Magnetotransportna svojstva monokristala SrTiO3 bombardiranih ionima argona

Dasović, Jasna (2009) Magnetotransportna svojstva monokristala SrTiO3 bombardiranih ionima argona. Diploma thesis, Faculty of Science > Department of Physics.

[img] PDF
Restricted to Registered users only
Language: Croatian

Download (3MB)

Abstract

U ovom radu će se proučavati magnetotransportna svojstva monokristala STO-a bombardiranog ionima argona. STO je materijal koji ima perovskitnu strukturu. Na sobnoj temperaturi je izolator sa širokim energetskim procjepom od ≈ 3.2 eV. Takva svojstva ga čine pogodnim za supstrate, te se radi toga koristi u oksidnim heterostrukturama i uređajima. Posjeduje mnogo funkcionalnih mogućnosti kao što su feroelektričnost inducirana deformacijom i velika dielektrična konstanta (εr ( 4.24 K) ≈ 20000). Privlačno svojstvo dopiranog STO-a je i prijelaz iz izolatorskog u metalno stanje pri malim koncentracijama nosioca naboja (< 10^16 cm^-3), s pookretljivošću elektrona od ≈ 10^4 cm2/Vs na niskim temperaturama, te čak supravodljivost na temperaturi od ≈ 300 mK. Ova pokretljivost je među najvećim pokretljivostima oksidnih spojeva. Zbog ovih obilježja potaknuta su istraživanja dopiranja STO-a u kontroliranim uvjetima kako bi se stvorio 2D elektronski plin velike pokretljivosti (High-Mobility Electron Gas - HMEG) s podesivim elektronskim svojstvima i potencijalom u elektroničkim uređajima, koji su svi bazirani na oksidnim materijalima. Ovaj materijal je tehnološki interesantan i radi mogućnosti emitiranja plavog svijetla na sobnoj temperaturi. Postoje različite tehnike dopiranja STO-a nosiocima kao što je kemijska modifikacija (dopiranje s kisikovim šupljinama, ionima Nb i La), elektrostatički efekti (polarnom granicom između heterostruktura) ili generacija fotonosača. Jedan od pokušaja stvaranja 2D elektronskog plina velike pokretljivosti je rast tankog oksidnog filma na supstrat u STO (pri niskom tlaku). Pokazalo se međutim da uzorci dobiveni na ovaj način nemaju dobro ograničen vodljivi sloj, a problem uzrokuje stvaranje kisikovih šupljina na visokim temperaturama i njihova brza difuzija u supstrat. Neka istraživanja su ukazala na mogućnost postojanja 2D elektronskog plina visoke pokretljivosti na polarnoj granici LaAI0_3/STO. Vodljivost u ovom slučaju je ograničena na samo nekoliko jediničnih ćelija od granice filma. Ovaj kvazi 2D-HMEG također se pokazao supravodljiv ispod ≈ 300 mK. Pokretljivost kvazi 2D-HMEG-a je oko 10^3cm^2/Vs, te je jednog reda veličine manja od neograničenog HMEG-a. Najčešća metoda za dobivanje tankih filmova je pulsna laserska depozicija (PLD). Istraživanja na tako dobivenom tankom filmu LaAI0_3/STO pokazala su da postoji ovisnost između pokretljivosti i koncentracije kisika pri rastu tankog filma. U filmovima koji su nastali pri niskim koncentracijama kisika pokretljivost je veća nego u filmovima nastalim pri većoj koncentraciji kisika. Koncentracija kisika u komori odredila je količinu kisikovih šupljina, te je nastala i promjena u električnim svojstvima. Zbog toga je razumijevanje mehanizma stvaranja i difuzije kisikovih šupljina nužno pri ostvarivanju 2D elektronskog plina. Naši uzorci dobiveni su bombardiranjem monokristala STO ionima argona na sobnoj temperaturi (ioni su ubrzani do 300 eV i bombardiranje je trajalo 1000 s). Ovakvi uzorci proučavali su Se i prije, te su također primjećene visoke pokretljivosti jednakog iznosa kao i depozicijom oksidnih filmova na supstratu STO pri niskom tlaku. Pretpostavljalo se da je debljina vodljivog sloja jednaka dubini do koje su doprijeli ioni argona što otprilike iznosi t < 10 - 20 nm. Pokazat ćemo da kombinacijom mjerenja Hallovog efekta i SdH oscilacija možemo odrediti debljinu vodljivog sloja, te ćemo proučiti mogući utjecaj okomitog električnog polja na magnetotransportna svojstva uzoraka.

Item Type: Thesis (Diploma thesis)
Keywords: magnetotransportna svojstva, Hallov efekt, Shubnikov-de Haas oscilacije
Supervisor: Basletić, Mario
Date: 29 June 2009
Number of Pages: 54
Subjects: NATURAL SCIENCES > Physics
Divisions: Faculty of Science > Department of Physics
Depositing User: Gordana Stubičan Ladešić
Date Deposited: 07 May 2014 19:43
Last Modified: 20 Oct 2015 12:14
URI: http://digre.pmf.unizg.hr/id/eprint/1063

Actions (login required)

View Item View Item

Nema podataka za dohvacanje citata