Abstract
本實驗使用溶膠凝膠法(Sol-gel method)，製備複鐵式鐵酸鉍薄膜(BiFeO3)。在當前BFO薄膜研究文獻中，報導其在室溫下具有較低的漏電阻抗性，使其在研究與應用方面皆遭受限制。因此在本篇論文探討摻雜稀土元素鈰Ce進入BFO薄膜，藉由具有四價及三價的鈰離子取代鉍離子來改善薄膜的漏電流問題；再將具有Ce摻雜的Bi1.05-xCexFeO3薄膜與BiFeO3薄膜作複合層結構，以及另一部分為加入一層氧化鈰的緩衝層在Pt底電極與薄膜之間，分別探討薄膜結晶結構與鐵電、鐵磁性質間的關係。由實驗結果可得知，Ce的摻雜、複合層結構、氧化鈰緩衝層皆具有改善薄膜漏電流密度影響的效果，量測所得值約介於10-8至10-6 A/cm2之間，其中複合層結構具有減緩接近高電場時漏電急遽上升的現象；根據電場-電流密度圖形分析，薄膜漏電機制應為Space charge limited conduction的導電機制。在電滯曲線圖形上，夾心結構BCFO/BFO/BCFO(1/4/1)與BFO/BCFO(8/1) 550?C退火試片呈現似飽和電滯曲線的形狀，並且BFO/BCFO(8/1) 550?C 此組試片，在外加電場200kV/cm下所得2Pr值可達13.80μC/cm2，此較佳鐵電特性可能與較低漏電流有關。而加入緩衝層可使純BFO薄膜極化量微幅增加， 2Ec值下降。