基于瞬态光谱的EuTiO3：MgO复合薄膜光电特性研究开题报告

1. 研究目的与意义

背景：多铁材料是指材料中包含两种及两种以上基本铁序的性能，在一定的温度下存在磁电耦合效应。基于多铁材料发展起来的信息存储技术、传感器技术和能源收集技术等方面具有广泛的应用前景。近年来，多铁复合材料因其特殊的晶体结构和纳米微结构，实现了多种功能性质的增强调控。

目的及意义：使用基于EuTiO3:MgO高质量复合薄膜的制备过程，系统研究此复合薄膜的超快光谱并揭示复合薄膜漏电减少的调控机理。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：基于EuTiO3:MgO高质量复合薄膜的制备过程，系统研究此复合薄膜的超快光谱并揭示复合薄膜漏电减少的调控机理。

预期目标：掌握磁性物理、X射线衍射技术、第一性原理计算的基本知识。能够熟悉掌握非自耗真空电弧炉、高温炉、玻璃真空封管等仪器的操作，熟练脉冲激光薄膜沉积工艺。熟练操作PPMS测试系统测试基本磁学和电学性质；掌握单晶X射线衍射仪选取高质量的单晶样品并对其作详尽的结构测试。熟悉Origin分析实验数据、利用CrystalMaker画晶体结构图等。培养综合运用专业及基础知识，解决实际问题的能力，培养探索新材料和物理机理的兴趣。

3. 研究的方法与步骤

研究方法：实验方面：脉冲激光沉积系统、高温炉、光学显微镜、单晶X射线衍射仪、6517B高阻表、PPMS测试系统等仪器的操作。计算方面：Origin科学画图软件。

步骤：制备薄膜，研究薄膜的光谱，揭示调控机理。

4. 参考文献

1R. 霍夫曼. 固体与表面[M]，北京：化学工业出版社，1996.2 范雄. X射线金属学[M]，北京：机械工业出版社，1981.3 S. M. Sze. Physics of Semiconductor Devices[M]. New York：Wiley, 1981.4 J. H. Lee, and X. Ke, et al. Optical band gap and magnetic properties ofunstrained EuTiO3 films[J]. Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 212509.5 R. Ramesh and N. A. Spaldin. Multiferroics: progress and prospects in thinfilms[J]. Nat. Mater. 2007, 6, 21.6 J. H. Lee, and D. Schlom et al. A strong ferroelectric ferromagnet created bymeans of spin-lattice coupling[J]. Nature 2010, 466, 954。7 C. J. Fennie and K. M. Rabe. Magnetic and Electric Phase Control in EpitaxialEuTiO3 from First Principles[J]. Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 267602.8 K. Xu, X. Lu, and H. Xiang. Designing new ferroelectrics with a generalstrategy[J]. Quant. Mater. 2017, 2, 1.9 X. Z. Lu, J. M. Rondinelli. Epitaxial-strain-induced polar-to-nonpolartransitions in layered oxides. [J] Nat. Mater. 2016, 15, 951-955.10 S. Tinte, K. M. Rabe, D. Vanderbilt. Anomalous enhancement of tetragonalityin PbTiO3 induced by negative pressure.[J] Phys. Rev. B 2013, 68, 144105.

5. 计划与进度安排

(1)2022年03月01日-03月05日 指导教师与学生联系，学生根据要求收集资料(2) 2022年03月01日-03月05日 下达毕业任务书(3) 2022年03月01日-03月12日 学生完成开题报告(4) 2022年03月15日-06月04日 学生按照开题报告撰写毕业论文(5) 2022年04月19日-04月30日 进行中期检查(6) 2022年05月10日-05月21日 完成论文初稿