LaNiO 3 电极与Bi 3.15 Nd 0.85 Ti 3 O 12 /LaNiO 3 /Si铁电薄膜的制备及性能研
发布时间：2021-11-19 10:04
(BNT)是目前研究者比较热衷的一种铁电材料。因为其有较大的剩余极化值,良好的抗疲劳特性,无Pb,被广泛应用于非挥发性铁电随机存储器的制造。LaNiO3 （LNO）导电氧化物有着和BNT薄膜钙钛矿结构非常相似的赝钙钛矿结构,能与BNT铁电薄膜实现匹配生长。导电性能又好,将LNO薄膜作为底电极有着广阔的空间。BNT铁电薄膜的热处理工艺,底电极的选择等对其铁电性能、抗疲劳性能、漏电流性能影响很大,本文将以BNT铁电薄膜和LNO导电氧化电极为研究对象,研究和探讨了热处理工艺,掺杂等对Au/BNT/LNO/Si （100）结构薄膜结晶情况,表面形貌,铁电性能,抗疲劳性能,漏电流密度的影响,并比较了以LNO为底电极和以Pt为底电极时BNT铁电薄膜性能的优劣。论文的探讨的内容及结果有以下几点：（1）以Ni（CH3COO）2·4H2O、La（NO3）3 · 6H2O为原材料,CH3COOH为溶剂,采用Sol-Gel工艺能成功制备出性能稳定的LaNiO3溶胶。在Si（100）衬底上采用旋转涂膜的方法来制备LNO导电氧化物薄膜,构成LNO/Si （100）结构。分别分析了不同热处理温度,不同热处理时间对...
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 铁电材料及其基本特性
1.2 铁电材料的类别
1.3 铁电薄膜材料的发展现状及应用
1.3.1 铁电薄膜材料的发展现状
1.3.2 铁电薄膜材料的应用
1.4 BIT薄膜的改性研究
1.5 铁电薄膜的重要性能及机理
1.6 LNO电极的研究进展
1.7 钙钛矿薄膜的制备方法
1.8 本课题研究的内容及意义
1.8.1 本课题的依据及意义
1.8.2 本课题研究的内容
第2章 薄膜样品的制备工艺、性能的测试及表征
2.1 实验材料
2.2 实验设备
2.3 Sol-Gel法制备薄膜的工艺
2.3.1 衬底的清洗工艺
2.3.2 LaNiO_3薄膜的制备工艺
2.3.3 Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)铁电薄膜的制备工艺
2.4 LNO导电氧化物薄膜和BNT铁电薄膜的表征方法
2.4.1 薄膜的微观结构表征
2.4.2 薄膜的电性能表征
第3章 Sol-Gel法制备LNO薄膜结果与分析
3.1 不同退火温度对LNO薄膜晶体结构和电阻率的影响
3.1.1 LNO薄膜结晶性能分析
3.1.2 LNO薄膜电阻率分析
3.2 不同退火时间对LNO薄膜晶体结构和电阻率的影响
3.2.1 对LNO薄膜结晶性能的影响
3.2.2 对LNO薄膜电阻率的影响
3.3 LNO薄膜的表面形貌和粗糙度分析
3.4 本章小结
第4章 Sol-Gel法制备BNT/LNO/Si(100)铁电薄膜的结果与分析
4.1 退火温度对BNT/LNO/Si结构铁电薄膜性能的影响
4.1.1 对晶体结构的影响
4.1.2 对表面形貌和粗糙度的影响
4.1.3 对铁电性能的影响
4.1.4 对漏电流的影响
4.1.5 对抗疲劳性能的影响
4.2 退火方式对BNT/LNO/Si结构铁电薄膜性能的影响
4.2.1 对晶体结构的影响
4.2.2 对表面形貌的影响
4.2.3 对电学性能的影响
4.3 BNT/Pt/Si(100)电容结构与BNT/LNO/Si(100)电容结构性能分析
4.3.1 衬底Pt/Si(100)的制备
4.3.2 BNT/Pt/Si(100)与BNT/LNO/Si(100)结构铁电薄膜结晶性能分析
4.3.3 BNT/Pt/Si(100)与BNT/LNO/Si(100)结构铁电薄膜表面形貌分析
4.3.4 BNT/Pt/Si(100)与BNT/LNO/Si(100)结构铁电薄膜铁电性能分析
4.3.5 BNT/Pt/Si(100)与BNT/LNO/Si(100)结构铁电薄膜抗疲劳性能分析
4.3.6 BNT/Pt/Si(100)与BNT/LNO/Si(100)结构铁电薄膜漏电流特性分析
4.4 本章小结
第5章 Ni掺杂对Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)铁电薄膜电性能的影响
