铁电材料及其在存储器领域的应用

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1、目录摘要…………………………………………………………………………………1ABSTRACT………………………………………………………………………………11前言…………………………………………………………………………………12压电材料……………………………………………………………………………23储能用铁电介质材料………………………………………………………………33.1BaTiO3基陶瓷…………………………………………………………………33.2SrTiO3基陶瓷…………………………………………………………………43.3TiO2陶瓷………

2、………………………………………………………………43.4PMN基陶瓷以铌镁酸铅………………………………………………………44有机铁电薄膜材料…………………………………………………………………45铁电阻变材料………………………………………………………………………56多铁性材料…………………………………………………………………………57铁电材料的应用……………………………………………………………………57.1铁电存储器(MFSFET)………………………………………………………67.2铁电存储器的应用………………………………………………

3、……………88结语…………………………………………………………………………………9参考文献……………………………………………………………………………1011铁电材料及其在存储器领域的应用摘要：铁电材料的优秀电学性能孕育了它广阔的应用前景，其电子元件有着集成度高、能耗小、响应速度快等众多优点。而且目前研究者将铁电材料同其它技术相结合，使新诞生的集成铁电材料性能更为优秀。介绍了铁电材料的发展历史和当前的应用概况。关键词：铁电材料；铁电性；存储器；应用Applicationofferroelectricmaterialsandinthe

4、areaofmemoryAbstract：Ferroelectricmaterials,oneofthecurrentresearchfocuseswithnumbersofphysicaladvantagessuchashighintegration,lowenergyconsumptionandfastresponse,hasbroadapplicationprospectsinmanyaspects．Beingcombinedwithotherphysicaltechnologies,thepropertiesofferro

5、electricmaterialscanbesignificantlyimproved．Describesthehistoricaldevelopmentofferroelectricmaterialsandcurrentapplications．Keywords：ferroelectricmaterials；Ironelectrical；memorizer；development1前言铁电材料，是指具有铁电效应的一类材料，最早的铁电效应是在1920年由法国人Valasek在罗谢尔盐中发现的，这一发现揭开了研究铁电材料的序幕。在1

6、935年Busch发现了磷酸二氢钾KH2PO4——简称KDP，其相对介电常数高达30，远远高于当时的其它材料。1940年之后，以BaTiO3为代表的具有钙钛矿结构的铁电材料陆续被发现，这是铁电历史上里程碑式的时期。直至20世纪80年代，随着铁电唯象理论和软膜理论的逐渐完善，铁电晶体物理内涵的研究趋于稳定。20世纪8011年代中期，薄膜制备技术的突破为制备高质量的铁电薄膜扫清了障碍，并且近年来随着对器件微型化、功能集成化、可靠性等要求的不断提高，传统的铁电块体由于尺寸限制已经不能满足微电子器件的要求。铁电器件在向薄膜尺寸量级过渡的同

7、时又与半导体工艺结合，研究者们迎来了集成铁电体的时代。集成铁电体是凝聚态物理和固体电子学领域的热门课题之一。铁电材料有着丰富的物理内涵，除了具备铁电性之外，还具有压电性、介电性、热释电性、光电效应、声光效应、光折变效应以及非线性光学效应等众多性能，可用于制备电容器件、压力传感器、铁电存储器、波导管、光学存储器等一系列电子元件，铁电材料因其广阔的应用前景而备受关注。目前的铁电器件往往仅单独用到了铁电材料中的单一性能，如压电性或者热释电性。将铁电材料中的性能综合在一起或者将铁电技术同半导体等其它技术结合在一起的集成铁电材料有着更为强大

8、的功能。铁电材料的研究进展主要包括：①提高现有材料的单一性能，如压电材料中准同型相界以及合适的晶格取向会大幅度提高压电系数。②开发新型铁电材料，如存储能量的电介质和有机铁电材料。③将铁电性同其他性能结合，包括可以实现磁电互控的具备多种初级铁性的多铁