Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Roztwory stałe materiałów tlenkowych jako podłoża do epitaksji Marek Berkowski Instytut Fizyki PAN Al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa 1. Czego oczekujemy.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Roztwory stałe materiałów tlenkowych jako podłoża do epitaksji Marek Berkowski Instytut Fizyki PAN Al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa 1. Czego oczekujemy."— Zapis prezentacji:

1 Roztwory stałe materiałów tlenkowych jako podłoża do epitaksji Marek Berkowski Instytut Fizyki PAN Al. Lotników 32/46, 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 (SrAl 0.5 Ta 0.5 O 3 ) 1-x (LaAlO 3 ) x (SAT 1-x LA x ) perowskity potrójne SAT:LA:CaAl 0.5 Ta 0.5 O 3 nowe perowskity o niższych (CaAl 0.5 Ta 0.5 O 3 ) 1-x (NdAlO 3 ) x (CAT 1-x NA x ) i (LaAlO 3 ) 1-x (NdAlO 3 ) x (LA 1-x NA x ) i wyższych wartościach stałych sieci (CaGa 0.5 Nb 0.5 O 3 ) 1-x (SrGa 0.5 Nb 0.5 O 3 ) x (CGN 1-x SGN x ) 3.Materiały o strukturze K 2 NiF 4 problemy technologiczne, niekongruentne topienie galanów i tantalanów roztwory stałe (SrLaAlO 4 ) 1-x (SrLaGaO 4 ) x (SLA 1-x SLG x ) oraz SLA 1-x (Sr 2 Al 0.5 Ta 0.5 O 4 ) x i SLA 1-x (Sr 2 TiO 4 ) x nowe materiały o strukturze K 2 NiF 4 i najniższych wartościach stałych sieci roztwory stałe SLA 1-x (SrNdAlO 4 ) x (SLA 1-x SNA x ) i (SrNdAlO 4 ) 1-x (CaNdAlO 4 ) x (SNA 1-x CNA x ) 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 2100 o C 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 La 1-x RE x GaO 3 Normalizację stałych sieci przeprowadzono według zależności a n = a ort / b n = b ort / i cn = c ort /2.

6 Kubiczne perowskity SrAl 0.5 Ta 0.5 O 3 - LaAlO 3 (SAT 1-x LA x )

7 Typ jonu Al lub Ta w położeniu B w komórce elementar nej SAT: Typ i symetria sieci: Parametr y sieci: 1.Regularna Fm3m lub F-43m; 2a p 2.Tetragonalna P4mmm a p a p a p 1.Tetragonalna P4; a p, a p, a p Typ jonu Al lub Ta w położeniu B w komórce elementar nej SAT: Typ i symetria sieci: Parametr y sieci: 4. Trójskośna P1; 2a p, 2a p, 2a p, 5. Romboedryczna R-3m a p, α=60 o 6. Trójskośna P1; 2a p, 2a p, 2a p, Dopuszczalne ustawienia jonów Al i Ta w komórce SAT, symetria oraz parametry sieci

8 Roztwory stałe potrójnych perowskitów (SAT:LA:CAT) SrAl 0.5 Ta 0.5 O 3 :LaAlO 3 :CaAl 0.5 Ta 0.5 O 3

9 Perowskity – stan aktualny i co dalej CGN 1-x SGN x SAT 1-x LA x SAT:LA:CAT LA 1-x NA x CAT 1-x NA x [ [ [ [ [ [ są [ badamy

10 Roztwory stałe perowskitów glinowych La 1-x RE x AlO 3 i CAT 1-x NA x Krystalizacja metodą Czochralskiego roztworów stałych CAT 1-x NA x. Próbne procesy krystalizacji metodą topienia strefowego CAT 1-x NA x 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 a 3.77 Å. LA, PrAlO 3 (PA), i NA tworzą roztwory stałe w całym zakresie. Mają strukturę R-3c. LA 1-x NA x dla x  0.3 mismatch = 0 do Sr 2-x La x CuO 4-  przejście fazowe II rodzaju około 900 o C.

11 Roztwory stałe (CaGa 0.5 Nb 0.5 O 3 ) 1-x (SrGa 0.5 Nb 0.5 O 3 ) x (CGN 1-x SGN x ) CGN – Pbnm, a=5.4298, b=5.5315, c= Å; SGN – Pm3m + Fm3m ?, a=7.899 Å; Zakres stałych sieci – Å, zmiana struktury od Pbnm przez P4/mbm do Pm3m + Fm3m ??; k efCa/Sr =0.43, k efSr/Ca =2.32; k efNb/Ga =1.06, k efGa/Nb =0.94; topienie niekongruentne ?!, redukcja dla CGN też !!! Struktura kubiczna (Pm3m + Fm3m)? od składu x  0.6; Sr 0.6 Ca 0.4 Ga 0.5 Nb 0.5 O 3 ; a  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 R B dla różnych rodzin perowskitów o strukturach (R) rombowej, (T/Re) tetragonalnej lub romboedrycznej i (K) kubicznej.

13 Roztwory stałe monokryształów o strukturze K 2 NiF 4 (SrLaAlO 4 ) 1-x (SrLaGaO 4 ) x (1) SLA 1-x (Sr 2 Al 0.5 Ta 0.5 O 4 ) x (2) SLA 1-x (Sr 2 TiO 4 ) x (3) SLA 1-x (SrNdAlO 4 ) x (4) (SrNdAlO 4 ) 1-x (CaNdAlO 4 ) x (5) (1,2,3) [ (4) [ (5) [

14 Roztwory stałe monokryształów o strukturze K 2 NiF 4 (3) SLA 1-x (Sr 2 TiO 4 ) x = Sr 1+x La 1-x Al 1-x Ti x O 4 dla x≈0.15 a≈3.777 Å (4) SLA 1-x (SrNdAlO 4 ) x – Å (5) (SrNdAlO 4 ) 1-x (CaNdAlO 4 ) x 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 K 2 NiF 4 ; 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 do Å i dla materiałów o strukturze K 2 NiF 4 od do Å; Badane są inne roztwory stałe w celu otrzymania monokryształów o stałych sieci pokrywających cały interesujący dla epitaksji zakres od do Å; Badane monokryształy mają dobrą odporność na reakcję z warstwą, niskie  i tan  a otrzymywanie ich metodą Czochralskiego zapewnia wysoką jakość strukturalną;


Pobierz ppt "Roztwory stałe materiałów tlenkowych jako podłoża do epitaksji Marek Berkowski Instytut Fizyki PAN Al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa 1. Czego oczekujemy."

Podobne prezentacje


Reklamy Google