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Nd掺杂对Bi4Ti3O12铁电薄膜的微结构和铁电性能的影响

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谭丛兵, 钟向丽, 王金斌, 廖敏, 周益春, 潘伟. 2007: Nd掺杂对Bi4Ti3O12铁电薄膜的微结构和铁电性能的影响, 物理学报, 56(10): 6084-6089. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2007.10.090
引用本文: 谭丛兵, 钟向丽, 王金斌, 廖敏, 周益春, 潘伟. 2007: Nd掺杂对Bi4Ti3O12铁电薄膜的微结构和铁电性能的影响, 物理学报, 56(10): 6084-6089. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2007.10.090
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Tan Cong-Bing, Zhong Xiang-Li, Wang Jin-Bin, Liao Min, Zhou Yi-Chun, Pan Wei. 2007: Effects of neodymium doping on microstructures and ferroelectric properties of bismuth titanate ferroelectric thin films, Acta Physica Sinica, 56(10): 6084-6089. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2007.10.090
Citation: Tan Cong-Bing, Zhong Xiang-Li, Wang Jin-Bin, Liao Min, Zhou Yi-Chun, Pan Wei. 2007: Effects of neodymium doping on microstructures and ferroelectric properties of bismuth titanate ferroelectric thin films, Acta Physica Sinica, 56(10): 6084-6089. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2007.10.090
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Nd掺杂对Bi4Ti3O12铁电薄膜的微结构和铁电性能的影响

  • 低维材料及其应用技术教育部重点实验室,湘潭大学,湘潭,411105;湖南科技大学物理学院,湘潭,411201

  • 低维材料及其应用技术教育部重点实验室,湘潭大学,湘潭,411105

  • 清华大学材料科学与工程系,北京,100084

Effects of neodymium doping on microstructures and ferroelectric properties of bismuth titanate ferroelectric thin films

  • 摘要: 利用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si(100)衬底上制备了Nd掺杂Bi4Ti3O12 (Bi4-xNdxTi3O12,x=0.00,0.30,0.45,0.75,0.85,1.00,1.50)铁电薄膜样品.研究了Nd掺杂对Bi4Ti3O12薄膜的微结构和铁电性能的影响.研究结果表明:Nd掺杂未改变Bi4Ti3O12薄膜的基本晶体结构.在掺杂量x＜0.45时,Nd3+只取代类钙钛矿层中的A位Bi3+.当x=0.45时,样品剩余极化强度达最大值,在270 kV·cm-1的电场下为32.7 μC·cm-2.掺杂量进一步增加时,结构无序度开始明显增大,Nd3+开始进入(Bi2O2)2+层,削弱其绝缘层和空间电荷库的作用,导致材料剩余极化逐渐下降.当掺杂量x达到1.50时,掺杂离子最终破坏(Bi2O2)2+层的结构,材料发生铁电-顺电相变.
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出版历程
  • 刊出日期:  2007-10-30

Nd掺杂对Bi4Ti3O12铁电薄膜的微结构和铁电性能的影响

  • 低维材料及其应用技术教育部重点实验室,湘潭大学,湘潭,411105;湖南科技大学物理学院,湘潭,411201
  • 低维材料及其应用技术教育部重点实验室,湘潭大学,湘潭,411105
  • 清华大学材料科学与工程系,北京,100084

摘要: 利用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si(100)衬底上制备了Nd掺杂Bi4Ti3O12 (Bi4-xNdxTi3O12,x=0.00,0.30,0.45,0.75,0.85,1.00,1.50)铁电薄膜样品.研究了Nd掺杂对Bi4Ti3O12薄膜的微结构和铁电性能的影响.研究结果表明:Nd掺杂未改变Bi4Ti3O12薄膜的基本晶体结构.在掺杂量x＜0.45时,Nd3+只取代类钙钛矿层中的A位Bi3+.当x=0.45时,样品剩余极化强度达最大值,在270 kV·cm-1的电场下为32.7 μC·cm-2.掺杂量进一步增加时,结构无序度开始明显增大,Nd3+开始进入(Bi2O2)2+层,削弱其绝缘层和空间电荷库的作用,导致材料剩余极化逐渐下降.当掺杂量x达到1.50时,掺杂离子最终破坏(Bi2O2)2+层的结构,材料发生铁电-顺电相变.

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