电场驱动离子迁移调控功能氧化物性能研究

发布时间：2024-03-01 02:47

　　由于在结构相变、电学、磁学、光学等方面显示出丰富的特性,功能性氧化物一直以来都是物理、化学以及材料学科的研究热点,在电子信息领域有着广阔的应用前景。功能氧化物的功能性不仅体现在其电学、光学、磁学等性能的奇特性,还体现在其性能的可控性。材料的性能调控不仅能提升材料的功能性,还能帮助我们认识材料的性能与微观结构之间的关系。性能的电场调控,即通过外加电压产生的电场来改变材料的电、磁、光学性能,可以实现对功能氧化物薄膜材料连续、可逆的性能调控,是功能氧化物实现功能器件的前提。电场可以通过静电感应调节薄膜载流子浓度来影响材料的性能,不仅能改变材料电阻还能影响一些材料中载流子调制的磁学和光学性能。电场还可以通过驱动离子迁移,即电化学氧化还原过程,实现非易失的性能调控。基于离子迁移的电场调控极大丰富了功能氧化物性能的调控,在很多材料中实现了显著的电、磁、光学性能调控效果。伴随着离子迁移发生的结构相变、金属-绝缘体转变、铁磁-反铁磁转变、光透光率转变等不仅展现了电场驱动离子迁移调控氧化物性能的高效性,还催生了很多功能丰富的器件,比如电阻(磁性)开关晶体管、阻变随机存储器、电致变色、人工突触等等。本论文...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．２．１?ＡＢ０３钙钛矿结构示意图??钙钛矿过渡金属氧化物ＡＢ〇３的结构如图１．２．１所示

?山东大学博士学位论文???１．２功能金属氧化物简介??金属氧化物，尤其是包含一种或多种过渡金属元素的氧化物，一直以来都是??固态无机化学的基石和凝聚态物理关注的重点。随着制备手段和表征方法的不断??升级，具有丰富的电学、光学、磁学等性能的功能金属氧化物不断得到发掘，也??催生了....

图１．２．２氧八面体晶格场下Ｃｏ＋１＋和Ｃｏ４ｔ的电子轨道占据情况??钙钛矿中过渡金属氧化物屮混合价态的出现极大１：？富了材料的电、磁特性

?山东大学博士学位论文???绕。这些八面体彼此通过氧离子连接，而氧原子轨道与过渡金属原子轨道的重叠??影响着材料的电学和磁学性能。在静电势（氧八面体晶格场）作用下，过渡金属??３ｄ轨道电子的五重简并态劈裂为三重简并的％?（木＞，，木；，和两重简并的＆??（ｄｘ２＿ｙ２，ｄ３ｚ２＿....

图１．２．３钙钛矿结构八１３０３向八｛３０１５的拓扑相转变，仅展示了氧离子晶格结构??

?山东大学博士学位论文???？？亭４善??．．＊?■、?．?Ｐｅｉｏｖｓｋｓｔｅ??Ａ３〇ｓ??，乂?＼??？導‘響勢－警?ｆ．：？考??，ｖ：／?＿?．＊、？＜／．??（／?＼？?＊／?ｖ：?Ｖ／?？?＇Ｖ?＊??．？势爲？餘？辑＊?－?；■?？．＊＊：＊?？??４?＾４?ｖ－....

图１．２．４钴酸锶在不同氧含量状态下的结构示意图

?山东大学博士学位论文???？？亭４善??．．＊?■、?．?Ｐｅｉｏｖｓｋｓｔｅ??Ａ３〇ｓ??，乂?＼??？導‘響勢－警?ｆ．：？考??，ｖ：／?＿?．＊、？＜／．??（／?＼？?＊／?ｖ：?Ｖ／?？?＇Ｖ?＊??．？势爲？餘？辑＊?－?；■?？．＊＊：＊?？??４?＾４?ｖ－....

本文编号：3915320