[发明专利]具有室温电控磁特性的锰掺氧化锌-铁酸铋外延异质结构的制备方法

权利要求书

1.一种具有室温电控磁特性的锰掺氧化锌-铁酸铋外延异质结构的制备方法，其特征在于：利用磁控溅射法来制备Zn_0.95Mn_0.05O-BiFeO₃多铁复合外延异质薄膜，具体步骤如下：

1)在外延生长了10～100nm的LaNiO₃导电基底的LaAlO₃取向单晶基片上制备BiFeO₃外延薄膜；

2)在BiFeO₃外延薄膜上生长外延Zn_0.95Mn_0.05O薄膜；

3)测量Zn_0.95Mn_0.05O-BiFeO₃复合薄膜的室温电阻态和磁性转变；

其中所述步骤1)的方法具体为：

(1)选择10％Bi过量的靶材，基底温度为600～700℃，氧气与氩气比为(5.0～20.0):100，溅射压强为1.0～1.2帕，溅射速率为1.8～2.0纳米/分；

(2)BiFeO₃外延薄膜厚度为50至200纳米；

所述步骤2)的方法具体为：

(1)采用三靶磁控溅射装置，在射频溅射靶头上安装纯度为99.99％的Mn掺ZnO靶；

(2)将生长好的BiFeO₃外延薄膜放置于样品架位置，加热温度为300-500℃，溅射氧气与氩气比为(0.1～3.2)：100，溅射压强为1.0～1.2帕；

(3)开启溅射电源，在Mn掺ZnO靶上施加0.15-0.18安培的电流和990～1000伏特的射频电压，薄膜生长速率为8～10纳米/分；

(4)控制Zn_0.95Mn_0.05O外延薄膜厚度100～200纳米，关闭溅射电源；

所述步骤3)的方法具体为：

(1)将Zn_0.95Mn_0.05O-BiFeO₃复合薄膜在室温下测量复合薄膜不同极化状态下的磁化曲线；

(2)从磁化曲线中读出Zn_0.95Mn_0.05O-BiFeO₃复合薄膜的室温电场控磁效应。