在新型多參量復(fù)合量子功能材料的設(shè)計(jì)和探尋中,鈣鈦礦氧化物及其層狀類鈣鈦礦衍生結(jié)構(gòu)因其豐富的結(jié)構(gòu)和物理內(nèi)涵備受研究者青睞。材料中自旋、軌道、晶格和電荷等序參量間的強(qiáng)相互關(guān)聯(lián)能夠誘導(dǎo)出諸多新穎的物理功能特性,包括多鐵、透明導(dǎo)電、拓?fù)浣^緣體、高溫超導(dǎo)以及龐磁電阻等,對(duì)信息存儲(chǔ)及自旋電子器件等方面的發(fā)展具有重要意義。然而,多自由度的靈活可調(diào)同樣意味著（類）鈣鈦礦氧化物研究的復(fù)雜性和高挑戰(zhàn)性。因此,更好地理解材料中的物理作用機(jī)制,才能為（類）鈣鈦礦氧化物多功能器件的開發(fā)和應(yīng)用提供更多理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。本論文著眼于（類）鈣鈦礦氧化物外延薄膜的缺陷、界面以及物性耦合研究,按材料類型可分為簡單鈣鈦礦和復(fù)雜鉍層狀類鈣鈦礦氧化物兩部分。我們首先從簡單鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料入手,選定在透明導(dǎo)電氧化物半導(dǎo)體方面極具潛力的錫酸鋇為研究載體,探討氧空位對(duì)材料結(jié)構(gòu)和電輸運(yùn)性質(zhì)的調(diào)控作用;以此為基礎(chǔ),利用界面工程技術(shù),組合錫酸鋇與鐵電單晶襯底制備鈣鈦礦氧化物異質(zhì)結(jié),進(jìn)一步研究異質(zhì)界面多種序參量耦合對(duì)材料電學(xué)性質(zhì)的調(diào)控。然后,我們將簡單鈣鈦礦薄膜制備與研究中積累的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到復(fù)雜層狀類鈣鈦礦自然超晶格的構(gòu)建上,研究了單相層狀氧化物... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：149 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１四類典型鈣鈦礦結(jié)構(gòu)

持，化??合物將轉(zhuǎn)化成熱力學(xué)上更為穩(wěn)定的其它晶相。在另一方面，當(dāng)Ａ位離子尺寸增??長（ｒ＞ｌ），體系將通過陽離子位移誘導(dǎo)四方結(jié)構(gòu)形變使總能量降低。晶體結(jié)構(gòu)??與離子尺寸的聯(lián)系表明，鈣鈦礦晶格對(duì)稱性能通過ｄ、Ｓ位離子摻雜有意識(shí)的??進(jìn)行調(diào)控。??＾ｚｚ?－Ｉ－?￣＾ｘ２－ｙ２??－ｆ－，??ｔ?０？?＃?；??木?３ｄｘ２－ｙ＾?３ｄｚ２?／＼＼??個(gè)?３ｄｙｚ?３ｄｘｚ?＾??Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ?Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ?Ｏｃｔａｈｅｄｒａ?Ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ??圖１．２晶體場中５位陽離子Ｍ能級(jí)劈裂誘導(dǎo)的氧八面體畸變［６］。??除了陽離子尺寸效應(yīng)，鈣鈦礦氧化物結(jié)構(gòu)畸變也與５位陽離子特定電子軌??３??

?第１章緒論???道占據(jù)情況相關(guān)，這一現(xiàn)象在ｄ軌道電子數(shù)為奇數(shù)時(shí)尤為顯著。如圖１．２所示，??當(dāng)過渡金屬離子占據(jù)５位格點(diǎn)，處于對(duì)稱氧八面體晶體場下的ｄ軌道劈裂為兩??重簡并＆?（ｄｘ２＿ｙ２和ｄ３２２＿ｒ２）和三重簡并％（ｄｘｙ、ｄｙｚ和心）的兩個(gè)亞族。當(dāng)??氧八面體結(jié)構(gòu)拉伸或壓縮，能級(jí)會(huì)進(jìn)一步劈裂去簡并化，使得畸變下低對(duì)稱??氧八面體的電子總能量比高對(duì)稱性更低，因而能夠達(dá)到平衡狀態(tài)，這一電子－??聲子耦合誘導(dǎo)的氧八面體畸變被稱為Ｊａｈｎ－Ｔｅｌｌｅｒ畸變［７］。??１．２．１．２鈣鈦礦氧化物的典型物理性質(zhì)??Ａ?Ｘ?Ｂ??．．．．．．．?，�。В�?７：Ｚ＇?．，：＇＇ｘ＾ｉ：＇：：：．．：??ｉ??０?４?８?１２?１６?２０?２４?２８?３２??＃?ｏｆ?ｓｔａｂｌｅ?ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｓ?ｏｎ?Ａ?ａｎｄ?Ｂ?ｓｉｔｅｓ??圖１．３鈣鈦礦乂和Ｂ位格點(diǎn)各元素占據(jù)可能性［８］。??理論研究表明，元素周期表中大量元素能夠占據(jù)鈣鈦礦ｄ位或５位格點(diǎn)形??成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)（見圖１．３）?［８］。如此海量的功能性離子組合、多樣化的電荷配對(duì)??選擇［（心辦）＝（＋１，?＋５），（＋２，?＋４），?（＋３，?＋３），（＋４，?＋２）］，加上結(jié)構(gòu)中復(fù)雜的自旋、軌??．道、晶格和電荷間的相互耦合，無疑會(huì)在鈣鈦礦材料中產(chǎn)生豐富的新穎物性，??有待研究者進(jìn)一步發(fā)掘。目前，鈣鈦礦氧化物材料中已見報(bào)道的重要功能物性??包括鐵電性（如ＢａＴｉ０３［９］）、鐵磁性（如Ｓｒ２ＦｅＭｏＯ６［１０］）、多鐵性（如ＢｉＦｅ０３［ｌ?１］）、??巨磁電阻（如ＬａｕｘＳｒｘＭｎＯｄＵ，＾）、超導(dǎo)性（如Ｂａ〇．６Ｋ〇．４Ｂｉ０３［

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]脈沖激光沉積功能薄膜的研究進(jìn)展[J]. 程勇,陸益敏,郭延龍,黃國俊,王淑云,朱孟真,黎偉,米朝偉,曹海源.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2015(12)
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碩士論文
[1]層狀鈣鈦礦型Bi5Ti3FeO15多鐵薄膜在金屬底電極上的擇優(yōu)取向生長[D]. 李進(jìn).青島大學(xué) 2019



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