LaNiO3异质结薄膜的铁电、磁性能及漏电流研究.pdf

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1、第31卷第2期广东工业大学学报Vo1．31No．22014年6月JournalofGuangdongUniversityofTechnologyJune20l4doi：10．3969／j．issn．1007—7162．2014．02．023SrBi2TazO9／LaNiO3异质结薄膜的铁电、磁性能及漏电流研究李万朋，刘秋香(广东工业大学物理与光电工程学院，广东广州510006)摘要：采用溶胶凝胶方法在Si(100)衬底上生长了SrBi：Ta：O／LaNiO，(SBT／LNO)异质结薄膜，其中SrBiO。薄膜呈高度(115)取向．测量了不同退火温度下异质

2、结的电滞回线和漏电流密度，结果表明，700℃下退火的薄膜剩余极化值最高，漏电流最低，且表现出弱的室温铁磁行为．漏电流机理分析表明薄膜界面为欧姆接触．关键词：钽酸锶铋；漏电流密度；铁电；铁磁中图分类号：O611文献标志码：A文章编号：1007~162(2014)02—0117-04Ferroelectric，MagneticPropertiesandLeakageCurrentsofSrBi2Ta2O9／LaNiO3HeterostructureThinFilmsLiWan-peng．LiuQiu·xiang(SchoolofPhysicsandOpto

3、electricEngineering，GuangdongUniversityofTechnology，Guangzhou510006，China)Abstract：SrBi2Ta2O9(SBT)／LaNiO3(LNO)heterostructurethinfilmsweregrownonSi(100)substratebyusingasol—gelprocess．XRDresultsrevealhigh(115)orientationofSrBi2Ta2O9thinfilm．Thehys—teresisloopsandleakagecurrentde

4、nsityofthefilmsannealedatdifferenttemperaturesweremeasured．Thefilmannealedat700℃showesthelowestleakagecurrentdensityandawellsaturatedP—Ehysteresisloopwiththelargestremnantpolarization(Pr)of7．16uC／cm．LeakagemechanismanalysissuggestsanOhmicconduction．Inaddition．theSBT／LNOheterostr

5、ucturesannealedat700℃exhibitaweakroom-temperatureferromagneticbehavior．Keywords：SrBi2Ta2O9；leakagecurrentdensity；ferroeleetrie；ferromagnetic近几年来，随着器件的微型化、多功能化，含有SrBi2Ta2O／LaNiO3(SBT／LNO)异质结薄膜，并对不两种或两种以上铁序(铁电、铁磁或铁弹)的多铁性同退火温度下薄膜的结构、电性能以及磁性能进行材料受到广泛关注．到目前为止，单相多铁材料的选了研究．择很少1-2]，BiFe

6、O是少有的在室温具有多铁性的1实验材料，但漏电流过大严重制约了它的应用．因此多相复合材料比如异质结日益成为研究的热点J．sr—1．1样品的制备BiTaO具有耐持久、抗疲劳特性好等优点，成为非采用溶胶凝胶方法在Si(100)衬底上制备LNO挥发性铁电记忆存储薄膜的较理想材料．而层¨引．按照化学计量比将La(NO，)。·nHO和LaNiO是一种钙钛矿金属氧化物，室温下具有弱磁Ni(CHcoo)·4H0分别溶入乙二醇甲醚中，室性』，同时可作为底电极和缓冲层影响异质结薄膜温搅拌30min，配制0．3mol／L的LNO前驱体溶液．的生长．本文利用溶胶凝胶方法在S

7、i衬底上生长了在搅拌过程中，分别加入适量的乙酰丙酮来稳定上收稿日期：2013-11—20基金项目：广东省自然科学基金资助项目(10151009001000050)作者简介：万朋(1989一)，男，硕士研究生，主要研究方向为铁电薄膜．通讯作者：刘秋香(1970一)，女，教授，硕士生导师，主要研究方向为无机介电材料．E—mail：liuqx@gdut．edu．cnl18广东工业大学学报第31卷述溶液．在Si(100)衬底上滴加LNO前驱体溶液，用低结晶温度．3600r／min的速度旋涂60S，随后将湿膜放在300的加热平台上烘干30min，接着在650qC

8、下空气中退火15min，制得LNO／Si层．采用溶胶凝胶方法在LNO／Si上制备SBT薄膜．以