不同气氛沉积和后退火处理的HfOx〈2薄膜的弱铁磁性

无磁性掺杂HfO2薄膜的室温弱铁磁性是2004年发现的一种不能用传统固体铁磁理论释的奇特磁现.本文用射频磁控溅射方法在不同气中制备和后退火HfOx薄膜样品,对比研究气对其室温弱铁磁性的影响.物析表明,室温沉积在蓝石衬底上的HfOx薄膜为部晶的单斜多晶薄膜,且存在一定程度的氧失配.室温磁性测量果显示HfOx〈2多晶薄膜具有典型的弱铁磁性磁化曲,且饱和磁矩具有各异性.对比实验果表明,缺氧气（纯氩或氩氮混合气）中沉积薄膜的和磁矩略大于富氧气（氩氧混合气）中沉积薄膜的和磁矩.缺氧气（纯氮和高真空）中后退火处理后,薄膜饱和磁矩随着退火温度的升高而增大;而纯氧气中后退火处理后,薄膜和磁矩大幅减小.沉积和后退火气中氧含量的高低对薄膜和磁矩的显影响表明氧空位是HfOx〈2薄膜弱铁磁性的要来源之一.     

HfO_x缓冲层对γ-Fe_2O_3纳米微粒膜电阻开关特性的影响

本文利用射频磁控溅射和滴涂法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了HfOx/γ-Fe2O3/HfOx三明治结构,研究了HfOx缓冲层对γ-Fe2O3纳米微粒薄膜电阻开关特性的影响.微结构观测分析结果显示:γ-Fe2O3纳米微粒平均粒径约为34.3 nm,HfOx缓冲层为氧配比不足的单斜相多晶薄膜.电学性能测试表明:插入HfOx缓冲层后,γ-Fe2O3纳米微粒薄膜的电阻开关特性明显改善:在-0.8 V读取电压下,高/低电阻态阻值平均比值约为18.7,该比值可稳定维持100个循环周期.指数定律拟合实验曲线结果表明:高阻态漏电流以缺陷主导的空间电荷限制隧穿电流为主;而低阻态则以欧姆接触电导为主.Ag上电极与HfOx缓冲层界面处氧离子的定向漂移使得薄膜中氧空位缺陷形成的导电细丝通道周期性地导通与截断,从而使得薄膜呈现电阻开关效应.     

Si_（83）Ge_（17）/Si压应变衬底上HfAlO_x栅介质薄膜微结构、界面反应和介电性能研究

本文研究了射频磁控溅射沉积在p-Si83Ge17/Si（100）压应变衬底上HfAlOx栅介质薄膜的微结构及其界面反应,表征了其各项电学性能,并与相同制备条件下沉积在p-Si（100）衬底上薄膜的电学性能进行了对比研究.高分辨透射电子显微镜观测与X射线光电子能谱深度剖析表明600°C高温退火处理后,HfAlOx薄膜仍保持非晶态,但HfOx纳米微粒从薄膜中分离析出,并与扩散进入膜内的Ge,Si原子发生界面反应生成了富含Ge原子的HfSiOx和HfSix的混合界面层.相比在相同制备条件下沉积在Si（100）衬底上的薄膜样品,Si83Ge17/Si（100）衬底上薄膜的电学性能大幅提高：薄膜累积态电容增加,有效介电常数增大（～17.1）,平带电压减小,？1V栅电压下漏电流密度J减小至1.96×10？5A/cm2,但电容-电压滞后回线有所增大.Si83Ge17应变层抑制了低介电常数SiO2界面层的形成,从而改善了薄膜大部分电学性能;但混合界面层中的缺陷导致薄膜界面捕获电荷有所增加.