李艷紅，周科朝，莊后榮，張 妍，張 斗

(中南大學(xué) 粉末冶金國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 410083)

近年來(lái)，隨著微電子器件的發(fā)展，鐵電薄膜的研究和發(fā)展獲得了廣泛的關(guān)注[1?5]。在鐵電薄膜材料體系中，鈣鈦礦結(jié)構(gòu)鈦酸鍶鋇 BaxSr1?xTiO3體系具有高頻下介電常數(shù)高、直流漏電流低、介質(zhì)損耗低和高溫下較穩(wěn)定[6?7]等優(yōu)勢(shì)，可以被集成到半導(dǎo)體技術(shù)中，適用于動(dòng)態(tài)隨機(jī)處理器(DRAM)[8]、薄膜電容器[9]、鐵電微測(cè)輻射熱計(jì)，因此，在微電子器件方面具有較大的應(yīng)用前景[6?9]。目前，雷達(dá)和無(wú)線通信系統(tǒng)用鐵電器件和設(shè)備向尺寸小型化、半導(dǎo)體的操作功率更低化發(fā)展，因此，進(jìn)行BaxSr1?xTiO3薄膜的研究就顯得極為重要。國(guó)內(nèi)外已廣泛開(kāi)展對(duì) BST薄膜的制備和性能研究，WU等[10]對(duì)Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜的制備進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)晶粒尺寸和均方根粗糙度分別為80 nm和7.59 nm的Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜在10 kHz時(shí)介電常數(shù)和介質(zhì)損耗分別為 435和 0.069。GUO等[11]報(bào)道采用溶膠?凝膠法在Pt/LaNiO3/SiO2/Si基底上制備的具有高度擇優(yōu)(110)取向Ba0.65Sr0.35TiO3薄膜，具有高介電常數(shù)1 750和低介質(zhì)損耗 0.026。LIU 等[12]采用脈沖激光沉積法通過(guò)研究在自緩沖層上制備的Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜的性能，發(fā)現(xiàn)自緩沖層能改善薄膜的介電性能，介電常數(shù)和介質(zhì)損耗可以達(dá)到700和0.013。目前的研究主要集中在晶粒尺寸在80 nm以上的BST薄膜的制備、摻雜改性以及緩沖層的引入。近年來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)尺寸效應(yīng)是限制鐵電薄膜器件發(fā)展的重要因素之一，鐵電材料的尺寸效應(yīng)和界面效應(yīng)研究越來(lái)越熱，而對(duì)于晶粒尺寸較小的BST薄膜的研究較少。

目前制備 BaxSr1-xTiO3薄膜的方法有溶膠?凝膠法、磁控濺射法、脈沖激光沉積法(PLD)、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法(MOCVD)等。其中，溶膠?凝膠法相比上述方法具有如下的優(yōu)勢(shì)：首先，此方法不需要使用真空設(shè)備就可以沉積均一性高的大面積薄膜[10,13]；其次，所得薄膜的成分均勻性可達(dá)分子或原子級(jí)別，成分配比精確可控，易于實(shí)現(xiàn)定量、均勻摻雜，且摻雜范圍寬；并且在薄膜制備過(guò)程中，熱處理所需溫度較低，與半導(dǎo)體工藝兼容性良好，適于制成鐵電集成器件[14]。

普遍認(rèn)為，薄膜的介電性能依賴于良好的微觀形貌，以及薄膜與電極之間的界面結(jié)構(gòu)[15]。因此，通過(guò)研究薄膜的制備工藝，獲得質(zhì)量較好的微觀形貌，對(duì)改善介電性能具有重要研究意義。根據(jù)前期研究工作表明[16]，BaxSr1?xTiO3塊體中 Ba0.8Sr0.2TiO3成分在比較寬的溫度范圍內(nèi)具有高介電常數(shù)，并且目前關(guān)于Ba0.8Sr0.2TiO3薄膜的報(bào)道較少，本文作者圍繞Ba0.8Sr0.2TiO3成分薄膜的制備工藝及性能，探討了熱處理工藝條件，薄膜與電極間界面結(jié)構(gòu)、厚度、晶粒尺寸對(duì)BST薄膜的微觀形貌、介電性能的影響規(guī)律。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 樣品制備

