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YMnO_3及相关锰氧化物薄膜的制备与表征

作　者: 付少杰
导　师: 张伟风
学　校: 河南大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 溶液化学法稀土锰氧化物六方相YMnO3薄膜正交相YMnO3薄膜光学带隙 La0.7Sr0.3MnO3 Y0.7Sr0.3MnO3 Z-Scan 技术三阶非线性光学特性
分类号: O484.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

稀土锰氧化物薄膜的制备及其物性的研究是近年来凝聚态物理学领域中受到世界各国科研人员关注的前沿与热点问题之一。兼具铁电性、反铁磁性而有铁磁电材料之称的YMnO₃ , 因其化学组成、晶体结构、所表现出的物理性质等独具特色而触发了人们在新的科技条件下对其进行再度探索的兴趣。本论文基于溶液化学法（溶胶－凝胶法），围绕不同晶体结构的YMnO₃薄膜与其它相关的掺杂导电稀土锰氧化物薄膜的制备及物性（主要是光学性质）的研究，在以下几个方面做了力所能及的初步探索：一、六方相YMnO₃薄膜的制备与其光学带隙研究：本论文另辟新径，采用价格低廉的Y（NO3）3?6H2O、Mn（CH3COO）2?4H2O为原料，以醋酸、水为溶剂，摸索出了与现有文献报道迥然不同的制备（0001）择优取向六方相YMnO₃薄膜的新工艺；研究了沉积在石英衬底上的YMnO₃薄膜的光学带隙，发现：随退火温度的增加，薄膜的光学带隙不是随之减小而是随之增大；晶化良好的六方相YMnO₃薄膜的光学带隙约为4.28 eV。二、正交相YMnO₃薄膜的制备与其光学带隙研究：首次采用溶液化学法在大气压下以较低的退火温度成功的制备出单层厚度达750nm的正交相YMnO₃薄膜；采用Y2O3、Mn（CH3COO）2?4H2O为原料，以醋酸、水为溶剂，以PVP为增厚剂，在Si（111）（native ）衬底及石英衬底上、在800oC的退火温度于大气压下制备了单层厚度可达750nm的不裂的、平均粒径约50nm的正交相多晶YMnO₃薄膜；发现：晶化良好的厚度约为9μm的正交相YMnO₃薄膜的光学带隙约为3.05 eV 。三、掺杂导电稀土锰氧化物La₀.7Sr₀.3MnO₃、Y₀.7Sr₀.3MnO₃薄膜的制备：采用溶液化学法以简单的工艺过程制备了掺杂稀土锰氧化物La₀.7Sr₀.3MnO₃、 Y₀.7Sr₀.3MnO₃薄膜，700oC的退火温度下所得的La₀.7Sr₀.3MnO₃薄膜具有良好的导电性，发现：800oC的退火温度得到的晶化良好的Y₀.7Sr₀.3MnO₃薄膜在室温也是导电的，从实验上澄清了关于Y₀.7Sr₀.3MnO₃薄膜在室温是否导电的争议。四、正交相YMnO₃薄膜的三阶非线性光学特性的研究：首次对锰氧八面体存在强烈畸变的正交相YMnO₃薄膜的三阶非线性光学特性进行了研究；采用<WP=4>Z-Scan 技术对所制备的晶化良好的正交相YMnO₃薄膜进行了表征，发现：正交相YMnO₃薄膜的三阶非线性折射率约为2.068×10-16（m2/W），它的非线性吸收系数β为8.16×10-10m/W ，为正交相YMnO₃薄膜在光电子学领域中的应用提供了实验基础

全文目录

中文摘要  3-5
英文摘要  5-7
第一章引言  7-23
  第一节溶液化学法（溶胶－凝胶法）与YMnO_3薄膜的制备  7-19
  第二节 YMnO_3的光学与电学性能研究近况  19-21
  第三节本论文的研究内容  21-22
  参考文献  22-23
第二章六方相YMnO_3薄膜的制备  23-36
  第一节六方相YMnO_3薄膜的制备与拉曼光谱  24-30
  第二节六方相YMnO_3薄膜的光学带隙  30-35
  参考文献  35-36
第三章正交相YMnO_3薄膜及掺杂导电锰氧化物薄膜的制备  36-53
  第一节正交相YMnO_3薄膜的制备与拉曼光谱  36-43
  第二节导电锰氧化物薄膜及全锰氧化物异质结的制备  43-53
  参考文献  53
第四章正交相YMnO_3薄膜的非线性光学性质研究  53-66
  第一节研究三阶非线性的Z-Scan方法  54-57
  第二节正交相YMnO_3薄膜的三阶非线性光学性质  57-66
  参考文献  66
第五章工作总结与设想  66-69
  第一节总结  66-67
  第二节进一步工作的设想  67-69
致谢  69

YMnO_3及相关锰氧化物薄膜的制备与表征

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