异质外延生长钙钛矿结构氧化物薄膜

影响直接外延生长氧化物薄膜的因素有很多,最主要的是保证氧化物薄膜的正确成相和在单晶衬底上成核．直接外延生长时,衬底温度影响到薄膜的成相．衬底温度还影响薄膜的生长动力学,并因此影响薄膜的外延生长取向．由于薄膜是首先在衬底表面成核、成相并生长的,因此衬底材料晶格的影响是不容忽视的．衬底材料（或异质外延材料）与薄膜的相互作用是影响外延生长的最直接因素,而晶格常数失配会造成薄膜样品中存在应力并影响样品性质．利用脉冲激光淀积法,我们成功地外延生长了ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７超导薄膜、Ｓｒ０．５Ｂａ０．５ＴｉＯ３铁电介电薄膜、Ｌａ０．７Ｃａ０．３ＭｎＯ３铁磁巨磁电阻薄膜、Ｌａ０．５Ｓｒ０．５ＣｏＯ３导电薄膜等多种具有钙钛矿结构的氧化物功能薄膜．以这些钙钛矿结构氧化物薄膜的外延生长为例,本文讨论影响氧化物薄膜异质外延生长的因素     

钙钛矿结构La0.7Ca0.3MnO3-δ外延薄膜中氧的扩散

利用脉冲激光淀积方法，我们制备了外延La0．7Ca0．3MnO3-δ薄膜．实验发现，在30Pa氧分压下制备的薄膜晶格中仅有少量氧空位．可以通过高真空条件下的热处理(热处理温度为780℃)减少样品晶格中的氧含量．室温x射线衍射分析表明，在780℃通过高真空热处理的La0．7Ca0．3MnO3-δ外延薄膜结构不发生改变．通过延长高真空热处理时间可以逐渐减少外延薄膜样品晶格中的氧含量，这反映在样品晶格常数有系统变化及样品绝缘体-金属(I-M)转变温度降低．对样品电阻率．温度曲线的拟合表明，样品晶格中的氧含量是均匀的，这与X射线衍射分析的结果是一致的．通过长时间高真空条件下的热处理可以使样品的I-M转变温度低于10K，而短时间氧气氛中的充氧热处理可以使转变温度回复．这说明样品晶格中的氧扩散出和充入是有区别的．在同一外延薄膜样品可以反复通过高真空条件下的高温脱氧热处理和充氧热处理来改变样品中氧含量，这将方便于将薄膜性能与氧含量的关系进行比较、分析和讨论．     

分子束外延生长GaN薄膜中的一种早期位错结构

利用高分辨电子显微术，对在GaP基体上由分子束外延生长六角GaN晶体薄膜中的晶体缺陷结构进行了研究．实验中发现了GaN薄膜外延生长过程中产生的一种典型早期刃型位错结构．此晶体缺陷位于一大块GaN晶粒内部，其外观类似于一段（1120）晶界．它由一条（1120）高能孤立晶界段及其两端的两个1/6［1120］不完全刃型位错组成．从大晶格失配材料之间分子束外延生长的机理上对这种缺陷结构的形成进行了解释． 关键词：     

超薄膜外延生长的计算机模拟

对超薄膜的生长过程进行了计算机模拟，得到与实验结果一致的团簇生长形貌及“台阶流动”结果，分析了邻晶面偏离角对成核密度等的影响，并计算了台阶流动的阈值及团簇的分形维数. 关键词：     

高Tc氧化物超导薄膜的分子束外延研究综述

高临界温度（Ｔｃ）氧化物超导体的研究日新月异。作为高Ｔｃ超导研究重要组成部分的氧化物超导薄膜物理和技术也得到了飞速发展。分子束外延（ＭＢＥ）作为一项高级精密的真空镀膜技术，也跟其它镀膜技术一样，在高Ｔｃ超导薄膜的研究中发挥了独特的作用并取得了许多重要成就。本文结合作者近年来在高温超导体ＭＢＥ研究方面的工作，对这一新兴领域的进展和概况作一综述性介绍，并对该领域未来的发展作一些展望     