實(shí)驗(yàn)采用溶膠?凝膠法制備BST薄膜。BST前驅(qū)體溶液的制備采用分析純的醋酸鋇[Ba(CH3COO)2]、醋酸鍶[Ba(CH3COO)2·1/2H2O]和鈦酸丁酯[Ti(OC4H9)4]作原料，冰醋酸[CH3COOH]和乙二醇甲醚(HOCH2CH2OCH3)作溶劑。將按化學(xué)計(jì)量比Ba0.8Sr0.2TiO3稱取的醋酸鋇和醋酸鍶溶于熱(70 ℃)冰醋酸中，恒溫?cái)嚢?，至全部溶解后冷卻至室溫；將鈦酸丁酯和乙二醇甲醚加入到上述混合液中。加入乙二醇促進(jìn)聚合反應(yīng)并改善薄膜的質(zhì)量，乙二醇與冰醋酸的摩爾比為1:3，攪拌并回流2 h，得到橙黃色清晰、透明BST前驅(qū)體溶液，再加入適量的冰醋酸調(diào)整濃度為0.4 mol/L。采用中科院微電子所KW?4A型勻膠機(jī)將BST前驅(qū)體溶液旋涂在Si和Pt/Ti/TiO2/Si基底上，轉(zhuǎn)速為3 000 r/min，時(shí)間為30 s。將沉積的薄膜在100℃下干燥處理10 min，再經(jīng)400 ℃熱分解30 min，重復(fù)以上工藝過(guò)程，調(diào)整薄膜的厚度。將旋涂過(guò)幾層的薄膜在氧氣氣氛中進(jìn)行退火處理，退火溫度在500~900 ℃，升溫速率為10 ℃/min，退火后的樣品自然冷卻至室溫。

1.2 薄膜表征

采用 NETZSCH STA 449C型熱分析系統(tǒng)測(cè)試BST干凝膠的TG-DSC曲線，測(cè)試條件為氧氣氣氛，升溫速率為5 ℃/min。采用日本D/max2550PC型X射線衍射分析儀分析表征薄膜結(jié)構(gòu)，X射線源為Cu Kα輻射，波長(zhǎng)λ=0.15418 nm。采用JSM?6360LV型場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡對(duì)薄膜試樣表面和斷面進(jìn)行形貌觀察。采用美國(guó)NanoManTM VS型原子力顯微鏡對(duì)薄膜微觀表面進(jìn)行形貌觀察，采用輕敲掃描模式，掃描速率為2 Hz，掃描范圍為1 μm×1 μm。采用F50 Thin-Film Mapper 型膜厚儀上對(duì)薄膜進(jìn)行厚度和厚度均勻性測(cè)試。采用KYKY SBC-12型小型離子濺射儀在BST薄膜上制備 Pt頂電極，形成 Metal-Ferroelectric-Metal(MFM)電容器結(jié)構(gòu)，電極直徑為200 μm，以對(duì)薄膜樣品進(jìn)行介電性能測(cè)試。采用安捷倫B1500A型半導(dǎo)體器件分析儀對(duì)薄膜進(jìn)行介電性能測(cè)試，操作電壓為1 V，介電常數(shù)通過(guò)測(cè)量電容后按式(1)計(jì)算：

