xxiii Ïανελληνιο ÏÏ Î½ÎµÎ´Ïιο ÏÏ ÏÎ¹ÎºÎ·Ï ÏÏεÏÎµÎ±Ï ÎºÎ±ÏαÏÏαÏÎ·Ï & εÏιÏÏÎ·Î¼Î·Ï ...
xxiii Ïανελληνιο ÏÏ Î½ÎµÎ´Ïιο ÏÏ ÏÎ¹ÎºÎ·Ï ÏÏεÏÎµÎ±Ï ÎºÎ±ÏαÏÏαÏÎ·Ï & εÏιÏÏÎ·Î¼Î·Ï ...
xxiii Ïανελληνιο ÏÏ Î½ÎµÎ´Ïιο ÏÏ ÏÎ¹ÎºÎ·Ï ÏÏεÏÎµÎ±Ï ÎºÎ±ÏαÏÏαÏÎ·Ï & εÏιÏÏÎ·Î¼Î·Ï ...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Μελέτη Tων Eνδοεπιφανειακών Tάσεων Σε Λεπτά Υµένια Μαγγανιτών<br />
Α. Αντωνάκος 1* , Ε. Λιαροκάπης 1 , G. H. Aydogdu 2 , H.-U. Habermeier 2<br />
1 Τοµέας Φυσικής, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, GR-15780 Αθήνα, Ελλάδα<br />
2 Max-Planck-Institute for Solid State Research, D-70569, Stuttgart, Germany<br />
*tantonak@central.ntua.gr<br />
Οι µαγγανίτες αποτελούν ένα τυπικό παράδειγµα υλικών που παρουσιάζουν κολοσσιαία µαγνητοαντίσταση (CMR) [1].<br />
Είναι περοβσκίτες του χηµικού τύπου R 1-x A x MnO 3 , όπου R είναι µια τρισθενής σπάνια γαία και A είναι µια δισθενής<br />
αλκαλική γαία [2]. Εκτός από τις πιθανές τεχνολογικές εφαρµογές τους (ως µαγνητικοί διακόπτες και µνήµες) έχουν<br />
µελετηθεί τα τελευταία χρόνια λόγω της πολύπλοκης φυσικής τους [3]. Ο σηµαντικότερος λόγος που η µελέτη έγινε σε<br />
λεπτά υµένια, πέρα από το ότι χρησιµοποιούνται στις περισσότερες τεχνολογικές εφαρµογές, είναι το γεγονός ότι οι<br />
ιδιότητες τους µεταβάλλονται από το συµπαγές υλικό σε λεπτό υµένιο αναπτυγµένο σε υπόστρωµα. Το σύστηµα<br />
La 1−x Ca x MnO 3 έχει πολύ πλούσιο διάγραµµα φάσης [4]. Το συµπαγές στο x=0.5 (LCMO) είναι ένας παραµαγνητικός (PM)<br />
µονωτής και µε την µείωση της θερµοκρασίας περνά αρχικά σε µια σιδηροµαγνητική φάση (FM) και στη συνέχεια<br />
ταύτοχρονα σε µια αντισιδηροµαγνητική (AFM) και µια φάση διάταξης φορτίου (CO) [5].<br />
Στην παρούσα εργασία, µελετούµε συστηµατικά τα ενεργά κατά Raman φωνόνια των LCMO λεπτών υµενίων. Για<br />
να εξετασθεί η επίδραση των τάσεων απο το υπόστρωµα καθώς και από την διεύθυνση ανάπτυξης, µελετήθηκαν λεπτά<br />
υµένια LCMO που είχαν εναποτεθεί σε υποστρώµατα SrTiO 3 (STO) µε διευθύνσεις (100) και (111) καθώς και σε<br />
υπόστρωµα (001) SrLaGaO 4 (SLGO).<br />
∆είγµατα και Πειραµατικές τεχνίκες<br />
Για την παρασκευή των δείγµατων χρησιµοποιήθηκε η τεχνική εναπόθεσης µε παλµικό laser (Pulsed Laser<br />
Deposition, PLD), µε την οποία παρασκευάστηκαν τρία διαφορετικά πάχη (290, 220, 145 nm). Οι δοµικές ιδιότητες των<br />
υµενίων µελετήθηκαν µε την τεχνική περίθλασης ακτίνων Χ (XRD) από όπου διαπιστώθηκε ότι τα υµένια ήταν µονοφασικά<br />
και είχαν την ορθροροµβική δοµή. Για τα λεπτά υµένια που αναπτύχθηκαν στο (100) STO και (001) SLGO τα επίπεδα (020)<br />
των LCMO ήταν παράλληλα στην επιφάνεια του υποστρώµατος. Τα υµένια πάνω στο υπόστρωµα (111) STO είναι<br />
