三重价态钙钛矿型锰氧化物薄膜制备与性质研究

论文摘要

本论文主要研究具有三重混合价态钙钛矿型锰氧化物薄膜材料的制备,结构及性能表征。应用偏轴射频磁控溅射方法在ITO/Au导电衬底上成功制备了La1-x-yCaxKyMnO3薄膜。薄膜透射电镜呈现出与单晶样品相同的调制结构条纹相。薄膜的I-V曲线与单晶I-V曲线一样具有单分子整流特征。成功将几十微米尺寸单晶样品特性扩展到具有宏观应用前景的薄膜材料上。研究钙钛矿型锰氧化物外延薄膜的制备及性质。通过射频磁控溅射方法以SrTiO3（001）晶面和LaAlO3（001）晶面为衬底制备薄膜。X射线测试表明LCKMO薄膜为按照[001]晶轴方向择优生长的多晶薄膜。薄膜电性和磁性测试证明薄膜衬底与块状材料晶格失配对于薄膜性质具有重要影响,并且可以作为调控薄膜材料性能的一种重要手段。水热原位制备钙钛矿型锰氧化物薄膜为我们提供了一种简单有效的方法,对我们研究水热单晶样品和取向薄膜之间关联及薄膜形成机理提供了方便。水热歧化反应制备了具有三重价态钙钛矿结构锰氧化物,Mn3+（ t 32 g e1 g）和Mn5+（ t 22g e 0g）共存为1973年Bardeen提出的高温超导激子理论提供了结构模型。室温下施加一定电场,LCKMO单晶样品可以通过电流密度达104A/cm2,而经由磁控溅射技术在Nb掺杂SrTiO3衬底上制备的LCKMO薄膜可通过电流密度达到105A/cm2。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 第一节 引言
• 第二节 钙钛矿型锰氧化物概述
• 1.2.1 锰氧化物研究的历史
• 1.2.2 钙钛矿锰氧化物的晶体结构
• 1.2.3 自发磁化与交换作用
• 第三节 强电子关联与钙钛矿锰氧化物
• 1.3.1 强电子关联简介
• 1.3.2 亚锰酸盐磁结构
• 1.3.3 现有相关理论及不足
• 第四节 强关联电子体系涉及的相关概念
• 第五节 本课题选题的目的、意义和主要结果
• 1.5.1 本课题选题的目的和意义
• 1.5.2 本课题选题的主要结果
• 参考文献
• 第二章 导电基底钙钛矿型锰氧化物薄膜的制备与性质表征
• 第一节 引言
• 第二节 导电基底钙钛矿型锰氧化物薄膜合成
• 2.2.1 钙钛矿型锰氧化物薄膜材料制备方法简介
• 2.2.2 导电基底钙钛矿型锰氧化物薄膜制备
• 第三节 导电基底钙钛矿型锰氧化物薄膜组成及结构认定
• 2.3.1 钙钛矿型锰氧化物薄膜的组成认定
• 2.3.2 钙钛矿型锰氧化物薄膜的晶体结构
• 第四节 导电基底钙钛矿型锰氧化物薄膜厚度及其颜色变化
• 2.4.1 钙钛矿型锰氧化物薄膜厚度测定
• 2.4.2 钙钛矿型锰氧化物薄膜颜色变化
• 第五节 导电基底钙钛矿型锰氧化物薄膜表面形貌
• 第六节 导电基底钙钛矿型锰氧化物薄膜电学和磁学性质
• 2.6.1 导电基底钙钛矿型锰氧化物薄膜电学性质
• 2.6.2 导电基底钙钛矿型锰氧化物薄膜磁学性质
• 第七节 本章小结
• 参考文献
• 第三章 钙钛矿型锰氧化物外延薄膜制备与性质表征
• 第一节 引言
• 第二节 钙钛矿型锰氧化物外延薄膜的合成
• 第三节 钙钛矿型锰氧化物外延薄膜结构表征
• 第四节 钙钛矿型锰氧化物外延薄膜表面形貌
• 第五节 钙钛矿型锰氧化物外延薄膜电学和磁学性质
• 3.5.1 钙钛矿型锰氧化物外延薄膜电学性质
• 3.5.2 钙钛矿型锰氧化物外延薄膜磁学性质
• 第六节 水热方法原位制备钙钛矿型锰氧化物外延薄膜
• 第七节 本章小结
• 参考文献
• 第四章 室温超大电流
• 第一节 超导发展历程
• 第二节 超导机理
• 4.2.1 波色-爱因斯坦凝聚
• 4.2.2 BCS 理论
• 4.2.3 高温超导机理
• 第三节 室温超大电流
• 第四节 本章小结
• 参考文献
• 结论与展望
• 致谢
• 作者简历
• 攻读博士学位期间发表论文和专利
• 中文摘要
• 英文摘要