式中：C為樣品的電容；d為樣品的厚度；ε0為真空介電常數(shù)；A為Pt電極的面積。

2 結(jié)果與討論

2.1 BST干凝膠的差熱分析

圖1所示為BST干凝膠的差熱分析結(jié)果。從圖1中可以看出，DSC曲線上在溫度為63.5 ℃時(shí)有一吸熱峰，在溫度為355.1、385.0、618.0 ℃時(shí)分別有一放熱峰。DSC曲線上溫度為 63.5 ℃的吸熱峰是由于水分(自由水和結(jié)晶水)的蒸發(fā)，溫度為355.1 ℃和385.0 ℃的放熱峰可能是有機(jī)物(乙二醇甲醚和乙酰丙酮)的燃燒分解峰，溫度為618.0 ℃的放熱峰是BST鈣鈦礦形成峰。與DSC曲線顯示各吸放熱條件相對(duì)應(yīng)，溫度在400 ℃以下，TG曲線上相應(yīng)有較大的質(zhì)量損失，此時(shí)，由于水的揮發(fā)和有機(jī)物的分解干凝膠的質(zhì)量損失達(dá)34.55%；溫度為400~550 ℃時(shí)，TG曲線比較平緩，說(shuō)明在 400 ℃，干凝膠的熱分解基本完成，確定BST薄膜熱分解溫度為400 ℃。溫度為550~680 ℃時(shí)，干凝膠的質(zhì)量損失對(duì)應(yīng) 618.0 ℃放熱峰，質(zhì)量損失為7.97%。溫度為680~1 000 ℃時(shí)，TG曲線基本沒(méi)有變化，說(shuō)明鈣鈦礦相的形成已經(jīng)完成。

圖1 BST干凝膠的TG?DSC曲線Fig. 1 TG?DSC curves of BST dry gels

2.2 BST薄膜的相分析

圖2所示為不同退火溫度和保溫時(shí)間下在Si基底上所得薄膜的XRD譜。其中，圖2(a)所示為在500~900℃退火后所得薄膜的XRD譜。由圖2(a)可知，薄膜的晶體取向和結(jié)晶度主要取決于薄膜的退火溫度。在500 ℃進(jìn)行退火時(shí)，薄膜無(wú)明顯衍射峰，說(shuō)明薄膜尚未開(kāi)始晶化，處于非晶狀態(tài)；600 ℃退火時(shí)，薄膜在2θ為27.3°時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)中間相的衍射峰，中間相的出現(xiàn)是由于溶膠?凝膠法屬低溫工藝，擴(kuò)散嚴(yán)重受限，要通過(guò)擴(kuò)散直接完成高度有序的鈣鈦礦相是不太現(xiàn)實(shí)的，因而，一個(gè)無(wú)序的、結(jié)晶度低的中間相較易形成。晶體薄膜與無(wú)定形膜間的自由能的差越大，無(wú)定形薄膜向結(jié)晶薄膜相變的晶化驅(qū)動(dòng)力就越強(qiáng)，自發(fā)成核就多，中間相的出現(xiàn)使自由能的差減小，將晶化行為推遲到更高的溫度；700 ℃退火時(shí)，中間相的衍射峰強(qiáng)度更強(qiáng)，說(shuō)明低溫下溫度的提高有助于中間相的形成，但也延遲了BST薄膜的晶化，同時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)(110)方向的衍射峰；800 ℃下退火時(shí)，薄膜中間相分解晶化形成了純鈣鈦礦BST相，(110)衍射峰強(qiáng)度更強(qiáng)，峰形尖銳，并出現(xiàn)(211)、(200)、(111)衍射峰，說(shuō)明薄膜結(jié)晶性很好，晶化已經(jīng)完成。上述衍射結(jié)果與圖 1的TG?DSC數(shù)據(jù)一致。當(dāng)退火溫度為900 ℃時(shí)，由于溫度升高導(dǎo)致薄膜晶粒長(zhǎng)大，衍射峰的強(qiáng)度更強(qiáng)，峰形尖銳。

圖2 Si基底上制備BST薄膜的XRD譜Fig. 2 XRD patterns of BST films on Si substrates: (a)30 min; (b)800 ℃

