Tiedotteet

Näytä tiedotekategoriat

Etusivu » Tiedotteet » Tiede ja tutkimus » Väitös: Faasirakenteen ja pinnan morfologian vaikutukset nanokiteisen PZT ohutkalvon optisiin ominaisuuksiin

Oulun yliopisto

Väitös: Faasirakenteen ja pinnan morfologian vaikutukset nanokiteisen PZT ohutkalvon optisiin ominaisuuksiin

Tiedote.
Julkaistu: 29.09.2014 klo 13:22
Julkaisija: Oulun yliopisto

Perovskiittirakenteeseen pohjautuvia ferrosähköisiä ohutkalvoja voidaan hyödyntää monissa sovelluksissa niiden erinomaisten toiminnallisten ominaisuuksien johdosta. Ferrosähköisten materiaalien sähköiset, sähkömekaaniset ja optiset ominaisuudet mahdollistavat niiden käytön laajasti mikroelektroniikassa, nanoteknologiassa ja mikrofotoniikassa. Näillä teknologian alueilla ohutkalvot ovat toimineet mm. antureina, aaltoputkina, kytkiminä, siirtiminä ja muistisoluina. Viimeaikoina perovskiittirakenteiset materiaalit ovat löytäneet paikkansa myös aurinkokennosovelluksissa, joiden hyötysuhteet ovat nousseet kilpailemaan perinteisten Si- ja GaAs-kennojen tasolle. Keskeinen haaste lähitulevaisuudessa onkin näiden rakenteiden integrointi perinteisille teknologia-alustoille mikroelektroniikan ja fotoniikan komponenttien ja aurinkokennojen toiminnallisuuden, integrointiasteen ja hyötysuhteen kasvattamiseksi.

Tämä väitöstyö tarkastelee pulssilaserkasvatuksella huoneenlämpötilassa kasvatettujen perovskiittirakenteisten nanokiteisten PNZT ohutkalvojen optisten ominaisuuksien riippuvuutta niiden faasirakenteesta, orientaatiosta ja pinnan morfologiasta. Keskittyminen rakenteiden yksityiskohtaiseen tarkasteluun on olennaista, koska ohutkalvorakenteiden ominaisuudet ovat huomattavasti erilaiset kuin vastaavissa makroskooppisissa kappaleissa. Ohutkalvojen faasirakennetta, orientaatiota, raekokojakaumaa ja pinnan morfologiaa voidaan säädellä muuttamalla kasvatusparametrejä ja siten muokata ohutkalvorakenne haluttuun sovellukseen sopivaksi.

Muutokset ohutkalvojen faasirakenteessa, raekokojakaumassa ja pinnan morfologiassa määrittivät täysin kalvojen optiset ominaisuudet ja niiden optisen sirontaspektrin yksityiskohdat aaltolukuavaruudessa. Optinen absorptioreuna siirtyi alemmille aallonpituuksille kalvon paksuuden ja jälkihehkutuslämpötilan pienentyessä, aiheuttaen energiaraon kasvun. Pienen amplitudin ja tasaisesti aaltolukuavaruudessa jakaantunut sirontaspektri ja alhainen diffuusi sironta oli ominaista yksifaasisille, voimakkaasti orientoituneille ja pinnan laadultaan tasaisille ohutkalvoille. Suuren amplitudin ja alhaisille aaltolukuarvoille rajoittunut sirontaspektri ja lisääntynyt diffuusi sironta oli ominaista kaksifaasisille ja siten pinnan laadultaan karheille ohutkalvoille. Sirontaominaisuudet analysoitiin niin mittaamalla kuin teoreettisesti mallintamalla. Mallintamisessa käytettiin skalaaria sirontateoriaa, jossa ohutkalvon pinnan morfologian ajatellaan toimivan hilana. Ero mitattujen ja mallinnettujen arvojen välillä oli maksimissaan 3.8 prosenttia. Muutokset ohutkalvojen pinnan morfologiassa ja faasirakenteessa havaittiin myös moduloivan optisen TE0-moodin puoliarvoleveyttä. Alhaisimmat puoliarvoleveydet havaittiin yksifaasisilla, voimakkaasti orientoituneilla ja amorfisenkaltaisilla ohutkalvoilla.

- - -

Diplomi-insinööri Jarkko Puustinen väittelee Oulun yliopistossa 3.10.2014. Materiaalifysiikan alaan kuuluvan väitöskirjan otsikko on Phase structure and surface morphology effects on the optical properties of nanocrystalline PZT thin films (Faasirakenteen ja pinnan morfologian vaikutukset nanokiteisen PZT ohutkalvon optisiin ominaisuuksiin). Vastaväittäjinä toimivat tohtori Jesus Ricote (Materials Science Institute of Madrid, Espanja) ja tekniikan tohtori Antti Säynätjoki (Aalto-yliopisto) ja kustoksena professori Jyrki Lappalainen. Väitöstilaisuus alkaa Linnanmaalla Oulun Puhelin -salissa (L 5) kello 12.

- - -

Oppiarvo ja nimi:
Diplomi-insinööri Jarkko Puustinen

Tiedekunta ja laitos:
Tieto- ja sähkötekniikan tiedekunta, sähkötekniikan osasto, mikroelektroniikan ja materiaalifysiikan laboratoriot
0294 480 000

Väittelijän yhteystiedot:
040 960 5453
jpuust@ee.oulu

Väitöskirjan www-osoite: http://jultika.oulu.fi/Record/isbn978-952-62-0548-9

Hae kategoriasta

ePressin asiakkaita
Trafi Radisson Blu Tellabs