1 湘潭大学材料与光电物理学院,湖南 湘潭 411105
2 湘潭大学先进材料及其波变特性教育部重点实验室,湖南 湘潭 411105
根据压电本构方程和细观力学统计平均法,采用X射线衍射(XRD)测量Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)铁电薄膜的残余应力。考虑激光沉积生长过程中,薄膜相变应力、热应力和本征应力对自由能的贡献,分析薄膜晶胞在晶体坐标系上的应力应变状态。由坐标转换将晶胞残余应力从晶体坐标系转换到样品坐标系得到任意取向晶粒的残余应力,通过取向平均得到薄膜样品坐标系上的残余应力。用脉冲激光沉积法(PLD)制备了不同厚度的PZT薄膜。利用X射线衍射分别采用细观力学统计平均法和传统sin2ψ法测量了PZT薄膜的残余应力。结果表明,两种结果在数值上是比较接近的(绝对差范围0.3～16.6 MPa),残余压应力随着膜厚的增加从96 MPa左右减少到45 MPa左右。最后讨论了细观力学统计平均法的优缺点。
薄膜 残余应力 脉冲激光沉积 统计平均 X射线衍射
湘潭大学材料与光电物理学院,湖南 湘潭 411105
应用高能量单脉冲激光作用在锆钛酸铅(PZT)压电薄膜上,研究脉冲激光的热冲击对PZT薄膜性能产生的影响.发现在激光未烧熔薄膜的能量密度下,经过激光作用后,PZT薄膜的铁电性能发生变化:在外加电压为6 V时,剩余极化强度值Pr从32.699 μC/cm2变到26.316 μC/cm2;矫顽电场保持为38.396 kV/cm不变;疲劳性能变稳定,在循环1.75×109次时Pr衰变率由44.3%变为34.7%.最后讨论分析了产生这种现象的微观机理.
薄膜物理学 压电薄膜 脉冲激光 热冲击 剩余极化强度
1 湘潭大学物理系湘潭 411105
2 湘潭大学基础力学及材料工程研究所湘潭 411105
采用脉冲激光沉积法在Si(100)衬底上制备了Pb(Zr0.52Ti0.48)O3铁电薄膜,并用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)对其结构、形貌以及结构随沉积时衬底温度的变化进行了研究.由脉冲激光制备薄膜的机制出发,从PbO,ZrO2和TiO2熔融体的化学反应及应力造成能量释放引起的相变两方面分析了铅基铁电薄膜制备时衬底温度的影响.
脉冲激光沉积 铁电薄膜 衬底温度 化学反应 相变
