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在信息高度发达的今天,人们对器件微型化、高性能化、多功能化的要求越来越高,这就需要发展同时具备多种功能的新材料。 作为一种多铁性磁电材料, HoMnO3在低温下同时存在铁电有序和反铁磁有序,而且具有与电子轨道、磁性、电荷输运和结构自由度相关的丰富物理性质,使得人们在理论和实验上都越来越重视对它的研究。 本论文以多铁性材料HoMnO3为研究对象,利用脉冲激光沉积技术(PLD)在不同基片上生长了HoMnO3薄膜,得到正交相的薄膜,并且分析了其结构、生长取向以及与基底的外延关系,测量了薄膜的介电常数随频率的变化,利用交流阻抗谱研究了晶粒和晶界在介电弛豫中的作用,测量了单一a轴取向的HoMnO3/Nb-SrTiO3异质结的IV曲线。具内容如下: 首先,采用高温固相反应法制备了具有六角结构的HoMnO3的陶瓷材料,利用X射线衍射仪观察到除了HoMnO3的衍射峰外,没有其他杂峰,表明六角钙钛矿型HoMnO3靶材的成功烧制。利用原子力显微镜(AFM)分析了薄膜的结构和表面形貌;其次,用PLD技术在Nb-SrTiO3基底上制备了a轴取向和c轴取向具有正交结构的HoMnO3薄膜,利用原子力显微镜(AFM)分析了薄膜的结构和表面形貌,并研究了其与Nb-SrTiO3基底的外延关系。 然后,在不同的温度下测量HoMnO3薄膜的介电常数实部和虚部随频率的变化,观察到在低频段随频率的降低介电常数增大,有弛豫峰出现,利用交流阻抗谱法分析了薄膜的阻抗谱和模数谱,随着温度增加晶界电容变化很大,晶粒电容基本不变,温度的变化对于晶界电阻的影响很大。研究了晶粒与晶界在介电弛豫中的作用,并验证电极和薄膜之间的接触是欧姆接触的。 最后,在变温条件下测量了a-HMO/NSTO(110)异质结的IV曲线,加正向和反向电压可观察到类似二极管的电流特性,可以看到在340-200K范围内,电流随温度的降低而降低,并且正向IV曲线可以用热电子发射模型解释,给出了理想因子和内建电势差。