可控界面对典型功能薄膜器件物理性能的调制研究

发布时间：2022-01-08 05:13

　　先进功能薄膜材料涵盖了电、磁、光、热等物理化学性质,一直以来都是各国学术界、工业界及高新技术产业界关注的焦点,且相关研究已经渗透到了材料科学、信息科学、生命科学等众多领域。新型功能薄膜材料的广泛研究,将导致材料技术的革新,并有望在高密度信息存储、高精度智能传感、可穿戴电子器件等新兴领域获得应用。精确调控功能薄膜材料的结构,定制薄膜的物理性能进而灵活有效地运用功能薄膜是实现许多功能器件的关键挑战。功能薄膜器件性能的可控调节已经成为新型电子器件功能集成化的重要突破口。针对以上问题,本论文重点围绕固态、柔性薄膜电子器件的物理性能界面调控机理,从生长过程中引入的失配应变和器件柔性化后引入的外加应变出发,开展了系统的研究,建立了局域应变调控固态薄膜器件性能的模型,构建了外界应力调控柔性薄膜器件能带结构的模型。固态薄膜器件研究方面,本论文采用了高分子辅助沉积法在具有表面台阶微结构的斜切铝酸镧（LAO）基底外延典型功能氧化物薄膜,研究斜切基片对固态薄膜器件性能的调控作用,并提出了局域应变模型。斜切基底预处理结果表明:不同斜切方向（[100]和[110]）基底在退火预处理温度达到900℃时,表面形成平... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：107 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

钙钛矿结构和异质外延薄膜

异质外延生长能更好地拓展氧化物薄膜的应用而成为薄膜外延生长的主流方向。异质外延薄膜中的应变是由晶格失配引起的，若薄膜的晶格常数大于基片的晶格常数，外延薄膜晶格将会被压缩形成压缩应变（compressivestrain），反之形成拉伸应变（tensile strain），如图 1-1(b)所示。由晶格失配引入的应变可以调控功能薄膜的介电、铁电和磁性等物理性能[31,35,54,55]。

两种情况均采用 SrRuO3(SRO)或 CaRuO3(CRO)作为电极层[56]。实验发现外延 STO 薄膜的四方性和介电性能取决于电极层晶格失配引入的应变，如图 1-2(b)和(c)所示[56]。以 CRO 作为电极层外延的 STO 薄膜能引入面内双轴压缩应变，具有较大的面外四方性数值，在面外方向有利于 Ti-O 随电场偏转，因此具有较大的介电常数和介电调谐率。


本文编号：3575952