BTO-STO氧化物超晶格生長(zhǎng)模擬及電學(xué)性能研究.pdf

1、該論文概述了超晶格廣闊的應(yīng)用前景,并闡述了BaTiO<,3>/SrTiO<,3>超晶格材料的特點(diǎn)與其研究的重要性.在試驗(yàn)過(guò)程中,使用激光分子束外延技術(shù)制備了不同結(jié)構(gòu)的BaTiO<,3>/SrTiO<,3>超晶格薄膜,并對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了研究.為了研究氧化物薄膜的生長(zhǎng)過(guò)程,采用Monte Carlo方法對(duì)氧化物薄膜的生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行了模擬.參考已有的生長(zhǎng)模型,結(jié)合晶體理論和試驗(yàn)結(jié)果,建立了研究薄膜生長(zhǎng)過(guò)程的模型,用Monte Carlo方法

2、對(duì)薄膜的生長(zhǎng)進(jìn)行了模擬,結(jié)果表明在較低的沉積速率下,可以得到表面比較光滑的薄膜,并且在較低的沉積速率下,基片表面的缺陷對(duì)薄膜的生長(zhǎng)影響不大.為了對(duì)BaTiO<,3>/SrTiO<,3>超晶格薄膜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,使用了反射式高能電子衍射儀RHEED、X射線衍射(XRD)、原子力顯微鏡(AFM)、X射線光電子能譜(XPS)等分析技術(shù)對(duì)薄膜的結(jié)構(gòu)和成分進(jìn)行了測(cè)試.其中RHEED振蕩曲線表明薄膜為良好的二維層狀生長(zhǎng),并且通過(guò)RHEED振蕩曲線可

3、以精確的得到薄膜的層數(shù).從不同基片溫度的超晶格薄膜的AFM分析表明,在基片溫度為380℃到470℃的溫度范圍內(nèi),薄膜具有原子級(jí)光滑表面.對(duì)BaTiO<,3>/SrTiO<,3>超晶格薄膜樣品的內(nèi)部成分進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)在BaTiO<,3>層與SrTiO<,3>層之間,Ba粒子和Sr粒子有一定的互擴(kuò)散,并且降低基片溫度可以減小粒子間的互擴(kuò)散.使用真空蒸發(fā)技術(shù),在BaTiO<,3>/SrTiO<,3>超晶格薄膜上蒸鍍金電極,并用導(dǎo)電膠引出引線來(lái)