La1-xCaxMnO3-Ag薄膜制備工藝及性能研究.pdf

1、本論文采用固相反應(yīng)法制備LCMO及LCMO-Ag靶材,并用射頻磁控濺射工藝在Si(100)基片上制備LCMO-Ag薄膜,研究制備工藝參數(shù)對LCMO-Ag薄膜電阻率-溫度特性的影響及銀摻雜對LCMO材料結(jié)構(gòu)及電性能的影響。研究固相反應(yīng)法制備LCMO靶材最佳制備工藝及銀摻雜對LCMO靶材形貌的影響。研究發(fā)現(xiàn)銀摻雜導(dǎo)致LCMO靶材晶粒直徑減小及致密度的提高;而高的燒結(jié)溫度和較長的燒結(jié)時間使靶材晶粒直徑增加,致密度降低。經(jīng)過優(yōu)化得到的LCMO-

2、Ag靶材制備優(yōu)化工藝參數(shù)為:煅燒溫度為900℃,煅燒時間為5小時,燒結(jié)溫度為1300℃、保溫10小時。研究銀摻雜對LCMO薄膜電性能的影響。銀摻雜可顯著降低LCMO薄膜的電阻率,提高薄膜金屬-絕緣相變溫度,并使LCMO薄膜在233K～300K之間發(fā)生兩次金屬-絕緣相變(TMI與T’MI)。出現(xiàn)這一現(xiàn)象是由于銀摻雜造成的薄膜的不均勻性,在晶粒內(nèi)部和晶界處出現(xiàn)了富銀相。研究制備工藝參數(shù)對薄膜電阻率-溫度曲線的影響。隨沉積溫度的升高,TMI與

3、T’MI先升高后降低,在沉積溫度為500℃時TMI與T’MI均達到最高值,分別為241K和266.3K。能譜(EDS)表明隨工作氣體中氧分壓的增加,薄膜內(nèi)氧含量升高,Mn4+含量也隨之升高,雙交換作用增強,TMI與T’MI增大。在氧氬比為1:2,薄膜中氧含量達到63.71at％,此時TMI與T’MI分別為240.6K與273K。高的工作氣壓可以使濺射粒子在薄膜表面均勻分布,但氣壓過高會使薄膜成分發(fā)生偏析,造成薄膜結(jié)構(gòu)和成分均勻性下降。隨