Để đo đặc trưng điện trễ và dòng rò của màng mỏng PZT sử dụng các điện cực thuần hay lai hóa, hệ đo đường cong điện trễ Radiant Precision LC 10 (Hình
2.17) đặt tại Phịng thí nghiệm Cơng nghệ micro-nano (Trường Đại học Công nghệ) được dùng để khảo sát. Các phần chính của hệ đo bao gồm:
Bộ phận điện tử Precision LC và phần cao áp Precision High Voltage Interface gồm các mạch điện tử điều khiển và xử lý, ghép nối với bộ khuếch đại cao áp HVA.
Luận văn Thạc sĩ Nguyễn Văn Lợi
Hệ đầu dị và kính hiển vi quang học: dùng để đo trong trường hợp mẫu dạng màng.
Máy tính và phần mềm Vision: cho phép điều khiển hệ đo, thực hiện quá trình đo mẫu một cách tự động, thu nhận và xử lý số liệu bằng máy tính.
Ngồi ra hệ máy cịn có một bơm hút chân khơng để giữ mẫu cố định trong quá trình đo và một số đầu đo đặc biệt để đo mẫu khối.
2.4. Tối ƣu hóa tính chất của màng mỏng PZT 2.4.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ ủ 2.4.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ ủ
Trong luận văn này, chúng tôi chế tạo màng mỏng PZT trên đế Pt/TiO2/SiO2/Si bằng phương pháp sol-gel. Màng mỏng PZT gồm 4 lớp quay phủ Spin-coating có bề dày cỡ 200 nm sau đó được xử lý nhiệt bằng lò ủ nhiệt chậm ở các nhiệt độ khác nhau từ 450oC đến 650oC với bước nhảy nhiệt độ là 50oC. Thông qua các kết quả khảo sát đặt trưng, chúng tôi nhận thấy sự ảnh hưởng của nhiệt độ ủ dẫn tới sự kết tinh và hình thái bề mặt cũng như tính chất của màng sau khi chế tạo.
Khi xử lý nhiệt bằng lò ủ nhiệt chậm ở nhiệt độ thấp (450oC) thì nhận thấy chưa có sự kết tinh màng trên bề mặt mẫu thơng qua các thiết bị khảo sát ảnh XRD, SEM, AFM.
Khi xử lý mẫu ở nhiệt độ cao hơn (600oC) màng đã kết tinh với cấu trúc perovskites-cấu trúc tinh thể pha sắt điện, định hướng chủ yếu theo hướng (100). Những vẫn tồn tại hướng (111) không xuất hiện pha không sắt điện.
Khi nhiệt độ tăng lên thì độ mấp mơ bề mặt tăng lên và kích thước hạt lại ăng theo. Các nghiên cứu tính chất cho thấy, ở nhiệt độ kết tinh 650oC trong 20 phút là tối ưu đối với màng mỏng PZT. Xu hướng tăng giá trị phân cực Pr và kích thước hạt, hay nói cách khác thể tích biên hạt giảm đi.
Các kết quả chi tiết sẽ được trình bày ở Chƣơng 3.
2.4.2. Ảnh hƣởng của môi trƣờng ủ Ozone
Ozone là chất được cấu tạo tạo tử 3 ngun tử oxi (Hình 2.18) có tính oxi hóa mạnh, tác dụng nhanh cho nên mơi trường Ozon có khả năng khử trùng diệt khuẩn cao. Màng PZT được xử lý ủ nhiệt trong môi trường Ozone với độ sạch cao và thời gian ủ ngắn.
Luận văn Thạc sĩ Nguyễn Văn Lợi