圖2(b)所示為在Si基底上所得BST薄膜在800 ℃下退火保溫5、15、30、45、60 min的XRD譜。由圖2(b)可知，BST薄膜在800 ℃下不同熱處理時(shí)間時(shí)均為純鈣鈦礦相，結(jié)晶完全，并且具有(100)、(110)、(111)、(200)、(211)取向。隨著退火時(shí)間的延長(zhǎng)，XRD 譜各峰半寬高變窄，衍射峰強(qiáng)度增強(qiáng)，薄膜結(jié)晶度提高。根據(jù)Scherrer公式(2)，采用(110)衍射峰的半寬高來(lái)計(jì)算薄的晶粒尺寸，如表1所列。由表1可知，退火時(shí)間的延長(zhǎng)有助于晶粒的生長(zhǎng)，所得薄膜晶粒尺寸由11.36 nm長(zhǎng)大到19.94 nm。

表1 經(jīng)800 ℃退火保溫5、15、30、45、60 min制備的BST薄膜的〈110〉取向晶粒尺寸Table1 Grain size of 〈110〉 oriented BST thin films annealed at 800 ℃ for 5, 15, 30, 45, 60 min

式中：Dhkl為垂直于(hkl)面方向的晶粒尺寸；K為常數(shù)；λ為X線的波長(zhǎng)；β為由于晶粒細(xì)化引起的衍射峰(hkl)的寬化；θ為布拉格角。

2.3 BST薄膜的表面形貌分析

圖3所示為Si基底上制備BST薄膜在800 ℃下退火保溫5、15、30、45、60 min的SEM像。從圖3中可知，保溫時(shí)間為5 min時(shí)，BST薄膜晶粒不明顯，晶化尚未完全完成。保溫5、15、30、45、60 min的BST薄膜都均勻、致密、無(wú)微裂紋，隨著退火時(shí)間的延長(zhǎng)，BST薄膜晶粒長(zhǎng)大，和圖2的XRD結(jié)果一致。退火時(shí)間為60 min時(shí)，薄膜晶粒長(zhǎng)大明顯，小晶粒生長(zhǎng)形成大晶粒，以降低表面自由能，晶粒之間空隙增大。當(dāng)退火時(shí)間超過(guò)15 min時(shí)，薄膜的致密度下降，說(shuō)明退火時(shí)間的繼續(xù)延長(zhǎng)并不利于薄膜表面質(zhì)量的提高，并且隨著退火時(shí)間的延長(zhǎng)，薄膜表面集中的熱應(yīng)力越大，易形成微裂紋。綜上所述，800 ℃下對(duì)薄膜進(jìn)行15 min退火熱處理可以得到表面質(zhì)量較高的BST薄膜。

圖4所示為采用Pt/Ti/SiO2/Si基底在400 ℃下熱分解30 min后重復(fù)3次于800 ℃下退火15 min所得300 nm厚BST薄膜的SEM及其AFM像。由圖4可知，所得BST薄膜表面均勻、致密，無(wú)分層、無(wú)裂紋。與在Si基底上制備的BST薄膜相比，在Pt/Ti/SiO2/Si基底上制備的BST薄膜晶粒均勻性、結(jié)晶性更好，如圖3(a)與圖4(a)所示，這是由于〈111〉取向Pt為立方晶系，與BST晶格接近，易誘導(dǎo)成相。HU等[17]通過(guò)研究BST/Pt界面區(qū)域Pt在BST薄膜層的濃度變化，表明Pt在BST薄膜中的擴(kuò)散分為兩個(gè)區(qū)域：BST/Pt界面層附近，擴(kuò)散類型是體擴(kuò)散，相應(yīng)的界面層較遠(yuǎn)處，擴(kuò)散類型為晶界擴(kuò)散。體擴(kuò)散是不可避免的，通常稱此晶界擴(kuò)散層為低介電常數(shù)層(Dead layer)[18]，會(huì)降低薄膜材料的介電性能。測(cè)定的薄膜介電常數(shù)εm可以采用式(3)[19]表示。

圖4 Pt/Ti/SiO2/Si基底上制備BST薄膜的SEM和AFM像Fig. 4 High magnification SEM images of BST thin films on Pt/Ti/SiO2/Si substrates annealed at 800 ℃ for 15 min: (a)Plan-view image; (b)Cross-sectional image; (c)AFM image

