La_（0.8）Sr_（0.2）FeO_3薄膜的激光感生热电电压效应随温度变化规律的研究

【摘要】氧化物中的激光感生热电电压效应(LITV)在光电探测和微冷却领域的潜在应用已经被广泛研究。由同属于钙钛矿结构的高温超导材料和巨磁电阻材料制备出的多种薄膜材料都具有LITV效应,为追求高峰值电压、快响应的LITV信号,近年来人们不断通过优化薄膜结构来改善薄膜的LITV信号性能,从而提高其精确度和灵敏度。例如：探索性能优异的新材料,以及将不同材料制成多层薄膜、超晶格结构薄膜等方式。然而LITV效应基于热电效应理论对温度极其敏感。因此,激光照射到薄膜表面时产生的温度梯度和外界传递给基底的温度都会影响薄膜的LITV性能,而且基底温度起着非常重要的影响。若不考虑基底温度对LITV型探测器的影响会严重影响到探测的精确度。然而目前,基底温度对LITV信号的影响的研究较少,缺乏对基底温度影响薄膜LITV性能的系统研究。本文已用属于立方结构的典型钙钛矿结构材料LaFe03。为增加其结构的各向异性,采用Sr掺杂为0.2的La0.8Sro.2Fe03的薄膜材料为研究对象进行了一系列的研究,具体内容如下：1、La0.8Sr0.2F靶材及薄膜的制备：本文首先采用固相合成法制备了La0.8Sr0.2Fe03晶靶材。其次,采用脉冲激光沉积(PLD)技术在LaA103(l00)单晶衬底上沉积了La0.8Sr0.2FeO3薄膜。通过对La0.8Sr0.2Fe03薄膜的XRD和AFM进行表征,看出制备出的La0.8Sr0.2Fe03薄膜晶体取向良好,薄膜表面生长光滑致密,属于高质量薄膜。2、La0.8Sr0.2FeO3薄膜LITV信号在常温下的研究：当KrF准分子激光器的248nm的脉冲激光照射在生长在10°倾角的单晶基底LaAlO3(100)上的La0.8Sro.2Fe03薄膜上时,首次观察到La0.8Sr0.2FeO3薄膜上明显的LITV信号。其次,研究了La0.8Sr0.2FeO3薄膜的生长温度和基底斜切角度对LITV信号性能的影响。最后,本文还探索了薄膜层数对LITV信号性能的影响。3、La0.8Sr0.2FeO3薄膜性能随温度变化的研究：首先,发现La0.8Sr0.2FeO3薄膜的LITV信号的峰值电压(Vp)和半高宽(FWHM)随基底温度变化有明显的变化。值得注意的是,峰值电压随温度变化曲线(Vp-Ts)和半高宽随温度变化曲线(FWHM-TS)出现了两个突变点。其次,通过La0.8Sr0.2FeO3薄膜原位光致发光光谱证明其原因可归结为La0.8Sro.2FeO3薄膜的内部结构变化。这说明基底温度严重影响La.8Sr0.2FeO3薄膜的LITV信号的峰值电压和半高宽的大小,最终导致激光能量探测精确度降低。4、La0.8Sr0.2FeO3薄膜的电磁特性的研究：在La0.8Sr0.2FeO3薄膜的R-T曲线测量中,发现不论是生长在LaAlO3单晶基底、Si02单晶基底还是Si基底上的La0.8Sr0.2FeO3薄膜的R-T曲线上都可以观察到在某一温度范围内出现了电阻率的突变,而且此突变在升降温的两个可逆过程中均存在。因此本文进一步从La0.8Sr0.2FeO3薄膜的电磁特性出发对其突变进行探究。
【作者】孙喆；
【导师】方炎；
【作者基本信息】首都师范大学，材料物理与化学，2014，硕士
【关键词】La0.8Sr0.2FeO3薄膜；脉冲激光沉积(PLD)；激光感生热电电压效应(LITV)；R-T曲线；

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