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低能Ar+刻蚀时间对抛光单晶linbo3薄膜忆阻器的影响

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电子元件与材料 2020年第5期39卷 60-66页

作者：梁翔帅垚潘忻强乔石珺吴传贵电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室四川成都610054

调节低能Ar+刻蚀对单晶linbo3(LN)的刻蚀时间,制备了不同LN厚度的单晶薄膜忆阻器。利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和电子顺磁共振(EPR)对器件的微观形貌与表面氧空位进行了表征。通过电流-电压曲线(IV曲线)、数据保持特性(... 详细信息

调节低能Ar+刻蚀对单晶linbo3(LN)的刻蚀时间,制备了不同LN厚度的单晶薄膜忆阻器。利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和电子顺磁共振(EPR)对器件的微观形貌与表面氧空位进行了表征。通过电流-电压曲线(IV曲线)、数据保持特性(Retention)和抗疲劳特性(Endurance)的测试,探究了刻蚀时长对器件电学行为的影响。结果表明,随刻蚀时间增加,器件表面光滑均匀,氧空位浓度增加,电形成电压显著降低。同时,尽管LN薄膜厚度减小后,器件的开关比(On/Off)略有降低,但其具有更好的数据保持特性。该方法适用于对由离子注入剥离法制备的单晶薄膜进行改性,以调控其阻变特性,使之可在高密度存储、神经形态计算等领域得到应用。

关键词：忆阻器 linbo3薄膜阻变低能离子辐照

硅衬底晶体结构对linbo3薄膜生长的影响

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硅衬底晶体结构对LiNbO3薄膜生长的影响

作者：纪仁龙天津理工大学

学位级别：硕士

现代科学的热门领域是光电集成和光子学集成,其中光电集成是将光-电两种信号的处理功能集成在一块芯片上,光子学集成研究的重要内容是集成光的发射、调制、接收和处理功能的光学器件,从而实现全光通讯。由于不再需要将信号在光电两种形... 详细信息

现代科学的热门领域是光电集成和光子学集成,其中光电集成是将光-电两种信号的处理功能集成在一块芯片上,光子学集成研究的重要内容是集成光的发射、调制、接收和处理功能的光学器件,从而实现全光通讯。由于不再需要将信号在光电两种形式之间进行频繁的转换,因而具有更高的效率以及可靠性。铌酸锂(linbo)薄膜材料具有进行光电集成与光子学集成的潜在优势,它具有优良的电光、非线性光学、声光、光弹、光折变、热释电、铁电等物理特性,而且实施不同掺杂后能呈现各种各样的特殊性能,使之在声表面波滤波器、光波导、电光调制器、限制器、倍频转换、全息存储等方面有着广泛的应用,因而自上世纪九十年代以来一直是研究的热点。在论文工作中进行了以下几个方面的研究: (1)采用LiCO和NbO为原料烧制了linbo陶瓷靶,研究了成型压强、烧结温度、时间对linbo陶瓷靶抗热震能力的影响。结果发现:当靶的锂铌比为1.4、成型压强在30MPa时,最佳烧结条件应为1100℃两小时,烧结后应采取缓慢降温以消除热应力。当成型压强及锂铌比增大时,烧结温度应降低,防止晶粒尺寸过大,气孔率减小而降低靶的强度。 (2)在Si(100)和Si(111)衬底上用射频溅射方法制备了linbo薄膜,研究了氧氩流量比、衬底温度、溅射气压、退火气氛和温度对linbo薄膜微结构的影响。结果发现:氧氩流量比增大,可防止linbo和NbO相的产生,氧氩比为6:5以上时,可制备单相linbo薄膜。Si(111)衬底温度为500℃-550℃时,linbo薄膜生长方向为和,衬底温度为600℃时,可制备部分C轴取向的linbo多晶膜。溅射气压增大时,退火后linbo薄膜的晶粒变小,结晶情况变差。linbo薄膜最佳的退火温度为700℃-900℃,在高真空和氮气保护环境下退火效果相同,空气中退火薄膜锂元素的损失尤为严重,而且薄膜表面失去透明。 (3)研究了最佳制备条件下linbo薄膜的折射率以及光致发光性能。结果发现:部分C轴取向的linbo多晶薄膜,退火前的折射率n=2.00,薄膜厚度d=113nm,退火后样品的折射率n=2.25,薄膜厚度d=100nm。linbo体材料e光和o光的折射率为2.206-2.289,退火后linbo薄膜光折射率与体材料基本一致,薄膜更加致密。实验过程中在SiO/Si薄膜中间夹入符合化学计量比linbo层后,薄膜的光致发光显著增强,而且经过600℃温度退火后比400℃退火发光增强。

