目前比较热门的铁电薄膜材料主要有PZT(PbZrxTi1-xO3)、BTO(BaTiO3)、BLT(BiLaxTi1-xO3)和BFO(BiFeO3)等，本文中所研究的就是PZT材料，所采用的成分为PbZr0.52Ti0.48O3，可以通过精确配比粉末，烧制而成靶材，用于溅射生长薄膜。虽然PZT材料中含铅，对环境和人体有一定的威胁性，但是相比其他材料而言，其具有较高的居里温度TC（耐热性能较好）、较快的开关转换速率（可达皮秒量级）以及成熟的制备工艺，因此目前仍是十分具有竞争力的铁电薄膜材料之一[19-21]。如图1.4是铁电薄膜的主要应用。

图1.4铁电薄膜各种效应的相关应用

1.2.3铁电存储器

铁电存储器是一种非易失性存储器，它的核心单元件包括铁电薄膜电容器和CMOS晶体管。铁电薄膜由于在非易失性铁电随机存取存储器（FeRAM）中的潜在应用而引起了极大的关注[22-23]。铁电薄膜电容器通过薄膜的两种剩余极化状态对应二进制中的“0”和“1”信号来储存信息。由于铁电薄膜的自发极化保证电容器可以在没有外部能量供应的情况下，保持极化状态不变，即存储信息不丢失。例如：在断电熄屏后，传统的电脑或手机会丢失临时数据，而使用了非易失性存储器制作的电脑或手机重新接通电源后仍然保持断电之前的界面和临时数据，这为生活提供了极大的方便。此外，功耗低、辐射硬度高、整体坚固性好、读取速度快等优点使其具有成为下一代存储器的巨大潜力[24-25]。如图1.5，这是富士通于2015年生产的铁电随机存取储存器(FeRAM,FerroelectricRandomAccessMemory)，其长度尺寸有5mm，可以在一些集成电路上应用。未来这种器件将会做的越来越小，以便更好的替代超大规模集成电路中的传统电容器，推动非易失性存储器的发展。

图1.5富士通制造的FeRAM

非易失性存储是目前存储技术发展的热点，除了铁电存储器，还有闪存（FLASH）、磁阻存储器（MRAM,MagneticRandomAccessMemory）、相变存储器（PCRAM,PhaseChangeRandomAccessMemory）等。铁电随机存储器（FeRAM）既具有ROM的非易失性又具有RAM的高速度，与现有的各种非易失性存储器相比有十分明显的优势[26-27]，本次工作中的云母/SRO/PZT/Pt电容器结构即是FeRAM中的重要元件，通过给电容器中铁电薄膜写入极化方向，达到存储信息的功能。此外，我们还努力寻求更加经济适用的制备参数和方法，以求获得更低的成本，为大规模商业化提供可行的方案。

1.3研究内容

本次工作中，主要分为电容器结构的制备和弯曲性能的测试两部分。

在制备过程中，我们采用了脉冲激光沉积技术(PLD,PulsedLaserDeposition)，在10μm厚的云母上依次生长了SRO、PZT薄膜，再采用磁控溅射技术和掩膜板在PZT铁电薄膜上生长了岛状Pt阵列，以制备柔性云母/SRO/PZT/Pt电容器结构。其中云母作为柔性衬底，SRO作为底电极，PZT为铁电薄膜，Pt作为顶电极。通过优化生长条件和激光能量，生长出晶向一致、形貌优异、性能优良的多晶PZT铁电薄膜。

为使柔性可穿戴设备满足正常的弯曲情况，我们进行了柔性测试。在薄膜生长之后分别以不同的弯曲半径，10000次重复性弯曲作为弯曲测试。值得注意的是，在柔性云母/SRO/PZT/Pt电容器以1.4mm和2.2mm为半径重复弯曲10000次后，铁电回线的变化也十分小，铁电极化和压电响应性能未发生明显减弱。