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原子尺度控制全氧化物p-n结的制备和特性研究

Fabrication and characterization of atomic-scale controlled oxide p-n junctions

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【作者】 吕惠宾； 戴守愚； 陈正豪； 周岳亮； 金奎娟； 程波林； 何萌； 郭海中； 刘立峰； 黄延红； 杨国桢；

【Author】 LU Hui-bin, DAI Shou-yu, CHEN Zheng-hao, ZHOU Yue-liang, JIN Kui-juan, CHENG Bo-Jin, HEMeng, GUO Hai-zhong, LIU Li-feng, HUANG Yan-hong, YANG Guo-zhen(Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics,Chinese Academy of Sciences, Beijing 100080, China)

【机构】 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室；

【摘要】 采用替位掺杂的方法,使用激光分子束外延技术,成功地制备出钛酸锶,钛酸钡、钛酸锶/钛酸钡、YBCO/钛酸锶和钛酸锶/锰酸镧等全氧化物p-n结。X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、高分辨透射电镜(HRTEM)等测量分析结果均表明,p-n结构的表面与界面均达到原子尺度的光滑,p-n结的I-V曲线显示了很好的整流特性。首次观测到全氧化物p-n结电流和电压的磁调制特性与正的巨磁电阻效应,在290 K和255 K条件下,外磁场变化5398A/m时,磁电阻的最大灵敏度分别达到85Ω/79.6A·m-1和246Ω/79.6A·m-1;在一个多层p-n结构上,磁电阻的变化率△R/R0达到517%。

【Abstract】 SrIn0.1 |Ti0.9O3/SrNb0.01Ti0.99O3,BaInO0.1 Ti0.9O3/SrNb0.01Ti0.99O3, La0.9Sr0.1MnO3/SrNb0.01Ti0.99O3, YBCO/ SrNb0.01Ti0.99O3 p-n junctions have been successfully fabricated by laser molecular beam epitaxy (laser MBE). Measurements of atomic force microscopy (AFM), high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) and X-ray reflectivity reveal that the surfaces and interfaces of the p-n structures are atom-level-smooth. The p-n junctions show better rectifying properties. The positive colossal magnetoresistance (CMR) and the magnetic field modulation of the p-n junction current and voltage have been discovered in the all-oxide p-n junctions. The magnetoresistance (MR) sensitivities are observed as large as 85Ω/79.6A·m-1 at 290K, 246Ω/79.6A·m-1 at 255K in a La0.9Sr0.1MnO3/SrNb0.01Ti0.99O3 p-n junction, respectively, with the applied magnetic field changed from 0 to 398A/m. A largest value of MR ratio (△R/R0, △R=RH-R0), 517%, is observed in an multilayer p-n heterostructure.

【关键词】 氧化物； p-n结； 外延生长； 正磁电阻；
【Key words】 oxide； p-n junction； epitaxy growth； magnetoresistance；
【基金】 园家基金委重点基金资助项目(10334070);国家973专项资助项目(TG1998061412)
  • 【会议录名称】 第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅰ
  • 【会议名称】第五届中国功能材料及其应用学术会议
  • 【会议时间】2004-09
  • 【会议地点】中国北京·秦皇岛
  • 【分类号】TN304
  • 【主办单位】国家仪表功能材料工程技术研究中心、国家“863”计划新材料领域专家委员会、中国仪器仪表学会仪表材料学会、中国金属学会、中国稀土学会、中国复合材料学会、中国有色金属学会、重庆仪表材料研究所、北京有色金属研究总院、包头稀土研究院、钢铁研究总院、北京工业大学、燕山大学、山东大学、云南大学、上海交通大学、华中科技大学、天津大学、四川大学、湖南大学、大连理工大学、南京大学、清华大学、西南师范大学、北京科技大学、北京大学、厦门大学、中南大学、电子科技大学、重庆大学、福州大学、吉林大学、哈尔滨工业大学、武汉大学、西安理工大学、北京交通大学、西北工业大学、苏州大学、东北大学、复旦大学、武汉理工大学、浙江大学、北京理工大学、北京航空航天大学、中国科技大学、西南交通大学、南开大学、《功能材料与器件学报》编辑部、《功能材料》编辑部
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