铁电薄膜的制备及热释电红外探测器相关问题研究

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第一章绪论

1.1晶体物理性能与晶体对称性

1.2晶体的铁电性

1.3铁电材料的发展及应用

1.4铁电薄膜的制备方法

1.4.1溅射法

1.4.2溶胶-凝胶法

1.4.3化学气相沉积法（CVD）

1.4.4脉冲激光沉积法（PLD）

1.5铅系铁电薄膜的结构

1.5.1钙钛矿结构

1.5.2钛酸铅的晶体结构

1.5.3锆钛酸铅的晶体结构

1.6 Sol-Gel方法制备PT，PZT薄膜

1.7 Sol-Gel方法制备铁电薄膜的机理

1.8 Sol-Gel法制备PT，PZT薄膜的研究范围

1.8.1下电极对薄膜性能的影响

1.8.2 PT，PZT薄膜的相转变

1.8.3铁电复合膜的研究现状

1.8.4 PZT薄膜的外延生长

1.8.5应力对薄膜性能的影响

1.8.6 PZT薄膜的应用研究

1.9 PZT薄膜的极化疲劳机制

1.10热释电红外探测器

1.11热释电探测器的结构

1.12复合膜热绝缘结构

1.13热释电探测器的噪声

1.13.1温度噪声

1.13.2热噪声

1.13.3放大器噪声

1.14镍酸镧薄膜的研究现状

1.15LNO与铁电薄膜的异质结结构

1.16薄膜材料的表征手段

1.16.1 X—射线衍射分析技术

1.16.2扫描电子显微镜(SEM)

1.16.3原子力显微镜(AFM)

1.17研究内容

第二章PT，PZT干凝胶的制备及复合薄膜热处理工艺的确定

2.1引言

2.2减压蒸馏的原理及装置

2.2.1减压蒸馏的原理

2.2.2减压蒸馏的装置

2.3 PT，PZT干凝胶的制备

2.3.1 Pb1.0Ti1.0O3，Pb1.0(Zr0.50Ti0.50)O3溶胶的制备

2.3.2采用减压蒸馏的方法制备PT，PZT干凝胶

2.4PT，PZT干凝胶的红外吸收光谱

2.5 PT，PZT干凝胶的DSC-TG曲线

2.6溶胶对PZT薄膜微观结构的影响

2.7预处理方式PZT薄膜微观结构的影响

2.8 PZT薄膜厚度的测试

2.9复合薄膜热处理工艺的确定

2.9.1微观结构

2.9.2介电性能

2.9.3 I-V曲线

2.9.4 EDS分析

2.10本章结论

第三章以Pt/Ti/SiO2/Si为底电极的PT/PZT薄膜的性能表征

3.1引言

3.2复合薄膜的制备

3.3以PT为主的复合薄膜的性能

3.3.1以PT为主的复合薄膜的微观结构

3.3.2以PT为主的复合薄膜的AFM图谱

3.3.3以PT为主的复合薄膜的介电性能

3.3.4以PT为主的复合薄膜的P-E曲线

3.3.5以PT为主的复合薄膜的I-V曲线

3.4以PZT为主的复合薄膜的性能

3.4.1以PZT为主的复合薄膜的微观结构

3.4.2以PZT为主的复合薄膜的AFM图谱

3.4.3以PZT为主的复合薄膜的介电性能

3.4.4以PZT为主的复合薄膜的P-E曲线

3.4.5以PZT为主的复合薄膜的I-V曲线

3.5本章结论

第四章 LaNiO3薄膜的制备及性能表征

4.1引言

4.2原料

4.2.1原料的选择

4.2.2原料的分析

4.3 LNO溶胶的合成

4.4 LNO的TG-DSC曲线

4.5LNO薄膜的热处理工艺

4.6 LNO/Si(100)薄膜的性能

4.6.1微观结构

4.6.2表面形貌

4.6.3 LNO/si(100)的电阻率

4.7LNO/SiO2/Si薄膜的性能

4.7.1微观结构

4.7.2表面形貌

4.8 LNO/Pt/Ti/SiO2/Si薄膜的性能

4.8.1微观结构

4.8.2表面形貌

4.9裂纹处的元素分析

4.10本章结论

第五章PT薄膜热释电红外探测器的制备

5.1引言

5.2光刻工艺综述

5.2.1光刻技术概述

5.2.2光刻胶的发展

5.3光刻工艺

5.3.1涂胶

5.3.2前烘

5.3.3对位曝光

5.3.4显影

5.3.5坚膜

5.3.6腐蚀

5.3.7去胶

5.3.8剥离

5.4硅片的清洗

5.5复合膜热绝缘结构的研究现状

5.6多孔二氧化硅薄膜的制备及性能表征

5.6.1多孔二氧化硅薄膜的制备及热处理方式

5.6.2多孔二氧化硅溶胶的DSC-TG曲线

5.6.3多孔二氧化硅薄膜的红外吸收光谱

5.6.4多孔二氧化硅薄膜的厚度及孔率表征

5.6.4多孔二氧化硅薄膜的表面形貌

5.7过渡二氧化硅薄膜的制备及性能表征

5.7.1过渡二氧化硅溶胶的制备

5.7.2过渡二氧化硅薄膜的厚度和孔率表征

5.7.3过渡二氧化硅薄膜的表面形貌

5.8复合薄膜热绝缘结构

5.9下电极的制备及图形化

5.10铁电薄膜的制备及图形化

5.11上电极的制备

5.12本章结论

第六章PZT/LNO异质结结构及PT薄膜的热释电性能

6.1引言

6.2 PZT/INO异质结结构的微观形貌和介电性能

6.2.1微观结构

6.2.2表面形貌

6.2.3介电性能

6.3以LNO为吸收层的PT薄膜热释电红外探测器的制备

6.3.1以LNO为吸收层的PT薄膜的微观结构

6.3.2以LNO为吸收层的PT薄膜的表面形貌

6.3.3加入复合膜绝热层后的PT薄膜的的介电性能

6.3.4加入复合膜绝热层后PT薄膜的I-V曲线

6.4红外探测器的吸收层材料

6.4.1金属薄膜

6.4.2金属黑化层

6.4.3金属薄膜上的防反射涂层

6.5热释电探测器的性能参数

6.5.1响应度

6.5.2噪声等效功率

6.5.3探测率

6.6不同吸收层的PT薄膜的热释电响应

6.6.1热释电响应测试系统

6.6.2不同吸收层的PT薄膜的D*和Rv

6.7本章结论

第七章LaNiO3薄膜的红外光学性能

7.1红外光谱法概述

7.2红外吸收的基本原理

7.3红外光谱仪

7.4 LaNiO3薄膜红外光学性能的表征

7.4.1 Si(100)的红外透射光谱

7.4.2不同热处理温度的LNO/Si(100)薄膜的红外透射光谱

7.4.3不同热处理温度的LNO/Pt/SiO2/Si的红外吸收光谱

7.4.4不同层数的LNO/Si(100)薄膜的红外吸收光谱

7.5本章结论

第八章结论与展望

8.1结论

8.2进一步工作的方向

致谢

参考文献

在读期间发表的学术论文