一、The reflection and interference of electrons at the interface of superlattice（论文文献综述）
宋京华[1]（2021）在《过渡金属氧化物异质结的界面耦合效应及其电调控》文中研究表明过渡金属氧化物作为典型的电子强关联体系,其自旋、轨道、电荷和晶格等多个自由度存在着强烈的竞争耦合相互作用,已经展示出一系列重要的物理效应和现象,如巨磁电阻效应、高温超导效应、电荷有序和轨道有序现象等,是氧化物电子学领域研究的热点材料。将两种或多种不同过渡金属氧化物组合而构成的异质界面,能够导致层间耦合效应、量子尺寸效应、界面轨道/电荷重整效应等丰富的物理现象,是获得新结构、新物态的重要途径。然而考虑到晶体结构和对称性的匹配,以往关于复杂氧化物超晶格/多层膜的研究往往集中在钙钛矿/钙钛矿结构的组合中。钙铁石结构是钙钛矿氧化物的一种衍生结构。它由氧八面体层与氧四面体层交替堆垛而成的晶体学超结构,给出了原子有序的一维氧空位通道,使之成为优异的离子导体、氧分离膜和催化剂。特别地,一些钙铁石结构氧化物具有反铁磁序,这为界面自旋结构设计提供了新空间。本文系统地研究了不同取向和不同材质衬底上钙铁石结构钴氧化物薄膜外延生长的规律,设计、制备了高质量的钙钛矿结构锰氧化物La2/3Sr1/3Mn O3（LSMO）和钙铁石结构Sr Co O2.5(SCO2.5)或钙钛矿结构La0.8Sr0.2Co O3（LSCO）的异质结构,并在其中发现了异常的界面磁各向异性。进一步地,基于离子液体电调控技术对异质结中钴氧化物层拓扑相结构或离子价态的有序调控,我们成功实现了对异质结磁各向异性以及界面交换耦合的可逆电场调控,给出了一种新颖高效的“电控磁”方案。本文取得的主要创新性成果包括:1.利用脉冲激光沉积技术,我们在（001）、（110）和（111）三种晶向的Sr Ti O3（STO）和（La Al O3）0.3（Sr2Al Ta O6）0.7（LSAT）衬底上外延生长了高质量的钙铁石相SCO2.5薄膜。利用原子力显微镜、X射线衍射以及倒易空间图等方法,我们系统地研究了不同晶格取向和不同衬底应力情况中钙铁石薄膜的表面形貌特征、结构有序度以及超结构方向的规律。我们发现,不同于（001）晶向衬底上SCO2.5薄膜Co O6和Co O4面堆叠（超结构）方向沿着与衬底表面垂直方向的单一畴结构,（110）和（111）取向SCO2.5薄膜均出现了的多畴结构。其中,（110）取向薄膜具有超结构方向取[100]或[010]轴向的两重畴结构,而（111）取向薄膜具有超结构方向取[100]或[010]或[001]轴向的三重畴结构。此外,（110）取向SCO2.5薄膜在面内[110]和[001]两个方向上强烈的结构各向异性,能够导致相应的电子或离子输运各向异性。特别地,我们还发现了（110）取向钙铁石SCO2.5薄膜的结构有序度可以通过外电场驱动氧离子的定向迁移实现在有序和无序状态之间的反复切换。在这个过程中,薄膜表面形貌、晶体结构以及各向异性电子输运都会发生相应变化。这项工作展示出利用钙铁石材料中氧离子迁移的选择性设计开发新功能氧化物电子器件的可能性。2.我们成功地在（110）取向LSAT衬底（LSAT（110））上制备了具有钙铁石/钙钛矿界面的高质量SCO2.5/LSMO双层膜异质结,并在其中并发现了一系列由于异质界面对称性失配导致的新奇物理效应。我们发现,不同于LSMO/LSAT（110）单层膜中沿着[001]方向的磁易轴取向,由于钙铁石/钙钛矿特殊的界面耦合效应的存在,SCO2.5/LSMO/LSAT（110）双层膜中LSMO层的磁易轴方向转动至了[110]方向。更重要的是,在离子液体电调控作用下,随着异质结中上层SCOx薄膜在SCO3相和SCO2.5相之间反复转变,异质结中下层LSMO薄膜的磁易轴方向将同步地在面内发生90°的可逆转动。计算表明电场对磁各向异性能的调控幅度高达3.41×105 erg/cm3。利用X射线线性二色谱（XLD）,我们证明了LSMO磁各向异性的改变来源于界面处Mn离子eg能级电子轨道占据态的变化:钙铁石/钙钛矿界面的SCO2.5/LSMO异质结中电子的优先占据轨道为d3z2-r2,而钙钛矿/钙钛矿界面的SCO3/LSMO异质结中电子的优先占据轨道为dx2-y2。这项工作展示了一种新的氧化物薄膜自旋结构设计及调控方法,即可以在不影响薄膜自身结构或化学成分的条件下,通过调控异质界面中另一层的相结构,改变了界面耦合状态,从而实现对此薄膜自旋态的大幅度调控。3.我们成功地在（001）取向LSAT衬底（LSAT（001））上制备了具有钙钛矿/钙钛矿界面的高质量LSCO/LSMO双层膜异质结,并在其中观察到由钴氧化物/锰氧化物界面电荷转移效应导致的反常强垂直磁各向异性现象,同时实现了对这种反常强垂直磁各向异性的高效电场调控。我们发现,厚度较薄（<8 nm）的LSMO/LSAT（001）单层膜通常具有典型的面内磁各向异性。而在LSMO单层膜顶部生长LSCO覆盖层之后,LSCO/LSMO/LSAT（001）双层膜中同等厚度的LSMO层相对于单层膜样品获得了反常的垂直磁各向异性。经X射线吸收谱（XAS）、XLD等谱学分析手段证实,LSCO/LSMO界面存在着由Mn3+向Co3+发生电荷转移的过程。这种电荷转移源于界面附近Co、Mn离子d3z2-r2轨道通过O离子2pz轨道的耦合,并且会导致界面出现基于Co2+-Mn4+模式的铁磁交换耦合作用,以及能量更低键合轨道的形成。而低能量键合轨道的出现造成钴氧化物/锰氧化物界面的电子轨道占据态发生变化,使得自旋取向转至面外方向。进一步地,我们利用离子液体电调控技术对上层LSCO薄膜中Co离子价态进行精确调控,发现在正负电压驱使下,LSMO层的磁易轴可在面外、面内两个取向之间发生可逆转动,同时异质结界面的交换偏置效应也在铁磁耦合、反铁磁耦合之间反复切换。XAS结果清楚地显示在正（或负）向电场作用下界面Co离子价态会降低（或升高）。Co离子价态的变化将影响LSCO/LSMO界面电荷转移过程,进而导致界面处Co离子、Mn离子eg电子轨道占据态和自旋取向发生改变,并最终在宏观上展现出磁易轴和交换偏置效应的变化。这项工作展示了基于电场调控氧化物界面电荷转移过程实现人工设计界面自旋结构和磁耦合的可行性。
韩福荣[2]（2021）在《过渡金属氧化物异质结界面耦合效应及其对磁性的调控》文中进行了进一步梳理复杂钙钛矿氧化物异质结呈现的丰富物理效应是凝聚态物理研究的热点。这种由强关联体系材料组合构成的异质界面可出现多种形式的界面耦合效应,例如电荷转移、轨道重构和跨越界面的化学键等,导致完全不同于单体材料的新奇物理效应,例如氧化物界面二维电子气,二维铁磁性,超导电性和磁性共存以及电场调控Rashba效应等。部分钙钛矿氧化物中存在着有序排列的氧空位缺陷,形成了新的类钙钛矿晶体结构,如ABO2.5钙铁石氧化物,ABO2无限层氧化物等。我们发现将类钙钛矿结构和钙钛矿结构氧化物组合形成界面对称性失配的异质结,可以引入新的界面耦合效应,是探索强关联氧化物体系的奇异物性和开发氧化物复合功能器件的新途径。本文设计将钙钛矿锰氧化物与类钙钛矿钴氧化物组合构成异质界面,系统研究了界面耦合作用结合衬底应力对异质结磁性特别是磁各向异性的调控,发现了界面电子轨道占据态的变化规律。本文取得的主要研究成果如下:1.在（001）取向的（LaAl O3）0.3(SrAl0.5Ta0.5O3)0.7（LSAT）,SrTiO3（STO）和KTa O3（KTO）单晶衬底上制备了高质量的LaCoO3-δ/La2/3Sr1/3MnO3/LaCoO3-δ（LCO/LSMO/LCO）三层膜,研究了不同应力下异质结的垂直磁各向异性。特别地,通过插入缓冲层的方法,在KTO衬底上实现了高达～2.2%的张应力。我们发现,在STO和KTO衬底上的三层膜中的LSMO表现出显着的垂直磁各向异性,并且垂直磁各向异性能随着张应变的增大而增大,最大值达～3.9×106 erg/cm3。这一结果表明,界面耦合效应克服了张应变导致的磁弹耦合作用,后者支持面内易磁化。与此不同,在小应变的LSAT衬底上的三层膜则没有表现出明显的垂直磁取向。结果表明,张应变增强了界面耦合效应,导致了异质结的垂直磁各向异性。2.制备了高质量的（110）取向LaCoO3-δ/La2/3Sr1/3MnO3/LaCoO3-δ（LCO/LSMO/LCO）三层膜,发现了反常的面内磁各向异性,阐明了界面处3d电子轨道重构和自旋取向之间的关联性及其对宏观磁性的影响。不同于（110）取向单层LSMO薄膜的[001]轴向易磁化方向,LCO/LSMO/LCO三层膜的易磁化方向转变为[1（?）0]轴向。X-射线吸收谱和线性二色谱的实验结果表明,三层膜结构中LSMO层Mn的dx2-y2和d3z2-r2轨道能级发生了重构,优先占据态变成了dx2-y2轨道。而LSMO单层膜的优先占据态为d3z2-r2轨道。这种轨道重构效应是源于界面Mn、Co离子的dx2-y2轨道耦合,借助于O的2p轨道。这种耦合导致了能量更低的键合能级、以及Mn离子向Co离子的电荷转移。根据Bruno模型中轨道和自旋两个自由度之间的强耦合关系,可以理解LSMO层的易磁化方向在面内发生的90°的旋转。3.利用对称性不同的LSMO和YBaCo2O5+δ（YBCO）在（001）-SrTiO3衬底上制备了高质量的（001）-LSMO/YBCO/STO异质结,发现了反常垂直磁各向异性。结构分析结果表明,YBCO为缺氧双钙钛矿结构,其A位阳离子和氧空位的排布高度有序,形成了[Ba O]层和[YOδ]层沿[001]方向交替堆叠的周期性结构。磁性测量结果显示,异质结中的LSMO层具有垂直磁各向异性,各向异性常数达到了～4×106 erg/cm3,比磁弹耦合产生的面内各向异性大两个数量级。X-射线吸收光谱和密度泛函理论计算均证实了LSMO/YBCO界面处发生了轨道重构,导致Mn离子的eg电子优先占据d3z2-r2轨道,从而出现了垂直各向异性。我们还进一步讨论了其内在物理机制:Mn和Co的配位场分别为MnO6八面体和CoO5五面体,两者通过界面处的O离子耦合形成共价键,使得重构后的d3z2-r2轨道能量更低。此外,我们还在（110）取向STO衬底上制备了（110）-YBCO/LSMO/STO异质结。结构分析表明（110）取向YBCO薄膜仍然保持了高质量的A位有序外延生长,其有序方向为面外倾斜45°的[100]或[010]轴向。在此异质结样品中,LSMO层的易磁化方向从单层膜的[001]轴向转动到了[1（?）0]轴向,各向异性常数达到了～106 erg/cm3。这一工作初步展示了基于双钙钛矿/钙钛矿结构异质界面设计构筑人工界面自旋结构的可行性。
