STO基BFO Mn复合薄膜的结构与 电学性能
静电纺丝聚酰亚胺基纳米复合薄膜电学及热学性能研究

静电纺丝聚酰亚胺基纳米复合薄膜电学及热学性能研究摘要:过去的几十年,无机半导体存储、光盘存储、磁盘存储等传统的信息存储器件得到了非常广泛的应用,但是随着器件集成度的提高以及存储密度、容量的增加,目前的信息存储材料及技术不能满足需求。
在此背景下,具有良好加工性能、机械性能且成本低廉、可多层次存储的聚合物基信息存储材料成为了新一代分子级存储材料的研究对象[1]。
聚酰亚胺(polyimide/PI)是一种新型的高性能特种工程塑料,其极耐高低温、优良的介电性能、机械强度高、热膨胀系数低、稳定的耐化学药品性等突出优点,使它在众多的聚合物材料中脱颖而出[2]。
本课题拟用静电纺丝技术制备MWNTs+TiO2/PI复合纤维,通过炭化处理改变MWNTs+TiO2/PI的表面态,进而研究纺丝炭化对复合薄膜电学性能的影响关键词:静电纺丝;聚酰亚胺;复合薄膜;介电图1-1电纺装置示意图1.实验部分:1.1实验材料:4,4´-二氨基二苯醚 C12H12N2O(ODA);均苯四甲酸二酐 C10H2O6(PMDA);N,N-二甲基乙酰胺 CH3CON(CH3)2(DMAC);纳米二氧化钛颗粒 TiO2,纯度99.9%;多壁碳纳米管(MWNTs):纯度大于95%管径小于8nm,长度为0.5-2μm;无水乙醇C2H5OH:乙醇含量99.7%。
1.2聚酰亚胺的制备:1.清洁实验仪器。
2.量取40ml的溶剂DMAC,再称取3.0g的ODA和一定量的TiO2,按组分称取不同量的MWNTs,共同倒入三颈口瓶中,保鲜膜封口。
3.将混合溶液超声振荡1h。
4.再对三颈口瓶进行机械搅拌15min,冷却。
5.称取3.28g的PMDA,分多次添加至三颈口瓶中,时间控制在105min左右,当上次添加的PMDA完全溶解后,进行下一次添加。
添加完后,等待15min,然后再称取0.1g的PMDA,每次加入少许PMDA至三颈口瓶中,间隔5min,完全溶解后,方可再次添加。
多铁性材料及磁性液体简介-(1)

1.3 多铁性材料的磁电耦合效应
多铁性材料不仅同时具有磁有序和铁电有序,其共存的磁有序和铁电 有序之间还可能存在相互作用从而产生磁电耦合效应,即电极化翻转(或电场) 可以带来磁有序的变化,或者反过来磁有序的变化(或磁场)可以引起 电极化的改变 多铁性材料内部同时存在自发极化和自发磁化,两种有序度之间存在交 换耦合作用,根据 Landau 理论,其体系的自由能可展开如下:
多铁性材料及磁性液体介绍
髙榮禮
磁学国家重点实验室M03组
中国科学院物理研究所, 北京,100190
2012年12月27日
主要内容
1、多铁性材料 1.1 多铁性材料的概念 1.2 多铁性材料的铁性材料的分类
1.5 BiFeO3(BFO)单相多铁性材料
多铁性材料的分类:
多铁材料可以简单地分为两大类,一类是单相材料,另一类是复合体系。
单相材料中近年来研究较热的材料,主要有如下几类:
(1)Bi 系钙钛矿结构多铁材料,如BiMnO3,BiFeO3 等。它们都具 有钙钛矿的 ABO3 结构,其铁电性来源于 A 位 Bi 离子的6s2孤对电子 与O2-的2 p 电子之间的轨道杂化,这一点与PbTiO3 的铁电性来源有 些类似, 因此它们同PbTiO3 一样都具有较大的饱和电极化强度。该类材料中 的 BFO 具有 ABO3 的钙钛矿结构,是一种典型的单相多铁性材料。 相比于其它的单相多铁性材料,BFO 的铁电相变温度 (TC = 830 °C) 和反铁磁相变温度 (TN = 370 °C) [38, 39],都在室温以上,在室温 下具有大的电极化和 G 型反铁磁性(或弱铁磁性)
