Nhiệt độ ủ (o C) Pr (μC/cm2) EC (kV/cm) Jrò (μA/cm2) BLT725 725 9,82 ~ 50,00 29,77 PZT600 600 22,79 ~ 80,00 19,51 PZTN500 500 20,46 ~ 62,00 18,39 Từ bảng 3.4 và bảng 3.3 ta thấy màng mỏng PZTN có độ phân cực dƣ lớn, trƣờng kháng điện và dịng rị nhỏ có thể ứng dụng chế tạo các bộ nhớ sắt điện. Vì vậy sẽ có thêm nhiều khảo sát khác trên màng mỏng PZTN ở các mục tiếp theo.
3.2. Ảnh hƣởng của điện cực LNO lên tính chất của màng mỏng PZT
Trong mục 3.1, điện cực dƣới Pt đã đƣợc sử dụng để khảo sát tính chất của các màng mỏng sắt điện. Tuy nhiên, Pt là vật liệu rất đắt tiền và phƣơng pháp chế tạo tƣơng đối phức tạp, chủ yếu là phún xạ. Ngoài ra, đối với màng mỏng sắt điện PZT, khi sử dụng Pt làm điện cực thƣờng xảy ra hiện tƣợng già hóa do ơxi trong PZT bị khuếch tán ra ngồi [62, 59]. Trƣớc đây, ITO và FTO đã đƣợc sử dụng rộng rãi nhƣ cửa sổ điện cực trong các thiết bị quang điện tử. Tuy nhiên, sử dụng điện cực ITO đang gặp phải sự hạn chế của hàm lƣợng In trên Trái Đất và độ truyền qua bị giới hạn trong vùng hồng ngoại gần, hay các khuyết tật trong cấu trúc FTO đã gây ra
74
dịng rị khơng mong muốn của các thiết bị [124]. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra có thể cải thiện tính chất này bằng cách sử dụng các điện cực ơ-xít nhƣ nhƣ IrO2, YBCO, RuO2, LSCO, SrRuO, LNO thay cho điện cực Pt [26, 10, 39]. Trong những năm
gần đây, nghiên cứu và phát triển màng mỏng dẫn điện cấu trúc perovskite nhƣ: SrRuO3 hay LNO đã và đang diễn ra rất mạnh mẽ nhằm định hƣớng ứng dụng trong các linh kiện điện tử. Trong các điện cực trên, LNO cải thiện đáng kể tính chất phân cực điện của các màng mỏng sắt điện PZT. Ngồi ra, LNO có cấu trúc perovskite, tƣơng đồng với cấu trúc tinh thể của màng mỏng PZT. Sự tƣơng đồng này cải thiện vấn đề về lớp tiếp xúc do độ lệch mạng giữa hai vật liệu này nhỏ. Màng mỏng LNO cũng làm cho quá trình khuếch tán oxi từ màng mỏng sắt điện ra ngoài diễn ra chậm hơn, cải thiện đƣợc độ già hóa của màng PZT [61, 69].
Vì vậy, trong mục này chúng tôi đã chế tạo màng mỏng điện cực LNO và khảo sát ảnh hƣởng của nó lên tính chất sắt điện của màng mỏng PZTN550 (là mẫu đƣợc xác định có tính chất sắt điện mạnh nhất nhƣ đã nghiên cứu ở phần 3.1).
3.2.1. Ảnh hƣởng điện cực LNO lên tính chất điện của màng mỏng PZT
Các màng mỏng LNO chế tạo trên đế Si/SiO2 bằng phƣơng pháp dung dịch nhƣ đã trình bày ở chƣơng 2, đƣợc ủ nhiệt ở các nhiệt độ 550, 600, 650 và 700 oC (kí hiệu là LNO550, LNO600, LNO650 và LNO700) trong 30 phút bằng hệ ủ tăng nhiệt nhanh trong mơi trƣờng khí ơxi.
3.2.1.1. Khảo sát tính chất của màng mỏng LaNiO3 trên đế Si/SiO2
Hình 3.17. Phổ EDS phân tích thành phành phần nguyên tố của màng mỏng LNO
75
Phổ tán xạ năng lƣợng (EDS) của màng mỏng LNO chế tạo trên đế SiO2/Si đã đƣợc tiến hành khảo sát (Hình 3.17). Phổ EDS đã minh chứng sự tồn tại của các nguyên tố La, Ni, và O có trong màng mỏng LNO. Phần trăm về trọng lƣợng và nguyên tử của các nguyên tố đƣợc thống kê trong bảng 3.5. Kết quả này là cơ sở để tiến hành các phép khảo sát tiếp theo.