研究目的
通过接触式原子力显微镜在亚微米区域施加局部应力,展示c轴取向的三氧化二钒(V2O3)薄膜从强关联金属态到莫特绝缘态的压力诱导相变。
研究成果
该研究利用原子力显微镜的导电模式(C-AFM)成功展示了通过局部应力在V2O3薄膜中诱导的可逆金属-绝缘体转变。这种转变归因于针尖压力导致c/a比变化时电子态密度和晶格自由度的改变,为压电晶体管应用开辟了新途径。
研究不足
该研究仅限于表征V2O3薄膜在局部应力作用下的金属-绝缘体转变。需要进一步研究以理解应变与非应变薄膜中电导率的温度依赖性。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用接触式原子力显微镜(C-AFM)对V2O3薄膜施加局部单轴应力。通过化学气相沉积法在商用针尖上沉积铂,并结合聚焦离子束(FIB)制备大曲率半径针尖,以实现亚吉帕斯卡压力范围的调控。
2:样品选择与数据来源:
使用脉冲激光沉积法(PLD)在单晶C面蓝宝石衬底上制备了82纳米厚的V2O3薄膜。
3:实验设备与材料清单:
原子力显微镜(Omicron)、C-AFM、FIB改性针尖、PLD系统、X射线衍射仪(Bruker D8)、用于电阻率测量的Quantum Design PPMS。
4:8)、用于电阻率测量的Quantum Design PPMS。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:在超高真空环境下利用AFM研究薄膜形貌与电学特性,在不同压力条件下进行局部电流-电压特性测试及电流随时间演化分析。
5:数据分析方法:
通过分析电导率与转变电压来验证金属-绝缘体相变,采用有限元法模拟针尖压力下的应变分布及c/a晶格比。
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XRD
Bruker D8
Bruker
Crystallinity investigation
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AFM
Omicron
Investigation of morphology and electric properties of the film
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Quantum Design PPMS
Quantum Design
Resistivity measurements
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FIB-modified tip
Application of local stress
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