不同襯底上用PLD法制備LaSrCoO-,3-薄膜及薄膜性質(zhì)研究.pdf

1、La0.5Sr0.5CoO3(LSCO)因具有高電子和離子傳導(dǎo)性，已被應(yīng)用于燃料電池、氣體傳感器及鐵電存儲器的電極材料等方面。LSCO由于具有與Pb基鈣鈦礦型鐵電體相匹配的偽立方鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)，用其作為Pb(Zr,Ti)O3，(Pb,La)(Zr,Ti)O3的電極，能有效改善鐵電存儲單元的疲勞特性。本論文主要圍繞LSCO薄膜的制備、電極應(yīng)用和激光感生熱電電壓(LaserInducedThermoelectricVoltage，簡稱LIT

2、V)效應(yīng)展開。在四種襯底[Si，SiO2/Si，Pt/Ti/SiO2/Si，LaAlO3(LAO)]上用脈沖激光沉積法(PulseLaserDeposition，簡稱PLD)制備LSCO薄膜，研究了薄膜生長條件、薄膜結(jié)構(gòu)、表面形貌及電阻率。通過改進(jìn)薄膜制備工藝消除了薄膜表面裂紋及很大程度上減少了大顆粒，制備出了高質(zhì)量的LSCO薄膜。在傾斜LaAlO3(LAO)襯底上制備的LSCO薄膜上首次發(fā)現(xiàn)了激光感生熱電電壓。 主要結(jié)果如下：

3、 1.在LAO傾斜襯底上制備的La0.5Sr0.5CoO3薄膜上發(fā)現(xiàn)了LITV效應(yīng)，它有比LaCaMnO3更快的響應(yīng)時間。其LITV信號峰值隨入射激光能量線性變化。 2.制備了La(1-x)SrxCoO3(x=0.1，0.3，0.5，0.6)不同配比的多晶靶材。用其在LAO傾斜襯底上制備的La(1-x)SrxCoO3(x=0.3，0.6)薄膜上同樣發(fā)現(xiàn)了LITV效應(yīng)，但La0.5Sr0.5CoO3薄膜具有最快的響應(yīng)時間。

4、 3.研究了不同襯底和生長溫度對薄膜結(jié)構(gòu)的影響。在LAO平襯底上制備的LSCO的薄膜為外延生長薄膜；在單晶Si襯底上制備的LSCO薄膜為無擇優(yōu)取向狀態(tài)；在SiO2/Si襯底上制備LSCO的薄膜為擇優(yōu)取向狀態(tài)，隨生長溫度增加有向無擇優(yōu)取向變化的趨勢。在Pt/Ti/SiO2/Si襯底上制備的LSCO薄膜隨生長溫度增加由[110]擇優(yōu)取向變化為[100]擇優(yōu)取向。 4.由于晶格失配和熱膨脹系數(shù)失配，在Si、SiO2/Si、Pt

5、/Ti/SiO2/Si襯底制備的LSCO薄膜表面有微裂紋。研究了后退火及原位退火對薄膜表面形貌的影響。通過原位退火及控制降溫速率緩慢降溫的方法消除了薄膜表面微裂紋。 5.通過改進(jìn)薄膜制備工藝很大程度上減少了薄膜表面大顆粒。 6.研究了襯底對薄膜電阻率的影響。結(jié)果顯示：ρsi(ρA表示A襯底上生長的薄膜電阻率)＞ρSiO2/Si＞ρLAO＞ρPt/Ti/SiO2/Si(對ρPt/Ti/SiO2/Si沒有考慮襯底的貢獻(xiàn))。另