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。