其中：db為薄膜厚度；di為界面層厚度；εb為薄膜介電常數(shù)；εi為界面層介電常數(shù)。

當(dāng)薄膜的厚度一定時(shí)，界面低介電常數(shù)層越厚，對(duì)薄膜介電常數(shù)影響越大，相應(yīng)測(cè)定的介電常數(shù)值越小，因而要盡可能降低低介電常數(shù)層的厚度，減少BST薄膜與Pt電極之間的相互擴(kuò)散。BST/Pt界面結(jié)構(gòu)如圖4(b)所示，圖中BST薄膜厚度為300 nm；Pt層為底電極，厚度為200 nm；Ti層起粘合作用，防止底電極脫落，厚度為50 nm；SiO2層為電路需要，作阻擋層，厚度為500 nm。BST薄膜與Pt電極層界面結(jié)構(gòu)清晰，分層明顯，此時(shí)，BST薄膜與Pt電極之間相互擴(kuò)散較小，界面低介電常數(shù)層較薄，且整個(gè)基底中Pt、Ti、SiO2和Si的分層也明顯。從圖4(c)上可以看出，薄膜晶粒均勻、致密、無(wú)裂紋，表明溶膠?凝膠工藝可以制備出具有較好微觀結(jié)構(gòu)的BST薄膜，薄膜的晶粒尺寸為30~40 nm，均方根粗糙度為5.80 nm，對(duì)于高介電薄膜器件來(lái)說(shuō)，薄膜的粗糙度越小，越易獲得較高的介電性能。

2.4 BST薄膜的電性能

圖5所示為MFM結(jié)構(gòu)中厚度分別為160、230、300、378 nm的BST薄膜在300 K時(shí)介電常數(shù)和介質(zhì)損耗隨頻率的變化規(guī)律。從圖5中可知，介電常數(shù)和介質(zhì)損耗隨頻率變化沒(méi)有明顯的分散，表明制備的BST薄膜質(zhì)量很高。且在頻率為1~100 kHz時(shí)，不同厚度BST薄膜的介質(zhì)損耗都在0.08以下，說(shuō)明BST薄膜的致密性較好。厚度為160、230 nm的BST薄膜介電常數(shù)隨頻率升高變化不大，介質(zhì)損耗隨頻率升高而下降。厚度為300和378 nm的BST薄膜在頻率超過(guò)15 kHz時(shí)，介質(zhì)損耗隨頻率升高而增加，這是由于在高頻時(shí)，自發(fā)極化在外電場(chǎng)的作用下反轉(zhuǎn)引起的損耗占據(jù)了主要地位，頻率越高自發(fā)極化反轉(zhuǎn)克服空間勢(shì)壘需要的能量越大。由圖 5(a)可知，不同厚度薄膜的介電常數(shù)變化率小于2%，表明采用溶膠?凝膠旋涂工藝制備的薄膜厚度均勻性較高。隨著薄膜厚度由160 nm增加到378 nm，BST薄膜的介電常數(shù)增大，這主要是由于以下兩個(gè)原因：一方面，由式(3)可知，制備條件相同，薄膜厚度增加時(shí)，界面低介電常數(shù)層對(duì)整個(gè)介電性能的影響減小，測(cè)得的介電常數(shù)增大；另一方面，采用溶膠?凝膠法制備BST薄膜過(guò)程中，后續(xù)旋涂的薄膜覆蓋了上一層薄膜由于熱分解留下的氣孔和體缺陷，薄膜的氣孔度下降，薄膜厚度增加時(shí)，致密度增大。由圖5(b)可知，當(dāng)薄膜厚度的增加時(shí)，介質(zhì)損耗增大。這是由于隨著薄膜厚度增加，薄膜的晶粒尺寸增大[20]，導(dǎo)致偶極子密度增加，偶極子弛豫損耗增大[21]。此趨勢(shì)與CHEN等[22]報(bào)道的一致。

