Johtavien ohutkalvojen kasvattaminen epitaksiaalisesti SrTiO3:lle

Abstract

Tutkielman kirjallisuusosassa tarkastellaan johtavien metalli-, oksidi- ja nitridikalvojen kasvattamista epitaksiaalisesti strontiumtitanaatille. Epitaksiaalisia kalvoja on kasvatettu fysikaalisilla kasvatusmenetelmillä, kuten laserpulssikasvatuksella, elektronisuihkuhöyrystyksellä ja sputteroimalla, sekä kemiallisilla kasvatusmenetelmillä, kuten atomikerroskasvatuksella, sooli-geeli-menetelmällä sekä metalliorgaanisella kemiallisella kaasufaasikasvatuksella. Useiden tekijöiden, kuten substraattien lämpötilan ja esikäsittelyn todettiin vaikuttavan kalvojen orientaatioon. Kokeellisessa osassa iridium- ja platinaohutkalvoja kasvatettiin (100)-orientoiduille strontiumtitanaattisubstraateille atomikerroskasvatuksella. Iridiumkalvojen lähtöaineina käytettiin iridiumasetyyliasetonaattia sekä happea tai otsonia ja vetyä. Platinakalvojen lähtöaineina käytettiin platina-asetyyliasetonaattia, otsonia ja vetyä tai metyylisyklopentadienyylitrimetyyliplatinaa ja happea. Kalvojen rakennetta ja tekstuuria tutkittiin θ-2θ- ja in plane -röntgendiffraktiolla. Osaa iridiumkalvojen poikkileikkauksista tutkittiin myös läpäisyelektronimikroskopialla. Iridiumkalvojen todettiin olevan vahvasti (100)-orientoituneita, mutta monikiteisiä. Platinan (h00)-piikkejä ei kyetty erottamaan substraatin (h00)-piikeistä, mutta vahvojen (111)-piikkien perusteella kalvot eivät olleet epitaksiaalisia. Kalvojen kuumentaminen lisäsi (111)-orientaatiota molemmissa metalleissa.