Pr0.5Sr0.5MnO3薄膜的电磁性能研究

摘要

本文用脉冲激光溅射沉积(PLD)方法在LaAlO3(LAO)等单晶衬底上生长了Pr0.5Sr0.5MnO3(PSMO)薄膜，X光衍射实验显示，该薄膜外延生长，具有较好的单晶性。通过比较不同厚度薄膜的晶格结构、相图、电致电阻和磁致电阻等电磁性能，研究了应力对其晶格结构和电磁性能的影响，并研究了退火处理对薄膜应力和电磁性能的改变，及其作用机理。
　　本文首先介绍了研究背景及意义，说明了研究PSMO薄膜在物理与实用上的意义。其次对研究方法作了简单介绍，通过PLD方法在特定衬底上制备薄膜，通过XRD，R-T及M-T测试以研究应力对电磁性能的影响。
　　实验探究部分主要研究衬底应力对薄膜性能的影响。在(001)LAO衬底上沉积PSMO薄膜，通过不同厚度薄膜性能的比较，研究了应力对薄膜磁阻以及电致阻变效应的影响并对其机理作了简单分析。文章得出这种与薄膜厚度相关的电致阻变与磁阻效应可以归结为应力对薄膜内部相分离与相竞争的影响。研究表明，组分位于相界附近的锰氧化物是提供巨大的磁阻、电致电阻以及弹性电阻效应的理想材料。还研究了退火前后薄膜的电磁性能和晶格结构变化。结果发现退火导致薄膜电阻率降低，铁磁性增强和晶格常数c减小。通过与(110)STO衬底上生长的PSMO薄膜的对比实验，发现应力弛豫是退火导致薄膜电磁性能变化的关键因素。
　　最后部分是对研究结果的总结和一些结论以及对其研究意义的一些展望。

目录

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 钙钛矿锰氧化物

1．2．1 晶体结构

1．2．2 钙钛矿锰氧化物中的磁电阻效应

1．2．3 钙钛矿锰氧化物中的电致阻变效应

1．2．4 钙钛矿锰氧化物的相图及相分离

1．2．5 钙钛矿锰氧化物的应力效应

1．3 Pr0.5Sr0.5MnO3薄膜

2 Pr0.5S0.5MnO3薄膜的制备与表征

2．1 Pr0.5Sr0.5MnO3薄膜的制备

2．1．1 PLD原理

2．1．2 PLD优缺点及改进

2．1．3 薄膜制备工艺

2．2 Pr0.5Sr0.5MnO3薄膜的表征

2．2．1 XRD对薄膜结构相图的表征

2．2．2 PPMS表征电学性能

3．2．3 SQUID测试磁化强度

3 应力对PSMO薄膜性能的影响研究

3．1 不同厚度PSMO薄膜的研究

3．1．1 实验

3．1．2 实验结果和分析

3．1．3 小结

3．2 后退火对PSMO薄膜性能的影响

3．2．1 后退火实验

3．2．2 实验结果和分析

3．2．3 小结

4 总结与展望

4．1 主要结论

4．2 研究展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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