CMR薄膜的制備和LITV器件設計.pdf

1、在傾斜單晶襯底上生長的LaCaMnO<,3>和YBa<,2>Cu<,3>O<,7-δ>薄膜的激光感生電壓熱電效應是國際上超巨磁電阻(CMR)材料和高溫超導(HTSC)材料應用研究的一個新課題.本文的任務就是利用脈沖激光沉積法(PLD法)制備LaCaMnO<,3>薄膜,通過光刻和鍍電極等一系列工藝,最終制成薄膜器件.利用晶體中各向異性的Seebeck效應產(chǎn)生激光感生熱電電壓(Laser Induced Thermoelectric Vol

2、tage,簡記為LITV),以及感生電壓峰值與激光輸出功率/能量的線性關系,可以將薄膜器件制作成激光功率/能量計.實驗表明:此器件具有靈敏度高、響應范圍寬、和響應時間快的優(yōu)點.利用不同LaCaMnO<,3>薄膜陣列元上接收激光功率的不同,還可以研制CMR薄膜激光光束光斑診斷儀.我們用優(yōu)質(zhì)的La<,1-x>Ca<,x>MnO<,3>多晶為靶材,利用PLD法分別在傾斜SrTiO<,3>和LaAlO<,3>襯底上,制備了四種不同Ca<'2+>

3、摻雜量(x=0.33,0.15,0.1,0.05)的一系列的薄膜.經(jīng)過摸索,獲得了較為成熟的制膜工藝,所得薄膜表明平整,光滑且厚度均勻.經(jīng)測量發(fā)現(xiàn):Ca<'2+>摻雜量為0.1時,且生長在傾斜20°的LaAlO<,3>襯底上薄膜的LITV信號峰值最大.在H.Lengfellner教授推導出的激光感生熱電電壓公式以及張鵬翔等人通過建立微電源網(wǎng)絡模型和瞬時平面熱源模型推導出的LITV信號隨時間變化公式的基礎上,我們成功推導出了產(chǎn)生最大LIT

4、V信號峰值所對應的最佳薄膜厚度方程式,此方程為一超越方程.利用此方程并通過擬合計算,得到生長在傾斜10°的LaAlO<,3>襯底上的La<,0.9>Ca<,0.1>MnO<,3>薄膜的最佳膜厚為190nm,得到生長在傾斜10°的SrTiO<,3>襯底上的YBa<,2>Cu<,3>O<,7-δ>薄膜的最佳膜厚為243nm.利用MS-51系列單片機,制作了激光功率/能量計的外圍線路雛形,用三位LED數(shù)碼顯示器記錄激光能量和功率,經(jīng)248nm