铁电存储器及相关的物理问题

铁电存储及相关的

物理问题

朱劲松

南京大学固体微结构物理实验室jszhu@铁电体的基本特性。存在自发极化P，且自发极化有两个或多个可能的取向，其取向可以随电场而改变。。有一电滯回线。TC

居里温度。热释电，压电，电光，声光，非线性光学，铁电,介电性能铁电体的应用铁电存储器工作原理当外加电场退到零时，在铁电体上仍然保留剩余极化电荷Ｐr利用两个稳定的极化状态：正，负Ｐr为BoleanAlgebra中的编码１或０达到存储信息的目的

铁电存储器的发展1921年发现铁电性。稳定极化+Pr-Pr

可为1，0编码1950，60年代，使用铁电体材料，矫顽场高电压大于100V1970年代，薄膜制备技术发展，使用电压降低*IBMBatra&SilvermanSolidStateComm.11,291,1972，d<400nm退极化场将使极化不稳停止了IBM所有铁电薄膜的工作*Tilley&ZeksSolidStateComm.49,823,1984分析了Pr随Z的关系，重新研究开始To低于体材料，存在一最小的d值铁电存储器的发展非挥发铁电随机存取存储器（NVFeRAM）和铁电动态随机存取存储器（DRAM）是近十年来发展最快的存储器之一。铁电薄膜存储器具有体积小、重量轻，耐辐射，使用电压低，易与硅集成等优点，是当前与半导体、磁存储器并列的重要的存储器之一。近五年来已逐渐走向商业化。低密度的存储器已大量在IC卡、Smart卡中使用

1980年代NvFeRAM发展动力来自美国军方.美军用飞机使用的非挥发存储器

[原图来自NorthAmericaDefenceCenter(NDAC)1988]军用飞机中使用的存储器抗辐射，卫星，航天飞机(Science246,1440,1989)96KEEPROM嵌入式雷达预警接收器96KEEPROM电子计数测量接收器8MEEPROM可移动座仓计录器36MSRAM或EEPROM主体计算机（SRAM）16KEEPROM导弹存储器200MBubble存储器飞行事故记录器

铁电存储器应用1999年美国军用支持减少。FeRAM

应用转移到商用。1999年：4-64KbitSmartcard代替EEPROM2000-2001年Mbit

代替SRAM，DRAM，Flash存储器铁电存储器（NvFRAM)嵌入硅微控制器（asinglechip)嵌入器件可用于家用电器（洗衣机，洗碗机，干燥器，烘烤炉）存储密度中等。大的市场：4Mbit

数码相机，256Mbit音頻存储器Sony游戏站PS2(2003)1988-1998数字存储器(cost/bit-access

time)1999存储器cost/bit—accesstime铁电存储器的发展动力微电子领域本世纪最现实、最迫切的发展方向是由集成电路（IC）向集成系统（IS）方向的转变。芯片系统（SOC：systemonchip）是当前微电子科技与IC产业发展的关键问题。用于SOC的新一代嵌入式铁电存储器是近几年国际上发展的热点。Sony公司最近已将4kbit的铁电存储器作为嵌入式存储器在不久前推出的PS2游戏机中广泛加以应用。而松下电器（MEI）半导体公司已将铁电随机存取存储器（FeRAM）定位为支持芯片系统(SOC)业务的关键技术。铁电存储器(1)

非挥发性铁电随机存储器（NvFeRAM)

