不同襯底上用PLD法制備LaSrCoO-,3-薄膜及薄膜性質(zhì)研究.pdf

1、La0.5Sr0.5CoO3(LSCO)因具有高電子和離子傳導(dǎo)性，已被應(yīng)用于燃料電池、氣體傳感器及鐵電存儲(chǔ)器的電極材料等方面。LSCO由于具有與Pb基鈣鈦礦型鐵電體相匹配的偽立方鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)，用其作為Pb(Zr,Ti)O3，(Pb,La)(Zr,Ti)O3的電極，能有效改善鐵電存儲(chǔ)單元的疲勞特性。本論文主要圍繞LSCO薄膜的制備、電極應(yīng)用和激光感生熱電電壓(LaserInducedThermoelectricVoltage，簡(jiǎn)稱LIT

2、V)效應(yīng)展開(kāi)。在四種襯底[Si，SiO2/Si，Pt/Ti/SiO2/Si，LaAlO3(LAO)]上用脈沖激光沉積法(PulseLaserDeposition，簡(jiǎn)稱PLD)制備LSCO薄膜，研究了薄膜生長(zhǎng)條件、薄膜結(jié)構(gòu)、表面形貌及電阻率。通過(guò)改進(jìn)薄膜制備工藝消除了薄膜表面裂紋及很大程度上減少了大顆粒，制備出了高質(zhì)量的LSCO薄膜。在傾斜LaAlO3(LAO)襯底上制備的LSCO薄膜上首次發(fā)現(xiàn)了激光感生熱電電壓。 主要結(jié)果如下：

3、 1.在LAO傾斜襯底上制備的La0.5Sr0.5CoO3薄膜上發(fā)現(xiàn)了LITV效應(yīng)，它有比LaCaMnO3更快的響應(yīng)時(shí)間。其LITV信號(hào)峰值隨入射激光能量線性變化。 2.制備了La(1-x)SrxCoO3(x=0.1，0.3，0.5，0.6)不同配比的多晶靶材。用其在LAO傾斜襯底上制備的La(1-x)SrxCoO3(x=0.3，0.6)薄膜上同樣發(fā)現(xiàn)了LITV效應(yīng)，但La0.5Sr0.5CoO3薄膜具有最快的響應(yīng)時(shí)間。

4、 3.研究了不同襯底和生長(zhǎng)溫度對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)的影響。在LAO平襯底上制備的LSCO的薄膜為外延生長(zhǎng)薄膜；在單晶Si襯底上制備的LSCO薄膜為無(wú)擇優(yōu)取向狀態(tài)；在SiO2/Si襯底上制備LSCO的薄膜為擇優(yōu)取向狀態(tài)，隨生長(zhǎng)溫度增加有向無(wú)擇優(yōu)取向變化的趨勢(shì)。在Pt/Ti/SiO2/Si襯底上制備的LSCO薄膜隨生長(zhǎng)溫度增加由[110]擇優(yōu)取向變化為[100]擇優(yōu)取向。 4.由于晶格失配和熱膨脹系數(shù)失配，在Si、SiO2/Si、Pt

5、/Ti/SiO2/Si襯底制備的LSCO薄膜表面有微裂紋。研究了后退火及原位退火對(duì)薄膜表面形貌的影響。通過(guò)原位退火及控制降溫速率緩慢降溫的方法消除了薄膜表面微裂紋。 5.通過(guò)改進(jìn)薄膜制備工藝很大程度上減少了薄膜表面大顆粒。 6.研究了襯底對(duì)薄膜電阻率的影響。結(jié)果顯示：ρsi(ρA表示A襯底上生長(zhǎng)的薄膜電阻率)＞ρSiO2/Si＞ρLAO＞ρPt/Ti/SiO2/Si(對(duì)ρPt/Ti/SiO2/Si沒(méi)有考慮襯底的貢獻(xiàn))。另