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钙钛矿氧化物外延薄膜的量子调控及光电响应

发布时间:2017-08-11 23:11

  本文关键词:钙钛矿氧化物外延薄膜的量子调控及光电响应


  更多相关文章: 钙钛矿锰氧化物 光致电阻 电输运 应力场 氧含量


【摘要】:钙钛矿锰氧化物由于电荷、自旋、轨道和晶格自由度之间的强烈耦合产生了丰富的物理性质。这些量子态具有相近的自由能,光、电、磁、应力等外加场可诱导各量子态之间的相互竞争,衍生出新奇的物理现象,有望发展出基于强关联电子体系的新型光电材料与器件。本论文以钙钛矿锰氧化物材料La_(0.8)Ba_(0.2)MnO_3(LBMO)为研究对象,利用外加光场和应力调控磁性和电子输运特性,进行了以下三个方面的研究,具体为:1、通过改变原位氧气氛退火时间的长短控制LBMO薄膜的氧含量,研究了氧含量对SrTiO_3(STO)衬底上LBMO薄膜的光、电、磁学特性的影响。发现LBMO薄膜中的氧含量明显影响薄膜的物理性质,随着氧含量的增加,金属-绝缘体(铁磁-顺磁)转变温度和饱和磁化强度升高,电阻率和磁电阻效应降低。氧适量的薄膜表现出大的光致电阻效应,最大光致电阻率达73%(激光波长650 nm)。2、通过改变薄膜厚度,研究了应变对La AlO_3(LAO)衬底上LBMO薄膜电、磁输运特性的影响。发现随着薄膜厚度的增加,薄膜与衬底之间的压应变发生弛豫,薄膜的金属-绝缘体转变温度略微升高。另外,恰当的压应变可使薄膜获得较大的饱和磁化强度和较小的矫顽力。3、在LAO、(La,Sr)(Al,Ta)O_3(LSAT)以及STO衬底上外延生长LBMO薄膜,研究光场和晶格应力场对LBMO薄膜电、磁输运特性的调控作用。发现应力越大,薄膜的光致电阻率越小。LBMO薄膜呈现出明显的光诱导弛豫效应,其行为可用双指数函数模型描述。
【关键词】:钙钛矿锰氧化物 光致电阻 电输运 应力场 氧含量
【学位授予单位】:苏州科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:O484.4
【目录】:
  • 摘要6-7
  • Abstract7-11
  • 第一章 绪论11-20
  • 1.1 研究背景和意义11
  • 1.2 钙钛矿氧化物的基本性质11-17
  • 1.2.1 晶体结构11-12
  • 1.2.2 电子结构12-13
  • 1.2.3 庞磁电阻效应13
  • 1.2.4 双交换作用13-14
  • 1.2.5 相分离14-16
  • 1.2.6 应力对钙钛矿氧化物的影响16-17
  • 1.3 钙钛矿氧化物的光电特性17-19
  • 1.4 本论文的主要内容19-20
  • 第二章 样品制备与表征20-24
  • 2.1 脉冲激光沉积技术20-21
  • 2.2 X射线衍射21-22
  • 2.3 电磁性能测量22
  • 2.4 原子力显微镜22-23
  • 2.5 光场调控测试23-24
  • 第三章 La_(0.8)Ba_(0.2)MnO_3薄膜的制备和光、电、磁特性研究24-31
  • 3.1 制备不同退火时间的LBMO/STO薄膜24-25
  • 3.2 La_(0.8)Ba_(0.2)MnO_3薄膜的晶体结构表征和形貌表征25-26
  • 3.2.1 La_(0.8)Ba_(0.2)MnO_3薄膜的晶体结构表征25
  • 3.2.2 La_(0.8)Ba_(0.2)MnO_3薄膜的形貌表征25-26
  • 3.3 对La_(0.8)Ba_(0.2)MnO_3薄膜的外场调控26-31
  • 3.3.1 不同退火时间的LBMO/STO薄膜的电输运研究26-28
  • 3.3.2 不同退火时间的LBMO/STO薄膜的磁输运研究28-30
  • 3.3.3 不同退火时间的LBMO/STO薄膜的光电特性研究30-31
  • 第四章 应力场对La_(0.8)Ba_(0.2)MnO_3薄膜的电磁输运特性的调控31-36
  • 4.1 制备不同厚度La_(0.8)Ba_(0.2)MnO_3薄膜31-32
  • 4.2 La_(0.8)Ba_(0.2)MnO_3薄膜的晶体结构表征和形貌表征32-34
  • 4.3 La_(0.8)Ba_(0.2)MnO_3薄膜的多场调控34-36
  • 4.3.1 晶格应变对La_(0.8)Ba_(0.2)MnO_3薄膜的电输运调控34-35
  • 4.3.2 晶格应变对La_(0.8)Ba_(0.2)MnO_3薄膜的磁输运调控35-36
  • 第五章 应力场和光场对La_(0.8)Ba_(0.2)MnO_3薄膜电磁输运特性的调控36-49
  • 5.1 衬底应力对La_(0.8)Ba_(0.2)MnO_3薄膜特性的影响36-38
  • 5.2 不同衬底上制备La_(0.8)Ba_(0.2)MnO_3薄膜38
  • 5.3 La_(0.8)Ba_(0.2)MnO_3薄膜的晶体结构表征和形貌表征38-42
  • 5.4 对La_(0.8)Ba_(0.2)MnO_3薄膜的场调控42-49
  • 5.4.1 晶格应变对La_(0.8)Ba_(0.2)MnO_3薄膜的电输运调控42-44
  • 5.4.2 晶格应变对La_(0.8)Ba_(0.2)MnO_3薄膜的磁输运调控44-45
  • 5.4.3 晶格应变对La_(0.8)Ba_(0.2)MnO_3薄膜光致电阻的调控45-49
  • 第六章 总结与展望49-51
  • 参考文献51-56
  • 致谢56-57
  • 附录57-58
  • 作者简介58

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本文编号:658645

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