Pt/Ti/SiO_2/Si襯底上，沉積了單層厚度為48nm的多晶BaTiO_3/Ba_(0.2)Sr_(0.8)TiO_3多層膜，通過對薄膜進行熱后處理，研究了其介電性質。研究發現，薄膜經過熱處理后，相對介電常數明顯增大，而介電損耗變化不大。經過2.5小 硅基多晶欽酸銘鋇鐵電多層膜的結構與介電增強效應 中文摘要 時后處理的多層膜，其相對介電常數高達891，而介電損耗僅為0.038。作者采用MW 模型對實驗數據進行了解釋，結果表明，在合理的參數下，模擬曲線與實驗結果相吻 (3)薄膜厚度對欽酸銀鋇多層膜的影響 利用脈沖激光沉積法在P燈Tl/5102/Si襯底上，沉積了不同總厚度的多晶 BaTIO3忍aoZsro.STio3多層膜，研究了周期厚度、界面數對薄膜介電性質的影響。 研究表明，在相同界面數的情況下，厚度對薄膜的介電性質影響較大。在薄膜厚度為240nm 時，多層膜的介電常數為810，介電損耗為0.036。同樣，在保持周期厚度相同的前 提下，薄膜厚度對介電性質也產生較大的影響。在薄膜厚度為32Onln時，多層膜的 介電常數為913，而介電損耗仍然保持在較低的水平，僅為0.036。分析表明，實驗 結果與界面空間電荷極化有關，通過對實驗數據進行MW理論分析，發現擬合結果 與實驗數據相符合。 |
