LaTiO3(110)薄膜分子束外延生长的精确控制和表面截止层的研究

LaTiO₃ 是一种典型的强关联电子材料, 其(110) 薄膜为通过晶格对称性、应变等的设计调控外延结构的物理性质提供了新的机会. 本文研究了SrTiO₃(110) 衬底表面金属La 和Ti 沉积所引起的微观结构变化, 进而利用电子衍射信号对分子束外延薄膜生长表面阳离子浓度的灵敏响应, 发展了原位、实时、精确控制金属蒸发源沉积速率的方法, 实现了高质量LaTiO₃(110) 薄膜的生长和对阳离子化学配比的精确控制. 由于LaTiO₃中Ti³⁺ 3d 电子的库仑排斥作用, 氧原子层截止的(110) 表面更容易实现极性补偿, 因此生长得到的薄膜表面暴露出单一类型的氧截止面.     

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     

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 关键词： 激光分子束外延 TiN单晶薄膜 外延生长     

Fe3O4/MgO(100)薄膜的激光分子束外延与磁电学性能

 采用激光分子束外延方法,以烧结α-Fe₂O₃/为靶材,在MgO（100）基底上制备了Fe₃O₄薄膜。通过反射高能电子衍射原位观察了薄膜生长前后的表面结构,结果表明所生长的Fe₃O₄薄膜表面平整。经显微激光拉曼光谱和X光电子能谱分析证实所得薄膜表面成分为纯相Fe₃O₄。磁电学性能采用多功能物性系统测量,结果表明：当温度降至100 K附近时,薄膜电阻率有较大增加,Verwey相转变的范围变宽而且不明显,说明反向晶粒边界的存在;在7 160 kA·m^-1的磁场下,室温磁电阻达到-6.9%,在80和150 K温度下磁电阻分别达到-10.5%和-16.1%;薄膜的室温饱和磁化强度约为260 kA·m^-1,其矫顽磁场约为202 kA·m^-1。     

氧化物分子束外延技术及其在关联材料电子态研究中的应用

氧化物分子束外延薄膜和异质结生长技术近年来迅速发展,人们已实现以单原子层的精度来精确生长多种复杂量子材料,有力地推动了铜氧化物高温超导电性、二维电子气、氧化物电子学和自旋电子学器件等领域的研究.文章介绍了氧化物分子束外延的技术关键,并以La1-xSrxMnO3薄膜为例,介绍了钙钛矿结构的氧化物薄膜生长和刻画.特别是文章作者通过建立超高真空下的原位样品传送系统,可把薄膜样品直接传送到角分辨光电子能谱仪中,实现了薄膜的原位电子结构测量.所测得的La1-xSrxMnO3的电子结构与能带计算结果较为相符.而此类立方结构的、不可解理材料的电子结构,过去往往是无法直接测量的.     

激光分子束外延制备的BaTiO3及c取向YBa2Cu3O7-δ薄膜的生长模式

用反射式高能电子衍射（ＲＨＥＥＤ） 和原子力显微镜（ＡＦＭ） 研究激光分子束制备的铁电ＢａＴｉＯ３ 和高Ｔｃ 超导ｃ 取向Ｙ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７ 薄膜的生长模式,ＢＴＯ 铁电薄膜是原子级平整的层状生长模式;ｃ 取向ＹＢＣＯ 超导薄膜是ＳＫ生长模式 当薄膜厚度小于５ 个原胞时,层状生长,然后是台阶岛状生长．处理ＳｒＴｉＯ３ 基片表面可以改变ｃ 取向ＹＢＣＯ薄膜的生长模式     

用激光分子束外延的YBCO薄膜制备高稳定性DC-SQUID

利用激光分子束外延法在高约２５０ｎｍ的ＳＴＯ台阶衬底和３６．８°双晶衬底上外延厚度为２００～２３０ｎｍ的ＹＢＣＯ超导薄膜,用常规的光刻工艺制出ＤＣＳＱＵＩＤ图形．器件进入超导态后,正常态电阻不随温度改变．在恒定偏流,７７Ｋ温度下,磁通白噪声为２．０×１０－４Φ０／Ｈｚ．经过４０次室温与液氮温度间循环后,观察不到任何性能的改变     

ZnO薄膜的分子束外延生长及性能

利用分子束外延(MBE)和氧等离子体源辅助MBE方法分别在Si(100)、GaAs(100)和蓝宝石Al2O3(0001)衬底上用Zn、ZnS或以一定Zn-O化学计量比作缓冲层,改变衬底生长温度和氧压,并在氧气氛下,进行原位退火处理,得到ZnO薄膜。依据X射线衍射(XRD)图,表明样品的结晶性能尚好,且呈c轴择优取向;实验结果表明在不同衬底上生长的ZnO薄膜,由于晶格失配度不同,其衍射峰也有区别。用原子力显微镜(AFM)观测薄膜的表面形貌,为晶粒尺寸约几十纳米的ZnO纳米晶,且ZnO晶粒呈六边形柱状垂直于衬底的表面。采用掠入射X射线反射率法测膜厚。在360nm激发下,样品的发光光谱是峰值为410,510nm的双峰谱,是与样品表面氧缺陷有关的深能级发光。     

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La_067Sr_0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. 关键词： 锰氧化物薄膜 玻璃衬底 外延生长     

第2系列ZrO2(Y2O3)薄膜的慢正电子研究

用慢正电子技术研究了在溅射时不加偏压,衬底加热300℃,纯Ar气氛下制备的用Y_{2O3稳定的ZrO2薄膜材料(简称YSZ薄膜),发现了YSZ薄膜在不同 深度处的缺陷分布情况,退火温度对YSZ薄膜缺陷有影响.简要讨论了致密、优质YSZ薄膜的 制备方法.}     

