钙钛矿锰氧化物基异质结的制备及磁电性能研究

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:lzy19900924
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在钙钛矿锰氧化物庞磁阻材料中,Sr掺杂的锰酸镧(LaMnO3)相较于其他材料具有较高的居里温度及相对较大的庞磁电阻特性,其在高密度读出磁头方面潜在的巨大市场更是受到了格外的重视。同时注意到一定Sr掺杂的锰酸镧(LaxSr1-xMnO3)是p型半导体,如果能将这种庞磁阻材料引入n型半导体构成异质结,会对基础科学的探索以及新型器件的开发都有着非常重要的意义。本文采用磁控溅射的方法制备了La1-xSrxMnO3基异质结,主要的研究内容有以下几方面:制备了La1-xSrxMnO3/Nb-0.8wt%-SrTiO3异质结(x=0.3, 0.2, 0.04),通过拟合得到其整流曲线的理想因子在23之间,反向饱和电流为10-6A,串联电阻均不超过10Ω,说明其具有良好的整流特性。随着Sr掺杂的增加,串联电阻大大减小,增强了异质结的整流特性。研究了La0.7)Sr0.3MnO3/STON肖特基结的变温整流特性,在60K-300K温度区间内,理想因子随着温度的降低由2增加17,这是由于在低温区域严重偏离了理想值,这是因为低温下存在大量的隧穿漏电流造成的;在300K到60K的温度区间内肖特基结的串联电阻在2.6-2.5Ω范围内有微弱的降低趋势,这是两种材料电阻变化的叠加的结果;拟合所得的饱和电流Is随着温度的升高而降低,并且在整个温度区间内,lnIs与1/T呈线性,说明肖特基结在300K到60K的温度区间内符合热激发原理。利用磁控溅射方法,在Si (100)单晶上制备了制备氧氩比分别为1:2,1:5,1:20的ZnO与La0.7)Sr0.3MnO3组成的p-n结。随着氧氩比的增大,ZnO的电阻增大,从而增大了p-n结的串联电阻,削弱了p-n结的整流特性。通过拟合ZnO制备氧氩比为1:20的LSMO/ZnO p-n结在300K-80K温度区间的变温整流特性,发现:在130K以下温度区间,接触电势差随测量温度的升高而减小是由能带结构模型决定的;而在220K到300K温度区间,接触电势差继续随测量温度的升高而进一步减小,此时热激活模型此时占主导地位。
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