ZnO-Nb-SrTiO3(BaTiO3)異質(zhì)結(jié)的電輸運(yùn)性質(zhì).pdf

1、如今，隨著各種電子產(chǎn)品的迅速發(fā)展，新型材料的研究迫在眉睫。為了提高單一材料的性能，越來(lái)越多的研究者開(kāi)始探究異質(zhì)結(jié)的性質(zhì)，希望能生長(zhǎng)出同時(shí)具有各個(gè)材料的性質(zhì)同時(shí)又能避免單個(gè)材料的缺點(diǎn)的新型材料。氧化鋅（ZnO）是一種有著六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)的直接寬帶隙半導(dǎo)體，由于其薄膜具有高的激子結(jié)合能和透明導(dǎo)電性，是一種新興的光電子信息材料，在發(fā)光二極管、稀磁半導(dǎo)體、透明薄膜晶體管等方面都有著很大的應(yīng)用前景。鈣鈦礦氧化物比如鈦酸鋇（BTO）、鈦酸鍶（STO）

2、常用于制備巨磁阻、壓電、高溫超導(dǎo)等多功能材料，具有優(yōu)良的特性。如果能制備出 ZnO與鈣鈦礦氧化物的異質(zhì)結(jié)，就有可能將纖鋅礦與鈣鈦礦氧化物兩者的性質(zhì)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)多功能器件。我們分別采用脈沖激光沉積（PLD）在導(dǎo)電玻璃上制備 ZnO/BTO異質(zhì)結(jié)和磁控濺射在NSTO襯底上生長(zhǎng)ZnO薄膜，通過(guò)XRD的θ-2θ掃描，ω掃描，φ掃描對(duì)ZnO與鈣鈦礦氧化物的異質(zhì)結(jié)進(jìn)行了分析，并對(duì)其電學(xué)特性進(jìn)行了研究。
　　采用 PLD技術(shù)在導(dǎo)電玻璃（FTO）

3、襯底上生長(zhǎng) ZnO/BTO異質(zhì)結(jié)，從 X射線θ-2θ掃描結(jié)果上可以看出薄膜為多晶，通過(guò)分析可知，由于晶格失配較大，造成多晶膜的產(chǎn)生，造成了薄膜漏電流較大，所以我們做了一些實(shí)驗(yàn)改進(jìn)。
　　我們采用磁控濺射技術(shù)在摻鈮鈦酸鍶單晶襯底上制備了ZnO薄膜，從X射線θ-2θ以及φ掃描的結(jié)果表明，我們制備的ZnO薄膜為c軸極性外延膜，而且是單疇外延生長(zhǎng)。ZnO與NSTO之間沿<1-100>ZnO方向的失配，計(jì)算得到為1.9％，計(jì)算沿著<11-2

4、0>ZnO方向的晶格失配得到為-16.8％。從SEM圖中看出薄膜生長(zhǎng)的質(zhì)量很高。通過(guò)技術(shù)手段制作了上下歐姆接觸的Au和ln電極，然后測(cè)試的I-V曲線展現(xiàn)了良好的整流特性。當(dāng)我們給以施加不同時(shí)間段的磁場(chǎng)作用后，觀察到器件的整理特性變差，器件的勢(shì)壘高度減小，同時(shí)，ZnO/NSTO異質(zhì)結(jié)的界面態(tài)密度增加了一個(gè)數(shù)量級(jí)，這些改變也在I-V曲線得以體現(xiàn)，隨著磁場(chǎng)作用時(shí)間的增加，器件出現(xiàn)了一個(gè)雙極性電阻開(kāi)關(guān)(RS)并且伴隨著一個(gè)負(fù)微分電阻特性(NDR

5、)。我們還提出了一個(gè)界面態(tài)模型來(lái)解釋這一現(xiàn)象。隨著不同磁場(chǎng)作用時(shí)間，Au/ZnO/NSTO/ln器件負(fù)向電阻會(huì)呈現(xiàn)連續(xù)變化的趨勢(shì)，這種器件可以作為多級(jí)阻變存儲(chǔ)器。但是具體的磁場(chǎng)如何對(duì)界面態(tài)的影響，以及多大的磁場(chǎng)，作用多長(zhǎng)時(shí)間才能時(shí)其發(fā)生變化，還是我們更加關(guān)心的一個(gè)方面。所以這是我們下一步實(shí)驗(yàn)所要做的工作。
　　我們利用物理性質(zhì)測(cè)量系統(tǒng)(PPMS)，分別對(duì)所制備的 ZnO/NSTO、ZnO/STO異質(zhì)結(jié)器件在常溫下做了磁滯回線(M-