| 题名 | 几种铁电材料及其电极材料光学性质的研究 |
| 作者 | 薛建强 |
| 答辩日期 | 2007-01-25 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 褚君浩 |
| 关键词 | 铁电材料 椭圆偏振光谱 光学性质 导电金属氧化物 |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 英文摘要 | （1） 获得了铌镁钛酸铅（(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3）薄膜材料可见和红外区的光学常数和光学禁带宽度，并得到了光学常数和组分的变化规律。利用化学溶液法制备了不同x值的铌镁钛酸铅薄膜，利用透射光谱和红外椭圆偏振光谱系统地研究了薄膜光学性质随PbTiO3(PT)含量的变化关系。随着PT的增大，红外区和可见区的折射率上升，光学禁带宽度减小。研究了生长在具有LaNiO3（LNO）缓冲层铂金衬底上，组分为0.92Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.08PbTiO3薄膜在2.5-12.5um范围的红外光学性质，折射率随波长的增大而减小，而消光系数随波长的增大而上升。获得了生长在宝石基片上的0.92Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.08PbTiO3薄膜在可见区的光学常数，其光学禁带宽度为3.87 eV。（2） 获得了钙钛矿结构BaTiO3材料介电函数和温度的变化关系，获得了有效电荷跟温度的变化关系，发现自发极化起源与有效电荷有关。通过椭圆偏振光谱手段研究了BaTiO3单晶和BaTiO3薄膜红外介电函数与温度的变化关系，介电函数随温度的上升而下降，在居里温度附近介电函数变化幅度最大，据此算出BaTiO3单晶和BaTiO3薄膜的居里温度分别是127℃和100℃，与实验值和居里－外斯定律计算结果非常一致。钛酸钡材料的有效电荷小于2，且随温度的升高而下降，由此计算得到的材料自发极化强度与实际值较符，超薄薄膜自发极化强度大大低于单晶的自发极化值，这些研究对促进进一步研究和理解铁电材料的自发极化具有重要的意义。 （3） 研究了Bi4-xLaxTi3O12（BLT）薄膜La掺杂浓度x与光学常数的关系；获得了BaZrxTi1-xO3（BZT）薄膜红外光学常数；研究了高压氧气低温热处理工艺对PbZr0.52Ti0.48O3（PZT）薄膜光学性质的影响。研究了金属有机分解法制备的BLT薄膜组分和光学性质的关系。随La含量的增大，薄膜在可见光区和中红外区的折射率下降，XRD和AFM测试发现这跟薄膜的微结构有关，随着La的加入薄膜结晶质量下降，致密度降低。研究了利用溶胶－凝胶法制备的在Pt/Ti/SiO2/Si上组分为x=0.2、0.3的BZT薄膜的红外光学性质，首次得到了该薄膜在2.5-12.5μm区域的光学常数，在该区域折射率随波长增大而减小，消光系数随波长增大而上升。另外，随Zr含量的增大，薄膜在中红外区的折射率增大。在静态有效电荷计算中，BZT材料并不是严格意义上的离子晶体，其静态有效电荷小于2，Zr的引入减小了静态有效电荷值。研究了经过高压氧气低温热处理工艺处理的射频溅射制备的PZT薄膜的光学、电学性质，通过对as-grown、2M、4M、6M、8M不同氧气压力下处理样品的电学、光学测试发现，随氧气压力的增大，薄膜的结晶度、致密性铁电性能提高，但是在可见和中红外区的折射率却随之而下降。（4） 获得了氧化铟锡（ITO）薄膜光学性质与其电学性质之间的关系；研究了镧锶钴氧（LSCO）薄膜的成分对其光学性质的影响。利用T-L+Drude和Drude色散关系拟合了在BK7玻璃上的ITO薄膜的紫外可见透射光谱和中红外椭圆偏振光谱，得到了相应区域内的光学常数。由拟合参数计算得到的方块电阻值非常接近测量值，表明色散关系非常适合ITO薄膜，ITO薄膜的光学性质和电学性质之间存在着一定的内在联系。估算得到ITO薄膜的光学禁带宽度为3.75 eV。研究了金属有机物液相沉积法得到的LSCO氧化物导电薄膜组分和光学性质的关系，当La/Sr 比为1：1时，红外吸收能力最佳，改变La/Sr 比都会引起红外光吸收能力的降低。另外加入一定量的Ni有助于提高红外光吸收能力。 |
| 学科主题 | 红外基础研究 |
| 公开日期 | 2012-07-11 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/4480]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 薛建强. 几种铁电材料及其电极材料光学性质的研究[D]. 中国科学院研究生院. 2007. |
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