Dengan sifat piezoelektrik dan dielektrik yang sangat baik dan suhu Curie yang tinggi berbanding dengan filem piezoelektrik lain, filem plumbum zirkonat titanat (PZT) telah digunakan dalam banyak bidang, daripada sistem mikro-elektromekanikal (MEMS) kepada penderia ultrasonik kepada pengumpul tenaga, di mana ia memainkan peranan utama [1]. Dalam proses penyediaan bahan, bagaimana untuk meningkatkan keseragaman dan kestabilan prestasi bahan telah menjadi usaha berterusan terhadap masalah ini.
Youcao Ma et al. [2] berjaya menyepadukan filem PZT tebal mikron pada wafer silikon 3-inci melalui gabungan percikan magnetron suhu sederhana dan rawatan haba pantas (RTP). Khususnya, keseragaman filem PZT pada keseluruhan wafer selepas RTP dibincangkan, termasuk perbezaan orientasi kristal, morfologi permukaan dan komposisi unsur pada kedudukan yang berbeza.
Rajah 1 menggambarkan bahawa filem PZT mempunyai orientasi kekisi (001) yang serupa, morfologi permukaan, dan pengedaran unsur di lokasi yang berbeza, menunjukkan bahawa rawatan RTP membantu mencapai keseragaman filem PZT. Ia boleh didapati bahawa sebelum rawatan RTP, hanya fasa Py dalam filem PZT, dan selepas rawatan RTP, terutamanya (001) berorientasikan fasa Pe muncul dalam filem PZT. Di samping itu, permukaan filem PZT yang dirawat oleh RTP menunjukkan butiran kolumnar yang tersusun rapat tanpa retak atau lubang yang jelas.
Sifat dielektrik dan ferroelektrik filem PZT pada kedudukan berbeza pada wafer selepas rawatan RTP ditunjukkan, termasuk pemalar dielektrik relatif, gelung histeresis feroelektrik dan kehilangan dielektrik. Antaranya, morfologi permukaan adalah sangat licin dan tidak terdapat kecacatan yang jelas, yang menunjukkan bahawa filem PZT mempunyai kualiti permukaan yang baik. Pemalar dielektrik relatif dan kehilangan dielektrik berubah dengan perubahan medan elektrik, menunjukkan cincin rama-rama feroelektrik yang tipikal, yang membuktikan bahawa filem PZT mempunyai sifat ferroelektrik yang baik. Keluk medan polarisasi-elektrik juga menunjukkan ciri ferroelektrik tipikal, menunjukkan bahawa filem PZT mempunyai sifat ferroelektrik yang baik.
Oleh itu, rawatan RTP membantu memperbaiki struktur mikro dan sifat filem PZT, supaya mereka mempunyai orientasi kekisi (001) yang serupa, morfologi permukaan dan pengedaran unsur di lokasi yang berbeza, yang kondusif untuk meningkatkan keseragaman dan prestasi filem.