半导体ZnO衬底上钙钛矿SrTiO3薄膜的生长机制与界面行为研究

项目名称： 半导体ZnO衬底上钙钛矿SrTiO3薄膜的生长机制与界面行为研究

项目编号： No.11204253

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 物理学I

项目作者： 王惠琼

作者单位： 厦门大学

项目金额： 30万元

中文摘要： 薄膜材料之间的界面性质对所集成的电子器件的性能产生重要的影响。其中，半导体与多元氧化物之间的界面耦合行为是目前关注的热点之一。半导体材料是有源器件的基础，而多元氧化物功能材料在无源电子器件中有重要和广泛的应用。然而半导体和多元氧化物功能材料复合薄膜化尚未成熟，抑制了有源-无源电子器件的集成，阻碍了电子信息器件进一步微小化。本项目拟在半导体氧化锌单晶衬底上外延生长具有钙钛矿结构的钛酸锶薄膜，探索功能多元氧化物薄膜在半导体晶体上的生长动力学行为，并研究半导体和多元氧化物之间的界面耦合行为，以及可能形成的新型物理性质和材料性能。本项目的开展有望为功能氧化物与半导体的多层薄膜集成提供理论设计指导，同时为设计具有新功能的异质结提供科学依据，属于信息科学与数理、材料等学科的交叉研究课题。

中文关键词： 氧化锌；钛酸锶；界面物理；光电子能谱；吸收谱

英文摘要： The interface properties between thin fim materials play a cruicial role in the performance of the integrated electronics. Recent interest has been focused on the interface coupling behaviors between semiconductors and complex oxides. Semiconductors form the base of the active devices of the electronics, whereas functional complex oxides are widely used in the passive devices. However, the integration technique between semiconductor materials and functional complex oxides is yet matured. This hinders the integration between active and passive devices that is desirable for further miniaturization of electronics. In this work, we propose to grow perovskite strontium titanate thin films epitaxially on the substrates of single-crystal zinc oxides, to exam the growth mechanism, to investigate their interface coupling behaviors and to probe any possible new physics and material properties thus arise. This work aims to provide some guidelines for the integration of semiconductor materials with functional perovskites and for the design of new functional heterostructures. This is a multidisciplinary project covering physics, materials and information science.

英文关键词： zinc oxide；strontium titanate；interface physics；photoelectron spectra；absorption spectra