本文關(guān)鍵詞：復(fù)合氧化物薄膜生長機(jī)理及物性研究

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【摘要】：脈沖激光沉積技術(shù)(pulsed laser deposition,PLD)是目前實(shí)驗(yàn)室中興起的一種制備薄膜的技術(shù)。其主要具有容易獲得期望化學(xué)計(jì)量比的多組分薄膜,沉積速率快,實(shí)驗(yàn)所需要的周期比較短等優(yōu)點(diǎn),另外它對襯底的溫度要求較低,且可以通過沉積溫度、激光能量、頻率、氧壓等來調(diào)節(jié)工藝參數(shù),從而在適當(dāng)?shù)臈l件下獲得我們所需要的薄膜,它還具有兼容性好、清潔容易處理、可以制備多種材料等特點(diǎn),所以探究PLD不同工藝條件對氧化物薄膜所產(chǎn)生的影響是非常有意義的。在本文中我們主要探討了1.使用不同工藝條件在STO(001)基底上,對銅以其氧化物薄膜實(shí)現(xiàn)調(diào)控生長。2.在不同基底上實(shí)現(xiàn)Sr Mn O3(SMO)和SMO:Ni O復(fù)合薄膜的生長在本文中,我們首先研究了PLD生長中襯底的溫度,激光的能量和頻率對銅及其氧化薄膜的影響,包括:晶格結(jié)構(gòu),表面形貌,電性質(zhì),光學(xué)性質(zhì),化學(xué)價(jià)態(tài)等等。并通過大量的實(shí)驗(yàn)積累繪制出,Cu,Cu_2O,Cu_2O:Cu隨著不同條件下生長的相圖。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,高的襯底溫度和低的激光能量密度適合單質(zhì)銅薄膜的生長,而較低的溫度和高的激光能量密度則較易獲得氧化亞銅或者兩者的復(fù)合薄膜,電學(xué)性質(zhì)測試表明氧化亞銅保持著半導(dǎo)體性質(zhì),且在較高溫度和激光頻率下獲得薄膜樣品表面較為粗糙,通過光學(xué)性質(zhì)測試表明Cu_2O:Cu的復(fù)合薄膜相比于純的氧化亞銅薄膜在紫外和紅外波段較具有更高的光吸收率。另外通過X射線光電子衍射(XPS)以及X射線誘導(dǎo)的俄歇電子衍射(XAES)分析,證實(shí)了薄膜中只存在Cu~0或者Cu~(1+)離子,其化學(xué)價(jià)態(tài)可以通過我們的生長工藝條件來調(diào)節(jié)。同時(shí)我們在不同基底上生長了立方結(jié)構(gòu)的SrMnO_3,以及SrMnO_3:NiO的復(fù)合薄膜,在不同基底上生長所需要的氧壓條件不盡相同。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明不同取向的基底所需要的條件不同:對于STO(001),YAO(001)(010)這些取向的基底我們通常需要較大的氧壓5Pa-10Pa左右;而STO(111)基底上卻需要極低的氧壓(1*10~(-5)Pa)。另外通過這種復(fù)合薄膜的生長,通過垂直有序結(jié)構(gòu)施加應(yīng)變,將反鐵磁序的SMO調(diào)控為鐵磁序,并且在室溫下觀察到明顯的磁滯回線。如何通過材料的組分配比和生長工藝的調(diào)節(jié)來逐步實(shí)現(xiàn)材料的鐵電性還需要進(jìn)一步的探索和試驗(yàn)�？傊�,我們對PLD生長過程中的一些生長機(jī)理進(jìn)行了下探討,通過改變條件,來獲得不同價(jià)態(tài)的薄膜或者其復(fù)合薄膜,不同基底以及不同組份的靶材來獲得不同取向,不同結(jié)構(gòu)的薄膜,并對這些薄膜的一些性質(zhì)進(jìn)行了仔細(xì)研究,為之后的研究奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：脈沖激光沉積 Cu_2O薄膜 復(fù)合薄膜 光的吸收 應(yīng)變 鐵磁性 微結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.2
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-24
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 材料簡介12-16
• 1.2.1 銅及其氧化物12-14
• 1.2.2 錳酸鍶和氧化鎳材料簡介及其研究進(jìn)展14-15
• 1.2.3 鐵電，鐵磁，，多鐵性材料簡介15-16
• 1.3 復(fù)合氧化物薄膜16-18
• 1.4 界面效應(yīng)18-19
• 1.5 本論文的研究意義和內(nèi)容19-20
• 參考文獻(xiàn)20-24
• 第二章 靶材和薄膜的制備方法和表征手法24-37
• 2.1 靶材的制備24-26
• 2.2 薄膜的制備26-29
• 2.2.1 脈沖激光沉積技術(shù)26-27
• 2.2.2 脈沖激光沉積系統(tǒng)構(gòu)造27-28
• 2.2.3 薄膜的制備工藝28-29
• 2.3 薄膜測試和表征方法29-36
• 2.3.1 X射線衍射29-30
• 2.3.2 原子力顯微鏡30-31
• 2.3.3 掃描電子顯微鏡31
• 2.3.4 透射電子顯微鏡31-32
• 2.3.5 X射線能譜儀32-33
• 2.3.6 UV-3600光的吸收測試33
• 2.3.7 綜合物性測量系統(tǒng)33-36
• 參考文獻(xiàn)36-37
• 第三章 銅及其氧化物薄膜的制備及分析測試37-50
• 3.1 引言37
• 3.2 薄膜測試分析37-46
• 3.2.1 靶材的X射線衍射分析37-38
• 3.2.2 Cu及其氧化物薄膜的XRD分析38-42
• 3.2.3 XPS及XAES分析測試42-46
• 3.3 結(jié)果總結(jié)討論46-48
• 參考文獻(xiàn)48-50
• 第四章 銅及其氧化物薄膜的微結(jié)構(gòu)及性質(zhì)測試50-60
• 4.1 引言50
• 4.2 分析測試和討論50-57
• 4.2.1 表面形貌分析測試50-54
• 4.2.2 薄膜微結(jié)構(gòu)測試54-55
• 4.2.3 電性質(zhì)測試55-56
• 4.2.4 光性質(zhì)測試56-57
• 4.3 本章小結(jié)57-59
• 參考文獻(xiàn)59-60
• 第五章 SrMnO_3單相、復(fù)合薄膜的制備及物性研究60-77
• 5.1 引言60
• 5.2 單相薄膜的制備60-64
• 5.2.1 單相靶材的制備60-62
• 5.2.2 SMO單相薄膜的制備62-64
• 5.2.3 NiO單相薄膜的制備64
• 5.3 復(fù)合靶材及薄膜的制備64-66
• 5.4 復(fù)合薄膜物性研究分析66-74
• 5.4.1 復(fù)合薄膜微結(jié)構(gòu)的研究66-70
• 5.4.2 復(fù)合薄膜磁性測試70-74
• 5.5 本章小結(jié)74-75
• 參考文獻(xiàn)75-77
• 第六章 總結(jié)77-79
• 攻讀碩士期間公開發(fā)表的論文79-80
• 致謝80-81