用激光分子束外延在玻璃衬底上生长La0.67Sr0.33MnO3薄膜

采用激光分子束外延技术,在玻璃衬底上制备了La0.67Sr0.33MnO3 (LSMO) 薄膜,X射线衍射测量结果表明在玻璃衬底上生长的LSMO薄膜沿c轴择优取向生长.在外磁场3 T和88, 220, 300 K条件下,LSMO薄膜的磁电阻变化率分别达到-37.8%, -26.8%和-6.07%.实验结果表明,在廉价的玻璃衬底上制备大面积和具有应用价值的锰氧化物薄膜是可行的.     

GaAs(001)表面外延生长Mn薄膜的XPS研究

利用x射线光电子能谱的深度剖面技术,对不同衬底温度下分子束外延生长的Mn薄膜及其与GaAs(001)衬底间的界面进行了元素组分和化学结合状态随深度变化的研究。实验发现衬底温度等于400K时制备的fcc-Mn/GaAs(001)体系中,fcc-Mn层与GaAs衬底之间存在一层较厚的Mn-Ga-As的缓冲层;衬底温度等于300K(室温)时制备的a-Mn/GaAs(001)体系中也存在类似的缓冲层,但它的厚度与fcc-Mn的情形相比要小得多;而当衬底温度等于450K时制备的体系在GaAs衬底之上全部是Mn-Ga     

外延生长Re-Ba-Cu-O(Re=Y,Er,Ho,Gd,Sm)超导薄膜的结构研究

利用平面靶直流磁控溅射装置成功地制备了外延生长 ReBa_2Cu_3O_(7-x)(Re=Y,Er,Ho,Gd,Sm)超导薄膜,其中 YBa_2Cu_3O_(7-x)薄膜的临界电流密度(77.3K)达到了1.4×10~6A/cm^2.利用 X 射线衍射和小角掠入射高能电子衍射技术分析了外延薄膜的晶体结构、晶格参数及外延取向.在(100)和(110)SrTiO_3衬底上外延生长的 ReBa_2Cu_3O_(7-x) 薄膜,由于衬底取向、衬底温度和氧分压的不同,显示出有四种不同外延取向的趋势.文中还讨论了影响薄膜外延生长的因素.     

用激光分子束外延在Si衬底上外延生长高质量的TiN薄膜

采用激光分子束外延技术，利用两步法，在Si单晶衬底上成功地外延生长出TiN薄膜材料.原子力显微镜分析结果显示， TiN薄膜材料表面光滑，在10 μm×10 μm范围内，均方根粗糙度为0842nm.霍耳效应测量结果显示，TiN薄膜在室温条件下的电阻率为36×10^-5Ω·cm，迁移率达到5830 cm²/V·S，表明TiN薄膜材料是一种优良的电极材料.X射线θ—2θ扫描结果和很高的迁移率均表明，高质量的TiN薄膜材料被外延在Si衬底     

含Bi层状钙钛矿型铁电薄膜在金属电极上的非c轴取向生长研究

用sol—gel工艺直接在（111）Pt／Ti／SiO2／Si衬底上分别制备了62％a／b轴择优、65％（014）／（104）择优、高c轴择优取向生长的Bi3.15Nd0.85Ti3O12（BNdT）铁电薄膜。发现BNdT薄膜的铁电、介电和压电性能强烈依赖于晶粒的择优取向。从而证实BNdT中自发极化矢量P，靠近a轴。透射电镜观察表明，非c轴取向薄膜中的柱状晶粒从底电极Pt表面一直延伸到薄膜上表面。而c轴择优取向薄膜中的晶粒细小且主要呈等轴状。讨论了含Bi层状钙钛矿型铁电薄膜在金属电极上的择优取向生长机制。     

