Иванов М.С. Оксиды переходных металлов и управляемые туннельные переходы на нх основе для создания устройств мнкро- и наноэлектроники

Москва, Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики (МГТУ МИРЭА), 2012. — 25 с.Авторкферат дис. кандидата физико-математических паук. Спец. 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах. Руководитель: доктор физико-математических наук Мишина Е.Д.Диссертационная работа посвящена экспериментальному исследованию наноразмерных пленок оксидов переходных металлов (ОПМ) и слоистых структур на их основе в качестве перспективных материалов микро- , нано- и оптоэлектроники. В диссертации, в частности , исследовались тонкие пленки манганита LаСаМnО₃ и замещенного манганита (LаРr)СаМnО₃, а также мультислойные структуры ВаTiО₃/LаСаМnО₃ с вариацией количества двойных слоев и материала подложки. Особое внимание уделено изучению электронной, магнитной и рещеточной подсистем класса ОПМ, способам модификации функциональных свойств (намагниченности, сегнетоэлектрической поляризации, фазовых переходов), а также созданию композитных слоистых структур различных оксидных соединений.
Целью работы является изготовление и модификация свойств тонких пленок ОПМ и слоистых структур на их основе с заданными параметрами, а также экспериментальное и теоретическое исследование наноразмерных пленок манганитов и слоистых структур сегнетоэлектрик/манганит в качестве перспективных материалов для микро- и наноэлектроники.
Научная новизна. В работе предложен метод изготовления и методика модификации тонких пленок манганитов и мультислойных структур сегнетоэлектрик/манганит при получении заданных параметров, а также ряд экспериментальных и теоретических подходов и методик исследования изготовленных структур. В частности:
1. Разработана методика модификации и настройки требуемых параметров при изготовлении тонких пленок манганитов и слоистых структур сегнетоэлектрик/манганит, основанная на выборе типа и концентрации примеси в прекурсорах осаждаемых материалов, соотношения толщин слоев и выбора материала подложки. По разработанной методике были получены пленки LаСаРrМnО₃ с новыми свойствами, а также слоистые
структуры ВаТi0₃/LаСаМn0₃, обладающие сегнетоэлектрическим туннельным переходом в заданном диапазоне толщин сегнетоэлектрика.
2. Обнаружена новая спектральная линия в спектре ГВГ замещенного манганита LРСМО при приложении магнитного поля и предложена физическая модель процессов, приводящих к ее появлению.
3. Разработана комбинированная методика электрофизической и нелинейно-оптической диагностики структурных, транспортных и магнитных свойств тонких пленок манганитов и слоистых структур сегнетоэлектрик/манганит, причем нелинейно-оптическая методика для туннельной структуры была применена впервые. Показано, что эта методика эффективно характеризует процесс возникновения и переключения поляризации в туннельном сегнетоэлектрическом слое даже при сверхмалой емкости в планарной геометрии.
4. Разработана теоретическая модель для расчета транспортных свойств через слоистую структуру сегнетоэлектрик/манганит основанная на механизме туннелирования носителей заряда через слой сегнетоэлектрика как квантового барьера прямоугольного типа и прохождения носителей заряда по слою манганита как омическому проводнику.
Практическое значение представленной работы состоит в развитии методов создания композитных слоистых структур на основе ОПМ с
заданными параметрами. А также в развитии методик исследования мультислойных структур и разработке теоретических моделей для описания транспорта носителей заряда через слоистые структуры.