(Sr,K)BiO3 Thin Film Growth with Post-annealing Method by using Pulsed Laser Deposition

Abstract

Recently, the growth of perovskite oxide film has attracted a lot of attentions due to its physical property[1]. Among perovskite oxide thin films, there are many studies on BaBiO3 (BBO) to adjust the characteristic of BBO. However, SrBiO3 (SBO) is not attracting attention even though it has similar properties to BBO. There was only one case in which SBO thin films were grown using Molecular Beam Epitaxy (MBE) in 2019[2]. Here, I grew (Sr,K)BiO3 (SKBO) thin films (bulk Tc ~ 12 K) doped with Potassium (K) to SBO. The Oxygen vacancy was reduced using the in-situ post-annealing method. Temperature, oxygen pressure, and laser fluence were changed to see different properties of SKBO films. I also controlled the post-annealing conditions to show the importance of the post-annealing method. The properties of SKBO thin films were investigated through X-ray Diffraction, Ellipsometer, and Transport measurements. I grew a new kind of bismuthate film, and it provides a new way to study bismuthate thin films.

최근에 비스무스 산화물 박막에 관해서 많은 관심이 생겨났다[1]. 비스무스 산화물 얇은 박막 중에서 BaBiO3 (BBO)의 물성을 조절하기 위해서 많은 연구들이 진행되었다. 그러나 BBO와 유사한 성질을 지니고 있음에도 불구하고 SrBiO3 (SBO)는 많은 관심을 받지 못하였다. SBO를 박막으로 만든 연구는 2019년에 분자선 결정 성장 시스템 (MBE)를 이용해서 박막으로 만든 것이 유일하다[2]. 여기서 나는 SBO에 칼륨을 넣은 (Sr,K)BiO3 (SKBO) (Tc ~ 12 K) 박막을 길렀다. 나는 산소원자 결함을 제거하기 위해서 포스트 어닐링 방법을 사용하였다. 온도, 산소 압력, 레이저 세기를 변화시켜 가면서 SKBO 박막의 성질이 어떻게 달라지는지 확인해보았다. 게다가, 포스트 어닐링이 중요하다는 것을 보이기 위해서 포스트 어닐링 조건도 조절하였다. 엑스레이 회절, 타원계측법, 그리고 전기전도도 측정을 통해서 SKBO 박막의 특성을 관찰할 수 있었다. 이 연구를 통해서 새로운 종류의 비스무스 산화물 박막을 길렀다. 이를 통해서 비스무스 산화물 박막 연구를 할 수 있는 새로운 길을 제공한다.