镧锶钴氧薄膜的脉冲激光沉积法制备及电性能测试

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1、抽要摘要铁电薄膜集成器件是当代信息科学技术的重要前沿之一，而钙钛矿结构的铁电薄膜与导电薄膜的异质结构是集成铁电器件的核心。为了使铁电薄膜能更好地应用于集成器件，选用合适的方法制备制备合适的电极是非常重要的，电极层的性能直接决定了铁电薄膜材料性能的优劣。本论文的主要任务就是用脉冲激光法在不同的衬底上沉积导电钙钛矿结构氧化物Lao5Sro5C003薄膜，并对生长出薄膜的结晶程度、表面形貌及导电性能进行了测试及分析。以实现应用于集成铁电器件，达到电极与铁电薄膜界面的结构匹配，延长铁电集成器件的寿命。本文用脉冲激光沉积法在si衬底、Si02／Si衬底、Pt／Ti／Si02／Si衬底

2、、LaAl01衬底四种衬底上制备了Lao5Sro5C003薄膜。结晶程度及表面形貌测试结果显示LaAl03衬底上生长的薄膜晶化程度和生长情况最好，其次为Pt／Ti／Si02／Si衬底上生长的薄膜，在镀膜温度为600。C，镀膜氧压为50Pa条件下，si衬底和Si02／Si衬底上的薄膜晶化程度也己很好。而si衬底、Si02／Si衬底及Pt／Ti／Si02／Si衬底上生长的薄膜都有不同程度的微裂纹产生。经过炉内退火(in—situ)处理的薄膜样品产生微裂纹的程度有所减轻，层层蒸镀，并经过in—situ处理的薄膜样品表面形貌显著改善。而炉外后退火(ex．situ)处理对薄膜没有改善

3、。晶格匹配、热膨胀系数的匹配是获得生长良好薄膜的关键因素。Lao．5Sro5C003薄膜电性能的测试显示电阻率与结晶程度、表面形貌密切相关。但Pt／Ti／Si02／Si衬底上生长的薄膜虽然也存在微裂纹，电阻率却最低，其原因可能在于薄膜厚度薄，在进行薄膜表面电阻测量时，电子穿透Lao．5Sro5C003薄膜从Pt膜上传输走了。本文还研究了倾斜衬底上Lao5Sro5C003薄膜和另外一种钙钛矿结构氧化物La0．67Ca0．33Mn03薄膜的电阻各向异性效应，结果显示，倾斜衬底上生长的L805Sro5C003薄膜和La0．67Ca0,33Mn03薄膜都有电阻各向异性效应，并且随着

4、衬底的倾斜角度的增大。各向异性越明显，这与倾斜衬底上薄膜的各向异性生长有关。此外，我们还发现了倾斜衬底上Lao．5Sr0．sC003薄膜的激光感生电压(LITV)效应，以及Lao，5Sr0．5C003薄膜的气敏效应。关键词：脉冲激光沉积，Lao5Sro5C003，薄膜，电阻率，结晶度，电阻各向异性昆明理工太季商士学位论文AbstractTheresearchtopicoftheintegrateddevicesofferroelectricthinfilmshasgainedmuchattentioninrecentyears，whichisanimportantbranc

5、hofmoderninformationscienceandtechnology．ThecoreoftheintegratedferroelectricdevicesiStheheterostructureofperovskiteferroeleetrieandconductingthinfilm．Inordertoapplyferroeleetricthinfilmsinintegrateddevices，itisveryimportanttopreparesuitableelectrodeusingsuitablemethod，astheperformanceofele

6、ctrodehasdeterminedtheperformanceofferroelectricthinfilms．Themaintopicofthisthesisistodepositthethinfilmoftheconductiveperovskiteoxidesusingthepulsedlaserdeposition(PLD)techniqueandtostudytheinfluenceofcrystallization、surfaceprofilelatticemismatchontheresistancesofthefilms．Theaimoftheresea

7、rchistoapplytheintegratedferroelectricdevicesandattainthestructuralmatchingoftheinterfaceoftheelectrodeandtheferroelectriethinfilmandprolonglifetimeoftheintegratedferroelectricdevices．Lao．5Sro．5C003thinfilmshavebeenpreparedhypulsedlaserdeposition(PLD)OffSi、Si0