高Mg浓度Zn_1-xMg_xO薄膜的铁电性能研究

摘要

作为新兴纤锌矿铁电体的一员，Zn_1-xMg_xO已成为铁电领域研究的焦点。然而，狭窄的成分窗口限制了其在非易失存储器中的实际应用价值。使用反应磁控溅射，于室温条件在（100）-Si衬底上生长Zn_1-xMg_xO薄膜，可进一步将铁电成分范围扩展至0.37≤x≤0.54。X射线衍射结果表明，所有薄膜具有良好的结晶度和c轴择优取向，当x>0.48时，薄膜中观察到岩盐相与纤锌矿相的共存现象。扫描电子显微镜结果表明，随着Mg含量增加，薄膜晶粒团簇的表面形貌由圆顶状逐步转变为四方形。电学性能测试结果表明，剩余极化强度在74～35μC·cm^-2间变化，矫顽场强小于3 MV·cm^-1，二者均表现出明显的成分依赖性。剩余极化强度的降低可能源自非极性相的增多，矫顽场强的升高可能与应力及掺杂的共同作用有关。

关键词

Zn_1-xMg_xO薄膜 / 纤锌矿铁电材料 / 高Mg含量 / 相分离