[(SrTiO3)n/(SrTi0.8Nb0.2O3)m]20/LaAlO3超晶格的制备及其激光感生热电电压效应

采用脉冲激光沉积(PLD)镀膜技术在倾斜10°的LaAlO3(100)单晶衬底上制备了(SrTiO3)n/(SrTi0.8Nb0.2O3)m系列超晶格.在超晶格薄膜的XRD图谱中清楚地观察到周期调制的卫星峰结构.从卫星峰的分布计算了超周期,进而得到了在生长SrTiO3和SrTi0.8Nb0.2O3时的沉积速率,分别为0.78 /pulse和0.57 /pulse.在超晶格薄膜中发现了激光感生热电电压(LITV)效应,说明这种人造原子层热电堆结构具有Seebeck系数各向异性.研究发现,在SrTiO3介电层厚度n=46.8 nm,SrTi0.8Nb0.2O3导电层厚度m=19.0 nm时LITV信号的平均峰值电压最大U -P=0.7 V/mJ·mm,n=46.8 nm,m=11.4 nm时LITV信号的平均响应时间最小τ -=124 ns.     

氧压对SrTiO3和SrNb0.2Ti0.8O3薄膜晶格参数的影响及激光感生热电电压效应

采用脉冲激光沉积技术制备了SrTiO3和SrNb0.2Ti0.8O3薄膜.X射线衍射分析表明在LaAlO3(100)单晶平衬底上生长的SrTiO3及SrNb0.2Ti0.8O3薄膜是沿[001]取向的近外延生长.随着氧压在一定范围内逐渐增大,SrTiO3薄膜的晶格参数减小,而SrNb0.2Ti0.8O3薄膜的晶格参数先减小后增大.同时摸索出制备具有二维电子气超晶格(SrTiO3/SrNb0.2Ti0.8O3).的最佳氧压为1.0×10-2Pa.另外在LaAlO3(100)倾斜衬底上制备的SrNb0.2Ti0.8O3薄膜中观察到激光感生热电电压效应.     

(La0.7Sr0.3MnO3)m(BiFeO3)n超晶格间隔的La0.7Sr0.3MnO3三明治结构制备及表征

采用射频磁控溅射的方法在SrTiO3(001,基片上制备了(La0.7Sr0.3MnO3)m(BiFeO3)n超晶格间隔的La0.7Sr0.3MnO3三明治结构.X射线衍射分析证明(La0.7Sr0.3MnO3)m(BiFeO3)n具有明显的超晶格结构.电流垂直于薄膜表面测得的电阻-温度关系表明.La0.7Sr0.3MnO3)m(BiFeO3)n超晶格薄膜在290 K有金属-绝缘体转变,略低于单层La0.7Sr0.3MnO3薄膜的转变温度.电流在0.01-10 mA范围内,观察到薄膜的峰值电阻随电流增大而减小,峰值变化率远大于单层La0.7Sr0.3MnO3薄膜,且随着超晶格周期厚度的增加而增大.低温下,电流-电压曲线表明其导电机制应主要为空间载子限制,且显示较大的电压偏置,表现出肖特基结的特性.     

高温超导HgBa2Ca2Cu3O8+δ薄膜的制备

我们曾用离子注入法,脉冲激光沉积等方法制备出了HgBa2Ca2Cu3O8+δ超导薄膜.但这些方法费用昂贵,难度较大.因此我们探索利用化学雾化技术在衬底上制备HgBa2Ca2Cu3O8+δ超导薄膜.制备过程包括两个步骤:第一步控制衬底温度制备Ba-Ca-Cu-O薄膜,并退火得到Ba-Ca-Cu-O前驱物;第二步,控制衬底温度并将HgCl2喷射在Ba-Ca-Cu-O前驱物薄膜上得到Hg-Ba-Ca-Cu-O薄膜,并将所得薄膜在氧气中氧化.目前我们正在探索利用这一技术来制备Hg-1223高质量的超导薄膜.     

