1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

绪论

bi层状钙钛矿型铁电氧化物作为铅基材料（如微电子非易失性存储器，铁电随机存取存储器和热释电探测器中的pb(zr_1-x,ti)o₃）^[1-3]的展望材料而倍受关注。目前认为，bi₄ti₃o₁₂(bto)是最具发展前景的材料，其总的分子式为(bi2o2)2 [a_m-1b_mo_{3m 1}]^2-（m=3），由三个夹杂在(bi₂o₂)² 层中的钙钛矿状的单元(bi2ti3o10)^2-组成^[4]。众所周知，铁电性能是钙钛矿块，(bi₂ti₃o₁₀)^2-所呈现出的。然而，由于缺陷的存在，bto总是遭受高泄漏电流，导致偏振疲劳和诸如伴随着o空位的bi空位缺陷引起的小剩余极化率^[5]。

最近的研究指出，可以通过用稀土元素离子替代bi₄ti₃o₁₂结构中的bi³ 离子来改善铁电性能，如用la替代a位的bi^[6]。a位替代的作用是用la取代挥发性的bi，抑制a位空位的产生，a位空位常常伴随着作为空间电荷的氧空位。1999年，park等人证实，无疲劳的pt电极掺la钛酸铋薄膜（blt）较未掺杂薄膜在电气性能方面显示出一定的优越性^[2]，如更大的剩余极化率（2pr≈24μccm^-2），更小的矫顽电场（ec），更低的介电损耗，高疲劳电阻和较低的沉积温度（≤750℃）。bi层状结构氧化物的剩余留极化的值决定钙钛矿块的结构扭曲，由bi和掺杂离子之间的尺寸差所制约。另外，也可以掺杂其它镧系元素如nd，sm，和pr。虽然在铁电性能和电传导方面掺杂剂的作用已被广泛研究，但详细微观结构和光学性质以及它们与电子能带结构的关系还没有被完全阐明。具有层状钙钛矿结构的未掺杂和钕取代bto块和薄膜由于它们的优良的功能特性带来的光学应用备受关注诸如非易失性存储器器件，非线性的电光装置，和电光波导调制器。在过去的几年中，人们对它们的结构，铁电性能，介电性能，和紫外检测性能进行了广泛的研究，但是关于光电器件的铁电体材料的物理参数还没有建立。作为光波导或/和光电活性材料，关于材料的光学特性的系统研究对其潜在的用途很重要。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1. 本课题要研究或解决的问题

最近的研究指出，可以通过用稀土元素离子替代bi₄ti₃o₁₂结构中的bi³ 离子来改善铁电性能，如用la替代a位的bi。a位替代的作用是用la取代挥发性的bi，抑制a位空位的产生，a位空位常常伴随着作为空间电荷的氧空位。1999年，park等人证实，无疲劳的pt电极掺la钛酸铋薄膜（blt）较未掺杂薄膜在电气性能方面显示出一定的优越性，如更大的剩余极化率（2pr≈24μccm-2），更小的矫顽电场（ec），更低的介电损耗，高疲劳电阻和较低的沉积温度（≤750℃）。bi层状结构氧化物的剩余留极化的值决定钙钛矿块的结构扭曲，由bi和掺杂离子之间的尺寸差所制约。另外，也可以掺杂其它镧系元素如nd，sm，和pr。虽然在铁电性能和电传导方面掺杂剂的作用已被广泛研究，但详细微观结构和光学性质以及它们与电子能带结构的关系还没有被完全阐明。具有层状钙钛矿结构的未掺杂和钕取代bto块和薄膜由于它们的优良的功能特性带来的光学应用备受关注诸如非易失性存储器器件，非线性的电光装置，和电光波导调制器。在过去的几年中，人们对它们的结构，铁电性能，介电性能，和紫外检测性能进行了广泛的研究，但是关于光电器件的铁电体材料的物理参数还没有建立。

2. 本课题拟采用的研究手段