魏国帅[3]（2021）在《中、长波锑化物Ⅱ类超晶格红外探测材料的制备及性能研究》文中进行了进一步梳理锑化物Ⅱ类超晶格（T2SL）红外探测器是极具潜力的第三代红外探测器,其所探测的中波（3-5μm）与长波（8-14μm）波段在军事和民用领域有着广泛的应用。其中,基于InAs/GaSb Ⅱ类超晶格（T2SL）的长波红外探测器由于其结构独特,具备带隙可调、电子有效质量大等突出的优势;而最近几年,无Ga的Ⅱ类超晶格（InAs/In（As）Sb）材料用In（As）Sb层代替GaSb层,去除了与Ga元素相关的本征缺陷,减少了非辐射复合中心,相比于InAs/GaSb超晶格其载流子寿命大大延长。本文制备了InAs/GaSb T2SL长波红外探测器,并对其辐照特性进行了探究;此外,还成功生长了无Ga的中波InAs/In（As）Sb超晶格材料。具体研究成果如下:（1）利用先进的分子束外延技术,生长了高质量的PπMN结构的长波InAs/GaSb Ⅱ类超晶格。针对超晶格独特的生长方式,系统优化了生长速率、Ⅴ/Ⅲ元素束流比、生长温度等参数;对不同的功能层采取了不同的的界面控制方法以及最优的源炉快门顺序。最终,InAs/GaSb超晶格材料在10×10μm范围内的RMS粗糙度仅为1.78?,FWHM1仅为26 arcsec;InAs/GaSb/Al Sb/GaSb超晶格材料在10×10μm范围内的RMS粗糙度为2.2?,FWHM1为20.5 arcsec,以上参数表明材料具备很高的晶体质量。（2）采用标准探测器工艺制备了PπMN结构的长波InAs/GaSb T2SL单元器件,并探究了高能电子辐照对器件性能的影响。测试结果表明,器件的50%截止波长为9.53μm,100%截止波长为10.86μm;峰值量子效率47.69%,在长波8μm处的量子效率为26.82%,峰值探测率D*达4.38×1011cm Hz1/2/W。针对红外探测器在空间中的应用,通过研究不同照射剂量的高能电子对不同尺寸单元器件的电学性能的影响,结果表明,1MeV高能电子对器件产生的主要是位移损伤效应,并对器件表面漏电流产生重要影响。（3）研究了中波无Ga的Ⅱ类超晶格材料的分子束外延生长,包括InAs/InAs0.66Sb0.34和InAs/InSbⅡ类超晶格。对于InAs/InAs0.66Sb0.34,研究了InSb界面对InAs/InAs0.66Sb0.34组分的影响;当温度为Tc时,材料的FWHM1和RMS粗糙度只有39.3 arcsec和1.72?;为抑制器件的暗电流,在结构中增加了Al As Sb势垒层使之形成n Bn结构,XRD测试表明材料的晶体质量非常好;测试了变温PL谱,4 K下的荧光峰在4.58μm处。对于InAs/InSb超晶格的外延生长,本文提出了一种有效的生长方式,即使用两个In源炉,分别用不同的生长速度生长InAs层和InSb层,可将InAs/InSb超晶格的应变控制在50 arcsec以内,最终制备出高质量的外延材料。
马晓乐[4]（2021）在《GaSb基双色红外探测材料与器件研究》文中研究指明红外探测尤其双色红外探测技术因其探测波段范围广、特征信息丰富、分辨能力强、抗干扰等优点在军事及民用领域均发挥着重要的作用。在红外探测领域,根据大气窗口通常划分为短波红外（1-3 μm）,中波红外（3-5 μm）和长波红外（8-14μm）。本文采用锑化镓（GaSb）体材料作为短波红外吸收材料,砷化铟/锑化镓（InAs/GaSb）Ⅱ类超晶格作为中波和长波红外吸收材料,利用能带模拟、分子束外延生长和器件制备工艺实现了 GaSb基短/中、短/长、中/中和中/长四种双色红外探测材料和器件。研究了外延材料的表面形貌、晶体结构和双色红外探测器的光电性能。主要研究内容如下:（1）优化了 GaSb缓冲层和InAs/GaSbⅡ类超晶格的外延生长参数,包括生长温度、Ⅴ/Ⅲ束流比和InSb界面生长时间。优化后的GaSb缓冲层和InAs/GaSbⅡ类超晶格的表面均方根粗糙度RMS分别为1.8A和1.97A,超晶格零级峰半峰宽为41.22arcsec,与衬底峰应变值为0.0347%。InAs/GaSb Ⅱ类超晶格退火实验表明,超晶格最高承受温度不得超过Tc+75℃,在Tc+60℃对GaSb体材料进行了低温生长实验,低温下优化后的束流比为Sb/Ga=7,RMS为1.79A。（2）重新生长了 10/1/5/1和18/3/5/3 M结构超晶格从而对生长参数进行了确认,对掺杂源炉温度以及对应的掺杂浓度进行了研究。通过材料外延实验的基础以及结构设计和能带模拟实现了高质量短/中、短/长、中/中和中/长双色红外探测器件的外延生长。四种器件中包含的不同结构超晶格零级卫星峰均重合,重合的零级峰半峰宽分别为 17.57arcsec、38.77arcsec、36.34arcsec 和 27.92arcsec,与衬底峰的应变值分别为0.0905%、0.0215%、0.1224%和0.030%。（3）对四种双色器件进行了工艺制备和电学光学性能测试,测试结果如下:短/中双色器件两通道的截止波长分别为1.6μm和5.02μm,器件的最大阻抗值RA与暗电流密度值J分别为1.86 × 106Ω·cm2和4.12 × 10-7A·cm-2。短波与中波通道的光学串扰分别为0.0049和0.295,峰值量子效率分别为35.86%和25.47%,峰值探测率分别为7.63 × 1011cm·Hz1/2/W和4.05 × 1010 cm·Hz1/2/W。并在器件工艺过程中进行了硫化与钝化工艺的对比,硫化与只钝化器件的侧壁电阻率分别为4.49 × 107Ω·cm和6.83 × 106Ω·cm。短/长双色器件两通道的截止波长分别为1.64μm和11.06μm,最大阻抗与面积乘积值RA为3.75×107 Q·cm2,短波通道与长波通道的峰值响应度分别为0.7 A/W和1.5 A/W,峰值量子效率分别为0.6%和17%。短波通道在1.5μm处峰值探测率为1.4 × 109cm.Hz1/2/W,长波通道在5μm处探测率达到1.052 ×1011cm·Hz1/2/W。中/中双色器件两个通道截止波长分别为3.7μm和5μm,最大阻抗与面积乘积值RA为4.96 × 106Ω·cm2,3.7μm和5μm中波通道的峰值响应度分别为0.0406 A/W和2.909 A/W,峰值量子效率分别为2.37%和35.06%,峰值探测率分别为 1.453 × 1012cm·Hz1/2/W和9.936 × 1013cm·Hz1/2/W。中/长双色器件的中波通道和长波通道的截止波长分别为4.8μm和10.5μm,最大阻抗与面积乘积值RA为2.48 × 105Ω·cm2,中波通道和长波通道的峰值响应度分别为0.2664 A/W和0.5169 A/W,峰值量子效率分别为8.12%和13.12%,峰值探测率分别为2.04 × 1012cm·Hz1/2/W和3.95 × 1012cm·Hz1/2/W。
滕?[5]（2021）在《MOCVD生长的长波InAs/GaSb超晶格红外探测器研究》文中研究指明InAs/GaSb Ⅱ类超晶格（type-Ⅱ superlattices,T2SLs）因其俄歇复合速率低、材料均匀性好和较低的制造成本等优点,非常适合制备长波红外探测器。经过几十年的发展,超晶格红外探测器目前已经取得很大进展。但是,目前报导的InAs/GaSb Ⅱ类超晶格长波红外探测器和焦平面大都是采用分子束外延（Molecular beam epitaxy,MBE）方法生长获得的。而另一方面,工业上常用的方法——金属有机化学气相沉积（Metalorganic chemical vapor deposition,MOCVD）,具有高产量、维护简单和生产配置多样等优点,更适合实现产业化。在本课题组具备可以使用MOCVD在InAs衬底上生长高质量InAs/GaSb ⅡⅡ类超晶格的基础上,本文提出了一种无铝单异质结势垒型长波红外探测器结构——PNn。通过理论计算和实验验证获得了高性能的长波红外探测器,并制备出首个MOCVD生长的长波InAs/GaSb超晶格焦平面且成功进行了成像。本文具体内容如下:1.本文提出了可以使用MOCVD生长的无铝单异质结长波红外探测器结构——PNn。其中P代表宽带隙的p型掺杂中波超晶格作为接触层,N代表宽带隙的n型掺杂中波超晶格作为势垒层,n代表n型掺杂的长波超晶格作为吸收区。在通过选择合适的势垒层掺杂和厚度时,器件的耗尽区完全降落在宽带隙的中波超晶格层中,以此降低产生-复合和隧穿暗电流,而光生电流可以正常输运,器件的量子效率并不受影响,理论上该器件可以实现扩散限性能。2.验证PNn器件结构。使用MOCVD生长了 PNn器件结构,每一层的掺杂都通过霍尔测试标定。从材料表征结果看出MOCVD生长的InAs/GaSb Ⅱ类超晶格具有极高的晶体质量。在器件制备上,利用浅刻蚀工艺抑制了表面漏电。最终,在77K温度和-0.1 V偏压下,器件暗电流密度仅为2.4× 10-5 A/cm2。探测器的50%截止波长为8 μm,100%截止波长为10μm,峰值响应率在6.5μm处达到2.1A/W,量子效率为41.2%,峰值探测率为7.3×1011 cm·Hz1/2/W。该探测器性能可以与MBE生长的相近波长的器件性能相媲美。而且,该PNn器件在75 K温度以上都达到了扩散限性能。3.优化了 PNn器件性能。在制备并测试器件后发现,器件势垒层掺杂过高虽然有利于减小暗电流,但也会阻碍光生电流的输运,只有增大偏压器件才能再次正常工作;若势垒层掺杂过低,器件的耗尽区会从宽带隙的势垒层中进入窄带隙的吸收区中,导致产生-复合和隧穿电流增大;只有当势垒掺杂合适,器件的耗尽区刚好落在宽禁带的势垒层中,产生-复合和隧穿电流得到抑制,而光电流也能正常输运。最优的器件在77K温度和-0.1 V偏压条件下暗电流密度为4.5×10-4 A/cm2,动态电阻面积为399 Ω·cm2,50%截止波长为12 μm左右,器件在8 μm处响应度为1.01 A/W,对应探测率为1×1011cm·Hz1/2/W。而且,器件在10μm至12μm波长范围内探测率仍然有5×1010 cm·Hz1/2/W,展示出极高的性能。优化后的不同截止波长的PNn器件性能可以与MBE生长的含铝器件性能相媲美。4.测试了 MOCVD生长的长波InAs/GaSb Ⅱ类超晶格探测器的横向扩散长度。通过制备深刻蚀PNn器件,证明了器件在80K温度以上都表现出扩散限性能,其在-0.1V偏压下暗电流密度仅为9.1×10-6A/cm2,器件50%截止波长为10.1μm。通过将浅台面刻蚀的器件共用一个吸收区后,器件的光电流和暗电流密度都表现出随器件尺寸变化的现象。从这两种方法得出扩散长度分别为211 μm和251μm,这比MBE生长的相近波长超晶格的扩散长度长很多。5.制备了首个MOCVD生长的InAs/GaSb Ⅱ类超晶格长波红外焦平面探测器,焦平面规模为320×256。在80K的工作温度和-0.1 V偏压下,焦平面测试条件设置为积分时间1.9 ms,光圈F数为2。焦平面的噪声等效温差为51.1 mK,有效像元率为96.96%,非均匀性为4.97%,平均响应率为1.0×108V/W,峰值探测率为2.3×1010 cm· Hz1/2/W。虽然该焦平面性能差于MBE生长制备的先进的焦平面性能,但证明了 MOCVD生长的InAs/GaSb Ⅱ类超晶格在高质量红外成像应用上的潜力。