(Non-volatileFerroelectricRandomAccessMemory)即使在电源中断的情况，存储的信息也不会丢失铁电体不仅作为电容而且是存储器的一部分低电压运作（1.0-5.0V),低功耗小尺寸，仅为EEPROM单元的20%抗辐射。（军用，卫星通讯）高速：200ns读取时间易与其它Si器件集成FeRAMEEPRM(FloatingGate)EEPRM(FLASH)MagneticRAMSSize1Mbit1Mbit1Mbit16KbitEndurance>1012105104(write)NolimitSpeed(Access)200ns150ns120ns200ms-2μsWriteTime100ns10ms/bytehigh100nsVoltage(V)noneDatatrans-speed5Mb/s1Kb/s100Kb/snone不同存储器性能比较不同存储器的性能比较FeRAMSRAMDRAMEEPROMFLASHReadcycle1012-1015>1015>1015>1015>1015Writecycle1012-1015>1015>1015104-106105-106Writevoltage0.9-3.30.9-3.30.9-3.312-1810-18Writetime~ns~ns~ns1-10ms1μs-1msAccesstime40-70ns6-70ns40-70ns40-70ns40-70nsCellsize13F2100F28F240F26-12F2Dataretention>10yearsnonenone>10years>10yearsReadcycleenergy5-20nj5-10nj10-20njnone5-10njWritecycleenergy5-20nj5-10nj10-20njμj-mjμj-mjStand-bycurrent10-30μA<10μA<400μAnone<10μA非接触IC卡Chip性能比较MemoriesCommunicateddistanceSpeedEndurancePowerConsumptionEEPROM-10cmReadfasterWriteslow104-106LargeSRAMLargeFasterCelllifetimeCellQualityDependentFeRAM50-100cmfaster>1012Lower铁电存储器(FeRAM)的电路结构（1）1T-1C式结构1个晶体管（场效应管）和1个电容（铁电体为介质）组成一存储器单元当电容中有不同电荷时，场效应管输出不同信息铁电存储器(FeRAM)的电路结构（2）2T-2C结构由两个场效应管两个电容构成一存储器记忆单元通过比较两边的输出而得出存储的信息2T/2C与1T/1C比较

FeRAM器件结构

FeRAM器件结构SonyPS2Playstation

铁电薄膜作为一大介电常数的电容介质利用铁电体大的介电常数(ε=100-2000)，代替原来用的SiO2(ε=3.9），可以减小存储单元面积。SiO2~4,Ta2O5~25,Ferroelectrics~100-1000铁电体大的介电常数可缓解为增大面积而进行的Trenching,stacking铁电存储器(2)铁电动态随机存取存储（DRAM）DynamicRandomAccessmemory动态随机存储器（DRAM）电路结构由一个MOS（Metal-Oxide-Semiconductor)场效应管（FieldEffectTransistor）与一个电容器构成该电容是由一高介电常数介质-不是铁电体SiO2介质ε=3.9Ta2O5

ε=25,BST，400DRAM技术与制备步骤

铁电纳米管

铁电纳米管铁电存储器（3）1T（MFSFET）MFS(MetalFerroelectric–Semiconductor)FET在MOS中用铁电薄膜（F）代替二氧化硅栅氧化物薄膜（O）构成MFSFET场效应管由于极化滞后，漏电流展现两种状态：开，关读写过程不需要大电场，在读后也不需重写。设计简单。与存储记忆有关的物理问题

—集成铁电物理学Fatigue(疲劳）,Retention（保持）,Imprint（印记）,DomainStructure（电畴结构）,SwitchingProcess（开关过程）,StressEffect（应力效应）,SizeEffect（尺寸效应）,IrradiationEffect（辐照效应）,FormingGas（形成气氛）,HighDielectricMaterials（高介电材料）,ElectrodeEffect（电极效应）

(Heterojunction),LeakageCurrent（漏电流）,Breakdown（击穿）未介决的问题O.Auciello,J.F.Scott,R.Ramesh

“PhysicsToday”July1998Whatistheultimatepolarizationswitchingspeedandwhatparameterlimitsspeed.InRAM,theultimateperformancespeedislimitednotbytheaccesstimebutbytheinterconnecttime(about200ps)takenbythecurrentfromonetransistortochargethegateofthenext.WhatisthethinnestferroelectriclayerthatcanstillyieldstablepolarizationHowdoswitchingparameterssuchascoercivefielddependonfrequencyWhataretheeffectsoffinitesizeandhowsmallcanaferroelectriccapacitorbeandstillexhibitferroelectricbehavior1.铁电疲劳（Fatigue)剩余极化Pr随极化开关循环数N而逐渐减少为疲劳Pr--N铁电疲劳与存储器使用寿命直接有关，一般存储器要求在109—1012次开关后，Pr下降

<10%产生极化疲劳的原因Appl.Phys.Lett.73,788(1998);J.Appl.Phys.85,1746(1999);ThinSolidFilm376,185(2000)铁电疲劳的可能起因TagantsevetalJ.A.P90,1387,(2001)畴壁钉扎机制反相畴仔晶成核抑制电子空穴从电极注入，产生passive表面层氧空位重新分布，造成电极界面电荷集聚，显示”localimprint”电极面积减少引起可开关极化的减少在大电压下疲劳的恢复2.铁电保持（Retention)保持是铁电电容单元保持存储在其中电荷q（1或0）的能力.

