BiFeO 3 /ZnO复合薄膜的制备及铁电和阻变性能研究

发布时间：2024-04-02 22:17

　　BiFeO3(BFO)作为多功能材料和器件的应用基础,其具有室温下的铁电、铁磁性。然而高泄漏电流、大矫顽场已经成为技术发展应用的障碍。离子掺杂已经被证明可以改善泄漏电流。构建铁电氧化物异质结被发现可以作为一个新的研究领域,因其所形成的异质结构以及广阔的发展前景而受到大量科研人员的关注。本论文利用溶胶-凝胶法制备了 Bi0.9Er0.1Fe1-xMnxO3(BEFMxO)薄膜、Bi0.9-yLayEr0.1 Fe0.96Co0.02Mn0.02O3(BLayEFMCO)薄膜、Bi0.9Er0.1 Fe0.99Mn0.01O3/Zn1-zCuzO(BEFM/ZCuzO)复合薄膜及 Bi0.89La0.01Er0.1Fe0.96Mn0.02Co0.02O3/Zn1-wCuwO(BLEFMC/ZCuwO)复合薄膜。分析了离子掺杂对薄膜晶体结构、缺陷、漏导机制、铁电性和铁电稳定性的影响,复合半导体氧化物后对复合薄膜的结构、铁电和电阻开关行为的影响。结论如下:(1)研究了 BEFMxO薄膜的结构、电性能和铁电稳定性。Mn离子掺杂后的薄膜存在三方相的R3c:H和R3m:R两相共存,并抑制了氧空位的产...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1引言
    1.2 多铁氧化物和阻变性能
        1.2.1 BiFeO₃的结构
        1.2.2 BiFeO₃的铁电性
        1.2.3 BiFeO₃的铁磁性
        1.2.4 氧化锌概述
        1.2.5 电阻开关效应
    1.3 BiFeO₃的铁电性和阻变性研究现状
        1.3.1 离子掺杂的BiFeO₃铁电性和阻变性
        1.3.2 BiFeO₃基复合薄膜的铁电性和阻变性
    1.4 本论文的研究意义及内容
2 实验
    2.1 实验试剂及仪器设备
    2.2 实验工艺流程
    2.3 薄膜的表征和性能测试
        2.3.1 薄膜结构的表征
        2.3.2 薄膜微观形貌表征
        2.3.3 薄膜缺陷分析
        2.3.4 薄膜阻抗和电容测试
        2.3.5 薄膜漏电流测试
        2.3.6 薄膜铁电性能测试
        2.3.7 薄膜铁磁性能测试
3 Bi_0.9Er_0.1Fe_1-xMn_xO₃薄膜的制备和性能研究
    3.1 引言
    3.2 薄膜的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Bi_0.9Er_0.1Fe_1-xMn_xO₃薄膜的结构
        3.3.2 Bi_0.9Er_0.1Fe_1-xMn_xO₃薄膜的缺陷分析
        3.3.3 Bi_0.9Er_0.1Fe_1-xMn_xO₃薄膜的漏电流
        3.3.4 Bi_0.9Er_0.1Fe_1-xMn_xO₃薄膜的铁电性能
        3.3.5 Bi_0.9Er_0.1Fe_1-xMn_xO₃薄膜的铁电稳定性
        3.3.6 Bi_0.9Er_0.1Fe_1-xMn_xO₃薄膜的电容-电压特性
        3.3.7 Bi_0.9Er_0.1Fe_1-xMn_xO₃薄膜的铁电稳定机制分析
    3.4 本章小结
4 Bi_0.9-yLa_yEr_0.1Fe₍0.96_Co_0.02Mn_0.02O₃薄膜的制备和性能研究
    4.1 引言
    4.2 薄膜的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 Bi_0.9-yLa_yEr_0.1Fe_0.96Co_0.02Mn_0.02
O
3薄膜的结构
        4.3.2 Bi_0.9-yLa_yEr_0.1Fe_0.96Co_0.02Mn_0.02
O
3薄膜的形貌和阻抗
        4.3.3 Bi_0.9-yLa_yEr_0.1Fe_0.96Co_0.02Mn_0.02
O
3薄膜的缺陷陪分析
        4.3.4 Bi_0.9-yLa_yEr_0.1Fe_0.96Co_0.02Mn_0.02
O
3薄膜的漏电流
        4.3.5 Bi_0.9-yLa_yEr_0.1Fe_0.96Co_0.02Mn_0.02
O
3薄膜的铁电性能
        4.3.6 Bi_0.9-yLa_yEr_0.1Fe_0.96Co_0.02Mn_0.02
O
3薄膜的电容-电压特性
        4.3.7 Bi_0.9-yLa_yEr_0.1Fe_0.96Co_0.02Mn_0.02
O
3薄膜的铁电性能增强分析
        4.3.8 Bi_0.9-yLa_yEr_0.1Fe_0.96Co_0.02Mn_0.02
O
3薄膜的铁磁性能
    4.4 本章小结
5 Bi_0.9Er_0.1Fe_0.99Mn_0.01O₃/Zn_1-zCu_zO复合薄膜的制备和性能研究
    5.1 引言
    5.2 薄膜的制备
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 Bi_0.9Er_0.1Fe_0.99Mn_0.01O₃/Zn_1-zCu_zO复合薄膜的结构
        5.3.2 Bi_0.9Er_0.1Fe_0.99Mn_0.01O₃/ZnO复合薄膜的铁电性和漏导机制
        5.3.3 Bi_0.9Er_0.1Fe_0.99Mn_0.010₃/ZnO复合薄膜的电阻开关效应
        5.3.4 Bi_0.9Er_0.1Fe_0.99Mn_0.01O₃/Zn_1-zCu_zO复合薄膜的铁电性和漏导机制
        5.3.5 Bi_0.9Er_0.1Fe_0.99Mn_0.01O₃/Zn_1-zCu_zO复合薄膜的电阻开关性能
    5.4 本章小结
6 Bi_0.89La_0.01Er_0.1Fe_0.96Mn_0.02Co_0.02O₃/Zn_1-wCu_wO复合薄膜的制备和性能研究
    6.1 引言
    6.2 薄膜的制备
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 Bi_0.89La_0.01Er_0.1Fe_0.96Mn_0.02Co_0.02O₃/Zn_1-wCu_wO薄膜的结构
        6.3.2 Bi_0.89La_0.01Er_0.1Fe_0.96Mn_0.02Co_0.02O₃/Zn_1-wCu_wO薄膜的漏电流
        6.3.3 Bi_0.89La_0.01Er_0.1Fe_0.96Mn_0.02Co_0.02O₃/Zn_1-wCu_wO薄膜的铁电性能
        6.3.4 Bi_0.89La_0.01Er_0.1Fe_0.96Mn_0.02Co_0.02O₃/Zn_1-wCu_wO薄膜的电容电压特性
    6.4 本章小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的学术成果



本文编号：3946286