刘其鑫[6]（2021）在《氧化物薄膜的氧八面体结构与铁磁共振研究》文中进行了进一步梳理凝聚态物质结构的精细探测和性能的调控是研究人员长期关注的挑战性课题。钙钛矿型氧化物薄膜由于自旋、轨道、电荷和晶格等自由度的相互关联,氧八面体发生旋转,晶格结构发生畸变,对称性下降,薄膜内部会出现新奇的物理性质和化学性质。钙钛矿型氧化物薄膜的电子结构和磁性等宏观性质与结构相关,特别是与氧八面体的扭曲与旋转有关。相比于块状化合物,氧化物薄膜在应力和界面等作用下,通常表现出与块体不同的物理性质。因此,本文先利用界面应力调控得到高质量的薄膜,然后利用同步辐射X射线衍射（XRD）测量薄膜的衍射峰强度,量化薄膜的氧八面体旋转和晶格畸变,最后利用铁磁共振解析锰氧化物薄膜的磁学参数,拓展氧化物薄膜在自旋电子器件中的应用。本论文主要研究内容如下:第一章首先介绍氧化物薄膜的晶体结构,以及怎样调控薄膜的结构和性能,然后介绍常见制备薄膜和表征薄膜结构和性能的仪器,最后介绍氧八面体旋转、Jahn-Teller畸变和解析它们的遗传算法。第二章首先介绍通过球磨、预烧结、制坯和烧结等方法,得到纯度高、致密度高、成分均匀和表面平整的靶材,接着介绍SrTiO3（STO）衬底的腐蚀和退火等前处理方法,然后利用脉冲激光沉积（PLD）在STO、（La0.3Sr0.7）（Al0.65Ta0.35）O3（LSAT）和LaCoO3（LCO）衬底上生长高质量的LCO外延薄膜,然后利用原子力显微（AFM）表征LCO薄膜的形貌,利用XRD表征LCO薄膜的晶格结构,最后通过调节酸碱比例在衬底上调控出LCO纳米线。第三章首先介绍正交结构和菱方结构,以及用Matlab量化氧八面体旋转和晶格畸变的方法,然后本文用同步辐射XRD测得薄膜不同晶面指数的衍射峰强度。本文采用基于遗传算法的非线性寻优算法,求解衍射方程,得到薄膜畸变后的晶体结构,旋转模式（a+b-c-、a-b+c-、a-b*c+或a-b-c-）,氧八面体旋转角（α、β、γ）,Jahn-Teller晶格畸变程度（△）,揭示氧八面体键角、键长和A位离子位移与宏观物理性质之间的相关性。第四章首先介绍常见调控薄膜磁电性能的方法,测量自旋波的方法,以及铁磁共振（FMR）的应用。然后本文利用FMR研究La2/3Sr1/3MnO3（LSMO）薄膜和LaMnO3（LMO）薄膜的频率依赖性和温度依赖性,解析得到有效磁矩（Meff）、阻尼因子（α）、饱和磁化强度（Ms）、旋磁比（γ）、平面单轴各向异性场（Hk）和非均匀展宽（△H）等磁学参数,这有助于理解锰氧化物薄膜的磁电性能的调控机制,拓展氧化物薄膜在自旋电子器件中的应用。
王亮[7]（2021）在《氢爆含能薄膜等离子体流场特性及驱动效应研究》文中提出冲击片雷管具有安全性高、时间控制精度高、响应速度快等特点,能有效提升武器系统在复杂战场环境中的生存能力及作战效能,对我国国防建设有重要意义。然而,冲击片雷管的换能效率较低、起爆阈值高,极大地制约了其更广泛的工程化应用。面向当前武器系统安全性和作战效能迫切需要提升这一需求,针对冲击片雷管换能效率低这一瓶颈,本论文从冲击片雷管换能元这一能量转换载体出发,提出将氢爆含能薄膜作为一类含能换能元提高换能效率及驱动性能,以MgAlHx储氢薄膜为研究对象,系统地开展了MgAlHx薄膜的制备及表征、MgAlHx薄膜的电爆和光爆等离子体流场特性及驱动效应、基于MgAlHx薄膜的激光冲击片雷管设计与性能研究等几个方面的研究。论文的主要工作如下:采用反应磁控溅射沉积MgAlHx薄膜,获得了溅射功率、氩氢工作气流量比、工作气压、靶材成分和基底温度等对薄膜沉积的影响规律,并通过调整氩氢混合工作气体的流量比成功制备了不同氢含量的MgAlHx薄膜样品。中子反射试验测试结果表明,MgAlHx薄膜样品的氢含量最高可达11at.%。XRD分析结果表明,当氢含量较小时,氢在MgAlHx薄膜中主要以Mg H2形式存在,随着氢含量增大,MgAlHx薄膜中将出现Mg H2、Mg（Al H4）2等金属氢化物。对Al、Mg Al、MgAlH0.11和MgAlH0.25爆炸箔的电爆炸过程进行了高速摄影和等离子体发射光谱测试,结果表明,在爆炸箔材料中加入氢会增强爆炸箔在脉冲电流作用下的电离程度,而MgAlHx爆炸箔的电爆等离子体电子温度、电子密度等随薄膜中氢的含量增加而升高。采用PDV法测量了充电电压为3k V、4k V和5k V条件下四种爆炸箔驱动飞片的速度历程,结果表明,MgAlH0.25爆炸箔的飞片的末速度最高,可分别达到1967.0m/s、2444.8m/s和2944.8m/s。在相同的充电电压条件下,四种爆炸箔驱动飞片末速度的关系为:MgAlH0.25>MgAlH0.11>Mg Al>Al,可知采用MgAlHx爆炸箔可提升电冲击片雷管换能效率。采用高速摄影和发射光谱法测试了Al、Mg Al、MgAlH0.11和MgAlH0.25薄膜的光爆炸过程,结果表明,氢的引入也会增强薄膜在激光作用下的电离程度,光爆等离子体电子温度、电子密度等随氢的含量增加而升高。利用时间分辨阴影技术获得了四种薄膜的光爆等离子体羽流演变过程,结果表明,MgAlH0.11和MgAlH0.25薄膜的冲击波能量利用率较之Mg Al分别提升了18.5%和76.6%。四种薄膜的PDV测速试验结果表明,MgAlH0.11和MgAlH0.25薄膜驱动飞片末速度较之Mg Al薄膜分别提升6%和15%,较之Al薄膜提升38%和50%。因此,MgAlHx薄膜具有更强的激光驱动性能,可有效解决激光冲击片雷管换能效率低这一瓶颈。研究了激光光束形貌的匀化方法及其对光纤耦合和驱动飞片特性的影响,设计并制备了光束整形元件,获得了能量分布较均匀的激光光斑,使得光纤耦合阈值提高29%以上,最大耦合能量达到59m J。整形匀化后激光和光纤输出激光驱动飞片可达到的速度相当,相比于原始激光提升可达68%。同时,光纤传输激光形成的飞片更为完整和平整。基于Al、Mg Al、MgAlH0.11和MgAlH0.25四种薄膜设计了光纤传能激光冲击片雷管样机,开展了激光冲击片雷管的起爆特性研究。结果表明,采用MgAlHx含能薄膜可有效提高换能元的换能效率并降低炸药的起爆阈值,Al、Mg Al、MgAlH0.11和MgAlH0.25四种薄膜驱动飞片起爆CL-20炸药的最低起爆能量密度分别约为14.2J/cm2、12.4J/cm2、10.6J/cm2和8.8J/cm2,验证了MgAlHx薄膜在冲击片雷管中的应用可行性。
张可璇[8]（2021）在《锰/钌氧化物人工反铁磁体磁化翻转过程的极化中子学研究》文中研究表明过渡金属氧化物体系中存在丰富的新奇物理现象,例如高温超导、金属绝缘转变、巨磁阻效应、铁电性、多铁性等,是当今凝聚态物理和材料科学研究的热门领域。这些新颖的物理现象和性能源于氧化物体系中电荷、自旋、轨道和晶格等多自由度的相互耦合作用,其复杂却有趣的物理机制吸引了众多研究者的兴趣。受益于现代薄膜制造技术的发展,对于薄膜外延生长过程的原子级别控制成为可能,这方便了人们复杂氧化物外延异质结的设计和研究,大大拓展了人们对过渡金属氧化物的物理性能进行调控的途径。在氧化物的外延异质界面处,存在许多新奇的物理机制,包括界面电荷转移,结构近邻效应,以及界面轨道重构等。在本文中,我们主要研究由锰氧化物和钌氧化物组成的超晶格结构中的界面效应和层间交换耦合效应。锰氧化物的“死层效应”一直是制约其在自旋电子学器件中广泛应用的主要阻碍,即厚度的降低会导致锰氧化物外延薄膜的磁电性能退化,使其失去在自旋电子器中的功能性。研究者为克服最佳掺杂的La0.67Ca0.33MnO3的“死层”效应而进行了大量研究,并发现与钌氧化物形成的异质界面能充分抑制锰氧化物的界面“死层”效应。本文将锰/钌氧化物界面效应对锰氧化物性能影响的研究拓展到了其他掺杂组分的La1-xCaxMnO3超薄膜,并探讨了界面电荷与结构重构对不同基态的La1-xCaxMnO3磁性的调制作用。另外,本文还通过极化中子反射法揭示了La2/3Ca1/3MnO3/CaRu1/2Ti1/2O3人工反铁磁体的层分辨磁翻转机制,为氧化物人工反铁磁体在三维自旋电子器中的应用提供了基础。最后,本文也研究了基于La2/3Ca1/3MnO3薄膜中电荷有序态在外场中的融化与重入过程,设计并实现了可控的交换偏置效应,为锰氧化物体系在磁存储器件中的应用拓展了新的功能。本论文包括五章内容。第一章介绍了本文研究内容的相关研究背景和最新研究进展。首先介绍了钙钛矿型氧化物的晶体结构和对称性的相关背景,着重介绍了氧八面体的旋转、倾斜和Jahn-Teller畸变引起的轨道劈裂及其对氧化物物理性能的影响。接着,我们介绍了氧化物异质界面处丰富的物理现象,主要从结构近邻效应和界面电荷转移效应两方面阐述了氧化物界面处常见的重构机制及其原理,为界面工程的设计奠定了基础。另外,我们还讲述了层间交换耦合机制的理论模型和人工反铁磁体的最新研究进展,以及人工反铁磁体磁翻转机制对于三维自旋电子器的重要意义。最后,我们介绍了极化中子反射技术这种能够实现深度分辨的微观磁结构表征的强大手段,以及其在表征人工反铁磁体中层分辨的磁排列中的应用。第二章主要介绍了本文研究内容所涉及的实验方法和相关表征手段,包括多晶靶材的制备方法,外延薄膜的制备方法,X射线衍射技术,高分辨透射电子显微镜和低温磁电性能测量方法等。第三章系统地研究了不同掺杂组分的La1-xCaxMnO3与SrRuO3之间的界面效应对La1-xCaxMnO3磁性的影响。我们发现在所有化学掺杂范围内,界面效应均能增强超薄La1-xCaxMnO3层的铁磁序,这种效应在低掺杂组分尤其明显。我们分别从界面电荷转移和结构近邻效应两个方面研究了铁磁性增强的物理起源,并通过X射线倒易空间图谱发现了在La1-xCaxMnO3/SrRuO3超晶格中,Mn-O-Mn键角得到了明显增大,我们推断界面八面体耦合是超薄La1-xCaxMnO3层铁磁性增强的主要原因。这项研究工作获得了拓展的La1-xCaxMnO3相图,经界面工程设计的超薄La1-xCaxMnO3的居里温度甚至高于相应的块材。同时,这项工作也有助于加深对界面电荷转移和结构近邻效应这两种在氧化物界面常见的物理机制之间的协同作用。第四章基于全氧化物体系的人工反铁磁体（SAF）由于其卓越的可调性和通向三维自旋电子器的巨大潜力而吸引了广泛的关注。在这项工作中,我们通过极化中子反射法研究了 La2/3Ca1/3MnO3/CaRu1/2Ti1/2O3（LCMO/CRTO）人工反铁磁体中的层分辨的磁翻转机理。我们发现,发生磁翻转的LCMO层位置是由磁孤子的成核,拓展和收缩所调制的。在一个简单的磁场循环之后,SAF到达了一种与初始态相反的反铁磁基态,即实现了磁信号从超晶格的底部到顶部的垂直传输。这种独特的磁翻转过程可归因于表面自旋翻转效应以及界面氧八面体耦合导致的最底部LCMO层单轴磁各向异性的增强。这项工作为全氧化物在三维自旋电子器件中的应用提供了重要的基础。第五章最新的研究结果表明,单轴应力会诱导出La2/3Ca1/3MnO3外延薄膜中的电荷有序相,而这种电荷有序相的本质是一种CE型反铁磁相,可以在外加磁场的变化中融化或重入。我们利用这种反铁磁薄膜的可控相变过程,将其与铁磁层构建出具有交换偏置效应的双层膜体系,并通过外场控制电荷有序相的融化和重入实现了可控的交换偏置效应。由于交换偏置现象在磁存储和磁读写器件中的重要的地位,我们的工作能够实现对交换偏置效应的人为调控,拓展了铁磁-反铁磁双层膜体系在磁性器件中的功能性。
