一种赝1－3结构磁电复合薄膜的制备方法

摘要

一种赝1－3结构磁电复合薄膜的制备方法，以BTFO为铁电相基质，通过纳米团簇自组装的微结构盘状强磁致伸缩FeGa纳米团簇，形成柱状阵列结构，将其嵌入到BTFO基质中，最后在顶层负载BTFO压电薄膜，从而实现BTFO压电薄膜包围的FeGa阵列结构。本发明提出的一种赝1－3结构磁电复合薄膜的制备方法，形成的FeGa纳米团簇阵列颗粒尺寸大小可控，实现了通过纳米尺度结构的调控来控制薄膜磁电耦合性能，最大限度的去除硬质衬底的“夹持”作用。本发明所述方法制备的磁电复合薄膜，饱和磁致伸缩为在4000Oe磁场下，最大磁致伸缩系数λ可达到304ppm，薄膜的磁电耦合系数可达到410mV/Oe·cm，具有很高的磁电耦合效应。

主权项

一种赝1－3结构磁电复合薄膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)在衬底上沉积第一层BTFO压电薄膜；(2)在步骤(1)处理后的衬底第一层BTFO压电薄膜上加盖掩膜板；(3)以FeGa合金作为溅射靶材，在60‑80Pa的氩气环境下，通过溅射电源激励，使氩离子轰击靶材，实现靶材的表层原子脱落，并在差分气压的推动下随氩气一起飞向衬底；(4)脱落的FeGa原子在飞行过程中，与氩气持续碰撞并逐渐生长成团簇，所述团簇在多级差分抽气的驱动下，形成朝向衬底方向的定向且准直的团簇束流；(5)保持团簇束流以的沉积速度在衬底第一层BTFO压电薄膜上沉积100～150分钟，在掩膜板的遮挡下，形成由多个厚度为600～900nm团簇圆盘所组成的团簇盘状阵列；(6)移除掩膜板；(7)在步骤(4)生成的纳米团簇盘状阵列上沉积第二层BTFO压电薄膜，使纳米团簇盘状阵列包裹在两层BTFO压电薄膜之间；(8)在第二层BTFO压电薄膜上沉积点电极。