钙钛矿铁电薄膜的制备和半导体性能表征(3)
2、集成铁电体的研究。集成铁电体就是铁电薄膜与半导体的集成，其中主要的是铁电存储器。现阶段虽然Flash存储器被广泛使用，但是已经开始面临各种瓶颈，其中最突出的是尺寸缩小问题以及降低能耗问题。目前，急切需要一种具备低能耗、高密度、低成本、高速度的存储器件材料以适应高速发展的信息时代。因此，铁电存储器就应运而生，而且人们开始对铁电存储器进行广泛的研究。此外，集成铁电体除了在存储器方面的应用外，在其他方面也开始有所涉入，比如在光电子器件方面，红外探测与成像器件方面以及超声与声表面波器件方面等。由此可见，如果将铁电薄膜的多种功能相结合，将会开发出众多新型功能器件，而这也必将促进新技术的发展。因此，在国际上铁电材料已经成为一种热门研究材料，特别是对铁电薄膜的研究。
1.1.4 BiFeO3介绍
BiFeO3属于钙钛矿型的铁电材料，是目前研究发现的唯一一种能够在室温下同时存在铁电相和铁磁相的材料，也就是说BiFeO3在室温下同时具有铁电性和铁磁性。研究发现，BiFeO3晶体在室温下可以同时具有铁电有序和G型反铁电有序。并且具有很高的铁电居里温度，可以达到1103K，而磁性转变温度也很高，可以达到643K。因此，在非挥发性铁电存储器以及高温电子领域中，BiFeO3成为了一种热门研究材料[4]。
图1-2a分别给出了以A位原子为中心的ABO3型钙钛矿伪立方结构和B位原子为中心的ABO3型钙钛矿伪立方结构。其中A位中心的伪立方结构其定义是：A原子位于伪立方的中心处，B原子位于伪立方的八个顶点处，而O原子位于十二条棱的中点处。比如在BiFeO3晶胞中，Bi原子为A原子，位于立方体的体心处，Fe原子为B原子，位于立方体的顶点处，而O原子没有变，位于十二条棱的中点处。同理，B位原子为中心的伪立方结构其定义是：B原子位于伪立方的中心处，A原子位于伪立方的八个顶点处，而O原子位于十二条棱的中点处。同样，对于BiFeO3而言则是指Fe原子为B原子，位于立方体的中心处，Bi原子为A原子，位于立方体的八个顶点处。