專利名稱：具有雙向整流特性的鋱錳氧p-n異質(zhì)結(jié)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體P-"異質(zhì)結(jié)，更特別地說，是指一種具有雙向整流特性 的鋱錳氧(TbMn03) "異質(zhì)結(jié)及其制備方法。
背景技術(shù)：
牽丐鈦礦氧化物具有介電、鐵電、壓電、光電、超導(dǎo)、巨磁電阻以及光學(xué)非線性等 很多吸引人的特性與效應(yīng)。盡管鈣鈦礦型氧化物的性質(zhì)各異，但大部分在結(jié)構(gòu)上具有 很好的相容性。隨著制膜技術(shù)的進(jìn)步和對(duì)薄膜特性研究的深入，對(duì)于完全鈣鈦礦氧化 物器件的採索也越來越多，如肖特基結(jié)、P-"結(jié)、場效應(yīng)管等。
鈣鈦礦錳基氧化物一般呈絕緣體或P型半導(dǎo)體特性，如TbMn03和LaMn03， 二價(jià)陽離子摻雜以后，在摻雜比例大時(shí)表現(xiàn)出金屬特性，屬空穴摻雜，如 La067Cao33Mn03, La,Bao.33Mn03， La067Sr0 33MnC^。
鈮Nb摻雜的SrTi03實(shí)質(zhì)上是電子摻雜，表現(xiàn)出w型摻雜的特性。低濃度鈮Nb 摻雜的SrTi03是優(yōu)良的半導(dǎo)體，與金屬接觸表現(xiàn)出良好的Schottky整流特性，而 高濃度鈮Nb摻雜的SrTi03則表現(xiàn)出金屬特性。
牽丐鈦礦錳基氧化物與Nb-SrTi03接觸后，在界面會(huì)形成p -"結(jié)，p -"結(jié)具有較 好的整流特性。
近年來，由于磁-鐵電現(xiàn)象在磁電和磁光等裝置上的潛在應(yīng)用前景，人們對(duì)磁-鐵 電材料和物理的研究增加。最近，在磁-鐵電材料的TbMn03中發(fā)現(xiàn)大的磁電和磁容 效應(yīng)，這為實(shí)現(xiàn)磁場和電場的多重控制提供了可能?；谶^渡金屬鈣鈦礦氧化物 TbMn03中有很多優(yōu)異的物理性能，正在開發(fā)它們?cè)谄骷矫娴膽?yīng)用。 發(fā)明 內(nèi) 容
本發(fā)明的目的之一是提供一種具有雙向整流特性的鋱錳氧P -"異質(zhì)結(jié)，該P(yáng) - " 異質(zhì)結(jié)由P型半導(dǎo)體材料鋱錳氧TbMn03和"型導(dǎo)電材料摻鈮鈦酸鍶 Sro.99Nb。.。!Ti03構(gòu)成。本發(fā)明的目的之二是提出一種采用脈沖激光沉積方法(PLD)制備具有雙向整流
特性的鋱錳氧/ -"異質(zhì)結(jié)的方法，經(jīng)該方法制得的P-"異質(zhì)結(jié)在150/:以上的溫度
范圍內(nèi)均表現(xiàn)出優(yōu)異的二極管正向整流特性，在125《以下的溫度范圍內(nèi)均表現(xiàn)出
優(yōu)異的二極管反向整流特性。
本發(fā)明具有雙向整流特性的鋱錳氧p - 異質(zhì)結(jié)的優(yōu)點(diǎn)在于
(1) 由/ 型半導(dǎo)體材料鋱錳氧TbMn03和"型導(dǎo)電材料摻鈮鈦酸鍶 Sr。.99Nb。.wTi03構(gòu)成。
(2) 該/7-w異質(zhì)結(jié)在150《以上的溫度范圍內(nèi)均表現(xiàn)出優(yōu)異的二極管正向整流特 性，在125《以下的溫度范圍內(nèi)均表現(xiàn)出優(yōu)異的二極管反向整流特性。
(3) 制備方法可控、操作簡單、重復(fù)性好。


圖1是PLD裝置沉積系統(tǒng)簡示圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例1研磨燒結(jié)后TbMn03粉的XRD圖。
