Зависимость структурных свойств SBT-плёнок от температуры синтеза

Abstract

Золь—гель-методом синтезированы плёнки с общей формулой SrBi₂Ta₂O₉ (SBT-плёнки). При формировании SBT-плёнок применялась методика послойного нанесения золя методом центрифугирования с последующей термообработкой каждого слоя при температуре 300°C в течение 5 минут. В качестве подложки использовали монокристаллический кремний с платиновым подслоем. Результаты рентгеновских исследований показывают, что при получении SBT-плёнок золь—гель-методом формирование фазы перовскита начинается при температуре 700°C и завершается в диапазоне 750—800°C. Исследование морфологии поверхности методом атомно-силовой микроскопии показало, что при термообработке в атмосфере кислорода при 750°C наблюдается более равномерное распределение зёрен по размерам. Полученная золь—гель-методом SBT-плёнка, отожжённая при температуре 750°C в течение 60 минут, имеет максимальный пик диэлектрической проницаемости на частоте 100 Гц при температуре Кюри Tk = 300—370°C, что свидетельствует о сегнетоэлектрических переходах в парафазе.

Золь—ґель-методою синтезовано плівки з загальною формулою SrBi₂Ta₂O₉ (SBT-плівки). При формуванні SBT-плівок застосовувалася методика пошарового нанесення золю методою центрифуґування з подальшою термообробкою кожного шару при температурі 300°C протягом 5 хвилин. Як підложжя використовували монокристалічний кремній з платиновим підшаром. Результати Рентґенівських досліджень показують, що при одержанні SBT-плівок золь—ґель-методою формування фази перовськіту починається при температурі 700°C та завершується в діяпазоні 750— 800°C. Дослідження морфології поверхні методою атомно-силової мікроскопії показало, що при термообробці в атмосфері кисню при 750°C спостерігається більш рівномірний розподіл зерен за розмірами. Одержана золь—ґель-методою SBT-плівка, що піддавалася відпалу при температурі 750°C протягом 60 хвилин, має максимальний пік діелектричної проникности на частоті 100 Гц при температурі Кюрі Tk = 300—370°C, що свідчить про сеґнетоелектричні переходи в парафазі.

Sol—gel SrBi₂Ta₂O₉ films (SBT films) are synthesized and their properties are investigated. Sol—gel SBT films are layered by centrifugation with following heat treatment of each layer at the temperature of 300°C during 5 minutes. Monocrystalline silicon with a platinum sublayer is used as a substrate. The results of X-ray studies show that, in the fabrication of SBT films by sol—gel method, the perovskite-phase formation begins at 700°C, and it is completed at 750—800°C. During the heat treatment at 750°C in oxygen atmosphere, more uniform distribution of the grain sizes over the surface is observed by atomic force microscopy. Sol—gel SBT films annealed at 750°C for 60 minutes have the dielectric constant maximum at 100 Hz at the Curie temperature Tk = 300—370°C, showing the ferroelectric transitions in the paraelectric phase.