BaTiO_3/Si界面扩散与控制方法研究

利用激光分子束外延(LMBE)方法在Si(100)基片上直接生长BaTiO3(BTO)铁电薄膜。通过俄歇电子能谱(AES),X光电子能谱(XPS)等分析手段系统研究了在Si基片上直接生长BTO铁电薄膜过程中的界面扩散现象。根据研究得到的BTO/Si界面扩散规律,采用一种新型的“温度梯度调制生长方法”减小、抑制BTO/Si界面互扩散行为,实现了BTO铁电薄膜在Si基片上的选择性择优定向生长,为在Si基片上制备具有原子级平整度的择优单一取向的BTO铁电薄膜奠定了基础。

PLD方法制备CaCu_3Ti_4O_(12)薄膜结构研究

采用脉冲激光沉积法(PLD)分别在LaAlO3(100)以及MgO(100)基片上,在不同的沉积温度下,制备具有体心立方类钙钛矿结构的CaCu3Ti4O12(CC-TO)薄膜。在LAO基片上生长的CCTO薄膜,X射线衍射(XRD)分析表明沉积温度在680℃以上可以实现(400)取向生长,740℃薄膜可以实现cubic-on-cubic的方式外延生长。原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)分析分别显示CCTO薄膜的表面平整,界面清晰。后位的反射高能电子衍射(RHEED)观察到CCTO薄膜的电子衍射图谱,为点状。在MgO基片上,由于薄膜与基片较大的晶格失配,通过生长具有(100)和(110)取向的LaNiO3(LNO)缓冲层,诱导后续生长的CCTO薄膜随着温度的提高,由(220)取向生长转变成(220),(400)取向生长。

异质外延MgO/SrTiO_3薄膜中界面应力研究

本文利用激光分子束外延 (LMBE)技术在SrTiO3 (10 0 )单晶基片上外延生长MgO薄膜 ,同时又在MgO(10 0 )单晶基片上外延生长SiTiO3 (STO)薄膜。通过反射高能电子衍射 (RHEED)仪原位实时监测薄膜生长 ,研究薄膜的生长过程。并结合X射线衍射 (XRD)仪来分析在不同的生长条件下 ,不同应力对薄膜外延生长的影响。在压应力情况下 ,MgO薄膜在STO基片上以单个晶胞叠层的方式生长 ,即以“CubiconCubic”方式进行外延 ;在张应力情况下 ,由于膜内位错较多 ,STO薄膜在MgO基片上以晶胞镶嵌的方式进行生长 ,即以“Mosaic”结构进行外延 ;提高生长温度 ,可以减少膜内位错 ,提高外延质量 ,使STO薄膜在MgO基片上以较好的层状方式外延生长。