[发明专利]一种高剩磁比单一取向的M型铁氧体异质结薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种高剩磁比单一取向的M型铁氧体异质结薄膜的制备方法，其特征在于，将BaFe₁₂O₁₉与Sr₃Al₂O₆结合，包括如下步骤：

（1）靶材制备：使用纯度为99.9 %以上的SrCO₃、Al₂O₃、BaCO₃和Fe₂O₃制备用于脉冲激光沉积的Sr₃Al₂O₆与BaFe₁₂O₁₉的靶材；

（2）薄膜沉积：将单晶基片SrTiO₃、BaFe₁₂O₁₉靶材与Sr₃Al₂O₆靶材置于PLD样品腔内，使用脉冲激光沉积的方法首先在SrTiO₃衬底上沉积Sr₃Al₂O₆薄膜，然后沉积BaFe₁₂O₁₉薄膜；

（3）原位退火：将样品腔内条件设置为600 ℃、1-2 kPa氧压，在此条件下保持120 min，然后缓慢降至室温；

（4）马弗炉退火：将沉积完成的薄膜置于马弗炉中退火，温度为1100 ℃，时间60 min，以保证薄膜的生长。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述Sr₃Al₂O₆靶材的制备方法，包括如下步骤：

1）将纯度分别为99.95 %和99.99 %的SrCO₃和Al₂O₃粉末按照化合物Sr₃Al₂O₆的原子摩尔比进行配比；

2）使用行星式球磨机对原料进行混合研磨；

3）将球磨得到的粉末置于箱式炉中进行煅烧，煅烧温度为1100 ℃，煅烧时间为20 h；

4）将煅烧之后的样品进行研磨，然后加入PVA作为粘结剂，研磨至均匀细小的粉末之后将其加入模具中压制成靶材胚体；

5）将靶材胚体在箱式炉中进行烧结，烧结温度为1350 ℃，烧结时间为24 h，即可得到所需的靶材，得到的靶材需要干燥收置，防止受潮。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述BaFe₁₂O₁₉靶材的制备方法，包括如下步骤：

1）将纯度分别为99.95 %和99.9 %的BaCO₃和Fe₂O₃粉末按照BaFe₁₂O₁₉的原子摩尔比进行配比；

2）使用行星式球磨机将原料进行混合研磨；

3）将球磨得到的粉末置于箱式炉中进行煅烧，煅烧温度为1100 ℃，煅烧时间为10 h；

4）将煅烧之后的样品进行研磨，然后加入PVA作为粘结剂，研磨至均匀细小的粉末之后将其加入模具中压制成为靶材胚体；

5）将靶材胚体在箱式炉中进行烧结，烧结温度为1250 ℃，烧结时间为20 h，即可得到所需的靶材。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述单晶SrTiO₃基片的晶向为(111)，得到的单一取向的M型铁氧体薄膜的晶向为(0001)。

5. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述Sr₃Al₂O₆样品的镀膜过程中基片温度为720 ℃，激光能量为300 mJ，激光频率为2 Hz，沉积时间为5 min，氧压约为1 Pa。