新型微波调谐材料与器件

许丹2014.5.17

Contents

TiO2 薄膜材料二

ZnO 薄膜材料一

衬底对介电性能影响三

功率对介电性能影响四

1. ZnO 薄膜材料

溅射功率 :W Ar/O2:sccm 溅射时间： min 退火气氛150 80 ： 20 60 空气

实验目的：研究 ZnO 薄膜的调谐性质：即 C-V 特性。

表 1. ZnO 薄膜制备工艺参数

注：薄膜厚度为 200nm

工艺参数：（ a ）靶材制备：靶材烧结温度为 1100℃ ，烧结时 无需进行压烧和埋烧

Fig. 1 The tunability of thin film: (a) ZnO (b) BMN

1. 四点不同： a. 调谐曲线类型 ( 反向调谐 ) ； b. 驱动电压高； c. 调谐率大； d. 漏电流以及损耗大

2. ZnO 出现正向调谐的可能原因是随着偏压增加发生半导体的可逆击穿，漏电流增大。

Tunability=60%

Tunability>90%

(a) (b)

2. TiO2 薄膜实验

实验目的：研究 TiO2 薄膜的调谐性质：即 C-V 特性。

靶材烧结温度探索： TiO2 的熔点为 1870℃ 左右，文献报道烧结

温度为 1400℃ ，选取 1350℃ 和 1400℃ 进行烧结。

烧结温度：℃结果

1350 1400

成瓷性 较好 较好

靶材表面 无弯曲情况，出现灰色物质

表面较平整

表 2. TiO2 靶材烧结情况

TiO2 薄膜随着电压的变化，其介电常数并没有发生明显的变化，不具备调谐性。

Fig. 2 The tunability of TiO2 thin film

在不同的衬底上，由于晶格常数不匹配，往往对薄膜的生长结晶，介电性能造成不同程度的影响3. 衬底对介电性能的影响

生长于 Si 衬底， FTO 玻璃和 ITO 玻璃上的薄膜，晶格失配率依次减小，薄膜峰强依次增强，半峰宽减小，结晶性依次变好。

晶格失配的存在影响薄膜结晶性，另一方面，晶格失配造成了界面层附近薄膜晶格畸变，对薄膜调谐率造成影响。

研究材料： Ba(SnxTi1-x)O3 制备方法： rf magnetron sputtering

研究目的： 不同溅射参数对薄膜的生长及介电性能的影响

4. 功率对薄膜介电性能的影响

溅射制备薄膜即粒子的重组过程，溅射功率越大，溅射粒子获得的平面动能越大，越利于移动成“核”，连续成“岛”。

提供了一种关于薄膜应力的新表征方法

表征方法：定性分析

晶格失配率：

×100%film electrode

film

a aM

a

晶面间距变化率：

过渡层厚度：通过 HRTEM 等进行直接观察

测试手段：定量分析

XRD 配件

AFM 、 TEM 等

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