La 0.8 Ba 0.2 MnO 3 超薄膜的氧活性及其对输运行为的影响
发布时间：2024-01-27 14:44
钙钛矿型锰氧化物具有许多新奇的物理性质,比如庞磁电阻效应、电致电阻效应、多铁性、光电效应等等,因而近几十年来人们对其进行了广泛的研究。其中的磁阻效应以及电致电阻效应由于在存储器件、传感器以及神经形态计算等方面存在重要的应用前景,成为本论文的关注点。本论文的另外一个关注点是样品中的氧空位效应。氧空位在所研究的电致电阻效应的各种机制中常常扮演重要角色,并且氧空位还会对样品的其他物性,比如磁性、磁输运和超导电性等产生显著的影响。本论文的研究对象是溶胶凝胶提拉法制备的La0.8Ba0.2MnO3(LBMO)超薄膜(～10 nm),主要采用LaAlO3(LAO)单晶衬底。前期人们对氧化物中电致电阻效应的研究局限于窄带宽具有电子相分离特性的锰氧化物,而对双交换作用主导的宽带宽锰氧化物较少涉及,所以我们选择宽带宽的La0.8Ba0.2MnO3薄膜作为研究对象,希望能有新的发现。考虑到LBMO块材(3.894 (?))与LAO衬底(3.790 (?))的晶格常数之间存在较大差异,我们选择后者作为衬底的目的在于研究薄膜的强烈应变效应,或者新的薄膜生长模式。另外,用化学方法制备的薄膜往往具有多孔形貌,这也...
【文章页数】：109 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 锰氧化物的晶体结构、晶格畸变及电子相图
1.1.1 晶体结构
1.1.2 晶格畸变
1.1.3 锰氧化物的电子相图
1.2 交换作用和磁致伸缩
1.2.1 交换作用
1.2.2 磁致伸缩
1.3 锰氧化物中的磁阻效应
1.3.1 负磁阻
1.3.2 正磁阻
1.4 电致电阻效应
1.4.1 易失性电致电阻效应
1.4.2 非易失性电致电阻效应
1.5 氧空位的调控和检测以及对物性的影响
1.5.1 氧空位对物性的影响及其应用
1.5.2 氧空位的产生方法
1.5.3 氧空位的检测
1.5.4 氧空位的移动
1.6 本文的研究对象和选题思路
1.7 本章小结
参考文献
第二章 样品的制备和表征
2.1 样品的制备技术
2.1.1 溶胶凝胶法的概念
2.1.2 溶胶凝胶浸渍提拉法制备样品的具体过程
2.1.3 溶胶凝胶法的优缺点
2.1.4 制备过程中的注意事项
2.1.5 影响提拉时凝胶膜附着性的因素
2.1.6 影响膜厚的因素
2.2 样品的表征技术
2.2.1 X射线衍射分析
2.2.2 扫描电子显微镜
2.2.3 原子力显微镜
2.2.4 X射线光电子能谱
2.2.5 热电偶对样品温度的测量
2.3 本章小结
参考文献
第三章 La0.8Ba0.2MnO3超薄膜中的焦耳热效应和氧含量调控
3.1 引言
3.2 实验方法
3.3 结果和讨论
3.3.1 结构和磁性测量
3.3.2 偏置电流及外加热对输运性质的影响
3.3.3 外加热下样品的恢复
3.3.4 退化态薄膜在偏置电流下的恢复或进一步失氧
3.3.5 退化膜输运性质随时间的演化
3.3.6 不同样品表面形貌的差异及其对氧活性的影响
3.4 本章小结
参考文献
第四章 离子液体门电压对La0.8Ba0.2MnO3超薄膜中氧空位的影响
4.1 引言
4.2 实验方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 离子液体门电压对电性质的影响
4.3.2 真空度对电阻率变化的影响及XPS测量
4.3.3 与温度相关的氧空位的内部转移
4.3.4 样品的恢复
4.3.5 结构和磁性的测量
4.3.6 一种影响电性测量的因素:暂态效应?