关键词： linbo3薄膜 C轴取向光致发光

Mn、Cu、Ba共掺杂linbo3薄膜铁电铁磁性能的研究

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Mn、Cu、Ba共掺杂LiNbO3薄膜铁电铁磁性能的研究

作者：卜德冲天津理工大学

学位级别：硕士

利用射频磁控溅射的方法,在SiO/Si(111)、LaNiO/Si(111)及石英衬底上沉积了Mn/Cu、Cu/Ba及Ba/Mn共掺杂linbo薄膜。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和同步辐射技术(XAFS)研究了掺杂linbo薄膜的晶体结构、元素含量、原子价态和... 详细信息

利用射频磁控溅射的方法,在SiO/Si(111)、LaNiO/Si(111)及石英衬底上沉积了Mn/Cu、Cu/Ba及Ba/Mn共掺杂linbo薄膜。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和同步辐射技术(XAFS)研究了掺杂linbo薄膜的晶体结构、元素含量、原子价态和掺杂原子的局域结构,使用超导量子干涉仪分析掺杂linbo薄膜的室温铁磁性(RTFM),使用阻抗分析仪测试掺杂Li NbO3薄膜的介电性能和铁电分析仪测试掺杂linbo薄膜铁电性能,研究结果如下:(1)研究了Mn/Cu共掺杂铌酸锂薄膜的晶体结构、局域结构、RTFM、介电和铁电性能。研究表明:Mn在Mn/Cu共掺杂linbo薄膜中是以Mn取代Li,引入锂空位V;Cu在薄膜中以Cu取代Nb,引入氧空位V。Mn/Cu共掺杂linbo薄膜均有RTFM,1.4 at%Cu掺杂薄膜原子磁矩为0.89μB/Cu,其磁性机理为束缚磁极子机制。1.0 at%Mn掺杂薄膜原子磁矩为1.09μB/Mn,磁性起源为Mn离子和近邻Nb离子d-d电子耦合作用。Mn/Cu共掺杂的linbo薄膜掺杂原子的单位原子磁矩随掺杂浓度的增大而减小,这是由于Cu原子进入晶格后与近邻的掺杂Mn离子通过中心的O为媒介,发生反铁磁超交换耦合。随Mn掺杂浓度的增大,Mn/Cu共掺杂linbo薄膜的介电常数增大,介电损耗减小;随Cu掺杂浓度的增加,薄膜介电常数减小,介电损耗增大。Mn/Cu共掺杂linbo薄膜样品的极化强度与未掺杂linbo薄膜的极化强度相比有所提高,漏电流密度增大。(2)研究了Cu/Ba共掺杂铌酸锂薄膜的晶体结构、局域结构、RTFM、介电和铁电性能。Cu/Ba在掺杂linbo薄膜中分别以Cu、Ba形式取代Nb且引入V。所有Cu/Ba共掺杂linbo薄膜均有RTFM,Cu/Ba共掺杂薄膜的Ms,随着掺杂浓度的增大而增大,磁性机理为d铁磁性,V是引起Cu/Ba共掺杂linbo薄膜的RTFM增大的原因。随着掺杂浓度的增加,Cu/Ba共掺杂linbo薄膜的介电常数减小,介电损耗增大。Cu/Ba共掺杂linbo薄膜样品的极化强度与未掺杂薄膜的极化强度相比有所降低,漏电流密度增大。(3)研究了不同掺杂浓度的Ba/Mn共掺杂linbo薄膜晶体结构、局域结构、铁磁性和铁电性能的影响。Mn在Ba/Mn共掺杂的linbo薄膜中是以Mn取代Li,引入V,钡以Ba取代Nb,引入V。钡掺杂铌酸锂薄膜RTFM磁性机理为d铁磁性,V是引起Ba/Mn共掺杂linbo薄膜的RTFM增大的原因,Mn掺杂linbo薄膜的室温铁磁性由掺杂Mn原子和近邻Nb原子的d-d电子耦合作用,随着Mn掺杂浓度的增加,Ba/Mn共掺杂linbo薄膜的饱和磁化强度逐渐增强。Ba/Mn共掺杂linbo薄膜的介电常数随着Ba掺杂浓度的增加而减小,介电损耗增大,随Mn掺杂浓度的增加而增大,介电损耗减小。Ba/Mn共掺杂薄膜样品的极化强度与未掺杂薄膜的极化强度相比有所提高,漏电流密度增大。

