近年来,5d过渡金属铱氧化物中的强自旋轨道耦合作用和电子关联共同作用,产生了许多新颖的量子现象,因而受到广泛关注。铱氧化物展现出诸多与铜基超导体极为类似的性质与现象,包括层状钙钛矿晶体结构、反铁磁基态、费米弧及V型能隙等,是探索新型高温超导态的重要体系。本论文改进了氧化物分子束外延系统中的Ba源坩埚设计,大幅提高束流稳定性。详细讨论了如何制备出高质量的Ba₂Ir O₄薄膜,并采用场效应晶体管、离子液体双电层、锂离子注入及外延应变等多种方法对其输运性质进行调控。具体工作与成果总结如下:1)Ba蒸发源坩埚的稳流设计薄膜生长过程中蒸发源表面形貌的变化会对束流稳定性产生显著影响,进而影响薄膜质量。本论文通过设置可拆卸限流装置保证坩埚装料区域达到稳定的饱和蒸汽压,并且以Ba源为例,将改进后的坩埚加工应用于Ba₂Ir O₄薄膜生长之中,成功消除了源材料表面形貌变化对蒸发速率的影响,大幅提高了分子束外延蒸发源长时间的束流稳定性。2)分子束外延制备薄膜本论文利用分子束外延技术并优化生长参数,制备了系列不同应力下的Ba₂Ir O₄外延薄膜。XRD表征表明,不同衬底上生长的Ba₂Ir O₄薄膜均具有高晶格质量。此外,在实验中发现Ba₂Ir O₄薄膜对保存环境要求很高,采用原位生长Sr Ti O₃覆盖层的方法有效保护了Ba₂Ir O₄薄膜,为后续采用多种方法对Ba₂Ir O₄薄膜输运性质进行调控创造了可能。3)Ba₂Ir O₄薄膜输运性质的调控本文拟在Ba₂Ir O₄薄膜上实现高浓度高均匀性的载流子掺杂并通过晶格应变调控以研究其输运性质,包括:1)通过场效应晶体管及离子液体双电层结构对外延Ba₂Ir O₄薄膜注入高浓度载流子;2)采用锂离子注入的方法引入载流子;3)在不同衬底上生长Ba₂Ir O₄薄膜,研究应晶格应变对其输运性质的影响。结合理论计算,结果表明随着面内双轴压缩应变增大,Ba₂Ir O₄电子轨道重叠增大,费米面处能带宽度增大,从而导致电阻下降。说明晶格应变可以有效调控Ba₂Ir O₄的电子结构,为进一步研究Ba₂Ir O₄中潜在的新颖量子现象提供研究基础与理论支撑。