离子半导体薄膜的应变-电压和电流-电压扫描探针显微镜响应：形变势的探测
材料科学
2010-08-17 v1
摘要
我们对“带电SPM针尖电极/间隙/离子半导体薄膜”异质结构的电流-电压和应变-电压响应进行了解析计算，该响应由以下局部变化引起：(a) 离子浓度（化学计量贡献）；(b) 受主（施主）电荷态（通过离子半径变化的再充电贡献）；(c) 自由电子（空穴）浓度（通过形变势的电子-声子耦合）。贡献(b)对应变-电压SPM的影响此前未被计算过，而贡献(c)甚至未被预测过，然而我们对关联氧化物进行的估算表明，(c)的强度与(a,b)相当。对于离子阻塞针尖和衬底电极的情况，主要是空穴（电子）浓度的变化贡献于电压依赖的薄膜表面机械位移，该位移由应变SPM直接记录。因此，我们预测，离子半导体表面位移的SPM测量可以通过形变势提供关于受主（施主）电荷态和电子（空穴）-声子关联的局部变化的重要信息。我们获得了具有可移动受主（施主）和空穴（电子）的离子半导体薄膜中非线性静态和动态电流-电压及应变-电压磁滞回线的丰富多样性。在关联氧化物和阻变材料（如p-La1-xSrxMnO3-d和La1-xSrxCoO3-d）中实验观察到了某些具有显著记忆窗口和双回线的电流-电压磁滞类型，而预测的压电型和蝴蝶型应变-电压磁滞需要SPM的实验验证。
引用
@article{arxiv.1008.2389,
title = {Strain-voltage and current-voltage Scanning Probe Microscopy (SPM) response of ionic semiconductor thin films: probing of deformation potential},
author = {A. N. Morozovska and E. A. Eliseev and S. L. Bravina and S. V. Kalinin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1008.2389},
year = {2010}
}
备注
64 pages, 17 figures, 2 tables, to be submitted to Phys. Rev. B