关键词： linbo3薄膜局域结构铁磁性能铁电性能

Ca、Ba、Cu非磁性元素掺杂linbo3薄膜铁电铁磁性能的研究

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Ca、Ba、Cu非磁性元素掺杂LiNbO3薄膜铁电铁磁性能的研究

作者：刘华蕊天津理工大学

学位级别：硕士

多铁性材料作为一种新型多功能材料，在电子器件的研究领域具有广阔的应用前景,吸引了越来越多的研究者的关注。但是单相多铁材料缺很罕见。因此人们考虑可以通过对铁电材料进行掺杂来获得同时具有铁磁性和铁电性的材料。linbo3是一种... 详细信息

多铁性材料作为一种新型多功能材料，在电子器件的研究领域具有广阔的应用前景,吸引了越来越多的研究者的关注。但是单相多铁材料缺很罕见。因此人们考虑可以通过对铁电材料进行掺杂来获得同时具有铁磁性和铁电性的材料。linbo3是一种十分优良的铁电材料，因此可以将过渡金属元素掺杂到铁电材料linbo3薄膜中，从而使铁电体中具有磁性。但是传统的磁性3d过渡族元素掺杂linbo3容易形成铁磁性的第二相及团簇。而非磁性元素掺杂linbo3可以很好的避免这一弊端，是研究掺杂稀磁半导体的磁性机理和来源的理想体系。因此本论文利用射频磁控溅射的方法在SiO2/Si（111）基底上分别制备了非磁性元素Ca、Ba、Cu掺杂的linbo3薄膜。利用X射线衍射仪（XRD）、X射线能谱仪（EDS）、X射线光电子能谱仪（XPS）和X射线吸收精细结构（XAFS）技术分析了薄膜的晶体结构、组分含量、价态和吸收原子的局域结构，采用VSM分析了薄膜的室温铁磁性，采用Agilent4294A阻抗分析仪和TF2000铁电分析仪测试了薄膜的铁电性能，得到以下结果：（1）研究了不同掺杂浓度及不同退火温度对Ca掺杂linbo3薄膜晶体结构、局域结构、铁磁性、铁电性的影响。结果表明Ca掺杂linbo3薄膜中没有Ca团簇和相关的氧化物第二相存在，Ca掺杂linbo3薄膜中的Ca以Ca2+形式存在。所有的Ca掺杂linbo3薄膜均具有明显的室温铁磁性，样品的磁性随着Ca掺杂浓度的增加而增大，当Ca的掺杂量为3at.%时，饱和磁化强度达到最大值4.8emu/cm3。相同掺杂浓度的薄膜经过不同温度退火后，薄膜的饱和磁化强度随着退火温度的升高而减小。由于薄膜的晶体结构随着退火温度的升高而完善，导致氧空位浓度随着退火温度的升高而降低，研究认为薄膜中的氧空位是影响薄膜磁性的主要因素。Ca掺杂linbo3薄膜的介电常数和介电损耗都随着掺杂浓度的升高而减小，其铁电居里温度（675K）比纯linbo3薄膜的（733K）低。