多鐵性LSMO-BLFMO0-3型復合外延薄膜的制備及其磁電性能研究.pdf

1、鐵酸鉍(BiFeO3)是鈣鈦礦結構的單相多鐵性材料，在室溫下同時具有鐵電有序和G型反鐵磁有序，并且具有較高的居里溫度（TC=1103K）和奈爾溫度（TN=643K），在微電子設備領域具有巨大的潛在應用價值，因而成為多鐵性材料研究中的熱點。但是由于BiFeO3具有較大的漏電流和弱磁性，限制了它的應用。因此，一般采用摻雜、外延以及制備復合材料等方法提高其磁電性能。本文研究了在La3+、Mn3+共摻雜的Bi0.85La0.15Fe0.95Mn

2、0.05O3（BLFMO）中加入La0.67Sr0.33MnO3(LSMO)納米粉末，制備LSMO-BLFMO0-3型顆粒復合薄膜，通過引入緩沖層和實現取向生長以達到降低漏電流和提高其鐵磁性的目的。
　　首先，采用溶膠–凝膠法并經600℃至1100℃熱處理后制備了La0.67Sr0.33MnO3納米粉末，并分別對其晶粒尺寸、顆粒尺寸及鐵磁性進行了研究。通過綜合對比分析，最終選擇900℃熱處理后的粉末作為后續(xù)復合材料的原料，此時其平

3、均晶粒粒徑約為28nm，磁化強度為29emu/g。
　　其次，采用溶膠–凝膠法在單晶Si(001)基板上分別制備了摩爾比LSMO：BLFMO=0.005：0.995和LSMO：BLFMO=0.03：0.97的LSMO-BLFMO0-3型顆粒復合薄膜，并對其鐵磁鐵電性能進行了研究。結果表明，當LSMO：BLFMO=0.005：0.995時，剩余極化強度(Pr)為10.14μC/cm2，飽和磁化強度(Ms)為17.43emu/cm3；

4、LSMO：BLFMO=0.03:0.97時，Pr減小為8.58μC/cm2，Ms增加到31.42emu/cm3，100kV/cm的電場下測得薄膜的漏電流為1.23×10-3A/cm2，比LSMO：BLFMO=0.005：0.995的復合薄膜增大了一個數量級。
　　最后，以單晶LaAlO3(00l)為基板采用逐層熱處理工藝制備了具有高度c軸擇優(yōu)取向的復合薄膜。并對其鐵磁鐵電性進行測試，結果表明，當LSMO：BLFMO=0.005：0