Nghiên cứu tính chất của màng mỏng PZT cấu trúc nanô chế tạo bằng phương pháp dung dịch định hướng ứng dụng cho bộ nhớ sắt điện

• Main Author: Nguyễn, Huy Tiệp
• Format: Theses and Dissertations
• Language: other
• Published: Đại học Quốc gia Hà Nội 2016
• Subjects: Vật liệu Nano; Màng mỏng PZT; Cấu trúc Nano; Bộ nhớ sắt điện; Phương pháp dung dịch
• Online Access: http://repository.vnu.edu.vn/handle/VNU_123/8224
• Institution: Vietnam National University, Hanoi

Tiến hành nghiên cứu và chế tạo màng mỏng PZT sử dụng phương pháp dung dịch, vì đây là một phương pháp đơn giản, có chi phí đầu tư thấp, tiêu hao ít vật liệu và năng lượng, rất phù hợp với điều kiện nghiên cứu tại Việt Nam. Do đó, phần việc chính của luận văn là tiến hành khảo sát ảnh hưởng của điều kiện ủ lên cấu trúc tinh thể, đặc trưng sắt điện cùng như dòng rò của của màng chế tạo được. Màng mỏng PZT đã được chế tạo trên đế Pt/TiO2/SiO2/Si vả được ủ theo hai quy trình: (i) nhiệt độ cao sử dụng lò ủ nhiệt chậm và (ii) ủ nhiệt thấp sử dụng lò ủ nhiệt nhanh (RTA: Rapid Thermal Annealing). Các kết quả thu được cho thấy màng PZT ủ nhiệt độ cao có pha kết tinh perovskite khi nhiệt độ ủ lớn hơn 550o C. Màng mỏng này cho cấu trúc tinh thể, đặc trưng điện trễ và dòng rò tốt nhất khi nhiệt độ ủ đạt 600oC. Trong khi đó, khi sử dụng quy trình ủ nhiệt nhanh (RTA) thì nhiệt độ kết tinh được giảm xuống chỉ còn 450oC. Do yêu cầu cần ổn định khi chế tạo bộ nhớ sắt điện, màng mỏng PZT ủ tại 600oC đã được sử dụng để chế tạo bộ nhớ sắt điện thử nghiệm với kênh dẫn là màng mỏng ô-xít bán dẫn ITO (In2O3 pha tạp thiếc). Hoạt động của bộ nhớ thử nghiệm chỉ ra rằng, tỉ số mở/đóng điển hình là oảng 105, cửa số nhớ rộng khoảng 2 V. Đặc trưng truyền qua cho thấy khả năng bão hòa và dòng mở lớn hơn so với thiết bị truyền thổng. Đây là một trong những nghiên cứu đầu tiên tại Việt Nam thành công trong việc chế tạo màng mỏng PZT có chất lượng cao bằng phương pháp dung dịch, và đặc biệt là thành công trong việc chế tạo và khảo sát bộ nhớ sắt điện. Kết quả thu được là cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo nhằm tối ưu hóa quy trình chế tạo, đồng thời mở ra khả năng ứng dụng thực tế cho loại vật liệu đầy tiềm năng này..