种子层对PbZr0.52Ti0.48O3薄膜畴转换和电学性质的影响

《ACS Applied Electronic Materials》：Impact of the Seed Layer on the Domain Switching and Electrical Properties of PbZr0.52Ti0.48O3 Thin Films

PbZr?.??Ti?.??O?薄膜通过不同种子层沉积，晶粒细化显著，PT/PZT、PZ/PZT、PLCT/PZT薄膜的压电系数和铁电性能提升，其中PZT/PZ薄膜漏电流密度低于10?? A/cm2，损耗正切<0.05。

　　

铅锆钛酸盐（PZT）薄膜是压电微机电系统（piezo-MEMS）和铁电器件应用中的重要组成部分。为了在Pt(111)/TiO₂/SiO₂/Si基底上通过溶胶-凝胶法沉积PbZr_0.52Ti_0.48O₃（PZT）薄膜，分别使用了三种不同的种子层：PbTiO₃（PT）、PbZrO₃（PZ）和Pb_0.8La_0.1Ca_0.1Ti_0.975O₃（PLCT）。所有薄膜均表现出良好的多晶取向。为了展示这些薄膜在器件应用中的差异，对其晶体结构、表面形貌以及压电、介电和铁电性能进行了表征。研究结果表明，与纯PZT薄膜相比，这些薄膜的晶粒尺寸更小。在种子层的作用下，这些薄膜的压电系数和畴切换行为得到了显著改善。此外，PZT/PZ薄膜在±350 kV/cm的电压下表现出极低的漏电流密度（<10^–4 A/cm²）和损耗正切（<0.05）。