Abstract
PZT薄膜的研究廣泛，其容易疲勞是大家一直以來最想解決的問題之一。有人用氧化物電極，如鎳酸鑭(LaNiO3 ; LNO)、鑭鍶鈷氧化物…等，有人則是直接參雜其他少量元素，如La、Nd、Fe…等。由已知的研究顯示，PZT以LNO為電極，可改善其疲勞性質，且La與Ni有擴散進入PZT裡的現象。所以本論文利用溶凝膠法鍍製PZT及摻雜不同濃度Ni與La，來做各種特性的分析。本實驗主要可分成兩個部份來討論，第一部份為添加不同濃度Ni的PZT(PNZT)，分為pure、1、3、5、9% Ni之PZT與異質夾層(PNZT/PZT/PNZT；PZT/PNZT/PZT)，為上下、中間9% Ni的結構。第二部份為添加1% La離子與同時添加1% La、1% Ni離子的PZT(PLZT、PLNZT)。完成元件後，做各項的分析與量測，包含晶相結構分析、表面形態與薄膜厚度觀測、P-E電滯曲線、介電常數與散逸因子、疲勞性質及漏電流(J-E)等的量測，在電性的量測方面，探針均點在兩個形狀面積相同的上電極，再對所得的值做進一步的處理。在晶相結構分析上，500℃、600℃都有成相，600℃結晶性較好。純PZT具有(111)指向，添加Ni出現(100)指向，添加La維持(111)指向，且強度較純PZT高，同時添加1% La、1% Ni則以(100)為優選指向。表面形態的觀測，添加Ni導致成核速率、數目增加。指向(111)時，晶粒較小；出現(100)指向，在高溫時晶粒較大。P-E電滯曲線量測，摻雜Ni使電滯曲線變的細小，飽和極化量Ps、殘存極化量Pr、矯頑場Ec均變小，5% Ni約是飽和值。與指向關係，指向(111)，殘存極化量Pr較高。介電常數與散逸因子量測，摻雜Ni或La對介電常數與散逸因子影響不大，本實驗中的介電常數均約850左右，散逸因子均在0.03以下。疲勞性質量測︰(1)PZT摻雜Ni可改善疲勞性質，隨著添加量增加，改善越明顯。(2)異質夾層，不論上下或中間9% Ni的結構，對疲勞也均有改善。(3)不論勻質添加Ni或異質夾層，疲勞量測後，矯頑場Ec都會變大。(4)添加1% La對疲勞性質無明顯改善。(5)同時添加1% La與1% Ni，疲勞性質與添加1% Ni相近。漏電流(J-E)量測，「摻雜Ni、La」與「同時添加La、Ni」以及「Ni異質夾層」都會增加導電性，使漏電流上升。