原子尺度控制钙钛矿氧化物薄膜的异质外延生长和特性研究

用激光分子束外延,原子尺度控制的外延生长出多种钙钛矿氧化物异质结.X射线衍射和原子力显微镜测量结果表明,在Si基底上生长的SrTiO3和LaAlO3薄膜具有很好的外延结构和取向,其表面达到原子尺度的光滑.YBCO/SrNb0.01Ti0.99O3、La0.9Sr0.1MnO3/SrNb0.01Ti0.99O3(LSMO/SNTO)等异质结,均观测到较好的p-n结I-V特性.首次观测到钙钛矿结构氧化物p-n结电流的磁调制和正巨磁电阻效应,在255K条件下,当外加磁场分别为5×10-4T、1×10-3T、1×10-2T和0.1T时,LSMO/SNTO p-n结的磁电阻变化率ΔR/R0达到:46.7%、59.7%、70.5%和83.4%;当外加磁场为3T时,在100K条件下,在LSMO/SNTO多层p-n异质结上观测465%的正磁电阻变化率.     

气相外延ZnSe单晶薄膜的蓝色电致发光

本文在300℃—700℃温度范围内,在GaAs衬底上气相外延生长了ZnSe单晶薄膜。讨论了衬底温度对外延层电学性质及光学特性的影响。ZnSe外延层经Zn气氛热处理后,发光特性大为改善。用处理后的ZnSe外延膜做成MIS发光二极管,首次得到了室温下气相外延ZnSe单晶薄膜的蓝色电致发光。     

薄膜生长的理论模型与Monte Carlo模拟

用Monte Carlo方法模拟了薄膜的二维生长.引入Morse作用势描述粒子间的相互作用情况,研究了相互作用范围α对薄膜生长初期形貌的影响.薄膜的生长经历了由临界核的形成、团的长大、形成迷津结构到连续成膜4个阶段.模拟结果表明,随着沉积粒子数的增加,成团粒子所占百分比下降.这与实际情况相符. 关键词： 薄膜生长 Monte Carlo方法 Morse势     

3英寸双面YBCO高温超导外延薄膜研究

本文采用倒筒直流溅射方法(ICS)结合基片变速双轴旋转方式原位生长Φ3英寸双面YBCO高温超导外延薄膜.膜厚分布最大偏差小于10%,薄膜样品的中心与边缘部分的Tc0均达到90K,ΔTc≤0.3K,FWHM(005)≈0.2°,Rs(10GHz,77K)≈0.8mΩ,Jc值分布在2.2～3.1MA*cm-2之间,表明样品均匀性良好.     

镍基合金薄膜中的分形生长

本文报道用离子束方法,通过离子束-固体交互作用在镍基合金薄膜中形成的分形结构。实验结果揭示了薄膜中分形生长的必要条件之一是非晶基体的相变。经测定,实验观察到的分形图形的豪斯道夫维数随合金组元不同而变化:D_f=1.4(Ni-Zr系统);D_f=1.7(Ni-Mo系统)。还讨论了离子束与固体作用过程及非晶相变与固体中分形生长的关系。 关键词：     

薄膜层状外延生长的光学原位实时监测方法

综述了几种用于监控薄膜外延生长的光学原位实时监测方法的进展。其中光反射差法／光反射各向异性谱（ＲＤＳ／ＲＡＳ）和ｐ偏振反射谱（ＰＲＳ），表面光吸收（ＳＰＡ），椭偏仪（ＳＥ）等。在外延过程中已观测到了薄膜层状外延周期振荡。     

氧化铯薄膜的光学特性和介电常数

正常氧化铯薄膜的光学常数和介电常数随铯杂质含量和入射光波长有关。本文给出实测的三种铯杂质含量较多的氧化铯的折射率n。消光系数k和复介电常数在可见光和近红外范围的曲线,并对这些曲线和散射光及反射光颜色随铯杂质含量的关系作了讨论。 关键词：