多鐵性LSMO-BLFMO0-3型復(fù)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(jié)構(gòu)的單相多鐵性材料，在室溫下同時(shí)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(shè)備領(lǐng)域具有巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值，因而成為多鐵性材料研究中的熱點(diǎn)。但是由于BiFeO3具有較大的漏電流和弱磁性，限制了它的應(yīng)用。因此，一般采用摻雜、外延以及制備復(fù)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(fù)合薄膜，通過引入緩沖層和實(shí)現(xiàn)取向生長(zhǎng)以達(dá)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(jīng)600℃至1100℃熱處理后制備了La0.67Sr0.33MnO3納米粉末，并分別對(duì)其晶粒尺寸、顆粒尺寸及鐵磁性進(jìn)行了研究。通過綜合對(duì)比分析，最終選擇900℃熱處理后的粉末作為后續(xù)復(fù)合材料的原料，此時(shí)其平

3、均晶粒粒徑約為28nm，磁化強(qiáng)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(fù)合薄膜，并對(duì)其鐵磁鐵電性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，當(dāng)LSMO：BLFMO=0.005：0.995時(shí)，剩余極化強(qiáng)度(Pr)為10.14μC/cm2，飽和磁化強(qiáng)度(Ms)為17.43emu/cm3；

4、LSMO：BLFMO=0.03:0.97時(shí)，Pr減小為8.58μC/cm2，Ms增加到31.42emu/cm3，100kV/cm的電場(chǎng)下測(cè)得薄膜的漏電流為1.23×10-3A/cm2，比LSMO：BLFMO=0.005：0.995的復(fù)合薄膜增大了一個(gè)數(shù)量級(jí)。
　　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(fù)合薄膜。并對(duì)其鐵磁鐵電性進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明，當(dāng)LSMO：BLFMO=0.005：0