磁控溅射法制备的pzt非晶薄膜光学性质研究

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1、万方数据第23卷第3期2004年6月红外与毫米波学报J．InfraredMillim．WavesV01．23．No．3June。2004文章编号：1001—9014(2004)03—018l—04磁控溅射法制备的PZT非晶薄膜光学性质研究胡志高，赖珍荃，黄志明，王根水，石富文，褚君浩(中国科学院上海技术物理研究所，红外物理国家重点实验室，上海200083)摘要：采用磁控溅射方法在石英玻璃上制备了Pbzr；Ti．一，0，(PzT)(z=0．52)非晶薄膜，并测量了200一lloonm的紫外一可见．近红外透射光谱．基于薄膜的结构和多层结构的透射关系，发展了仅有

2、6个拟合参数的光学常数计算模型．利用该模型，可以同时获得薄膜在宽波段范围内的光学常数和厚度，得到折射率的最大值为2．68，消光系数的最大值为0．562，拟合薄膜厚度为318．1nm．根据Tauc7s法则，得到PZT非晶薄膜的直接禁带宽度为3．75eV．最后，利用单电子振荡模型成功地解释了薄膜的折射率色散关系．关键词：Pbzr；TiI一；0，；非晶薄膜；折射率；禁带宽度中图分类号：TN383．1文献标识码：AoPTICALPROPERTIESoFPZTAMoRPHOUS-THINFILMSPREPAREDBYRFMAGNETRoNSPUTTERINGHUZh

3、i—Gao，LAIZhen—Quan，HUANGZhi—Ming，WANGGen—ShuiSHIFu·Wen．CHUJun—Hao(NationalLabomtoryforInfraredPhysics，ShanghaiInstitute《TechnicalPhysics，ChineseAcademyofSciences，shanghai200083，China)Abstract：TheopticalpropertiesofPbZLTi卜。03(茹=0．52)amorphousthinfilmsonvitreoussilicasubstmtesbyRFma

4、g-netmnsputteringwereinvestigatedbyUV～VIS～NIRtransmittancemeasurementintllewavelengthmngeof200～1100nm．Meanwhile，b踮edonthestmctureofthin6lmsonthetransparentsubstrateandthetransmittancerelationsofmultilayerstructure，thefiningmethodwithsixfittingp帆metersw器developedtocalculatethe叩tjc8

5、lconst肋t8．The叩tj-calconstantsofthin矗lmsinthewidewavelen昏hrangeandthefilmthicknesswereobtainedsimult蚰eously．Thema)【imumvaluesoftherefractiveindexaTIdextinctioncoe侬cientare2．68andO．562，respectively．Thefilmthicknessbythefittingis318．1nm．Accordingt0Tauc’8law，thedirectballdgapofthePzTa

6、rnorphousthin{ilmisfoundtobe3．75eV．Fin曲，thedispersionrelationoftheref}activeindexofthethin矗lmsissuccessfullyinterpretedbyconsidedngasingle·oscillatormodel．Key、怖rds：PbZr。Til一。03；amorphousthin6lms；therefractiveindex；thebaIldgap引言铁电薄膜具有一系列的重要性质，如高介电、铁电、压电、热释电和电光等特性，利用这些特性可制作多种功能器件．其中

7、，锆钛酸铅(Pbzr，Ti。一，O，或PZT)薄膜因其在电光器件、非易失性存储以及动态存储器等领域中潜在的应用价值而备受人们关注⋯．近年来研究表明PzT非晶薄膜具有一些良好的电学性质，如稳定的热(释)电电流、P—E磁滞回线和压电响应峰等。1J．与多晶薄膜相比，非晶薄膜的制备温度低，介电常数低，透明性好．对于PbZr。Til一；03薄膜的光学性质研究，Troli—er-Mckinstry旧。等人研究了PZT薄膜的椭偏光谱，测试波长范围为300—700nm．zhu等人∞J，李辉遒等14o和莫党等"1分别测量了溶胶．凝胶法制备的PLZT非晶薄膜的椭偏光谱和透射光

8、谱，但没有研究磁控溅射法制备的PzT非晶薄膜的光学性质和没有对透射