Главная » Просмотр файлов » Автореферат

Автореферат (1091439), страница 3

Файл №1091439 Автореферат (Влияние интерфейсных напряжений на свойства наноразмерных мультислойных структур на основе сложных оксидов и полупроводников при создании устройств микро- и наноэлектроники) 3 страницаАвтореферат (1091439) страница 32018-01-18СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Ненулевое значение параметра P0(непереключаемая поляризация) в квадратном трехчлене (1), связанное, какправило, с наличием дефектов разной природы (в том числе эпитаксиальныхнапряжений), приводит к асимметрии парабол интенсивности ВГотносительно нулевого внешнего поля [12]. Таким образом, анализируязависимости интенсивности ВГ от приложенного внешнего электрическогополя, можно провести качественную оценку влияния интерфейсныхнапряжений и других структурных параметров на сегнетоэлектрическиесвойства исследуемых гетероструктур.Для образцов мультислойных структур BSTO/LSMO показано (рис.

1),что форма сегнетоэлектрических петель существенно меняется в зависимостиот концентрации Ba в пленке BSTO. Полученная форма петель гистерезисапозволяет предположить возникновение в структуре дополнительныхполяризационных состояний (рисунок 1б,в) для концентраций x = 0,15 и х =0,3. Для объяснения механизмов возникновения этих состояний былиспользован подход, предложенный в работах [8, 13-18].Механизм образования «тройных» петель в сегнетоэлектрикахобусловлен, в первую очередь, комбинацией фазовых состояний. Например, вработе [13] показано, что в области малых полей сосуществуют одновременнонесоразмерная и соразмерная фаза. Такое поведение, наблюдаемое также вработах [14–17], проявляется только при температурах чуть выше Tc.11Рисунок 1. Зависимостьотвнешнегоэлектрическогополяинтенсивности ВГ (а) и вычисленной на основе соотношения (1)сегнетоэлектрической поляризации в пленке Ba(x)Sr(1-x)TiO3 сконцентрацией бария x = 0.15 (б); х = 0.3 (в); х = 0.5 (г).

Пунктир –графическое приближение модели смешанных фаз [18], сплошная линия– аппроксимация в рамках выбранной модели.Подобное мультифазное состояние описывается также в работе [18]. Вэтой работе для пленок BSTO с концентрациями Ba x = 0,2; 0,4; 0,6 показаноналичие такой мультифазной точки при температурах 120К, 200К, 250К,соответственно. Приведённые фазовые диаграммы наглядно демонстрируют,что наличие эпитаксиальных напряжений при комнатной температуре могутпереводить пленку из пара- в сегнетофазу.

При этом, чем большеконцентрация Ba, тем меньшее эпитаксиальное напряжение требуется длятакого перехода [18]. Этот факт находит подтверждение и в результатахданной диссертационной работы: петля гистерезиса для пленки BSTO сконцентрацией Ba x = 0,5 (и наибольшим значением эпитаксиальногонапряжения, см. Таблицу 1) имеет «обычный» вид, характерный длясегнетоэлектрика (рис. 1 г). Пленки с меньшими концентрациями и меньшимиэпитаксиальными напряжениями находятся, вероятно, в состояниисмешанных фаз, но при этом расположенных вблизи фазового перехода. Нарисунках 1(б,в,г) пунктирной линией показано графическое приближениемодели смешанных фаз [18], основанное на проведенном анализе, из которого12следует, что при концентрациях Ba x = 0,15 и x = 0,3 наблюдается «двойная» и«тройная» петля, соответственно.Полученные данные показывают, что при всех концентрациях барияслои BSTO в бислойных структурах находятся в сегнетофазе.

Этосвидетельствует о значительном сдвиге за счет эпитаксиальных напряженийтемпературы фазового перехода ( ∆T ( x = 0,15) ≈ 204 K , ∆T ( x = 0,3) ≈ 149 K ,∆T ( x = 0,5) ≈ 70 K ) относительно ее значений, полученных в работе [11] дляобъемных образцов.В четвертой главе были исследованы мультислои YFeO3/LaFeO3,имеющие структуру сверхрешетки. Эта сверхрешетка состоит изчередующихся слоев YFeO3(YFO) и LaFeO3(YFO) общей толщиной, равнойсуммарной толщине монослоев. Исследуемая серия сверхрешеток(YFeO3)n/(LaFeO3)n (n-число монослоев в каждого материала в паре n=1,3,4,5)была выращена на подложке DyScO3(DSO) с кристаллографическим срезом(001) методом импульсной лазерной абляции. Периодичность сверхрешеткибыла подтверждена результатами рентгенографического исследования,проведенного в Университете Ливерпуля [6].

