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1、鈮酸鋰薄膜制備的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展第22卷第4期2006年8月天津理工大學(xué)JOURNALOFTIANJINUNIVERSITY0FTECHNOLOGYVol
2、22No.4Aug.2006文章編號(hào):1673—095X(2006)04—0043—05鈮酸鋰薄膜制備的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展張澎麗,劉技文,趙捷,劉瑩,李延輝,李昌齡(天津理工大學(xué)a.材料科學(xué)與工程學(xué)院;b.材料物理研究所,天津300191)摘要:鈮酸鋰是人工合成的具有優(yōu)良的電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)的鐵電體材料,在光電子學(xué)和集成光學(xué)等領(lǐng)域有許多重要的應(yīng)用.本文介紹了鈮酸鋰的結(jié)構(gòu),性質(zhì)和鈮酸鋰薄膜的制備研究現(xiàn)狀及進(jìn)展,并對(duì)應(yīng)用前景進(jìn)行了展望.關(guān)鍵詞:鈮酸
3、鋰;薄膜制備;現(xiàn)狀與進(jìn)展中圖分類號(hào):0484文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AResearchandprogressonpreparationofLiNbO3thinfilmsZHANGPeng—li,LIUJi—wen,ZHAOjie,LIUYing,LIYan—hui,LIChang—ling(a.SchoolofMaterialScienceandEngineering;b.InstituteofMaterialPhysics,TianjinUniversityofTechnology,Tianjin300191,China)Abstract:Lithiumniobateisanartificalfe
4、rroelectricmaterialwithexcellentelectricandopticalproperties.Itwasusedine—lectric—opticalandintegratedoptics.Thispaperdiscribedcrystalstrueture,properties,fabrication,progressoflithiumnio—batethinfilmaswellasapplicationsoflithiumniobateinthefuture.Keywords:LiNbO3;fabricationofthinfilms;progress鈮酸
5、鋰(LiNbO)是目前已知的居里溫度最高(1210oC)1-2]和自發(fā)極化最大(0.70C/m)的鐵電體材料.由于具有優(yōu)良的壓電J,電光,聲光_5J,熱釋電及非線性光學(xué)..培等特性,被廣泛地應(yīng)用于聲學(xué),光學(xué),光通訊,光集成等領(lǐng)域,被人們稱為"通用型"和"聰明"材料.LiNbO是人工合成的,不能天然形成.Li/Nb原子比為0.94/1稱為同成分LiNbO晶體(Congru—entLithiumNiobate);Li/Nb原子比為1/1稱為理想化學(xué)計(jì)量比LiNbO3晶體(StoichiometricLithiumNio—bate).在光電及非線性光學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域,化學(xué)計(jì)量比的LiNbO材料的性能
6、要明顯優(yōu)于同成分的LiNbO材料¨….由于LiNbO具有很多優(yōu)良的性質(zhì),自20世紀(jì)60年代以來j,LiNbO就被用于全息存儲(chǔ),二次諧波發(fā)生器,聲光轉(zhuǎn)換器,表面聲波發(fā)生器等器件研發(fā),這些器件多數(shù)是基于其體單晶開發(fā)而成的l4,".由于高品質(zhì)LiNbO薄膜的生長具有較大難度,這大大制約了薄膜器件的發(fā)展.在光學(xué)器件中,薄膜器件在很多方面優(yōu)于體材料制成的器件:1)薄膜和襯底之間高的折射率差其本身就構(gòu)成光波導(dǎo)結(jié)構(gòu),具備更大的能量傳輸密度和更小的傳輸損耗系數(shù)¨;2)抗光損傷的能力優(yōu)于體材料¨;3)可較易實(shí)現(xiàn)摻雜¨,71;4)與微電子和光電子的集成成為可能¨l'";5)可充分利用成熟的半導(dǎo)體平面工藝和光
7、刻技術(shù)¨.因此,高質(zhì)量的LiNbO薄膜制備研究一直是人們研究的重要內(nèi)容.1鈮酸鋰薄膜制備研究現(xiàn)狀多年以來,LiNbO薄膜因其所具有的介電,壓電,電光,聲光,熱釋電及非線性光學(xué)等特性,可望在微電子學(xué)和光電子學(xué)方面得到廣泛應(yīng)用.但是如何獲得高品質(zhì)的LiNbO薄膜,讓LiNbO薄膜的制備與集成電路的工藝兼容,是困擾著人們的難題,這在很大程度上限制了LiNbO材料的應(yīng)用與發(fā)展.收稿日期:2006.03—08.基金項(xiàng)目:天津市高等學(xué)?？萍及l(fā)展基金(2004ZD02);天津市功能材料與器件物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助項(xiàng)目第一作者:張澎麗(1979一),女,碩士研究生.?44?天津理工大學(xué)第22卷第4期20世紀(jì)
8、90年代中后期以來,開展了大量有關(guān)LiNbO,薄膜生長的研究.至今已有多種生長技術(shù)用于在異質(zhì)襯底上生長LiNbO,薄膜,大致可以分為基于物理法的沉積技術(shù),如濺射法,脈沖激光沉積法,分子束外延法等;基于化學(xué)法的沉積技術(shù),如化學(xué)氣相沉積法,溶膠一凝膠法,液相外延法等.對(duì)于在異質(zhì)襯底上生長LiNbO薄膜,襯底材料對(duì)LiNbO薄膜的生長質(zhì)量有很大影響,已使用過的襯底有A1203,MgO,LiTaO3,單晶si和SiO2等.1.1襯底材料1.