（2）研究了不同掺杂浓度的Ba对薄膜晶体结构、局域结构、铁磁性、铁电性能的影响。研究结果表明Ba掺杂linbo3薄膜中没有Ba团簇和相关的第二相氧化物存在，Ba掺杂linbo3薄膜中的Ba以Ba2+形式存在。掺杂linbo3薄膜中Ba的L3边的XANES谱说明Ba在薄膜中是以单一价态的离子态存在的。4.1at.%Ba掺杂linbo3薄膜的BaL3边XANES实验谱和计算谱线对比表明，Ba在linbo3晶格中在占据Nb位的同时引入一个氧空位。所有的Ba掺杂linbo3薄膜都具有室温铁磁性，饱和磁化强度随着Ba掺杂浓度的增加而增大，当掺杂量达到6.2at.%时，其饱和磁化强度为最大值2.2emu/cm3。薄膜室温铁磁性来源符合d0-铁磁性模型。Ba掺杂linbo3薄膜的介电常数和介电损耗都随着掺杂浓度的升高而减小，铁电居里温度（650K）比纯linbo3薄膜的（733K）低。（3）研究了不同掺杂浓度的Cu对薄膜晶体结构、局域结构、铁磁性、铁电性能的影响。研究结果表明Cu在掺杂的linbo3薄膜中是以Cu2+形式存在的，Cu掺杂的薄膜中没有Cu金属团簇和Cu氧化物存在。掺杂元素Cu的K边XANES实验谱和第一性原理计算谱线对比后发现，Cu在linbo3晶格占据的是Nb位同时引入了氧空位。因为Cu离子的价态与Nb离子的不同，因此Cu离子是取代Nb位后导致氧空位形成来保持晶体中的电荷平衡。所有的Cu掺杂linbo3薄膜都有室温铁磁性，饱和磁化强度随着Cu掺杂浓度的增加而增大，当掺杂量为3.2at.%时，其饱和磁化强度达到最大值2.4emu/cm3。薄膜室温铁磁性来源符合氧空位的束缚磁极子机制。Cu掺杂linbo3薄膜的介电常数随着掺杂浓度的增加先增大后减小，介电损耗随着掺杂浓度的升高而减小，铁电居里温度（649K）比纯linbo3薄膜的（733K）低。

关键词：非磁性元素掺杂 linbo3薄膜局域结构铁磁性能铁电性能

Fe、Co、Mn过渡金属掺杂linbo3薄膜铁电铁磁性能研究

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Fe、Co、Mn过渡金属掺杂LiNbO3薄膜铁电铁磁性能研究

作者：黄永振天津理工大学

学位级别：硕士

同时具有铁电性和铁磁性的单相多铁材料在信息存储，集成电路，磁传感器以及自旋电子器件等方面具有重要的潜在应用，是近年来研究的热点。本文用射频磁控溅射的方法在SiO/Si(111)基片上制备了Fe、Co、Mn单掺杂和共掺杂的linbo薄膜。使... 详细信息