屈莉莉[9]（2021）在《低维锰/钌氧化物外延异质多层膜中自旋序及磁各向异性的调控》文中研究指明强关联过渡金属氧化物作为一类新型电子功能材料,长期以来因其内部多维度自由度间（自旋、电荷、轨道、晶格）强劲而稳健地耦合作用,赋予其极为丰富的物理内涵。其中庞磁阻锰氧化物家族作为一类高自旋半金属磁性材料,因在自旋电子学器件应用方面展示出的极大潜力,得到研究者的青睐。特别是在当前持续发展的界面工程与先进实验技术结合下,系列异质外延锰氧化物基关联多层膜、超晶格等低维全氧化物体系也因此得到了原子级精准构筑,这为低维物性调控与微观物理机制解理提供了良好的实验平台。基于其近邻界面处,多维自由度参量在空间、时域上更为复杂的纠缠作用,在异质界面处会产生大量有别于其块材的奇异物性与量子态,如高温超导、二维电子气、多铁耦合等,尤为突出的是其丰富的界面磁性更是为人工调控低维复杂氧化物自旋磁性结构带来无限可能并为发展多场调控与深入解理其物理内涵提供更多启示。然而长期以来锰氧化物体系因厚度降低与界、表面蜕化等使得并存的磁、电优异特性与功能性将受到“降崖式”抑制,难以满足实际应用需求。受启于二维本征铁磁体研究热潮并结合当前关联氧化物基功能材料实际应用受限的困境,我们在低维锰钌氧化物异质体系中开展了多种磁学性能诱导、优化与物理机制解理的研究,并在空间受限La0.67Ca0.33MnO3及La0.67Sr0.33MnO3等薄层的铁磁序增强、面内自旋重取向、层间耦合调控等方面取得了一些有趣进展。这种基于低维界面的物性调控与新型策略的开发将有望推动自旋电子学器件向后摩尔时代革新。本论文共包含以下七章内容。第一章首先简单介绍了钙钛矿型氧化物晶体构型与基本磁学物理属性。之后我们阐述了异质外延氧化物界面物理诱导与界面磁性多参量的调控。随后我们对近期低维关联过渡金属氧化物体系及二维本征铁磁体相关研究进展进行了回顾。最后简单总结了本章主要内容并列出了本文拟围绕低维锰/钌氧化物异质体系开展的研究计划。第二章简要介绍了文中外延薄膜制备方法与晶体结构表征、电磁性能测量手段。包括多晶靶材制备、薄膜沉积技术、X射线衍射与高分辨STEM显微学、吸收谱与光电子能谱以及低温磁、电物性测量设备。第三章基于前期实验基础,我们在La0.67Ca0.33MnO3/SrRuO3系列超晶格中借助界面电荷转移与近邻结构修饰,协同诱导出一种居里温度（TC）高达291 K的高温铁磁相,即使La0.67Ca0.33MnO3薄层厚度仅有4 u.c,其Tc仍能稳定在～285 K,并且这种增强的铁磁序依赖于异质结构的生长顺序。通过STEM微观结构分析、电子能谱表征以及理论计算,随后证实超晶格中高于其体材TC约30 K的高温铁磁相应源于电荷在两种锐利且非对称异质界面处（MnO2/SrO与La0.67Ca0.33O/RuO2）转移的差异及其伴生的B位离子位移“极化”对氧八面体畸变的抑制。原子尺度下这两种很少能协作的界面效应最终稳定了 La0.67Ca0.33MnO3薄层中的高温铁磁相。第四章在空间受限的[La0.67Ca0.33MnO3（1-6 u.c）/SrRuO3（2 u.c）]N超晶格中借助外延重复周期数N实现了对超薄层体系长程铁磁序的连续控制。通过连续增加N（1至15）,极限薄层超晶格的铁磁序（TC）会被持续增强并在高周期处出现饱和现象,最大调控范围可达133 K,同时1-3 u.c厚的La0.67Ca0.33MnO3系列超晶格的饱和TC仍接近室温。进一步的实验表明钌氧化物层的金属性以及厚度能显着影响极限薄层铁磁序的调控范围。初步认为受限体系中这种外延重复周期数N依赖的可调铁磁性可能来源于一种载流子辅助增强的类RKKY型层间铁磁耦合作用。第五章系统研究了超薄锰/钌氧化物超晶格中外延重复周期数N驱动的面内自旋重取向问题。在[La0.67Ca0.33MnO3（6 u.c）/SrRuO3（2u.c）]N超晶格体系中,当伴随外延周期数N（N=1-15）的增加,该体系易磁化轴取向将被逐步从[010]方向转至[100]方向,最大磁各向异性常数达-1.83x105erg/cm3。随后借助XAS谱及微观结构分析,发现这种面内易磁性轴的连续切换取决定于外延周期驱动的应变工程与轨道工程间的相互竞争。当N<3时,沿[010]轴的各向异性应变引起的轨道极化会导致[010]取向的易磁化轴。但随着外延周期N的增加,沿正交[100]方向上,Ru4dxz/dyz轨道与Mn 3dx2-y2轨道之间增强的杂化效应将会与应变效应形成竞争,最终引起LCMO薄层易磁化轴转至[100]方向。第六章本节细致分析了间隔层厚度与环境温度对低维LSMO基非对称双层磁性结构中层间交换耦合行为的影响及其应用拓展。在磁化翻转顺序确定的组分非对称（CaRu0.5Ti0.5O3/La0.67Sr0.33MnO3/CaRu0.5Ti0.5O3/La0.67Sr0.33Mn0.95Ru0.05O3/CaRu0.5Ti0.5O3）磁性结构中,随着中间间隔层厚度的增加,该组分非对称双层磁性结构中的层间耦合行为可以连续从铁磁耦合演变为反铁磁层间耦合随之度越为弱的铁磁层间耦合或去耦合,并保持广域的“步状”磁化行为,同时层间耦合强度强烈依赖于环境温度。第七章总结了本文主要研究内容及创新之处,并基于现有低维锰/钌氧化物界面磁性调控结果对后续人工反铁磁体原型器件设计及Si基器件、薄膜电磁催化性能等方面进行了展望。
陈凯豪[10]（2020）在《高量子效率InAs/GaSbⅡ类超晶格外延生长及其特性研究》文中认为InAs/GaSbⅡ类超晶格由于其独特的能带结构,与其它红外探测材料相比,在制备红外探测器方面具有许多天然优势,被认为是新一代高性能红外焦平面优选材料体系。随着超晶格外延生长技术和器件制备的日趋成熟,目前国际上已实现了多种不同规格、不同探测波段的超晶格焦平面器件。特别是近十年内,InAs/GaSbⅡ类超晶格探测技术得到了快速的发展,不过,In As/Ga SbⅡ类超晶格探测器的实际性能与其理论预期还存在一定差距,尤其是超晶格探测器的量子效率仅有碲镉汞探测器量子效率的一半左右,这在一定程度上限制了超晶格探测器的性能提升。量子效率受光吸收和光电转换两种机制的影响,充分的光吸收是获得高量子效率的前提,然而由于超晶格多层多界面的异质结构特别易于三维岛状结构的生长,随着外延层厚度增加,粗糙度越来越大,增加了高质量外延材料的制备难度,而较薄的外延材料厚度无法对入射光进行充分吸收,成为了限制量子效率提升的一个重要因素。因此,如何获得高量子效率的超晶格探测材料成为了提高超晶格探测器性能的关键。本论文从超晶格的生长周期结构及工艺两方面出发,对超晶格多层异质结构外延特性进行了深入研究,通过调控界面生长结构和工艺,实现了中波超晶格材料的制备。具体的研究内容和结果如下:1.研究InAs/GaSbⅡ类超晶格材料中In As层外延时As/In束流比变化对材料晶体结构、表面形貌的影响。由于As比较大的饱和蒸气压,在In As层生长结束后MBE腔体内仍会残留As背景压,将影响后续界面和Ga Sb层的生长,因此对In As层外延V/ⅡI束流比的优化研究对于深入认知超晶格材料的生长特性至关重要。通过研究发现当V/ⅡI束流比为1.90时已不能维持In As层的稳定生长,制备得到的材料表面开始出现大量宏观缺陷,形成In原子聚集的岛状点结构。当V/ⅡI束流比从1.90逐渐增加2.62,点缺陷消失,微观表面形貌的AFM粗糙度逐渐下降,不过仍然呈现三维岛状的生长结构。随着V/ⅡI束流比增加,外延层与衬底的晶格失配逐渐减小,通过HRXRD测试分析发现超晶格材料界面层处存在原子交换。2.设计新型的超晶格MBE生长结构,调控界面生长工艺,探究新型生长结构和工艺对超晶格材料晶体结构、表面形貌和发光特性的影响。在InAs/GaSbⅡ类超晶格MBE生长过程中,通过在In As和Ga Sb层之间故意插入In Sb界面层可以有效实现应力补偿,然而由于In Sb与In As和Ga Sb分别存在0.65%、0.59%的晶格失配,增加了高质量界面层的生长难度,本论文对传统的界面生长方式进行了重新设计,取消了In As-on-Ga Sb界面层的直接生长,并且通过在Ga Sb-on-In As界面处引入Sb束流浸润处理应力补偿的问题。通过研究发现,新型生长结构和工艺下超晶格材料微观表面从三维岛状生长模式转变为二维层状生长模式,不过Sb浸润时间对于材料的表面形貌、晶体结构和光致发光特性有重要影响,不充分的Sb浸渍会使材料的界面区域更加无序,晶体结构完整性下降,导致材料表面粗糙度提高,进而降低超晶格的晶体质量,影响光致发光特性。3.验证了新型生长结构和工艺在InAs/GaSbⅡ类超晶格材料生长方面的优势。随着外延材料周期数由500上升到800,所有样品的外延层和Ga Sb衬底的失配度均能控制在1×10-4以下,一级衍射峰的半峰宽维持在25arcsec,表面均方根粗糙度在0.2nm左右未出现明显的变化波动,表现出了好的生长稳定性及高的可重复性,为后续高量子效率探测器材料的制备提供了重要保障。4.研究InAs/GaSbⅡ类超晶格中波探测器材料晶体质量和均匀性及器件特性。对生长的3英寸P-I-N探测器结构材料进行了HRXRD和AFM均匀性测试,沿着径向各点的晶格失配均小于5×10-5,一级衍射峰半峰宽在25arcsec左右,生长周期厚度与设计厚度一致,5μm×5μm的微观表面呈现了清晰的原子台阶,表面粗糙度始终在0.2nm左右,此InAs/GaSbⅡ类超晶格探测器材料表现出了高的均匀性和晶体质量。对样品进行了单元器件制备和性能测试,在77K温度及0偏压工作条件下峰值量子效率超过了80%,50%探测截止波长为5.4μm,暗电流密度在-20m V偏压条件下为9.4×10-7A/cm2,0偏压下的动态电阻面积为1.2×104Ω·cm2,对应的峰值探测率为6.1×1012cm Hz1/2/W,并且通过变温I-V测试及拟合深入分析了该器件的暗电流特性。
