薄膜材料的擇優取向

　　在光電子學及其它高技術的發展中，薄膜材料占有重要的地位。鐵電薄膜具有電光效應、非線性光學效應、壓電效應和熱釋電效應等多種特性，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。
 

　　為了充分發掘鐵電薄膜的功能，希望薄膜是單晶或是晶粒擇優取向的多晶。迄今報道的是后者。實現擇優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，并選擇適當的基片溫度或輔之以隨后的熱處理。例如，以MgO(100)片作為基片，用射頻磁控濺射制備PbZr0.4Ti0.6O3薄膜，在適當的溫度下，可使[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]軸重直膜面的擇優取向。藍寶石和某些微晶玻璃也是制成擇優取向的基片材料。
 

　　鐵電薄膜的電學和光學性能正隨著制備技術的改進而不斷提高。高度擇優取向的薄膜已具有接近優質體材料的自發極化和熱釋電系數，但矯頑場較大，光的傳播損耗較嚴重。已經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、二次諧波發生器等。