Abstract
利用具有相同結構,但為不同材料組成的雙氧化物來製作超晶格(Superlattice)結構,出現奇特且異於個別材料在巨觀尺度上的性質,已經引起廣泛研究。如利用應變造成鐵電性質的增強、磁性離子在結構中排列序化而產生鐵磁性等。另外在高溫超導層狀氧化物被發現時,其中發現其結構可視為導電層與絕緣層的交替週期的延伸,使得部分學者開始對以超晶格發展超導性感到興趣。因此,本實驗主要利用RuO2氧化物具有異於氧化物的導電性,以及選用與其結構上匹配的TiO2絕緣氧化物,藉由超晶格的製作,探討其二維結構性質。 實驗結果發現,TiO2與RuO2以最佳條件下鍍覆在Sapphire(0001)單晶基板上,呈現幾十奈米大小的橢圓晶粒,造成表面粗糙度不佳,而無法在Sapphire上進行超晶格薄膜鍍製。即使選用看似與RuO2匹配性較佳的MgO(100)單晶基板上,在進行每層約2.5nm大小的超晶格薄膜鍍製後,也呈現膜層間界面模糊不清的情況,顯示RuO2與TiO2超晶格薄膜也無法鍍覆在MgO基板上。 採用直接將TiO2鍍覆在RuO2單晶一維奈米柱上,發現其TiO2是以磊晶(Epitaxy)的方式鍍覆在RuO2奈米柱,並且由EDS成分分析,證實RuO2與TiO2的確在低溫下為互不相溶氧化物。此外,奈米柱發現到有彎曲現象,推測為兩者間熱膨脹係數的差異所致。