溶胶-凝胶和脉冲激光沉积法取向薄膜(pst2csbn)的制备和性能分析

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1、浙江人学博上学位论文28倍，显示出更加优异的介电可调性能。2．脉冲激光沉积法外延钛酸锶铅薄膜的结构和性能研究(1)研究了实验条件和镍酸锂(LNO)缓冲层的引入对外延钛酸锶铅薄膜晶相形成的影响。实验表明，在选择适合的衬底温度以及氧分压时，如衬底温度高于7300C，氧分压为200mTorr，可以在MgO衬底上得到高择优取向的PST薄膜。随着衬底温度的升高，提供给原子的能量也增加，原子具有的较高的活性，在析晶过程中很容易受到基板的诱导，迁移调整到(100)晶面并形核生长，因此薄膜的取向性也越好。在上述薄膜与基板间引入的LNO薄膜兼具底电极的缓冲层的作用，由于LNO缓冲层的品格常数介于MgO基

2、板与PST薄膜之间，因此起到了减少PST薄膜与MgO基板之间应力的作用，使得制备得到的PST薄膜的取向性更好，薄膜更加完整，质量更好。(2)研究了LNO缓冲层的引入对外延钛酸锶铅薄膜介电性能的影响。引入的LNO薄膜受MgO单晶基板的诱导，也为(100)方向取向生长，且兼具导电电极和外延生长传递的功能。此外作为缓冲层，LNO的晶格常数介于MgO基板与PST薄膜之间，既可以与MgO基板很好地匹配，也可以与PST薄膜很好地匹配，因此起到了减少PST薄膜与MgO基板之间应力的作用。这使得制备得到的PST薄膜的取向性更好，薄膜更加完整，质量更好，介电性能也有了很大提高。制备条件为衬底温度7800

3、C，氧分压为200mTorr的情况下，加入LNO缓冲层后，在相同的外加偏压下(．20v一20v)，钛酸锶铅薄膜在100kHz下的介电可调性由40％提高到70％，介电损耗由o．1下降到0．06，优值FOM由10．1提高到14．3。3．脉冲激光沉积法外延铌酸锶钡薄膜的结构和性能研究(1)采用PLD法，在覆有LNO底电极缓冲层MgO(001)基板上成功制备了外延生长的SBN60薄膜。在选择适合的衬底温度以及氧分压，如衬底温度高于7500C，氧分压为200mTorr，可以在MgO衬底上得到高择优取向的SBN60薄膜。SBN薄膜和LNO／MgO基板在结晶方向上呈现循环对称性，为外延生长关系，但是

4、呈现一定的生长角度，可以表示为SBN薄膜、LNO薄膜与MgO基板为SBN(001)IILNO(220)I[MgO(220)和SBN(001)IILNO(710)llMgO(710)外延生长。(2)对SBN薄膜的光学带隙进行了测量，测得SBN的光学带隙为3．85eV。同时，利用棱镜耦合仪对SBN薄膜的折射率进行测量，SBN薄膜的寻常光‰的有效折射率(刀TE)和异常光n。的有效折射率(甩TM)分别2．1843和2．1684。对LNO薄膜的光学带隙进行了测量，测得LNO的光学带隙为3．6eV。同时，对LNO薄膜的折射率进行测量，当波长从800nm减小到350nm时，折射率从1．75增加到1．

5、8l。制得的LNO薄膜的折射率远远小于小于SBN单晶薄膜的折射率，因此以SBN／LNO／MgO基板为结构的样品可以实现SBN薄膜在光波导领域的应用。摘要(3)结合样品制作工艺的特点和实验室现有条件，选用改进的简单反射法测量SBN薄膜的纵向电光应用与光轴平行方向电场对应的电光系数分量怕3。用1／4波片取代昂贵的补偿器，调节静态工作点处于线性工作区，对采用简单反射法计算SBN薄膜纵向电光系数的公式进行详细的推导。利用上述搭建的测试系统，对制备的SBN／LNO／MgO结构的薄膜样品进行了测试，测试结果显示SBN薄膜的纵向电光应用与光轴平行方向电场对应的电光系数分量^r33为186．61pm／

6、V，这使得新型结构的SBN薄膜成为一种理想的光波导材料。关键词：溶胶一凝胶，脉冲激光沉积，钛酸锶铅薄膜，铌酸锶钡薄膜，介电可调，光波导，取向生长，外延生长III浙江大学博士学位论文IVAbstractTheaimofthisworkistofabricateoriented·-growthandexpitaxial·growth(Pb，Sr)Ti03(PST)dielectrictunablethinfilmsand(Sr,Ba)Nb206(SBN)waveguidethinfilms．Effortshavebeendevotedtocontrolthedepositedconditi

7、onsandtostudythepropertiesofthesethinfilms．Sol—gelmethodandplusedlayserdeposition(PLD)techniquehavdbeenusedtopreparethesetwokindofthinfilms．TheX-rayDiffraction(XRD)，ScanningElectronMicroscope(SEM)，UltravioletRays(UV)，Agilent