摘要
BiFeO3(BFO)鐵酸鉍氧化物薄膜是近年來相當熱門的材料，但是此材料受限於較低的電阻值以及高漏電流，因此對於元件上的應用還無法受到重視，而目前已有許多人以各種不同方法改善此缺點的研究。本論文是利用化學液相沉積法以旋鍍的方式製作鐵酸鉍(BFO)與鋯鈦酸鉛(PZT)薄膜，利用異質多層結構改善鐵酸鉍的漏電流並且保留鐵酸鉍的反鐵磁性質。 本論文分為三部份做探討，首先是BFO與PZT(53/47)製作多層結構，第二部份是使用BFO與PZT(20/80)不同的鋯鈦成分比例做探討，最後則是BFO與PZT(80/20)的鋯鈦比例做比較，此多層結構熱處理也分為同時熱處理以及分層熱處理來做探討。最後實驗分析部份分為薄膜特性分析，包括了XRD結構分析、SEM表面分析與SIMS成分縱深分析，以及電性與磁性分析。 本實驗不同熱處理方式其結果發現，一次熱處理其漏電性質都比分層熱處理來的要大，而由XRD結果發現一次熱處理的繞射峰有較為嚴重之偏移且繞射峰強度較弱，其原因為在高溫熱處理下，BFO層與PZT層其原子有較嚴重的擴散情形發生，根據文獻指出PZT成份對於其繞射峰位置有相當明顯之關係，而在成份縱深分析(SIMS)亦發現其PZT層有相當明顯的成份改變。在分層熱處理部份發現各成分原子擴散比一次熱處理來的不明顯，因此有較強的繞射峰與較不明顯的繞射峰偏移。 在鐵電曲線量測發現，BFO薄膜加入PZT5後其漏電特性皆有明顯的改善，但是各層之間界面處因為晶格常數有些微差異的關係使得界面處皆有缺陷產生，因此有較大之矯頑電場，其中分層熱處理又有較明顯的介面缺陷情形。 利用此異質多層結構所鍍製出的薄膜發現有較單一相BFO來的高之磁化量，推論其原因為BFO之磁結構改變以及BFO界面處的磁矩傾斜較為嚴重使得此結構有較好的磁性。
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