Abstract
$(Pb,La)TiO_3$(PLT) thin films were prepared on Pt/SiO$_2$/Si substrates by the sol-gel method and investigated the crystalline and electrical properties according to La concentration and post-annealing temperatures. The PLT films annealed at above $600^{\circ}C$ were exhibited the typical perovskite structures regardless of La contents. When the $(Pb,La)TiO_3$(PT) films were doped with La concentration up to 10mol%(PLT-10), the degree of z-axis orientation was greatly decreased from 63% to 26%. From AES depth profiles for the PLT-10 samples, no remarkable inter-reaction between PLT film and lower Pt electrode was found. The remanent polarization$(2Pr,Pr_+-Pr_-)$ were increased from $4\muC\textrm{cm}^2 to 16\muC\textrm{cm}^2$ as the annealing temperature increased from $600^{\circ}C to 700^{\circ}C$. This result may be ascribed to the improvement of crystallinity by the high temperature post-annealing. The dielectric constant$({\varepsilon}r)$ and tangent loss(tan$\delta$) of the PLT-10 films annealed at $650^{\circ}C$ were about 193 and 0.02, respectively with the pyroelectric coefficient($\gamma$) of around $4.0nC/\textrm{cm}^2{\cdot}^{\circ}C at 30^{\circ}C$.
Pt/SiOz!Si의 기판위에 $(Pb,La)TiO_3$(PLT) 박막을 졸-겔 방법으로 제작하여 La 첨가량 및 후속열처리 온도에 따른 결정학적, 전기적 특성율 조사하였다. $600^{\circ}C$ 이상의 온도에서 열처리된 PLT 박막 시료의 경우 La 도핑량에 관계없이 전형적인 perovskite 결정구조를 보여 주었다. La이 전혀 첨가되지 않은 $(Pb,La)TiO_3$(PT) 시료에 10 mole% La을 첨가할 경우 (PLT-I0 시료) c축 배향도는 약 63%에서 26%로 크게 감소하였다. PLT-1O 박막시료의 깊이에 따른 AES 분석결과 박막내의 각 성분원소 들이 비교척 균일하게 분포되어 았고 하부전극(Pt)과 PLT 박막층 사이에는 상호반응없이 비교적 안정된 막을 형성하고 있음을 알 수 있었다. $600^{\circ}C$에서 열처리된 PLT-1O 박막의 유전상수$({\varepsilon}r)$ 와 유전정접 (tan$\delta$) 은 약 193과 0.02의 값을 나타내였다. 후속열처리 온도를 $600^{\circ}C 에서 700^{\circ}C$로 증가함에 따라 잔류분극$(2Pr,Pr_+-Pr_-)$은 약 $4\muC\textrm{cm}^2 에서 약 16\muC\textrm{cm}^2$로 크게 증가하였으며 잔류 분극값의 증가는 후속열처리에 의해 결정성이 개선되었기 때문이라 판단된다. $30^{\circ}C$ 온도부근에셔 초전계수($\gamma$)는 약 $4.0nC/\textrm{cm}^2{\cdot}^{\circ}C$의 값을 냐타내었다.
