论文摘要
本论文采用离子束溅射工艺在氧化钇稳定的氧化锆（YSZ）和铝酸镧（LaAlO3）衬底上制备La0.5Sr0.5CoO3（LSCO）钙钛矿薄膜。采用拉曼光谱技术，研究了热处理温度和衬底对LSCO薄膜的晶体结构、分子振动模式和化学键长度的影响及其机理，发现了LSCO薄膜的拉曼光谱与晶体结构中CoO6的振动模式密切相关；利用量子化学计算软件Gaussian03，模拟计算了La0.5Sr0.5CoO3薄膜材料CoO6八面体的振动模式及分子键长，给出了LSCO薄膜拉曼光谱的各频率对应的振动模式，并计算了CoO6八面体内Co-O键能量。研究结果表明：随着热处理温度的升高，LSCO晶胞CoO6八面体间的相对运动强度逐渐减弱，导致薄膜内部的晶体结构发生变化，趋向于正交晶系（orthorhombic）结构。Co-O键的长短变化明显受到衬底的影响。在衬底YSZ上，Co-O键的长度变大，晶胞尺寸随之变大。在衬底LaAlO3上，Co-O键长度和振动频率无明显变化。Gaussian03软件计算结果表明，随着热处理温度由550℃升高到750℃，在衬底LaAlO3上，Co-O键长由1.895（?）增加到1.905（?），对应的晶格常数由3.79（?）增加到3.81（?）；而在衬底YSZ上，Co-O键长没有变化，晶格常数均为4.01（?）。在衬底LAO上，O-Al（Co-O-Al-O）键能量小于LSCO薄膜的Co-O键的能量，在衬底YSZ上，LSCO薄膜中Co-O键的能量值略小于在衬底LAO上形成的Co-O键能量，采用衬底LAO有利于LSCO膜的结晶。