单相磁电薄膜pld制备及其电学性质的研究

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1、烟台大学硕士学位论文摘要在信息高度发达的今天，人们对器件微型化、高性能化、多功能化的要求越来越高，这就需要发展同时具备多种功能的新材料。作为一种多铁性磁电材料,HoMnO3在低温下同时存在铁电有序和反铁磁有序,而且具有与电子轨道、磁性、电荷输运和结构自由度相关的丰富物理性质,使得人们在理[6]论和实验上都越来越重视对它的研究。本论文以多铁性材料HoMnO3为研究对象，利用脉冲激光沉积技术（PLD）在不同基片上生长了HoMnO3薄膜，得到正交相的薄膜，并且分析了其结构、生长取向以及与基底的外延关系，测量了薄膜的介电常数随频率的变化，利用交流阻抗谱研究了晶粒和晶界在介电弛豫中的作用，

2、测量了单一a轴取向的HoMnO3/Nb-SrTiO3异质结的IV曲线。具内容如下：首先，采用高温固相反应法制备了具有六角结构的HoMnO3的陶瓷材料，利用X射线衍射仪观察到除了HoMnO3的衍射峰外，没有其他杂峰，表明六角钙钛矿型HoMnO3靶材的成功烧制。利用原子力显微镜（AFM）分析了薄膜的结构和表面形貌；其次，用PLD技术在Nb-SrTiO3基底上制备了a轴取向和c轴取向具有正交结构的HoMnO3薄膜，利用原子力显微镜（AFM）分析了薄膜的结构和表面形貌，并研究了其与Nb-SrTiO3基底的外延关系。然后，在不同的温度下测量HoMnO3薄膜的介电常数实部和虚部随频率的变化，

3、观察到在低频段随频率的降低介电常数增大，有弛豫峰出现，利用交流阻抗谱法分析了薄膜的阻抗谱和模数谱，随着温度增加晶界电容变化很大，晶粒电容基本不变，温度的变化对于晶界电阻的影响很大。研究了晶粒与晶界在介电弛豫中的作用，并验证电极和薄膜之间的接触是欧姆接触的。最后，在变温条件下测量了a-HMO/NSTO(110)异质结的IV曲线，加正向和反向电压可观察到类似二极管的电流特性，可以看到在340-200K范围内，电流随温度的降低而降低，并且正向IV曲线可以用热电子发射模型解释，给出了理想因子和内建电势差。关键词：多铁性、异质结、PLD、取向、整流特性烟台大学硕士学位论文AbstractI

4、nthehighlydevelopedtoday,peopleofthedeviceminiaturization,highperformance,multi-function,thenbecomeincreasinglydemanding,whichrequiresboththedevelopmentofnewmaterialswithmultiplefunctions.ThispapertomultiferroicmaterialsHoMnO3forthestudy,usingpulsedlaserdeposition(PLD)grownondifferentsubstrat

5、esinaHoMnO3film,andananalysisofitsstructure,growthorientationandtheepitaxialrelationshipwiththesubstratemeasuredthedielectricconstantofthedielectricfilmchangeswithfrequency,theuseofACimpedancespectraofthegrainandgrainboundariesinthedielectricrelaxationoftheroleofasinglemeasurementofa-axisorie

6、ntedHoMnO3/Nb-SrTiO3heterogeneousjunctionIVcurve.Detailsareasfollows:Firstly,hexagonalstructureHoMnO3werepreparedbyusinghightemperaturesolidstatereactionmethodwithahexagonalstructureceramicmaterial,usingX-raydiffractionobserveddiffractionpeaksinadditiontoHoMnO3,nootherimpurepeaks,indicatingth

7、atthehexagonalperovskiteHoMnO3successfulburntargetthesystem.Secondly,OrthorhombicHoMnO3filmswitha-axisorientationswerepreparedepitaxiallyonNb-1.0wt%-dopedSrTiO3singlecrystalsubstratesbyusingpulsedlaserdepositiontechniquetofabricateall-oxidehe