不同衬底温度下生长的Bi_(1.5)Zn_(1.0)Nb_(1.5)O_(7.0)薄膜的XPS研究

采用固相反应法合成具有焦绿石立方结构的Bi1.5Zn1.0Nb1.5O7(BZN)陶瓷靶材,采用脉冲激光沉积法在Pt/TiO2/SiO2/Si(100)基片制备立方BZN薄膜,衬底温度在500~700℃范围内变化。X射线衍射测量结果表明:当在500℃沉积BZN薄膜时,薄膜呈现出无定形态结构。随着衬底温度增加到550℃,薄膜开始晶化,并且显示出立方焦绿石结构。X射线光电子能谱也被用来研究BZN薄膜的结构状态和元素价态。测试得到的全谱表明:在BZN薄膜中,除了用于定标的C元素之外,只有Bi、Zn、Nb、O元素的特征峰,此外有Ti2p特征峰出现,可能来自底电极的TiO2缓冲层。各元素的窄谱扫描表明:Bi,Zn,Nb,O四种元素的化学价态分别是+3,+2,+5,-2。BZN薄膜在550℃结晶,随着衬底温度升高到600℃,金属阳离子的结合能的峰位向高能方向移动,然而O1s的特征峰位也向高能方向移动,这归因于薄膜中存在的氧空位。