STO單晶表面原位研究與SRO-STO薄膜生長的初步探索.pdf

1、鈦酸鍶（SrTiO3或STO）是一種典型的立方結(jié)構(gòu)鈣鈦礦氧化物，具有良好的介電性，熱穩(wěn)定性、低損耗與介電可調(diào)節(jié)性;特別是其晶格常數(shù)為3.905(A)，與很多氧化物材料具有很好的晶格匹配性，所以鈦酸鍶單晶是一種廣泛應(yīng)用于薄膜生長的襯底材料。本論文主要研究鈦酸鍶單晶在真空退火處理后表面電子結(jié)構(gòu)與化學(xué)組分的變化情況，并且利用掃描電子顯微鏡進行了其表面宏觀形貌的表征。在對鈦酸鍶單晶表面研究的基礎(chǔ)上，利用脈沖激光沉積法在鈦酸鍶襯底上初步嘗試了釕酸

2、鍶（SrRuO3或SRO）薄膜的生長。并利用原位同步輻射光電子能譜對不同氧壓下生長的釕酸鍶薄膜表面電子結(jié)構(gòu)開展初步研究，以及表面形貌的表征。本論文主要的研究成果如下:
　　1.以真空退火的處理方式處理鈦酸鍶單晶表面，然后利用原位同步輻射光電子能譜研究了不同退火溫度下，其電子結(jié)構(gòu)變化和表面雜質(zhì)去除情況等，并進行了表面形貌的表征。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當真空退火溫度達到700℃時，吸附在鈦酸鍶單晶表面與碳污染相關(guān)的雜質(zhì)可以被去除掉，并露出新鮮

3、的具有穩(wěn)定Ti-O層結(jié)構(gòu)的鈦酸鍶表面。當樣品在超高真空系統(tǒng)中溫度為920℃的條件下退火1小時后，發(fā)現(xiàn)樣品表面被析出的鈣離子污染，同時出現(xiàn)了大量的氧空位，此時的鈦酸鍶單晶樣品已經(jīng)不適合作為生長薄膜時的襯底。
　　2.基于對鈦酸鍶單晶的研究之后，嘗試采取脈沖激光沉積的方法在鈦酸鍶單晶襯底上生長釕酸鍶薄膜，并利用同步輻射光電子能譜以及掃描電子顯微鏡對薄膜的表面形貌與電子結(jié)構(gòu)進行了初步研究。研究發(fā)現(xiàn)，通氧量的不同條件下所生長的薄膜，其化學(xué)