二、The reflection and interference of electrons at the interface of superlattice（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、The reflection and interference of electrons at the interface of superlattice（论文提纲范文）
（1）过渡金属氧化物异质结的界面耦合效应及其电调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 掺杂稀土锰氧化物La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3 |
| 1.1.1 La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3的晶体结构 |
| 1.1.2 La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3的电子结构 |
| 1.1.3 La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3的自旋结构及磁结构 |
| 1.1.4 La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3的磁各向异性与Bruno模型 |
| 1.2 稀土钴氧化物和类钙钛矿结构 |
| 1.2.1 钙铁石结构稀土钴氧化物SrCoO_(2.5) |
| 1.2.2 SrCoO_(2.5)的离子液体电调控 |
| 1.2.3 钙钛矿结构掺杂稀土钴氧化物La_(0.8)Sr_(0.2)CoO_3 |
| 1.3 复杂氧化物薄膜异质结的界面耦合效应 |
| 1.3.1 界面晶格耦合 |
| 1.3.2 界面电荷耦合和轨道耦合 |
| 1.3.3 界面自旋耦合 |
| 1.4 研究思路和主要内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 氧化物薄膜的制备与光刻蚀 |
| 2.1.1 脉冲激光沉积技术 |
| 2.1.2 薄膜的光刻蚀工艺 |
| 2.2 薄膜的形貌和结构表征 |
| 2.2.1 薄膜的表面形貌表征 |
| 2.2.2 薄膜的晶体结构表征 |
| 2.2.3 薄膜的厚度标定 |
| 2.3 离子液体电调控技术与谱学分析方法 |
| 2.3.1 离子液体电调控 |
| 2.3.2 X射线线性二色谱 |
| 第3章 不同取向钙铁石相SrCoO_(2.5)薄膜的晶体结构 |
| 3.1 研究思路 |
| 3.2 样品制备与表征方法 |
| 3.3 实验结果和讨论 |
| 3.3.1 不同取向SCO_(2.5)薄膜的表面形貌和晶体结构 |
| 3.3.2 不同取向SCO_(2.5)薄膜的晶格参数计算 |
| 3.3.3 (110)取向SCO_(2.5)薄膜的各向异性离子输运与晶体结构的电场调控. |
| 3.3.4 (110)取向SCO_(2.5)薄膜的各向异性电子输运 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 SCO_X/LSMO/LSAT(110)异质结面内磁各向异性的电场调控 |
| 4.1 研究思路 |
| 4.2 样品制备与表征方法 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 SCO_(2.5)/LSMO/LSAT(110)异质结的面内磁各向异性 |
| 4.3.2 SCO_X/LSMO/LSAT(110)异质结磁各向异性强度的电场调控 |
| 4.3.3 SCO_X/LSMO/LSAT(110)异质结磁易轴方向的可逆电场调控 |
| 4.3.4 电场调控SCO_X/LSMO磁各向异性的物理机制 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 LSCO/LSMO/LSAT(001)异质结界面耦合的电场调控 |
| 5.1 研究思路 |
| 5.2 样品制备与表征方法 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 LSCO/LSMO/LSAT(001)异质结的垂直磁各向异性 |
| 5.3.2 LSCO/LSMO/LSAT(001)异质结垂直磁各向异性的电场调控 |
| 5.3.3 LSCO/LSMO/LSAT(001)异质结界面交换偏置的电场调控 |
| 5.3.4 电场调控LSCO/LSMO磁各向异性与交换偏置的物理机制 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）过渡金属氧化物异质结界面耦合效应及其对磁性的调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 钙钛矿锰氧化物 |
| 1.2.1 晶体结构 |
| 1.2.2 晶体场与Jahn-Teller(JT)畸变 |
| 1.2.3 超交换相互作用 |
| 1.2.4 双交换相互作用 |
| 1.2.5 外延薄膜应力效应 |
| 1.3 类钙钛矿钴氧化物 |
| 1.3.1 LaCoO_(3-δ)的晶体结构与物性 |
| 1.3.2 SrCoO_(2.5)的晶体结构与物性 |
| 1.3.3 YBaCo_2O_x的晶体结构与物性 |
| 1.4 强关联氧化物异质界面耦合及新奇物性 |
| 1.4.1 锰氧化物薄膜的磁各向异性 |
| 1.5 论文选题思路及主要内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 靶材的制作 |
| 2.2 脉冲激光沉积技术 |
| 2.3 原子力显微镜 |
| 2.4 超导量子干涉仪 |
| 2.5 X-射线衍射仪 |
| 2.6 扫描透射电子显微术 |
| 2.6.1 扫描透射电子显微镜 |
| 2.6.2 电子能量损失谱 |
| 2.7 X-射线吸收谱 |
| 第3章 应变调制LaCoO_(3-δ)/La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3/LaCoO_(3-δ)三层膜界面耦合效应 |
| 3.1 实验方法 |
| 3.2 应力状态表征 |
| 3.3 垂直磁各向异性 |
| 3.4 各向异性能的应力调制 |
| 3.5 总结 |
| 第4章 (110)-LaCoO_(3-δ)/La_(2/3)Sr_(1/3)MnO)3/LaCoO_(3-δ)三层膜面内磁各向异性 |
| 4.1 实验方法 |
| 4.2 形貌和晶体结构表征和分析 |
| 4.3 X-射线吸收谱表征和分析 |
| 4.3.1 界面轨道重构 |
| 4.3.2 界面电荷转移 |
| 4.4 面内磁各向异性 |
| 4.5 Bruno模型理论计算 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 钙钛矿La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3/双钙钛矿YBaCo_2O_(5+δ)异质结 |
| 5.1 实验方法 |
| 5.2 LSMO/YBCO 异质结宏观及微观结构表征 |
| 5.3 LSMO/YBCO 的垂直磁各向异性 |
| 5.3.1 LSMO/YBCO 的热磁曲线以及磁滞回线 |
| 5.3.2 磁各向异性常数的计算 |
| 5.3.3 界面效应的厚度依赖 |
| 5.4 X-射线吸收谱 |
| 5.5 密度泛函理论计算 |
| 5.6 (110)-YBCO/LSMO异质结 |
| 5.6.1 异质结的制备和结构表征 |
| 5.6.2 异质结的面内磁各向异性 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）中、长波锑化物Ⅱ类超晶格红外探测材料的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 红外探测器的应用背景 |
| 1.2 光子型红外探测器的主要材料体系 |
| 1.2.1 InSb红外探测器 |
| 1.2.2 HgCdTe红外探测器 |
| 1.2.3 锑化物Ⅱ类超晶格材料体系 |
| 1.3 InAs/GaSb和无Ga的 Ⅱ类超晶格 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.4.1 InAs/GaSb超晶格红外探测器研究现状 |
| 1.4.2 无Ga的Ⅱ类超晶格红外探测器研究现状 |
| 1.5 选题意义及主要研究内容 |
| 第2章 超晶格红外探测器的制备技术及表征手段 |
| 2.1 分子束外延(MBE)技术 |
| 2.1.1 分子束外延(MBE)系统 |
| 2.1.2 衬底的除气与脱氧 |
| 2.1.3 材料生长中的校准技术 |
| 2.2 材料表征手段 |
| 2.2.1 原子力显微镜 |
| 2.2.2 高分辨率X射线衍射仪 |
| 2.2.3 光致发光谱 |
| 2.3 器件制备工艺 |
| 2.4 器件表征手段 |
| 2.4.1 I-V特性测试 |
| 2.4.2 光谱响应测试 |
| 第3章 InAs/GaSbⅡ类超晶格长波红外探测器的制备及电子辐照特性研究 |
| 3.1 InAs/GaSb超晶格的长波结构设计 |
| 3.2 InAs/GaSb超晶格长波材料外延 |
| 3.2.1 GaSb缓冲层的生长优化 |
| 3.2.2 InAs/GaSb超晶格的生长参数优化 |
| 3.2.3 “M”型超晶格 |
| 3.3 器件性能表征 |
| 3.4 InAs/GaSb长波红外探测器的电子辐照效应研究 |
| 3.4.1 半导体器件的辐照效应 |
| 3.4.2 1MeV电子辐照对InAs/GaSb长波红外探测器的影响探究 |
| 第4章 无Ga的中波超晶格材料制备研究 |
| 4.1 InAs/InAsSb |
| 4.1.1 InAs/InAsSb超晶格的应变平衡 |
| 4.1.2 InAs/InAsSb超晶格的温度优化 |
| 4.1.3 AlAsSb势垒层的优化 |
| 4.2 InAs/InSb |
| 第5章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（4）GaSb基双色红外探测材料与器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 红外探测器发展历程 |
| 1.2.1 红外探测器分类 |
| 1.2.2 红外探测器发展历程与材料体系 |
