退火温度对BCZT外延薄膜电学性能的影响及其导电机制分析

作者：彭倩文; 吉祥^*

来源：人工晶体学报, 2023, 1-10.

DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.20231127.003

• 脉冲激光沉积
• Ba_(0.85)Ca_(0.15)Zr_(0.1)T_(i0.9)O_(3)外延薄膜
• 退火温度
• 物相结构
• 电学性能
• 导电机制

脉冲激光沉积技术制备Ba0.85Ca0.15Zr0.1Ti0.9O3(BCZT)外延薄膜时通常需要较高的沉积温度，且易含有氧空位缺陷。本文旨在提供一种基于脉冲激光沉积技术接后退火处理工艺，并成功在导电基板上制备了高质量BCZT外延薄膜，探究了退火温度对BCZT外延薄膜结构和性能的影响。不同温度(750、800、850和900 ℃)退火后薄膜均呈现纯净物相，且随着退火温度的升高，薄膜的铁电性能逐渐提高，2Pr由4.2 μC/cm2提升至17.6 μC/cm2，但900 ℃退火温度下的薄膜样品漏电流问题最严重。通过拟合J-E关系表明，低电场下700至850 ℃退火后的薄膜均遵循欧姆导电机制，而900 ℃退火后的薄膜遵循空间电荷限制电流机制，高电场下所有退火温度下的薄膜均遵循福勒-诺德海姆隧穿机制。

• 单位
  中国矿业大学（北京）; 中国矿业大学; 物理学院; 化学与精细化工广东省实验室潮州分中心