Badanie właściwości piezoelektrycznych cienkich warstw zn-bi-o cd.

4. WYNIKI

Wszystkie otrzymane warstwy charakteryzują się dużym stopniem amorficzności. Rys.1. przedstawia zmianę współczynnika piezoelektrycznego d33 cienkich warstw Zn-Bi-O w funkcji przyłożonej do próbki siły. Każda z próbek była nanoszona w czasie jednego procesu napylania, więc wszystkie parametry rozpylania były identyczne dla tych próbek. Moc wydzielona na targecie wynosiła P1 = 400 W, ciśnienie tlenu w komorze zmieniało się w przedziale pO2 = 1,2–1,5 10-2 Tr oraz czas rozpylania targetu t = 2h. Wykonane warstwy odróżniało podłoże, na jakie zostały one naniesione, czyli miedź, nikiel oraz szkło. Wartości współczynnika d33 zmieniają się w granicach 1–16 pC/N. Różnice te mogą być wynikiem niestechiometrycznego rozpylania materiału targetu spowodowanego zbyt dużą gęstością mocy wydzielanej na targecie w czasie nanoszenia warstw. Wpływ na wartości współczynnika d33 mogą mieć również właściwości podłoża, na które została naniesiona warstwa warystorowa.



Na rys. 2. przedstawiono zależność współczynnika d33 w funkcji przyłożonej siły próbek naniesionych na różne podłoża przy mocy wydzielanej na targecie P2 = 180 W, ciśnieniu pO2=1,2–1,5*10^-2 Tr oraz czasie rozpylania t = 2h. Wartości współczynników piezoelektrycznych dla tych warstw wahają się w granicach d33 = 2,1–3,3 pC/N. Próbki miały porównywalne ze sobą wartości współczynników. Prawdopodobnie rozpylony materiał osadził się w miarę jednakowo na całej powierzchni. Jest to wynikiem zastosowania mniejszej mocy. W obu przypadkach można zaobserwować, że wraz ze wzrostem działającej siły na próbkę wartość współczynnika d33 maleje. Stosowanie małej mocy przy nanoszeniu warstw powoduje, iż właściwości podłoża nie mają wpływu na współczynnik d33, jednakże osiągane wartości tego współczynnika są stosunkowo niskie. Wartości współczynnika d33 zwiększają się wraz ze zwiększaniem mocy wydzielonej na targecie. Stosowanie dużej mocy powoduje reagowanie jonów rozpylanego pierwiastka z materiałem podłoża lub występowanie dyfuzji jonów w głąb podłoża. Wpływ na wartość współczynnika piezoelektrycznego ma w tym przypadku aktywność chemiczna stosowanego na podłoże materiału. Najbardziej aktywnym chemicznie z zastosowanych na podłoża materiałów jest nikiel.