復(fù)合氧化物薄膜生長(zhǎng)機(jī)理及物性研究.pdf

1、脈沖激光沉積技術(shù)（pulsed laser deposition，PLD）是目前實(shí)驗(yàn)室中興起的一種制備薄膜的技術(shù)。其主要具有容易獲得期望化學(xué)計(jì)量比的多組分薄膜，沉積速率快，實(shí)驗(yàn)所需要的周期比較短等優(yōu)點(diǎn)，另外它對(duì)襯底的溫度要求較低，且可以通過(guò)沉積溫度、激光能量、頻率、氧壓等來(lái)調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，從而在適當(dāng)?shù)臈l件下獲得我們所需要的薄膜，它還具有兼容性好、清潔容易處理、可以制備多種材料等特點(diǎn)，所以探究 PLD不同工藝條件對(duì)氧化物薄膜所產(chǎn)生的影響是非

2、常有意義的。
　　在本文中我們主要探討了1.使用不同工藝條件在STO（001）基底上，對(duì)銅以其氧化物薄膜實(shí)現(xiàn)調(diào)控生長(zhǎng)。2.在不同基底上實(shí)現(xiàn)SrMnO3(SMO)和SMO:NiO復(fù)合薄膜的生長(zhǎng)
　　在本文中，我們首先研究了 PLD生長(zhǎng)中襯底的溫度，激光的能量和頻率對(duì)銅及其氧化薄膜的影響，包括：晶格結(jié)構(gòu)，表面形貌，電性質(zhì)，光學(xué)性質(zhì)，化學(xué)價(jià)態(tài)等等。并通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)積累繪制出，Cu，Cu2O，Cu2O：Cu隨著不同條件下生長(zhǎng)的相圖。

3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，高的襯底溫度和低的激光能量密度適合單質(zhì)銅薄膜的生長(zhǎng)，而較低的溫度和高的激光能量密度則較易獲得氧化亞銅或者兩者的復(fù)合薄膜，電學(xué)性質(zhì)測(cè)試表明氧化亞銅保持著半導(dǎo)體性質(zhì)，且在較高溫度和激光頻率下獲得薄膜樣品表面較為粗糙，通過(guò)光學(xué)性質(zhì)測(cè)試表明Cu2O：Cu的復(fù)合薄膜相比于純的氧化亞銅薄膜在紫外和紅外波段較具有更高的光吸收率。另外通過(guò)X射線光電子衍射(XPS)以及X射線誘導(dǎo)的俄歇電子衍射(XAES)分析，證實(shí)了薄膜中只存在 Cu0或者

4、 Cu1+離子，其化學(xué)價(jià)態(tài)可以通過(guò)我們的生長(zhǎng)工藝條件來(lái)調(diào)節(jié)。
　　同時(shí)我們?cè)诓煌咨仙L(zhǎng)了立方結(jié)構(gòu)的 SrMnO3，以及 SrMnO3：NiO的復(fù)合薄膜，在不同基底上生長(zhǎng)所需要的氧壓條件不盡相同。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明不同取向的基底所需要的條件不同：對(duì)于STO（001），YAO（001）（010）這些取向的基底我們通常需要較大的氧壓5Pa-10Pa左右；而STO（111）基底上卻需要極低的氧壓（1*10-5Pa）。另外通過(guò)這種復(fù)合薄膜的生