5.1 Ni掺杂Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)铁电薄膜的制备
5.1.1 Ni掺杂Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)溶胶的制备
5.1.2 BNN_xT铁电薄膜的制备
5.2 Ni掺杂Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)铁电薄膜的结构及性能分析
5.2.1 不同Ni含量对BNN_xT/LNO/Si(100)薄膜结构的影响
5.2.2 不同Ni含量对BNN_xT/LNO/Si(100)薄膜表面形貌的影响
5.2.3 不同Ni含量对BNN_xT/LNO/Si(100)薄膜铁电性能的影响
5.2.4 不同Ni含量对BNN_xT/LNO/Si(100)薄膜漏电流的影响
5.2.5 不同Ni含量对BNN_xT/LNO/Si(100)薄膜疲劳性能的影响
5.3 本章小结
第6章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]分段退火工艺对PZT薄膜结晶和铁电性能的影响[J]. 万静,杨成韬. 电子元件与材料. 2015(10)
[2]Nd和Mg共掺杂钛酸铋铁电薄膜的电性能研究[J]. 胡增顺,晋玉星,杨桦. 合成材料老化与应用. 2015(01)
[3]化学溶液沉积法制备BiFeO3薄膜的结构及性能研究[J]. 陈如麒,朱贵文,徐初东. 中山大学学报(自然科学版). 2015(01)
[4]Pb0.88La0.08(ZrxTi1–x)O3铁电厚膜介电与储能性能研究[J]. 张利文,宋波. 电子元件与材料. 2015(01)
[5]溶胶-凝胶法制备的Pt/Bi3.15Nd0.85Ti3O12/SrTiO3/Si电容结构及其性能研究[J]. 郭纯维,马颖,燕少安,周益春. 现代应用物理. 2014(04)
[6]LNO种子层对Bi3.15Nd0.85Ti3O12铁电薄膜性能的影响[J]. 郭淑兰,李佳,王毅. 中国陶瓷. 2014(12)
[7]Nb/Nd共掺Bi4Ti3O12对ZnO基薄膜晶体管性能的影响[J]. 龚跃球,刘奕帆,阳歌,谢淑红. 光电子.激光. 2014(07)
[8]铋层状结构铁电体的研究进展[J]. 张发强,李永祥. 无机材料学报. 2014(05)
[9]钙钛矿型铁电薄膜疲劳特性研究进展[J]. 林家齐,何霞霞,杨文龙,崔洋. 哈尔滨理工大学学报. 2014(02)
[10]Bi4Ti3O12/BaTiO3铁电复合薄膜的制备[J]. 张云婕,陈长乐,郭兵,王晶. 电子元件与材料. 2014(04)
博士论文
[1]钙钛矿型铁电薄膜异质结构的取向生长及性能研究[D]. 张伟.山东大学 2014
[2]溶胶—凝胶方法制备的BiFeO3薄膜铁电改性研究[D]. 李德辉.吉林大学 2014
[3]退火温度和掺杂对钛酸铋盐类铁电薄膜力电性能的影响[D]. 彭金峰.湘潭大学 2014
[4]Bi4Ti3O12/ZnO系异质复合薄膜的脉冲激光沉积与外延生长[D]. 罗嗣俊.武汉理工大学 2012
[5]钛酸铋基铁电薄膜的Sol-gel法制备及改性研究[D]. 裴玲.武汉大学 2010
[6]用于铁电存储器的Bi3.25La0.75Ti3O12薄膜生长与性能研究[D]. 李建军.华中科技大学 2009
[7]Bi3.15Nd0.85Ti3O12铁电薄膜晶粒形貌与取向研究[D]. 杨斌.华中科技大学 2008
[8]多层铁电薄膜的制备及其电性能研究[D]. 贾建峰.兰州大学 2006
[9]层状结构铁电存储器的研究[D]. 王宁章.华中科技大学 2005
[10]LaNiO3电极及层状Bi系铁电薄膜特性研究[D]. 康晓旭.复旦大学 2003
硕士论文
[1]钙钛矿复合铁电薄膜的制备研究[D]. 唐瑾.上海师范大学 2015
[2]铌钕共掺钛酸铋铁电薄膜的制备及电学性能表征[D]. 阳歌.湘潭大学 2014
[3]ZnO/BNT/LNO/Si铁电薄膜晶体管的制备及表征[D]. 丁涛.湘潭大学 2014
[4]Nd,Co共掺杂制备BiFeO3薄膜及多铁性研究[D]. 薛旭.陕西科技大学 2014
[5]钛酸铜钙/钛酸锶钡多层薄膜制备及电学性能研究[D]. 张智翔.西北大学 2013