圖3是采用本發(fā)明實(shí)施例1制備步驟得到的TbMn03薄膜的XRD圖。
圖4是釆用本發(fā)明實(shí)施例1制備步驟得到的TbMn03薄膜的SEM圖。
圖5是釆用本發(fā)明實(shí)施例1制備步驟得到的鋱錳氧^-w異質(zhì)結(jié)的電流電壓特性
隨溫度變化圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
本發(fā)明是一種具有雙向整流特性的鋱錳氧P-"異質(zhì)結(jié)，該P(yáng)-"異質(zhì)結(jié)由P型半 導(dǎo)體材料鋱錳氧TbMn03和"型導(dǎo)電材料摻鈮鈦酸鍶Sr。.99Nb。.。Ji03構(gòu)成。
脈沖激光沉積(PLD)是80年代后期發(fā)展起來的新型薄膜制備技術(shù)。相對(duì)其他 薄膜制備技術(shù)，PLD具有沉積速度快，靶、膜成分一致，生長過程中可原位引入多 種氣體，燒蝕物粒子能量高，易制備多層膜及異質(zhì)結(jié)，工藝簡單，靈活性大，可制備 的薄膜種類多，可用激光對(duì)薄膜進(jìn)行多種處理等優(yōu)點(diǎn)。PLD裝置沉積系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如 圖1所示。
本發(fā)明采用脈沖激光沉積方法(PLD)制備具有雙向整流特性的鋱錳氧;7-w異 質(zhì)結(jié)的方法，具體有下列步驟第一步固相反應(yīng)法制TbMn03靶材
先將Mn02粉末和TWOu的粉末經(jīng)充分研磨后制得粒徑為lpm以下的第一混 合粉；用量7mo/的Mn02粉末中加入lwo/的Tb70u的粉末；
然后將第一混合粉置入坩堝內(nèi)，在高溫?zé)Y(jié)爐中，以130(TC 140(TC高溫下 燒10 12小時(shí)后，隨爐冷卻至室溫后取出，制得第一中間混合體；
然后將中間混合體經(jīng)充分研磨后制得粒徑為1 /"w以下的第二混合粉；
將第二混合粉置入坩堝內(nèi)，在髙溫?zé)Y(jié)爐中，以130(TC 140(rC高溫下燒10 12小時(shí)后，隨爐冷卻至室溫后取出，制得第二中間混合體；
將第二中間混合體經(jīng)充分研磨后制得粒徑為1戶以下的第三混合粉；
將第三混合粉加入模腔中，在50MP" 80Mi^壓力下，制得預(yù)成型體；然后 將預(yù)成型體在145(TC 155(TC高溫下經(jīng)10 12小時(shí)燒結(jié)制得TbMn03靶材。
在本發(fā)明中，是否要進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)成型，主要是考慮第三混合粉經(jīng)XRD測試是 否具有單相結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明中，對(duì)Mn02粉末和TbOu的粉末的研磨一燒結(jié)過程是否重復(fù)多次， 主要依據(jù)是XRD中測試TbMn03粉是否具有單相結(jié)構(gòu)。 第二步基片準(zhǔn)備
將"型導(dǎo)電材料摻鈮鈦酸鍶Sr,Nbat)1Ti03單晶塊材按所需尺寸截取，然后對(duì)截 取的Sr。99Nb隨Ti03單晶塊材進(jìn)行表面拋光，表面mH度為l,以下，先經(jīng)質(zhì)量百分 比濃度為95%的酒精清洗后，再用質(zhì)量百分比濃度為99.5%的丙酮清洗，吹干待用；
在本發(fā)明中，31"0.991^0.01^03單晶塊材按所需尺寸為10mw X3wm X0.5mm;
第三步脈沖激光沉積制薄膜