| 1.2.3 InAs/GaSbⅡ类超晶格 |
| 1.2.4 GaSb材料特性 |
| 1.3 双色红外探测器简介 |
| 1.3.1 双色红外探测器工作原理 |
| 1.3.2 GaSb基双色红外探测器研究进展 |
| 1.4 红外探测器的主要性能参数 |
| 1.4.1 噪声和暗电流 |
| 1.4.2 响应度R |
| 1.4.3 量子效率η |
| 1.4.4 等效噪声功率NEP和探测率D* |
| 1.5 本论文选题意义及主要研究内容 |
| 第2章 探测材料和器件表征方法 |
| 2.1 材料制备原理及设备简介 |
| 2.1.1 分子束外延技术原理 |
| 2.1.2 分子束外延设备系统 |
| 2.1.3 MBE的生长校准 |
| 2.2 红外探测材料性能表征方法 |
| 2.2.1 原子力显微镜AFM |
| 2.2.2 高分辨率X射线衍射HRXRD |
| 2.2.3 扫描电子显微镜SEM |
| 2.2.4 霍尔测试 |
| 2.3 红外探测器性能测试方法 |
| 2.3.1 电学特性测试I-V |
| 2.3.2 红外光谱响应测试FTIR |
| 2.3.3 黑体测试 |
| 第3章 GaSb基双色红外探测器材料生长研究 |
| 3.1 GaSb基材料MBE生长研究 |
| 3.1.1 GaSb缓冲层薄膜生长研究 |
| 3.1.2 InAs/GaSb Ⅱ类超晶格生长研究 |
| 3.1.2.1 生长温度优化研究 |
| 3.1.2.2 超晶格界面优化研究 |
| 3.1.3 InAs/GaSb Ⅱ类超晶格退火研究 |
| 3.1.4 低温GaSb bulk外延生长研究 |
| 3.1.5 M结构超晶格生长研究 |
| 3.1.5.1 中波10/1/5/1 M结构生长研究 |
| 3.1.5.2 长波18/3/5/3 M结构生长研究 |
| 3.1.6 材料载流子掺杂浓度研究 |
| 3.2 GaSb基双色红外探测器件设计与外延生长研究 |
| 3.2.1 短/中波双色器件设计与外延生长研究 |
| 3.2.1.1 器件结构设计与能带模拟 |
| 3.2.1.2 器件外延生长与结构表征 |
| 3.2.2 短/长波双色器件设计与外延生长研究 |
| 3.2.2.1 器件结构设计生长与能带模拟 |
| 3.2.2.2 器件结构表征 |
| 3.2.3 中/中波双色器件设计与外延生长研究 |
| 3.2.3.1 器件结构设计与外延生长 |
| 3.2.3.2 器件结构表征 |
| 3.2.4 中/长波双色器件设计与外延生长研究 |
| 3.2.4.1 器件结构设计与外延生长 |
| 3.2.4.2 器件结构表征 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 GaSb基双色红外探测器制备与光电性能研究 |
| 4.1 双色单元探测器工艺制备 |
| 4.1.1 制作版标 |
| 4.1.2 刻蚀台面 |
| 4.1.3 硫化与钝化 |
| 4.1.4 钝化开孔 |
| 4.1.5 制备电极 |
| 4.1.6 封装打线 |
| 4.2 器件性能研究 |
| 4.2.1 短/中波双色红外探测器性能研究 |
| 4.2.1.1 硫化与钝化器件暗电流对比研究 |
| 4.2.1.2 硫化与钝化器件侧壁电阻率对比研究 |
| 4.2.1.3 硫化器件光谱响应研究 |
| 4.2.2 短/长波双色红外探测器性能研究 |
| 4.2.2.1 器件相对光谱响应研究 |
| 4.2.2.2 器件电学性能研究 |
| 4.2.2.3 器件绝对光谱响应研究 |
| 4.2.3 中/中波双色红外探测器性能研究 |
| 4.2.3.1 器件相对光谱响应研究 |
| 4.2.3.2 器件电学性能研究 |
| 4.2.3.3 器件绝对光谱响应研究 |
| 4.2.4 中/长波双色红外探测器性能研究 |
| 4.2.4.1 器件相对光谱响应研究 |
| 4.2.4.2 器件电学性能研究 |
| 4.2.4.3 器件绝对光谱响应研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文和研究成果 |
| 致谢 |
（5）MOCVD生长的长波InAs/GaSb超晶格红外探测器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 红外辐射 |
| 1.2 长波红外探测器 |
| 1.2.1 碲镉汞探测器 |
| 1.2.2 量子阱探测器 |
| 1.2.3 锑化物超晶格探测器 |
| 1.3 红外探测器工作原理 |
| 1.4 锑化物超晶格红外探测器研究进展 |
| 1.4.1 国外长波红外探测器研究进展 |
| 1.4.2 国内长波红外探测器研究进展 |
| 1.4.3 MOCVD生长制备的超晶格红外探测器研究现状 |
| 1.5 本论文的研究目的和内容构成 |
| 第2章 超晶格材料和探测器性能表征 |
| 2.1 InAs/GaSb超晶格外延技术 |
| 2.2 超晶格材料表征 |
| 2.2.1 高分辨X射线衍射 |
| 2.2.2 光致发光光谱 |
| 2.2.3 原子力显微镜 |
| 2.2.4 霍尔测试 |
| 2.3 探测器制备中常用的工艺 |
| 2.3.1 霍尔样品制备 |
| 2.3.2 单元器件制备工艺 |
| 2.3.3 焦平面制备工艺 |
| 2.4 器件性能表征 |
| 2.4.1 单元器件性能表征 |
| 2.4.2 焦平面性能表征 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 无铝单异质结探测器结构——PNn的验证 |
| 3.1 PNn器件结构的提出 |
| 3.2 PNn器件结构计算 |
| 3.3 PNn器件结构的生长 |
| 3.4 浅台面工艺对PNn器件性能影响 |
| 3.5 PNn器件的光电性能 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 PNn器件优化 |
| 4.1 器件优化简介 |
| 4.1.1 PNn器件结构优化背景介绍 |
| 4.1.2 本章主要研究内容 |
| 4.2 PNn器件优化 |
| 4.2.1 InAs/GaSb超晶格能带计算 |
| 4.2.2 不同势垒层掺杂的PNn结构能带计算 |
| 4.2.3 不同势垒层掺杂的PNn器件材料生长、表征和器件制备 |
| 4.2.4 不同势垒层掺杂对PNn器件光电性能影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 InAs/GaSb超晶格横向扩散长度标定 |
| 5.1 研究介绍 |
| 5.1.1 载流子纵向和横向扩散长度 |
| 5.1.2 本章主要研究内容 |
| 5.2 扩散限器件制备 |
| 5.2.1 材料生长和工艺制备 |
| 5.2.2 扩散限器件证明 |
| 5.3 扩散长度测量的版图设计 |
| 5.4 扩散长度的测量 |
| 5.4.1 光响应拟合扩散长度 |
| 5.4.2 暗电流拟合扩散长度 |
| 5.4.3 扩散长度的讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 InAs/GaSb超晶格长波红外探测器焦平面 |
| 6.1 材料生长和表征 |
| 6.2 InAs/GaSb超晶格单元探测器 |
| 6.3 InAs/GaSb超晶格焦平面 |
| 6.3.1 焦平面制备 |
| 6.3.2 焦平面性能 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（6）氧化物薄膜的氧八面体结构与铁磁共振研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 薄膜的生长 |
| 1.3 常见制备薄膜的仪器 |
| 1.3.1 脉冲激光沉积仪 |
| 1.3.2 分子束外延沉积仪 |
| 1.4 薄膜的表面形貌、晶体结构和物理性能表征 |
| 1.4.1 原子力显微镜 |
| 1.4.2 X射线衍射仪 |
| 1.4.3 反射式高能电子衍射仪 |
| 1.4.4 同步辐射X射线衍射仪 |
| 1.4.5 综合性物性测量系统 |
| 1.5 氧八面体旋转 |
| 1.5.1 氧八面体旋转 |
| 1.5.2 Jahn-Teller畸变 |
| 1.5.3 遗传算法 |
| 1.6 论文选题及研究内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 不同衬底上的LaCoO_3薄膜的制备和表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 靶材制备 |
| 2.3 衬底前处理 |
| 2.4 不同衬底上生长LaCoO_3薄膜 |
| 2.5 不同衬底上的LaCoO_3薄膜形貌和结构表征 |
| 2.6 调控生长LaCoO_3纳米线 |
| 2.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 定量探测氧化物薄膜的氧八面体旋转和晶格畸变 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 量化(Sr_(1-δ)TiO_3)_m/(BaTiO_3)_n超晶格的氧八面体旋转 |
| 3.2.1 引言 |
| 3.2.2 制备(Sr_(1-δ)TiO_3)_m/(BaTiO_3)_n超晶格 |
| 3.2.3 定量拟合(Sr_(1-δ)TiO_3)_m/(BaTiO_3)_n超晶格的氧八面体旋转 |
| 3.2.4 拟合结果分析与讨论 |
| 3.3 量化BaBiO_(3-δ)薄膜的氧八面体旋转 |
| 3.3.1 引言 |
| 3.3.2 制备不同氧空位的BaBiO_(3-δ)薄膜 |
| 3.3.3 定量拟合BaBiO_(3-δ)薄膜的氧八面体旋转 |
| 3.3.4 拟合结果分析与讨论 |
| 3.4 量化LMO/SAO/STO薄膜的氧八面体旋转 |
| 3.4.1 引言 |
| 3.4.2 制备和表征LMO/SAO/STO薄膜 |
| 3.4.3 定量拟合LMO/SAO/STO薄膜的氧八面体旋转 |
| 3.4.4 拟合结果分析与讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 锰氧化物薄膜的铁磁共振研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 常见探测自旋波的方法 |
| 4.3 铁磁共振在氧化物薄膜中的应用 |
| 4.4 锰氧化物薄膜的制备 |
