3.1.2. Màng mỏng PZT nhiệt độ thấp
Để mở rộng nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ ủ cũng như sự khác nhau về tốc độ tăng nhiệt lên tính chất của màng mỏng PZT, phương pháp ủ nhiệt nhanh RTA cũng được sử dụng nhằm mục đích ứng dụng chế tạo các linh kiện điện tử tiêu hao ít năng lượng. Chính vì vậy, chúng tôi chế tạo màng mỏng PZT kết tinh bởi hệ ủ nhiệt nhanh với tốc độ nâng nhiệt có thể lên tới 40oC/s. Trong quy trình chế tạo màng mỏng PZT nhiệt độ thấp, màng sau khi đã chế tạo sẽ không qua bước sấy sơ bộ ở 430oC, mà được kết tinh trực tiếp từ các nhiệt độ 425, 450, 475, 500 và 550oC trong môi trường không khí sạch với thời gian ủ là 30 phút. Các mẫu được ký hiệu lần lượt là RTA425, RTA450, RTA475, RTA500 và RTA550. Các mẫu này được tiến hành khảo sát cấu trúc tinh thể bằng thiết bị nhiễu xạ tia X. Hình 3.7 là phổ nhiễu xạ tia X của màng PZT được ủ nhiệt tại 425oC. Từ phổ nhiễu xạ ta thấy có vẻ như vị trí đỉnh quan sát được rất gần với đỉnh PZT(111). Tuy nhiên, đây không phải là pha perovskite vì không quan sát được tính chất sắt điện như sẽ được thảo luận ở phần sau. Bên cạnh đó, các Hình 3.8, Hình 3.9, Hình 3.10, Hình 3.11 cũng cho thấy vị trí đỉnh gần như cùng vị trí với PZT(111), và kết quả đo tính chất điện của các mẫu này khẳng định đã có cấu trúc perovskite trong các mẫu này. Tức là, sử dụng lò ủ nhiệt nhanh RTA, nhiệt độ kết tinh
của màng mỏng PZT có thể hạ xuống 450oC. Có một lưu ý là từ kết quả nhiễu xạ tia X của màng mỏng PZT ta thấy ngoài hai đỉnh nhiễu xạ định hướng (111) của tinh thể PZT và đỉnh Pt(111) thì xuất hiện thêm đỉnh nhỏ PZT(110) với mẫu RTA500 và PZT(100) của RTA550. Tuy nhiên định hướng (111) của PZT là chiếm ưu thế lớn hơn rất nhiều so với các định hướng khác, nên có thểcoi đây là màng mỏng có định hướng ưu tiên PZT(111).
Như vậy, bằng cách sử dụng hệủ nhiệt nhanh RTA, chúng tôi đã giảm được nhiệt độ kết tinh của màng mỏng PZT từ trên 550oC xuống còn 450oC. Điều này có ý nghĩa rất lớn trong việc công nghệ chế tạo màng mỏng PZT khi đã giảm thời gian cũng như năng lượng tiêu hao.