[发明专利]一种使用离子液体调控金属薄膜磁性的方法

说明书

本发明公开了一种使用离子液体调控金属薄膜磁性的方法，包括：1)将选定基底进行预处理后，在其上采用直流磁控溅射法在真空度条件下，以不同功率依次沉积适宜被咪唑类离子液体调控的金属薄膜；2)，通过对浸润金属薄膜的咪唑类离子液体施加步长相同的循环电压，确认未发生化学反应的电压范围；3)在氮气保护条件下，通过改变离子液体两端电压调控金属薄膜磁性。发明降低了调控电压与电流，节约能源，减轻了设备腐蚀且易于操作，同时调控量大，对环境无污染。

技术领域

本发明涉及使用离子液体调控金属薄膜磁性的方法，属于电子科学领域。

背景技术

目前使用电场调控磁性薄膜共振场的技术一般借助电磁螺线圈或者压电材料(PMN-PT等)来实现电控磁的目的。这类方法面临着电压高、集成难度大、能量损失大等问题，目前已经到达了其发展的瓶颈。急需新的电控磁的方法来推动相关产业的发展。

离子液体，是指在室温或接近于室温下呈现液态的、完全由有机阳离子和无机阴离子组成的液体物质，也被称为室温熔融盐。离子液体作为离子化合物，其熔点较低的主要原因是因其结构中某些取代基的不对称性使离子不能规则地堆积成晶体所致。常见的阳离子有季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子等，阴离子有卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子等。与其他溶剂相比，离子液体具有很多独特的特性，如无毒、蒸汽压低、热稳定性高、电导率高、不可燃、电化学窗口宽等。其中咪唑类阳离子呈弱酸性，而与之配对的阴离子则呈弱碱性，这类液体的电化学窗口通常高于4V。但同时离子液体也有易吸水，在氧气环境加电压容易发生吸氧反应等缺点。

离子液体是一种理想的室温熔盐，在室温下完全由正负离子组成。在其两端施加电压可以在表面区域形成双电层，通过高电荷密度制造电子参杂现象。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种使用离子液体调控金属薄膜磁性的方法，为一种使用离子液体调控金属薄膜磁各向异性及共振场的方法，其在氮气保护的条件下进行，降低了调控电压与电流、节约能源、减轻了设备腐蚀且易于操作，同时调控量大，对环境无污染。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种使用离子液体调控金属薄膜磁性的方法，包括如下步骤：

S1，薄膜的制备：将选定基底进行预处理后，在其上采用直流磁控溅射法在真空度条件下，以不同功率依次沉积适宜被咪唑类离子液体调控的金属薄膜；

S2，测试调控体系电化学窗口：在氮气保护条件下，通过对浸润金属薄膜的离子液体施加步长相同的循环电压，确认未发生化学反应的电压范围；

S3，调控金属薄膜磁性：在氮气保护条件下，通过改变离子液体两端电压调控金属薄膜磁性。

对于上述技术方案，本发明还有进一步优选的方案：

优选的，在步骤S1中基底为二氧化硅、mica或capton中的一种。

优选的，在步骤S1中金属薄膜结构为：Ag 2nm、Bi 6nm、Ta 4nm、substrate或FeCoB1.5nm、Ru 0.95nm、FeCoB 1.5nm、Ta 7.5nm、substrate；Pt0.8nm、Co1 nm、Pt0.9 nm、Co1nm、Pt0.9 nm、Ta 4nm、substrate或Co2.25 nm或Ta 5nm中的一种。

优选的，步骤S1中，预处理过程为：

将基片在浓度为99％的丙酮中完全浸没，并以90w功率超声震荡清洗10min；在浓度为99％的酒精中完全浸没，并以90w功率超声震荡清洗10min；最后在去离子水中全浸没，并以90w功率超声震荡清洗10min，气枪吹干。

优选的，在步骤S1中，真空度条件为1.5x10^-7Torr，功率为30w至50w。