钛酸锶钡薄膜中微观结构缺陷及其形成机理.pdf

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1、第27卷第3期无机材料学报Vo1．27No．32012年3月JournalofInorganicMaterialsMat．．2012文章编号：1000—324X(2012)03—0285．06DoI：10．3724／SP．J．1077．2012．00285钛酸锶钡薄膜中微观结构缺陷及其形成机理李春艳一，刘雪华L2，刁飞玉，梁文双2，王乙潜2，PETROVPeter3ALFORDNeil。，(1．青岛大学化学化工与环境学院；青岛266071；2．青岛大学国家重点实验室培育基地，青岛266071；3．De—partmentofMaterials，ImperialColle

2、geLondon，London，SW72AZ，UK)摘要：采用脉冲激光沉积方法，在(001)单晶铝酸镧(LaA103)衬底上成功制备出钛酸锶钡(Bao-75Sr0_25TiO3)外延薄膜．利用高分辨电子显微学对其微观结构进行了详细研究，并探讨了其微观结构缺陷的形成机理．研究发现，在钛酸锶钡外延薄膜中存在失配位错和穿透位错，且存在直线型和锯齿型的两种反相畴界．失配位错是由于钛酸锶钡薄膜与LaA10单晶衬底之间存在较大的晶格失配形成的，可分解为不全位错；穿透位错可以分解为不全位错伴随有堆垛层错的形成．反相畴界的形成是由于衬底表面存在台阶，直线型反向畴界是由于形核点离台阶处

3、较近产生的，而锯齿型反向畴界是由于形核点离台阶处较远而形成．研究结果可为其它钙钛矿型外延薄膜中微观结构缺陷的形成机理提供理论指导．关键词：钛酸锶钡外延薄膜：高分辨透射电子显微学；微观结构缺陷；形成机理中图分类号：0483；0484；0766文献标识码：AMicrostructuralDefectsandTheirFormationMechanismsinBao758ro25Ti03．．EpitaxialFilmLIChun．Yan，，LIUXue．Hua，，DIAOFei．Yu，LIANGWen．Shuang，WANGYi．Qian，PETROVPeter3ALFOR

4、DNeil3．(1．CollegeofChemis~y,ChemicalEngineeringandEnvironmentalEngineering，QingdaoUniversity，Qingdao266071，China；2．TheCultivationBaseforStateKeyLaboratory,QingdaoUniversity,266071，China；3．DepartmentofMaterials，ImperialCollegeLondon，ExhibitionRoad，London，SW72AZ，UK)Abstract：Bao75Sr025TIO3

5、filmwasepitaxiallygrownona(001)LaA103substrateusingsingle-targetpulsedlaser．．deposition．Themicrostructureoftheepitaxialfilmwasinvestigatedbyhigh—resolutiontransmissionelectronmi—croscope(HRTEM)，andtheformationmechanismofmicrostructuraldefectswasexplored．Itwasshownthatmisfitandthreadingd

6、islocationsexistedintheepitaxialBao75Sr025TiO3film．Apartfromthedislocations，twodifferentkindsofantiphaseboundaries，straightandzig—zagged，wereobserved．Formisfitdislocations，theywereformedduetothelatticemismatchbetweenLaA103andBao75Sro25TIO3whichcoulddissociateintoseveralpartialdisloca—．．

7、tions．Forthethreadingdislocations，itwasfoundthattheirdissociationusuallycoexistswithstackingfaults．TheformationmechanismoftheantiphaseboundariesisattributedtotheterraceorsteponthesurfacesofLaA103sub—strate．Ifthenucleationsiteisjustontheterrace，straightantiphaseboundarieswillbef