Для выявления особенностей,возникших в сверхрешетках за счет механических напряжений на большомчисле интерфейсов, были исследованы дополнительно «чистые» пленки YFOи LFO, осаждение которых на подложку DSO проводилось тем же методом,что и осаждение сверхрешеток. Толщина пленок равнялась результирующейтолщине мультислойных структур.Центросимметричность LFO накладывает ограничение на разрешенныенелинейные вклады. Квадрупольный и магнитодипольный вклады разрешеныв такой структуре. Разделение этих вкладов может быть осуществлено путемпроведения спектральных исследований.

Для пленки LFO спектральныеизмерения в диапазоне ћω ≈ (1,35–1,55) эВ выявили резонансное поведениеинтенсивности ВГ с максимальным значением при накачке с энергией фотонаћω ≈ 1,4 эВ. При этом зависимость от магнитного поля илимагнитоиндуцированная ГВГ (МГВГ) в плоскости пленки LFO наблюдаласьлишь в области резонанса (ћω ≈ 1,4 эВ), что свидетельствует опреимущественном магнитодипольном вкладе в сигнал ГВГ в данной областичастот.Для анализа вкладов в ГВГ было проведено изучение поляризационныхзависимостей пленок LFO при двух значениях длины волны накачки: 800 нм(1,55 эВ) и 860 нм (1,4 эВ). Принимая во внимание, что для накачки с длинойволны 800 нм вклад в сигнал ВГ может быть сформирован только нелинейнойвосприимчивостью,включающейквадрупольныепереходыqee P ( 2ω ) = χE ( ω ) k E ( ω ) , были определены независимые ненулевыеiijkljklqeeи проведен их расчет.

Далее аналогичнымкомпоненты тензоров χ ijkeem и χ ijklобразом были рассмотрены особенности ГВГ вблизи резонанса интенсивностина длине волны накачки 860 нм. С учетом спектральной зависимости показано,13что лишь нелинейная восприимчивость χˆ eem демонстрирует резонансноеповедение не только для энергии фотонов ГВГ, но и для промежуточныхсостояний зоны 3 Г 5+ . Аппроксимация экспериментальных результатов былапроведенанаосноверасчетанелинейнойполяризацииeemeem=Pi (2ω ) χ ijk E (ω ) j H (ω ) k + χ ijkl E (ω ) j H (ω )l M l ,обусловленноймагнитодипольным и квадрупольным вкладом.На основании сравнения экспериментальных данных с расчетнымисделано предположение о том, что в пленке LFO влияние эпитаксиальныхнапряжений на границе «пленка–подложка» на нелинейно-оптический откликпленки пренебрежимо мало (скорее всего, за счет относительно большойтолщины пленки).Максимальная интенсивность ВГ, наблюдаемая от пленки YFO,соизмерима с сигналом от подложки и не превышает 12% от аналогичногозначения для сверхрешетки.Далее представлено феноменологическое описание нелинейныхпроцессов и экспериментальные результаты по ГВГ в сверхрешёткахYFeO3/LaFeO3.

Как было показано в работе [6], эпитаксиальные напряженияприводят к нарушению центра инверсии вдоль нормали к плоскости пленки(вдоль оси z). В этом случае пленки обладают симметрией mm2. При такойeeeсимметрии электродипольный (ЭД) вклад Pi ( 2ω ) = χ ijk E ( ω ) j E ( ω )k в сигналГВГ будет являться основным. Полученные поляризационные зависимостиинтенсивности ГВГ для сверхрешеток (YFeO3)n/(LaFeO3)n, при n = 1,3 и 5 идвух геометриях выходной поляризации (P,S) были аппроксимированы сучетом ЭД вклада для длины волны накачки 800нм.Анализ полученных значений нелинейных компонент для серии структур(YFeO3)n/(LaFeO3)n при n=1,3 и 5, продемонстрировал плавное убываниезначений для каждой из компонент при увеличении числа слоев.

