双钙钛矿bifemno6多铁薄膜的制备与性能研究

《双钙钛矿bifemno6多铁薄膜的制备与性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：UDC：学校代号：11845广东工业大学硕士学位论文(工学硕士)双钙钛矿Bi2FeMn06多铁薄膜的制备与性能研究沈丽梅指导教师姓名、职称：廑堑挂巫究员ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegreeofMaster(MasterofEngineeringScience)lIIIIlUlIIIIIIIIIIIIIIY2581309ThepreparationandpropertiesofdoubleperovskiteBi2FeMn06thinfilmsM．E。Can

2、didate：LimeiShenSupervisor：Prof．XinguiTangMay，2014SchoolofPhysics＆OptoelectronicEngineeringGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou，Guangdong，P．R．China，510006摘要Bi2FeMn06(BFMO)是一种从理论上被设计出来的新型双钙钛矿结构的氧化物，它可能具有与多铁功能材料BiFe03、BiMn03等类似的优越性能，在研发和设计新型高密度存储器件、自旋电子器件、新型磁电耦合传感器等方面都有十分广阔的应用前景。同

3、时基于第一性原理计算预测许多双钙钛矿多铁材料理论上具有远高于己知的单相磁电材料的磁化强度和电极化强度，这开启了人们在双钙钛矿结构中探索新的单相磁电多铁材料的新思路。然而，双钙钛矿氧化物的合成条件一般比较苛刻。本文采用简单的化学溶液沉积法在LaNi03(LNO)／Si(100)衬底上制备双钙钛矿Bi2FeMn06薄膜、Bi2FeMn06／SrTi03(STO)双层薄膜、Bi2FeMn06／(Ba0．65Sro．35)Ti03(BST)薄膜，研究了薄膜相结构，表面形貌，铁电性能，磁性能和漏电流机制。此外，还用溶胶．凝胶法制备了不同退火温度的BiFe03薄膜，研究了

4、退火温度对BiFe03薄膜相结构、铁电性和漏电流性能的影响。采用化学溶液沉积法在LNO／Si(100)衬底上制备了BFMO／STO双层薄膜。XRD结果表明所得的BFMO薄膜结晶为六方晶体结构，属于P63cm空间点群。用AFM表征得到薄膜表面粗糙度为14．5nin。在室温下观察到了BFMO／STO双层薄膜的室温铁电性，当外加电压为330kV／cm时，薄膜样品的剩余极化(2P，)和矫顽电场(2E。)分别为6．2gC／cm2和80kV／cm。A怕FMO／ST0／LNO薄膜电容器的漏电流机理可以总结为：当正电压施加在LNO电极上时，对于Au／BFMO／STO薄膜界面是

5、欧姆传导机制；当负电压施加在LNO电极上时，随着电压的增加，对于BFM0／ST0／LN0薄膜界面，传导机制由欧姆机制向空间电荷限制电流转变。磁性能测试表明：室温下的BFMO／STO双层薄膜具有很弱的铁磁性。采用化学溶液沉积法在LNO／Si(100)上制备出了BFMO和BFMO／BST薄膜。薄膜的剩余极化强度(尸r)随着测试电压增加而变大。在测试电压为6V时，BFMO薄膜和BFMO／BST薄膜的双剩余极化强度(2只)达到最大，分别为2．72gC／cm2和5．34gC／cm2。这说明BST缓冲层有效地提高了BFMO薄膜剩余极化强度。BST缓冲层的引入虽然增大了剩余

6、极化值，但它使薄膜的漏电流明显增大。通过公式拟合所得电流密度和电压的曲线分析漏电流机制可知：BFMO和BFMO／BST薄膜在正偏压下漏电流机制均为欧姆机制，在负偏压下则有所不同。广东工业大学硕士学位论文采用溶胶凝胶法在LNO／Si(100)衬底上制备了BiFe03薄膜，分别在450℃、500℃、550℃、600℃下退火，研究了不同退火温度对薄膜结构和电性能的影响。XRD谱图和铁电性能研究表明在LNO／Si(100)衬底上沉积BiFe03薄膜的最佳温度为500℃关键词：双钙钛矿；薄膜；Bi2FeMn06；铁电性能；漏电流机制AbstractBi2FeMn06(B

7、FMO)isatheoreticallydesignedoxidewithadouble—perovskitestructure，whichmayhavethesamesuperiorpropertylikeBiFe03andBiMn03，havingaverybroadapplicationprospectsintheresearchanddevelopmentofnewhighdensitystoragedevices，spintronicdevicesandnewmagnetoelectriccouplingsensor．Atthesametime，ca

8、lculationsbasedonfi