LaAlO 3 /GaAs异质结界面电学性能研究

发布时间：2022-02-15 19:28

　　功能氧化物由于其广泛的性质:铁磁性,铁电性,压电性,热电性,超导性和非线性光学效应而引起了相当大的研究关注。III-V族半导体衬底由于其良好的光电子和高移动性的传输性质而具有特殊应用意义。将功能氧化物集成在III-V半导体衬底上是当下研究热点,高载流子迁移率的STO/GaAs界面是其中典型的代表。铝酸镧（La Al O₃）与钛酸锶（Sr TiO₃）同属于钙钛矿型氧化物,晶格大小非常接近。基于铝酸镧与钛酸锶的晶格关系,本文围绕铝酸镧/砷化镓（LAO/GaAs）异质界面的电学性能研究展开,主要完成了了以下工作:1.利用脉冲激光沉积（PLD）设备,以GaAs（100）为基片,LAO为靶材制备出了高质量的LAO/GaAs薄膜样品。2.对LAO/GaAs样品进行XRD表征,确认LAO的生长晶向为预期的GaAs对角线方向。3.对LAO/GaAs界面电输运特性进行变温霍尔测试,得出LAO/GaAs界面有较高的空穴型载流子迁移率。4.引入第一性原理计算,建立LAO/GaAs界面处的晶格结构模型,并进行态密度分析,说明LAO/GaAs界面较高的载流子迁移率最可... 

【文章来源】：武汉科技大学湖北省

【文章页数】：53 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 异质结相关知识简介
        1.1.1 异质结简介
        1.1.2 异质结的形成原理及能带图
        1.1.3 异质结的发展及其应用
        1.1.4 异质结薄膜制备工艺
    1.2 钙钛矿氧化物及STO、LAO简介
        1.2.1 钙钛矿氧化物晶体结构
        1.2.2 钙钛矿氧化物的特性
        1.2.3 LAO与STO关系介绍
        1.2.4 钙钛矿氧化物异质结界面二维导电特性与氧空位
    1.3 砷化镓晶格结构及特性简介
        1.3.1 砷化镓的晶格结构
        1.3.2 砷化镓的性质
    1.4 STO/GaAs与LAO/GaAs的对比研究
        1.4.1 STO/GaAs异质界面研究历程
        1.4.2 根据STO/GaAs引入对LAO/GaAS的研究
    1.5 论文选题思路及主要内容
第2章 LAO/GaAs样品的制备,表征及测试方法
    2.1 脉冲激光沉积PLD
        2.1.1 PLD技术介绍
        2.1.2 PLD工作原理
    2.2 原子力显微镜AFM
    2.3 X射线衍射(XRD)
    2.4 样品电学性能测试设备
        2.4.1 多功能物性测量系统(PPMS-14H)
        2.4.2 Keithley系列仪器
    2.5 本章小结
第3章 LAO/GaAs的表征及电学性能测试结果分析
    3.1 LAO/GaAs的制备参数及注意事项
    3.2 LAO/GaAs的AFM表征结果
    3.3 LAO/GaAs的XRD测试结果
    3.4 LAO/GaAs样品的电学性能测试结果分析
        3.4.1 范德堡法测量霍尔效应
        3.4.2 LAO/GaAs样品的变温霍尔测试分析
    3.5 本章小结
第4章 LAO/GaAs界面的第一性原理计算
    4.1 第一性原理计算的基本理论
    4.2 VASP软件程序
    4.3 LAO/GaAs异质结界面处的晶格结构
    4.4 LAO/GaAs异质结界面处的态密度分析
    4.5 本章小结
第5章 全文总结
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]脉冲激光沉积（PLD）薄膜技术的研究现状与展望[J]. 戢明,宋全胜,曾晓雁.  真空科学与技术. 2003(01)



本文编号：3627139