1 / 15

1. Czego oczekujemy od monokryształów wykorzystywanych na podłoża dla cienkich warstw ?

Roztwory stałe materiałów tlenkowych jako podłoża do epitaksji Marek Berkowski Instytut Fizyki PAN Al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa. 1. Czego oczekujemy od monokryształów wykorzystywanych na podłoża dla cienkich warstw ? 2. Perowskity

paulos
Download Presentation

1. Czego oczekujemy od monokryształów wykorzystywanych na podłoża dla cienkich warstw ?

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Roztwory stałe materiałów tlenkowych jako podłoża do epitaksjiMarek Berkowski Instytut Fizyki PAN Al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa • 1. Czego oczekujemy od monokryształów wykorzystywanych na podłoża dla • cienkich warstw ? • 2. Perowskity • deformacja komórki elementarnej, przejścia fazowe • własności roztworów stałych prostych perowskitów • kubiczne perowskity (SrAl0.5Ta0.5O3)1-x(LaAlO3)x (SAT1-xLAx) • perowskity potrójne SAT:LA:CaAl0.5Ta0.5O3 • nowe perowskity o niższych (CaAl0.5Ta0.5O3)1-x(NdAlO3)x (CAT1-xNAx) i (LaAlO3)1-x(NdAlO3)x (LA1-xNAx) i • wyższych wartościach stałych sieci (CaGa0.5Nb0.5O3)1-x(SrGa0.5Nb0.5O3)x (CGN1-xSGNx) • Materiały o strukturze K2NiF4 • problemy technologiczne, niekongruentne topienie galanów i tantalanów • roztwory stałe (SrLaAlO4)1-x(SrLaGaO4)x(SLA1-xSLGx) • oraz SLA1-x(Sr2Al0.5Ta0.5O4)x i SLA1-x(Sr2TiO4)x • nowe materiały o strukturze K2NiF4 i najniższych wartościach stałych sieci roztwory stałe SLA1-x(SrNdAlO4)x (SLA1-xSNAx) i • (SrNdAlO4)1-x(CaNdAlO4)x (SNA1-xCNAx) • 4. Wnioski

  2. Podstawowe własności jakich oczekujemy od podłoża • zgodność stałych sieci od temp. • epitaksji do pokojowej • brak przejść fazowych • odporność na reakcję z warstwą w • temperaturze epitaksji • odporność mechaniczna • niska wartość stałej dielektrycznej • i współczynnika strat • temperatura topnienia niższa niż • 2100oC • topienie kongruentne Temperaturowa zależność wartości stałych sieci typowych nadprzewodników i manga-nitów oraz najważniejszych podłoży stoso-wanych do epitaksji

  3. Perowskity – deformacja komórki elementarnej, współczynnik tolerancji

  4. Przejścia fazowe w perowskitach, zbliźniaczenia, nierówność powierzchni

  5. Wzrost i badania strukturalne monokryształów roztworów stałych perowskitów galowych La1-xRExGaO3 Normalizację stałych sieci przeprowadzono według zależności an = aort/ bn= bort/ i cn = cort/2.

  6. Kubiczne perowskity SrAl0.5Ta0.5O3 - LaAlO3 (SAT1-xLAx)

  7. Dopuszczalne ustawienia jonów Al i Ta w komórce SAT, symetria oraz parametry sieci

  8. Roztwory stałe potrójnych perowskitów (SAT:LA:CAT)SrAl0.5Ta0.5O3:LaAlO3:CaAl0.5Ta0.5O3

  9. Perowskity – stan aktualnyi co dalej [ CGN1-xSGNx [ [ SAT1-xLAx SAT:LA:CAT [ CAT1-xNAx LA1-xNAx [ [są [ badamy

  10. Roztwory stałe perowskitów glinowych La1-xRExAlO3iCAT1-xNAx LA, PrAlO3 (PA), i NA tworzą roztwory stałe w całym zakresie. Mają strukturę R-3c.LA1-xNAxdla x0.3mismatch = 0 do Sr2-xLaxCuO4- przejście fazowe II rodzaju około 900 oC. Krystalizacja metodą Czochralskiego roztworów stałych CAT1-xNAx. Próbne procesy krystalizacji metodą topienia strefowego CAT1-xNAx dla wartości x = 0.5, 0.6, 0.7 i 0.8. Badania rentgenowskie pozwoliły na określenie struktury i wartości stałych sieci. Mają strukturę R-3c a wartości stałych sieci pokrywają zakres 3.819 a 3.77 Å.

  11. Roztwory stałe (CaGa0.5Nb0.5O3)1-x(SrGa0.5Nb0.5O3)x (CGN1-xSGNx) [ CGN – Pbnm, a=5.4298, b=5.5315, c=7.7352 Å; SGN – Pm3m + Fm3m ?, a=7.899 Å; Zakres stałych sieci 3.8728 – 3.9495 Å, zmiana struktury od Pbnm przez P4/mbm do Pm3m + Fm3m ??;kefCa/Sr=0.43, kefSr/Ca=2.32; kefNb/Ga=1.06, kefGa/Nb=0.94; topienie niekongruentne ?!, redukcja dla CGN też !!! Struktura kubiczna (Pm3m + Fm3m)?od składu x0.6; Sr0.6Ca0.4Ga0.5Nb0.5O3; a3.924 Å H.M. O’Bryan, P.K. Gallagher, G.W. Berkstresser and C.D. Brandle, J. Mater. Res. 5, (1990), 183; S.Erdei, L.E. Cross, F.W. Ainger, A. Bhalla, J. Cryst. Growth 139, (1994), 54;

  12. Wspólne cechy różnych grup perowskitów Zależność objętości komórki perowskitowej od średniej wartości promienia jonowego RB dla różnych rodzin perowskitów o strukturach (R) rombowej, (T/Re) tetragonalnej lub romboedrycznej i (K) kubicznej.

  13. Roztwory stałe monokryształów o strukturze K2NiF4 (1,2,3) [ (4) [ (5) [ • SLA1-x(Sr2Al0.5Ta0.5O4)x (2) • SLA1-x(Sr2TiO4)x (3) • SLA1-x(SrNdAlO4)x (4) • (SrNdAlO4)1-x(CaNdAlO4)x (5) • (SrLaAlO4)1-x(SrLaGaO4)x (1)

  14. Roztwory stałe monokryształów o strukturze K2NiF4 (3)SLA1-x(Sr2TiO4)x= Sr1+xLa1-xAl1-xTixO4 dla x≈0.15 a≈3.777 Å (4) SLA1-x(SrNdAlO4)x 3.754 – 3.712 Å (5) (SrNdAlO4)1-x(CaNdAlO4)x 3.712 - 3.688 Å A. Novoselov et al. Cyst. Res. & Technol., 40, (2005), 405

  15. Wnioski • Znaleziono interesujące monokryształy na podłoża w dwóch grupach materiałów: perowskitach i o strukturze K2NiF4; • Roztwory stałe pozwalają na dobranie wartości stałych sieci podłoża dogodnych dla epitaksji konkretnej warstwy; • Można otrzymać monokryształy bez zbliźniaczeń o stałych sieci dla perowskitów od 3.876 do 3.819 Å i dla materiałów o strukturze K2NiF4 od 3.754 do 3.688 Å; • Badane są inne roztwory stałe w celu otrzymania monokryształów o stałych sieci pokrywających cały interesujący dla epitaksji zakres od 3.946 do 3.688 Å; • Badane monokryształy mają dobrą odporność na reakcję z warstwą, niskie  i tan a otrzymywanie ich metodą Czochralskiego zapewnia wysoką jakość strukturalną;

More Related