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2 余秀文;涂金屬氧化物薄膜的玻璃[J];玻璃與搪瓷;1979年01期

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4 錢逸泰,楊森,王繼紅,傅佩珍,陳祖耀;剛玉型結(jié)構(gòu)氧化物薄膜的紅外光譜研究(英文)[J];化學(xué)物理學(xué)報(bào);1992年04期

5 李光;鄭艷彬;王文龍;姜志剛;;非晶銦鎵鋅氧化物薄膜的制備及其在薄膜晶體管中的應(yīng)用[J];硅酸鹽通報(bào);2012年01期

6 L.F.Mondolo;鄒振楚;;鋁—?dú)湎礫J];輕合金加工技術(shù);1980年04期

7 方向紅;;自潔凈玻璃的研究綜述[J];安徽職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2006年03期

8 楊靖安;張俊英;李春芝;;銅及其氧化物薄膜對大腸桿菌的強(qiáng)抑制作用[J];功能材料;2012年03期

9 劉翔;張輝;胡俊濤;丁永明;喬朝波;楊永安;崔文東;尹建成;劉麗來;張鵬翔;;稀土氧化物薄膜激光感生電壓信號采集研究[J];中國激光;2008年10期

10 潘麗秋;劉孝恒;;空氣-水界面氧化物薄膜研究現(xiàn)狀及展望[J];江蘇化工;2007年04期

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1 吳良專;余愿;只金芳;;柔性過渡金屬氧化物薄膜的化學(xué)鍍[A];中國化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第37分會(huì)：能源納米科學(xué)與技術(shù)[C];2014年

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4 楊國楨;呂惠賓;周岳亮;陳正豪;崔大復(fù);李林;;激光分子束外延制備氧化物薄膜研究[A];第三屆全國光學(xué)前沿問題討論會(huì)論文摘要集[C];1997年

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8 趙昆;黃延紅;封家峰;呂惠賓;;鈣鈦礦氧化物薄膜的超快光電響應(yīng)[A];2005年中國固體科學(xué)與新材料學(xué)術(shù)研討會(huì)專輯[C];2005年

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8 王瑩瑩;低電位下鈦表面陽極氧化物薄膜的制備及其結(jié)構(gòu)研究[D];華南理工大學(xué);2011年

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10 劉文龍;銦鎵鋅氧化物薄膜晶體管的制備和性能研究[D];電子科技大學(xué);2015年

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