该项目首次采用氧化物分子束外延 (MBE) 来生长 KTaO ₃ (KTO) 薄膜。早期生长使用 (100) SrTiO ₃ (STO) 基材进行,以尝试微调生长参数。此外,还使用了通过炉加热的 TaO ₂ 亚氧化物源和通过电子束加热的 Ta 源,并分析和比较了它们各自的薄膜。通过反射高能电子衍射 (RHEED) 进行原位监测,以及通过原子力显微镜 (AFM) 和 X 射线衍射 (XRD) 进行生长后表征,可以在整个项目中进行表面和晶体分析。来自亚氧化物和电子束加热 Ta 源的薄膜显示出相似的晶体质量,然而,在亚氧化物生长的 KTO 表面上发现更高浓度的氧化物杂质。成功生长 KTO 后,使用稀土钪酸盐 (110) 衬底 GdScO ₃ (GSO) 和 DyScO ₃ (DSO),因为它们与 KTO 的“立方体对伪立方体”界面将分别产生理论上 0.55% 和 0.93% 的压缩应变。通过逆空间映射 (RSM),GSO 衬底在 KTO 薄膜上显示出相称的应变,而 DSO 衬底仅显示部分应变。总体而言,使用 MBE 生长 KTO 可实现高结晶质量,为 KTO 薄膜合成和铁电 KTO 分析指明了光明的未来。
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