La1-xCaxMnO3外延膜中的組分及后退火效應(yīng)研究.pdf

1、鈣鈦礦錳氧化物是一種典型的強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系，由于電荷、自旋、晶格和軌道等多個(gè)自由度的耦合作用，呈現(xiàn)出復(fù)雜的相圖，對(duì)其進(jìn)行的研究，加深了人們對(duì)凝聚態(tài)物理本質(zhì)的理解，進(jìn)而有助于對(duì)功能材料的研發(fā)和應(yīng)用。由于很多氧化物都具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，使得氧化物外延薄膜器件中體系失配的問(wèn)題較易解決。選取合適的襯底生長(zhǎng)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)錳氧化物的單晶外延薄膜，易于研究襯底應(yīng)力對(duì)錳氧化物性質(zhì)的影響。引入襯底提供的應(yīng)力場(chǎng)，相比于塊材，錳氧化物薄膜的物性可以發(fā)生很大的改變，例如居里

2、溫度的升高，基態(tài)的改變，誘導(dǎo)出塊材中所不具有的相，使得我們可以通過(guò)改變襯底的應(yīng)力場(chǎng)來(lái)調(diào)控錳氧化物薄膜的物性。在本論文中，我們主要著力于對(duì)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)錳氧化物(LaCa)MnO3的外延薄膜進(jìn)行研究，一方面固定一個(gè)組分，其塊材基態(tài)為鐵磁金屬相，選取不同的襯底，生長(zhǎng)不同厚度的薄膜；另一方面，改變組分，研究在組分調(diào)控和襯底應(yīng)力競(jìng)爭(zhēng)作用下薄膜的物性；最后通過(guò)在(LaCa)MnO3薄膜上方生長(zhǎng)一層絕緣的外延薄膜來(lái)研究高溫后退火對(duì)薄膜產(chǎn)生的效應(yīng)。

3、>　　 本論文總共分五章。
　　 第一章作為本論文的緒論章，我們主要介紹錳氧化物電荷、自旋和軌道有序的基本特征，雙交換作用、超交換作用以及Jahn-Teller畸變等作用在決定相圖及晶格結(jié)構(gòu)方面所起的重要作用；利用電子相分離模型來(lái)對(duì)龐磁電阻效應(yīng)進(jìn)行解釋，對(duì)動(dòng)態(tài)相分離進(jìn)行討論；錳氧化物外延體系中的應(yīng)力效應(yīng)對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)、磁阻效應(yīng)、軌道有序以及相分離體系都會(huì)產(chǎn)生影響。
　　 第二章在這一章中，我們主要介紹樣品的制備和表征，包括

4、脈沖激光沉積技術(shù)，X射線衍射技術(shù)，原子力顯微鏡，掃描電子顯微鏡，低溫測(cè)量系統(tǒng)。
　　 第三章對(duì)于塊材基態(tài)為鐵磁金屬相的La0.67Ca0.33MnO3，選擇三種不同取向的NdGaO3(NGO)襯底和(LaAlO3)0.3(Sr2AITaO6)0.7(001)(LSAT001)襯底，分別生長(zhǎng)7.5nm、10nm、15nm、25nm和40nm五個(gè)厚度的樣品，經(jīng)過(guò)后退火后，在具有各向異性應(yīng)力場(chǎng)的襯底上誘導(dǎo)出了電荷有序相，電荷有序相能夠

5、被磁場(chǎng)融化進(jìn)而影響相分離狀態(tài)，并且其強(qiáng)弱受到薄膜厚度的調(diào)控。
　　 第四章選取La1-xCaxMnO3(0.35≤x=≤0.50)生長(zhǎng)在NGO(001)和NGO(110)襯底上，隨著組分的增加，薄膜中的電荷有序相逐漸增強(qiáng)；在La0.67Ca0.33MnO3/NGO(001)薄膜上方生長(zhǎng)一層絕緣的SrTiO3外延薄膜，能夠使得電荷有序相被壓制。
　　 第五章生長(zhǎng)在NGO(100)襯底上的La1-xCaxMnO3(0.35≤