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用溶胶-凝胶法在Si(100)基片上制备缓冲层LaNiO3 或SrTiO3,再在LaNiO3/Si(100)基片上制备Bi2FeMnO6 薄膜,或在SrTiO3/LaNiO3/Si(100)基片上制备Bi2FeMnO6 薄膜可以降低双钙钛矿多铁性Bi2FeMnO6 基薄膜的漏电流至10-7A/cm2 数量级.
用磁控溅射在Pt/Ti/SiO2/Si(100)基片上制备掺钕铁 酸铋多铁性薄膜(Bi0.875Nd0.125)FeO3 (BNF) 和铁电薄膜(Ba0.65Sr0.35)TiO3 (BST),形成单层BNF/Pt/Ti/SiO2/Si(100) 薄膜、双层BNF/BST/Pt/Ti/SiO2/Si(100)薄膜结构,或形成三明治结构BST/BNF/BST/Pt/Ti/SiO2 /Si(100)薄膜
测试电压为5 V时,无光和光照时的漏电流密度分别为2.92 mA/cm2和10.10 mA/cm2。通过对电流密度的拟合发现:欧姆传导为外延ITO/BFMO/SRO电容器的主要漏电机制,并且光照没有改变电容器的导电机制。
结果显示在氮气或真空中退火的BNF 薄膜具有优异的电性能,缓冲层BST 增益BNF 薄膜的多铁性,BST缓冲层能很好的降低BNF 薄膜的漏电流,BNF/BST 异质结薄膜的漏电流密度为7×10-8A/cm2比通过掺杂改性的铁酸铋的漏电流密度低近4 个数量级,这是因为一方面BST 能阻止BNF 中的自由电荷在BNF 薄膜与下电极之间的自由移动,另一方面,BST 促进了BNF 薄膜的结晶,使BNF 中中的自由载流子数量降低.BST/BNF/BST 三明治结构的多层薄膜的漏电流密度为10-8A/cm2 比BNF/BST 还低近一个数量级