| 4.5 锰氧化物薄膜的结构和磁学性能表征 |
| 4.5.1 锰氧化物薄膜的结构表征 |
| 4.5.2 锰氧化物薄膜的磁学性能表征 |
| 4.6 LMO薄膜的铁磁共振测量 |
| 4.6.1 引言 |
| 4.6.2 LMO薄膜的磁各向异性 |
| 4.6.3 LMO薄膜的频率依赖性 |
| 4.6.4 LMO薄膜的温度依赖性 |
| 4.7 LSMO薄膜的铁磁共振测量 |
| 4.7.1 引言 |
| 4.7.2 LSMO薄膜的频率依赖性 |
| 4.7.3 LSMO薄膜的温度依赖性 |
| 4.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 机遇与展望 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
| 个人简历 |
（7）氢爆含能薄膜等离子体流场特性及驱动效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 冲击片雷管简介 |
| 1.3 冲击片雷管换能元的国内外研究现状与发展趋势 |
| 1.3.1 电冲击片雷管换能元的国内外研究现状与发展趋势 |
| 1.3.2 激光冲击片雷管换能元的国内外研究现状与发展趋势 |
| 1.4 论文的选题依据 |
| 1.5 论文的主要研究内容与章节安排 |
| 第二章 MgAlH_x薄膜的制备及表征 |
| 2.1 磁控溅射法简介 |
| 2.2 MgAlH_x薄膜的制备 |
| 2.3 溅射参数对MgAlH_x薄膜沉积速率和成分的影响 |
| 2.3.1 溅射功率对MgAlH_x薄膜沉积速率和成分的影响 |
| 2.3.2 工作气压对薄膜沉积速率和成分的影响 |
| 2.3.3 靶材成分对薄膜沉积速率和成分的影响 |
| 2.3.4 基底温度对薄膜沉积速率和成分的影响 |
| 2.4 MgAlH_x薄膜的表征 |
| 2.4.1 MgAlH_x薄膜的氢含量表征 |
| 2.4.1.1 中子反射法原理 |
| 2.4.1.2 中子反射测试装置及方法 |
| 2.4.1.3 中子反射试验结果 |
| 2.4.2 MgAlH_x薄膜的表面形貌表征 |
| 2.4.3 MgAlH_x薄膜的相成分表征 |
| 2.5 MgAlH_x爆炸箔的制备 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 MgAlH_x薄膜的电爆等离子体流场特性及驱动效应研究 |
| 3.1 MgAlH_x爆炸箔设计 |
| 3.2 MgAlH_x爆炸箔的电爆特性 |
| 3.2.1 试验方法和装置 |
| 3.2.2 伏安曲线测试结果 |
| 3.3 MgAlH_x爆炸箔的等离子体流场特性 |
| 3.3.1 试验方法和装置 |
| 3.3.2 等离子体形态演变测试结果 |
| 3.3.3 等离子体发射光谱测试结果 |
| 3.3.3.1 氢含量对等离子体电子温度的影响 |
| 3.3.3.2 氢含量对等离子体电子密度的影响 |
| 3.4 MgAlH_x爆炸箔的电爆驱动飞片特性 |
| 3.4.1 试验方法和装置 |
| 3.4.2 飞片测速结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 MgAlH_x薄膜的光爆等离子体流场特性及驱动效应研究 |
| 4.1 MgAlH_x薄膜光爆等离子体形态演变 |
| 4.1.1 试验方法与装置 |
| 4.1.2 光爆等离子体形态演变测试结果 |
| 4.2 MgAlH_x薄膜光爆等离子体发射光谱 |
| 4.2.1 试验方法与装置 |
| 4.2.2 光爆等离子体发射光谱测试结果 |
| 4.2.2.1 氢含量对等离子体电子温度的影响 |
| 4.2.2.2 氢含量对等离子体电子密度的影响 |
| 4.3 MgAlH_x薄膜光爆等离子体羽流 |
| 4.3.1 试验方法与装置 |
| 4.3.2 MgAlH_x薄膜光爆等离子体羽流阴影图像 |
| 4.3.3 氢含量对冲击波特征参量的影响 |
| 4.4 MgAlH_x薄膜光爆驱动效应 |
| 4.4.1 试验方法与装置 |
| 4.4.2 MgAlH_x薄膜光爆驱动飞片速度历程 |
| 4.4.3 MgAlH_x薄膜光爆换能效率 |
| 4.4.4 MgAlH_x薄膜的激光驱动效能提升机制分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于MgAlH_x薄膜的激光冲击片雷管设计与性能研究 |
| 5.1 激光冲击片雷管设计 |
| 5.2 高功率密度激光的光纤耦合方法 |
| 5.2.1 试验方法与装置 |
| 5.2.2 光斑形貌对耦合能量的影响 |
| 5.2.2.1 耦合方式 |
| 5.2.2.2 光束整形 |
| 5.2.2.3 不同光斑形貌的光纤耦合特性 |
| 5.2.3 光斑形貌对激光驱动飞片速度和完整性的影响 |
| 5.3 激光冲击片雷管的起爆特性 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（8）锰/钌氧化物人工反铁磁体磁化翻转过程的极化中子学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 钙钛矿型氧化物的晶体结构 |
| 1.2.1 理想的钙钛矿结构及其衍生结构 |
| 1.2.2 钙钛矿氧化物中的氧八面体倾斜和旋转 |
| 1.2.3 晶体场效应和Jahn-Teller畸变造成的轨道劈裂 |
| 1.2.4 锰氧化物的基本物理性质和相图 |
| 1.3 过渡金属氧化物体系中的界面效应和磁电性能调控 |
| 1.3.1 界面结构重组与轨道重构 |
| 1.3.2 氧化物界面电荷转移及电子重构 |
| 1.3.3 通过界面工程克服过渡金属氧化物薄膜的死层效应 |
| 1.4 人工反铁磁体研究进展 |
| 1.4.1 三维纳米磁结构与人工反铁磁体 |
| 1.4.2 人工反铁磁体和层间交换耦合机制 |
| 1.4.3 氧化物人工反铁磁体研究进展 |
| 1.4.4 人工反铁磁体中的磁化翻转机制 |
| 1.5 极化中子反射技术 |
| 1.5.1 中子的特性 |
| 1.5.2 极化中子反射法测量微观磁结构的优势 |
| 1.5.3 极化中子反射谱仪的组成结构 |
| 1.5.4 极化中子反射测量原理 |
| 1.5.5 极化中子反射法对磁性薄膜及多层膜结构的表征 |
| 1.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 靶材制备 |
| 2.2 外延薄膜样品制备 |
| 2.3 样品结构表征 |
| 2.3.1 X射线衍射 |
| 2.3.2 原子力显微镜 |
| 2.3.3 高分辨扫描透射电子显微镜 |
| 2.4 样品物理性能表征 |
| 2.4.1 X射线光电子能谱 |
| 2.4.2 样品电磁输运性能表征 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 La_(1-x)Ca_xMnO_3/SrRuO_3超晶格中界面铁磁序增强效应研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 靶材和外延薄膜的制备和表征方法 |
| 3.2.1 靶材和外延薄膜的制备和表征方法 |
| 3.2.2 外延薄膜的制备和表征方法 |
| 3.3 La_(1-x)Ca_xMnO_3单层膜和La_(1-x)Ca_xMnO_3/SrRuO_3超晶格的结构表征 |
| 3.4 La_(1-x)Ca_xMnO_3/SrRuO_3超晶格中的铁磁序增强 |
| 3.4.1 La_(1-x)Ca_xMnO_3块材相图和基态 |
| 3.4.2 La_(1-x)Ca_xMnO_3单层膜的磁性表征 |
| 3.4.3 La_(1-x)Ca_xMnO_3/SrRuO_3超晶格的磁电性能表征 |
| 3.5 La_(1-x)Ca_xMnO_3/SrRuO_3超晶格中铁磁性增强的物理起源讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3/CaRu_(1/2)Ti_(1/2)O_3人工反铁磁体系磁翻转机制的极化中子学研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 靶材和外延薄膜样品制备及结构表征 |
| 4.3 样品宏观磁性表征 |
| 4.4 极化中子反射谱对La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3/CaRu_(1/2)Ti_(1/2)O_3中层分辨磁排布结构的表征 |
| 4.5 LCMO/CRTO人工反铁磁体中的层分辨磁翻转过程 |
| 4.6 本章小结 |
| 4.7 附录 |
| 参考文献 |
| 第五章 电荷有序锰氧化物中的可控交换偏置效应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 交换偏置双层膜体系的制备 |
| 5.3 La_(1/3)Ca_(1/3)MnO_3/NdGaO_3单层样品的结构表征和磁电性能测量 |
| 5.4 双层膜的可控交换偏置效应测量 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 本文总结 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与成果 |
（9）低维锰/钌氧化物外延异质多层膜中自旋序及磁各向异性的调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 钙钛矿氧化物晶体构型与基本磁学物理属性 |
| 1.2.1 钙钛矿氧化物晶体基本构型 |
| 1.2.2 钙钛矿氧化物中常见晶格畸变模式 |
| 1.2.2.1 氧八面体协同倾转畸变 |
| 1.2.2.2 Jahn-Teller晶格畸变与电子组态 |
| 1.2.2.3 B位离子自发极化位移畸变 |
| 1.2.3 钙钛矿关联氧化物中基本的磁关联交换模型 |
| 1.2.4 钙钛矿关联氧化物中的磁各向异性调控 |
| 1.3 钙钛矿过渡金属氧化物中的“死层”效应与界面磁性调控 |
| 1.3.1 界面结构近邻耦合 |
| 1.3.2 界面电荷转移 |
| 1.3.3 界面自旋轨道重构 |
| 1.3.4 界面几何结构与交换相互作用 |
| 1.3.5 界面载流子限域 |
| 1.4 低维磁性薄膜材料中的层间耦合与典型极限薄层研究进展 |
| 1.4.1 全钙钛矿氧化物人工反铁磁体层间耦合研究进展 |
