《鈣鈦礦型鐵電半導體薄膜的原位應變調控研究》是依託上海師範大學，由石旺舟擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鈣鈦礦型鐵電半導體薄膜的原位應變調控研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：石旺舟
- 依託單位：上海師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鐵電半導體因兼有鐵電與半導體性質，可通過鐵電極化實現對半導體效應的調控而引起了廣泛的研究興趣，為進一步開發新型的多功能半導體器件提供了新的途徑。為滿足器件研製的要求，迫切需要具有更強的鐵電-半導體耦合效應的新體系以及更加豐富的調控手段。本項目通過在弛豫鐵電單晶襯底上生長鈣鈦礦型具有鐵電-半導體耦合效應的新材料體系，利用單晶襯底的逆壓電性應原位調控外延生長的鐵電半導體薄膜的應變狀態，實現對鐵電-半導體耦合效應的調控，重點研究原位應變這一調控手段對鐵電半導體薄膜微結構、鐵電極化及物理性能的本徵影響規律及相關的物理機制，建立應變、微結構與物理性能間的定量關係，並在此基礎上，製備多功能的鐵電電阻存儲單元。
結題摘要
按項目的年度研究計畫，先後製備了BaTiO3、摻雜BaTiO3、Pb(Zr0.2Ti0.8)O3 (PZT)高緻密、純鈣鈦礦結構靶材。在此基礎上，開展了高質量、外延鈣鈦礦型鐵電半導體薄膜的製備，通過篩選確立SrRuO3作為緩衝層（同時作為底電極材料），首先通過工藝參數調節製備出外延生長的SrRuO3薄膜，在此基礎上，進一步製備了BaTiO3、摻雜BaTiO3及PZT超薄外延生長薄膜。系統研究了製備工藝參數對氧化物電極、鐵電半導體薄膜相結構、電疇結構及巨觀電性能的影響規律，獲得了外延生長的鈣鈦礦鐵電半導體薄膜的最佳化製備工藝。結果表明，製備的薄膜具有純鈣鈦礦結構，並呈現良好的鐵電、介電及半導體的I-V回響，隧穿電流比達到200%。在此基礎上，通過對弛豫鐵電單晶襯底0.7Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.3PbTiO3 (PMN-PT)施加原位電場誘導應變，研究了其對薄膜相結構、電疇結構及電、光性能的影響規律，建立應變、微結構、電學及光學性能間的關係。