將第一步驟制得的TbMn03靶材安裝在如圖l所示的靶子臺(tái)上，將第二步驟制 得的基片安裝在如圖1所示的基片臺(tái)上；
對(duì)沉積室抽真空至真空度為1X 10-4Pa 5X 10_4& ，然后充入質(zhì)量百分比濃 度為99.999%的氧氣，使沉積室的氧氣壓力為~45& ;
通過加熱器對(duì)基片進(jìn)行加熱，使基片溫度達(dá)到740°C 750°C;
調(diào)節(jié)激光束采用248wn KrF激光器，激光的能量密度為2.0J/cm2 2.5J/cm2，激光頻率為3/fe;在基片上沉積TbMn03材料開始，沉積8min 10min后迅速充氧使沉積室的 壓力達(dá)至l個(gè)大氣壓；然后基片以每分鐘3度降至50(TC,隨后關(guān)閉加熱器，自然 降溫至室溫，取出，沉積薄膜厚度為100"w 130"m。
性能測試采用XRD進(jìn)行外延生長質(zhì)量分析，采用掃描電子顯微鏡進(jìn)行微觀組 織分析，采用KEITHLEY 2400電流源進(jìn)行電流電壓特性測試，在薄膜表面采用金 電極，基片上釆用銦電極。
在本發(fā)明中，在"型導(dǎo)電材料摻鈮鈦酸鍶Sr。.99Nb。.。iTi03單晶塊材上釆用PLD 方法沉積100"m 130"w的; 型半導(dǎo)體材料TbMn03薄膜，該結(jié)構(gòu)稱為鋱錳氧 p-"異質(zhì)結(jié)。
經(jīng)本發(fā)明方法制得的鋱錳氧P-w異質(zhì)結(jié)可以作為加工二極管的材料。是因?yàn)殇?錳氧; -《異質(zhì)結(jié)在150《以上的溫度范圍內(nèi)均表現(xiàn)出優(yōu)異的二極管正向整流特性， 正向開啟電壓與反向擊穿之比為l:2;在125K以下的溫度范圍內(nèi)均表現(xiàn)出優(yōu)異的二 極管反向整流特性，正向開啟電壓與反向擊穿之比為2:1。 實(shí)施例 1 : 在基片上制100 "m的TbMn03薄膜
采用脈沖激光沉積方法(PLD)制備具有雙向整流特性的鋱錳氧/ -"異質(zhì)結(jié)的 方法，具體有下列步驟
第一步固相反應(yīng)法制TbMn03靶材
先將Mn02粉末和Tl^Ou的粉末經(jīng)充分研磨后制得平均粒徑為600"附的第一 混合粉；用量7mo/的Mn02粉末中加入lmo/的Tb70u的粉末；
然后將第一混合粉置入坩堝內(nèi)，在高溫?zé)Y(jié)爐中，以140(TC高溫下燒12小時(shí) 后，隨爐冷卻至室溫后取出，制得第一中間混合體；
然后將中間混合體經(jīng)充分研磨后制得平均粒徑為600 "附的第二混合粉；
將第二混合粉置入坩堝內(nèi)，在高溫?zé)Y(jié)爐中，以140CTC高溫下燒12小時(shí)后， 隨爐冷卻至室溫后取出，制得第二中間混合體；
將第二中間混合體經(jīng)充分研磨后制得平均粒徑為600 "附的第三混合粉；采用X 射線衍射儀對(duì)第三混合粉進(jìn)行表征，如圖2所示，第三混合粉無其它衍射峰，說明 為單相的TbMn03粉。
將第三混合粉加入模腔中，在80Mi^壓力下，制得預(yù)成型體；然后將預(yù)成型體 在1500。C高溫下經(jīng)10小時(shí)燒結(jié)制得TbMnO3靶材。第二步基片準(zhǔn)備
將w型導(dǎo)電材料摻鈮鈦酸鍶Sr。.99Nb。.wTi03單晶塊材按所需尺寸截取，然后對(duì)截 取的Sr。.99Nb。.。Ji03單晶i央材進(jìn)行表面拋光，表面粗)隨度為0.7 "附，先經(jīng)質(zhì)量百分 比濃度為95%的酒精清洗后，再用質(zhì)量百分比濃度為99.5%的丙酮清洗，吹干待用；
在本發(fā)明中，Sro.99Nbo.oJi03單晶塊材按所需尺寸為10 mm X3wm X0.5m附；
