氧化物分子束外延技术及其在关联材料电子态研究中的应用.pdf

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1、氧化物分子束外延技术及其在关联材料电子态研究中的应用*封东来沈大伟徐海超彭瑞(1复旦大学物理系应用表面物理国家重点实验室上海200433)(2中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室上海200050)摘要氧化物分子束外延薄膜和异质结生长技术近年来迅速发展，人们已实现以单原子层的精度来精确生长多种复杂量子材料，有力地推动了铜氧化物高温超导电性、二维电子气、氧化物电子学和自旋电子学器件等领域的研究．文章介绍了氧化物分子束外延的技术关键，并以LasMnO。薄膜为例，介绍了钙钛矿结构的氧化物薄膜生长和刻画．特别是

2、文章作者通过建立超高真空下的原位样品传送系统，可把薄膜样品直接传送到角分辨光电子能谱仪中，实现了薄膜的原位电子结构测量．所测得的LasMnO。的电子结构与能带计算结果较为相符．而此类立方结构的、不可解理材料的电子结构，过去往往是无法直接测量的．关键词氧化物异质结构，关联材料，氧化物分子束外延，角分辨光电子能谱OxidemolecularbeamepitaxyanditsapplicationsinthestudyofelectronicstatesofcorrelatedmaterialsFENGDong-Lai’SHENDa

3、WeiXUHai—ChaoPENGRui(1StateKeyLaboratoryofSu咖cePhysics，DepartmentofPhysics，FudanUniversity，Shanghai200433，China)(2StateKeyLaboratoryofFunctionalMaterialsforInformatics，ShanghaiInstituteofMicrosystemandInformationTechnology，ChineseAcademyofSciences，Shanghai200050，Chi

4、na)AbstractOxidemolecularbeamepitaxytechniquehasbeenrapidlydevelopedintherecentyears．Oxidefilmsandheterostruturescanbemadewiththeprecisionofsingleatomiclayer，whichhashelpedfacilitatetheresearchofhightemperaturesuperconductity，twodimensionalelectrongas，andoxidebasede

5、lectronicsandspintronics．TakingI．a卜SMnO3thinfilmasanexample，weintroducetheoxidemolecularbeamepitaxyandbasiccharacterizationsforaper—ovskitethinfilm．Moreover，weshowthatbycombiningoxidemolecularbeamepitaxyandangleresolvedphotoemissionspectroscopy，in-situelectronicstru

6、cturemeasurementsbecomefeasibleforthinfilms．ThemeasuredelectronicstructureofLa1一SMnO3thinfilmshowsfairlygoodagreementwiththebandstructurecalculations，whilepre—viouslytheelectronicstructureofsuchuncleavablecubic—structuredmaterialsusuallycouldnotbeobtainedwithphotoem

7、issionspectroscopy．Keywordsoxideheter0junctions，correlatedmaterial，oxidemolecularbeamepitaxy，angleresolvedphoto—emissionspectroscopy对高速计算能力需求的不断增长．随着半导体加工1引言工艺的进一步发展，人们预期在不远的将来半导体*国家自然科学基金(批准号：91021001)、国家重点基础研究发展人类2O世纪最伟大发明之一是计算机和各种计划(批准号：2012CB921402)资助项目相关的信息技术．它

8、们的广泛应用已经从本质上改2012—02—07收到变了人类的生活和思维方式．但随之而来的是人们十通讯联系人．dlfeng@{udan．edu．CFI物理·4l卷(2012年)4期http

9、

10、v．wuli．ac．cn评述集成电路中的晶体管的大小将达到受量子力学效应技术．其中高压