在写信息后，极化电荷与时间的关系Pr—t通常在105秒后，Pr损失小于5%保持损失在第一秒中达15-20%，保持性能与外加电场及其频率有关保持与电畴的弱钉扎有关Appl.Phys.Lett.73,3674(1998)

SrBi2Ta2O9中的保持（Pr—t）3.印记(Imprint)电滞回线的对称性改变，某一极化状态剩余极化增加而在另一状态减少，产生印记。产生印记的原因顶电极、底电极材料不同。顶电极和底电极不同热处理经历使上下两薄膜电极界面不同。制备过程中，反应离子束刻蚀，薄膜受伤。极化过的薄膜在居里点以下加热，施加直流电场或单向脉冲。在直流偏置场下用紫外光照射，都会形成印记。离子运动导致缺陷对排列

4.极化开关（Switching)在外场作用下，铁电体从一个状态转变为另一个状态的极化反转过程为开关。这是铁电体作为存储器的基础。转变的快慢将对存储器的读写速度有很大影响。极化开关研究也是研究电畴的成核，成长极化翻转（新电畴成核，生长）极化开关：极化方向相反的铁电畴成核、成长、合并过程新畴首先在铁电/电极界面成核，再向前生长（速度103m/s)t=d/v=10-6m/103m/s=1ns再向側面生长并合并长大直至全部反转（t=E-3/2=20nsto1μ)极化开关研究的意义极化反转快慢是由畴界运动速度（畴界动性）决定，与材料的结构、应力、缺陷有关。开关研究的意义：1。研究电畴的成核、成长、合并及与材料结构、缺陷有关，开关动力学。2．存储器读写速度。APL76,369(2001)APL80,2961(2002)5.应力效应(StressEffect)薄膜的应力是薄膜中重要参数之一，它不仅影响薄膜的性能，而且影响电子器件的可靠性。应力可改变影响膜的力学、电学、光学、相变性质；造成膜开裂和从衬底上撕裂，甚至传到衬底永久失效；膜应力限制了膜的厚度。应力也将改变畴结构；居里点和开关性质。薄膜中应力的引入制膜过程温度变化引入的热应力th=[Ef/(1-f)](f-s)(Td-T)热膨胀系数，Ef杨氏模量，泊松比，Td沉积温度内应力当原子排列很紧密（比平衡态时）产生压缩应力当原子排列较平衡态为松时产生张应力与膜沉积过程有关：与衬底和膜之间不匹配，温度、压力、浓度、杂质外应力居里点相变过程引入，绝大多数膜密度增加，e=[Ef/(1-f)](V/3V)V/V膜中体积变化

Appl.Phys.Lett.76,3103,(2000);APL80,2961(2002);APL86,092904(2005)6.尺寸效应（SizeEffect）薄膜厚度，晶粒大小对薄膜性能的影响意义：提高存储密度，减少电容的尺寸，降低使用电压，需用减少薄膜厚度。厚度减小：薄膜Pr减小，Ec增加晶粒减小：能隙增大，光学性能变化尺寸效应的机制1．界面层效应：铁电薄膜与电极之间有一层低介电常数的界面层，d/=d/I+d/F2．晶粒尺寸影响：畴结构的变化（由多畴变为单畴）在大晶粒膜到小晶粒膜时Phys.Rev.B54,R14337,(1996);Phys.Rev.B55,3485,(1997)3．界面层应力：外延生长薄膜有1000MP的应力存在J.A.P.81,1392,(1997);J.A.P.83,1610（1998）7.辐照效应(IrradiationEffect)空间使用；缺陷在铁电记忆可靠性中的作用，研究辐照效应是有意义的Scott:射线、X射线辐射KNO3,PZT表明辐射对PZT器件正常工作没有影响。WuDi:C60，射线原对SBT辐照光子能量，发现辐照后产生印记。辐照量大于3.0Mrad/cm2后，和辐照前的极化状态相反的状态的保持能力大大下降，造成误读（小于PZT107rad/cm2）SBT中的陷阱较浅，疲劳和印记都可以通过饱和双向脉冲将聚集的电荷驱散得到恢复Ferroelectrics251,37(2001)8.形成气氛处理（FormingGas）4%-H2/N2,200C-450C,0.5h处理后，性能下降；主要机制是：沿八面体极化轴方向，在氢离子与氧离子之间[OH]-1的形成是铁电性损耗机制这个氢氧基键阻止了Ti或Zr离子的开关在FormingGas退火也导致大量的氧和铅损耗，也使铁电性减小如果氢不扩散到铁电表面，即可阻止[OH]-1的形成，用LSCO作为扩散势垒LSCO/PNZT/LSCO9.高介电材料(HighKMaterials)DRAMSiO2

