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通过电子关联调控透明导电氧化物SrVO?的光学性质

DOI:10.1002/adom.201801516 期刊:Advanced Optical Materials 出版年份:2019 更新时间:2025-10-22 19:40:53
摘要: 钒酸盐SrVO3是一种透明导电钙钛矿材料,其光学和电学性能可与最常用的氧化铟锡材料相媲美。尽管其电荷密度与金属相当,但由于该材料中电子传输的强电子关联特性(这会增大有效质量),SrVO3的等离子体频率低于可见光范围。因此,正如等离子体频率也取决于有效质量那样,强关联体系中结构与电子特性之间的著名相互作用可用于调节此类透明导体的光学特性。本研究通过脉冲激光沉积法,在不同晶格失配的钙钛矿衬底(如SrTiO3、LaAlO3和(LaAlO3)0.3(Sr2TaAlO6)0.7)上于不同生长温度下制备了SrVO3薄膜。通过分析其结构、电子和光学特性,阐明了应变对薄膜结构及等离子体频率偏移的影响。因此,这类新型透明导电氧化物中的电子关联效应可作为调节功能特性的补充杠杆。
作者: Alexis Boileau,A?mane Cheikh,Arnaud Fouchet,Adrian David,Christophe Labbé,Philippe Marie,Fabrice Gourbilleau,Ulrike Lüders
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研究概述 实验方案 设备清单

研究应变和生长温度对不同钙钛矿衬底上生长的SrVO3薄膜结构、电子和光学性质的影响,旨在通过电子关联调控其光学性质。

SrVO3薄膜具有高透明度和金属导电性,其特性受衬底诱导应变和生长温度影响。拉伸应变(如生长在STO衬底上)促进氧空位形成,增加有效质量和等离子体频率;而压缩应变(在LAO衬底上)则限制晶体有序度。氧空位对调控光学和电学性能起关键作用,但应用中需平衡导电性与透明度。未来研究应聚焦于控制氧化学计量比及探索其他衬底或沉积条件。

该研究的局限性在于无法直接测量薄膜中的氧空位、潜在的衬底效应(例如与STO的氧交换),以及由于孪晶现象导致LAO衬底光学测量的困难。研究结果仅适用于脉冲激光沉积(PLD)方法,可能不适用于其他沉积技术。

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