[發(fā)明專利]具有磁電效應(yīng)的復(fù)合薄膜異質(zhì)結(jié)及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810098905.1
• 申請日: 2008-05-09
• 公開（公告）號: CN101286545A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙世峰;萬建國;劉俊明;韓民;王廣厚
• 申請（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號: H01L43/10
• 分類號: H01L43/10;H01L43/12;H01L41/16;H01L41/18;H01L41/22
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所
• 代理人: 栗仲平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于介電物理和磁學(xué)物理領(lǐng)域，涉及一種具有磁電效應(yīng)的復(fù)合薄膜異質(zhì)結(jié)及其制備方法。具體來說，涉及一種由稀土鐵合金磁致伸縮納米薄膜和聚偏二氟乙烯(PVDF)聚合物壓電薄膜復(fù)合而成的一種具有磁電耦合效應(yīng)的復(fù)合薄膜異質(zhì)結(jié)。

背景技術(shù)

磁電效應(yīng)是材料在外加磁場作用下發(fā)生介電極化或在外加電場作用下發(fā)生磁化的現(xiàn)象。在磁電材料研究領(lǐng)域，已知復(fù)合材料具有比單相化合物高得多的磁電效應(yīng)，因此更具實(shí)用價(jià)值，在新一代高性能的電-磁功能器件中具有廣闊的應(yīng)用前景，可廣泛應(yīng)用于信息存儲、集成電路、磁場探測以及磁電能量轉(zhuǎn)換等諸多領(lǐng)域。

近年來，隨著電子集成技術(shù)和納米技術(shù)的飛速發(fā)展，需要開發(fā)納米層次下的磁電復(fù)合材料以滿足在微型驅(qū)動器、微傳感器等微機(jī)電系統(tǒng)和微信息存儲器等方面的應(yīng)用需求。納米層次下的磁電復(fù)合材料一般以復(fù)合薄膜的形式存在，即將具有壓電效應(yīng)和磁致伸縮效應(yīng)的材料按照一定的復(fù)合方式以薄膜的形式淀積在襯底上，形成磁電復(fù)合薄膜。

當(dāng)前，有關(guān)磁電復(fù)合薄膜的研究和開發(fā)正在日益成為磁電材料領(lǐng)域的熱點(diǎn)。當(dāng)前國內(nèi)外制備磁電復(fù)合薄膜一般是采用常規(guī)的物理方法或化學(xué)方法在硬質(zhì)的陶瓷或硅基襯底上沉積形成磁電復(fù)合薄膜。如文獻(xiàn)[1]報(bào)導(dǎo)了采用脈沖激光淀積方法在單晶Si(100)襯底上沉積獲得CoFe₂O₄/Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃層合磁電復(fù)合薄膜；文獻(xiàn)[2]報(bào)導(dǎo)了采用脈沖激光淀積方法在單晶SrTiO₃(001)襯底上制備出有序的CoFe₂O₄納米柱鑲嵌在BaTiO₃基體中的磁電納米復(fù)合薄膜；文獻(xiàn)[3]報(bào)導(dǎo)了采用溶膠凝膠方法在外延生長鉑金的硅襯底(Pt/Ti/SiO₂/Si)上交替旋涂獲得了Co_0.9Zn_0.1Fe₂O₄/Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃多層磁電復(fù)合薄膜；專利ZL10041727.0公開了一種采用溶膠凝膠方法制備出的由鋯鈦酸鉛和鐵酸鈷復(fù)合形成的磁電復(fù)合薄膜。

根據(jù)已有的文獻(xiàn)和專利報(bào)導(dǎo)，迄今為止，磁電復(fù)合薄膜的制備大多采用脈沖激光淀積方法或者溶膠凝膠方法，復(fù)合組分主要是具有尖晶石結(jié)構(gòu)的磁致伸縮材料[如CoFe₂O₄，NiFe₂O₄等]和具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的壓電材料[如Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃，BaTiO₃等]。雖然這些復(fù)合薄膜表現(xiàn)出磁電耦合效應(yīng)，但是仍舊存在一些明顯不足，如：(1)由于硬質(zhì)陶瓷和硅基襯底對復(fù)合薄膜的應(yīng)力約束作用，極大限制了復(fù)合薄膜中兩相間的應(yīng)力傳遞過程，造成磁電效應(yīng)普遍較弱；(2)所采用的尖晶石結(jié)構(gòu)的鐵氧體材料的磁致伸縮性能普遍較弱，造成復(fù)合薄膜的磁電效應(yīng)不強(qiáng)。

本發(fā)明的背景技術(shù)涉及以下文獻(xiàn)：

[1]J.P.Zhou，C.W.Nan，et.al.Magnetoelectric?CoFe₂O₄/Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃double-layer?thin?film?prepared?by?pulsed-laser?deposition.Appl.Phys.Lett.2006，88：013111.

[2]H.Zhang，J.Wang，et.al.Multiferroic?BaTiO₃-CoFe₂O₄?Nanostructure.Sinence?2004，303：661-663.