[发明专利]铁磁性铬氧化物纳米颗粒薄膜的低温低压气相制备方法

摘要

本发明公开了一种铁磁性铬氧化物纳米颗粒薄膜的低温低压气相制备方法，它是以金属Cr为先驱物，通过等离子体气相聚集和实时氧化的方法，利用气相聚集过程中独特的成核生长与反应环境，在气相环境中形成Cr氧化物纳米颗粒，并通过差分真空系统，使所形成的纳米颗粒在高真空下沉积在基片上，在室温低压下形成铬氧化物纳米颗粒薄膜，氧化物的主要成分是具有铁磁性的二氧化铬。本发明的制备方法可应用于高密度存储器件与纳米磁电子器件的制备工艺流程中，具有工艺简单、稳定、效率高、易于规模化等特点。

主权项

1.一种铁磁性铬氧化物纳米颗粒薄膜的低温低压气相制备方法，其特征在于该方法的制备步骤如下：A.在冷凝腔(1)中进行磁控等离子体溅射，从固定于磁控靶座(2)上的金属Cr靶(3)表面产生高浓度的Cr原子气；B.在磁控溅射的同时，从充气管(9)向冷凝腔(1)中通入高纯度的惰性气体作为缓冲气体，其气压控制在100Pa到500Pa之间的一个稳定值，缓冲气体被充满冷凝腔壁夹层内的液氮(4)冷却，溅射出来的Cr原子在冷凝腔中冷凝区(5)的缓冲气体中发生成核生长，形成纳米颗粒，由于缓冲气体的充入，冷凝腔中的气压比常规的磁控溅射的工作气压高1-2个数量级；C.在通入缓冲气体的同时掺入高纯氧气，以对铬原子实行氧化，生成铬氧化物纳米颗粒；D.在冷凝腔(1)与Cr靶(3)相对的一端的壁上开设小孔(6)，在小孔(6)的另一侧为沉积室(7)，通过真空泵差分抽气(11)，使沉积室(7)保持在高真空10-4～10-5Pa，冷凝腔(1)中形成的纳米颗粒在缓冲气体的携带下从小孔(6)喷出到沉积室(7)，形成纳米粒子束流(10)，并沉积于基片(8)上，控制沉积时间，即可在基片(8)表面获得铁磁性铬氧化物纳米颗粒薄膜。