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摘要本文主要研究了以PZT（锆钛酸铅，分子式为Pb(Zr0.52Ti0.48)O3）压电陶瓷为靶材，用脉冲激光沉积（PLD）法制备PZT薄膜的过程中，衬底温度和退火温度对PZT成膜特性的影响。
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首先，分别在不同衬底温度相同退火温度，和相同衬底温度不同退火温度的条件下制备PZT薄膜，然后测量所制备PZT薄膜的X射线衍射（XRD）图谱和扫描电子显微镜（SEM）微观结构图，再分析比较所得的各组实验数据，得出用脉冲激光沉积法制备PZT铁电薄膜时衬底温度和退火温度对PZT成膜特性的影响。结果表明：衬底温度过低不利于PZT薄膜结晶，当衬底温度低于450℃时，沉积制备的PZT薄膜为非晶态；退火温度影响PZT薄膜中钙钛矿相结晶的择优取向性，从低温退火的(102)取向改变为高温退火的(200)取向。4939
关键词：锆钛酸铅；压电陶瓷；脉冲激光沉积；薄膜
Title Growth of Lead Zirconete Titanate Thin Films by Pulsed-Laser Deposition
Abstract
In this thesis, we deposited PZT thin films with Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 ceramic target by PLD method, and studies the influences of substrate temperature and annealing temperatures on the films.
PZT films were deposited at various substrate temperatures and various annealing temperatures. The structure and morphology were characterized with both X-ray diffraction (XRD) and scanning electronic microscopy (SEM). The analysis of the measurement results shows that a lower substrate temperature is not suitable for the crystallization of PZT thin film. When the substrate temperature is lower than 450℃, the film becomes amorphous. Annealing temperature affects the preferred orientation of the PZT film, and it changes from (102) after low-temperature annealing to (200) after high-temperature annealing.
Keywords: PZT; Ferroelectric ceramic material; PLD; Film
毕业设计说明书（论文）外文摘要
目 次
1 绪论 1
1.1 铁电材料的发展历史 1
1.2 铁电薄膜材料的应用 2
2 PZT靶材的制备 3
3 脉冲激光沉积法制备PZT薄膜 5
3.1 脉冲激光沉积（PLD）法 6
3.2 PLD镀膜中的关键因素及最佳参数 8
3.3 实验仪器和步骤 9
4 实验结果 10
4.1 钙钛矿相 10
4.2 样本实验参数 11
4.3 衬底温度与PZT成膜特性的关系 11
4.4 退火温度与PZT成膜特性的关系 13
4.5 SEM照片及分析 14
4.6 衬底温度对PZT成膜特性影响的进一步研究 15
5 数据分析 16
5.1 衬底温度对PZT成膜特性的影响 16
5.2 没有生成钙钛矿相的原因 18
结 论 19
致 谢 20
参 考 文 献 21
1 绪论
Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 (PZT)作为一种性能优异的铁电材料，早已应用于非挥发性动态随机存储器的制作。近年来，随着微机电系统技术的发展，PZT铁电薄膜因为具有高的压电常数和高机电耦合系数等优点而受到青睐，被认为是微机电系统中最有前途的传感和驱动材料之一，因而被广泛应用于微马达、微镜以及微压电悬臂梁等的制作。目前，有多种技术用于微机电系统中PZT铁电薄膜的制备，如：溶胶—凝胶法、磁控溅射法、脉冲激光淀积法、水热法、以及喷射铸造法等。然而，不仅用不同方法制备得到的PZT铁电薄膜的性能差别很大，而且同一种方法在不同工艺条件下得到的PZT铁电薄膜，其性能也有较大差别。