Bi 2-x Cr x Te 3 /PMN-PT和SrIrO 3 /PMN-PT异质结电磁性能的研究
发布时间：2023-08-08 16:53
在器件微型化、需求多样化、人类生产生活越来越追求人工智能化(Artificial Intelligence,AI)的现代生产生活中,传统的半导体、铁电、铁磁等单一功能材料已经日渐不能满足社会发展的需要。科技进步和社会发展越来越迫切地需求同时具备多种功能于一体的材料。人们在传统多铁性材料的研究基础上,对于薄膜/铁电单晶异质结构的设计使得研究领域从以前单纯的磁电耦合性能拓展电学性能、光学性能、热学性能以及机械性能等。另一方面,拓扑绝缘体材料以及具有强自旋-轨道耦合效应的钙钛矿化合物材料等新奇材料发现,使其在多铁性质与应用,低能耗和高速晶体管,自旋电子学器件等方面都有着光明的应用前景。基于以上背景,为了探索新的多功能器件,我们选择了具有优异铁电、压电性能的(1-x)PbMg1/3Nb2/3O3-x PbTiO3(PMN-PT)单晶作为衬底,在其上生长Bi2-xCrxTe3(x=0,0.07,0.14)拓扑绝缘体薄膜,构建了Bi2-...
【文章页数】：117 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 薄膜/铁电单晶异质结的界面耦合机制
1.2.1 晶格应变效应
1.2.2 界面电荷效应
1.2.3 交换偏置效应
1.3 薄膜/铁电单晶异质结的研究进展
1.3.1 锰氧化物薄膜/铁电单晶异质结
1.3.2 铁氧体薄膜/铁电单晶异质结
1.3.3 铁磁金属或合金薄膜/铁电单晶异质结
1.3.4 稀磁半导体薄膜/铁电单晶异质结
1.3.5 其它类薄膜/铁电单晶异质结
1.4 Bi2Te3的晶体结构及其物性
1.4.1 晶体结构
1.4.2 反弱局域化效应
1.4.3 Bi2Te3的研究进展
1.5 SrIrO3的晶体结构及其物性
1.5.1 晶体结构
1.5.2 自旋-轨道耦合效应
1.5.3 SrIrO3的研究进展
1.6 铌镁酸铅钛酸铅单晶(PMN-PT)
1.7 本论文的研究意义和内容
1.7.1 本论文的研究意义
1.7.2 本论文的研究内容
1.7.3 本论文的结构
第二章 样品的制备和性能表征
2.1 样品的制备
2.1.1 脉冲激光沉积技术(Pulsed Laser Deposition,PLD)
2.1.2 小型离子溅射仪
2.1.3 放电等离子烧结技术(Spark Plasma Sintering,SPS)
2.2 样品的微结构和成分表征
2.2.1 X射线衍射仪(X-Ray Diffraction,XRD)
2.2.2 透射电子显微镜技术(Transmission Electron Microscope,TEM)
2.2.3 扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)
2.2.4 原子力显微镜技术(Atomic Force Microscope,AFM)
2.3 样品的物理性能表征
2.3.1 宏观铁电性与压电性能的测量
2.3.2 综合物性测量系统(Physical Property Measurement System,PPMS)
2.3.3 超导量子干涉仪(Superconducting Quantum Interference Device,SQUID)
2.4 本章小结
第三章 Bi2-xCrxTe3/PMN-PT异质结电磁性能研究
3.1 引言
3.2 样品制备及基本性能表征
3.2.1 样品靶材的制备
3.2.2 薄膜的制备和结构表征
3.3 BCT014薄膜电输运性能的原位调控
3.3.1 界面电荷效应对薄膜电学性能的影响
3.3.2 金属-绝缘体转变现象
3.3.3 低温电阻上翘现象
3.3.4 界面电荷效应对薄膜磁电阻的影响
3.4 Cr的掺杂量对薄膜磁电阻效应的影响
3.5 本章小结
第四章 SrIrO3/PMN-PT异质结电磁性能研究
4.1 引言
4.2 样品制备及结构表征
4.2.1 SrIrO3陶瓷靶材的制备
4.2.2 SrIrO3薄膜的制备和结构表征
4.3 外加电场诱导的晶格应变对薄膜电输运性能的调控
4.3.1 晶格应变效应对薄膜电阻的影响
4.3.2 逆压电效应和电场诱导的结构相变对SrIrO3薄膜电学性能的影响
4.3.3 晶格应变对薄膜磁电阻效应的影响
