薄膜材料的择优取向

      在光电子学及其它高技术的发展中，薄膜材料占有重要的地位。铁电薄膜具有电光效应、非线性光学效应、压电效应和热释电效应等多种特性，又具有便于平面化和集成化的特点，因而特别受到人们的重视。现在广为研究的铁电薄膜是PbTiO3(PT）、Pb1-xLaTi1-x/4 O3(PLT)、PZT、PLZT、LiNbO3、Bi4Ti3O12和BaTiO3。制备方法有电子束蒸镀、离子束溅射、射频磁控溅射、射频二极溅射、金属有机化学气相淀积和金属有机热分解法等。

      为了充分发掘铁电薄膜的功能，希望薄膜是单晶或是晶粒择优取向的多晶。迄今报道的是后者。实现择优取向的方法主要是采用特定成分和特定取向的单晶作为基片，并选择适当的基片温度或辅之以随后的热处理。例如，以MgO(100）片作为基片，用射频磁控溅射制备PbZr0.4Ti0.6O3薄膜，在适当的温度下，可使[001]轴垂直膜面的取向度达99%。MgO（100)片也可使PT和PLT膜具有[001]轴重直膜面的择优取向。蓝宝石和某些微晶玻璃也是制成择优取向的基片材料。

      铁电薄膜的电学和光学性能正随着制备技术的改进而不断提高。高度择优取向的薄膜已具有接近优质体材料的自发极化和热释电系数，但矫顽场较大，光的传播损耗较严重。已经和还在研制的器件有热释电探测器、超声传感器、记忆元件、光波导、声表面波器件、二次谐波发生器等。