銻化物超晶格及磁性斯格明子的電子顯微學(xué)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-06 12:47
信息功能材料作為信息時(shí)代新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石,對科技進(jìn)步起重要的支撐作用。其中,InAs/GaSb短周期超晶格的靈敏度高,響應(yīng)快,效率高,涵蓋波長范圍廣,作為新型紅外焦平面探測器技術(shù)中的核心器件,已成為該領(lǐng)域中重要的研究對象;此外,最近在若干磁性材料中發(fā)現(xiàn)的磁性斯格明子具有穩(wěn)定性好、易操控、尺寸小的優(yōu)點(diǎn),是新型電子自旋磁性存儲器材料的有力競爭者。本論文利用掃描透射電子顯微鏡,對InAs/GaSb超晶格和磁性斯格明子的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全面的表征和分析,主要的研究成果如下:結(jié)合高角環(huán)形暗場(HAADF)像和電子能量損失譜(EELS)對分子束外延(MBE)和金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)生長的短周期InAs/GaSb超晶格界面開展了高空間分辨率化學(xué)組分分析。利用從HAADF像提取的陰、陽離子強(qiáng)度比曲線和EELS獲取的不同元素的分布曲線確定了超晶格的界面寬度。在MBE超晶格中,界面寬度均小于4.8單原子層(ML),并且InAs-on-GaSb(IF1)界面寬度小于GaSb-on-InAs(IF2)界面寬度,其中各類元素的擴(kuò)散趨勢相同,In元素的擴(kuò)散寬度略大于其他元素;應(yīng)變分析指出IF1界面為拉...
【文章來源】:中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院物理研究所)北京市
【文章頁數(shù)】:113 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 紅外探測器
1.2.1 紅外探測技術(shù)及應(yīng)用
1.2.2 銻化物材料超晶格體系
1.3 磁性斯格明子
1.3.1 磁性斯格明子的產(chǎn)生機(jī)理。
1.3.2 磁性斯格明子的材料體系
1.3.3 磁性斯格明子的分類
1.4 本論文的研究意義及主要內(nèi)容
第2章 電子顯微分析方法和技術(shù)
2.1 透射電鏡的基本結(jié)構(gòu)與成像原理
2.1.1 電子光學(xué)系統(tǒng)與成像原理
2.1.2 電子與物質(zhì)的相互作用
2.1.3 電子衍射原理
2.1.4 電子顯微像
2.1.5 電子能量損失譜(EELS)
2.1.6 洛倫茲電子顯微術(shù)
2.2 透射電鏡試樣的制備
2.2.1 機(jī)械磨薄制樣
2.2.2 聚焦離子束制樣
第3章 超晶格中長波探測器的原子擴(kuò)散分析
3.1 MBE法生長的InAs/GaSb超晶格
3.1.1 背景
3.1.2 實(shí)驗(yàn)與材料
3.1.3 結(jié)果
3.1.4 討論
3.2 MOCVD法生長的InAs/GaSb超晶格
3.2.1 實(shí)驗(yàn)與材料
3.2.2 結(jié)果
3.2.3 討論
3.3 AlInAsSb材料
3.3.1 實(shí)驗(yàn)與材料
3.3.2 結(jié)果
3.4 結(jié)論
第4章 試樣傾斜造成HAADF像原子位置的偏移
4.1 背景
4.2 實(shí)驗(yàn)與材料
4.3 結(jié)果
4.4 像模擬
4.5 討論
4.6 本章小結(jié)
第5章 強(qiáng)度傳輸方程(TIE)重構(gòu)Mn NiGa磁結(jié)構(gòu)時(shí)的假象
5.1 背景
5.2 實(shí)驗(yàn)與材料
5.3 結(jié)果
5.4 強(qiáng)度傳輸方程(TIE)
5.5 重構(gòu)磁化強(qiáng)度的分布
5.6 磁性螺旋結(jié)構(gòu)和LTEM圖像的模擬
5.7 討論
5.8 結(jié)論
第6章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡歷及發(fā)表文章目錄
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]奮斗創(chuàng)造歷史 實(shí)干成就未來 十三屆全國人大二次會議在京開幕[J]. 本刊兩會報(bào)道組. 中國科技產(chǎn)業(yè). 2019(03)
[2]薄膜異質(zhì)結(jié)中磁性斯格明子的相關(guān)研究[J]. 李文靜,光耀,于國強(qiáng),萬蔡華,豐家峰,韓秀峰. 物理學(xué)報(bào). 2018(13)