αναπτυγµένα κατά την διεύθυνση (022). Η παρασκευή και τα αποτελέσµατα µεθόδων χαρακτηρισµού (XRD, µαγνήτισης,<br />
αγωγιµότητας) παρουσιάζονται αναλυτικά αλλού [6].<br />
Τα φάσµατα Raman κατεγράφησαν µε ένα τριπλό φασµατόµετρο T64000 Jobin Yvon, εξοπλισµένο µε ένα CCD<br />
(Charge Coupled Device) ψύξεως υγρού αζώτου και ένα µικροσκόπιο µε αντικειµενικό φακό × 100 ή × 40. Για την διέγερση<br />
των υλικών χρησιµοποιήθηκε η γραµµή 514.5 nm ενός laser Ar + και για τις µετρήσεις χαµηλών θερµοκρασιών ένας<br />
κρυοστάτης Oxford.<br />
Αποτελέσµατα και Συζήτηση<br />
Στο Σχήµα 1 παρουσιάζονται χαρακτηριστικά φάσµατα Raman στο θερµοκρασιακό εύρος 78-295 K των υµενίων<br />
LCMO/STO (100) (α), LCMO/STO (111) (β) και LCMO/SLGO (001) (γ) µε πάχος 290 nm. Είναι γενικά αποδεκτό ότι οι<br />
κορυφές χαµηλών συχνοτήτων (ω 1 ) αποδίδονται σε R-O τρόπους ταλάντωσης, µια κορυφή αποκλίνουσας τάλαντωσης<br />
αναµένεται στα ~230 cm -1 (ω 2 ), οι καµπτικές ταλαντώσεις στην περιοχή 400-480 cm -1 (ω 3 ), ενώ οι Jahn-Teller (JT) εκτατικοί<br />
τρόποι ταλάντωσης αναµένονται στα ~490 cm -1 (συµµετρικός, SS) και στα ~605 cm -1 (αντισυµµετρικός, AS). Για τον<br />
προσδιορισµό της συµµετρίας των τρόπων ταλάντωσης των φωνονίων πραγµατοποιήθηκαν µετρήσεις µε διαφορετικές<br />
γεωµετρίες σκέδασης στους 78 Κ. Τα υµένια πάνω στα υποστρώµατα SLGO (001) και STO (100) παρουσιάζουν κορυφές<br />
ίδιας συµµετρίας. Τα φάσµατα των υµενίων LCMO/STO (111) είναι όπως αναφέρθηκε αναπτυγµένα κατά άλλη διεύθυνση<br />
(011) κι ακολουθούν διαφορετικούς κανόνες επιλογής, ενώ στα φάσµατα συνεισφέρει σηµαντικά και το υπόστρωµα STO.<br />
LCMO/STO(100)<br />
ω 2<br />
420 468<br />
400 446<br />
495<br />
605<br />
295<br />
240<br />
LCMO/STO(111)<br />
295<br />
230<br />
80<br />
LCMO/SLGO<br />
A g(2)<br />
444468<br />
422<br />
495<br />
605<br />
RT<br />
200<br />
210<br />
Wavenumber (cm -1 )<br />
170<br />
150<br />
Intensity (A.U.)<br />
200<br />
160<br />
130<br />
Intensity (A.U.)<br />
180<br />
150<br />
130<br />
110<br />
110<br />
80<br />
80<br />
80<br />
100 200 300 400 500 600 700<br />
Wavenumber (cm -1 )<br />
100 200 300 400 500 600 700<br />
Wavenumber (cm -1 )<br />
100 200 300 400 500 600 700<br />
Wavenumber (cm -1 )<br />
(α) LCMO/STO(100)<br />
(β) LCMO/STO(111)<br />
(γ) LCMO/SLGO(001)<br />
Σχήµα 1. Τυπικά φάσµατα Raman χαµηλών θερµοκρασιών για τα λεπτά υµένια LCMO σε διαφορετικά υποστρώµατα.<br />
Ο ω 2 τρόπος ταλάντωσης εµφανίζεται ως µια πολύ ισχυρή ευρεία ζώνη A g συµµετρίας και αποδόθηκε στην A g (2)<br />
αποκλίνουσα περιστροφική ταλάντωση των οκταέδρων [7]. Στο Σχήµα 2 φαίνεται ότι η ω 2 ταλάντωση µαλακώνει για τα<br />
133
Change language