4.4 薄膜厚度对SrIrO3/PMN-PT(001)异质结电磁性能的影响
4.4.1 薄膜厚度对SrIrO3薄膜电学性能的影响
4.4.2 薄膜厚度对SrIrO3薄膜磁学性能的影响
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 本论文总结
5.2 展望与建议
参考文献
攻读硕士学位期间所获得的成果
致谢
附件
本文编号：3840124
【文章页数】：117 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 薄膜/铁电单晶异质结的界面耦合机制
1.2.1 晶格应变效应
1.2.2 界面电荷效应
1.2.3 交换偏置效应
1.3 薄膜/铁电单晶异质结的研究进展
1.3.1 锰氧化物薄膜/铁电单晶异质结
1.3.2 铁氧体薄膜/铁电单晶异质结
1.3.3 铁磁金属或合金薄膜/铁电单晶异质结
1.3.4 稀磁半导体薄膜/铁电单晶异质结
1.3.5 其它类薄膜/铁电单晶异质结
1.4 Bi2Te3的晶体结构及其物性
1.4.1 晶体结构
1.4.2 反弱局域化效应
1.4.3 Bi2Te3的研究进展
1.5 SrIrO3的晶体结构及其物性
1.5.1 晶体结构
1.5.2 自旋-轨道耦合效应
1.5.3 SrIrO3的研究进展
1.6 铌镁酸铅钛酸铅单晶(PMN-PT)
1.7 本论文的研究意义和内容
1.7.1 本论文的研究意义
1.7.2 本论文的研究内容
1.7.3 本论文的结构
第二章 样品的制备和性能表征
2.1 样品的制备
2.1.1 脉冲激光沉积技术(Pulsed Laser Deposition,PLD)
2.1.2 小型离子溅射仪
2.1.3 放电等离子烧结技术(Spark Plasma Sintering,SPS)
2.2 样品的微结构和成分表征
2.2.1 X射线衍射仪(X-Ray Diffraction,XRD)
2.2.2 透射电子显微镜技术(Transmission Electron Microscope,TEM)
2.2.3 扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)
2.2.4 原子力显微镜技术(Atomic Force Microscope,AFM)
2.3 样品的物理性能表征
2.3.1 宏观铁电性与压电性能的测量
2.3.2 综合物性测量系统(Physical Property Measurement System,PPMS)
2.3.3 超导量子干涉仪(Superconducting Quantum Interference Device,SQUID)
2.4 本章小结
第三章 Bi2-xCrxTe3/PMN-PT异质结电磁性能研究
3.1 引言
3.2 样品制备及基本性能表征
3.2.1 样品靶材的制备
3.2.2 薄膜的制备和结构表征
3.3 BCT014薄膜电输运性能的原位调控
3.3.1 界面电荷效应对薄膜电学性能的影响
3.3.2 金属-绝缘体转变现象
3.3.3 低温电阻上翘现象
3.3.4 界面电荷效应对薄膜磁电阻的影响
3.4 Cr的掺杂量对薄膜磁电阻效应的影响
3.5 本章小结
第四章 SrIrO3/PMN-PT异质结电磁性能研究
4.1 引言
4.2 样品制备及结构表征
4.2.1 SrIrO3陶瓷靶材的制备
4.2.2 SrIrO3薄膜的制备和结构表征
4.3 外加电场诱导的晶格应变对薄膜电输运性能的调控
4.3.1 晶格应变效应对薄膜电阻的影响
4.3.2 逆压电效应和电场诱导的结构相变对SrIrO3薄膜电学性能的影响
4.3.3 晶格应变对薄膜磁电阻效应的影响
4.4 薄膜厚度对SrIrO3/PMN-PT(001)异质结电磁性能的影响
4.4.1 薄膜厚度对SrIrO3薄膜电学性能的影响
4.4.2 薄膜厚度对SrIrO3薄膜磁学性能的影响
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 本论文总结
5.2 展望与建议
参考文献
攻读硕士学位期间所获得的成果
致谢
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本文编号：3840124
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