2、磁性液体
2.1 磁性液体的概念 2.2 磁性液体的性质,用途及合成 2.3 二元磁性液体介绍
多铁性复合薄膜的结构及2—2型双层复合磁电薄膜的制备方法

合铁电/ 压电材料和磁致伸缩材料 ,以两相之间
的应 力/ 应变 耦合 传递 可 实 现 铁 电 一铁 磁 之 间的 耦合 , 种 由铁 电/ 电材 料 和磁 性 材 料 复 合 在 这 压
一
起的磁电材料就是多铁性磁 电复合材料 。
结构的多 晶复合 薄膜。但该薄 膜的缺点是磁性
相 颗 粒容 易发 生 渗流 而连 通在 一起 , 低 电阻 的 则 磁 性相 会 引起 薄膜 的整 体 漏 导 , 致 观 测 到 正磁 导 电效应 有 误 , 至观 测不 到正 磁 电效 应 。 甚
前 驱 溶胶 交替 旋 涂 , 后 在 60C退火 6mn 两 然 5c i, 相在 退火 过程 中产 生分 离重 组 , 到 了一 种 疑似 得 颗 粒 复 合 薄 膜 , 薄 膜 表 面 形 貌 来 看 ,似 乎 从
C F: o eO 以颗粒 状 分散 在 P T基 体 中 , 成 了 03 Z 形 -
中 图分 类号 :B3 2 T 3 文 献 标 识 码 : A
多铁 性 材 料 是 指 材 料 的 同 一 个 相 中包 含 两 种及 两种 以上 铁 的基 本 性 能 , 些 铁 的基 本 性 能 这
包括 铁 电性 、 铁磁 性 和铁 弹 性 ¨ 。最 早 研 究 的多 j
生相 分 离 , 到 的复 合 薄膜 中 C F: 形 成 纳米 得 oeO 柱镶 嵌 在 B TO 基 体 中 , 阵 列分 布 , 成 了 1 a i 呈 形 — 3结 构 的复合 薄 膜 。虽然 13柱 状 纳 米 结 构 复合 — 薄膜 表现 出了具有 较强 磁 电耦 合 的迹 象 , 沮这 种 13柱 状纳 米结 构 复合薄 膜 的生 长需 要 比较苛 刻 -
收稿 日期 :0 9—1 —2 20 1 4
《BiFeO3基固溶体薄膜的铁电光伏效应及调控机理》范文

《BiFeO3基固溶体薄膜的铁电光伏效应及调控机理》篇一一、引言近年来,铁电材料由于其独特的物理性质和广泛的应用前景,已成为材料科学研究的热点之一。
其中,BiFeO3(BFO)基固溶体薄膜因其具有优异的铁电、压电和磁学性能,被广泛应用于多铁性材料、传感器、太阳能电池等领域。
铁电光伏效应是BFO基固溶体薄膜的重要物理特性之一,对其性能的深入研究和调控对于提高器件性能具有重要意义。
本文将就BiFeO3基固溶体薄膜的铁电光伏效应及调控机理进行详细探讨。
二、BiFeO3基固溶体薄膜的铁电光伏效应BiFeO3基固溶体薄膜具有优异的铁电性能,其铁电光伏效应主要源于薄膜内部的自发极化。
在施加电场或光照等外界刺激时,薄膜内部电荷分布发生变化,导致光生载流子的分离和迁移,从而产生光电流。
这种光电流的产生与薄膜的铁电性能密切相关,具有较高的光电转换效率和稳定性。
三、BiFeO3基固溶体薄膜的铁电光伏效应调控机理BiFeO3基固溶体薄膜的铁电光伏效应可以通过多种方式进行调控。
首先,通过改变薄膜的组分和结构,可以调整其铁电性能和光学性质,从而影响铁电光伏效应。
例如,引入其他元素形成固溶体,可以改变BFO的晶体结构,进而影响其铁电性能。
此外,通过改变薄膜的厚度、表面粗糙度等参数,也可以对其铁电光伏效应进行调控。
另一方面,外部刺激如电场、光照、温度等也可以对BFO基固溶体薄膜的铁电光伏效应进行调控。
例如,通过施加外部电场可以改变薄膜内部的极化状态,从而影响光生载流子的分离和迁移。
此外,光照强度和波长的变化也会影响光生载流子的产生和分布,进而影响铁电光伏效应。
四、BiFeO3基固溶体薄膜的制备与表征制备BFO基固溶体薄膜的关键在于控制薄膜的组分、结构和性能。
