Композитные тонкопленочные сегнетоэлектрические структуры на основе цирконата-титаната свинца и титаната бария

• Автор: Чигирев, Дмитрий Алексеевич
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 150 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Перечень условных обозначений и сокращений
Введение
Глава 1. Сегнетоэлектрические тонкопленочные структуры:
состояние вопроса
1.1. Свойства и применение сегнетоэлектрических пленок
1.2. Технология тонких сегнетоэлектрических пленок и
структур на их основе
1.3. Композитные тонкопленочные системы с микро
наноразмерными сегнетоэлектрическими включениями
Выводы по первой главе и постановка задачи
Глава 2. Методы получения и исследования композитных тонкопленочных сегнетоэлектрических структур
2.1. Выбор материалов для композитных сегнетоэлектрических
пленок и структур на их основе
2.2. Методы исследования тонких композитных
сегнетоэлектрических пленок
2.3. Особенности формирования платиновых электродов для конденсаторных структур на основе композитных сегнетоэлектрических пленок
2.4. Технология гетерофазных сегнетоэлектрических пленок ЦТС, получаемых методом ВЧ магнетронного распыления
2.5. Технология тонкопленочных композитов с включениями из титаната бария и ЦТС в полупроводниковой и диэлектрической матрицах

Глава 3. Исследование влияния технологических факторов на электрофизические свойства композитных тонкопленочных систем
3.1. Влияние температуры и времени термообработки на характеристики гетерофазных сегнетоэлектрических пленок ЦТС
3.2. Влияние технологии нижнего платинового электрода на
свойства сегнетоэлектрических пленок ЦТС
3.3 Свойства тонкопленочных композитов с включениями из титаната бария и ЦТС в полупроводниковой и диэлектрической матрицах
Глава 4. Возможности применения сегнетоэлектрических
композитов в электронике
4.1. Возможности применения конденсаторных структур с гетерофазными пленками ЦТС
4.2. Исследование возможности применения структуры сегнетоэлектрик -полупроводник в качестве адаптивного газового сенсора
Заключение
Список литературы

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
а1 - температурный коэффициент линейного расширения £- относительная диэлектрическая проницаемость Я - коэффициент теплопроводности о - проводимость полупроводникового резистора <р - объемная доля фазы С — емкость
С—и - вольтфарадная характеристика (ВФХ)
(1 - толщина пленки Ес - коэрцитивное поле
к=С(/СтЫ - коэффициент реверсивной нелинейности (управления)
к„ - кратность изменения проводимости полупроводникового резистора
1А - ток анода
Р - поляризация
Рг - остаточная поляризация
Ру - пирохлор
Я - сопротивление полупроводникового резистора - площадь электродов сегнетоэлектрического конденсатора tgS— тангенс угла диэлектрических потерь ТПод - температура подложки Т- температура Тс - температура Кюри г1 - время
им - напряжение на мишени исм - напряжение смещения
иупр - напряжение приложенное к управляющему электроду Уосажд - скорость ОСаЖДеНИЯ

нанодисперсного порошка, природы взаимодействий, возникающих на интерфейсе сегнетоэлектрическая фаза/матрица, гомогенности распределения наполнителя в матрице. Все это создает предпосылки для возможности управления свойствами изготавливаемых композитов путем варьирования перечисленными факторами воздействия. Серьезной технологической задачей является предотвращение агрегации частиц, склонность к которой, как известно, возрастает с уменьшением размера частиц, а также обеспечение гомогенности распределения частиц в матрице. С целью достижения высоких диэлектрических параметров сегнетоэлектрического композита, высоких значений пиро- и пьезокоэффициентов необходимо обеспечить доминирующий вклад свойств сегнетофазы.
Такой подход за счет снижения температуры синтеза композита позволяет вводить сегнетоэлектрические нанопорошки не только в матрицы, синтезируемые по золь-гель технологии (например, силикатные), но и в матрицы различных полимеров. Композиты на основе полимерных матриц перспективны, прежде всего, как пироэлектрики [77, 78]. Так, в [78] обсуждается возможность создания пироэлектрических сенсоров на базе композитов сегнетокерамика - сегнетоэлектрический полимер, не чувствительных к вибрации, вследствие того, что пьезоактивности наполнителя и матрицы скомпенсированы. Так же снизить расхождение между диэлектрическими параметрами сегнетоэлектрического наполнителя и полимерной матрицы позволяет введение в состав полимера (например, полиуретана) ионов металла, что обеспечивает возникновение в нем ионной проводимости. Такая процедура позволяет существенно повысить значение пироэлектрического коэффициента композита [79].
Низкие температуры синтеза в золь-гель процессе дают также возможность модифицирования матриц, путем введения в них органических компонентов. В случае органо-неорганических композитов формирование