圖5 不同厚度的BST薄膜在300 K時(shí)介電常數(shù)和介質(zhì)損耗隨頻率變化Fig. 5 Change of dielectric constant (a)and dielectric loss (b)of BST thin films with different thickness with frequency at 300 K

圖6所示為300 nm厚BST薄膜在10 kHz下的介電溫譜。由圖6可知，厚度為300 nm的BST薄膜在300 K，頻率為10 kHz時(shí)，介電常數(shù)和損耗分別為258和0.056。介質(zhì)損耗比目前文獻(xiàn)[15, 20]報(bào)道的小，這是因?yàn)锽ST薄膜的微觀形貌較好，并且BST薄膜/Pt電極界面低介電常數(shù)層的作用較小。介電常數(shù)比文獻(xiàn)[23]報(bào)道的小，這是由于臨界尺寸效應(yīng)造成的。臨界尺寸效應(yīng)是指由尺寸變化引起鐵電材料各種性能和屬性變化的現(xiàn)象。臨界尺寸可以分為兩類：第一類指鐵電體由多疇向單疇轉(zhuǎn)變的臨界尺寸；第二類指當(dāng)鐵電體的尺寸減小到某個(gè)臨界值時(shí)，鐵電體的相變居里溫度降至絕對(duì)零度，對(duì)應(yīng)的尺寸即是鐵電臨界尺寸。CHEN等[22]報(bào)道了BST薄膜的臨界尺寸：10 nm是薄膜非晶態(tài)與結(jié)晶態(tài)的臨界尺寸；20 nm是薄膜鐵電性消失與存在的臨界尺寸；31 nm是薄膜多疇與單疇結(jié)構(gòu)的臨界尺寸。BST薄膜的晶粒尺寸為30~40 nm時(shí)，薄膜為多疇結(jié)構(gòu)，但是由于晶粒尺寸接近31 nm，具有單疇結(jié)構(gòu)的顆粒較多。在外場(chǎng)下，單疇顆粒內(nèi)新疇的形核要困難得多，所以使薄膜的介電常數(shù)較低。同時(shí)，由圖6可知，溫度為280~390 K時(shí)，BST薄膜的介電常數(shù)隨溫度升高單調(diào)下降，沒(méi)有出現(xiàn)居里溫度點(diǎn)，可能是因?yàn)锽ST薄膜的居里溫度降至室溫以下；或者BST薄膜的晶粒尺寸屬于第二類臨界尺寸，薄膜沒(méi)有鐵電性，其居里溫度降至絕對(duì)零度。

圖6 300 nm厚BST薄膜在10 kHz下的介電溫譜Fig. 6 Temperature dependence of dielectric constant (εr)and dielectric loss (tanδ)at 10 kHz for BST thin films with thickness of 300 nm

圖7所示為300 nm厚BST薄膜在300 K時(shí)的電滯回線。由圖7可看出，BST薄膜具有電滯回線，即具有鐵電性，屬于鐵電體，可知BST薄膜的居里溫度在室溫以下，而由符春林[14]的研究結(jié)果可知，Ba0.8Sr0.2TiO3薄膜的居里溫度TC=333 K左右，這是由于晶粒尺寸為30~40 nm時(shí)，晶粒的界面能較大，鐵電疇不足以支持如此高的能量，為了降低界面能，BST薄膜的鐵電性降低，室溫下為順電相，居里溫度下降。BST薄膜的最大極化強(qiáng)度為7.05 μC/cm2，剩余極化強(qiáng)度為1.01 μC/cm2，矯頑場(chǎng)為41.13 kV/cm。剩余極化強(qiáng)度較小，鐵電性差，是由于晶粒尺寸較小時(shí)，相鄰疇壁的排斥力減小，電疇重新取向所需的激活能降低。

圖7 300 nm厚BST薄膜在300 K時(shí)的電滯回線Fig. 7 Hysteresis loop for BST thin film with thickness of 300 nm at 300 K

