STO單晶表面原位研究與SRO-STO薄膜生長(zhǎng)的初步探索.pdf

1、鈦酸鍶（SrTiO3或STO）是一種典型的立方結(jié)構(gòu)鈣鈦礦氧化物，具有良好的介電性，熱穩(wěn)定性、低損耗與介電可調(diào)節(jié)性;特別是其晶格常數(shù)為3.905(A)，與很多氧化物材料具有很好的晶格匹配性，所以鈦酸鍶單晶是一種廣泛應(yīng)用于薄膜生長(zhǎng)的襯底材料。本論文主要研究鈦酸鍶單晶在真空退火處理后表面電子結(jié)構(gòu)與化學(xué)組分的變化情況，并且利用掃描電子顯微鏡進(jìn)行了其表面宏觀形貌的表征。在對(duì)鈦酸鍶單晶表面研究的基礎(chǔ)上，利用脈沖激光沉積法在鈦酸鍶襯底上初步嘗試了釕酸

2、鍶（SrRuO3或SRO）薄膜的生長(zhǎng)。并利用原位同步輻射光電子能譜對(duì)不同氧壓下生長(zhǎng)的釕酸鍶薄膜表面電子結(jié)構(gòu)開(kāi)展初步研究，以及表面形貌的表征。本論文主要的研究成果如下:
　　1.以真空退火的處理方式處理鈦酸鍶單晶表面，然后利用原位同步輻射光電子能譜研究了不同退火溫度下，其電子結(jié)構(gòu)變化和表面雜質(zhì)去除情況等，并進(jìn)行了表面形貌的表征。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)真空退火溫度達(dá)到700℃時(shí)，吸附在鈦酸鍶單晶表面與碳污染相關(guān)的雜質(zhì)可以被去除掉，并露出新鮮

3、的具有穩(wěn)定Ti-O層結(jié)構(gòu)的鈦酸鍶表面。當(dāng)樣品在超高真空系統(tǒng)中溫度為920℃的條件下退火1小時(shí)后，發(fā)現(xiàn)樣品表面被析出的鈣離子污染，同時(shí)出現(xiàn)了大量的氧空位，此時(shí)的鈦酸鍶單晶樣品已經(jīng)不適合作為生長(zhǎng)薄膜時(shí)的襯底。
　　2.基于對(duì)鈦酸鍶單晶的研究之后，嘗試采取脈沖激光沉積的方法在鈦酸鍶單晶襯底上生長(zhǎng)釕酸鍶薄膜，并利用同步輻射光電子能譜以及掃描電子顯微鏡對(duì)薄膜的表面形貌與電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了初步研究。研究發(fā)現(xiàn)，通氧量的不同條件下所生長(zhǎng)的薄膜，其化學(xué)