Хорошеесовпадение экспериментальных и расчетных данных позволило утверждать,что электродипольный вклад в интенсивность ГВГ для сверхрешетки содинарным монослоем (YFeO3)1/(LaFeO3)1 является основным.Анализ резонансной спектральной зависимости ГВГ позволилутверждать, что источником нелинейного отклика в резонансе (2 ω =2,85эВ)является суперпозиция электродипольного и магнитодипольного вклада,которая (учитывая наличие дополнительного КД вклада) всегда присутствуетв сигнале ГВГ. Для серии структур (YFeO3)n/(LaFeO3)n при n = 1,3 и 5 и энергиифотона накачки ћω ≈ 1,4 эВ были получены поляризационные зависимости вгеометрии S-out и рассчитаны значения компонент тензора нелинейнойвосприимчивости. Показано, что с увеличением числа слоев n влияниемагнитного поля на интенсивность ГВГ ослабевает (далее этот эффект будетподтверждён зависимостями коэрцитивного поля), в то время как уголповорота плоскости поляризации для n = 5 максимален. Исследования«чистых» пленок показали, что и магнитоиндуцированная компонентаинтенсивности ВГ, и угол поворота поляризации в магнитном поле14максимальны в пленке LFO.

Магнитоиндуцированный вклад в интенсивностьВГ для структуры (YFeO3)1/(LaFeO3)1 сравним с «чистой» ферромагнитнойпленкой LFO, что может быть связано либо с максимальным количествоминтерфейсов, приводящих к максимальным суммарным вкладамэпитаксиальных напряжений, либо с наличием диэлектрической поляризациина интерфейсах, которая также максимальна для такой структуры (в этомслучае можно говорить о возможном магнитоэлектрическом взаимодействии).Измерения МГВГ были проведены в зависимости от приложенногомагнитного поля в диапазоне (-0.6; +0.6) Тл. Показано, что зависимостьинтенсивности ВГ от магнитного поля проявляется только при азимутальномположении образца, соответствующем минимуму интенсивности ВГ при Sполяризации выходного излучения ВГ.При других азимутальных положениях и поляризации выходногоизлучения в плоскости падения (P-out) зависимость от магнитного поля непроявляется,чтосвидетельствуетопреимущественномкристаллографическом вкладе в интенсивность ВГ.

На рисунке 2представлены результаты магнитоиндуцированной ГВГ. На рисунке 2(б)показано изменение ширины коэрцитивного поля в зависимости отпараметров структуры. При уменьшении количества монослоев коэрцитивноеполе увеличивается.Рисунок 2. (а) Полевые зависимости интенсивности второй оптическойгармоники в сверхрешетках (YFeO3)n/(LaFeO3)n, n = 1,3,4,5 и пленкеLaFeO3. (б) Зависимость коэрцитивного поля в сверхрешетках(YFeO3)n/(LaFeO3)n, n = 1,3,4,5 и пленке LaFeO3.На рис. 3 (а) представлен результат теоретического расчетаполяризации, проведенного различными методами в работе [6] в зависимостиот числа перовскитных элементарных ячеек (N) в каждом блоке сверхрешеткиLaFeO3-LnFeO. Кроме того, расчеты проводились в зависимости от катиона Ln- Y,Nd,Gd.На рисунке 3(б) представлена экспериментальная зависимостькомпонент тензора нелинейной восприимчивости от количества монослоев,15которая качественно подтверждает теоретическую модель, приведенную вработе [6].Рисунок 3.

(а) Рассчитанная поляризация (Р) в зависимости от числаперовскитных элементарных ячеек (N) в единичном слое пары YFO/LFO[6]. (б) Экспериментальная зависимость компонент тензора нелинейнойвосприимчивости от количества монослоев, рассчитанная изэкспериментальных данных.Наличие электро-дипольного вклада и наличие сегнетоэлектрическойполяризации было подтверждено электро-индуцированной зависимостьюГВГ. На рисунке 4 показаны полевые зависимости ГВГ в сверхрешеткеYFO/LFO с единичным монослоем.

Характеристики

Список файлов диссертации

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6381
Авторов
на СтудИзбе
308
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее