Homogeneity and variation of donor doping in Verneuil-grown SrTiO3:Nb single crystals.
Homogeneity and variation of donor doping in Verneuil-grown SrTiO3:Nb single crystals.
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Verneuil 生长的 SrTiO3:Nb 单晶中施主掺杂的均匀性和变化。
DOI：
10.1038/srep32250
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发表时间：
2016-08-31
影响因子：
4.6
通讯作者：
Waser R
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Rodenbücher C;Luysberg M;Schwedt A;Havel V;Gunkel F;Mayer J;Waser R
研究了Verneuil法生长的SrTiO_3：Nb晶体的均匀性。由于快速晶体生长过程，预计会发生施主掺杂剂分布的不均匀性和位错密度的变化。事实上，对于一些晶体的光学研究表明，在微观尺度上的Ti3+状态的密度和集群状的表面电导率的变化，在尖端诱导的电阻开关研究中报告。然而，我们通过TEM、EDX绘图和3D原子探针的调查显示，Nb供体以统计上随机的方式分布，这表明在高质量的Verneuil生长的晶体中，在宏观、微观和纳米尺度上显然没有不均匀性。因此，施主掺杂晶体的本体中的电子输运是均匀的，并且其不被诸如位错的扩展缺陷显著地引导，这证明使用该材料例如作为用于外延氧化物膜生长的电子传导衬底是合理的。
The homogeneity of Verneuil-grown SrTiO3:Nb crystals was investigated. Due to the fast crystal growth process, inhomogeneities in the donor dopant distribution and variation in the dislocation density are expected to occur. In fact, for some crystals optical studies show variations in the density of Ti3+ states on the microscale and a cluster-like surface conductivity was reported in tip-induced resistive switching studies. However, our investigations by TEM, EDX mapping, and 3D atom probe reveal that the Nb donors are distributed in a statistically random manner, indicating that there is clearly no inhomogeneity on the macro-, micro-, and nanoscale in high quality Verneuil-grown crystals. In consequence, the electronic transport in the bulk of donor-doped crystals is homogeneous and it is not significantly channelled by extended defects such as dislocations which justifies using this material, for example, as electronically conducting substrate for epitaxial oxide film growth.
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