131 / 2023-11-19 22:33:45

金属基上多元氧化物薄膜的倾斜取向外延生长技术研究

倾斜取向,高效率,外延生长

对于各向异性的多元氧化物薄膜而言，生长不同倾斜取向的晶体结构可实现薄膜性能的调控。一般情况下，多采用与薄膜晶格匹配的单晶基底进行高质量外延生长。在实际应用场景中，与常用的单晶基底不同，部件多为无取向的材料，因此设计具有倾斜取向的定向生长层来作为外延模板是十分重要的。本工作在电子束蒸发系统中利用离子束辅助沉积(IBAD)技术高效制备了具有良好双轴织构的MgO定向生长层薄膜，实现约2°小角度c轴倾斜。为进一步增大c轴倾斜角度，引入了倾斜基底沉积(ISD)技术，实现10°-30°范围内c轴倾斜角度的调控，面内外半高宽分别为8°-11°/3.5°-5.5°。基于已获得的定向生长层，采用自主研发的MOCVD系统，实现了YBa<sub>2</sub>Cu<sub>3</sub>O<sub>7-δ</sub>及La<sub>1-x</sub>Ca<sub>x</sub>MnO<sub>3</sub>等多种多元氧化物薄膜的高效外延制备，继承了定向生长层的倾斜取向且双轴织构得到进一步优化。所制备的多元氧化物薄膜在热流传感器领域进行了初步研究与应用，具有明显的热流响应。<br />