NiCo2O4作为混合价态占位的过渡金属氧化物,具有尖晶石结构。由于其独特的物理和化学性质,可广泛应用于光电转换、含能材料包括太阳能电池、电催化和锂电池等。为了更好地利用NiCo2O4材料,理解它的阳离子分布、电输运和磁学性质非常关键。相对块材而言,薄膜材料具有显著的表面效应和尺寸效应,而且薄膜材料更有利于器件的高密度集成。由于薄膜材料往往是外延生长在各种衬底上,所以衬底对于薄膜的物性影响是一个十分重要的研究课题,而在衬底对外延薄膜的影响中外延应力是一个主要因素。在影响薄膜材料物性的诸多因素中晶面取向是另外一个因素。对于氧化物薄膜,生长过程中氧压变化对薄膜物性尤为重要。基于此,本文就晶格应力、结晶取向及氧压对NiCo2O4对薄膜材料物性的影响做了系统研究。1、采用不同衬底,利用晶格常数的差异来调控外延薄膜应力是研究重要手段。本部分采用的是LaAlO3,Si两种衬底。在(111)LAO,(100)Si衬底上制备温度范围从室温到600℃的NiCo2O4薄膜,探究外延应力对薄膜磁性、电输运以及光学性质的影响。两种衬底对NCO都为压应力,导致两种样品的面外晶格常数比块材大。其中(100)Si对NCO应力较大,晶体结构压缩较大,增加该样品磁性离子间间距,双交换作用和超交换作用较大,导致导电性及饱和磁化强度较大。2、为了研究不同晶面取向对NiCo2O4薄膜物性的影响,分别在(111)LaAlO3,(100)LaAlO3上制备外延NCO薄膜。研究晶向不同对NCO薄膜样品的电、磁性质,特别是反常霍尔效应的影响。衬底对薄膜产生应力一样。样品外延性质量好,结晶质量良好,薄膜表面较为平整。由于弱局域效应,样品出现负磁阻,通过公式拟合,证明负磁阻的产生与局域磁矩对传导电子的散射有关。(100)NCO中磁性原子间距比(111)NCO较小,导致其导电性及饱和磁化强度良好,同时由于四面体几何阻挫构型,导致磁性离子呈现非共面磁性,低温呈现拓扑霍尔效应。3、通过调控薄膜生长过程中氧压的变化,发现薄膜的结构和磁电性发生了变化。本底真空下(0 mTorr),薄膜未能外延生长,样品中存在各种缺陷,样品呈现金属性。较高氧压时(20～50 mTorr),样品外延生长,氧空位的浓度较大,电性和磁性良好。并且在50 mTorr时样品的电导率高达186 S/cm,比之前报道的值要高(178 S/cm)。更高氧压时(200～300 mTorr),增加氧离子与靶材轰击出的离子碰撞,不能形成晶态,使得阳离子缺陷,导电性和磁性减弱。