铁电极化诱导的PbTiO3薄膜的取向聚集生长和晶粒尺寸调控

作者：武梦姣; 任召辉^*; 田鹤; 韩高荣

来源：材料研究学报, 2020, 34(09): 650-658.

• 无机非金属材料
• 钛酸铅
• 溶胶凝胶法
• 铁电极化
• 取向聚集生长

用溶胶凝胶法制备了PbTiO3薄膜。将含量为0.2%、0.5%和0.8%(摩尔比)的钙钛矿铁电PbTiO3纳米片加入溶胶体系中,利用纳米片的自发极化调控薄膜的生长。结果表明,纳米片的加入显著影响了薄膜的生长过程和结晶学取向,可制备出(100)高度取向的PbTiO3薄膜;改变纳米片的浓度,可将薄膜晶粒尺寸由100 nm调控到2μm。扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)观测和原位X射线衍射(in-situ XRD)的结果表明,固态薄膜中的晶粒表现出类液相的取向聚集生长特征。其原因可能是,铁电纳米片极化表面的静电力诱导小晶粒的吸附和取向排列,调控了薄膜的(100)取向和晶粒尺寸。

• 单位
  浙江大学; 硅材料国家重点实验室