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2005年度国家自然科学奖


几种铁电薄膜及配套氧化物电极材料的研究

由南京大学刘治国等完成

    该项目属于无机非金属信息与功能材料中的铁电材料领域。
    该项目主要研究成果为:(1)在BLT和SBT研究中,提出缺陷电荷对铁电畴壁钉扎和畴壁在电场协助下解脱钉扎相互竞争的物理模型,解释了薄膜的疲劳特性,为改进其抗疲劳性能提出了新思路。基于高分辨电镜和喇曼谱研究从微观上解释了材料优良性能的起源。制备了优质的SBT和BLT薄膜,性能指标达到当时报道的最好水平。(2)发展了用呈金属导电性的钙钛矿结构氧化物薄膜作为PZT和商业化的Pt镀层硅衬底之间的过渡层来延长PZT疲劳寿命的界面工程学方法,阐明了其微观机制,获得了抗疲劳寿命和保持性能达到存储器实用水平的PZT系列薄膜。发明了与硅工艺兼容的MOD法合成LNO薄膜工艺和有机源,制成大面积具有优良金属导电性的LNO薄膜,发展了LNO单晶膜和多层外延结构生长技术。(3)建立了极性介质在外电场中成核生长的理论和外电场对晶粒取向影响的判据,建立了外加电场诱导铁电薄膜取向生长的方法和装置。在硅基衬底上制备的(001)取向的铌酸锂薄膜具有多种均匀和优化的品质参数,对将铌酸锂等铁电膜引入硅基微电子和光电子器件有重要意义。此方法还被推广用于湿化学法铁电薄膜的制备。
    该项目共发表78篇SCI论文,其中51篇被EI收录,共被他引529篇次,单篇最高他引55篇次。获中国发明专利2项,国际会议特邀报告5次。

 

    

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