Nd 1-X Y x NiO 3 /LaAlO 3 外延薄膜的金属—绝缘体相变

发布时间：2021-07-04 01:50

　　金属-绝缘体相变现象一直是凝聚态物理中倍受关注的热点和研究重点。在众多金属-绝缘体相变材料中,钙钛矿型稀土过渡金属氧化物RNiO3（R稀土元素,R≠La）由于具有明显的温度驱动的金属-绝缘体相变,使其在开关、传感器和热致变色器件等方面具有重要的潜在应用价值,吸引了人们的强烈关注。但RNiO3体系的相变温度均不在室温附近,将其调节到室温附近对于实际器件应用非常重要。因此,研究RNiO3体系的相变温度调控,以及掺杂、应力和电场等对其结构和相变性质的影响具有重要意义。本论文在成功制备NdNiO3/LaAlO3外延薄膜的基础上,首先研究了薄膜厚度效应对相变性能的影响,其次通过对NdNiO3进行不同浓度的Y元素掺杂,将其相变温度调节到室温附近,并研究了Y掺杂对其结构和相变性质的影响,最后对相变温度在室温附近的Nd0.7Y0.3NiO3/LaAlO3外延薄膜,研究了电场对薄膜相变的驱动及对相变温度的调谐作用,并初步探索了薄膜的忆阻效应。第一章是背景知识介绍以及相关工作的最新研究进展。首先介绍了金属-绝缘体相变的几种机制,如能带理论、Anderson相变、Peierls相变、Wilson相变与Mot... 

【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

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．２诱导强关联电子氧化物相变的几种不同因素［４］：?（０为在温度变化下Ｖ０２的电阻在??４Ｋ的温度范围内产生了?４个量级的电阻变化［６］

图１．５?Ｈｕｂｂａｒｄ模型的能带结构示意困。Ｗ，Ｕ分别表电子的能带宽度和库仑相互作．３巧紋矿稀±镇酸盤ＲＮｉ〇３的研究进展??巧铁矿稀止镇酸盐ＲＮｉ〇３?（民通常指除Ｌａ?Ｗ外的铜系元素［１５－１８］）型的具有ＭＩ相变的强关联电子氧化物，表１．１给出了部分ＲＮｉ〇３?（民＝ｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｙ）的晶体结构及空间群参数［１９］。ＲＮｉ〇３具有从低溫到高温金属态的锐利ＭＩ相变，并伴随着在Ｔｍｉ附近较大的电导率、红外、红外反射率的改变。??

图１．１１不同温度下，ＳｍＮｉ０３薄膜电流随电压的变化关系［４０］??１．３．５调节民Ｎｉ化相变温度的方法??如图１．８所示，除了?ＳｍＮｉ〇３相变温度在１００摄氏度附近，其它稀止离子??ＲＮｉ化的相变温度远高于或低于室温，限制了其实际的应用价值。因此，人们??急需获得相变温度在室温附近的ＲＮｉ〇３相变材料。近些年来，通过衬底表面的??应力作用、渗杂或者引入栅极电压，可＾文达到调拉ＲＮｉ〇３薄膜相变温度的口的，??下面重点介绍调控ＲＮｉ〇３薄膜相变温度的几种方法。??（１）应力：民饥〇３薄膜之所｜＾能制备成功，外延应力起到重要的作用，所??薄膜与单晶衬底之间的界面应力及其对薄膜相变温度Ｔｍｉ的影响，－－－直来??受到人们的关注。通过改变薄膜厚度和衬底类型来改变应为的大小，引起ＲＮｉ〇３??薄膜晶格常数变化，导致Ｎｉ〇６八面体扭曲程度及费米面附近能带结构的改变，??从而使相变温度Ｔｍ

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3263782