硅基沉积纳米尺度复合钙钛矿微波介电薄膜的尺寸效应研究

国内外对复合钙钛矿微波介电薄膜的研究尚存在很多实验和理论问题亟待解决。从器件集成化的角度考虑，我们提出采用溶胶-电泳沉积法在单晶硅(100)基片上生长高纯优质符合化学计量比的(Ba0.3Sr0.7)(Zn1/3Nb2/3)O3(BSZN)纳米尺度薄膜的研究设想，将具有优异介电性能的BSZN以纳米尺度薄膜的形式与半导体硅基片相集成，以期获得性能优、成本低的新型微波集成器件。本项目考虑非理想表面层的影响并结合晶格振动谱来研究薄膜的尺寸效应，分析膜厚和晶粒尺寸对缺陷能级和极化的影响，研究晶格振动模式随薄膜尺寸的变化及其对晶格畸变和电子结构的影响，找到介电尺寸效应发生的临界厚度；最后利用第一性原理来处理薄膜的尺寸效应，得到结构、性能对膜厚及晶粒尺寸的响应机制。本项目将为研究介电薄膜/硅集成结构的新效应、新现象、设计新型的微波集成器件奠定必要的理论和技术基础。