碱土金属锡酸盐杂化分子束外延中的前驱体选择
材料科学
2020-08-31 v1
摘要
氧化物分子束外延（MBE）的挑战之一在于合成含高电负性金属（难被氧化的金属）的氧化物。使用活性有机金属前驱体可潜在解决此问题。为研究 MBE 中自由基的形成，我们探索了三种精心选择的锡有机金属前驱体用于 SnO2 和 BaSnO3 的生长：四甲基锡（TMT）、四乙基锡（TET）和六甲基二锡（HMDT）。在氧等离子体存在下，三种前驱体均在 r-Al2O3 上制备出单晶、原子级平滑的外延 SnO2 (101) 薄膜。生长动力学研究表明存在反应受限和通量受限 regime，但 TET 除外，其在温度高于 800 C 时沉积速率随温度升高而下降。与这些相似性相反，这些前驱体在 BaSnO3 生长中的表现差异显著。TMT 和 TET 无法提供充足的锡，而 HMDT 产生了相纯、化学计量的 BaSnO3 薄膜。值得注意的是，即便不使用氧等离子体（即仅用分子氧），HMDT 也能得到相纯且化学计量的 BaSnO3 薄膜。我们利用 HMDT 形成锡自由基从而辅助 Sn 到 Sn4+ 氧化反应的能力来讨论这些结果。比较了使用 HMDT 在有氧等离子体和无氧等离子体下生长薄膜的结构与电子输运性质。本研究为前驱体的选择提供了指导，将有助于在 MBE 中利用活性自由基合成含难氧化金属的氧化物。
引用
@article{arxiv.2008.12762,
title = {Precursor Selection in Hybrid Molecular Beam Epitaxy of Alkaline-Earth Stannates},
author = {Abhinav Prakash and Tianqi Wang and Rashmi Choudhary and Greg Haugstad and Wayne L. Gladfelter and Bharat Jalan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.12762},
year = {2020}
}
备注
18 pages, 6 figures