1. 研究目的与意义（文献综述）

现代电子器件微型化、集成化要求传统的铁电材料向薄膜化方向发展。铁电薄膜材料具有一系列独特性质，例如高介电性、热释电性、压电性、铁电性以及电光效应、声光效应、光折变效应和非线性光学效应等^[1]，使得铁电薄膜在微电子学、光电子学、集成铁电学等高新技术领域中，具有广阔的发展前景，特别是在铁电电子器件中的应用，包括在非易失性数据存储（non-volatile data storage）、铁电场效应晶体管和动态随机存储器等方面的应用^[2]。

铁电薄膜有相对于铁电体材料不同的特性。当前应用于存储器铁电薄膜的厚度小于120 nm^[3]，如此薄的铁电薄膜在电性能上将会与铁电体材料有很大差别。铁电薄膜系统中不应单独考量铁电薄膜的特性，而是应综合分析铁电薄膜系统包括电极、薄膜与电极和衬底的界面情况等。例如^[3]，沉积在衬底上的铁电薄膜，衬底/薄膜界面将会因为晶格失配存在应力。除此之外，铁电薄膜应当视为一种宽禁带半导体，而不是像铁电体材料一样的绝缘体。

目前对铁电存储器件商业化存在的主要问题是可靠性低，具体包括多次反转下极化降低（疲劳fatigue）、极化回转（backswitching）导致的数据丢失（保留损失retention loss）、印迹（imprint）、老化和压电性对电场和频率的依赖、高漏电流和高的介电损耗等^[4-7]。解决上述问题需要对薄膜纳米尺度内的结构、形貌以及电性能的分析。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1.使用固相烧结法制备pzt陶瓷靶材；以si/sio₂为衬底，通过磁控溅射法在衬底上沉积电极以及制备pzt铁电薄膜；

2.利用xrd、sem、afm等表征手段，探究不同制备条件对pzt铁电薄膜的结构和电性能的影响，以获得磁控溅射法制备pzt铁电薄膜的优化工艺。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告；

第4-10周：制备pzt陶瓷靶材以及pzt铁电薄膜；

第11-12周：采用xrd、fe-sem、afm、xps等测试技术对铁电薄膜材料的物相、组成和显微结构进行表征，并对薄膜的电学性能进行测试；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 符春林.铁电薄膜材料及其应用[m].北京:科学出版社,2009:9.

[2] m. dawber, k.m. rabe, j.f. scott. physics of thin-film ferroelectricoxides [j]. reviews moddern physics, 2005, 77: 1083-1084.

[3] 王飞.磁控溅射法制备pzt薄膜研究[d].大连:大连理工大学,2013.