3 結(jié)論

1) 采用溶膠?凝膠法可以制備出微觀形貌良好的純鈣鈦礦相BST薄膜。在氧氣氣氛下并經(jīng)800 ℃退火處理，保溫15 min可以制備出純鈣鈦礦相BST薄膜。BST薄膜結(jié)晶度高、表面平整、致密、顆粒均勻，無(wú)分層，無(wú)裂紋。

2) BST薄膜的介電性能對(duì)厚度有很大的依賴性。薄膜的厚度由160 nm增加到378 nm時(shí)，介電常數(shù)隨薄膜厚度增加而增大，然而，薄膜厚度的增加也導(dǎo)致了介質(zhì)損耗增大。薄膜厚度一定、頻率為1~100 kHz時(shí)，BST薄膜的介電常數(shù)隨頻率升高而下降。

3) 尺寸效應(yīng)是影響 BST薄膜器件發(fā)展的重要因素之一。晶粒尺寸為30~40 nm，厚度為300 nm的BST薄膜介電常數(shù)降低，居里溫度下降到室溫以下。

[1]SHAN Lian-wei, WANG Feng-chun, WANG Ji-hua, WU Ze,HAN Zhi-dong, DONG Li-min, ZHANG Xian-you. Fabrication and characteristics of strontium barium niobate/barium strontium titanate ceramics by powder-sol method[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2012, 22(1): 138?142.

[2]MISCHENKO A S, ZHANG Qi, WHATMORE R W, SCOTT J F,MATHUR N D. Giant electrocaloric effect in the thin film relaxor ferroelectric 0.9PbMg(1/3)Nb(2/3)O(3)-0.1PbTiO(3)near room temperature[J]. Applied Physics Letters, 2006, 89 (24):242912-1?3.

[3]SCOTT J F. Applications of modern ferroelectrics[J]. Science,2007, 315(5814): 954?959.

[4]JIANG An-quan, WANG Can, JIN Kui-juan, LIU Xiao-bing,Scott J F, Hwang C S, TANG Ting-ao, LU Hui-bin, YANG Guo-zhen. A resistive memory in semiconducting BiFeO3thin-film capacitors[J]. Advanced Materials, 2011, 23(10):1277?1281.

[5]ZHANG Chen, QU Yuan-fang. Dielectric properties and phase transitions of La2O3- and Sb2O3-doped barium strontium titanate ceramics[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2012,22(11): 2742?2748.

[6]HOU S Y, KWO J, WATTS R K, CHENG J Y, FORK D K.Structure and properties of epitaxial Ba0.5Sr0.5TiO3/SrRuO3/ZrO2heterostructure on Si grown by off-axis sputtering[J]. Applied Physics Letters, 1995, 67(10): 1387?1390.

[7]SHINTARO Y, HISATO Y, TOSHIYUKI S, YOICHI M.(Ba+Sr)/Ti ratio dependence of the dielectric properties for(Ba0.5Sr0.5)TiO3thin films prepared by ion beam sputtering[J].Applied Physics Letters, 1994, 64(13): 1644?1646.

[8]BEITEL G, WENDT H, FRITSCH E, WEINRICH V,ENGELHARDT M, HASLER B, R?HR T, BERGMANN R,SCHELER U, MALEK K H, NAGEL N, GSCHWANDTNER A,PAMLER W, H?NLEIN W, DEHM C, MAZURé C. A novel low-temperature (Ba,Sr)TiO3(BST)process with Ti/TiN barrier for Gbit DRAM applications[J]. Microelectronic Engineering,1999, 48(1): 299?302.

[9]PARK W Y, CHEOL S H. Film thickness dependent Curie-Weiss behavior of (Ba,Sr)TiO3thin-film capacitors having Pt electrodes[J]. Applied Physics Letters, 2004, 85(22): 5313?5315.

[10]WU Di, LI Ai-dong, LING Hui-qin, YIN Xiao-bo, GE Chuan-zhen, WANG Mu, MING Nai-ben. Preparation of(Ba0.5Sr0.5)TiO3thin films by sol-gel method with rapid thermal annealing[J]. Applied Surface Science, 2000, 165(4): 309?314.

