钙钛矿氧化物外延薄膜的微观结构调控与同步辐射表征

发布时间：2021-01-06 01:20

　　强关联材料中由于自旋、轨道、电荷与晶格的强相互关联作用而表现出多种奇异的物理特性。因此,研究强关联材料的晶体结构对于理解这类物性的起源具有重要的科学意义。钙钛矿结构的强关联材料,不仅晶格可以畸变,内部八面体的扭转也会造成晶体对称性的改变,从而诱导出不同的物性。镍酸盐材料体系是强关联钙钛矿氧化物的典型,镍酸盐所具有的金属绝缘体转变（MIT）特性以及其中的物理机制一直是科学研究的热点。然而,镍酸盐中不仅基础的MIT物理机制仍没有统一定论,而且对该类材料的物性调控研究及可能的电子器件研发也很欠缺,因此仍需要投入更多的研究资源。针对目前的研究欠缺和信息时代对新型电子器件的迫切需求,我们从结构与物性的耦合关联角度出发,以NdNiO₃（NNO）作为典型代表,利用离子液体施加门电压的方法（ILG,其电场效应比传统场效应管高一个量级以上）对NNO的MIT调控机制展开研究;此外,我们研究了Ni06八面体旋转对MIT的影响。基于同步辐射表征技术的优势,我们研究发现ILG的门电压具有窗口效应,即:在负的门电压作用下,NNO薄膜的晶体结构没有变化,TMI随着负压升高往低温移动;再者,我们... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：115 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．２常见氧化物材料的ＭＩＴ温度分布［５］

?（Ｉ．］）??对于０．９?＜ｔ＜ｌ的材料一般会稳定为立方相，部分会弛豫到三方相。当ｔ＜??０．９，晶体倾向于呈现三方相或者正交相结构，如图１．３?（ｂ）。对于ｔ＞ｌ的钙钛??矿结构一般会是铁电相或非稳定态，如果ｔ继续增大，就会变成六角的多晶型结??构。可见，大部分偏离理想钙钛矿结构的晶格畸变都与Ａ位阳离子的位移和??Ｂ０６八面体的旋转关系密切。图１．３?（ｅ）为由八面体倾斜导致立方相变成三方??相的情况。Ｂ０６八面体旋转情况，Ｇｌａｚｅｒ很早就进行了系统的研宄［１６，?１７］。如??图１．３?（ｃ）所示，Ｂ０６八面体旋转可以分解成绕着相互垂直的Ｘ、７和２轴的旋??转来简单描述，相应的旋转角标记为（Ｘ、Ｐ和Ｙ。此外，通常钙钛矿化合物的畸??变度也可以用加权平均的Ｂ－０－Ｂ夹角ｅ表示，如图１．３?（ｆ）所示。由于具有特??殊的结构，为了方便表述，通常会选用赝立方来表示钙钛矿结构。赝立方晶格??和正交晶格间的关系示意图如图１．３?（ｂ）所示。??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）??＜Ｂ－０－Ｂ＞??（ｄ）?（ｅ）?（ｆ）??图１．３钙钛矿ＡＢ０３的结构示意图。（ａ）立方相；（ｂ）正交相

?２５０??Ｔ（Ｋ）??图１．６ＮｄＮｉ０３薄膜生长在ＮｄＧａ０３单晶衬底上，厚度不同所对应的电阻？温度变化曲线。插??图为实验所用的不同厚度样品对应的ＴＭＩ变化趋势［４７］。??Ｃａｔａｌａｎ认为压应变的条件下Ｎｉ－Ｏ键比Ｒｅ－０键长更容易被压缩，加上在静??压力下报道的Ｔｍｉ往低温方向移动［４３］，所以，其认为在压应力下ＲｅＮｉ０３的Ｔｍｉ??８??

【参考文献】：
博士论文
[1]VO2外延薄膜的制备和相变机理研究[D]. 杨蒙蒙.中国科学技术大学 2015



本文编号：2959652