[发明专利]一种具有交换偏置效应的铁氧化物薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种具有交换偏置效应的铁氧化物薄膜，其特征在于，所述铁氧化物薄膜包含反铁磁性氧化亚铁薄层、以及在所述反铁磁性氧化亚铁薄层上外延生长的亚铁磁性四氧化三铁薄层。

2.根据权利要求1所述的铁氧化物薄膜，其特征在于，所述铁氧化物薄膜的厚度为15—60nm。

3.根据权利要求1或2所述的铁氧化物薄膜，其特征在于，所述反铁磁性氧化亚铁薄层的厚度为3—10nm，所述亚铁磁性四氧化三铁薄层的厚度为5—55nm。

4.根据权利要求1-3中任一所述的铁氧化物薄膜，其特征在于，所述铁氧化物薄膜沉积在钛酸锶层表面或钛酸锶单晶表面上，所述反铁磁性氧化亚铁薄层在钛酸锶层表面或钛酸锶单晶表面外延生长。

5.根据权利要求4所述的铁氧化物薄膜，其特征在于，所述钛酸锶层的厚度为5-25nm。

6.一种权利要求1-5中任一所述铁氧化物薄膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

1）以钛酸锶为靶材，在基材上进行脉冲激光沉积得到钛酸锶层，或者预处理钛酸锶单晶衬底；

2）以氧化铁为靶材，在步骤1）制备的钛酸锶层或钛酸锶单晶衬底上进行脉冲激光沉积，得到所述铁氧化物薄膜，其中，脉冲激光沉积技术的参数为：先将脉冲激光沉积系统的本底抽真空至≦5×10^-4Pa，并加热基材或钛酸锶单晶衬底至350-550℃，再将反应室真空抽至3×10^-4Pa进行沉积，沉积温度300-600℃，激光能量密度3-7J/cm²，沉积速率1.5～2nm/分钟。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，基材为铌镁酸铅钛酸铅单晶或镁铝尖晶石单晶。

8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，脉冲激光沉积技术的参数为：沉积温度500-800℃，沉积氧压0.01-1Pa，激光能量密度3-7J/cm²，沉积速率1～1.5nm/分钟。

9.根据权利要求6-8中任一所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中，加热基材或钛酸锶衬底的升温速率为1-10℃/分钟。

10.根据权利要求6-9中任一所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中，沉积结束后在气压≦3×10^-4Pa的条件下，以1-10℃/分钟的降温速率将制得铁氧化物薄膜冷却至室温。