[發(fā)明專利]射頻反應(yīng)濺射外延鑭鍶鈷氧薄膜的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410691390.1
• 申請日: 2014-11-25
• 公開（公告）號: CN104404464A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔文瑤;李鵬;白海力
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 王麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利涉及一種反應(yīng)濺射制備外延鑭鍶鈷氧薄膜的設(shè)備及操作方法，更具體地，是一種涉及與現(xiàn)有工業(yè)化生產(chǎn)兼容、靶材選擇簡單的射頻反應(yīng)濺射外延鑭鍶鈷氧薄膜的制備方法

背景技術(shù)

早在1993年和1994年，Helmolt和Jin等人相繼在摻雜鈣鈦礦錳氧化物L(fēng)a_2/3Ba_1/3MnO₃和La_2/3Ca_1/3MnO₃中發(fā)現(xiàn)了龐磁電阻效應(yīng)(colossal?magnetoresistance,CMR)(S.Jin,et?al,Science,1994,264,431)。2004年有研究小組在La_0.84Sr_0.16MnO₃中發(fā)現(xiàn)了巨平面霍爾效應(yīng)(Y.Bason,et?al,Appl.Phys.Lett.,2004,84,2593)，這是各向異性磁輸運研究領(lǐng)域中的又一重大的突破，并推測類似的巨平面霍爾效應(yīng)還會出現(xiàn)在具有龐磁電阻的體系中。鈣鈦礦是一種典型的強關(guān)聯(lián)電子體系，并且是自旋、電荷、軌道、晶格幾個自由度相互耦合的復(fù)雜體系，其中表現(xiàn)出的金屬–絕緣體轉(zhuǎn)變，磁相分離，龐磁電阻等奇特的物理特性都吸引著人們對其進(jìn)行更加深入的研究。

鑭鍶鈷氧是一類混磁相的鈣鈦礦材料，La_1-xSr_xCoO₃中的Co離子隨著溫度升高從低自旋態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楦咦孕龖B(tài)，正是由于Co離子的自旋態(tài)轉(zhuǎn)變以及Co離子之間的雙交換、超交換作用，La_1-xSr_xCoO₃在不同溫度及Sr摻雜量下表現(xiàn)出豐富的相圖，并且由于鐵磁雙交換作用與反鐵磁超交換作用的相互競爭而在小摻雜量范圍內(nèi)表現(xiàn)出自旋玻璃態(tài)，其磁相分離范圍在0.04<x<0.22。

理想立方鈣鈦礦的基本晶體結(jié)構(gòu)為ABO₃，其中A為半徑較大的離子，如La³⁺、Nd³⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺等，位于立方晶格的中心。B則是半徑較小的離子，例如Mn³⁺、Co³⁺、Ti⁴⁺、Mn⁴⁺等，位于立方晶格的頂點位置，而三個氧離子則位于立方晶格各邊的中點位置。LaCoO₃基態(tài)的晶體結(jié)構(gòu)并不是理想的立方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，而是伴有輕微的菱形畸變，但隨著Sr元素的摻入，會削弱這種菱形畸變，Sr的濃度越高菱形畸變越小，最終轉(zhuǎn)變?yōu)槔硐氲牧⒎解}鈦礦結(jié)構(gòu)。

La_1-xSr_xCoO₃是自旋、電荷、軌道、晶格幾種自由度之間相互耦合而形成的一種復(fù)雜的體系。由于其內(nèi)部存在著Co離子的自旋態(tài)轉(zhuǎn)變、雙交換/超交換作用、相分離等奇特的物理現(xiàn)象而受到廣泛關(guān)注。如今，鈣鈦礦由于其龐磁電阻效應(yīng)、鐵電性、鐵磁性、高自旋極化率、高溫超導(dǎo)等豐富的物理特性而成為電極的良好候選材料，除了在自旋電子學(xué)器件中起到重要的作用，更被人們開發(fā)為催化劑以及鈣鈦礦太陽能電池等很多方面有著廣泛的應(yīng)用。