摘要：稀土镍基钙钛矿氧化物RNiO3(R为稀土元素)可以在温度触发下发生从电子游离态到局域态的金属绝缘体转变,这一特性在传感器,数据存储,调制开关等方面具有可观的应用价值.本文通过脉冲激光沉积法,在钛酸锶(SrTiO3)、铝酸镧(LaAlO3)单晶衬底上准外延生长热力学亚稳态镍酸钐(SmNiO3)薄膜材料,利用薄膜与衬底间晶格失配引入界面应力,实现对SmNiO3电子轨道结构与金属绝缘体相变温度的调节.结合电输运性质与红外透射实验的综合表征研究,论证了双向拉伸应变引起的晶格双向拉伸畸变,可以引起SmNiO3的禁带宽度的展宽,从而稳定绝缘体相并提高金属-绝缘相转变温度.进一步结合近边吸收同步辐射实验表征,揭示了拉伸应变稳定SmNiO3绝缘体相的本质在于Ni—O成键轨道在双向拉伸形变作用下的弱化,使得镍氧八面体中的价电子偏离镍原子从而稳定SmNiO3的低镍价态绝缘体相.

关键词：smnio3薄膜 金属绝缘体相转变 界面应力 红外光电导 

单位：北京科技大学材料科学与工程学院; 北京100083; 中国科学院高能物理研究所; 北京100049