论文部分内容阅读
钙钛矿型复合氧化物拥有独特的晶体结构和电子相,可以应用于传感器、固态电阻器、光电探测器等功能性半导体器件中。钴氧化物薄膜材料的物理特性与基片的不匹配度、薄膜厚度等界面应力因素引起的晶格畸变有很大的关系,因此本文制备了不同基底、厚度的系列钴氧化物超薄膜样品,对样品的基本结构、输运特性及光诱导电阻变化特性进行了研究,主要结论如下:(1)通过脉冲激光沉积法制备了厚度约为20nm的La0.7Sr003Co03/LaA103(100)、La00.7Sr0.3CoO3/LaAlO3(110)、La0.7Sr003CoO3/LaAlO3(111)、La0.7Sr0.3CoO3/Si(100)、La0.7Sr003CoO3/NdGaO3(100),厚度为 lOnm、50nm的La0.7Sr0.3CoO3/LaAlO3(100)超薄膜样品。XRD衍射图谱表明薄膜样品均单相外延生长;室温下的磁性测试表明:La0.7Sr0.3CoO3/LaAlO3(100)、La007Sr03CoO3/LaAlO3(110)、La0.77Sr0.3CoO3/LaAlO3(111)、La007Sr003CoO3/Si(100)样品呈铁磁性,La0.7Sr0.3Co03/NdGaO3(100)样品材料表现为顺磁性。(2)不同晶向的LaA1O3基片上La00.7Sr003Co03超薄膜输运特性表明,LaA103(110)、(111)晶面上的样品在60K~300K温区范围内表现为半导体输运性,LaAlO3(100)晶面上的样品在100K发生金属-绝缘体相变,这可能由于基底晶面引起的晶格畸变对材料的输运特性产生了影响。(3)不同厚度 lOnm、20nm、50nm的La0.7Sr0.3CoO3/LaA1O3(100)薄膜样品输运特性表明,随着温度的升高薄膜样品分别在l00K、120K、140K出现金属-绝缘体相变,且随着薄膜样品厚度的增加相变温度点升高,这可能是由于膜厚增加使材料出现晶格失配而引起应力减小所导致的。(4)不同基片的La0.7Sr003Co03/Si(100)、La0.77Sr0.3Co03/NdGa03(100)超薄膜样品在60K~300K测试温区范围内均表现为半导体输运性;La0.7Sr003Co03/Si(100)样品的光致电阻变化在80K~100K温区内为-99.86%。(5)在室温300K,样品的瞬态光电导特性实验表明:La0.7Sr003Co03/Si(100)的瞬态光电阻减小值最大,50nm的La0.7Sr03Co03/LaA103(100)瞬态光电阻减小值最小;薄膜厚度的减小致使La00.7Sr003CoO3的瞬态光电阻减小值增大,材料的光电导效应更强烈。La0.7Sr0.3CoO3/LaA103(100)样品可在激光关闭后立即恢复原始的阻值393Ω,该样品具有更好的瞬态光电导效应,适用于光开关元件。