目前,常用的制备方法包括溶胶-凝胶法、脉冲激光沉积法、化学气相沉积法等。
在制备过程中,需要严格控制实验条件,如温度、压力、气氛等,以保证薄膜的质量和性能。
制备完成后,需要对薄膜进行表征,包括结构表征、电学性能测试、光学性能测试等,以评估其铁电光伏效应及性能。
初探石墨薄膜的表面结构及导电性

隧道电流。通过记录针尖与样 品之 间的隧道 电流的变化就可以得到样品表面形貌的信息 。探针与样 品
之 间 的隧道 电流 I 两 电极 问的距离 s 负指 数关 系 , : 与 成 即
IC ep Z B x (一K ) S () 1
其 中 K= m h, 为 自由 电子 的质 量 , 为有 效平 均势 垒 高度 , m B为针 尖 与 样 品之 间 的偏 置 电压 u 有 关 的系数 。样 品表 面 的电子结构 不 同 , 反映 出来 的表 面特征 亦不 同 。 其
2 仪器简介
本实验装置是在上海爱建纳米科技发展有限公 司仪 器 A I 型 S M基 础上 开 发 , 1为实验 装置 简 图 。其 中 J— a T 图
S M 系统 装 置 由 防震 减 振 系统 ,T 探 头 , 字 化 电 子 学 T SM 数 控制系统和计算机等组成。实验样品采用新鲜解理的高定
P AN u h i—p n W U o g—q a i g. gn un
( e to h s a a dE et ncSine Qan nN r l ol efr a o a t s D y n5 80 C ia D p.f yr l n l i i c c , in a oma C l g t nli , u u 5 0 0, hn ) P c co e e o N i ie
如图右图上图所示其走势反映切口的情况向右上方倾斜切口截面不是直线而是一条曲折的线在处存在一个较大的落差在图上表现为处的颜色比中右图下图是在一定周期下截取截面切口的线落差大小在功率谱图上的表现落差大其功率也是双线分析任意截取的两个切口是不一样的
黔南 民族师范 学院学报 2 0 08年第 6期
初 探 石 墨 薄膜 的表 面 结构 及 导 电性
《NBT-BFO基薄膜的储能性能研究》范文

《NBT-BFO基薄膜的储能性能研究》篇一一、引言随着科技的发展,电子设备在日常生活和工业生产中的应用越来越广泛,对储能材料的需求也日益增长。
NBT-BFO基薄膜作为一种新型的储能材料,具有优异的电学性能和储能特性,受到了广泛关注。
本文旨在研究NBT-BFO基薄膜的储能性能,为进一步开发和应用该材料提供理论依据。
二、NBT-BFO基薄膜的制备与结构NBT-BFO基薄膜的制备主要采用溶胶-凝胶法。
首先,将所需原料按照一定比例混合,经过溶胶、凝胶、烧结等过程,最终得到NBT-BFO基薄膜。
该薄膜具有层状结构,其中BFO(铋酸铁)和NBT(铌酸钡钛)在结构上相互交错,形成了一种复合材料。
三、NBT-BFO基薄膜的储能性能研究1. 实验方法本实验采用电学性能测试、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等手段对NBT-BFO基薄膜的储能性能进行研究。
首先,通过电学性能测试获得薄膜的电导率、介电常数和电滞回线等数据;其次,利用XRD和SEM分析薄膜的晶体结构和微观形貌。
2. 实验结果(1)电学性能测试结果表明,NBT-BFO基薄膜具有较高的电导率和介电常数,以及优异的储能密度和效率。
在特定条件下,该薄膜的储能密度可达到较高的水平。
(2)XRD分析显示,NBT-BFO基薄膜具有典型的层状结构,晶格排列有序。
SEM观察表明,薄膜表面平整,晶粒分布均匀。
