薄膜厚度对Y掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜结构及介电性能的影响

摘要

采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)在Si/SiOjTi/Pt基片上制备了不同厚度(正比于薄膜层数)的钇(Y)掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)薄膜,研究了膜厚度对薄膜结构和介电性能的影响.原子力显微镜(AFM)表明,Y掺杂BST薄膜可显著改善表面形貌,且强烈依赖于薄膜厚度.当薄膜厚度适中(即当层数为8)时,表面晶粒细小、致密、均匀,晶界分明.x射线衍射(XRD)表明,Y掺杂BST薄膜显示钙钛矿结构,主要沿(110)晶面生长.随着薄膜厚度的增加,BST (110)峰的衍射强度先增后减,表明薄膜的相结构与薄膜厚度直接相关.Y掺杂BST薄膜显示优异的综合介电性能,且随着膜厚的增加,电容或介电常数减小.8层薄膜的综合介电性能最优,零偏压时的电容为17.8 pF(介电常数130)、介电损耗为0.0057,调谐率为32％,优值因子为56,可满足微波调谐器件的需要.同时,就有关机理进行了分析.