1. 研究目的与意义（文献综述）

pzt铁电薄膜材料由于具有优良的铁电、介电、压电、光电、热释电、易集成等特性，用于制备传感器、存储器、驱动器、换能器等电子元器件，在微电子机械系统、信息储存器、光电子学、集成铁电学等高新技术领域内具有广阔的发展前景^[1-5]。pzt薄膜具有较高居里温度、很大的介电常数和电阻率的同时，存在较大介电损耗、疲劳特性差和温度特性差的缺点，使薄膜材料的性能降低，严重制约了pzt薄膜材料的发展与应用。而bmt介电薄膜具有高品质因数q、低介电损耗tanδ以及良好的频率温度稳定性^[6-7]，并且bmt薄膜拥有无毒、制备成本低等优点使其成为介电材料领域研究的热点^[8]。

近年来，微电子系统为了缩小体积、增强功能，正快速向微型化以及单片集成化的方向发展，对电子薄膜与器件提出了微型化、功能化、集成化的要求，单一的介电或铁电材料已无法满足材料的广泛应用和实际生活的需求。研究发现，采用异质叠层的方式将具有不同性能特点的介电与铁电薄膜复合，通过组成设计及界面结构的调整，可以降低铁电薄膜的介电损耗，提高铁电材料的疲劳特性和温度稳定性，甚至还有可能开发出新的性能，对实现介质薄膜器件的集成化和高品质化具有重要的实际意义和理论价值^[9-12]。因此将铁电薄膜pzt和介电薄膜bmt复合很有研究价值。

d h kang等人^[13]制备(pb_1-xsr_x)tio₃(0.5lt;xlt;0.8)均质薄膜和(pb_1-xsr_x)tio₃-(pb_0.2sr_0.8)tio₃异质叠层薄膜，研究表明相对于pst(x)均质薄膜，所有的pst(x)-pst800异质叠层薄膜的表面粗糙度都有所改善，介电损耗也由此降低。b d lee等人^[14]采用mosd法制备(li_0.5sm_0.5)tio₃/catio₃(lsto/cto)多层薄膜，研究表明，随着cto厚度的增加，复合薄膜的介电常数增大，介电损耗也随之增大。y z wu等人^[15]在srtio₃衬底上制备bfo膜，发现界面效应比低应力场下的内应力效应更为重要，非铁电界面不仅抑制了超薄膜的极化还增大了矫顽场。i b misirlioglu^[16]等人根据landau-ginzburg-devonshire理论，计算两种不同层配置的(001)sto衬底上(001)pbzr_0.3ti_0.7o₃ / srtio₃(pzt / sto)超晶格的电介质响应，对于固定的总层数厚度，具有小的层周期的超晶格，可以显著地改善平均介电响应。h chen等人^[17]制备ba_0.6sr_0.4tio₃薄膜，发现降低bst / pt界面过渡层厚度时，bst薄膜具有更优异的介电性能，优化的bst薄膜的可调性、剩余极化强度、矫顽场都得到改善，ε_r - v曲线的对称性n从52.37％增加到95.98％。由此可知，界面个数以及层厚对复合薄膜有很大的影响。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1. bmt/pzt异质叠层薄膜的制备；

采用水溶液凝胶法制备长期稳定澄清bmt溶液，采用sol-gel法制备pzt前驱体溶液，采用液相旋涂工艺制备bmt/pzt异质叠层薄膜，通过改变前驱体溶液浓度、旋涂转速、旋涂次数，获得bmt/pzt异质叠层薄膜制备最佳工艺。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告；

第4-8周：按照设计方案，制备具有不同层厚及界面个数的bmt/pzt异质叠层薄膜；

第9-11周：采用xrd、fe-sem、tg-dsc等测试技术对叠层薄膜的物相和显微结构进行表征，采用hp4294型阻抗分析仪和铁电工作站对其介电、铁电性能进行测试；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] n. izyumskaya, y.i. alivov, s.j. cho, et al. processing, structure, properties, and applications of pzt thin films [j]. critical reviews in solid state and materials sciences, 2007, 32(3-4): 111-202.

[2] m. v. silibin, a. a. dronov, s. a. gavrilov, et al. pzt thin films synthesis by sol-gel method and study of local ferroelectric properties [j]. ferroelectrics, 2013, 442(1): 95-100.

[3] j li, t kenta, o masaru, et al. fabrication and evaluation of porous piezoelectric ceramics and porosity–graded piezoelectric ctuators [j]. journal of the american ceramic society, 2003, 86(7): 1094-1098.