(3)通过对比不同制备工艺和掺杂元素对NBT-BFO基薄膜储能性能的影响,发现适当的掺杂元素和优化制备工艺可进一步提高薄膜的储能性能。
四、讨论与结论1. 讨论NBT-BFO基薄膜的优异储能性能主要归因于其独特的层状结构和优化的晶体排列。
此外,适当的掺杂元素和优化制备工艺也有助于提高其储能性能。
在研究过程中,我们还发现该薄膜在高温和高频条件下仍能保持良好的储能性能,具有较好的实际应用前景。
2. 结论本研究通过实验方法和理论分析,对NBT-BFO基薄膜的储能性能进行了深入研究。
聚合物薄膜的结构与性能

聚合物薄膜的结构与性能聚合物薄膜是一种非常重要的材料,其广泛应用于许多不同行业,如包装、电子、医疗等。
聚合物薄膜的结构和性能是其重要的特征,直接影响到其应用领域和性能表现。
本文将从聚合物薄膜的结构和性能两个方面来探讨聚合物薄膜的特点和应用。
一、聚合物薄膜的结构聚合物薄膜的结构可以分为两个方面:化学结构和物理结构。
1、化学结构化学结构是指聚合物中各种化学基团的种类、数量、排列等。
这直接影响到聚合物薄膜的化学性质、稳定性和运用方向。
聚合物薄膜中常见的化学基团有:酯基、醚基、酰胺基和醛基等。
如聚酰亚胺(PI)薄膜是一种高温、高强度材料,其主要功能特点取决于其特殊的酰亚胺结构,其含有的酰亚胺基团具有非常好的耐高温、耐化学腐蚀性和耐辐射性质,因此PI薄膜广泛应用于航空、航天、电子等领域。
2、物理结构聚合物薄膜的物理结构是指分子结构的排列方式、晶体性质、分子链的分布方式等一系列微观结构。
这直接影响到材料的力学性能、光学特性、防护特性和透明度等。
如聚乙烯醇(PVA)薄膜是一种非常透明的材料,可作为包装材料,其优异的透明度和防护性质依赖于其物理结构。
PVA薄膜分子链间存在大量氢键,其物理交联结构有效防止分子链的相互滑动,从而使PVA薄膜具有很高的机械强度和抗撕裂性能。
二、聚合物薄膜的性能聚合物薄膜的结构与其表现出的性能密不可分。
结构的变化会导致材料性能的改变。
1、机械性能机械性能是指聚合物薄膜在拉伸、抗撕裂、弯曲等受力情况下的柔性特性。
不同结构的聚合物薄膜机械性能不同,其受力的弹性吸能能力也不相同。
如,聚氨酯薄膜具有良好的柔性,足够的挠曲性,与其结构中的弹性段相关。
2、气体透过性气体透过性是指气体分子透过材料的能力。
这是聚合物薄膜中另一个非常重要的性能特征。
如,一些聚四氟乙烯(PTFE)薄膜材料,具有良好的化学稳定性和低摩擦系数,具有优异的气体阻隔性。
3、光学特性光学特性只适用于透明或半透明的聚合物薄膜。
包括可见光透过率、透过光谱和杂光等。
MWNTsPI复合薄膜介电性能研究的开题报告

MWNTsPI复合薄膜介电性能研究的开题报告一、研究背景纳米复合材料具有优异的物理、化学和电学性能,并在材料科学和技术中得到了广泛应用。
多壁碳纳米管(MWNTs)是一种具有独特的结构和性质的纳米材料,可以用于电子学、传感器、催化剂等领域。
MWNTs与聚合物(PI)的复合物组成的复合薄膜展现了极好的介电性能,成为了新型介电材料的前沿研究方向。
本研究将通过制备MWNTs/PI复合薄膜,分析复合薄膜的结构特征及其介电性能,进一步研究MWNTs/PI复合薄膜用于电子、传感器等领域的应用前景,为相关学科的研究和发展提供理论和实践基础。
二、研究目的1.通过制备MWNTs/PI复合薄膜,系统地研究MWNTs与PI之间的相互作用和复合薄膜的结构特征。
2. 分析MWNTs/PI复合薄膜的介电性能,探究介电性能与复合薄膜结构的关系。
3. 探究MWNTs/PI复合薄膜在电子学和传感器领域的应用前景。
三、研究内容1. MWNTs/PI复合薄膜的制备:通过常规表面修饰方法,使MWNTs 与PI形成均匀分散的复合物,制备MWNTs/PI复合薄膜。
