[发明专利]一种磁性纳米线阵列薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种磁性纳米线阵列薄膜，包括MgAl₂O₄单晶基片（3）、Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃基体（2）和NiFe₂O₄纳米线（1）；其中，所述MgAl₂O₄单晶基片（3）为（001）取向且表面抛光的MgAl₂O₄单晶基片；所述NiFe₂O₄纳米线（1）均匀分布在Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃基体（2）中，形成磁性纳米线阵列薄膜；所述磁性纳米线阵列薄膜沉积于所述MgAl₂O₄单晶基片（3）的（001）取向表面上。

2.根据权利要求1所述的磁性纳米线阵列薄膜，其特征在于，所述NiFe₂O₄纳米线（1）的直径在70～250nm之间，长度在几十纳米到几个微米之间。

3.一种磁性纳米线阵列薄膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：采用传统固相烧结法制备PZT-NFO靶材（5）；

所述PZT-NFO靶材（5）成份为0.5Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃-0.5NiFe₂O₄，表面经抛光处理；

步骤2：选用（001）取向且表面抛光的MgAl₂O₄单晶基片（3）和步骤（1）所制备的PZT-NFO靶材（5），采用离轴溅射工艺，在（001）取向且表面抛光的MgAl₂O₄单晶基片（3）表面制备磁性纳米线阵列薄膜；具体包括以下步骤：

步骤2-1：在射频溅射系统的薄膜沉积室中，将表面清洁的（001）取向且表面抛光的MgAl₂O₄单晶基片（3）采用导电粘结剂粘结到加热器（4）表面，使MgAl₂O₄单晶基片（1）的（001）面朝外；

步骤2-2：固定加热器包括MgAl₂O₄单晶基片（3）的位置，使得MgAl₂O₄单晶基片（3）和加热器表面与步骤1所制备的PZT-NFO靶材（5）表面垂直，且基片处于溅射产生的二次电子、阴离子流之外，但仍处于等离子辉体环外缘之内；

步骤2-3：抽背底真空至2x10^-5Pa，然后启动加热器，将薄膜沉积室内温度升至750～800℃；

步骤2-4：通入氩气，使薄膜沉积室真空度达到1Pa，然后启动射频溅射电源；

步骤2-5：溅射过程中，通入氧气，使薄膜沉积室真空度达到2Pa，保持氧氩比为1∶1，溅射功率确定为160～250W；溅射过程中采用膜厚仪监控薄膜生长速度，待薄膜生长到所需厚度后，关闭射频溅射电源；

步骤2-6：关闭氩气，仅通入氧气，使薄膜沉积室真空度达到20Pa，并在750℃下保温1小时，然后在氧气氛中缓慢降温至室温，得到沉积于MgAl₂O₄单晶基片（3）（001）取向表面的磁性纳米线阵列薄膜；其中磁性纳米线阵列薄膜包括NiFe₂O₄纳米线（1）和Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃基体（2），且NiFe₂O₄纳米线（1）均匀分布在Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃基体（2）中。

4.根据权利要求3所述的磁性纳米线阵列薄膜的制备方法，其特征在于，所述PZT-NFO靶材（5）直径为72mm，厚度为3mm。

5.根据权利要求3所述的磁性纳米线阵列薄膜的制备方法，其特征在于，步骤2-1中所述导电粘结剂为导电银漆。