第三步脈沖激光沉積制薄膜
將第一步驟制得的TbMn03靶材安裝在如圖1所示的靶子臺(tái)上，將第二步驟制
得的基片安裝在如圖1所示的基片臺(tái)上；
對(duì)沉積室抽真空至真空度為4X 10—V"，然后充入質(zhì)量百分比濃度為99.999% 的氧氣，使沉積室的氧氣壓力為40尸"；
通過加熱器對(duì)基片進(jìn)行加熱，使基片溫度達(dá)到74CTC;
調(diào)節(jié)激光束采用248"m KrF激光器，激光的能量密度為2.5J/c附2，激光 頻率為3/fe;
在基片上沉積TbMn03材料開始，沉積10min后迅速充氧使沉積室的壓力達(dá)至 l個(gè)大氣壓；然后基片以每分鐘3度降至50(TC，隨后關(guān)閉加熱器，自然降溫至30 。C后，取出，得到沉積厚度為100"m薄膜。
性能測試釆用XRD進(jìn)行外延生長質(zhì)量分析，采用掃描電子顯微鏡進(jìn)行微觀組 織分析，采用KEITHLEY 2400電流源進(jìn)行電流電壓特性測試。
如圖3所示，實(shí)施例1制得的鋱錳氧薄膜具有較好的外延生長取向。 如圖4所示，實(shí)施例1制得的鋱錳氧薄膜具有均勻的顆粒狀微結(jié)構(gòu)。 如圖5所示，實(shí)施例1制得的鋱錳氧p-"異質(zhì)結(jié)在150尺以上的溫度范圍內(nèi)均 表現(xiàn)出優(yōu)異的二極管正向整流特性，正向開啟電壓與反向擊穿之比為1:2;在 以下的溫度范圍內(nèi)均表現(xiàn)出優(yōu)異的二極管反向整流特性，正向開啟電壓與反向擊穿之 比為2:1。
實(shí)施例2 :在基片上制120腦的TbMn03薄膜
本發(fā)明釆用脈沖激光沉積方法(PLD)制備具有雙向整流特性的鋱錳氧p-"異 質(zhì)結(jié)的方法，具體有下列步驟第一步固相反應(yīng)法制TbMn03靶材
先將Mn02粉末和TbPu的粉末經(jīng)充分研磨后制得平均粒徑500 "m的第一混 合粉；用量7卿/的Mn02粉末中加入l,/的Tb70u的粉末；
然后將第一混合粉置入坩堝內(nèi)，在高溫?zé)Y(jié)爐中，以130CTC髙溫下燒10小時(shí) 后，隨爐冷卻至室溫后取出，制得第一中間混合體；
然后將中間混合體經(jīng)充分研磨后制得平均粒徑500"m的第二混合粉；
將第二混合粉置入坩堝內(nèi)，在高溫?zé)Y(jié)爐中，以1400。C髙溫下燒10小時(shí)后， 隨爐冷卻至室溫后取出，制得第二中間混合體；
將第二中間混合體經(jīng)充分研磨后制得平均粒徑500"m以下的第三混合粉；
將第三混合粉置入坩堝內(nèi)，在高溫?zé)Y(jié)爐中，以140(TC高溫下燒IO小時(shí)后， 隨爐冷卻至室溫后取出，制得第三中間混合體；
將第三中間混合體經(jīng)充分研磨后制得平均粒徑500"m以下的第四混合粉；
將第四混合粉置入坩堝內(nèi)，在高溫?zé)Y(jié)爐中，以140CTC高溫下燒10小時(shí)后， 隨爐冷卻至室溫后取出，制得第四中間混合體；
將第四中間混合體經(jīng)充分研磨后制得平均粒徑500"m以下的第五混合粉；經(jīng) XRD表征，第五混合粉無其它衍射峰，說明為單相的TbMn03粉。
將第五混合粉加入模腔中，在60M/^壓力下，制得預(yù)成型體；然后將預(yù)成型體 在155CTC高溫下經(jīng)10小時(shí)燒結(jié)制得TbMnO3靶材。
第二步基片準(zhǔn)備
將"型導(dǎo)電材料摻鈮鈦酸鍶Sr,Nb。,。/ri03單晶塊材按所需尺寸截取，然后對(duì)截 取的Sr,Nb麵Ti03單晶塊材進(jìn)行表面拋光，表面粗糙度為0.6鵬，先經(jīng)質(zhì)量百分 比濃度為95%的酒精清洗后，再用質(zhì)量百分比濃度為99.5。/。的丙酮清洗，吹干待用；
