钛酸锶

锶酸钛是锶和钛的氧化物，化学式为SrTiO3。 在室温下，它是一种具有钙钛矿结构的中心对称顺电材料。 在低温下，它接近铁电相变，具有非常大的介电常数 ~104，但由于量子涨落而在测量到的最低温度下仍保持顺电，使其成为量子顺电。 长期以来，它一直被认为是一种完全人造的材料，直到 1982 年，它的天然对应物——在西伯利亚发现并命名为 tausonite——才被 IMA 认可。 陶森石在自然界中仍然是一种极其稀有的矿物，以非常小的晶体形式出现。 它最重要的应用是合成形式，偶尔会在精密光学器件、变阻器和高级陶瓷中作为金刚石仿制品出现。

SrTiO3 在半导体的典型范围内具有 3.25 eV 的间接带隙和 3.75 eV 的直接带隙。合成钛酸锶在室温和低电场下具有非常大的介电常数（300）。 对于非常纯的晶体，它的电阻率超过 109 Ω-cm。 也用于高压电容器。 通过掺杂引入移动载流子导致费米液态金属行为已经在非常低的载流子密度下发生。在高电子密度下，钛酸锶在 0.35 K 以下变得超导，并且是xxx个被发现具有超导性的绝缘体和氧化物。

珍珠酸钛比钻石更致密（天然比重 4.88，合成比重 5.13）和更软（合成莫氏硬度 5.5，天然比重 6-6.5）。 它的晶体系统是立方体，其折射率（2.410——用钠光测量，589.3 nm）几乎与钻石相同（2.417），但色散（造成切割宝石火彩的光学特性） 钛酸锶是金刚石的 4.3 倍，为 0.190（B-G 区间）。 与 YAG、GAG、GGG、立方氧化锆和莫桑石等钻石和钻石仿制品相比，这会产生令人震惊的火彩。

合成材料通常是透明无色的，但可以掺杂某些稀土或过渡金属以产生红色、黄色、棕色和蓝色。 天然的褐煤通常是半透明到不透明的，呈红棕色、深红色或灰色。 两者都具有金刚石（类金刚石）光泽。 钛酸钛被认为非常脆，有贝壳状断口； 天然材料常呈立方或八面体，条纹呈棕色。 通过手持式（直视）光谱仪，掺杂的合成材料将呈现出典型的掺杂宝石的丰富吸收光谱。 合成材料的熔点为 ca。 2080 °C (3776 °F)，很容易被氢氟酸腐蚀。 在极低的氧分压下，钛酸锶通过锶的不一致升华分解，远低于熔化温度。

在低于 105 K 的温度下，其立方结构转变为四方结构。 其单晶可用作光学窗口和高质量的溅射沉积靶材。

SrTiO3 是外延生长高温超导体和许多氧化物基薄膜的优良衬底。 它作为铝酸镧-钛酸锶界面生长的基材而广为人知。

用铌掺杂钛酸锶使其具有导电性，是用于生长钙钛矿氧化物的xxx可商购的导电单晶基板之一。 其 3.905Å 的体晶格参数使其适合作为许多其他氧化物生长的基材，包括稀土亚锰酸盐、钛酸盐、铝酸镧 (LaAlO3)、钌酸锶 (SrRuO3) 等。 氧空位在 SrTiO3 晶体和薄膜中相当普遍。 氧空位在材料的导带中诱导自由电子，使其更具导电性和不透明性。 这些空位可能是由于暴露于还原条件下引起的，例如高温下的高真空。

高质量的外延 SrTiO3 层也可以在硅上生长而不形成二氧化硅，从而使 SrTiO3 成为一种替代栅极电介质材料。 这也使得其他薄膜钙钛矿氧化物能够集成到硅上。