復(fù)合氧化物薄膜生長機理及物性研究.pdf

1、脈沖激光沉積技術(shù)（pulsed laser deposition，PLD）是目前實驗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)計量比的多組分薄膜，沉積速率快，實驗所需要的周期比較短等優(yōu)點，另外它對襯底的溫度要求較低，且可以通過沉積溫度、激光能量、頻率、氧壓等來調(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，所以探究 PLD不同工藝條件對氧化物薄膜所產(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，對銅以其氧化物薄膜實現(xiàn)調(diào)控生長。2.在不同基底上實現(xiàn)SrMnO3(SMO)和SMO:NiO復(fù)合薄膜的生長
　　在本文中，我們首先研究了 PLD生長中襯底的溫度，激光的能量和頻率對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)價態(tài)等等。并通過大量的實驗積累繪制出，Cu，Cu2O，Cu2O：Cu隨著不同條件下生長的相圖。

3、實驗結(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，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，通過光學(xué)性質(zhì)測試表明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，證實了薄膜中只存在 Cu0或者

4、 Cu1+離子，其化學(xué)價態(tài)可以通過我們的生長工藝條件來調(diào)節(jié)。
　　同時我們在不同基底上生長了立方結(jié)構(gòu)的 SrMnO3，以及 SrMnO3：NiO的復(fù)合薄膜，在不同基底上生長所需要的氧壓條件不盡相同。實驗結(jié)果表明不同取向的基底所需要的條件不同：對于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）。另外通過這種復(fù)合薄膜的生