4.3.7 门电压对电性测量信号的干扰
4.4 本章小结
参考文献
第五章 欠氧La0.8Ba0.2MnO3-δ薄膜中的电致电阻效应
5.1 引言
5.2 实验方法
5.3 结果和讨论
5.3.1 偏置电流导致的失氧及XPS测量
5.3.2 原始膜及退化膜在不同温度下的ER效应
5.3.3 氧的恢复及磁性测量
5.3.4 不同缺氧态的ER效应
5.3.5 不同缺氧态样品的磁阻效应
5.3.6 测试电流对100℃恢复态薄膜输运性质的影响
5.4 本章小结
参考文献
第六章 La0.8Ba0.2MnO3超薄膜中电流相关的正磁阻
6.1 引言
6.2 实验方法
6.3 结果和讨论
6.3.1 6和13nm厚度薄膜磁和输运性质的测量
6.3.2 6和13 nm厚薄膜ER效应的测量
6.3.3 6和13 nm厚薄膜的磁阻测量
6.3.4 4 nm厚薄膜的磁阻测量
6.4 本章小结
参考文献
第七章 总结和展望
本文编号：3887145
【文章页数】：109 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 锰氧化物的晶体结构、晶格畸变及电子相图
1.1.1 晶体结构
1.1.2 晶格畸变
1.1.3 锰氧化物的电子相图
1.2 交换作用和磁致伸缩
1.2.1 交换作用
1.2.2 磁致伸缩
1.3 锰氧化物中的磁阻效应
1.3.1 负磁阻
1.3.2 正磁阻
1.4 电致电阻效应
1.4.1 易失性电致电阻效应
1.4.2 非易失性电致电阻效应
1.5 氧空位的调控和检测以及对物性的影响
1.5.1 氧空位对物性的影响及其应用
1.5.2 氧空位的产生方法
1.5.3 氧空位的检测
1.5.4 氧空位的移动
1.6 本文的研究对象和选题思路
1.7 本章小结
参考文献
第二章 样品的制备和表征
2.1 样品的制备技术
2.1.1 溶胶凝胶法的概念
2.1.2 溶胶凝胶浸渍提拉法制备样品的具体过程
2.1.3 溶胶凝胶法的优缺点
2.1.4 制备过程中的注意事项
2.1.5 影响提拉时凝胶膜附着性的因素
2.1.6 影响膜厚的因素
2.2 样品的表征技术
2.2.1 X射线衍射分析
2.2.2 扫描电子显微镜
2.2.3 原子力显微镜
2.2.4 X射线光电子能谱
2.2.5 热电偶对样品温度的测量
2.3 本章小结
参考文献
第三章 La0.8Ba0.2MnO3超薄膜中的焦耳热效应和氧含量调控
3.1 引言
3.2 实验方法
3.3 结果和讨论
3.3.1 结构和磁性测量
3.3.2 偏置电流及外加热对输运性质的影响
3.3.3 外加热下样品的恢复
3.3.4 退化态薄膜在偏置电流下的恢复或进一步失氧
3.3.5 退化膜输运性质随时间的演化
3.3.6 不同样品表面形貌的差异及其对氧活性的影响
3.4 本章小结
参考文献
第四章 离子液体门电压对La0.8Ba0.2MnO3超薄膜中氧空位的影响
4.1 引言
4.2 实验方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 离子液体门电压对电性质的影响
4.3.2 真空度对电阻率变化的影响及XPS测量
4.3.3 与温度相关的氧空位的内部转移
4.3.4 样品的恢复
4.3.5 结构和磁性的测量
4.3.6 一种影响电性测量的因素:暂态效应?
4.3.7 门电压对电性测量信号的干扰
4.4 本章小结
参考文献
第五章 欠氧La0.8Ba0.2MnO3-δ薄膜中的电致电阻效应
5.1 引言
5.2 实验方法
5.3 结果和讨论
5.3.1 偏置电流导致的失氧及XPS测量
5.3.2 原始膜及退化膜在不同温度下的ER效应
5.3.3 氧的恢复及磁性测量
5.3.4 不同缺氧态的ER效应
5.3.5 不同缺氧态样品的磁阻效应
5.3.6 测试电流对100℃恢复态薄膜输运性质的影响
5.4 本章小结
参考文献
第六章 La0.8Ba0.2MnO3超薄膜中电流相关的正磁阻
6.1 引言
6.2 实验方法
6.3 结果和讨论
6.3.1 6和13nm厚度薄膜磁和输运性质的测量
6.3.2 6和13 nm厚薄膜ER效应的测量
6.3.3 6和13 nm厚薄膜的磁阻测量
6.3.4 4 nm厚薄膜的磁阻测量
6.4 本章小结
参考文献
第七章 总结和展望
本文编号：3887145
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