PZT薄膜铁电性能改善研究

发布时间：2023-03-19 01:44

　　PZT薄膜具有优异的电学性能,在微机电学、微电子学等领域应用广泛。其中,使用PZT薄膜制作得铁电随机存取存储器(FRAM)在近年来受到科研工作者和制作厂商的深度关注。但是因为PZT薄膜铁电疲劳的特性而限制了其在铁电存储器领域进一步的发展。为此探索了改善PZT薄膜铁电疲劳特性的方法,希望能进一步推动PZT薄膜在存储应用上的进展。在系统总结PZT薄膜研究和应用现状的基础上,使用溶胶-凝胶法制备出了PZT薄膜,研究了导致PZT薄膜铁电疲劳的原因,并使用A位或B位施主掺杂和LNO底电极代替传统的Pt底电极的方法来改善PZT薄膜的介电性能、铁电性能和铁电疲劳性能。本课题使用了La和W元素掺杂PZT薄膜,实验结果表明:适量的A位的La掺杂或B位的W掺杂都可以明显改善PZT薄膜的介电性能、铁电性能和铁电疲劳性能。其中La元素掺杂的最佳浓度是2mol%,而W元素掺杂的PZTW薄膜介电性能、铁电性能和铁电疲劳性能随着掺杂浓度的增大而提升,1mol%掺杂的PZTW薄膜的性能最好。本课题还研究了不同La/Ni比LaNi_xO_3+δ薄膜的性质的不同,我们发现:使用溶胶...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 前言
    1.2 铁电存储器
        1.2.1 铁电存储器的分类
        1.2.2 铁电随机存取存储器的工作原理
        1.2.3 铁电存储器的材料选取
    1.3 PZT薄膜的结构与性质
        1.3.1 PZT材料的晶体结构
        1.3.2 PZT材料的性质
    1.4 PZT薄膜研究进展
        1.4.1 PZT薄膜掺杂改性研究进展
        1.4.2 PZT薄膜电极材料研究进展
    1.5 本课题的主要研究内容
第2章 PZT薄膜的制备与性能表征
    2.1 薄膜的制备技术
    2.2 使用Sol-Gel法制备PZT薄膜
        2.2.1 制备PZT薄膜需要的原材料和实验设备
        2.2.2 配置PZT前驱体溶液
        2.2.3 制备PZT薄膜
    2.3 PZT薄膜性能的表征方法
    2.4 不同PZT薄膜的性能比较
        2.4.1 XRD结果比较
        2.4.2 铁电性能比较
        2.4.3 介电性能比较
    2.5 本章小结
第3章 掺杂对PZT薄膜铁电性能的影响
    3.1 制备La掺杂和W掺杂PZT薄膜
        3.1.1 配置PLZT和PZTW前驱体溶液
        3.1.2 制备PLZT和PZTW薄膜
    3.2 La/W掺杂对PZT薄膜结构的影响
        3.2.1 X射线衍射分析
        3.2.2 SEM分析
    3.3 掺杂对PZT薄膜电学性能的影响
        3.3.1 介电性能
        3.3.2 铁电性能
    3.4 掺杂对PZT薄膜疲劳特性的影响
    3.5 本章小结
第4章 LNO底电极对PZT薄膜性能的影响
    4.1 制备不同La/Ni比的LaNi_xO_3+δ薄膜
    4.2 不同La/Ni比的LaNi_xO_3+δ薄膜性质比较
        4.2.1 结构性质比较
        4.2.2 薄膜电阻率比较
    4.3 第一性原理计算方法简介
    4.4 使用第一性原理分析不同La/Ni比的LaNi_xO_3+δ的性质
        4.4.1 计算LNO晶体的态密度
        4.4.2 计算不同La/Ni比的LaNi_xO_3+δ晶体的结构
    4.5 在不同La/Ni比LaNi_xO_3+δ底电极上制备的PZT薄膜性能比较
    4.6 本章小结
第5章 总结
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢



本文编号：3764291