La³⁺、Co²⁺掺杂对多铁薄膜BiFeO₃漏电流性能的影响

摘要

在550℃、退火20 min的条件下，采用溶胶-凝胶法分别在Pt（111）/Ti/SiO₂/Si（100）衬底上制备La³⁺、Co²⁺摩尔分数（x、y）分别为0.05、0.10、0.15和0.20的Bi_1-xLa_xFeO₃（BL_xFO）和BiFe_1-yCo_yO₃（BFC_yO）系列薄膜，并对其进行XRD、铁电性、漏电性等测试.结果表明：La³⁺、Co²⁺元素的掺杂没有改变薄膜BFO钙钛矿的晶体结构，但是明显改善了薄膜的铁电性和漏电性，尤其是当x、y值分别为0.15时，薄膜Bi_0.85La_0.15FeO₃和BiFe_0.85Co_0.15O₃均达到了最优性能.在此基础上，制备Bi_0.85La_0.15Fe_0.85Co_0.15O₃（BLFCO）薄膜.结果表明：复合元素掺杂比单元素掺杂获得更为理想的效果，其中剩余极化2P_r从单元素掺杂的0.071 8 C/m²提高到复合元素掺杂的0.707 0 C/m²,漏电流密度也比单元素掺杂降低了1个数量级.

关键词

掺杂 / 铁酸铋 / 多铁薄膜 / 铁电性 / 漏电性