高氧压下氧化物薄膜同质和异质外延的RHEED实时监测

摘要

我们自行研制了具有三级差分气路可以在高气压下工作的RHEED系统 (High pressureRHEED) ,并利用本系统实时监测了 (0 0 1)SrTiO3基片上SrTiO3:Nb、Ba0 .5Sr0 .5TiO3、YBa2 Cu3O7单层薄膜 ,及Ba0 .5Sr0 .5TiO3/SrTiO3:Nb双层膜的生长过程 .研究结果表明当镀膜室氧压高达2 1Pa时该系统仍然可以正常工作 ,并且能够获取较清晰的衍射图样 .通过分析衍射图样我们发现 ,所有这些薄膜都是外延生长且晶体质量良好 ,但薄膜生长模式及表面平整度受沉积条件影响较大 .在真空下薄膜基本上以层状模式生长 ,具备纳米级光滑的表面 ,且其表面平整度并不因膜厚的改变而变化 ;而在 10Pa量级氧压下薄膜更倾向于以岛状模式生长 ,膜表面平整度较差 ,并且随膜厚的增加粗糙度上升 .此外对多层薄膜而言 ,底层薄膜的表面和结构直接影响到顶层薄膜的质量和品质 .