论文部分内容阅读
新型弛豫型铁电单晶Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PZNT)是由弛豫型铁电体PZN与普通铁电体PT组成的具有钙钛矿结构的固溶体。近年来,PZNT以其优异的介电、压电与电致伸缩性能,成为铁电体研究领域的热点之一。本文应用液相外延生长技术制备PZNT厚膜。研究了PZNT厚膜在各种基板上外延生长的形貌,成份,外延取向和结晶性能,确认了PZNT外延厚膜的生长条件、生长机理、影响因素以及相应的控制参数,探明了PZNT外延厚膜形貌与基板材料,种膜材料的内在关系,实现了PZNT厚膜的连续生长。
采用液相外延法生长方法,本文尝试在LaAlO3 (LAO),MgO,(110) SrTiO3 (STO),(001) STO等基板上生长PZNT外延厚膜,并利用光学显微镜,X射线衍射仪,扫描电子显微镜和原子力显微镜等方法对其相关特性进行了测试和研究。通过对不同基板条件下生长的PZNT厚膜进行比较。发现PZNT在LAO,MgO,(110)STO基板上主要以自发形核为主,并伴随产生一些焦绿石相,PbO等亚稳态相;而PZNT能够在(100) STO基板上以岛状三维模式生长,且存在良好的外延取向关系:[100] (001) PZNT//[100] (001) STO。同时,通过对PZNT外延膜生长模式、生长机理和杂相产生机理的研究,也证明了(001) STO可以作为一个较理想的基板液相外延生长PZNT厚膜。
为了获得质量更好的PZNT厚膜,本文尝试在PMNT单晶基板上外延生长PZNT,结果获得了较高质量的PZNT厚膜,进一步确认了晶格失配度的减小可以改善外延膜生长形貌的结论。接着,在(001) STO基板上引入PZT薄膜再外延生长PZNT厚膜。实验结果表明,PZT种膜较好地缓解了PZNT和STO之间较大的晶格失配度,也有效地阻止了焦绿石相,PbO等亚稳态相的产生,从而获得了高质量的、连续的PZNT外延厚膜。
采用具有过热性质的YBCO种膜外延生长PZNT厚膜,发现了即使PZNT与YBCO的组元完全不同,也能获得形貌较好的PZNT厚膜。最后,通过不同质量YBCO种膜的比较研究以及YBCO熔化过程的原位观察,讨论了YBCO的过热行为和产生过热的机制。