LiTa3O8薄膜制备与电性能研究

doi:10.3724/SP.J.1077.2008.01106

无机材料学报

LiTa₃O₈薄膜制备与电性能研究

张德银^{1, 2}, 黄大贵¹, 李金华³, 李坤³

1. 电子科技大学机电工程学院, 成都 610054; 2. 中国民航飞行学院航空工程学院, 广汉 618307; 3. 江苏工业学院信息科学系, 常州 213016

收稿日期:2008-01-03 修回日期:2008-03-12 出版日期:2008-11-20 网络出版日期:2008-11-20

Preparation and Electrical Properties of LiTa₃O₈ Thin Films

ZHANG De-Yin^1,2, HUANG Da-Gui¹, LI Jin-Hua³, LI Kun³

1. School of Mechatronics Engineering, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China;2. Aviation Engineering Institute, Civil Aviation Flight University of China, Guanghan 618307, China; 3. Information Science Department, Jiangsu Polytechnic University, Changzhou 213016, China

Received:2008-01-03 Revised:2008-03-12 Published:2008-11-20 Online:2008-11-20

摘要/Abstract

摘要： 以乙醇锂和乙醇钽为起始反应物, 用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO₂/Si衬底上制备了新型钽酸锂LiTa₃O₈铁电薄膜. 经XRD图谱对比, 该薄膜结构不同于LiTaO₃晶体结构, 与正交相结构类似. SEM分析显示经过750℃结晶退火的LiTa₃O₈薄膜表面均匀平整无裂纹, 膜厚约为1μm. 实验结果表明, 在450kV/cm时, LiTa₃O₈薄膜剩余极化强度P_r为9.3μC/cm², 矫顽场强E_c为126.8kV/cm; 在9.5kV/cm时, LiTa₃O₈薄膜漏电电流为8.85×10^-9A/cm², 比LiTaO₃薄膜漏电小; 在1kHz时, LiTa₃O₈薄膜介电常数为58.4, 介电损耗为0.26. 溶胶-凝胶法制备的 LiTa₃O₈薄膜结晶温度比LiTaO₃薄膜高50℃以上.

关键词: 铁电薄膜, LiTa₃O₈, sol-gel, 铁电性能, 介电性能

Abstract: A novel ferroelectric lithium tantalate LiTa₃O₈thin film was prepared on Pt/Ti/SiO ₂/Si substrate by sol-gel method using lithium ethoxide and tantalite ethoxide as starting materials. The structure of the LiTa₃O₈ film is similar to orthorhombic, which is different from LiTaO₃ film based on XRD pattern. The SEM image reveals that the LiTa₃O₈ film crystallized at 750℃ is uniform, smooth and crack-free on the surface with thickness of 1μm. The electrical experiments show that the remanent polarization P_r and coercive field E_c of the LiTa₃O₈film polarized at 450kV/cm are 9.3μC/cm² and 126.8kV/cm, respectively; the leakage current of the LiTa₃O₈ film is 8.85×10^-9A/cm² at the electric field of 9.5kV/cm, lower than that of LiTaO₃ film. The dielectric constant and dielectric loss of the LiTa₃O₈ film are 58.4 and 0.26, respectively, at frequency of 1kHz. And the crystallization temperature of sol-gel derived LiTa₃O₈ film is 50℃ higher than that of LiTaO₃film.

Key words: ferroelectric thin film, LiTa₃O₈, sol-gel, ferroelectric properties, dielectric properties

中图分类号:

TN215

张德银,黄大贵,李金华,李坤. LiTa₃O₈薄膜制备与电性能研究[J]. 无机材料学报, DOI: 10.3724/SP.J.1077.2008.01106.

ZHANG De-Yin,HUANG Da-Gui,LI Jin-Hua,LI Kun. Preparation and Electrical Properties of LiTa₃O₈ Thin Films[J]. Journal of Inorganic Materials, DOI: 10.3724/SP.J.1077.2008.01106.

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