本文選題：脈沖激光沉積 + PN結(jié)　； 參考：《南京大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：隨著硅基半導(dǎo)體微電子器件的飛速發(fā)展,其特征尺寸越來越小,集成度越來越高,已經(jīng)越來越逼近其物理極限,摩爾定律的維持越來越困難,開發(fā)新型的微電子器件迫在眉睫。鈣鈦礦氧化物材料由于具有豐富的物理性質(zhì)和便于摻雜改性的獨特晶體結(jié)構(gòu)而引起了人們的注意,有望在新一代的微電子器件中得到廣泛的應(yīng)用。不同鈣鈦礦材料相互結(jié)合形成的種類豐富的鈣鈦礦異質(zhì)界面,是各種鈣鈦礦器件具有優(yōu)異性能的基礎(chǔ)。本文研究了兩種鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)構(gòu)：全鈣鈦礦氧化物PN結(jié)和多鐵隧道結(jié)。本文主要工作內(nèi)容：使用脈沖激光沉積法制備Fe:SrTiO3/Nb:SrTiO3 PN結(jié)并測試其Ⅳ特性,研究其Ⅳ特性隨著溫度的變化,在相關(guān)計算的基礎(chǔ)上給出了理論解釋；脈沖激光沉積法制備La0.7Sr0.3Mn0.8Ru0.2O3/BaTiO3/La0.7Sr0.3MnO3多鐵隧道結(jié),并通過紫外光刻、離子束干法刻蝕等傳統(tǒng)微加工方法加工出可測試樣品點,研究其遂穿電致電阻(TER)以及遂穿磁致電阻(TMR)性能,并研究了使用SrTiO3/BaTiO3復(fù)合夾層勢壘取代單一BaTiO3鐵電勢壘的多鐵隧道結(jié)性能。主要結(jié)論如下：(1)在室溫下,我們制備的Fe:SrTiO3/Nb:SrTiO3 PN結(jié)有很好的整流特性,隨著溫度的降低,PN結(jié)器件逐漸喪失了整流的能力。原因在于SrTiO3材料的介電常數(shù)隨著溫度以及所加電場的改變而改變,溫度降低,其介電常數(shù)增大,使得PN結(jié)中耗盡層的厚度減小。在低溫下,施加正向偏壓時,擴散電流和復(fù)合電流被抑制,而由于耗盡層厚度的減小,電子更容易從Nb:SrTiO3中遂穿至Fe:SrTiO3能帶中的缺陷能級中,從而導(dǎo)致其理想因子η隨著溫度的降低而增大。在負(fù)向偏壓下,變薄的耗盡區(qū)使得Fe:SrTiO3價帶中的電子直接遂穿到Nb:SrTiO3的導(dǎo)帶中,與反向二極管中的結(jié)果類似。(2)優(yōu)化脈沖激光沉積法制備磁性氧化物薄膜La0.7Sr0.3Mn0.8Ru0.2O3, La0.7Sr0.3MnO3的工藝條件。通過測試磁滯回線確定制備的La0.7Sr0.3Mn0.8Ru0.2O3, La0.7Sr0.3MnO3薄膜在10K時的矯頑場分別是600 Oe、60 Oe。,通過壓電力顯微鏡對基于SrTiO3(001)單晶襯底外延的10層晶胞厚度的BaTiO3進行測試,結(jié)果表明,我們制備的BaTiO3具有很好的鐵電性,并且通過導(dǎo)電探針翻轉(zhuǎn)的疇結(jié)構(gòu)可以保持至少10個小時。(3)加工并測試La0.7Sr0.3Mn0.8Ru0.2O3/BaTiO3/La0.7Sr0.3MnO3樣品的四阻態(tài)性能,結(jié)果表明,隧穿電致電阻約為0.7%,隧穿磁電阻約為4.9%。,通過使用SrTiO3/BaTiO3復(fù)合勢壘提升器件性能,獲得區(qū)分明顯且狀態(tài)穩(wěn)定的四種阻態(tài),隧穿電致電阻增大為103%(←←,→→),128%(→←,←→),隧穿磁電阻增大為15%1↑30%↓,電致磁阻約100%,說明自旋電子的遂穿對于鐵電勢壘極化的方向非常敏感。
[Abstract]:With the rapid development of silicon based semiconductor microelectronic devices, their characteristic size is becoming smaller and smaller, the integration level is getting higher and higher, which has been more and more close to its physical limit. The maintenance of Moore's law is becoming more and more difficult, so it is urgent to develop new microelectronic devices.Perovskite oxide materials have attracted much attention due to their rich physical properties and unique crystal structure which is easy to be doped and modified. It is expected to be widely used in the new generation of microelectronic devices.Various kinds of perovskite heterogeneous interfaces formed by the combination of different perovskite materials are the basis for the excellent performance of various perovskite devices.In this paper, two kinds of perovskite heterostructures, total perovskite oxide PN junction and multi iron tunnel junction, are studied.The main work of this paper is as follows: the Fe:SrTiO3/Nb:SrTiO3 PN junction is prepared by pulsed laser deposition and its 鈪，

本文編號：1753731