脉冲激光沉积制备SrSn1-xCoxO3外延薄膜的微结构表征及能带调控

钙钛矿结构SrSnO₃因其独特的介电和半导体性质而备受关注,通过掺杂可显著调控其电学、磁学性能,拓宽其应用范围。本研究在单晶SrTiO₃(001)衬底上通过脉冲激光方法外延生长了SrSn_1-xCo_xO₃ (x = 0, 0.16, 0.33, 0.5) (SSCO)薄膜,探究了Co含量对薄膜结晶性、微观结构、光学性能以及介电性能的影响。结果表明, SrSn_1-xCo_xO₃薄膜可在SrTiO₃(001)衬底上外延生长, Co掺杂不会导致薄膜结晶质量的劣化。薄膜表面形貌平整、致密,膜厚200 nm,表面粗糙度为0.44 nm。随薄膜中Co掺杂量增加,薄膜透过率从90%降至25%,光学带隙从4.24 eV降至2.44 eV。介电性能测试表明,掺杂薄膜在10⁶Hz时介电常数为70.1,比无掺杂SrSnO₃薄膜提高57%。室温时SSCO薄膜表面电阻率为172 MΩ,在1000℃范围内薄膜结构稳定。