高氧压下制备的LaAlO3/SrTiO3异质结的光电性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

背景：2004年，美国贝尔实验室的hwang与其合作者在由两个绝缘氧化物laalo3(lao)和srtio₃(sto)组成的异质结界面处观察到了具有高电子迁移率的二维电子气。大量的理论和实验研究发现，氧化物界面的二维电子呈现出丰富的物理特性，如超导性、铁磁性、电荷有序、热电性以及电子强关联等，而且这些性能出现在界面附近几个原子层厚度内，因此在未来的功能化、智能化微纳电子器件中具有重要的应用前景。除了新奇的物性，外电场可以很好地调控氧化物界面二维电子气的电学特性。lao/sto异质结界面二维电子气的另一个重要特性是其电输运特性对光照非常敏感。

目的：研究在高氧压制备下lao/sto异质结在室温下对不同波长的光的响应行为，探究其光电特性的物理机理。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：由两个绝缘氧化物构成的lao/sto异质结的界面呈现高迁移率的电子气特性，因此引起了科研工作者的广泛的兴趣。根据以往的报导，在高的氧压下制备的氧化物异质结的界面电子气为二维传导的。本课题拟利用激光分子束外延技术在高的生长氧压下制备基于氧化物异质结界面的二维电子气，利用四探针法，研究界面电子气的电输运与温度的变化关系以及不同波长情况下其光电响应情况，并分析探索其光电响应机理。

预期目标：通过相关文献阅读，了解氧化物界面二维电子气的起源及研究现状。根据任务要求，利用激光分子束外延技术在高氧压下制备laalo₃/srtio₃异质结。测量laalo₃/srtio₃异质结界面电子气的电阻随温度的变化关系，以及在不同波长的光的作用下电子气的相应情况。熟悉origin处理实验数据，总结分析实验结果，探索二维电子气的光电响应机理。

3. 研究的方法与步骤

1.利用激光分子束外延技术在高的生长氧压下制备基于氧化物异质结界面的二维电子气；

2.利用四探针法，测量lao/sto异质结界面电子气的电阻随温度的变化关系；

3.研究界面电子气的在不同波长情况下其光电响应情况；

4. 参考文献

1ohtomo a, hwang h y. a high-mobility electron gas at the laalo₃/srtio₃heterointerface. nature 2004, 427: 423～426

2lu h l, zhang l, ma x m, et al. photoelectrical properties of insulating laalo₃–srtio₃interfaces. nanoscale 2014, 6(2): 736-740

3jin k x, lin w, luo b c, et al. photoinduced modulation and relaxation characteristics in laalo₃/srtio₃heterointerface. sci rep 2015, 5: 8778

5. 计划与进度安排

2022年2月25日-3月3日（第1周） 动员与交流，下发毕业论文任务书

2022年2月25日-3月10日（第1~2周） 学生完成开题报告

2022年3月11日-5月31日（第3~14周） 毕业论文写作