ε=3.9;Gd2O314,Y2O318,Ta2O525,HfO2Al2O3,TiO2(BaSr)TiO3(BST)300-40010.电极效应异质结构铁电薄膜与电极是不同材料，在它们的界面处构成异质结构，带来诸多与薄膜性能有关的问题11.电畴结构晶体分成若干个小区域,每个小区域内部电偶极子沿同一方向,但各小区域中电偶极子方向不同,这些小区域称为”电畴”或”畴”(Domain).畴的间界叫畴壁(Domainwall)。畴的出现使晶体的静电能及应变能降低,但畴壁的存在引入了畴壁能.电畴的结构或组态，电畴的动性对材料的铁电性能有极大的影响．电畴结构顺电相中，有若干个方向与自发极化出现的对称性等效。因为这些方向在晶体学上和物理性质方面都是等同的。理想情况下，多畴晶体的对称性等于顺电相的对称性。任何铁电晶体中，畴间夹角等于顺电相对称等效方向间的夹角。总的电畴结构决定于顺电相的对称性以及自发极化的方向通过群论分析可得SrBi2Ta2O9

中五种不同的畴组态的示意图其中，（a）反相畴；（b）180o畴；（c）90o畴；（d）180o反相畴；（e）90o反相畴。

J.ofPhys.Cond.Matt.12，3745（2000）DomainStructureinSrBi2Ta2O9Darkfieldimagewithsuperspot:“d”isanti-phaseboundaries(redlines);Theboundarybetweenwhiteanddarkis90ºdomain(blackline);“f”is180ºdomainboundary(bluelines);“e”isanti-phase+90ºdomain;BetweenBandC,anti-phaseboundary+180ºdomain.Appl.Phys.Lett.,Vol76(1),103(2000).

BTO、BLT、BNT、和BTO-Nb畴结构(a)BTO的（020）暗场像

(b)BLT的(031)超斑点暗场像

(c)BNT的(031)超斑点暗场像

(d)BTO-Nb0.03的(111)暗场像

11.存储器应用中对材料性能要求一。非挥发铁电存储器（NV-FRAM）1。大的剩余极化

(Pr>10μC/cm2)，提供足够电荷到读出放大器2。低的矫顽场EC<100kV/cm3。好的抗疲劳特性。>1010开关循环4。好的保持特性。>105

秒5。低的漏电流。

<10-8A/cm26。无印记现象存储器应用中对材料性能要求二。动态随机存取存储器（DRAM）1。高介电常数（在25nm时至为25）2。低漏电电流IL<100nA/cm2--1A/cm23。击穿电压>100MV/M4。在衬底上低的扩散率5。制备中低的污染FeRAM应用中现有材料的不足PbZrxTi1-xO9(PZT)Pr大，制备温度低(500-600oC)在Pt电极下疲劳（<106次），Pb污染SrBi2Ta2O9(SBT)

（Nature374,627,1995)在Pt电极下不疲劳，无Pb污染Pr小，制备温度高（750-8000C）对原有材料改性，发现新材料仍是当务之急Memorymaterials：

ABO3typePerovskite（PZT）MemoryMaterials:

Layer

StructurePerovskite

(Aurivillius)Bi4Ti3O12(BiT)and

SrBi2Ta2O9(

SBT）Bi4Ti3O123layersOxygenOctahedron(m=3)SrBi2Ta2O92layersOxygenOctahedron(m=2)BLSFs

(Bi2O2)2+(Am-1BmO3m+1)2-Where:

A=Sr2+,Ba2+,Bi3+etal，

B=Ti4+,Ta5+,Nb5+etal，

m=1,2,3,4,5…etal。

FeRAM

材料性能的比较

PZTSBTBLTBT-SBT2Pr(μC/cm2)20-704-1616-2030FatiguePoorGoodGood?Leakage5v/A/cm210-710-910-7?Fab.tem.oC500-600700-850650-700650?VolatilePbBiBiBi铁电存储用新材料Bi系层状钙钛矿Bi4Ti3O12：大的自发极化，低制备温度，高TC，无铅污染

Bi1-xLaxTi3O12（BLT）(Nature401,682,1999)材料改性及新材料制备的方法1，掺杂2，替代3，共生4，固溶5，在搞清各组成元素作用的基础上进行材料设计Bi3.25La0.75Ti3O12Bi3.15Nd0.85Ti3O12

