بررسي ويژگي هاي سطح و گاف انرژي اپتيكي لايه هاي نازك تيتانات استرانسيم توليد شده به روش لايه نشاني ليزر پالسي

Investigation of the features of the surface and optical band gap of Strontium Titanate thin films grown by Pulsed Laser Deposition technique

در اين مقاله ويژگي هاي سطح لايه هاي نازك تيتانات استرانسيم كه به روش ليرز پالسي در دماي پايين ( 350 سانتيگراد) و تحت فشار جزئي اكسيژن توليد شده اند به وسيله ي آناليز AFM و XPS مطالعه شد. كمبود تيتانيوم در سطح لايه بيانگر عدم حفظ استوكيومتري در سطح لايه هاي نازك بوده كه ميتواند خواص فصل مشتركي و هدايتي را در خازن هاي تيتانات استرانسيمي تحت تاثير قرار دهد. بررسي هاي ميكروسكوپ نيروي اتمي از سطح لايه هاي نازك، زبري قابل قبولي براي كاربرد اين لايه ها در توليد خازن هاي هادي- عايق- هادي نشان داده است. پايين بودن دماي زيرلايه موجب توليد لايه هاي نازك با ساختار آمورف شده است كه اين خود مي تواند خواص دي الكتريكي لايه ها را تخريب كند. گاف انرژي اپتيكي بدست آمده بيشتر از مقادير گزارش شده براي تك كريستال تيتانات استرانسيم مي باشد. اين افزايش به نقائص ساختاري لايه نسبت داده شده است.

The features of the surface of strontium-titanate thin films, produced by pulsed laser deposition at low temperatures (350 °C), in the oxygen atmosphere were studied by AFM and XPS analyses. Lack of titanium on the surface of film indicates unbalanced stoichiometry at the thin film surface, which can affect on the interfacial and electrical properties of strontium-titanate capacitors. Atomic force microscopy of the surfaces of thin film proves that these films have appropriate roughness values to be used in metal-insulator-metal capacitors fabrication. Low temperature of the substrate causes amorphous structure of the thin films that can deteriorate the dielectric properties of the films. The measured optical band gap is greater than reported values for strontium-titanate single crystals, which may be attributed to defects in thin films