多鐵材料TbMnO3和TbFeO3薄膜異質(zhì)結(jié)構(gòu)的制備與表征.pdf

1、浙江理工大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作及所取得的研究成果。除了文中已明確標注和致謝的地方外，本論文不包含任何其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得浙江理工大學或其他教育機構(gòu)的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。學位論文作者簽名：杏支肭簽字日期：矽哆年弓月11日多鐵材料TbMn03和TbFe03薄膜異質(zhì)結(jié)構(gòu)的制備與

2、表征摘要多鐵材料是指包含兩種及兩種以上鐵性(鐵電、鐵磁、鐵彈)的材料。目前鐵電有序和鐵磁或反鐵磁有序共存的鐵磁電多鐵材料具有磁電耦合效應，引起人們的廣泛興趣。磁電耦合效應使得多鐵材料在信息存儲、自旋電子學、非線性磁光效應以及傳感器等領(lǐng)域具有潛在的應用前景。目前對多鐵材料體相材料研究比較多，對于薄膜材料研究比較少，尤其是多鐵材料與其他材料構(gòu)成的異質(zhì)結(jié)構(gòu)更是鮮見報道。由此對具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的單相多鐵材料TbMn03和TbFe03構(gòu)成薄膜異質(zhì)結(jié)

3、構(gòu)展開研究。本文利用磁控濺射法制備了TbMn03、TbFe03薄膜。采用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線能量色散譜(EDS)及低溫測量系統(tǒng)研究了薄膜的晶體結(jié)構(gòu)、薄膜厚度、基本成分以及電學輸運特性。主要研究結(jié)果如下：1利用固相燒結(jié)法探索燒結(jié)條件，制備出純相TbMn03、TbFe03粉末，并壓制成TbMn03、TbFe03兩種靶材。采用射頻磁控濺射薄膜沉積技術(shù)在SrTi03(001)單晶基底上分別制備了TbMn03、T

4、bFe03薄膜，在以一typeSi(n—Si)單晶基底上制備了TbFe03薄膜，分析了沉積溫度，工作氣壓，濺射功率，靶基距等工藝參數(shù)對薄膜結(jié)構(gòu)的影響，制備了一系列具有晶格取向的高質(zhì)量TbMn03、TbFe03薄膜。2在Nb10wt％摻雜的SrTi03(NSTO)(001)基底上沉積了TbMn03薄膜，制備了TbMn03／Nb—SrTi03異質(zhì)結(jié)構(gòu)，并對異質(zhì)結(jié)的電輸運性能進行了測試與研究。結(jié)果表明，TbMn03／NbSrTi03異質(zhì)結(jié)在正

5、向電壓下，175K以上時，異質(zhì)結(jié)電輸運機制符合肖特基發(fā)射理論，175K以下，符合空間電荷限制理論；反向偏壓下，整個溫度范圍內(nèi)，都符合空間限制電荷理論；25K左右時，電輸運特性顯示出磁電耦合效應，這與Mn3的自旋序的變化有關(guān)。3在Nb10wt％SrTi03(NSTO)(100)單晶基底上沉積TbFe03薄膜，制備了TbFe03／NbSrTi03異質(zhì)結(jié)構(gòu)，并對電輸運性能進行了測試與研究。TbFe03／NbSrTi03異質(zhì)結(jié)在25300K溫度