钙钛矿型功能氧化物薄膜的透射电子显微学研究

摘要

钙钛矿型功能氧化物薄膜具有超巨磁阻效应、铁电、多铁等独特的物理性能，引起了人们的广泛关注。作为一种强关联电子体系，其电子自旋、轨道与晶格之间相互耦合，产生了一系列丰富的物理现象。本论文主要利用透射电子显微学对钙钛矿型功能氧化物薄膜的微观结构进行了细致的研究，并与其物理性能进行了关联。
　　第一章对钙钛矿型功能氧化物薄膜的制备、微观结构及物理性能进行了综述介绍。从钙钛矿型氧化物的晶体结构、电子结构及磁结构特点出发，介绍了钙钛矿型功能氧化物薄膜的制备、微观结构表征及外延薄膜中的应力状态，并对其研究进展进行了总结。
　　第二章利用高分辨透射电子显微学研究了SrRuO3外延薄膜的表面形貌、微观结构缺陷及生长机理。研究发现，SrRuO3外延薄膜表面不平整，存在V形凹槽，V形槽两边的夹角多为90o，且凹槽底部多与穿透位错相连。在 SrTiO3衬底上生长的SrRuO3薄膜遵循二维层状—三维岛状模式生长，导致了薄膜表面V形凹槽的形成。
　　第三章利用高分辨透射电子显微学对不同衬底上生长的 LaCoO3外延薄膜的微观结构进行了系统的研究，并关联了其磁学性能。研究发现，在(La,Sr)(Al,Ta)O3和SrTiO3衬底上生长的 LaCoO3薄膜中存在横向和纵向两个方向的调制结构，而在LaAlO3衬底上生长的薄膜中仅存在横向调制结构。这些调制结构均由氧空位有序排列引起的。磁学性能测试结果表明，SrTiO3衬底上生长的薄膜饱和磁矩最大。薄膜的磁学性能与其应变状态、氧空位含量及调制结构取向密切相关。
　　第四章利用高分辨透射电子显微镜、扫描透射电子显微镜、电子能量损失谱等研究了 BaTiO3/SrTiO3超晶格薄膜的界面结构及氧化学环境。研究发现，BaTiO3的O-K电离边近限精细结构在能量损失为547 eV附近发生劈裂，而在SrTiO3的能损谱中未见劈裂行为。多重散射计算表明 BaTiO3中 O-K电离损失峰的劈裂行为与晶胞的氧对称性及位置对称性的降低有关。

目录

引言

第一章 综 述

1.1钙钛矿功能氧化物薄膜材料简介

1.2钙钛矿氧化物的基本结构与特性

1.3钙钛矿功能氧化物薄膜的制备与表征

1.4几种钙钛矿氧化物薄膜的研究现状

1.5本论文的研究内容及意义

第二章SrRuO3薄膜的微观结构及生长机理

2.1研究背景

2.2实验方法

2.3结果与讨论

2.4小结

第三章 LaCoO3外延薄膜的微观结构与物理性能

3.1研究背景

3.2 实验方法

3.3 结果与讨论

3.4 小结

第四章BaTiO3/SrTiO3多层膜的微观结构与电子结构

4.1 研究背景

4.2 实验方法

4.3 结果与讨论

4.4 小结

总结与展望

一、本论文主要的研究成果与结论

二、后续工作建议及展望

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果

致谢

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