在本發(fā)明中，Sr。.99Nbo.wTi03單晶塊材按所需尺寸為10wm X3ww X0.5mm ;
第三步脈沖激光沉積制薄膜
將第一步驟制得的TbMn03靶材安裝在如圖l所示的靶子臺(tái)上，將第二步驟制
得的基片安裝在如圖1所示的基片臺(tái)上；
對(duì)沉積室抽真空至真空度為3X l(TV"，然后充入質(zhì)量百分比濃度為99.999% 的氧氣，使沉積室的氧氣壓力為35Pa;通過加熱器對(duì)基片進(jìn)行加熱，使基片溫度達(dá)到74(TC;
調(diào)節(jié)激光束釆用248"附KrF激光器，激光的能量密度為2.0J/cw2，激光 頻率為3/fe;
在基片上沉積TbMn03材料開始，沉積10min后迅速充氧使沉積室的壓力達(dá)至 1個(gè)大氣壓；然后基片以每分鐘3度降至50CTC，隨后關(guān)閉加熱器，自然降溫至27 X:后，取出，沉積薄膜厚度為120"附。
實(shí)施例2制得的鋱錳氧薄膜具有較好的外延生長取向。 實(shí)施例2制得的鋱錳氧鋱錳氧薄膜具有均勻的顆粒狀微結(jié)構(gòu)。 實(shí)施例2制得的鋱錳氧p-"異質(zhì)結(jié)在150《以上的溫度范圍內(nèi)均表現(xiàn)出優(yōu)異的 二極管正向整流特性，正向開啟電壓與反向擊穿之比為1:2;在125K以下的溫度范 圍內(nèi)均表現(xiàn)出優(yōu)異的二極管反向整流餘性，正向開啟電壓與反向擊穿之比為2:1。 實(shí)施例 3 : 在基片上制130,的TbMn03薄膜
本發(fā)明采用脈沖激光沉積方法(PLD)制備具有雙向整流特性的鋱錳氧/ -"異 質(zhì)結(jié)的方法，具體有下列步驟
第一步固相反應(yīng)法制TbMn03靶材
先將Mn02粉末和T、Ou的粉末經(jīng)充分研磨后制得平均粒徑為1/iw的第一混 合粉；用量7mo/的Mn02粉末中加入lmo/的Tb70n的粉末；
然后將第一混合粉置入坩堝內(nèi)，在高溫?zé)Y(jié)爐中，以1400。C高溫下燒12小時(shí) 后，隨爐冷卻至室溫后取出，制得第一中間混合體；
然后將中間混合體經(jīng)充分研磨后制得平均粒徑為1 P附的第二混合粉；
將第二混合粉置入坩堝內(nèi)，在高溫?zé)Y(jié)爐中，以140(TC高溫下燒10小時(shí)后， 隨爐冷卻至室溫后取出，制得第二中間混合體；
將第二中間混合體經(jīng)充分研磨后制得平均粒徑為1 A附的第三混合粉；
將第三混合粉加入模腔中，在50MP"壓力下，制得預(yù)成型體；然后將預(yù)成型體 在145CTC高溫下經(jīng)12小時(shí)燒結(jié)制得TbMn03靶材。
第二步基片準(zhǔn)備
將"型導(dǎo)電材料摻鈮鈦酸鍶Sr。.99Nb。.wTi03單晶塊材按所需尺寸截取，然后對(duì) 截取的Sr。.99Nb。.。/Ti03單晶塊材進(jìn)行表面拋光，表面粗糙度為l"m，先經(jīng)質(zhì)量百分 比濃度為95%的酒精清洗后，再用質(zhì)量百分比濃度為99.5%的丙酮清洗，吹干待用；在本發(fā)明中，Sr。.99Nbo.wTi03單晶塊材按所需尺寸為10附mX3/wnX0.5mm; 第三步脈沖激光沉積制薄膜
將第一步驟制得的TbMn03靶材安裝在如圖1所示的靶子臺(tái)上，將第二步驟制 得的基片安裝在如圖1所示的基片臺(tái)上；
對(duì)沉積室抽真空至真空度為4X 10"Pa ，然后充入質(zhì)量百分比濃度為99.999% 的氧氣，使沉積室的氧氣壓力為40Pa ;
