薄膜材料的擇優(yōu)取向

　　在光電子學及其它高技術(shù)的發(fā)展中，薄膜材料占有重要的地位。鐵電薄膜具有電光效應(yīng)、非線性光學效應(yīng)、壓電效應(yīng)和熱釋電效應(yīng)等多種特性，又具有便于平面化和集成化的特點，因而特別受到人們的重視。現(xiàn)在廣為研究的鐵電薄膜是PbTiO3(PT)、Pb1-xLaTi1-x/4 O3(PLT)、PZT、PLZT、LiNbO3、Bi4Ti3O12和BaTiO3。制備方法有電子束蒸鍍、離子束濺射、射頻磁控濺射、射頻二極濺射、金屬有機化學氣相淀積和金屬有機熱分解法等。
 

　　為了充分發(fā)掘鐵電薄膜的功能，希望薄膜是單晶或是晶粒擇優(yōu)取向的多晶。迄今報道的是后者。實現(xiàn)擇優(yōu)取向的方法主要是采用特定成分和特定取向的單晶作為基片，并選擇適當?shù)幕瑴囟然蜉o之以隨后的熱處理。例如，以MgO(100)片作為基片，用射頻磁控濺射制備PbZr0.4Ti0.6O3薄膜，在適當?shù)臏囟认拢墒筟001]軸垂直膜面的取向度達99%。MgO(100)片也可使PT和PLT膜具有[001]軸重直膜面的擇優(yōu)取向。藍寶石和某些微晶玻璃也是制成擇優(yōu)取向的基片材料。
 

　　鐵電薄膜的電學和光學性能正隨著制備技術(shù)的改進而不斷提高。高度擇優(yōu)取向的薄膜已具有接近優(yōu)質(zhì)體材料的自發(fā)極化和熱釋電系數(shù)，但矯頑場較大，光的傳播損耗較嚴重。已經(jīng)和還在研制的器件有熱釋電探測器、超聲傳感器、記憶元件、光波導、聲表面波器件、二次諧波發(fā)生器等。