[6]晶格缺陷对BNT铁电薄膜光响应性能的影响[D]. 李静.湘潭大学 2013
[7]Bi3.15Nd0.85Ti3O12（BNT）的磁掺杂与性能研究[D]. 魏聪.湖北大学 2013
[8]激光脉冲沉积方法制备钙钛矿型铁电氧化物薄膜及物性研究[D]. 冯玉.天津师范大学 2013
[9]SrTiO3缓冲层对Bi3.15Nd0.85Ti3O12无铅铁电薄膜的改性研究[D]. 彭浩.湘潭大学 2012
[10]镍掺杂BST薄膜的制备及性能研究[D]. 钱林勤.华东师范大学 2012
本文编号：3504816
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 铁电材料及其基本特性
1.2 铁电材料的类别
1.3 铁电薄膜材料的发展现状及应用
1.3.1 铁电薄膜材料的发展现状
1.3.2 铁电薄膜材料的应用
1.4 BIT薄膜的改性研究
1.5 铁电薄膜的重要性能及机理
1.6 LNO电极的研究进展
1.7 钙钛矿薄膜的制备方法
1.8 本课题研究的内容及意义
1.8.1 本课题的依据及意义
1.8.2 本课题研究的内容
第2章 薄膜样品的制备工艺、性能的测试及表征
2.1 实验材料
2.2 实验设备
2.3 Sol-Gel法制备薄膜的工艺
2.3.1 衬底的清洗工艺
2.3.2 LaNiO_3薄膜的制备工艺
2.3.3 Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)铁电薄膜的制备工艺
2.4 LNO导电氧化物薄膜和BNT铁电薄膜的表征方法
2.4.1 薄膜的微观结构表征
2.4.2 薄膜的电性能表征
第3章 Sol-Gel法制备LNO薄膜结果与分析
3.1 不同退火温度对LNO薄膜晶体结构和电阻率的影响
3.1.1 LNO薄膜结晶性能分析
3.1.2 LNO薄膜电阻率分析
3.2 不同退火时间对LNO薄膜晶体结构和电阻率的影响
3.2.1 对LNO薄膜结晶性能的影响
3.2.2 对LNO薄膜电阻率的影响
3.3 LNO薄膜的表面形貌和粗糙度分析
3.4 本章小结
第4章 Sol-Gel法制备BNT/LNO/Si(100)铁电薄膜的结果与分析
4.1 退火温度对BNT/LNO/Si结构铁电薄膜性能的影响
4.1.1 对晶体结构的影响
4.1.2 对表面形貌和粗糙度的影响
4.1.3 对铁电性能的影响
4.1.4 对漏电流的影响
4.1.5 对抗疲劳性能的影响
4.2 退火方式对BNT/LNO/Si结构铁电薄膜性能的影响
4.2.1 对晶体结构的影响
4.2.2 对表面形貌的影响
4.2.3 对电学性能的影响
4.3 BNT/Pt/Si(100)电容结构与BNT/LNO/Si(100)电容结构性能分析
4.3.1 衬底Pt/Si(100)的制备
4.3.2 BNT/Pt/Si(100)与BNT/LNO/Si(100)结构铁电薄膜结晶性能分析
4.3.3 BNT/Pt/Si(100)与BNT/LNO/Si(100)结构铁电薄膜表面形貌分析
4.3.4 BNT/Pt/Si(100)与BNT/LNO/Si(100)结构铁电薄膜铁电性能分析
4.3.5 BNT/Pt/Si(100)与BNT/LNO/Si(100)结构铁电薄膜抗疲劳性能分析
4.3.6 BNT/Pt/Si(100)与BNT/LNO/Si(100)结构铁电薄膜漏电流特性分析
4.4 本章小结
第5章 Ni掺杂对Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)铁电薄膜电性能的影响
5.1 Ni掺杂Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)铁电薄膜的制备
5.1.1 Ni掺杂Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)溶胶的制备
5.1.2 BNN_xT铁电薄膜的制备
5.2 Ni掺杂Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)铁电薄膜的结构及性能分析
5.2.1 不同Ni含量对BNN_xT/LNO/Si(100)薄膜结构的影响
5.2.2 不同Ni含量对BNN_xT/LNO/Si(100)薄膜表面形貌的影响
