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論文名稱 Title |
利用掃描穿隧顯微鏡研究N型LaAlO3/TiO2-SrTiO3異質結構 Scanning tunneling microscopy investigations of the N-type LaAlO3/TiO2-SrTiO3 heterostructure |
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系所名稱 Department |
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畢業學年期 Year, semester |
語文別 Language |
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學位類別 Degree |
頁數 Number of pages |
46 |
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研究生 Author |
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指導教授 Advisor |
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召集委員 Convenor |
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口試委員 Advisory Committee |
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口試日期 Date of Exam |
2011-07-04 |
繳交日期 Date of Submission |
2011-07-22 |
關鍵字 Keywords |
異質接面、掃描穿隧顯微鏡、掃描穿隧能譜、LaAlO3、SrTiO3 Scanning tunneling spectroscopy, Heterointerface, LaAlO3, Scanning tunneling microscopy, SrTiO3 |
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統計 Statistics |
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中文摘要 |
本工作利用掃描穿隧顯微鏡與掃描穿隧能譜研究N型LaAlO3/TiO2-SrTiO3異質接面的電性特性,同時考慮因探針施加偏壓引起樣品表面能帶彎曲(Tip-induce band bending)的情況,還原原子級尺度LaAlO3/TiO2-SrTiO3的介面能帶圖。 實驗結果指出,LaAlO3內建電場值約為0.075±0.005 V/Å,在異質接面的SrTiO3,接面處能帶有向下彎曲的現象。能帶彎曲變化的能量大小為0.1 eV,能帶彎曲變化的範圍以接面處算起約1 nm。 |
Abstract |
The electronic structure at interface between two insulators LaAlO3 and SrTiO3 has been investigated by using scanning tunneling microscopy and spectroscopy. The atomic-scale interfacial band structure is also demonstrated in the work with the consideration of the tip-induced band bending effect. Experimental results indicate that the magnitude of the built-in field across LaAlO3 is 0.075±0.005 V/Å. The band bending on SrTiO3 side at the heterointerface is observed. The band downshift of SrTiO3 side at the interface is 0.1 eV with ~1 nm decay length. |
目次 Table of Contents |
摘要 i Abstract ii 致謝 iii 目錄 iv 圖目錄 vi 表目錄 ix 第一章 緒論 1 1-1LaAlO3/TiO2-SrTiO3介面電性導電機制 1 1-1-1 介面存在氧缺(Oxygen vacancy) 2 1-1-2 介面電子轉移(Charge transfer) 2 1-1-3 因LaAlO3內建電場(Built-in field) 4 1-1-4 未來應用層面 5 第二章 研究動機 6 第三章 實驗儀器 7 3-1掃描穿隧顯微鏡介紹 7 3-2掃描穿隧顯微鏡原理 8 3-2-1穿隧原理 8 3-3掃描穿隧能譜原理 9 3-4掃描穿隧顯微鏡操作模式 10 3-4-1定電流模式 10 3-4-2定高度模式 10 3-4-3電流密度取像法(Current image tunneling spectroscopy) 11 3-5超高真空系統 11 3-5-1真空計 12 3-5-2真空幫浦 13 3-6探針製作 16 第四章 實驗步驟 17 第五章 結果與討論 18 5-1實驗結果:LaAlO3/TiO2-SrTiO3異質接面的電性特性 18 5-2理論模擬:探針引起能帶彎曲模型(Tip-induced band bending model) 19 5-3實驗討論 22 5-3-1遠離異質接面的SrTiO3電性特性與校正 22 5-3-2靠近異質接面的SrTiO3電性特性與校正 26 5-3-3 LaAlO3內建電場 29 第六章 結論 33 參考文獻 34 |
參考文獻 References |
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電子全文 Fulltext |
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