La1-xCaxMnO3薄膜的外延應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)、相分離及電磁各向異性.pdf

1、鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的異質(zhì)外延體系由于有著豐富的物理內(nèi)涵和在電子器件方面的應(yīng)用前景而受到了研究人員的廣泛關(guān)注。近年來(lái)，由于外延單晶薄膜制備工藝和原位生長(zhǎng)控制技術(shù)日趨成熟，在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的異質(zhì)結(jié)構(gòu)中已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)接近完美的異質(zhì)界面。而基于這些異質(zhì)外延體系的研究表明，由于存在著電荷，軌道，自旋和晶格自由度在界面處耦合和重構(gòu)，在異質(zhì)界面處可能會(huì)出現(xiàn)母體材料中不具備的新奇物理現(xiàn)象，即界面演生現(xiàn)象。
　　 錳氧化物無(wú)疑是鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的異質(zhì)結(jié)構(gòu)中最為重要和

2、常用的一種材料。一方面，這一材料有著豐富的相圖和有趣的物理現(xiàn)象，例如龐磁電阻，電荷/軌道有序和多種磁結(jié)構(gòu)。另一方面，因?yàn)楦鱾€(gè)自由度間的強(qiáng)烈耦合，錳氧化物的物理性質(zhì)極易受到如外延應(yīng)力等外加作用的調(diào)控。因此，研究基于錳氧化物材料的異質(zhì)外延體系中的結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系對(duì)理解鈣鈦礦異質(zhì)界面的衍生現(xiàn)象和強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子器件的實(shí)現(xiàn)都有著重要意義。
　　 基于這樣的考慮，本論文著眼于La0.67Ca0.33MnO3外延薄膜體系。將這一薄膜外延生長(zhǎng)于不同取

3、向的NdGaO3襯底上時(shí)，兩者在晶格正交畸變程度上的差別將在外延膜中誘導(dǎo)出不同的應(yīng)力狀態(tài)。特別是(100)和(001)取向的薄膜，其受到的各向異性應(yīng)力可以誘導(dǎo)出明顯的相分離行為。本論文首先表征了這些薄膜在相分離態(tài)下的相不穩(wěn)定性和相圖，并討論了這一相分離狀態(tài)的起源。隨后，我們集中研究了在各向異性的應(yīng)力狀態(tài)下薄膜表現(xiàn)的各種物性的各向異性效應(yīng)。我們認(rèn)為各向異性應(yīng)力會(huì)使得相分離態(tài)形成有序且有取向性的微觀結(jié)構(gòu)。而這一微觀結(jié)構(gòu)對(duì)產(chǎn)生和控制薄膜中的各