Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Tích hợp tụ điện sắt điện màng mỏng Pbzr0,4Ti0,6O3 chế tạo bằng phương pháp dung dịch trên đế đơn tinh thể

Luận văn nghiên cứu và phát triển màng mỏng sắt điện nhằm định hướng cho những ứng dụng trong bộ nhớ sắt điện (FeRAM), các sensor, hay thiết bị vi cơ điện tử (MEMS/NEMS) đã và đang diễn ra rất mạnh mẽ và đa dạng trong những năm gần đây. Vật liệu oxit cấu trúc tinh thể dạng perovskite, chẳng hạn như PbZr0,4Ti0,6O3 (ký hiệu là PZT), có những ưu điểm vượt trội như độ phân cực điện dư lớn, trường kháng điện nhỏ thích hợp với các thiết bị hoạt động ở thế thấp và nhiệt độ kết tinh có thể hạ thấp hơn so với một số loại vật liệu sắt điện khác
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Tích hợp tụ điện sắt điện màng mỏng Pbzr0,4Ti0,6O3 chế tạo bằng phương pháp dung dịch trên đế đơn tinh thể ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- VŨ THỊ HUYỀN TRANGTÍCH HỢP TỤ ĐIỆN SẮT ĐIỆN MÀNG MỎNG PbZr0.4Ti0.6O3 CHẾ TẠO BẰNG PHƢƠNG PHÁP DUNG DỊCH TRÊN ĐẾ ĐƠN TINH THỂ Chuyên ngành: Vật lý chất rắn Mã số : 60440104 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. BÙI NGUYÊN QUỐC TRÌNH Hà Nội - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn này là kết quả nghiên cứu do tôi thực hiện dướisự hướng dẫn khoa học của TS. Bùi Nguyên Quốc Trình. Các kết quả trình bàytrong Luận văn là trung thực chưa được công bố trong các công trình nghiên cứukhác. Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về lời cam đoan trên. Học viên Vũ Thị Huyền Trang MỤC LỤCLỜI CẢM ƠN .............................................................................................................iBẢNG KÝ HIỆU CHỮ CÁI VIẾT TẮT ............................................................... iiDANH MỤC BẢNG BIỂU ..................................................................................... iiiDANH MỤC HÌNH VẼ ...........................................................................................ivTÓM TẮT .............................................................................................................. viiiCHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN....................................................................................11.1. Ứng dụng của tụ điện sắt điện trong công nghiệp điện tử ...................................11.1.1 Ứng dụng trong sensor .......................................................................................11.1.2 Trong bộ nhớ FeRAM ........................................................................................71.2. Vật liệu điển hình sử dụng trong tụ điện sắt điện ................................................91.2.1 Vật liệu cấu trúc peroskite kẹp lớp Bi ................................................................91.2.2. Họ vật liệu perovskite Pb(ZrxTi1-x)O3 (PZT) ..................................................121.3. Công nghệ chế tạo màng mỏng PZT trên đế đơn tinh thể và đa tinh thể ...........161.3.1. Phương pháp lắng đọng laser xung (PLD) và phún xạ RF .............................171.3.2. Phương pháp lắng đọng pha hơi hóa học ........................................................191.3.3. Phương pháp Sol- gel ......................................................................................201.4. Mục tiêu nghiên cứu luận văn thạc sĩ ................................................................ 23CHƢƠNG 2 PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM VÀ KHẢO SÁT ...................252.1. Phương pháp chế tạo điện cực dưới TiO2/Pt ......................................................252.1.1 Chế tạo lớp TiO2 ..............................................................................................252.1.2 Chế tạo lớp Pt ...................................................................................................262.2. Phương pháp chế tạo màng mỏng PZT ..............................................................272.2.1. Nguyên lý của phương pháp quay phủ (spin-coating). ...................................272.2.2. Dung dịch tiền tố trong quá trình quay phủ ....................................................282.2.3. Quy trình chế tạo màng mỏng PZT .................................................................282.3. Chế tạo tụ điện sắt điện ......................................................................................312.3.1. Hệ phún xạ điện cực trên Pt ............................................................................312.3.2. Cấu trúc tụ điện sắt điện ..................................................................................312.4. Thiết bị khảo sát và đánh giá tụ điện sắt điện. ...................................................332.4.1. Thiết bị nhiễu xạ tia X .....................................................................................332.4.2. Kính hiển vi điện tử quét (SEM) .....................................................................342.4.3. Kính hiển vi lực nguyên tử (AFM) .................................................................352.4.4. Thiết bị đo điện trễ và dòng rò ........................................................................36CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..........................................................393.1. Chế tạo màng mỏng Pt trên đế TiO2/SiO2/Si ...................................... ...