增强Nd掺杂BIT薄膜的微机电性能和调谐光学性能

Bi4Ti3O12(BIT)和Bi3.25Nd0.75Ti3O12(BNT)薄膜使用脉冲激光沉积技术沉积在Pt / Ti / SiO2 / Si(100)衬底上。 通过原子力显微镜(AFM)和压电力显微镜(PFM)研究了表面形貌,铁电畴结构和极化转换。 PFM的相位和幅值图像表明BIT和BNT薄膜具有清晰的畴结构。 表面形态和畴结构的比较表明,晶界限制了畴的形状并影响了畴结构。 微机电性能由薄膜的有效压电系数d33,f表征。 结果表明,BNT薄膜的最大有效d33,f值(100 pm / V)大于BIT薄膜的最大有效d33,f值(30 pm / V)。 这可以归因于具有优选的a轴生长方向的BNT薄膜,从而导致d33,f的有效增强。 此外,所有薄膜均显示出良好的光学透射率。在500–800 nm的范围内,由于Nd掺杂,带隙从3.43 eV增加到3.52 eV。