Bi3.54Nd0.46Ti3O12Bi3.25Pr0.75Ti3O12Bi3.87Sm0.13Ti3O12Bi4Ti3-xNbxO12Bi4Ti3-xVxO12Bi4Ti3-xWxO12Bi4Ti3-xZrxO12Bi4Ti3-xMoxO12Bi4-xLax(Ti1-yNby)3O12Bi4-xNdx(Ti1-yVy)3O12Bi4-xLax(Ti1-yTay)3O12在

Bi4Ti3O12的Ａ，Ｂ位替代（掺杂）Co-substitutingatAsiteanddopingatBsiteSubstitutingatAsite:dopingatBsite共生固熔两结构相近，性能互补的材料

SrBi2Ta2O9–BiTiTaO3＊SrBi2Ta2O9Pr,Tc低;抗疲劳性好，三层钙态矿结构＊BiTiTaO3

Pr,Tc

高，抗疲劳性差三层钙态矿结构

研究的工作内容研究FeRAM用层状钙钛矿材料中铁电材料中各元素对材料的结构，微结构，性能的影响。A，B位元素在铁电极化，铁电开关疲劳中的作用，探索铁电记忆新材料的设计与制备。新一代存储器铁电存储器(FeRAM)磁存储器(MRAM)相变型存储器(PRAM)铁电存储器的优点FeRAM

参数铁电存储器的优点磁存储器（MRAM）磁存储器（MRAM）磁存储器（MRAM）磁存储器（MRAM）磁存储器（MRAM）磁存储器（MRAM）相变型存储器（PRAM)相变型存储器（PRAM)相变型存储器（PRAM)相变型存储器（PRAM)相变型存储器（PRAM)相变型存储器（PRAM)相变型存储器（PRAM)相变型存储器（PRAM)三种存储器的比较三种存储器的比较未来的展望

谢谢！83593202(O)/p>

jszhu@钕掺杂Bi4Ti3O12薄膜的性能结构、铁电、介电性能和漏电流溶液配制溶质硝酸铋（过量10-mol%） 98%硝酸钕 99%钛酸丁脂 98%溶剂醋酸浓度 0.1mol/LMOD方法制备薄膜转速 4000rpm旋转时间 25秒烘干温度 4000C烘干时间 120秒加速时间 5秒晶化温度 7000C晶化时间 60分钟后退火时间与剩余极化的关系后退火时间（分钟）剩余极化（µC/cm2

）026.9324526.49391030.29441523.4243

XRD谱不同Nd掺杂对晶格取向和结构的影响不大晶格间距(117)峰随Nd的掺入量的增大，(117)峰的晶格间距变小。晶格参数的计算a(Å)b(Å)c(Å)β05.70415.698732.784489.85640.855.60595.580332.879389.8121解释随着Nd的掺入，钛氧八面体在a-b平面的扭转发生了变化。Nd掺杂的BiT材料的大的剩余极化也源于此疲劳结果频率100kHz幅度200kV/cm经过1.44×1010次翻转，疲劳小于10%保持测试具有良好的保持特性保持时间105

秒得到Pr=27μC/cm2开关1.44*1010次不疲劳可用于FeRAM的薄膜

Chin.Phys.Lett.21,544,(2004)La,Nb共掺的Bi4Ti3O12的性能

制备，结构，铁电性能，疲劳特性，掺杂机理A位La，B位Nb掺杂的薄膜用PLD方法制备了BiT,BLT,BTN0.018

Bi1-xLaxTi0.982Nb0.018

-O12薄膜的XRD图不同Nb含量的Bi4-x/3Ti3-xNbxO12

薄膜和陶瓷Bi3.25-x/3La0.75Ti3-xNbxO12

薄膜的剩余极化值(a)在外电场为450kV/cm下测量到的BTO,BLT,BTN0.018

和BLTN0.018薄膜的电滞回线图。

(b)BiT,BLT,BTN0.018

和BLTN0.018

薄膜的Pr

和

Ec。BiT,BLT,BTN0.018

和BLTN0.018

薄膜

的疲劳性能Bi4-x/3Ti3-xNbxO12(x=0.03,0.06and0.09)和Bi3.25-x/3La0.75Ti3-xNbxO12(x=0.03,0.06and0.09)薄膜的疲劳性能。BTN和BLTN薄膜的疲劳比较BTO44%BTN0.01860%BTN0.0360%BTN0.0652%BTN0.0956%BLT10%BLTN0.01827%BLTN0.0313%BLTN0.0459%BLTN0.06无疲劳BLTN0.09无疲劳BLTN0.018

