本文關鍵詞：復合氧化物薄膜生長機理及物性研究

  更多相關文章： 脈沖激光沉積 Cu_2O薄膜 復合薄膜 光的吸收 應變 鐵磁性 微結構

【摘要】：脈沖激光沉積技術(pulsed laser deposition,PLD)是目前實驗室中興起的一種制備薄膜的技術。其主要具有容易獲得期望化學計量比的多組分薄膜,沉積速率快,實驗所需要的周期比較短等優(yōu)點,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、氧壓等來調節(jié)工藝參數,從而在適當的條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,所以探究PLD不同工藝條件對氧化物薄膜所產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現調控生長。2.在不同基底上實現Sr Mn O3(SMO)和SMO:Ni O復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:晶格結構,表面形貌,電性質,光學性質,化學價態(tài)等等。并通過大量的實驗積累繪制出,Cu,Cu_2O,Cu_2O:Cu隨著不同條件下生長的相圖。實驗結果表明,高的襯底溫度和低的激光能量密度適合單質銅薄膜的生長,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合薄膜,電學性質測試表明氧化亞銅保持著半導體性質,且在較高溫度和激光頻率下獲得薄膜樣品表面較為粗糙,通過光學性質測試表明Cu_2O:Cu的復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射線誘導的俄歇電子衍射(XAES)分析,證實了薄膜中只存在Cu~0或者Cu~(1+)離子,其化學價態(tài)可以通過我們的生長工藝條件來調節(jié)。同時我們在不同基底上生長了立方結構的SrMnO_3,以及SrMnO_3:NiO的復合薄膜,在不同基底上生長所需要的氧壓條件不盡相同。實驗結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)。另外通過這種復合薄膜的生長,通過垂直有序結構施加應變,將反鐵磁序的SMO調控為鐵磁序,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節(jié)來逐步實現材料的鐵電性還需要進一步的探索和試驗�？傊�,我們對PLD生長過程中的一些生長機理進行了下探討,通過改變條件,來獲得不同價態(tài)的薄膜或者其復合薄膜,不同基底以及不同組份的靶材來獲得不同取向,不同結構的薄膜,并對這些薄膜的一些性質進行了仔細研究,為之后的研究奠定了基礎。
【關鍵詞】：脈沖激光沉積 Cu_2O薄膜 復合薄膜 光的吸收 應變 鐵磁性 微結構
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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展14-15
• 1.2.3 鐵電，鐵磁，，多鐵性材料簡介15-16
• 1.3 復合氧化物薄膜16-18
• 1.4 界面效應18-19
• 1.5 本論文的研究意義和內容19-20
• 參考文獻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26-27
• 2.2.2 脈沖激光沉積系統(tǒng)構造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 結果總結討論46-48
• 參考文獻48-50
• 第四章 銅及其氧化物薄膜的微結構及性質測試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 薄膜微結構測試54-55
• 4.2.3 電性質測試55-56
• 4.2.4 光性質測試56-57
• 4.3 本章小結57-59
• 參考文獻59-60
• 第五章 SrMnO_3單相、復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 復合靶材及薄膜的制備64-66
• 5.4 復合薄膜物性研究分析66-74
• 5.4.1 復合薄膜微結構的研究66-70
• 5.4.2 復合薄膜磁性測試70-74
• 5.5 本章小結74-75
• 參考文獻75-77
• 第六章 總結77-79
• 攻讀碩士期間公開發(fā)表的論文79-80
• 致謝80-81

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 孫世杰;鋁粉表面的氧化物薄膜對燒結和抗拉強度的影響[J];粉末冶金工業(yè);2004年04期

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

3 何業(yè)東;氧化物薄膜促使鎳鉻合金高溫選擇氧化的研究[J];中國有色金屬學報;1995年03期

4 錢逸泰,楊森,王繼紅,傅佩珍,陳祖耀;剛玉型結構氧化物薄膜的紅外光譜研究(英文)[J];化學物理學報;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用[J];硅酸鹽通報;2012年01期

6 L.F.Mondolo;鄒振楚;;鋁—氫系[J];輕合金加工技術;1980年04期

7 方向紅;;自潔凈玻璃的研究綜述[J];安徽職業(yè)技術學院學報;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狀及展望[J];江蘇化工;2007年04期