蓝宝石基片上制备双面Tl_2Ba_2CaCu_2O_8超导薄膜

在蓝宝石基片上,以CeO2为缓冲层制备了高质量的双面Tl2Ba2CaCu2O8(Tl-2212)超导薄膜。以金属铈靶作为溅射源生长了c轴取向的CeO2缓冲薄膜,并对CeO2薄膜进行了高温处理,有效改善了其结晶质量和表面形貌。采用两步法制备了双面的Tl-2212超导薄膜。XRD测试显示,薄膜为纯的Tl-2212相,且其晶格c轴垂直于衬底表面。超导薄膜的Tc为106K,Jc(77K,0T)为3.5MA/cm2,微波表面电阻Rs(77K,10GHz)为390μΩ。     

InAs/GaInSb超晶格薄膜结构与电学性能

采用分子束外延(MBE)方法, 调节生长温度、Ⅴ/Ⅲ束流比等参数在(001)GaAs衬底上生长了InAs/GaInSb超晶格薄膜.结果表明:InAs/GaInSb超晶格薄膜的最佳生长温度在385~395 ℃, Ⅴ/Ⅲ束流比为5.7 :1~8.7 :1.高能电子衍射仪(RHEED)原位观测到清晰的GaAs层(4×2)、GaSb层(1×3)和InAs层(1×2)再构衍射条纹.获得的超晶格薄膜结构质量较好.随着温度的升高, 材料的载流子浓度和迁移率均上升.     

MOD法在双轴织构Ni-W合金基片上制备SrTiO_3缓冲层

MOD(金属有机化合物沉积)方法被认为是制备第二代高温超导带材最有应用前景的方法之一。文中采用MOD方法在具有双轴织构的Ni基带上制备SrTiO3薄膜作为高温超导带材的缓冲层,并研究了种子层前驱溶液和退火工艺对SrTiO3薄膜的微观结构及表面形貌的影响。通过这种方法,在Ni-5at.%W基带上获得了具有良好择优取向和表面平整的SrTiO3薄膜。     

前驱B膜沉积时间对MgB_2薄膜超导特性的影响

利用化学气相沉积法(CVD)在多晶Al2O3衬底上制备出了系列MgB2超导薄膜,研究了前驱硼膜沉积时间对MgB2薄膜超导特性的影响,通过XRD、SEM和R-T曲线对超导MgB2薄膜进行了表征。延长前驱硼膜的沉积时间,得到的硼膜结晶度越高,结构更致密。经退火后制备的MgB2薄膜表面富余的Mg可以改善晶粒间的连接,提升T c值。该实验沉积10min前驱硼膜得到的MgB2超导薄膜T c值为34K,且超导转变宽度比较窄。延长前驱硼膜沉积时间到15min后,薄膜的T c值降低,这是由于前驱硼膜较多,Mg和硼反应不充分所导致的。     

多层高温超导薄膜研究

文中以LaAlO3为衬底,制作了一层Tl-2212高温超导薄膜,并在薄膜上生长一层较薄的CeO2缓冲层,然后再在上面生长一层Tl-2212高温超导薄膜。经过测量,研究了多层膜结构对超导薄膜临界电流密度的影响。结果显示,在缓冲层的结晶过程中超导薄膜的晶格受到影响,结晶过程中的处理很容易诱导上面一层Tl-2212超导薄膜产生杂相,导致临界电流密度降低。     

在SrTiO3, NdGaO3衬底上生长的HgBa2CaCu2Oy超导薄膜

通过两步法,在SrTiO3, NdGaO3衬底上制备了HgBa2CaCu2Oy 高温超导薄膜,X射线衍射实验结果证明了薄膜是c-轴外延生长的.电阻温度测量表明薄膜的超导零电阻转变温度(Tc)>115K和临界电流Jc>0.4MA/cm2(77K,零磁场),而且重复性很好.扫描电镜实验揭示了薄膜是层状生长的,晶粒是四方形和八角形的,实验证实基于碳酸盐的靶也是适合于制备汞系铜氧化物高温超导膜的.     

