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 PENG Qianwen;JI Xiang

作者机构：化学与精细化工广东省实验室潮州分中心潮州521011 中国矿业大学材料与物理学院徐州221116 

出 版 物：《人工晶体学报》 (Journal of Synthetic Crystals)

年 卷 期：2024年第53卷第1期

页      面：82-89页

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：化学与精细化工广东省实验室潮州分中心公开引进科研团队资助(HJL202202A005) 材料复合新技术国家重点实验室(武汉理工大学)开放基金(2022-KF-33) 

主　　题：脉冲激光沉积 Ba_(0.85)Ca_(0.15)Zr_(0.1)Ti_(0.9)O_(3)外延薄膜 退火温度 物相结构 电学性能 导电机制 

摘      要：脉冲激光沉积技术制备Ba_(0.85)Ca_(0.15)Zr_(0.1)Ti_(0.9)O_(3)(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4.2μC/cm^(2)提升至17.6μC/cm^(2),但900℃退火温度下薄膜样品的漏电流问题最严重。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。