2. 复合膜结构表征:利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X 光衍射(XRD)等手段,对MWNTs/PI复合膜的结构特征进行表征。
3. 复合膜介电性能测试:利用介电分析仪对MWNTs/PI复合膜的介电性能进行测试,分析复合膜介电性能与复合膜结构、MWNTs含量等参数之间的关系。
4. 应用前景研究:对MWNTs/PI复合膜在电子、传感器领域的应用前景进行探究,分析其优劣及其应用前景。
四、研究意义MWNTs/PI复合薄膜的研究对于深入了解纳米材料的性质及其在实际应用中的应用前景具有重要意义。
其具有优良的导电性、高强度、高韧性、优异的机械和热稳定性能等特点,在材料领域有广泛的应用前景。
该研究有助于提高纳米复合材料的性能,并为开发新型低成本,高性能的介电材料提供基础研究。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
Modern Physics 现代物理, 2019, 9(3), 176-182Published Online May 2019 in Hans. /journal/mphttps:///10.12677/mp.2019.93019The Structure and Electrical Properties ofSTO-Based BFO:Mn Composite FilmsYi Wei1, Jie Gao2,Lei Dong2, Jianmin Song2*1Baoding No.1 High School, Baoding Hebei2Agriculture University of Hebei, Baoding HebeiReceived: Apr. 30th, 2019; accepted: May 15th, 2019; published: May 22nd, 2019AbstractIn this paper, a single-crystal (001) SrTiO3(STO) substrate is used as the bottom, and a Pt/BFO:Mn/LSCO/STO heterojunction is constructed by off-axis magnetron co-sputtering. We study the microstructures of La0.5Sr0.5CoO3 (LSCO) and BFO:Mn composite films in X-ray diffracto-meter (XRD). The results revealed that not only the bottom electrode LSCO but also BFO:Mn films (00l) epitaxially grown, and the strength of the composite film of BFO:Mn becomes smaller. Then, we research the electrical properties of the Pt/BFO:Mn/LSCO/STO(00l) heterojunction in LCR and Keithley. The results show that the Mn doping of the BFO film greatly improves the electrical per-formance compared to the BFO film. In other words, the current density is