通过微加工制备具有形态相边界组分的Pb(Zr,Ti)O₃岛状结构对薄膜厚度方向晶体结构非均匀性的应力影响

1：实验设计与方法选择：

本研究系统探究了具有不同横向尺寸和应变梯度的PZT岛的微观结构。采用脉冲金属有机化学气相沉积法（脉冲MOCVD）生长外延PZT厚膜，并通过聚焦离子束（FIB）制备岛状结构。利用显微拉曼光谱分析薄膜厚度方向的晶体结构，并通过有限元法计算进行应力分析。

2：样品选择与数据来源：

在(100)c SrRuO3//(100)SrTiO3衬底上生长了Zr/(Zr+Ti)摩尔比为0.56的3μm厚外延PZT薄膜。制备了横向尺寸为2×2、1×1和0.5×0.5μm²的PZT岛。数据通过SEM-EDS、XRD、HRXRD-RSM和显微拉曼光谱的截面测量采集。

3：56的3μm厚外延PZT薄膜。制备了横向尺寸为2×1×1和5×5μm²的PZT岛。数据通过SEM-EDS、XRD、HRXRD-RSM和显微拉曼光谱的截面测量采集。 实验设备与材料清单：

3. 实验设备与材料清单：设备包括脉冲MOCVD系统、FIB（日立FB-2000AB）、XRF（帕纳科PW2404）、SEM-EDS（日立SU6600）、XRD（帕纳科X’Pert MRD）、显微拉曼光谱仪（雷尼绍inVia）、Ar+Kr混合气体激光器（514.5nm）、物镜（250×，NA=0.9）、圆偏振片和电动载物台。材料包括Pb(C11H19O2)2、Zr(O-t-C4H9)4、Ti(O-i-C3H7)4、氧气、SrRuO3和SrTiO3衬底。

4：4）、SEM-EDS（日立SU6600）、XRD（帕纳科X’Pert MRD）、显微拉曼光谱仪（雷尼绍inVia）、Ar+Kr混合气体激光器（5nm）、物镜（250×，NA=9）、圆偏振片和电动载物台。材料包括Pb(C11H19O2)Zr(O-t-C4H9)Ti(O-i-C3H7)氧气、SrRuO3和SrTiO3衬底。 实验流程与操作步骤：

4. 实验流程与操作步骤：PZT薄膜在600°C下沉积。通过FIB制备岛状结构并退火处理（600°C/1h）。采用XRF和SEM-EDS测量成分，XRD和HRXRD-RSM表征晶体结构。显微拉曼光谱以0.1μm步长采集截面数据，使用圆偏振光避免取向效应。

5：1μm步长采集截面数据，使用圆偏振光避免取向效应。 数据分析方法：

5. 数据分析方法：通过XRD图谱和HRXRD-RSM进行物相鉴定。拉曼光谱采用高斯峰拟合四方相，并配合菱方相函数处理。计算积分强度比。基于热系数差异和各向同性材料假设，采用有限元法建立应力变化模型。