横场-伊辛模型中BaTiO3的铁电行为

采用横场-伊辛模型描述了BaTiO₃中量子效应对铁电行为可能的贡献.计算显示量子效应可以明显地减少铁电体的自发极化.模型给出的理论结果与BaTiO₃的介电及极化实验结果符合较好. 关键词： 铁电性 量子效应 3')" href="#">BaTiO₃     

四方相BaTiO3缺陷性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了BaTiO₃在四方相下的各种缺陷性质.计算结果表明,在富氧环境下,钛的中性氧空位、分肖特基缺陷2V^3-_Ti+3V²⁺_O形成能分别为最低;而当体系处在还原环境下时,氧空位逐渐成为主要缺陷,其形成能最低.由于四方相下存在较强的Ti—O键共价杂化,四方相下全肖特基缺陷V^2-_Ba关键词： 缺陷 第一性原理 3')" href="#">BaTiO₃     

微波等离子体化学气相沉积法制备C3N4薄膜的结构研究

采用微波等离子体化学气相沉积法,用高纯氮气(99.999%)和甲烷(99.9%)作反应气体,在单晶Si(100)基片上沉积C₃N₄薄膜.利用扫描电子显微镜观察薄膜形貌,表明薄膜由密排的六棱晶棒组成.X射线衍射和透射电子显微镜结构分析说明该薄膜主要由β-C₃N₄和α-C₃N₄组成,并且这些结果与α-C₃N₄相符合较好.由虎克定律近似关 关键词： 3N₄')" href="#">C₃N₄ 微波等离子体化学气相沉积法 薄膜沉积     

表面修饰的钛酸钡的拉曼光谱

采用水热法制得表面包裹有十二烷基苯磺酸(DBS)和硬脂酸(St)的BaTiO₃纳米粒子，平均粒径均为60nm左右.拉曼光谱检测结果表明，样品的确为表面包裹有表面活性剂(DBS或St)的BaTiO₃纳米粒子集合体.与未包裹的相比，各光学声子模对应的拉曼振动模式峰均发生了蓝移.还发现不同的包裹体，所导致的蓝移值也不同.从纳米粒子的表面结构及包裹层的压力出发对此现象进行了定性解释和讨论. 关键词： 拉曼光谱 3纳米粒子')" href="#">DBS/ BaTiO₃纳米粒子 蓝移     

BaTiO3晶体自抽运相位共轭特性研究

研究了多种Rh:BaTiO₃和Ce:BaTiO₃晶体样品的受激背向光折变散射自抽运相位共轭特性和响应时间特性.结果表明,入射光与晶体a面或b面法线的夹角较大时,自抽运相位共轭光有更高的反射率、更快响应时间.利用前向二波耦合特性和相向二波耦合特性对实验现象给予合理的解释.实验结果表明,多数Ce:BaTiO₃晶体比Rh:BaTiO₃晶体的共轭光反射率高. 关键词： 钛酸钡晶体 二波耦合 自抽运相位共轭 响应时间     

Optical properties of carbon nanotubes and BaTiO3 composite thin films

Multiwalled carbon nanotubes and BaTiO₃ composite films have been prepared by pulsed-laser deposition technique at room temperature and high temperature of 600℃, separately. The structures of the composite films are investigated by using scanning electron microscopy and x-ray diffraction. The optical behaviours of the samples produced at different temperatures are compared with Raman spectroscopy, and UV-visible absorption. And the observation by Z-scan technique reveals that the composite films have a larger optical nonlinearity, and the samples prepared at high temperatures have better transmittance and opposite sign imaginary part of optical third-order nonlinearity.     

掺铑BaTiO3单晶场致应变特性的研究

系统地研究了掺铑的BaTiO₃单晶在老化后的场致应变性能.研究发现，晶体的场 致应变随老化时间的增加而增大，在老化27天后，在300V/mm的电场下，其双向场致应变可达1.11％；在较小的测试频率下（0.01Hz）也可得到0.95％的可逆的巨大的单向场致应变，在低频范围内，晶体的单向场致应变随测试频率增大而减小；研究晶体老化后的电滞回线，发现其 形状类似于蜂腰磁滞回线.实验结果表明，对BaTiO₃单晶掺杂铑元素可以大大改 善其电致伸缩性能，可能产生新的在超大应变及非线性驱动器中的应用. 关键词： 3单晶')" href="#">BaTiO₃单晶 掺铑 场致应变 老化     

Large third—order optical nonlinearity in Au nanomeytre particle doped BaTiO3 composite films near the resonant frequency

Nanometre-sized gold particles embedded in BaTiO₃ composite thin films (Au/BaTiO₃) were fabricated by the pulsed laser deposition technique. The films were grown on MgO (100) substrates at 700℃. The crystalline property of the films was studied with x-ray diffraction. X-ray photoelectron spectroscopy was used to check the Au composition and chemical nature for the deposited films. The absorption peak due to the surface plasmon resonance of Au particles was observed at the wavelength of about 570 nm, which increased as the metal particle size was increased. The nonlinear optical properties of the Au/BaTiO₃ films were determined using the z-scan method at the wavelength of 532 nm, which was close to the resonant frequency. The real and imaginary parts of the third-order nonlinear susceptibility χ⁽³⁾ at an Au concentration of about 6.7 at.% were determined to be 6.62×10^-7 esu and -6.24×10^-8 esu, respectively. The films showed a very large absorption, masking the nonlinear refraction effect at high metal concentrations.