[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有效
| 申请号： | 201510771425.7 | 申请日： | 2015-11-12 |
| 公开（公告）号： | CN105369201B | 公开（公告）日： | 2018-06-08 |
| 发明（设计）人： | 白海力;李栋;郑东兴;金朝 | 申请（专利权）人： | 天津大学 |
| 主分类号： | C23C14/08 | 分类号： | C23C14/08;C23C14/35 |
| 代理公司： | 天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201 | 代理人： | 王丽 |
| 地址： | 300072 天*** | 国省代码： | 天津;12 |
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| 摘要： | 本发明专利涉及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；在外延生长了10～100纳米的LaNiO3导电基底的LaAlO3取向单晶基片上制备BiFeO3外延薄膜；在BiFeO3外延薄膜上生长外延Zn0.95Mn0.05O薄膜；测量Zn0.95Mn0.05O‑BiFeO3复合薄膜的室温电阻态和磁性转变。本发明首次采用射频磁控溅射法成功制备出锰掺氧化锌‑铁酸铋复合薄膜，物理性质稳定；该Zn0.95Mn0.05O‑BiFeO3外延复合结构，扩充了多铁复合结构的研究范围，相比其它薄膜制备技术，磁控溅射更容易实现工业化生产。 | ||
| 搜索关键词： | 制备 铁酸铋 氧化锌 复合薄膜 复合结构 外延薄膜 异质结构 磁特性 电控 射频磁控溅射法 薄膜制备技术 磁控溅射 磁性转变 单晶基片 室温电阻 外延生长 物理性质 导电基 取向 薄膜 测量 生长 成功 研究 | ||
【主权项】：
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Zn0.95Mn0.05O‑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Zn0.95Mn0.05O薄膜；3)测量Zn0.95Mn0.05O‑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Zn0.95Mn0.05O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Zn0.95Mn0.05O‑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Zn0.95Mn0.05O‑BiFeO3复合薄膜的室温电场控磁效应。
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