| 1.4.2 二维本征铁磁体研究进展启示 |
| 1.4.3 钙钛矿过渡金属氧化物极限薄层研究进展 |
| 1.5 本文拟开展研究工作计划 |
| 1.5.1 基于锰/钌氧化物异质界面,探究锰氧化物极限薄层磁学与轨道物理 |
| 1.5.2 钙钛矿型人工反铁磁体层间耦合的多参量调控与室温原型器件初探 |
| 1.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第二章 样品制备与表征方法 |
| 2.1 陶瓷靶材的合成 |
| 2.2 外延单晶薄膜的制备 |
| 2.3 外延单晶薄膜的结构表征 |
| 2.3.1 X射线衍射 |
| 2.3.2 X射线倒易空间图 |
| 2.3.2.1 倒易空间与实空间 |
| 2.3.3.2 外延异质薄膜中的倒易图与结构分析 |
| 2.4 外延薄膜原子级微结构表征-扫描透射电子显微学 |
| 2.5 外延薄膜样品中特征元素的电子结构组态光谱学表征 |
| 2.5.1 X射线吸收谱 |
| 2.5.2 X射线光电子谱 |
| 2.6 外延薄膜电、磁性能的表征 |
| 2.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 La_(0.67)Ca_(0.33)MnO_3/SrRuO_3超晶格中的高温铁磁相物理起源探究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 固相靶材及外延薄膜的制备及表征手段 |
| 3.2.1 陶瓷靶材的制备 |
| 3.2.2 超晶格与单晶薄膜的制备 |
| 3.2.3 超晶格与单晶薄膜的结构表征 |
| 3.2.4 X-射线光电子能谱 |
| 3.2.5 磁性和电性能测量 |
| 3.2.6 密度泛函理论+动力学平均场理论(DFT+DMFT)计算方法 |
| 3.3 La_(0.67)Ca_(0.33)MnO_3/SrRuO_3超晶格中的高温铁磁相诱导 |
| 3.4 La_(0.67)Ca_(0.33)MnO_3/SrRuO_3超晶格中本征存在的微观非对称界面 |
| 3.5 La_(0.67)Ca_(0.33)MnO_3/SrRuO_3超晶格中的高温铁磁相物理起源分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 受限La_(0.67)Ca_(0.33)MnO_3/SrRuO_3超晶格中外延周期数依赖的可调铁磁序 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 陶瓷靶材及薄膜样品的制备及表征方法 |
| 4.2.1 陶瓷靶材的制备 |
| 4.2.2 外延异质多层膜的制备与表征测试 |
| 4.3 [La_(0.67)Ca_(0.33)MnO_3/SrRuO_3]_N超晶格结构与磁电性能表征 |
| 4.3.1 [La_(0.67)Ca_(0.33)MnO_3/SrRuO_3]_N超晶格异质结构表征 |
| 4.3.2 外延周期N引起的[La_(0.67)Ca_(0.33)MnO_3/SrRuO_3]_N超晶格铁磁序演变 |
| 4.3.3 厚度引起的[La_(0.67)Ca_(0.33)MnO_3/SrRuO_3]_N超晶格中可调铁磁序的演变 |
| 4.3.4 [La_(0.67)Ca_(0.33)MnO_3/SrRuO_3]_N超晶格中电子结构组态随外延周期的演变 |
| 4.4 受限La_(0.67)Ca_(0.33)MnO_3/SrRuO_3超晶格中周期数可调铁磁序演化机制 |
| 4.5 [La_(0.67)Ca_(0.33)MnO_3/ARuO_3]_(10)系列超晶格的磁性“死层”厚度边界 |
| 4.6 外延周期数关联磁性“剪裁”模型的潜在意义 |
| 4.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 锰/钌氧化物超晶格中外延重复周期数调制的磁各向异性演化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 陶瓷靶材及薄膜样品的制备及表征 |
| 5.2.1 陶瓷靶材的制备 |
| 5.2.2 外延异质超晶格薄膜实验制备与性能表征方法 |
| 5.3 外延La_(0.67)Ca_(0.33)MnO_3/SrRuO_3超晶格的结构分析 |
| 5.4 外延La_(0.67)Ca_(0.33)MnO_3/SrRuO_3超晶格磁各向异性与外延周期数的依赖关系 |
| 5.5 外延La_(0.67)Ca_(0.33)MnO_3/SrRuO_3超晶格电子轨道组态随外延周期数的演化 |
| 5.6 外延La_(0.67)Ca_(0.33)MnO_3/SrRuO_3超晶格周期数可控磁各向异性起源 |
| 5.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 La_(0.67)Sr_(0.33)MnO_3基非对称磁性结构中的层间耦合行为调控 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 陶瓷靶材及薄膜样品的制备及实验表征 |
| 6.2.1 陶瓷靶材的制备 |
| 6.2.2 外延异质多层膜的制备与测试 |
| 6.3 实验结果与讨论 |
| 6.3.1 外延氧化物薄膜晶体结构表征 |
| 6.3.2 LSMO基单晶薄膜矫顽力增强与磁性基态表征 |
| 6.3.3 非对称磁性结构中反铁磁层间耦合效应的调控 |
| 6.3.4 非对称磁性结构中层间交换耦合与CRTO间隔层的依赖关系 |
| 6.3.5 非对称磁性结构中层间耦合行为依赖的磁化翻转进程演变 |
| 6.3.6 非对称双层磁性结构中的磁化翻转行为延伸 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本论文内容小结 |
| 7.2 本研究论文创新点 |
| 7.3 研究内容展望 |
| 7.3.1 低维全氧化物人工反铁磁体多参量优化与应用展望 |
| 7.3.2 Si基低维全氧化物外延薄膜制备与性能调控展望 |
| 7.3.3 钌氧化物基薄膜电、磁催化应用展望 |
| 7.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的学术成果与获奖情况 |
| 致谢 |
（10）高量子效率InAs/GaSbⅡ类超晶格外延生长及其特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 红外辐射 |
| 1.2 红外探测器 |
| 1.3 InAs/GaSbⅡ类超晶格红外探测器 |
| 1.3.1 InAs/GaSbⅡ类超晶格红外探测器的原理和优势 |
| 1.3.2 InAs/GaSbⅡ类超晶格红外探测器发展现状 |
| 1.4 研究目的和内容构成 |
| 第二章 InAs/GaSbⅡ类超晶格材料生长和实验方法 |
| 2.1 分子束外延技术 |
| 2.2 MBE生长过程和特点 |
| 2.3 InAs/GaSbⅡ类超晶格材料生长 |
| 2.4 材料表征方法 |
| 2.4.1 光学干涉显微镜 |
| 2.4.2 原子力显微镜 |
| 2.4.3 X射线衍射仪 |
| 2.4.4 红外透射光谱测试系统 |
| 2.4.5 基于傅里叶变换红外光谱仪的PL光谱测试系统 |
| 2.4.6 PL光谱的拟合分析 |
| 2.4.7 I-V测试 |
| 2.4.8 黑体测试系统 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 超晶格材料生长结构调控与生长工艺优化 |
| 3.1 超晶格V/Ⅲ束流比调控研究 |
| 3.2 超晶格界面调控研究 |
| 3.2.1 不同界面生长条件的X射线衍射结果分析 |
| 3.2.2 不同界面生长条件的表面形貌分析 |
| 3.2.3 不同界面生长条件的光致发光特性分析 |
| 3.3 不同厚度材料特性研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 高量子效率探测器结构材料生长及单元器件特性研究 |
| 4.1 探测器结构材料生长及表征 |
| 4.2 超晶格探测器结构单元器件制备及特性研究 |
| 4.2.1 单元器件的制备方法 |
| 4.2.2 超晶格单元器件量子效率 |
| 4.2.3 超晶格单元器件暗电流结果 |
| 4.2.4 超晶格单元器件探测率结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结及展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果 |
四、The reflection and interference of electrons at the interface of superlattice（论文参考文献）
- [1]过渡金属氧化物异质结的界面耦合效应及其电调控[D]. 宋京华. 中国科学院大学(中国科学院物理研究所), 2021(02)
- [2]过渡金属氧化物异质结界面耦合效应及其对磁性的调控[D]. 韩福荣. 中国科学院大学(中国科学院物理研究所), 2021(02)
- [3]中、长波锑化物Ⅱ类超晶格红外探测材料的制备及性能研究[D]. 魏国帅. 云南师范大学, 2021(08)
- [4]GaSb基双色红外探测材料与器件研究[D]. 马晓乐. 云南师范大学, 2021(08)
- [5]MOCVD生长的长波InAs/GaSb超晶格红外探测器研究[D]. 滕?. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [6]氧化物薄膜的氧八面体结构与铁磁共振研究[D]. 刘其鑫. 中国科学技术大学, 2021(08)
- [7]氢爆含能薄膜等离子体流场特性及驱动效应研究[D]. 王亮. 电子科技大学, 2021(01)
- [8]锰/钌氧化物人工反铁磁体磁化翻转过程的极化中子学研究[D]. 张可璇. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [9]低维锰/钌氧化物外延异质多层膜中自旋序及磁各向异性的调控[D]. 屈莉莉. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [10]高量子效率InAs/GaSbⅡ类超晶格外延生长及其特性研究[D]. 陈凯豪. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2020(03)