[发明专利]一种立方相掺杂铁酸铈磁光材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种立方相掺杂铁酸铈磁光材料，其特征在于：所述立方相掺杂铁酸铈磁光材料，其化学式为Ce_1-xSr_xFe_1-xV_xO₃，x=0.5，属立方晶系，晶胞常数a=b=c=7.766Å，易于在硅基底上外延生长；是一种双钙钛矿稀土铁酸盐结构，其中Ce、Sr共同占据A格位，Fe、V共同占据B格位。

2.一种如权利要求1所述的立方相掺杂铁酸铈磁光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）多晶原料制备：按Ce_1-xSr_xFe_1-xV_xO₃，x=0.5，化学计量比准确称取CeO₂、Fe₂O₃、Fe、SrCO₃、V₂O₅初始原料，置于刚玉研钵中充分研磨，混合均匀后于30Mpa下压制成片，用管式炉在真空850℃下烧结12小时；重复以上研磨、压制成片、烧结操作一次；为了使压制成的多晶原料靶材致密度更高，在第二次研磨时加入5mL量的PVA作为粘合剂；

（2）薄膜的制备：采用射频磁控溅射法，以(111)取向的单晶硅片或SrTiO₃晶体为基底、Ar为工作气体制备Ce_1-xSr_xFe_1-xV_xO₃，x=0.5薄膜；

（3）晶化处理：步骤（2）制备所得薄膜在惰性混合气氛下进行第一次退火，并在炉内放置多根碳棒；为了避免还原气氛下产生的Fe²⁺和氧空位缺陷对薄膜光学、磁学性能产生影响，对薄膜需要进行第二次退火，获得Ce_1-xSr_xFe_1-xV_xO₃，x=0.5磁光材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中薄膜的射频磁控溅射的制备工艺参数为：靶基距5cm，本底真空1×10^-4Pa，工作气体为Ar，工作气压1.9Pa，气体流量20Sccm，溅射功率80W，溅射时长为1.5~3小时。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，第一次退火的惰性混合气氛为5%H₂与95%Ar₂的混合气氛，第一次退火的退火温度为650℃，退火恒温时长为2小时，升、降温速率为1℃/min；第二次退火的退火温度为500 ℃、空气氛围下恒温1小时，升、降温速率为1℃/min。