应力对LaAlO3/BaTiO3超晶格结构及性能的影响

采用激光脉冲分子束外延技术,在(100)取向SrTiO3或Nb:SrTiO3单晶基片上成功外延生长不同结构的LaAlO3/BaTiO3超晶格。利用高能电子衍射技术和X射线衍射技术对LaAlO3/BaTiO3超晶格的生长过程和微结构进行了表征。发现由于LaAlO3和BaTiO3晶格常数的不匹配,在LaAlO3/BaTiO3超晶格中存在应变,该应变又对超晶格的铁电性能具有很大的影响。而不同的结构存在的应变不同,非对称结构的LaAlO3/BaTiO3超晶格的应变随每个周期中LaAlO3层厚度的增加、BaTiO3层厚度的减少而增大,其剩余极化强度不仅未减少,反而增加。     

MgO缓冲层对PZT/AlGaN/GaN异质结构电学性能的影响

采用脉冲激光沉积(PLD)技术,以MgO作为缓冲层,在AlGaN/GaN半导体异质结构上沉积了Pb(Zr0.52T0.48) O3 (PZT)铁电薄膜,从而形成金属-铁电-介质-半导体结构(MFIS).XRD扫描结果表明,通过MgO缓冲层对界面结构的优化,实现了PZT薄膜沿(111)面择优取向生长.电流-电压(I-V ...     

LaAlO_3顶层对Pb(Zr,Ti)O_3薄膜微结构和性能的影响

利用脉冲激光沉积(PLD)法,在LaAlO3(LAO)基片上外延生长了高质量的PbZr0.52Ti0.48O3(PZT)薄膜。通过增加10nm厚的LAO顶层,所制备PZT薄膜的铁电剩余极化(Pr)由28.8μC/cm2增加为55.1μC/cm2。通过对微结构分析,表明薄膜电学性能的增强主要来源于LAO顶层对PZT薄膜表面形貌的优化。另外,与Pr不同,随LAO顶层厚度的增加,PZT薄膜的矫顽场单调增加。     

LaAlO3/BaTiO3超晶格薄膜界面结构分析

通过研究发现,利用激光分子束外延技术生长的LaAlO3/BaTiO3超晶格薄膜具有良好的电学性能,其剩余极化可达到25μc/cm2.性能决定于结构,因此本文分析研究了LaAlO3/BaTiO3超晶格薄膜的界面结构.首先通过高能电子衍射技术在薄膜生长过程中对各层的生长及界面状况进行观测,再通过小角X射线衍射曲线及其计算机拟合曲线进一步确定超晶格薄膜的界面及结构参数,如界面的粗糙度、单层厚度等.通过研究发现,由于晶格之间的差异,LaAlO3/BaTiO3超晶格薄膜中LaAlO3和BaTiO3层的生长过程及微结构存在着一定的差异.     

Al_2O_3衬底上Pb(Zr,Ti)O_3铁电薄膜的外延生长与性能

以SrRuO3(SRO)作为缓冲层,利用脉冲激光沉积的方法,首次在蓝宝石(Al2O3)衬底上制备了PbZr0.52-Ti0.48O3(PZT)外延薄膜。利用X射线衍射分析得到了PZT薄膜与Al2O3衬底的外延关系,即(111)[110]PZT//(0001)[1010]Al2O3。所制备的PZT薄膜具有较强的铁电极化性能,饱和极化值达到138.3μC/cm2。同时,利用对电流-电压性质的测量研究了铁电极化的退反转现象。     

脉冲激光沉积法在GaN基片上制备c轴取向LiNbO_3薄膜

采用LiNbO3单晶靶材,以激光脉冲沉积方法在六方GaN(0001)基片上沉积制备c轴取向的LiNbO3薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)研究了沉积温度和氧气压强对生长的薄膜的相组成、外延关系、表面形貌、晶粒大小的影响。结果显示,沉积温度500℃、氧分压20~30 Pa是在GaN基片上生长c轴取向LiNbO3薄膜的最优生长条件。XRD分析表明,生长的LiNbO3薄膜具有两种晶畴结构,其外延关系分别为[1-100](0001)LiNbO3//[11-20](0001)GaN和[10-10](0001)LiNbO3//[-12-10](0001)GaN。SEM和AFM对薄膜的表面形貌表征表明,在最优生长条件下沉积的薄膜表面平整,致密度好。     

铁电超晶格薄膜

介质铁电超晶格薄膜是一类新型的薄膜材料,已逐渐开始受到重视,成为研究的热点.本文主要分析了铁电超晶格薄膜的结构特点、组分材料、介电铁电性能;介绍了其在实际中的应用以及在近几年的发展;概括了几种常用的介质铁电超晶格薄膜的生长技术及其影响因素;最后对铁电超晶格薄膜的发展和应用前景进行了展望.     

LaAlO3/BaTiO3超晶格薄膜的生长及结构分析

采用激光脉冲分子束外延技术,在(100)取向的SrTiO3 单晶基片上成功外延生长了LaAlO3/Ba TiO3 超晶格薄膜。在超晶格薄膜生长过程中,采用高能电子衍射技术(RHEED)对LaAlO3/BaTiO3 超晶格薄膜的生长过程以及平面晶格变化进行了分析。通过对超晶格薄膜中各层RHEED衍射条纹的分析计算发现超晶格薄膜存在一个临界厚度,其值约为 17nm,当超晶格薄膜的厚度小于该临界厚度时,晶格畸变在逐渐增加,当厚度超过该临界厚度时,晶格畸变因弛豫现象的产生而逐渐减小。超晶格薄膜中不同层的RHEED衍射条纹的差别说明了由于不同应力的作用使超晶格薄膜中LAO层和BTO层表面粗糙度不同。     

Al_2O_3/AlGaN/GaN MOSH结构的制备和性能研究

采用激光脉冲沉积法(PLD)在AlGaN/GaN半导体异质结构衬底上沉积Al2O3栅介质层,并对该异质结构的电学性能进行研究。结果表明,Al2O3栅介质层改善了异质结构的界面质量,增强了器件结构的抗击穿电场强度。研究了沉积氧分压对异质结构性能的影响,电流-电压(I-V)测试结果表明,适当氧分压(0.1 Pa)有利于降低栅漏电流。Hall测量和电容-电压(C-V)模拟结果表明,不同的氧分压会改变Al2O3/AlGaN界面处的正电荷密度,从而改变半导体内的二维电子气(2DEG)密度。     

MoS2修饰TiO2纳米管阵列光电化学性能研究

通过阳极氧化法在乙二醇电解液中制备TiO₂纳米管阵列, 以钼酸钠和硫脲作为钼源和硫源, 并添加半胱氨酸为辅助剂, 水热法制备纳米花状二硫化钼修饰的TiO₂纳米管阵列。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪和拉曼光谱对复合材料的晶型、形貌、物相等进行分析, 通过电化学工作站测试复合材料的线性扫描伏安曲线、电化学阻抗谱和莫特-肖特基曲线。结果表明: MoS₂/TiO₂复合材料形貌比较规整均匀, MoS₂纳米花尺寸约为200 nm; MoS₂与TiO₂复合有利于形成异质结, 促进光生电子和空穴的分离; 当钼酸钠浓度为0.8 mmol/L时制备的复合材料光化学能转化率为纯氧化钛的2.89倍, 达到了1.65%, 而且复合材料的电荷转移电阻降低了约50%, 光生载流子浓度提高了24倍, 达到了3.38×10²³ cm^-3, 具有非常优异的光电化学性能。