लेड ज़िरकोनेट टाइटनेट थिन फिल्मों के डाइइलेक्ट्रिक फलन और इलेक्ट्रॉनिक बैंड संरचना

हम sol-gel विधि का उपयोग करके प्लैटिनाइज़्ड सिलिकॉन सबस्ट्रेट्स पर और radio-frequency sputtering विधि का उपयोग करके (0001) सैफायर पर विकसित की गई Pb(ZrxTi1−x)O3 (x=0.2,0.56,0.82) (PZT), Pb0.98Nb0.04(Zr0.2Ti0.8)0.96O3, Pb0.91La0.09(Zr0.65Ti0.35)0.98O3, और Pb0.85La0.15Ti0.96O3 फिल्मों के दृश्यमान-गहरे पराबैंगनी स्पेक्ट्रल रेंज में स्यूडो-डाइइलेक्ट्रिक फलनों को मापते हैं। एक पैरामेट्रिक ऑप्टिकल कॉन्स्टेंट मॉडल का उपयोग करके, हम पेरोव्स्काइट ऑक्साइड थिन फिल्मों के डाइइलेक्ट्रिक फलनों (ϵ) का अनुमान लगाते हैं। फिटेड लेयर डाइइलेक्ट्रिक फलनों का दूसरा अवकलज (सेकंड डेरिवेटिव) लेकर और मानक क्रिटिकल-पॉइंट मॉडल का उपयोग करके, हम क्रिटिकल पॉइंट्स के पैरामीटर्स निर्धारित करते हैं। सेकंड डेरिवेटिव स्पेक्ट्रा में, 4eV के निकट सबसे कम बैंड-गैप ऊर्जा पीक को पेरोव्स्काइट चरण के कारण एनील्ड PZTs के लिए डबल पीक के रूप में फिट किया जाता है। As-grown PZTs में मुख्य रूप से पाइरोक्लोर चरण होता है और सबसे कम बैंड-गैप पीक को सिंगल पीक के रूप में फिट किया जाता है। हम डोपेंट्स La और Nb के प्रभाव की भी जांच करते हैं, जो क्रमशः Pb और Zr (Ti) साइटों पर प्रतिस्थापित होते हैं। हमने ऊर्जा के बढ़ते क्रम में तीन बैंड गैप Ea(∼3.9eV), Eb(∼4.5eV), और Ec(∼6.5eV) पाए। Ea और Eb बैंड-गैप ऊर्जाएं Zr संरचना के प्रति संवेदनशील नहीं थीं। हम local-density approximation पर आधारित बैंड-संरचना गणनाओं की तुलना में PZTs के लिए क्रिटिकल-पॉइंट पैरामीटर्स के परिवर्तन पर चर्चा करते हैं। Zr संरचना से स्वतंत्र न्यूनतम बैंड-गैप ऊर्जा की निकट स्थिरता बैंड-संरचना गणनाओं के अनुरूप है।