同时具有铁电性和铁磁性的单相多铁材料在信息存储，集成电路，磁传感器以及自旋电子器件等方面具有重要的潜在应用，是近年来研究的热点。本文用射频磁控溅射的方法在SiO/Si(111)基片上制备了Fe、Co、Mn单掺杂和共掺杂的linbo薄膜。使用X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)和X射线吸收精细结构(XAFS)技术分析了薄膜的组分含量、晶体结构、价态和吸收原子的局域结构，使用振动样品磁强计(VSM)分析了薄膜的铁磁性。利用直流磁控溅射的方法在SiO/Si(100)基片上沉积ITO薄膜作为底电极，并在ITO/SiO/Si (100)基片上制备Fe、Co、Mn单掺杂和共掺杂的linbo薄膜，使用TF2000铁电分析仪和Agilent4294A阻抗分析仪测试了薄膜的电学性能。获得了以下研究结果： (1)Mn、Fe掺杂linbo薄膜为R3C空间结构，Mn和Fe均具有+2和+3两种价态，薄膜中没有杂质第二相出现。通过对掺杂元素的K边XANES实验谱和用第一性原理完全多重散射理论计算得到的XANES谱线相比较发现，Mn在linbo中占据Li位同时引入Li空位，Fe在linbo中有三种占位，其中约有25%的Fe占据八面体间隙位，60%的Fe占据Li位同时引入Li空位以抵消电荷的不平衡，15%的Fe占据Nb位，薄膜中引入氧空位以抵消电荷的不平衡。Mn、Fe掺杂的linbo薄膜都具有室温铁磁性，而且共掺杂linbo薄膜的铁磁性比单掺杂的要大，并随着Fe掺杂浓度的增加而变大，浓度为2.5at%Mn9.5at%Fe掺杂的样品有最大的饱和磁化强度25.5emu/cm3。薄膜的铁磁性来源于Mn和Fe的共同作用，包括Mn3d和Nb4d之间由d-d电子耦合产生的铁磁性，不同占位的Fe3+在薄膜中的超交换作用和Fe和Fe之间的双交换作用产生的铁磁性，以及可能存在的Mn、Fe之间的铁磁性交换作用。铁电性测试表明，薄膜的饱和极化强度为0.0043μC/cm2，矫顽场强为20.8kV/cm，铁电居里温度为667K。 (2)Mn、Co掺杂linbo薄膜为R3C空间结构，Mn和Co均具有+2和+3两种价态，薄膜中没有杂质第二相出现。通过对掺杂元素的K边XANES实验谱和用第一性原理完全多重散射理论计算得到的XANES谱线相比较发现，Mn和Co在linbo中都占据Li位同时引入Li空位以抵消掺杂带来的电荷不平衡。Mn、Co掺杂的linbo薄膜都具有室温铁磁性，9.7at%Co掺杂linbo薄膜的饱和磁化强度最大，其中Mn、Co共掺杂linbo薄膜的铁磁性均比9.7at%Co单掺杂linbo薄膜的要小，并随着掺杂浓度的增加而变小，2.5at%Mn9.7at%Co掺杂linbo薄膜的饱和磁化强度最小为13.2emu/cm3。薄膜的铁磁性是Mn和Co共同作用的结果，包括Mn3d和Nb4d之间由d-d电子耦合产生的铁磁性，Li空位和氧空位与Co离子之间形成的磁极子的耦合作用，以及Mn、Co之间的反铁磁交换作用。铁电性分析表明，薄膜的饱和极化强度为0.006μC/cm2，矫顽场强为27kV/cm，铁电居里温度为658K。 (3)Co、Fe掺杂linbo薄膜为R3C空间结构，Co和Fe均具有+2和+3两种价态，薄膜中没有杂质第二相出现。通过对掺杂元素的K边XANES实验谱和用第一性原理完全多重散射理论计算得到的XANES谱线相比较发现，Co在linbo中占据Li位同时引入氧空位，Fe在linbo中有三种占位，其中约有20%的Fe占据八面体间隙位，60%的Fe占据Li位同时引入Li空位，20%的Fe占据Nb位同时引入氧空位以抵消电荷的不平衡。Co、Fe掺杂的linbo薄膜都具有室温铁磁性，共掺杂的linbo薄膜饱和磁化强度均比单掺杂linbo薄膜的大，而且Co、Fe共掺杂linbo薄膜的铁磁性随着掺杂含量的变大，先增大后减小。浓度为9.7at%Co6.8at%Fe掺杂的linbo薄膜有最大的饱和磁化强度27.2emu/cm3。薄膜的铁磁性来源于Mn和Co的共同作用，包括Li空位和氧空位与Co离子之间形成的磁极子的耦合作用产生的铁磁性，不同占位的Fe3+在薄膜中的超交换作用和Fe2+和Fe3+之间的双交换作用产生的铁磁性。由于过量Li空位和氧空位的产生，破坏了磁极子之间的交叠耦合，同时也造成Fe以氧离子为媒介的超交换作用减弱，所以9.7at%Co9.5at%Fe掺杂linbo薄膜的Ms有所下降。铁电性分析表明，薄膜的饱和极化强度为0.003μC/cm2，矫顽场强为32kV/cm，铁电居里温度为661K。

