文档介绍：论学位文答辩委员会主席————多业名称挝魁塑堡皇丝堂铁电/疓半导体异质薄膜的界面表征研究博导熊±鱼壬科撞太堂曾慧中李言荣教授李吾采教我电子科技大学成都曰忌量郝黁论文答辩日期曼毫分类号密级饷透碧饷髡咝彰指导教师姓名拔瘛⒅俺啤⒀弧⒌ノ幻萍暗刂申请专业学位级别论文提交日期学位授予单位和日期评阅人年月日注鹤⒚鳌豆适掷喾║》的类号
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签名:妣导师签名:日期:纱夕年肜月肜日关于论文使用授权的说明独创性声明口年隑本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名:本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑
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≯∥、一本论文以典型的功能氧化物/半导体薄膜——铁电/疓异质薄膜的界容一电压—特性的关键。提出“探针电流一半径比例法迪至私缑婢钟功能氧化物/半导体薄膜既具有以半导体载流子的场效应与输运性质,又具有氧化物材料丰富的功能效应,如超导、铁磁、铁电、压电、电光等。如何在功能氧化物/半导体异质界面上,将半导体的场效应与氧化物的功能效应相互集成,诱导出新现象和新效应,进而研制新型器件是当前材料和器件研究的热点之一。尽管功能氧化物/半导体异质薄膜的制备技术在近几年出现了显著的进步,但是,由于理论和实验手段的制约,尤其是界面表征手段的缺乏,人们对功能氧化物/半导体界面有关物理性质和机制的认识还相当有限,阻碍了功能氧化物/半导体异质薄膜及其器件的进一步发展。面为主要研究对象,针对三种界面:疓异质界面、铁电/半导体异质界面和铁电畴壁界面,分别研究界面二维电子气、界面电荷陷阱态、极化反转与畴壁界面运动的表征方法。并以此为基础,研究这些界面特性与铁电/疓半导体异质薄膜电性能之间的关系。首先,在纳米尺度上对疓异质界面进行了表征研究。采用极弱电容信号的锁相放大技术,研制了微区电容测试系统,局域电容的分辨率达到。通过有限元计算模拟,分析了探针针尖与界面电容与杂散电容的分布规律,发现降低杂散电容和控制针尖接触半径是准确检测局域电浓度的定量检测,测量结果与宏观甐测试结果具有可比性。利用该方法,发现超薄介质缓冲层对疓异质界面的匦缘挠跋炱鹱决定性的作用。实验结果表明,保证兼容性外延生长的条件下,撼宀惚萒缓冲层更利于保持疓异质界面的原有特性。其次,研究了界面电荷陷阱的表征以及电荷陷阱对铁电/疓异质薄膜电性能的影响。通过建立“铁电/和“疓缑嫦葳逄牡刃У导模型,实现了铁电/疓异质薄膜界面电荷陷阱的定量表征。针对铌酸锂型和钙钛矿型两类典型的铁电/疓异质薄膜,系统研究了铁电层结构、缓冲层材料、复合缓冲层结构等对界面电荷陷阱密度和分布的影响。研究发现/疓异质薄膜中存在界面陷阱态和体陷阱态。两种陷阱态具有不同,缸‘
一融合绞浇校也煌⑶湫鲁氲某珊颂卣魇奔浜统氡诘脑硕俣瘸拭的时间常数,其中,界面陷阱态是影响二维电子气甐回滞特性的主导因素,而体陷阱态是决定异质薄膜漏电机制的主要原因。与铌酸锂型结构相比,钙钛矿型铁电/疓结构的界面陷阱态密度较之高出一到两个数量级。采用/复合缓冲层,可以将无缓冲层的疉篘界面陷阱密度降低一个数量级,达到,同时显著改善异质结器件的漏电特性。通过降低界面陷阱态和注入电荷,减小了界面电荷对铁电极化的屏蔽作用,改善了铁电极化反转对的调制作用。最后,对铁电极化反转特性和电畴的运动特性进行了表征研究。通过建立电极式碚鞣椒ǎ迪至朔醋9讨械绯胙荼涞募嗖夂途钟蜓沟缦煊叵叩牟量,解决了宏观极化电滞回线测量无法表征铁电/半导体结构的问题。采用这种方法,对比研究了虶基铁电薄膜极化反转过程中畴壁界面运动特性。发现疭疶疓外延薄膜的极化反转以微区糽到微区的“成核散分布。这为解释绫∧ぜɑ醋2煌赟基铁电薄膜的经典成核限。制反转机制提供了直接的实验证据,为进一步研究铁电/疓异质薄膜的极化过程提供了一种新的方法。关键词:铁电、氮化镓、异质界面、畴壁界面、二维电子气、界面陷阱态摘要疓一誊’
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