BiFeO-,3-及相關(guān)多鐵薄膜的制備與表征.pdf

1、多鐵材料是指材料的同一相中包含兩種及兩種以上鐵的基本性能，目前研究較多的是鐵電有序和磁有序共存的鐵磁電材料。鐵電性和磁性的共存使其具有磁電效應。鐵電性、磁性和磁電效應使得多鐵材料在信息存儲、自旋電子學、非線性磁光效應以及傳感器和驅(qū)動器領(lǐng)域具有很大的應用前景。
　　 BiFeO3是一種典型的單相多鐵材料，它具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)屬于R3c空間群，其居里溫度為Tc=1103K，尼爾溫度TN=643K，室溫下表現(xiàn)出共存的鐵電性和弱的反鐵磁性。

2、目前，將BiFeO3薄膜和其他鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鐵電、磁性薄膜制備成多層膜和超品格結(jié)構(gòu)來研究其中的電、磁性能和磁電耦合效應是一個新的研究方向。
　　 本文中采用射頻磁控濺射的方法制備了La0.7Sr0.3MnO3薄膜、BiFeO3薄膜和BiFeO3/La0.7Sr0.3MnO3超晶格。通過X射線衍射(XRD)、X射線全反射(XRR)、原子力顯微鏡(AFM)、X射線能譜儀(EDX)、低溫測量系統(tǒng)等分析測試手段研究了薄膜和超晶格的結(jié)構(gòu)、厚

3、度、形貌、成分和電性質(zhì)。主要研究成果如下：
　　 1.采用射頻磁控濺射的方法在Si(001)襯底和SrTiO3(001)襯底上制備了取向La0.7Sr0.3MnO3薄膜，在SrTiO3(001)襯底上制備了取向BiFeO3薄膜，分析了襯底和沉積溫度、濺射氣壓、濺射功率等工藝參數(shù)對薄膜的結(jié)構(gòu)和性能的影響。通過實驗找到了在SrTiO3(001)襯底上制備La0.7Sr0.3MnO3薄膜和BiFeO3薄膜的最佳工藝參數(shù)。
　　

4、 2.在SrTiO3(001)襯底上制備了取向La0.7Sr0.3MnO3/BiFeO3超品格，通過對超晶格電性質(zhì)的測試得出：在超晶格中，BiFeO3與La0.7Sr0.3MnO3以串聯(lián)的方式結(jié)合在一起。BiFeO3層有著內(nèi)磁場的作用，內(nèi)磁場同外磁場作用相同會使La0.7Sr0.3MnO3層的鐵磁性增強，金屬一絕緣轉(zhuǎn)變向高溫方向移動，電誘導現(xiàn)象更為明顯；La0.7Sr0.3MnO3層有著內(nèi)電場的作用，內(nèi)電場同外電場作用相同會使BFO層中