Epitaxial growth of solution deposited YBa2Cu3O7-δ films

The solution deposition of YBa2Cu3O7- (Y123) high temperature superconducting thin films was studied. The films were prepared from a polymer-containing precursor onto SrTiO3 (001) and LaAlO3 (001) substrates and mineralized at high temperatures. The process depended on details of the film preparation in a delicate fashion, resulting either in superconducting or non-superconducting thin films. To elucidate this difference in conductivity, scanning electron microscopy and several X-ray diffraction techniques were used to characterize the resulting Y123 layers. Both the morphology of the film and the percentage of non-superconducting minority components are likely to be the origin of the difference in the conductance behavior at low temperatures.     

Growth and photoluminescence properties of inclined ZnO and ZnCoO thin films on SrTiO₃（110） substrates

ZnO thin film growth prefers different orientations on the etched and unetched SrTiO 3(STO)(110) substrates.Inclined ZnO and cobalt-doped ZnO(ZnCoO) thin films are grown on unetched STO(110) substrates using oxygen plasma assisted molecular beam epitaxy,with the c-axis 42 inclined from the normal STO(110) surface.The growth geometries are ZnCoO[100]//STO[110] and ZnCoO[111]//STO[001].The low temperature photoluminescence spectra of the inclined ZnO and ZnCoO films are dominated by D 0 X emissions associated with A 0 X emissions,and the characteristic emissions for the 2 E(2G)→ 4A2(4F) transition of Co 2+ dopants and the relevant phonon-participated emissions are observed in the ZnCoO film,indicating the incorporation of Co 2+ ions at the lattice positions of the Zn 2+ ions.The c-axis inclined ZnCoO film shows ferromagnetic properties at room temperature     

SrTiO3薄膜氧缺陷的第一性原理研究

在广义梯度近似(GGA)下,利用超软赝势对真空条件下SrTiO3超晶胞的体系能量、原子间电子云重叠布局数和电子态密度等进行了自恰计算.结果显示,对有氧缺陷的超晶胞优化后,晶格参数的几何平均值增大了2.711%,这表明在高温条件下外延生长STO薄膜时,产生了氧缺陷,并且氧空位易处于薄膜表层;另外,表层氧缺陷使表层Ti原子明显的发生偏心位移,两个Ti原子的核间距由0.3905 nm增大至0.4234 nm,b轴上的氧原子则向中心靠近了0.0108 nm、并沿c轴方向上突了0.0027 nm,使STO晶体产生自发极化,氧缺陷还使STO的电子态密度的能隙增宽了1.75 eV,达到2.48 eV,从而使STO晶体由顺电相转向铁电相.     

SrTiO_3(001)衬底上多层FeSe薄膜的分子束外延生长

近几年,由于用分子束外延法在SrTiO_3衬底表面制备的单层FeSe具有很高的超导转变温度而引发了极大的研究热潮,随之而来的是对多层FeSe薄膜日益增长的研究兴趣.但目前还没有对成功生长高质量多层FeSe薄膜的详细报道.本文利用高能电子衍射仪(RHEED)实时监控在不同生长条件下制备的多层FeSe薄膜,发现在FeSe薄膜的生长初期,RHEED图像的强度演化基本符合台阶密度模型的描述特征,即台阶密度ρ正相关于衍射条纹强度.FeSe(02)衍射条纹的强度在第一生长周期内呈现稳定而明显的峰型振荡,而且不受高能电子掠射角的影响,最适合用来标定FeSe薄膜的厚度.结合扫描隧道显微镜对FeSe薄膜质量的原位观察,确定了制备多层FeSe薄膜的最佳生长条件,为FeSe薄膜的物性研究提供了重要的材料基础.     

