Fe掺杂SrTiO3外延薄膜的磁性质研究开题报告

1. 研究目的与意义

背景：多铁材料是指材料中包含两种及两种以上基本铁序的性能，在一定的温度下存在磁电耦合效应。基于多铁材料发展起来的信息存储技术、传感器技术和能源收集技术等方面具有广泛的应用前景。近年来，通过掺杂等方式拓宽了多铁材料的研究范围。其中SrTiO₃这种多铁材料的磁基态为顺磁性，借助掺杂Fe的方法可改变其晶体结构和电子能带特性等物理性质。

目的：本课题拟使用脉冲激光沉积法制备出SrTi_0.78Fe_0.12O₃高质量外延薄膜，系统研究此外延薄膜的晶体结构和磁性质等物理性质。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：使用脉冲激光沉积法制备出srti_0.78fe_0.12o₃高质量外延薄膜，系统研究此外延薄膜的生长取向和外延匹配关系、表面粗糙度、磁化强度-磁场变化特性等物理性质。

预期目标：掌握磁性物理、x射线衍射技术、第一性原理计算的基本知识。能够熟悉掌握非自耗真空电弧炉、高温炉、玻璃真空封管等仪器的操作，熟练脉冲激光薄膜沉积工艺。熟练操作ppms测试系统测试基本磁学和电学性质；掌握单晶x射线衍射仪选取高质量的单晶样品并对其作详尽的结构测试。熟悉origin分析实验数据、利用crystalmaker画晶体结构图等。培养综合运用专业及基础知识，解决实际问题的能力，培养探索新材料和物理机理的兴趣。

3. 研究的方法与步骤

1. 按照srco₃ 、tio₂和fe₂o₃三种高纯度粉末的化学计量比，利用管式炉烧结出靶材srti_0.78fe_0.12o₃。

2. 对制备完成的靶材，利用粉末x射线衍射方法来确定其组成和结构，并利用crystalmaker画出其晶体结 构图。

3. 在高真空脉冲激光沉积系统中，利用分子束激光轰击复合靶材。

   剩余内容已隐藏，您需要先支付后才能查看该篇文章全部内容！

   4. 参考文献

   1. R. 霍夫曼. 固体与表面[M]，北京：化学工业出版社，1996
   2. 范雄. X射线金属学[M]，北京：机械工业出版社，1981
   3. S. M. Sze. Physics of Semiconductor Devices[M]. New York：Wiley, 1981
   4. J. H. Lee, and X. Ke, et al. Optical band gap and magnetic properties of unstrained EuTiO3films[J]. Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 212509.
   5. R. Ramesh and N. A. Spaldin. Multiferroics: progress and prospects in thin films[J]. Nat. Mater. 2007, 6, 21.
   6. J. H. Lee, and D. Schlom et al. A strong ferroelectric ferromagnet created by means of spin-lattice coupling[J]. Nature 2010, 466, 954.
   7. C. J. Fennie and K. M. Rabe. Magnetic and Electric Phase Control in Epitaxial EuTiO3 from First Principles[J]. Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 267602.
   8. K. X, X. L, and H. X. Designing new ferroelectrics with a general strategy[J]. Quant. Mater. 2017, 2, 1

   5. 计划与进度安排

   (1) 2022年2月20日-2月26日 指导教师与学生联系，学生根据要求收集资料

   (2) 2022年2月20日-3月05日 下达毕业任务书

   (3) 2022年3月01日-3月12日 学生完成开题报告

   剩余内容已隐藏，您需要先支付 10元 才能查看该篇文章全部内容！立即支付