薄膜(mo)材料的(de)擇優取向(xiang)

   在光(guang)電子學及其(qi)它(ta)高(gao)技術(shu)的發(fa)展(zhan)中，薄膜(mo)材料占(zhan)有(you)重(zhong)要(yao)的(de)地(di)位(wei)。鐵(tie)電(dian)薄膜(mo)具(ju)有電(dian)光(guang)效(xiao)應、非線(xian)性光(guang)學效(xiao)應、壓電(dian)效(xiao)應和熱(re)釋(shi)電效(xiao)應等多種(zhong)特(te)性，又具(ju)有便(bian)於平面化和(he)集(ji)成化的(de)特(te)點(dian)，因(yin)而(er)特(te)別(bie)受(shou)到人們的重(zhong)視(shi)。現(xian)在廣為(wei)研(yan)究的鐵(tie)電(dian)薄膜(mo)是(shi)PbTiO₃(PT）、Pb_1-xLaTi_1-x/4 O₃(PLT)、PZT、PLZT、LiNbO_3、Bi₄Ti₃O₁₂和BaTiO_3。制備方(fang)法有(you)電(dian)子束(shu)蒸鍍、離子束(shu)濺(jian)射(she)、射頻磁控(kong)濺(jian)射(she)、射頻二極(ji)濺(jian)射(she)、金屬有機(ji)化學氣相澱積和金屬有(you)機(ji)熱(re)分(fen)解(jie)法等。

   為了(le)充分(fen)發(fa)掘(jue)鐵(tie)電(dian)薄膜(mo)的功(gong)能(neng)，希(xi)望(wang)薄膜(mo)是(shi)單(dan)晶或是(shi)晶粒(li)擇優取向(xiang)的多(duo)晶。迄(qi)今報道的(de)是(shi)後者(zhe)。實(shi)現(xian)擇優取向(xiang)的方(fang)法主(zhu)要是(shi)采用(yong)特(te)定成分(fen)和(he)特(te)定取向(xiang)的單(dan)晶作(zuo)為(wei)基(ji)片(pian)，並選(xuan)擇適當(dang)的基(ji)片溫(wen)度或輔(fu)之(zhi)以隨後的(de)熱(re)處(chu)理(li)。例如，以MgO(100）片(pian)作(zuo)為(wei)基片，用(yong)射頻(pin)磁控(kong)濺(jian)射(she)制備PbZr_0.4Ti_0.6O₃薄膜(mo)，在適當(dang)的溫(wen)度下(xia)，可使(shi)[001]軸垂直(zhi)膜(mo)面的取(qu)向(xiang)度達99%。MgO（100)片(pian)也可使PT和PLT膜(mo)具(ju)有[001]軸重直(zhi)膜(mo)面的擇優取向(xiang)。藍(lan)寶(bao)石和某些微(wei)晶玻(bo)璃(li)也是(shi)制成擇優取向(xiang)的基(ji)片材料。

   鐵(tie)電(dian)薄膜(mo)的電學和光(guang)學性能正隨著(zhe)制備技術(shu)的改進(jin)而(er)不斷(duan)提(ti)高(gao)。高(gao)度擇優取向(xiang)的薄膜(mo)已具(ju)有接(jie)近優質體(ti)材料的(de)自(zi)發(fa)極(ji)化和(he)熱(re)釋(shi)電系數，但(dan)矯(jiao)頑場(chang)較大(da)，光(guang)的傳(chuan)播損耗(hao)較嚴(yan)重(zhong)。已經和還(hai)在研制的器件(jian)有(you)熱(re)釋(shi)電探(tan)測器、超(chao)聲(sheng)傳(chuan)感(gan)器(qi)、記(ji)憶(yi)元(yuan)件(jian)、光(guang)波導(dao)、聲(sheng)表面波器(qi)件(jian)、二(er)次(ci)諧波發(fa)生(sheng)器(qi)等。