通過加熱器對(duì)基片進(jìn)行加熱，使基片溫度達(dá)到740。C;
調(diào)節(jié)激光束采用248"附KrF激光器，激光的能量密度為2.2 J/cm2，激光 頻率為3/fe;
在基片上沉積TbMn03材料開始，沉積lOmin后迅速充氧使沉積室的壓力達(dá)至 l個(gè)大氣壓；然后基片以每分鐘3度降至5(XTC，隨后關(guān)閉加熱器，自然降溫至22 。C后，取出，沉積薄膜厚度為130wm。
實(shí)施例3制得的鋱錳氧薄膜具有較好的外延生長取向。 實(shí)施例3制得的鋱錳氧鋱錳氧薄膜具有均勻的顆粒狀微結(jié)構(gòu)。 實(shí)施例3制得的鋱錳氧p-"異質(zhì)結(jié)在150K以上的溫度范圍內(nèi)均表現(xiàn)出優(yōu)異的 二極管正向整流特性，正向開啟電壓與反向擊穿之比為1:2;在125K以下的溫度范 圍內(nèi)均表現(xiàn)出優(yōu)異的二極管反向整流特性，正向開啟電壓與反向擊穿之比為2:1。
本發(fā)明制得的一種具有雙向整流特性的過渡金屬氧化物P-"異質(zhì)結(jié)，該P(yáng)-"異 質(zhì)結(jié)由戶型半導(dǎo)體材料鋱錳氧TbMn03和"型導(dǎo)電材料摻鈮鈦酸鍶Sr099Nba01TiO3
構(gòu)成。本發(fā)明利用脈沖激光沉積方法和合理控溫工藝在"型導(dǎo)電摻鈮鈦酸鍶 Sr。.的Nb隨Ti03基底上外延生長一層高質(zhì)量的型鋱錳氧TbMn03薄膜，從而構(gòu)成
了一種全新的過渡金屬氧化物戶-"異質(zhì)結(jié)。通過減小反向電流-電壓特性隨溫度的變 化，使該P(yáng)-"異質(zhì)結(jié)在150/:以上的溫度范圍內(nèi)均表現(xiàn)出優(yōu)異的二極管正向整流特 性，在125K以下的溫度范圍內(nèi)均表現(xiàn)出優(yōu)異的二極管反向整流特性，這些特性表 明本發(fā)明的P -"異質(zhì)結(jié)在電子技術(shù)與低溫工程方面具有應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
1、一種具有雙向整流特性的鋱錳氧p-n異質(zhì)結(jié)，其特征在于該p-n異質(zhì)結(jié)由p型半導(dǎo)體材料鋱錳氧TbMnO3和n型導(dǎo)電材料摻鈮鈦酸鍶Sr0.99Nb0.01TiO3構(gòu)成。
2、 一種采用脈沖激光沉積方法制備如權(quán)利要求1所述的具有雙向整流特性的鋱錳 氧戶-"異質(zhì)結(jié)的方法，其特征在于有下列步驟 第一步固相反應(yīng)法制TbMn03靶材先將Mn02粉末和Tb70u的粉末經(jīng)充分研磨后制得粒徑為lpm以下的第一混 合粉；用量7卿/的Mn02粉末中加入1柳/的Tb Ou的粉末；然后將第一混合粉置入坩堝內(nèi)，在高溫?zé)Y(jié)爐中，以13ocrc i40crc高溫下燒10 12小時(shí)后，隨爐冷卻至室溫后取出，制得第一中間混合體；然后將中間混合體經(jīng)充分研磨后制得粒徑為1 以下的第二混合粉； 將第二混合粉置入坩堝內(nèi)，在高溫?zé)Y(jié)爐中，以130CrC 140(TC高溫下燒10~12小時(shí)后，隨爐冷卻至室溫后取出，制得第二中間混合體；將第二中間混合體經(jīng)充分研磨后制得粒徑為1//附以下的第三混合粉； 將第三混合粉加入禾莫腔中，在50M戶" 80M尸"壓力下，制得預(yù)成型體；然后將預(yù)成型體在1450。C 155(TC高溫下經(jīng)10 12小時(shí)燒結(jié)制得TbMn03靶材。 第二步基片準(zhǔn)備將"型導(dǎo)電材料摻鈮鈦酸鍶Sr。.99Nb。.。