Sa odličnim piezoelektričnim i dielektričnim svojstvima i visokom Curie temperaturom u poređenju sa drugim piezoelektričnim filmovima, filmovi olovo cirkonat titanata (PZT) koriste se u mnogim poljima, od mikro-elektromehaničkih sistema (MEMS) preko ultrazvučnih senzora do kolektora energije, gde igra ulogu ključnu ulogu [1]. U procesu pripreme materijala, kako poboljšati ujednačenost i stabilnost performansi materijala, stalno se traga za problemom.
Youcao Ma et al. [2] je uspješno integrirao PZT film debljine mikrona na 3-inčnu silikonsku pločicu kombinacijom srednjetemperaturnog magnetronskog raspršivanja i brze toplinske obrade (RTP). Posebno se raspravlja o uniformnosti PZT filma na cijeloj pločici nakon RTP-a, uključujući razliku u orijentaciji kristala, morfologiji površine i sastavu elemenata na različitim pozicijama.
Slika 1 ilustruje da PZT filmovi imaju sličnu (001) orijentaciju rešetke, morfologiju površine i distribuciju elemenata na različitim lokacijama, što ukazuje da RTP tretman pomaže u postizanju uniformnosti PZT filmova. Može se utvrditi da se prije RTP tretmana u PZT filmu pojavljuje samo Py faza u PZT filmu, a nakon RTP tretmana uglavnom (001) orijentirana Pe faza u PZT filmu. Osim toga, površina PZT filmova tretiranih RTP-om pokazala je blisko raspoređena stupasta zrna bez očiglednih pukotina ili rupa.
Prikazana su dielektrična i feroelektrična svojstva PZT filmova na različitim pozicijama na pločici nakon RTP tretmana, uključujući relativnu dielektričnu konstantu, petlju feroelektrične histereze i dielektrične gubitke. Među njima, morfologija površine je vrlo glatka i nema očiglednih nedostataka, što ukazuje da PZT film ima dobar kvalitet površine. Relativna dielektrična konstanta i dielektrični gubici mijenjaju se s promjenom električnog polja, pokazujući tipičan feroelektrični leptir prsten, što dokazuje da PZT filmovi imaju dobra feroelektrična svojstva. Krive polarizacijskog električnog polja također pokazuju tipične feroelektrične karakteristike, što ukazuje da PZT filmovi imaju dobra feroelektrična svojstva.
Stoga RTP tretman pomaže poboljšanju mikrostrukture i svojstava PZT filmova, tako da imaju sličnu (001) orijentaciju rešetke, morfologiju površine i distribuciju elemenata na različitim lokacijama, što pogoduje poboljšanju uniformnosti i performansi filmova.