[11]GUO Yi-ping, AKAI D, SAWADA K, ISHIDA M, GU Ming-yuan. Dielectric and tunable properties of highly(110)-oriented (Ba0.65Sr0.35)TiO3thin films deposited on Pt/LaNiO3/SiO2/Si substrates[J]. Sensors and Actuators A ,2009,49: 66?70.

[12]LIU Shan-shan, MA Bei-hai, NARAYANAN M, CHAO Sheng,KORITALA R, BALACHANDRAN U. Improved properties of barium strontium titanate thin films grown on copper foils by pulsed laser deposition using a self-buffered layer[J]. Journal of Physics D: Applied Physics, 2012, 45(17): 175304.

[13]LI Ai-dong, GE Chuan-zhen, Lü Peng, WU Di, XIONG Si-bei,MING Nai-ben. Fabrication and electrical properties of sol-gel derived BaTiO3 films with metallic LaNiO3electrode[J].Applied Physics Letters, 1996, 70(12): 1616?1618.

[14]符春林. 鐵電薄膜材料及應(yīng)用[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2009:24.FU Chun-lin. Ferroelectric thin film materials and applications[M]. Beijing: Science Press, 2009: 24.

[15]COLE M W, HUBBARD C, NGO E, ERVIN M, WOOD M,GEYER R G. Structure–property relationships in pure and acceptor-doped Ba1?xSrxTiO3thin films for tunable microwave device applications[J]. Journal of Applied Physics, 2002, 92(1):475?484.

[16]莊后榮，楊繼安，李艷紅，甘雪萍，張 斗，周科朝. 鈦酸鍶鋇陶瓷的制備及表征[J]. 粉末冶金材料科學(xué)與工程, 2012,17(5): 650?656.ZHUANG Hou-rong, YANG Ji-an, LI Yan-hong, GAN Xue-ping,ZHANG Dou, ZHOU Ke-chao. Preparation and dielectric properties of barium strontium titanate ceramic[J]. Materials Science and Engineering of Powder Metallurgy, 2012, 17(5):650?656.

[17]HU Wen-cheng, YANG Chuan-ren, ZHANG Wan-li, LIU Gui-jun, DONG Dong.The diffusion of Pt in BST films on Pt/Ti/SiO2/Si substrate by sol-gel method[J]. Journal of Sol-Gel Science and Technology, 2006, 39: 293?298.

[18]ZHOUC, NEWNS D M. Intrinsic dead layer effect and the performance of ferroelectric thin film capacitors[J]. Journal of Applied Physics, 1997, 82(6): 3081?3088.

[19]SINNAMON L J, BOWMAN R M, GREGG J M. Investigation of dead layer thickness in SrRuO3/Ba0.5Sr0.5TiO3/Au thin film capacitors[J]. Applied Physics Letters, 2001, 78(12): 1724?1726.

[20]WASER R. Dielectric analysis of intergrated ceramic thin film capacitors[J]. Integrated Ferroelectrics, 1997, 15(1): 39?51.

[21]NAYAK M, TSENG T Y. Dielectric tunability of barium strontium titanate films prepared by a sol-gel method[J]. Thin Solid Films, 2002, 408: 194?199.

[22]CHEN Hong-wei, YANG Chuan-ren, FU Chun-lin, ZHAO Li,GAO Zhi-qiang. The size effect of Ba0.6Sr0.4TiO3thin films on the ferroelectric properties[J]. Applied Surface Science, 2006,252: 4171?4177.

[23]SAHOO S K, MISRA D, MAHOO M, MACDONALD C A,BAKHRO H, AGRAWAL D C, MOHAPATRA Y N,MAJVMDER S B, KATIYAR R S. Improved dielectric properties and their temperature insensitivity in multilayered Ba0.8Sr0.2TiO3/ZrO2thin films[J]. Journal of Applied Physics,2011, 109: 064108-1?6.