YBCO/LPMO多层膜的制备及LITV效应的研究

YBCO/LPMO多层膜的制备及LITV效应的研究

论文摘要

氧化物高温超导体和超巨磁阻材料都被称为强关联材料。在这两类材料中,均有因各向异性的Seebeck系数导致的脉冲激光感生热电电压效应。目前,基于这种效应而研制成的一种新型快响应激光功率计/能量计已投入到实际运用中。但LITV探测器件的灵敏度不及半导体光电型、量热型,要提高LILV探测器件的灵敏度,使该类器件更好地应用于生产中,就要求制备出激光感生电压信号较大的薄膜材料,这为薄膜材料的制备提出了新的研究领域。本论文的任务是利用脉冲激光沉积(YBa2Cu3O7-d/La0.6Pb0.4MnO)L(L为多层膜周期数)外延多层膜,对多层膜的性质主要进行了x射线衍射(XRD)、高分辨电镜(HREM)、电阻-温度(R-T)关系的检测,并对其LITV信号进行了系统的测试,并讨论了可能存在的物理机制。我们以优质的YBa2Cu3O7-d和La0.6Pb0.4MnO3多晶块体为靶材,利用准分子脉冲激光沉积法在倾斜LaAlO3单晶衬底上制备了(YBa2Cu3O7-d/La0.6Pb0.4MnO3)L多层膜,经过摸索和实验,得到了较为成熟的工艺流程。所得薄膜经XRD测量,基本为单晶外延生长;HREM检测结果表明,多层膜沿衬底方向基本表现出层状生长且结构致密;电阻-温度(R-T)关系的测量结果表明,所制备的多层膜样品均呈半导体性。对所制备的多层膜进行LITV信号检测,发现在这种结构的多层膜中也有LITV效应,且LITV信号有巨大的增大,甚至能够达到38V,与YBCO和LPMO的单层膜相比,约有一个数量级的增加.其次,我们发现多层膜的LITV峰值电压与衬底倾斜角度及膜厚的关系与张等人关于单层膜的公式相符。同时,衬底的倾斜角及膜的周期数(膜的总厚度)都对多层膜的LITV信号的响应时间有很大的影响.具有很高LITV峰值电压的(YBCOM/LPMON)L多层膜的成功制备,为制造高灵敏度的LITV型激光功率计/能量计提供了新的材料系列。这类多层膜材料有着复杂的物理性质,我们对(YBa2Cu3O7-d/La0.6Pb0.4MnO3)L多层膜所表现出来的一些现象进行了讨论,如衬底的倾斜角度、薄膜的厚度、激光能量等对LITV信号的峰值电压的影响等,还特别讨论了衬底的倾斜角度和薄膜的厚度对LITV的响应时间t的影响。这些讨论既可以提高我们对材料性质的认识,还有助于探寻更多的器件应用。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪言
  • 第二章 强关联氧化物
  • 2.1 强关联氧化物材料
  • 2.2 HTSC材料的基本机理
  • 2.3 CMR材料的基本机理
  • 2.4 强关联材料的LITV效应
  • 2.4.1 LITV信号的历史及其理论研究
  • 2.4.2 各向异性Seebeck效应(温差热电势效应)
  • 2.4.3 LITV效应原理及公式
  • 2.4.4 薄膜参量对感生热电势电压的影响
  • 2.5 强关联氧化物材料的应用
  • 2.5.1 高温超导材料的应用
  • 2.5.2 超巨磁阻材料的应用
  • 2.6 小结
  • 第三章 脉冲激光沉积(PLD)薄膜技术
  • 3.1 PLD制备薄膜技术
  • 3.2 PLD的发展
  • 3.3 PLD系统的组成
  • 3.4 PLD的原理
  • 3.5 PLD的技术特点和优势
  • 3.6 小结
  • 2Cu3O7-δ/La0.6Pb0.4MnO3多层膜的制备'>第四章 YBa2Cu3O7-δ/La0.6Pb0.4MnO3多层膜的制备
  • 4.1 多晶靶材的制备
  • 0.6Pb0.4MnO3多晶靶材的制备'>4.1.1 La0.6Pb0.4MnO3多晶靶材的制备
  • 2Cu3O7-δ多晶靶材的制备'>4.1.2 YBa2Cu3O7-δ多晶靶材的制备
  • 2Cu3O7-δ/La0.6Pb0.4MnO3多层膜的制备'>4.2 YBa2Cu3O7-δ/La0.6Pb0.4MnO3多层膜的制备
  • 4.2.1 PLD镀膜实验基本参数
  • 4.2.2 薄膜的生长
  • 4.2.3 样品的制备
  • 4.2.4 样品的退火处理
  • 4.3 薄膜性质的测量
  • 4.3.1 XRD
  • 4.3.2 HREM
  • 4.3.3 R-T
  • 4.4 小结
  • M/LPMONL多层膜中的LITV效应'>第五章 (YBCOM/LPMONL多层膜中的LITV效应
  • 5.1 LITV信号测量设备
  • 5.2 LAO衬底倾斜角度对多层膜的LITV信号的影响
  • 5.3 薄膜厚度对多层膜的LITV信号的影响
  • 5.4 与YBCO和LPMO单层膜的LITV信号的比较
  • 5.5 不同激光能量下多层膜的LITV信号
  • 5.6 小结
  • 第六章 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录: 硕士期间发表论文
  • 相关论文文献

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