关键词：掺杂 linbo3薄膜局域结构铁磁性铁电性

掺杂linbo3薄膜制备及铁电铁磁性能研究

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掺杂LiNbO3薄膜制备及铁电铁磁性能研究

作者：许丽丽天津理工大学

学位级别：硕士

随着信息技术的飞速发展，集铁电性与铁磁性于一体的单相多铁材料受到人们的广泛关注，其在多态存储元件、自旋电子器件、存储介质、换能器、传感器和多功能设备等方面有重要的潜在应用。本文利用射频磁控溅射的方法，在Si(111)和Si(100... 详细信息

随着信息技术的飞速发展，集铁电性与铁磁性于一体的单相多铁材料受到人们的广泛关注，其在多态存储元件、自旋电子器件、存储介质、换能器、传感器和多功能设备等方面有重要的潜在应用。本文利用射频磁控溅射的方法，在Si(111)和Si(100)基片上制备了不同浓度、不同退火气氛的Fe、Co、Mn掺杂linbo薄膜，研究了不同掺杂元素、掺杂浓度、溅射气氛的氧氩比和退火气氛对薄膜铁电性和铁磁性的影响。利用X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)和X射线吸收精细结构(XAFS)技术对薄膜的组分含量、晶体结构、物相、元素价态和吸收原子的局域结构进行了分析，利用振动样品磁强计(VSM)和多功能物理测试系统(PPMS)对薄膜进行铁磁性能测量，TF2000铁电分析仪和阻抗分析仪对薄膜进行铁电性测量，获得研究结果如下： 1. Fe掺杂linbo薄膜为R3C空间结构，薄膜中存在氧空位。Fe在薄膜中主要以Fe和Fe形式共存，没有形成Fe金属和氧化物团簇。在Si(111)基片上，薄膜中Fe含量从3at%到7at%时，饱和磁矩随着Fe含量的增加而增大，在7at%时最大，为196emu/cm。Fe含量增加到8.5at%时，饱和磁矩降低，继续增加Fe含量到11.5at%时，饱和磁矩又有所增加。在Si(100)基片上，7at% Fe掺杂linbo薄膜分别经过氩气、空气和氧气退火后，在空气下退火得到的饱和磁化强度最大，约为31emu/cm。7at% Fe掺杂linbo薄膜的剩余极化强度为3.8×10-5μC/cm，矫顽电场为25Kv/cm，铁电居里温度为630K。薄膜的磁性来源于不同占位的Fe之间的超交换作用以及Fe-O-Fe的双交换作用。 2. Mn掺杂linbo薄膜为R3C空间结构，薄膜中存在氧空位。Mn在薄膜中主要以Mn和Mn形式共存，并没有形成Mn金属或氧化物团簇。在Si(111)基片上沉积的Mn掺杂linbo薄膜，当Mn含量从1.5at%到2.5at%时，薄膜的饱和磁矩随Mn含量的增加而增大，在2.5at%时最大，为28emu/cm。3.5at% Mn掺杂linbo薄膜经过氩气、空气和氧气退火后，在空气下退火得到饱和磁矩最大，为24emu/cm。在Si(100)基片上，当Mn的掺杂浓度从1.5at%到3.5at%时，薄膜的饱和磁矩随Mn掺杂量的增加而增大，在3.5at%时最大，接近41emu/cm。3.5at% Mn掺杂的薄膜经过氩气、空气和氧气退火后，在空气下退火得到最大饱和磁矩。8at% Mn掺杂linbo薄膜的剩余极化强度(Pr)为0.002μC/cm，矫顽电场(Ec)为29Kv/cm，铁电居里温度为686K。薄膜的磁性来源于Mn的3d和邻近Nb的4d轨道间的耦合以及不同价态Mn间的双交换作用。 3. Co掺杂linbo薄膜为R3C空间结构。薄膜中存在氧空位。Co在薄膜中主要是以Co2+和Co3+形式存在，并没有形成Co金属或氧化物团簇。在Si(111)基片上，当Co含量从5at%到7.5at%时，薄膜的饱和磁矩随Co含量的增加而增大，在7.5at%时最大，为51emu/cm，继续增加到14at%时，薄膜的饱和磁矩降低。5at% Co掺杂的薄膜经过氩气、空气和氧气下退火后，在空气下退火的饱和磁矩最大，为45emu/cm。7.5at% Co掺杂linbo薄膜的铁磁居里温度为630K。在Si(100)基片上，当Co含量从5at%增加到8.5at%时，薄膜的饱和磁矩随Co含量的增加而增大，在8.5at%时最大，为33emu/cm，继续增加Co含量，饱和磁矩降低。5at% Co掺杂的薄膜经过氩气、空气和氧气下退火后，在空气下退火的饱和磁矩最大，为30emu/cm。5at% Co掺杂linbo薄膜的剩余极化强度(Pr)为0.01μC/cm，矫顽电场(Ec)为20Kv/cm，铁电转变温度为675K。薄膜的磁性是由氧空位与Co离子间耦合产生磁极子而形成宏观磁性。