[3]Lorentz transmission electron microscopy studies on topological magnetic domains[J]. 彭麗聰,張穎,左淑蘭,何敏,蔡建旺,王守國,魏紅祥,李建奇,趙同云,沈保根. Chinese Physics B. 2018(06)
[4]聚焦離子束致形變微納加工研究進(jìn)展[J]. 毛逸飛,吳文剛,徐軍. 電子顯微學(xué)報(bào). 2016(04)
[5]新型低維結(jié)構(gòu)銻化物紅外探測器的研究與挑戰(zhàn)[J]. 王國偉,徐應(yīng)強(qiáng),牛智川. 中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2014(04)
[6]InAs/GaInSb應(yīng)變層超晶格材料的界面結(jié)構(gòu)[J]. 邱永鑫,李美成,趙連城. 功能材料. 2005(09)
本文編號:3171947
【文章來源】:中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院物理研究所)北京市
【文章頁數(shù)】:113 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 紅外探測器
1.2.1 紅外探測技術(shù)及應(yīng)用
1.2.2 銻化物材料超晶格體系
1.3 磁性斯格明子
1.3.1 磁性斯格明子的產(chǎn)生機(jī)理。
1.3.2 磁性斯格明子的材料體系
1.3.3 磁性斯格明子的分類
1.4 本論文的研究意義及主要內(nèi)容
第2章 電子顯微分析方法和技術(shù)
2.1 透射電鏡的基本結(jié)構(gòu)與成像原理
2.1.1 電子光學(xué)系統(tǒng)與成像原理
2.1.2 電子與物質(zhì)的相互作用
2.1.3 電子衍射原理
2.1.4 電子顯微像
2.1.5 電子能量損失譜(EELS)
2.1.6 洛倫茲電子顯微術(shù)
2.2 透射電鏡試樣的制備
2.2.1 機(jī)械磨薄制樣
2.2.2 聚焦離子束制樣
第3章 超晶格中長波探測器的原子擴(kuò)散分析
3.1 MBE法生長的InAs/GaSb超晶格
3.1.1 背景
3.1.2 實(shí)驗(yàn)與材料
3.1.3 結(jié)果
3.1.4 討論
3.2 MOCVD法生長的InAs/GaSb超晶格
3.2.1 實(shí)驗(yàn)與材料
3.2.2 結(jié)果
3.2.3 討論
3.3 AlInAsSb材料
3.3.1 實(shí)驗(yàn)與材料
3.3.2 結(jié)果
3.4 結(jié)論
第4章 試樣傾斜造成HAADF像原子位置的偏移
4.1 背景
4.2 實(shí)驗(yàn)與材料
4.3 結(jié)果
4.4 像模擬
4.5 討論
4.6 本章小結(jié)
第5章 強(qiáng)度傳輸方程(TIE)重構(gòu)Mn NiGa磁結(jié)構(gòu)時(shí)的假象
5.1 背景
5.2 實(shí)驗(yàn)與材料
5.3 結(jié)果
5.4 強(qiáng)度傳輸方程(TIE)
5.5 重構(gòu)磁化強(qiáng)度的分布
5.6 磁性螺旋結(jié)構(gòu)和LTEM圖像的模擬
5.7 討論
5.8 結(jié)論
第6章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡歷及發(fā)表文章目錄
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]奮斗創(chuàng)造歷史 實(shí)干成就未來 十三屆全國人大二次會議在京開幕[J]. 本刊兩會報(bào)道組. 中國科技產(chǎn)業(yè). 2019(03)
[2]薄膜異質(zhì)結(jié)中磁性斯格明子的相關(guān)研究[J]. 李文靜,光耀,于國強(qiáng),萬蔡華,豐家峰,韓秀峰. 物理學(xué)報(bào). 2018(13)
[3]Lorentz transmission electron microscopy studies on topological magnetic domains[J]. 彭麗聰,張穎,左淑蘭,何敏,蔡建旺,王守國,魏紅祥,李建奇,趙同云,沈保根. Chinese Physics B. 2018(06)
[4]聚焦離子束致形變微納加工研究進(jìn)展[J]. 毛逸飛,吳文剛,徐軍. 電子顯微學(xué)報(bào). 2016(04)
[5]新型低維結(jié)構(gòu)銻化物紅外探測器的研究與挑戰(zhàn)[J]. 王國偉,徐應(yīng)強(qiáng),牛智川. 中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2014(04)
[6]InAs/GaInSb應(yīng)變層超晶格材料的界面結(jié)構(gòu)[J]. 邱永鑫,李美成,趙連城. 功能材料. 2005(09)
本文編號:3171947
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