Pb(Zr,Ti)O3薄膜的PLD生长研究+文献综述(7)
图6（a）（b）（c）（d）（e）是退火温度为700℃，衬底温度分别为250℃、350℃、450℃、550℃、600℃的条件下沉积得到的PZT薄膜的XRD图谱。（a）（b）（c）显示衬底温度为250℃、350℃、450℃时得到的PZT薄膜为非晶态，（d）（e）显示衬底温度为550℃、600℃时得到的PZT薄膜为多晶态，既有钙钛矿相又有烧绿石相，但主要仍然为非钙钛矿相。
比较以上结果可以看出，用脉冲激光沉积法制备PZT薄膜时，衬底温度对成膜特性有很大的影响。衬底温度过低，低于450℃时不利于PZT薄膜结晶；衬底温度在550℃和600℃时能制备PZT薄膜，但多为非钙钛矿相。
4.4 退火温度与PZT成膜特性的关系
样本编号 退火温度/℃
样本5 700
样本6 600
样本7 550
（a）在700℃下沉积得到的PZT薄膜的XRD谱（b）在600℃下沉积得到的PZT薄膜的XRD谱
（c）在550℃下沉积得到的PZT薄膜的XRD谱
Δ为钙钛矿相的衍射峰，▽为非钙钛矿相的衍射峰，Si(100)为Si(100) 的衍射峰
图 7 在不同退火温度下沉积得到的PZT薄膜的XRD谱
图7（a）、（b）、（c）是衬底温度为600℃，退火压强为30Pa，退火温度分别为700℃、600℃、550℃的条件下沉积得到的PZT薄膜的XRD图谱。图4显示退火温度为600℃时得到的PZT薄膜为多晶态，既有钙钛矿相又有烧绿石相，但主钙钛矿相含量不多。
由以上数据可以看出在600℃沉积，不同温度下退火时，PZT薄膜中都含钙钛矿相，但形成的钙钛矿相具有不同的择优取向特性。从XRD结果可以看出，700℃退火时，钙钛矿相的择优取向为(200) 晶向；600℃退火时，钙钛矿相的择优取向为(101)晶向； 而550℃退火时，钙钛矿相为(102)择优取向。
4.5 SEM照片及分析
（a）样本5的截面SEM照片
（b）样本5的表面SEM照片
图8 样本5的SEM照片
图8（a）（b）分别为样本5的截面和表面SEM照片。从截面SEM照片可看出，用PLD法制备PZT薄膜，薄膜与Si(100)衬底之间粘合得很好，薄膜厚度约0.5μm。从表面SEM照片可看出，用PLD法制备PZT薄膜，薄膜表面很光滑，无裂纹，无孔洞，状态良好。但可能由于放大倍数不够，不能看出薄膜的表面形貌。
4.6 衬底温度对PZT成膜特性影响的进一步研究
为了进一步研究沉积温度对PZT薄膜结晶的影响，我们又以LSMO/Pt复合材料为衬底做了3个样本，并测了他们的PE曲线以观察它们的铁电性。样本的实验参数如下表：
样本编号 衬底温度/℃ 沉积压强/Pa 沉积时间/min 退火温度/℃ 退火压强/Pa 退火时间/min
样本8 620 13 20 700 30 75
样本9 630 13 20 700 30 75
样本10 640 13 20 700 30 75
4.6.1 样本8、9、10的XRD图谱及图谱分析
（a）在620℃下沉积得到的PZT薄膜的XRD谱（b）在630℃下沉积得到的PZT薄膜的XRD谱
（c）在640℃下沉积得到的PZT薄膜的XRD谱
图 9 在620℃、630℃、640℃下沉积得到的PZT薄膜的XRD谱
由以上数据可以看出在620℃、630℃、640℃下沉积，700℃下退火得到的PZT薄膜都也呈多晶态，但钙钛矿相的含量均比600℃下沉积得到的薄膜有所提高。
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