【摘 要】
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SrRuO3具有金属性和巡游铁磁性,在氧化物微电子器件和自旋电子学中有重要的潜在应用。而拓扑行为、特别的量子行为、显著的光压行为等展示了丰富的物理内涵。SrRuO3的居里温度TC约为160 K,室温电阻率r约为200μW×cm。其光电磁热物理性能及物理机制,可以通过元素替代得到探究和理解。本文我们通过Sn掺杂来调控SrRuO3的磁学性质和输运特性,并通过分析晶体结构的变化来达到理解其物理性质的目的
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SrRuO3具有金属性和巡游铁磁性,在氧化物微电子器件和自旋电子学中有重要的潜在应用。而拓扑行为、特别的量子行为、显著的光压行为等展示了丰富的物理内涵。SrRuO3的居里温度TC约为160 K,室温电阻率r约为200μW×cm。其光电磁热物理性能及物理机制,可以通过元素替代得到探究和理解。本文我们通过Sn掺杂来调控SrRuO3的磁学性质和输运特性,并通过分析晶体结构的变化来达到理解其物理性质的目的。我们还希望能以SrRuO3或掺杂的SrRuO3为基础设计相关的电子学器件。本文取得的创新结果如下:（1）获得了不同Sn含量样品的金属-绝缘体相变、磁相变行为,Sn导致磁性下降和氧八面体畸变,详细解释了输运的物理机制。研究表明多晶样品Sr Ru1-xSnxO3（x≤0.1）中,Sn4+取代Ru4+后尽管晶格对称性保持不变,但Ru（Sn）O6的八面体畸变发生变化。低掺杂浓度（x≤0.08）的样品在高温下呈金属性行为,在低温下出现一个金属-绝缘体转变。而x=0.1的样品在整个研究温区都呈现绝缘性行为,且在不同温区,输运的物理机制不同:在80-140 K温度范围内遵循Arrhenius型过程,在140-300 K温度范围内遵循三维Mott变程跳跃电导模型。此外,随着Sn浓度增加,Sr Ru1-xSnxO3的铁磁转变温度和饱和磁矩迅速下降,可以通过八面体畸变和磁性离子稀释得到理解。（2）初步开展了基于SrRuO3薄膜为底电极的忆阻器器件研究,为下一步研究相关器件奠定基础。通过脉冲激光沉积技术在不同取向的Nb:Sr Ti O3衬底上生长SrRuO3及掺杂的薄膜,并进行结构表征。研究发现SrRuO3薄膜具有外延特征,但厚度较薄。后续器件探索还在进行中。
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