EuTiO3外延薄膜的漏电机理研究开题报告

1. 研究目的与意义

背景：多铁材料薄膜的漏电与其物理性质之间有密切的关系。这是因为铁电薄膜理论上是绝缘的，这样才能测得完美的电极化强度随电场的变化曲线（p-e）；并且漏电大的话会影响到磁序和电极化强度之间的耦合效应 （m-p coupling）。所以降低多铁薄膜的漏电是非常重要的研究课题之一，并且通过漏电机理有助于我们了解多铁薄膜质量及性能、薄膜物理性质的改良、界面特性等方面的信息。

目的：本课题拟使用脉冲激光沉积法制备出eutio3高质量外延薄膜，测量此薄膜漏电随温度变化的规律，并通过理论数据模拟得其漏电机理。

意义：通过外部因素来改变材料中的氧空位浓度，以研究不同氧空位浓度下材料的晶体结构和磁性质等物理性质，通过漏电机理有助于我们了解多铁薄膜质量及性能、薄膜物理性质的改良、界面特性等方面的信息。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：本课题拟使用脉冲激光沉积法制备出EuTiO3高质量复合薄膜，测量此外延薄膜漏电随温度变化的规律，并通过理论数据模拟得其漏电机理。

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、粉末X射线衍射数据的Rietveld精修（Rietica软件）、单晶X射线衍射数据的晶体结构解析（ShelxTL软件）、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

1.按照Eu2O3和TiO2两种氧化物高纯度粉末的化学计量比，利用管式炉烧结出不同组分的复合陶瓷靶材EuTiO3。2.对制备完成的复合靶材，利用粉末X射线衍射方法和Rietveld精修（Rietica软件）来确定其组成和结构，并利用CrystalMaker画出其晶体结构图。3.在高真空脉冲激光沉积系统中，利用分子束激光轰击复合靶材。改变和调控沉积条件，在(001)SrTiO3衬底上制备出高质量外延EuTiO3复合薄膜。4.利用薄膜X射线衍射方法来确定复合薄膜的物相种类、组成和晶体结构。5.利用PPMS测试复合薄膜样品的漏电大小。6.总结和分析复合薄膜EuTiO3中的漏电机理。

4. 参考文献

1. r. 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.

5. 计划与进度安排

(1) 2022年3月05日-3月11日 指导教师与学生联系，学生根据要求收集资料(2) 2022年3月05日-3月11日 下达毕业任务书(3) 2022年3月05日-3月18日 学生完成开题报告(4) 2022年3月19日-6月05日 学生按照开题报告撰写毕业论文(5) 2022年4月23日-5月06日 进行中期检查(6) 2022年5月16日-5月22日 完成论文初稿(7) 2022年5月30日-6月05日 根据指导教师的论文修改意见，进行修改，定稿打印(8) 2022年6月06日-6月12日 指导教师写出评语，并完成毕业论文评阅(9) 2022年6月13日-6月18日 论文答辩