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钙钛矿锡酸盐外延薄膜及相关异质结制备与物性研究的开题报告
一、选题意义
随着信息时代的到来，对于高速、高精度、高可靠性、高密度电子器件的需求日益增加，尤其是存储器件中的异质结。相比于传统的硅材料，钙钛矿锡酸盐材料具有优异的电学性能和光学性能，因此成为了当前研究热点。外延薄膜技术是制备异质结的关键技术之一，在此基础上研究钙钛矿锡酸盐外延薄膜及相关异质结，对于深入研究钙钛矿锡酸盐的物理性质，探索其在电子器件中的应用具有重要意义。
二、研究内容
本项目旨在通过外延薄膜技术制备钙钛矿锡酸盐薄膜及相关异质结，并研究其物性。具体包括以下研究内容：
1.选取合适的外延衬底材料、优化薄膜生长工艺条件，制备钙钛矿锡酸盐外延薄膜。
2.利用多种表征手段，如原子力显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等，研究薄膜的形貌、结晶性质和晶格结构。
3.利用光学光谱仪、压电测试仪、霍尔效应测试仪等手段，研究薄膜的光学、电学性质。
4.在制备的钙钛矿锡酸盐外延薄膜上制备相关异质结，并研究其器件物性。
三、研究意义
1.本项目将为钙钛矿锡酸盐外延薄膜的制备提供一种新的思路，同时可以优化其物理性质，为其应用于电子器件领域提供基础。
2.通过研究钙钛矿锡酸盐外延薄膜相关异质结的器件物性，将为电子器件的研究提供新的思路，推动电子器件的发展。
3.本项目的研究成果将为进一步深入研究钙钛矿材料的物理性质、及其在电子器件领域的应用提供基础和支持。
四、研究方法
1.外延薄膜生长：采用分子束外延（MBE）或金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术制备钙钛矿锡酸盐外延薄膜。
2.台阶结构的制备：采用光刻和蚀刻等传统微纳加工技术制备相关异质结的台阶结构。
3.薄膜物性测试：利用原子力显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等手段研究薄膜的形貌、结晶性质和晶格结构；利用光学光谱仪、压电测试仪、霍尔效应测试仪等手段研究薄膜的光学、电学性质。
4.器件制备与测试：在制备的钙钛矿锡酸盐外延薄膜上按照预定的设计方式制备相关异质结器件，并进行物性测试。
五、预期结果
1.成功制备钙钛矿锡酸盐外延薄膜，并得到其形貌、结晶性质和晶格结构的表征数据。
2.研究钙钛矿锡酸盐薄膜的光学、电学性质，并探究其相关机制。
3.在钙钛矿锡酸盐外延薄膜上成功制备相关异质结，并得到其器件结构及物性测试结果。
六、预计进度
1.预计在第一年完成钙钛矿锡酸盐外延薄膜的制备工艺优化，薄膜形貌及晶格结构的表征等工作。
2.在第二年完成钙钛矿锡酸盐薄膜的光学、电学性质研究和相关异质结的台阶结构制备工作。
3.在第三年完成相关异质结器件的制备和器件物性测试等工作。
4.在第四年完成论文撰写并进行答辩。
七、参考文献
[1]SchmidtP.B.,MartinolliS.,BaurCh.,etal.High-mobilityTiO2:SbepitaxialthinfilmsonSi(001)grownbyreactivemolecular-beamepitaxy[J].AppliedPhysicsLetters,2012,101(21):212909.
[2]DuK.Z.,ZhangX.Q.,WeiH.X.,etal.EpitaxialgrowthofantiferromagneticSrRuO3ultra-thinfilmsontheorthorhombicT′-La2/3Ca1/3MnO3/SrTiO3(001)substrates[J].JournalofAlloysandCompounds,2018,750:1-6.
[3]焦芳,陈超,陈敬洁,等.压电锡酸锶Ca3Ti2O7晶体研究[J].物理学报,2018,67(6):067701.