薄膜的保持性能A位掺杂的机理普遍认为氧空位的运动能够导致很强的畴钉扎，从而使疲劳性能变差.丁勇提出了反相畴的理论,他在BLT和SrBi2Ta2O9(SBT)中看到了反相畴，但是在BTO中却没有，所以认为反相畴能提供在极化翻转过程中极化畴的新核生长点。苏东等人在观察了Bi3TiTaO3(BTT)和SBT陶瓷的畴结构以后，推断弯曲的90o畴同样能够增加畴的动性，从而提高SBT疲劳性能！在BTO陶瓷中我们观察到了弛豫峰。我们对La含量为0.5,0.75和1的BLT陶瓷进行了介电测量，发现相应的激活能从0.69提高到0.83。结果表明在外电场下随着La的增加氧空位跃迁越困难，畴钉扎减少，疲劳性能变好。我们认为当M3+(La3+,Sm3+,Nd3+,Pr3+)离子掺杂进入BTO薄膜后，M3+和Bi3+半径的不同能产生反相畴和弯曲的90o畴，从而提高抗疲劳性能B位掺杂的机理以前的工作都把掺杂后BTO的Pr归功于氧空位浓度的减少。另外一个可能的原因是进入B位的Nb5+离子替代了半径较小的Ti4+离子，这样引起了氧八面体的结构畸变，因此提高了Pr。我们得到了Bi4-x/3Ti3-xNbxO12（x=0,0.018,0.03,0.06,0.085和0.01）的Raman谱，与TiO6八面体有关的270,540和820cm-1振动的强度和频率随着Nb含量的增加都几乎没有变化。这个结果表明Nb的掺入并没有引起氧八面体的结构畸变，因此氧空位浓度的减少可能是剩余极化提高的主要原因。La,Nb共掺的Bi4Ti3O12的薄膜得到性能良好的可用于FeRAM的Bi1-xLaxTi0.982Nb0.018

O12薄膜SolidStateComm.129,775(2004)

铁电体微结构的电镜研究试样制备，电镜观察，畴结构及铁电疲劳关系铁电体微结构的电镜研究名称缩写/m数材料名称原料烧结温度(oC)BW(m=1)Bi2WO6B+WO3940CBT(m=2)CaBi2Ta2O9B+CaO+Ta2O51250SBT(m=2)SrBi2Ta2O9B+SrO+Ta2O51230BBT(m=2)BaBi2Ta2O9B+BaO+Ta2O51050BTT(m=2)Bi3TiTaO9B+TiO2+Ta2O51200BTN(m=2)Bi3TiNbO9B+TiO2+Nb2O51180BTO(m=3)Bi4Ti3O12B+TiO21050BLT(m=3)Bi3.25La0.75Ti3O12B+TiO2+La2O31240BNT(m=3)Bi3.15Nd0.85Ti3O12B+TiO2+Nd2O31270BTO-Nb0.03(m=3)Nb0.03-dopedBi4Ti3O12B+TiO2+Nb2O51120SBTi(m=4)SrBi4Ti4O15B+TiO2+SrO1100SBTi-BTO(m=4，3)Bi4Ti3O12-SrBi4Ti4O15B+TiO2+SrO1110SBTi-BLT(m=4，3)Bi3.25La0.75Ti3O12-SrBi4Ti4O15B+TiO2+SrO+La2O31110SBT-BTN(m=2)(SrBi2Ta2O9)-(Bi3TiNbO9)B+TiO2+SrO+Ta2O5+Nb2O51280BTO、BLT、BNT、和BTO-Nb畴结构(a)BTO的（020）暗场像

(b)BLT的(031)超斑点暗场像

(c)BNT的(031)超斑点暗场像

(d)BTO-Nb0.03的(111)暗场像

相变型存储器（PRAM)BW中的反相畴：(a)是BW(210)超斑点暗场像，（b）是同一区域的(220)普通斑点暗场像。大量晶粒研究表明没有发现90o畴界的存在m=4的SBTi的超斑点暗场像畴结构研究小结首次被研究的m=1的BW中存在反相畴而不存在90o畴。

研究了m=2的同族化合物CBT、SBT、BBT的畴结构，相对于SBT，CBT的90o畴界平直，密度较小；反相畴存在于CBT和SBT中；BBT在室温下为