钙钛矿SrSnO 3 薄膜的能带调控及物性研究

发布时间：2025-02-11 20:54

　　在新型器件设计和满足应用需求等方面,半导体材料的能带调控被认为是一项十分关键的技术。钙钛矿结构锡酸盐（ASnO₃）(A=Sr,Ba,Ca)是一类新型宽带隙半导体材料,其带隙宽度约为3.0～4.5 eV。其中,SrSnO₃因具有高的载流子迁移率、热稳定性和光学透明性等好的物理性质而被广泛研究。而且,由于SrSnO₃带隙较大并灵活可调,使其在光电子器件应用方面有很大的潜力。本论文基于SrSnO₃材料,利用脉冲激光沉积技术制备SrSnO₃薄膜,并对其进行能带调控研究,主要探讨了氧空位自掺杂、离子掺杂以及应力对薄膜的晶体结构、能带结构和物理性质的影响,并结合第一性原理计算证实实验的可靠性。本论文主要开展以下三个方面的工作:（1）含氧空位SrSnO₃外延薄膜的能带与室温铁磁性研究:采用脉冲激光沉积技术,在（001）取向的LaAlO₃单晶衬底上通过调节沉积氧压及真空退火成功地制备了含氧空位SrSnO₃外延薄膜,并研究了氧空位对...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 钙钛矿锡酸盐材料
        1.2.1 钙钛矿锡酸盐材料的晶体结构和物理性质
        1.2.2 ASnO₃(A=Sr,Ba)薄膜的研究现状及应用
    1.3 ASnO₃(A=Sr,Ba)薄膜的存在问题及发展方向
    1.4 本论文的选题意义和研究内容
        1.4.1 本论文的选题意义
        1.4.2 本论文的研究内容
        1.4.3 本论文的结构
第二章 薄膜的制备、表征及性能测试
    2.1 实验试剂和仪器
    2.2 薄膜的制备
        2.2.1 靶材烧制
        2.2.2 脉冲激光沉积技术
        2.2.3 离子减薄仪(PIPS)
    2.3 薄膜的表征方法与性能测试
        2.3.1 X射线衍射(XRD)
        2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)
        2.3.3 原子力显微镜(AFM)
        2.3.4 透射电子显微镜(TEM)
        2.3.5 X射线光电子能谱(XPS)
    2.4 薄膜的性能测试
        2.4.1 光学性能测试
        2.4.2 电学性能测试
        2.4.3 磁学性能测试
        2.4.4 密度泛函理论(DFT)
    2.5 本章小结
第三章 含氧空位SrSnO₃外延薄膜的能带与室温铁磁性研究
    3.1 引言
    3.2 不同氧氛围下SrSnO₃薄膜的制备与结构表征
        3.2.1 含氧空位SrSnO₃薄膜的脉冲激光沉积法
        3.2.2 含氧空位SrSnO₃薄膜的晶体结构
    3.3 含氧空位SrSnO₃薄膜的光学性能和能带调控
    3.4 真空退火下SrSnO₃薄膜的结构与光学性质
    3.5 含氧空位SrSnO₃薄膜的磁学性质
    3.6 含氧空位SrSnO₃构型的理论计算研究
    3.7 本章小结
第四章 La,Pb掺杂SrSnO₃外延薄膜的能带及电学性质研究
    4.1 引言
    4.2 La,Pb掺杂SrSnO₃薄膜的制备与结构表征
        4.2.1 La,Pb掺杂SrSnO₃薄膜的脉冲激光沉积法
        4.2.2 La,Pb掺杂SrSnO₃薄膜的晶体结构
        4.2.3 Pb掺杂SrSnO₃薄膜的微观结构
        4.2.4 Pb掺杂SrSnO₃薄膜的表面化学成分
    4.3 La,Pb掺杂SrSnO₃薄膜的光学性能和能带调控
    4.4 La,Pb掺杂SrSnO₃薄膜的电学性能
    4.5 Pb掺杂SrSnO₃构型的理论计算研究
    4.6 本章小结
第五章 应力状态下SrSnO₃外延薄膜的能带结构研究
    5.1 引言
    5.2 应力调控SrSnO₃薄膜的制备与结构表征
        5.2.1 应力调控SrSnO₃薄膜的脉冲激光沉积法
        5.2.2 应力调控SrSnO₃薄膜的晶体结构
    5.3 应力调控SrSnO₃薄膜的光学性能和能带调控
    5.4 应力调控SrSnO₃构型的理论计算研究
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本论文总结
    6.2 展望与建议
参考文献
攻读硕士学位期间出版或发表的论著、论文
致谢



本文编号：4033838