iTi03單晶塊材按所需尺寸截取，然后對(duì) 截取的Sr。.99Nb。.。Ji03單晶塊材進(jìn)行表面拋光，表面粗糙度為l"m以下，先經(jīng)質(zhì)量 百分比濃度為95。/。的酒精清洗后，再用質(zhì)量百分比濃度為99.5。/。的丙酮清洗，吹干 待用；第三步脈沖激光沉積制薄膜 將第一步驟制得的TbMn03靶材安裝在靶子臺(tái)上； 將第二步驟制得的基片安裝在基片臺(tái)上；對(duì)沉積室抽真空至真空度為1 X 10—4Pa 5X 10_4& ,然后充入質(zhì)量百分比濃 度為99.999%的氧氣，使沉積室的氧氣壓力為35& 45尸"； 通過加熱器對(duì)基片進(jìn)行加熱，使基片溫度達(dá)到74(TC 75CrC; 調(diào)節(jié)激光束的激光能量密度為2.0"cm2 2.5J/cm2 ，激光頻率為3他； 在基片上沉積TbMn03材料開始，沉積8min 10min后迅速充氧氣使沉積室的壓力達(dá)至1個(gè)大氣壓；然后基片以每分鐘3度降溫至500°C，隨后關(guān)閉加熱器， 自然降溫至室溫，取出，即制得具有雙向整流特性的鋱錳氧p-"異質(zhì)結(jié)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種采用脈沖激光沉積方法制備具有雙向整流特性的鋱 錳氧/ -"異質(zhì)結(jié)的方法，其特征在于在第一步驟中應(yīng)該保證在燒結(jié)前的混合粉 經(jīng)XRD測試為單相結(jié)構(gòu)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種采用脈沖激光沉積方法制備具有雙向整流特性的鋱 錳氧p-"異質(zhì)結(jié)的方法，其特征在于:在第三步驟中沉積薄膜的厚度為100"m 130 ■。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種采用脈沖激光沉積方法制備具有雙向整流特性的鉞 錳氧p-w異質(zhì)結(jié)的方法，其特征在于制得的鋱錳氧; -"異質(zhì)結(jié)在150《以上 的溫度范圍內(nèi)均表現(xiàn)出優(yōu)異的二極管正向整流特性，正向開啟電壓與反向擊穿之 比為1:2;在125《以下的溫度范圍內(nèi)均表現(xiàn)出優(yōu)異的二極管反向整流餘性，正 向開啟電壓與反向擊穿之比為2:1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有雙向整流特性的鋱錳氧p-n異質(zhì)結(jié)，該p-n異質(zhì)結(jié)由p型半導(dǎo)體材料鋱錳氧TbMnO₃和n型導(dǎo)電材料摻鈮鈦酸鍶Sr_0.99Nb_0.01TiO₃構(gòu)成。本發(fā)明的鋱錳氧p-n異質(zhì)結(jié)是采用脈沖激光沉積方法制備得到，經(jīng)該方法制得的p-n異質(zhì)結(jié)在150K以上的溫度范圍內(nèi)均表現(xiàn)出優(yōu)異的二極管正向整流特性，在125K以下的溫度范圍內(nèi)均表現(xiàn)出優(yōu)異的二極管反向整流特性。
文檔編號(hào)H01L29/66GK101645464SQ20091009164
公開日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2009年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者崔益民, 王榮明 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)