关键词：射频磁控溅射掺杂 linbo3薄膜铁磁性铁电性磁性来源

linbo3负极薄膜电化学性能及全固态薄膜锂离子电池应用

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物理化学学报 2024年第2期40卷 89-95页

作者：胡雪晨夏求应岳钒何欣怡梅正浩王金石夏晖黄晓东东南大学集成电路学院 MEMS教育部重点实验室南京210096 南京理工大学材料科学与工程学院南京210094

全固态薄膜锂离子电池具有易微型化与集成化等优点,因此,非常适合为微系统供电。负极对全固态薄膜锂离子电池的性能有重要影响。现有电池通常采用金属锂作为负极,然而其枝晶生长问题及低的热稳定性限制了相应电池在工业、军事等高温、... 详细信息

全固态薄膜锂离子电池具有易微型化与集成化等优点,因此,非常适合为微系统供电。负极对全固态薄膜锂离子电池的性能有重要影响。现有电池通常采用金属锂作为负极,然而其枝晶生长问题及低的热稳定性限制了相应电池在工业、军事等高温、高安全场合应用。为此,本文系统研究了linbo_(3)薄膜的电化学性能,结果表明:linbo_(3)薄膜呈现高比容量(410.2 mAh·g^(-1))、高倍率(30C时比容量80.9 mAh·g^(-1))和长循环性能(2000圈循环后的容量保持率为100%),以及高的室温离子电导率(4.5×10^(-8)S·cm-1)。在此基础上,基于linbo_(3)薄膜构建出全固态薄膜锂离子电池Pt|NCM523|LiPON|linbo_(3)|Pt,其展现出较高的面容量(16.3μAh·cm^(-2))、良好的倍率(30μA·cm^(-2)下比容量1.9μAh·cm^(-2))及长循环稳定性(300圈循环后的容量保持率为86.4%)。此外,该电池表现出优秀的高温性能,连续在100℃下工作近200 h的容量保持率高达95.6%。研究表明:LiPON|linbo_(3)界面不论在充放电循环还是高温下均非常稳定,这有助与提升全电池综合性能。