reduced by three orders of magnitude, and the conduction mechanism is changed from the space charge-restricted current (SCLC) conduction mechanism to the ohmic conduction mechanism.KeywordsStrontium Titanate, Bismuth Ferrate, Composite Film, Off-Axis Magnetron Sputtering,HeterojunctionSTO基BFO:Mn复合薄膜的结构与电学性能魏一1,高洁2,董磊2,宋建民2*1保定一中,河北保定2河北农业大学,河北保定收稿日期:2019年4月30日;录用日期:2019年5月15日;发布日期:2019年5月22日*通讯作者。
魏一 等摘要本文以单晶(001) SrTiO 3 (STO)基片为衬底,采用偏轴磁控共建溅射法构架了Pt/BFO:Mn/LSCO/STO 异质结。
利用X 射线衍射仪(XRD)对La 0.5Sr 0.5CoO 3 (LSCO)和BFO:Mn 复合薄膜的微观结构进行了表征,结果表明底电极LSCO 和BFO:Mn 薄膜均为(00l)外延生长,而BFO:Mn 的复合薄膜的XRD 衍射峰值强度变小。
其次,通过LCR 表和Keithley 表对Pt/BFO:Mn/LSCO/STO(001)异质结进行了电学性能测试,结果表明BFO 薄膜掺杂Mn 极大的改善了电学性能,相较BFO 薄膜而言,电流密度减小了三个数量级,导电机制由空间电荷限制电流(SCLC)导电机制转变为欧姆导电机制。
关键词钛酸锶,铁酸铋,复合薄膜,偏轴磁控共建溅射,异质结Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/1. 引言随着科学技术的发展,人们对于生活便利的要求越来越高。
电子产品开始趋向于小型化和集成化,例如:手机从笨重的大哥大更新换代至今天只有1 cm 甚至更薄的智能手机,铁电薄膜有许多优异的性能,如何把它的优异性能转化成社会生产力是研究者们面对的一个严峻的挑战[1] [2] [3]。
铁电薄膜在生活中的应用比比皆是,例如压电薄膜传感器、电脑显示器、太空飞船的高性能电容器、城市公交IC 卡等。
铁电材料作为一种功能材料,其应用前景广泛[4] [5] [6]。
然而,我们对于铁电材料的研究还有很长的路要走,它的一些性能机理尚不明确;譬如,我们对于铁电材料的物理性能的研究还处于起步阶段。
近些年来,铁酸铋(BiFeO 3,简称BFO)薄膜材料凭借其无铅、剩余极化强度较大、居里温度较高等优点,引起了国内国际许多研究者的重视,甚至一些研究者选择跨行来研究铁电薄膜材料,当然,还有一个原因是铁电薄膜材料具有巨大的科研和应用价值[7] [8] [9] [10]。
虽然,BFO 薄膜材料优点众多,但它的漏电流较大,不易获得饱和的电滞回线[11] [12] [13]。
因此,如何减小BFO 薄膜的漏电流是目前急需解决的问题。
之前有研究声称在BFO 薄膜中掺杂金属元素可以减小漏电流[1] [14] [15] [16],本文采用偏轴磁控共建溅射法,制备了高质量的单晶BFO 薄膜和BFO:Mn 复合薄膜。
通过对比两组实验样品的数据,研究了BFO:Mn 复合薄膜的结构和电学性能。
2. 结果与分析2.1. Pt/BFO:Mn/LSCO/STO(001)异质结的制备偏轴磁控溅射法构架Pt/BFO:Mn/LSCO/STO(001)异质结,结构如图1所示。
具体实验流程如下步骤: 1) 打磨基片:把从真空腔内取出的基片放置实验台上,戴上手套,先用粗砂纸再用细砂纸打磨基片,打磨时,适度蘸取丙酮和酒精。