中國重要會議論文全文數據庫 前10條

1 吳良專;余愿;只金芳;;柔性過渡金屬氧化物薄膜的化學鍍[A];中國化學會第29屆學術年會摘要集——第37分會：能源納米科學與技術[C];2014年

2 劉衛(wèi)國;張偉;周順;高愛華;;復合氧化物薄膜的金屬有機物化學相沉積技術[A];TFC'07全國薄膜技術學術研討會論文摘要集[C];2007年

3 黃寧康;汪德志;楊斌;雷家榮;;納米鋯氧化物薄膜的制備[A];納米材料和技術應用進展——全國第二屆納米材料和技術應用會議論文集（下卷）[C];2001年

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

5 張宏斌;祝要民;裴世輕;李董軒;趙勝利;;錫基氧化物薄膜的制備及結構表征[A];第六屆中國功能材料及其應用學術會議論文集（4）[C];2007年

6 潘夢霄;曹興忠;孫建忠;王寶義;馬創(chuàng)新;周春蘭;魏龍;李養(yǎng)賢;;釩的氧化物薄膜微觀結構的研究[A];第四屆全國磁性薄膜與納米磁學會議論文集[C];2004年

7 劉俊明;;復雜多元氧化物薄膜材料的脈沖激光沉積[A];中國真空學會第六屆全國會員代表大會暨學術會議論文摘要集[C];2004年

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[A];2005年中國固體科學與新材料學術研討會專輯[C];2005年

9 張群;;新型氧化物薄膜晶體管的研究進展[A];TFC’09全國薄膜技術學術研討會論文摘要集[C];2009年

10 朱超;;幾種激光沉積金屬氧化物薄膜的抗近紅外性能的比較[A];2008全國功能材料科技與產業(yè)高層論壇論文集[C];2008年

中國博士學位論文全文數據庫 前10條

1 浦海峰;新型氧化物薄膜晶體管材料及工藝研究[D];復旦大學;2014年

2 于欣格;可用于柔性光電子器件的薄膜晶體管研究[D];電子科技大學;2015年

3 李秀萍;鋅—鈰—鈦復合氧化物制備及光催化應用研究[D];東北大學;2014年

4 李曉寧;納米尺度參量復合型氧化物的制備及外場響應[D];中國科學技術大學;2016年

5 張國勇;強關聯氧化物薄膜光（熱）感生熱電勢效應及探測器應用[D];中國科學技術大學;2006年

6 彭蔚蔚;幾種功能氧化物薄膜結構的同步輻射紅外與太赫茲光譜研究[D];武漢理工大學;2012年

7 譚娜;Er/Yb共摻氧化物薄膜的光致熒光特性、結構特征及相關優(yōu)化理論分析[D];大連理工大學;2006年

8 熊飛;鈣鈦礦型氧化物薄膜的激光感生熱電電壓效應及光探測器應用[D];昆明理工大學;2008年

9 王曉祺;基于氧化物薄膜的光電器件及電阻轉變行為研究[D];上海大學;2012年

10 唐金龍;ABO_3型氧化物薄膜表面結構與界面應力效應的第一原理研究[D];電子科技大學;2008年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 時守鵬;銅基氧化物的室溫鐵磁性研究[D];蘭州大學;2016年

2 王劉勇;復合氧化物薄膜生長機理及物性研究[D];蘇州大學;2016年

3 白夏夏;鎢氧化物的制備、表征及在光電化學中的應用[D];北京交通大學;2016年

4 葉正平;鎳鋁復合氧化物薄膜的制備及其電吸附性能研究[D];北京化工大學;2012年

5 霍麗娟;直流反應磁控濺射法制備p型透明導電錫銻氧化物薄膜[D];浙江大學;2006年

6 冀曉靜;鈦硅復合氧化物光催化劑的制備及光催化性能研究[D];中國石油大學;2008年

7 童楊;非晶銦錫鋅氧化物薄膜的制備及特性研究[D];山東大學;2015年

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

9 田媛媛;層狀化合物及其復合金屬氧化物薄膜的制備與性能研究[D];北京化工大學;2007年

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;2015年

本文編號：719141