关键词：全固态锂离子电池 linbo3薄膜负极界面高温稳定性

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硅基linbo_3薄膜的微结构研究

无机材料学报 2005年第4期20卷 971-975页

作者：卢焕明叶志镇黄靖云汪雷赵炳辉浙江大学硅材料国家重点实验室杭州310027

利用透射电子显微镜及X射线衍射,研究脉冲激光沉积技术(PLD)在Si(001)衬底上生长linbo3薄膜的微结构.结果表明,在600℃的衬底温度、30Pa的氧分压条件下,在硅片表面5nm厚的非晶氧化层上生长的薄膜,为c轴择优取向的单相linbo3晶体.本文还... 详细信息

利用透射电子显微镜及X射线衍射,研究脉冲激光沉积技术(PLD)在Si(001)衬底上生长linbo3薄膜的微结构.结果表明,在600℃的衬底温度、30Pa的氧分压条件下,在硅片表面5nm厚的非晶氧化层上生长的薄膜,为c轴择优取向的单相linbo3晶体.本文还讨论了获得c轴择优取向linbo3薄膜的生长机理.

关键词： linbo3薄膜透射电子显微镜 PLD技术

硅基linbo3压电薄膜多层结构的制备与表征

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硅基LiNbO3压电薄膜多层结构的制备与表征

作者：杨晓朋郑州大学

学位级别：硕士

声表面波器件(SAW)因具有小型化、平面结构、设计简单等特点,在社会的各个领域得到了广泛的应用。随着SAW产品的大规模普及,声表面波器件的频带在较低段已经达到饱和,这严重制约了SAW产品的发展。因此,除了微型化和低插入损耗外,向高频... 详细信息

声表面波器件(SAW)因具有小型化、平面结构、设计简单等特点,在社会的各个领域得到了广泛的应用。随着SAW产品的大规模普及,声表面波器件的频带在较低段已经达到饱和,这严重制约了SAW产品的发展。因此,除了微型化和低插入损耗外,向高频发展成了SAW器件一个不可逃避的实现。linbo作为一种较早被发现的具有良好压电性能的压电材料,一直倍受研究者的青睐,加之金刚石的高声速特性,给SAW器件带来更好的发展前景。本文探讨了SAW用金刚石多晶薄膜的制备,高度C轴取向linbo压电层的制备,在总结了linbo薄膜制备研究现状并结合理论分析的基础上提出了linbo＼SiO＼diamond＼Si多层结构,旨在提高SAW器件的中心频率。我们用激光脉冲沉积(PLD)技术,通过对一些主要参数的探讨,主要得到了以下结果: 1.在未施加诱导电场的情况下采用PLD技术在热氧化的(100)硅片衬底上生长出了具有良好晶体质量的完全C轴取向linbo薄膜。系统研究了工艺参数对linbo薄膜质量的影响,获得了生长linbo薄膜的最佳工艺参数:衬底温度约为650℃,氧压约为50Pa,激光频率约为3Hz,靶材与衬底距离约为4cm。 2.在未施加诱导电场的情况下采用PLD技术在沉积有非晶二氧化硅的(100)硅片衬底上生长出了具有良好晶体质量的完全C轴取向linbo薄膜。系统研究了工艺参数对linbo薄膜质量的影响,获得了生长linbo薄膜的最佳工艺参数:衬底温度约为700℃,氧压约为50Pa,激光频率约为3Hz,靶材与衬底距离约为4cm。 3.通过调节衬底温度可控的在PLD沉积非晶二氧化硅的(100)硅片衬底上生长(012)、(104)、(006)取向的的linbo薄膜。 4.初步探讨了以SiO作为缓冲层,Diamond上C轴取向linbo的生长情况。

关键词： linbo3薄膜 C轴取向脉冲激光沉积声表面波金刚石