Hide/Show Apps

Ferroelektrik seramik ince filmler

Bu çalışmada ferroelektrik özellikli $Pb(Zr,Ti)O_3$ filmler ve tozlar sol-jel yöntemi kullanılarak elde edilmiştir. Tozlar sulu çözeltiden homojen çökeltme, filmler ise çökelme öncesi daldırma yöntemi kullanılarak üreli ortamda hazırlanmışlardır. Altlık malzemesi olarak platin kaplanmış Si-(111) dilimleri, Si dilimleri ve $\alpha-Al_2O_3$ kullanılmıştır. Filmlerin ve tozların karakterizasyon işlemleri için öncelikle XRD ve SEM/EDS kullanılmıştır. Parça boyutu, morfolojisi ve film yüzeyleri SEM çalışmalan ile gözlemlenmiş, film ve toz bileşimleri EDS analizleri alınarak araştırılmıştır. Isıl işlem esnasında bir kaç kez XRD analizleri alınarak oluşan fazlar belirlenmiştir. Toz örneklerin içerdiği safsızlıklarm belirlenebilmesi amacı ile spektroskopik IR analizleri yapılmıştır. 850°C'de, 5 saat boyunca ısıl işleme tabi tutulmuş bütün tozlar ve filmlerin perovskit faza geçerek tamamen kristalize olduğu ve stokiyometrik olduğu belirlenmiştir. 350°-650$^\circ$ C ısıl işlem sıcaklıkları arasında perovskit, piroklor, ve kurşun titanyum, 650-850$^\circ$ C arasında ise perovskit ve piroklor fazlar gözlemlenmiştir. Hazırlanan PZT tozların küçük, düzgün ve homojen dağılımlı parça yapısında olduğu, ancak filmlerin bileşimlerinin yer yer homojen olmadığı belirlenmiştir. Platin kaplanmış silisyum ve alumina altlıklar üzerindeki ıslanmanın, platin kaplanmamış silisyum üzerindekine göre daha fazla olduğu gözlemlenmiştir. Platin kaplanmış Si üzerinde üre kullanılarak elde edilen PZT filmlerin polarizasyon histeresis eğrisinden elde edilen artık polarizasyon ($P_r$) ve koersiv alan ($E_c$) değerleri, ~22 $\mu$C/cm2 ve ~20 kV/cm, olarak belirlenmiştir. Aynı filmlerde dielektrik katsayısı ise 562 olarak hesaplanmıştır.