La0.8Ca0.2MnO3/SrTiO3薄膜厚度对其结构及磁学性能的影响

采用多种X射线衍射技术和磁电阻测量技术研究了不同厚度的La_0.8Ca_0.2MnO₃/SrTiO₃ (LCMO/STO)薄膜的应变状态及其对磁电阻性能的影响.结果表明，在STO(001)单晶衬底上生长的LCMO薄膜沿［00l］取向生长.LCMO薄膜具有伪立方钙钛矿结构，随着薄膜厚度的增加，面内晶格参数增加，垂直于面内的晶格参数减小,晶格参数a和b相近，略小于c.LC 关键词： X射线衍射 微结构 应变 物理性能     

不同晶向SrTiO3上外延GaAs薄膜的光谱研究

利用MBE生长技术,成功地在不同晶向SrTiO3(100)(111)(110)衬底上生长了GaAs薄膜,利用显微Raman和荧光光谱（PL）对此进行了研究。实验结果表明,在不同晶向SrTiO3上生长的GaAs薄膜有不同的晶向和应力状态。荧光光谱（PL）研究表明在SrTiO3(100)(111)晶面上生长的GaAs薄膜的PL峰发生明显的蓝移。研究表明在SrTiO3(110)面上生长的GaAs薄膜和体单晶基本上一致,有更好的光学质量。     

The structure of strained perovskite KTaO(3) thin films prepared by pulsed laser deposition

Epitaxial perovskite potassium tantalate (KTaO(3)) films with thicknesses of 7.4-36?nm are grown on SrTiO(3)(001) substrates by pulsed laser deposition. X-ray diffraction (XRD) analysis reveals evolution of lattice strain with increasing film thickness. A biaxial compressive in-plane strain as large as -?2.1% is obtained in the 7.4?nm-thick film. A bi-layer microstructure is detected in the 18?nm-thick film, suggesting the possibility for an abrupt strain relaxation.     

铌酸钾钠基(KNN基)无铅铁电薄膜的低温铁电性能

在 SrTiO3 (001 ) 衬 底 上 生 长 SrRuO3 后, 外 延 生 长 的 0. 95 ( K0 .49 Na0 .49Li0 .02 ) ( Ta0 .02 Nb0 .8 ) O3 -0.05CaZrO3 (额外掺杂了2 wt% MnO2 ) 无铅铁电薄膜 ( 简称 KNNLT-CZM) 被系统研究. X 射线衍射结果说明KNNLT-CZM 薄膜具有较高的质量. X 射线光电子能谱 (XPS) 表明部分 K 元素没有进入 KNNLT-CZM 钙钛矿结构晶格中, Mn 元素主要以 Mn2 + 形式存在. 变温电滞回线(P-E) 表明 KNNLT-CZM 薄膜在78 K 到300 K 范围内都拥有极好的铁电性. 以上结果表明此类薄膜在电子器件应用方面具有极大的潜力.     

Fabrication of atomically smooth SrRuO3 thin films by laser molecular beam epitaxy

High-quality SrRuO₃ (SRO) thin films and SrTiO₃/SRO bilayer were grown epitaxially on SrTiO₃ (STO)(001) substrates by laser molecular beam epitaxy. The results of in situ observation of reflection high-energy electron diffraction and ex situ X-ray diffraction ϑ-2ϑ scan indicate that the SRO thin films have good crystallinity. The measurements of atomic force microscopy and scan tunneling microscopy reveal that the surface of the SRO thin film is atomically smooth. The resistivity of the SRO thin film is 300 μΘ·cm at room temperature. Furthermore, the transmission electron microscopy study shows that the interfaces of STO/SRO and SRO/STO are very clear and no interfacial reaction layer was observed. The experimental results show that the SRO thin film is an excellent electrode material for devices based on perovskite oxide materials. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 10334070)     

薄膜厚度对La1.85Sr0.15CuO4薄膜结构和超导电性的影响

使用直流同轴磁控溅射法,在SrTiO₃(STO)衬底上成功制备出c取向的La_1.85Sr_0.15CuO₄(LSCO)超导薄膜.通过电输运测量系统和X射线衍射仪研究了薄膜厚度对LSCO(x＝0.15)薄膜电学性质和晶体结构的影响.实验证明随着膜厚增加,(006)衍射峰的半高宽(Full Width at Half Maximum,FWHM)逐渐减小,薄膜的取向性增强,与此同时,薄膜的超导转变温 关键词： 1.85Sr_0.15CuO₄薄膜')" href="#">La_1.85Sr_0.15CuO₄薄膜 超导电性 晶体结构