5.2.3 不同Ni含量对BNN_xT/LNO/Si(100)薄膜铁电性能的影响
5.2.4 不同Ni含量对BNN_xT/LNO/Si(100)薄膜漏电流的影响
5.2.5 不同Ni含量对BNN_xT/LNO/Si(100)薄膜疲劳性能的影响
5.3 本章小结
第6章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]分段退火工艺对PZT薄膜结晶和铁电性能的影响[J]. 万静,杨成韬. 电子元件与材料. 2015(10)
[2]Nd和Mg共掺杂钛酸铋铁电薄膜的电性能研究[J]. 胡增顺,晋玉星,杨桦. 合成材料老化与应用. 2015(01)
[3]化学溶液沉积法制备BiFeO3薄膜的结构及性能研究[J]. 陈如麒,朱贵文,徐初东. 中山大学学报(自然科学版). 2015(01)
[4]Pb0.88La0.08(ZrxTi1–x)O3铁电厚膜介电与储能性能研究[J]. 张利文,宋波. 电子元件与材料. 2015(01)
[5]溶胶-凝胶法制备的Pt/Bi3.15Nd0.85Ti3O12/SrTiO3/Si电容结构及其性能研究[J]. 郭纯维,马颖,燕少安,周益春. 现代应用物理. 2014(04)
[6]LNO种子层对Bi3.15Nd0.85Ti3O12铁电薄膜性能的影响[J]. 郭淑兰,李佳,王毅. 中国陶瓷. 2014(12)
[7]Nb/Nd共掺Bi4Ti3O12对ZnO基薄膜晶体管性能的影响[J]. 龚跃球,刘奕帆,阳歌,谢淑红. 光电子.激光. 2014(07)
[8]铋层状结构铁电体的研究进展[J]. 张发强,李永祥. 无机材料学报. 2014(05)
[9]钙钛矿型铁电薄膜疲劳特性研究进展[J]. 林家齐,何霞霞,杨文龙,崔洋. 哈尔滨理工大学学报. 2014(02)
[10]Bi4Ti3O12/BaTiO3铁电复合薄膜的制备[J]. 张云婕,陈长乐,郭兵,王晶. 电子元件与材料. 2014(04)
博士论文
[1]钙钛矿型铁电薄膜异质结构的取向生长及性能研究[D]. 张伟.山东大学 2014
[2]溶胶—凝胶方法制备的BiFeO3薄膜铁电改性研究[D]. 李德辉.吉林大学 2014
[3]退火温度和掺杂对钛酸铋盐类铁电薄膜力电性能的影响[D]. 彭金峰.湘潭大学 2014
[4]Bi4Ti3O12/ZnO系异质复合薄膜的脉冲激光沉积与外延生长[D]. 罗嗣俊.武汉理工大学 2012
[5]钛酸铋基铁电薄膜的Sol-gel法制备及改性研究[D]. 裴玲.武汉大学 2010
[6]用于铁电存储器的Bi3.25La0.75Ti3O12薄膜生长与性能研究[D]. 李建军.华中科技大学 2009
[7]Bi3.15Nd0.85Ti3O12铁电薄膜晶粒形貌与取向研究[D]. 杨斌.华中科技大学 2008
[8]多层铁电薄膜的制备及其电性能研究[D]. 贾建峰.兰州大学 2006
[9]层状结构铁电存储器的研究[D]. 王宁章.华中科技大学 2005
[10]LaNiO3电极及层状Bi系铁电薄膜特性研究[D]. 康晓旭.复旦大学 2003
硕士论文
[1]钙钛矿复合铁电薄膜的制备研究[D]. 唐瑾.上海师范大学 2015
[2]铌钕共掺钛酸铋铁电薄膜的制备及电学性能表征[D]. 阳歌.湘潭大学 2014
[3]ZnO/BNT/LNO/Si铁电薄膜晶体管的制备及表征[D]. 丁涛.湘潭大学 2014
[4]Nd,Co共掺杂制备BiFeO3薄膜及多铁性研究[D]. 薛旭.陕西科技大学 2014
[5]钛酸铜钙/钛酸锶钡多层薄膜制备及电学性能研究[D]. 张智翔.西北大学 2013
[6]晶格缺陷对BNT铁电薄膜光响应性能的影响[D]. 李静.湘潭大学 2013
[7]Bi3.15Nd0.85Ti3O12（BNT）的磁掺杂与性能研究[D]. 魏聪.湖北大学 2013
[8]激光脉冲沉积方法制备钙钛矿型铁电氧化物薄膜及物性研究[D]. 冯玉.天津师范大学 2013
[9]SrTiO3缓冲层对Bi3.15Nd0.85Ti3O12无铅铁电薄膜的改性研究[D]. 彭浩.湘潭大学 2012
[10]镍掺杂BST薄膜的制备及性能研究[D]. 钱林勤.华东师范大学 2012
本文编号：3504816
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