打磨至基片光亮如镜时,使用纱布对基片进行擦拭,在纱布上喷少许丙酮和酒精,擦至纱布不在变脏。
将实验品SrTiO 3(001) (以下简称STO)分别在盛有丙酮和酒精的器皿中超声波清洗10 min ,然后用高纯度的N 2吹干,并防止吹飞。
用银胶把STO 粘在基片中间位置,晾干并确认实验品粘牢固。
魏一 等2) 制备LSCO 底电极:将清洗完毕并粘有STO 的基片放入磁控溅射仪的真空腔的卡槽中,开始抽真空。
腔体的真空度抽至小于2.0 × 10−4 Pa 后,打开N 2、O 2瓶开关及相关气路旋钮,调节流量计开关旋钮使N 2、O 2流量比为75:25,将设备实验温度升高为550℃、溅射功率设定为50 W ,预溅射20 min 后,开始正式溅射30 min ,此过程镀一层厚度约为40 nm 的LSCO 薄膜。
3) 生长BFO:Mn 复合薄膜:设置BFO 靶材功率为60 W ,Mn 靶材功率为3 W ,两靶材法线方向与基片法线方向均成45˚,将真空腔真空度调节至2 Pa ,以20℃/min 的速率升温至775℃,在BFO 、Mn 靶材挡板关闭的情况下进行20 min 的预溅射,去除靶材上的杂物,然后打开BFO 、Mn 靶材挡板的同时用秒表计时,进行2.5 h 的正式溅射,镀一层厚度约为200 nm 的BFO:Mn 复合薄膜。
采用相同方式,将Mn 靶材功率设为0 W ,镀一层厚度约为200 nm 的BFO 薄膜。
4) 电极的制备:在室温条件下,用显微镜将带有均匀小孔的掩膜版覆盖在实验样品上,然后将实验样品放置腔内指定位置,抽真空,启动磁控溅射仪,原位溅射出Pt 薄膜。
Figure 1. Pt/BFO:Mn/LSCO/STO heterojunction 图1. Pt/BFO:Mn/LSCO/STO 异质结结构示意图2.2. SrTiO 3基BFO:Mn 复合薄膜的结构表征本文中,我们利用X 射线衍射仪对薄膜的微观结构进行表征。
根据X 射线衍射仪的原理,我们通过测试获得的X 射线衍射图谱可以从本质上反映出所测晶体的微观结构,而且,我们知道不同晶体的空间结构、晶体常数是不同的,那么它们的X 射线衍射图谱也是不同的,也就是说我们可以通过XRD 衍射图谱来得到被测物精准的结构特征。
从图2可以看出,在衍射角2θ为20˚~50˚的扫描范围内BFO 薄膜晶体的XRD 图谱出现BFO(001)、Figure 2. BFO/LSCO/STO diffraction map图2. BFO/LSCO/STO 的衍射图谱魏一 等(002),STO(001)、(002),LSCO(001)、(002)衍射峰,图3亦是如此。
但BFO 衍射峰强度高,而BFO:Mn 相应的衍射峰强度减弱,两者均未出现杂峰,我们可以推断出两者所有的薄膜均为外延生长,都是单晶结构,并且呈现出钙钛矿相,说明BFO 以及BFO:Mn 在STO 基片上外延生长的非常好,形成了良好的外延接触。
但图3中BFO:Mn 复合薄膜(001)、(002)的衍射峰强度减小,说明由于Mn 和BFO 的复合引起了晶格畸变。
Figure 3. BFO:Mn/LSCO/STO diffraction map 图3. BFO:Mn/LSCO/STO 的衍射图谱2.3. SrTiO 3基BFO:Mn 复合薄膜的电学性能研究铁电薄膜的漏电流大小也是一项衡量薄膜质量的重要参数。
漏电流的存在会使电容储存的电荷逐渐减少,虽然薄膜的漏电流是不可避免的,但我们可以尽量减小它的不良影响。
本文利用keithley 2612数字源表分别测试了BFO 薄膜和BFO:Mn 复合薄膜在−5~0 V ,0~5 V 电压范围内漏电流的大小。