Bằng phƣơng pháp bốn mũi dò điện trở suất và điện trở vuông của các mẫu LNO550, LNO600, LNO650 và LNO700 đã đƣợc khảo sát, kết quả đo đƣợc tập hợp trong bảng 3.6. Từ bảng số liệu ta thấy, mẫu LNO550 có điện trở suất lớn nhất (18,05×10-3 Ωcm) cùng với điện trở vuông lớn nhất (950,28 Ω/□), cịn mẫu LNO600 có điện trở suất nhỏ nhất (4,18×10-3 Ωcm) và điện trở vng bé nhất (219,36 Ω/□). Do đó, ở nhiệt độ 600 oC, điện trở suất của màng là tối ƣu nhất. Kết quả này phù hợp với kết quả khảo sát cấu trúc nhƣ đã chỉ ra trên Hình 3.18, tức là màng mỏng có tính chất điện tốt nhất tƣơng ứng với cấu trúc tinh thể hợp thức nhất.
Bảng 3.6. Điện trở suất, độ dẫn điện của mẫu LNO ủ ở các nhiệt độ khác nhau.
Mẫu Điện trở vuông (Ω/□) Điện trở suất ρ (Ωcm)
LNO550 950,28 18,05×10-3
LNO600 219,36 4,18×10-3
LNO650 520,70 9,88×10-3
LNO700 600,07 11,40×10-3
3.2.1.2. Ảnh hƣởng điện cực LNO lên tính chất màng mỏng RTA500
Sau khi chế tạo thành công điện cực dƣới LNO, màng mỏng PZTN500 đƣợc chế tạo trên các điện cực LNO550, LNO600, LNO650 và LNO700 bằng phƣơng pháp dung dịch. Sau đó, điện cực trên Pt đƣợc chế tạo bằng phƣơng pháp phún xạ
198,8 nm
77
chân khơng để khảo sát tính chất sắt điện của màng mỏng PZT. Quy trình chế tạo mẫu và quy trình phún xạ điện cực trên Pt đã đƣợc trình bày ở chƣơng 2.
Hình 3.20. Đồ thị P-E của màng mỏng PZTN500 được chế tạo trên điện cực (a)
LNO550, (b) LNO600, (c) LNO650 và (d) LNO700.
Hình 3.20 là đặc trƣng sắt điện P(E) của các màng mỏng PZTN500 phủ trên các điện cực LNO550, LNO600, LNO650 và LNO700. Đối với mẫu LNO550/PZTN500 (Hình 3.20 (a)), đƣờng cong P-E có tính đối xứng tƣơng đối cao và chƣa đạt đƣợc trạng thái bão hòa ở điện trƣờng áp 500 kV/cm (Pr = 19,65 µC/cm2), EC ≈ 100 kV/cm. Các giá trị này chƣa thể so sánh đƣợc với hệ mẫu Si/SiO2/Ti/Pt/PZT mà chúng tơi đã chế tạo trƣớc đó. Với mẫu LNO600/PZTN500 (Hình 3.20 (b)), đƣờng cong P-E có tính đối xứng tƣơng đối cao và đạt đƣợc trạng thái bão hòa ở điện trƣờng áp 500 kV/cm, với Psat ≈ 55,00 µC/cm2, phân cực dƣ chỉ
78
đạt 26,52 µC/cm2 khi điện trƣờng áp 500 kV/cm, tức là chỉ tƣơng đƣơng với giá trị độ phân cực dƣ của mẫu PZT600 (21,60 µC/cm2) khi điện trƣờng áp là 250 kV/cm. Với mẫu LNO650/PZTN500 và LNO700/PZTN500 (Hình 3.20 (c) và (d)) cũng ghi nhận thấy đƣờng cong P-E của các mẫu có tính đối xứng tƣơng đối cao nhƣng vẫn chƣa đạt đƣợc trạng thái bão hòa ở điện trƣờng áp là 500 kV/cm, độ phân cực dƣ (Pr) nhỏ hơn 20,00 µC/cm2, trƣờng kháng điện (EC) cỡ khoảng 100 kV/cm.
Đặc trƣng dòng rò cho biết năng lƣợng hao tổn ở trạng thái nghỉ, qua đó đánh giá một cách định tính về mức độ các sai hỏng trong màng. Hình 3.21 là đặc trƣng dịng rị phụ thuộc điện thế (J-V) của mẫu LNO600/PZTN500. Khi thế áp cổng đặt vào từ 0 đến 10 V, mật độ dịng rị tăng tuyến tính từ 10-7 đến 10-4 A/cm2. Các giá trị này nhỏ hơn khoảng 100 lần so với giá trị dòng rò của mẫu PZTN500 chế tạo trên đế Si/SiO2/Ti/Pt.