电致电阻效应（EPIR）材料的制备、物性及实时微结构研究

利用脉冲激光沉积技术制备质量好的(LaxSr1-x)TiO3/Sr(Ti1-yNby)O3, (LaxCa1-x)MnO3/ Sr(Ti1-yNby)O3, (PrxCa1-x)MnO3/ Sr(Ti1-yNby)O3, p-TiO2-x/n-TiO2-y等异质结薄膜材料，并进行电致电阻效应的研究。结合可加电场电镜样品台，通过电子显微学方法和技术对上述异质结薄膜进行实时的微结构观测和研究。利用高分辨电子显微技术获得原子尺度的微观信息，电子能量损失谱研究元素的化学键态、最近邻分布等结构信息，电子全息技术测量材料界面势垒的高度和宽度，并根据势垒变化曲线计算界面的电荷密度分布信息。建立电致电阻效应和微结构之间的关联，揭示电致电阻效应的微观物理本质，为寻求优异性能的EPIR材料奠定基础，提供理论依据。

电致电阻材料具有成为下一代存储器核心器件的潜力，是目前国际研究的热点之一。但目前，其电阻转变机制仍缺乏足够的直接实验证据。原位透射电子显微技术和电子全息技术能够有效地把材料的微观结构和物理性能结合起来，是研究材料物理机制的有力工具。本研究在探索原位透射电镜和电子全息成像技术的基础上，将它们应用于几种电致电阻材料和新功能材料的研究之中，取得的研究成果包括：获得了可做原位加电场观察的透射电镜（TEM）样品；改进了电子全息成像技术；通过原位观察，研究了La-Sr-Ti-O/SrTiO3薄膜中氧空位浓度变化与电致电阻现象的关系；研究了La-Ca-Mn-O/SrTiO3器件中氧空位排列方式与电致电阻现象的关系；研究了HfO2薄膜中电势分布与电致电阻性质的关系；研究了电子全息参考波相位对全息成像的影响；用电子全息相位成像分析了具有规则形状的一维纳米材料的形状和尺寸，并计算了其平均内电势；用电子全息研究了高介电常数栅极堆栈层的电势分布；用电子全息等手段研究了制备工艺对CoFeB/MgO/CoFeB磁性隧道结器件的微观结构及性能的影响。