[發(fā)明專利]一種尖晶石型四方相CuFe2O4鐵磁性薄膜及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610188296.3
• 申請日: 2016-03-29
• 公開（公告）號: CN105632756B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 談國強;楊瑋;晏霞;耶維;樂忠威;任慧君;夏傲
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號: H01F41/24
• 分類號: H01F41/24;H01F41/22;H01F10/20
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司61200
• 代理人: 岳培華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能材料領(lǐng)域，具體涉及一種尖晶石型四方相CuFe₂O₄鐵磁性薄膜及其制備方法。

背景技術(shù)

尖晶石型鐵氧體屬于一種多功能半導(dǎo)體材料，尤其是一種重要的磁性材料。尖晶石型鐵氧體的薄膜在光學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)、磁學(xué)性質(zhì)等眾多方面展現(xiàn)出許多新型的特性。所以對尖晶石型鐵磁性薄膜的深入研究和對其開發(fā)利用具有相當重要的意義。

具有這種結(jié)構(gòu)的尖晶石型鐵氧體是從自然界的一種礦物MgAl₂O₄之中得來，這是一種按立方晶系結(jié)晶的礦物。這種尖晶石晶體的結(jié)構(gòu)最開始是由Bragg(布喇格)和Nishikawa所確定的。這一類型尖晶石型鐵氧體是以立方晶系結(jié)構(gòu)構(gòu)成的一種晶體，它的化學(xué)分子通式是 MeFe₂O₄，其中Me代表二價金屬離子，Me可以是Co²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺等離子。這其中鐵是三價離子，同樣鐵離子也可以被其它如Cr³⁺、A1³⁺等三價金屬離子所取代。按照晶體結(jié)構(gòu)化學(xué)理論，在鐵酸銅晶體結(jié)構(gòu)中Cu²⁺主要占據(jù)八面體位置，可以用Fe[CuFe]O₄來表達。

目前，并沒有采用溶膠-凝膠法制備尖晶石型四方相CuFe₂O₄鐵磁性薄膜的相關(guān)報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種尖晶石型四方相CuFe₂O₄鐵磁性薄膜及其制備方法，該方法能夠制備出具有優(yōu)異強鐵磁性能的CuFe₂O₄晶態(tài)薄膜。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種尖晶石型四方相CuFe₂O₄鐵磁性薄膜的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：將硝酸銅和硝酸鐵按摩爾比為1:2溶于乙二醇甲醚中，攪拌均勻后再加入醋酸酐，得到CuFe₂O₄前驅(qū)液；

步驟2：采用旋涂法在基片上旋涂CuFe₂O₄前驅(qū)液，得CuFe₂O₄濕膜，CuFe₂O₄濕膜經(jīng)勻膠后在250～300℃下烘烤得干膜，再于600～750℃下在空氣中退火，得到晶態(tài)CuFe₂O₄薄膜；

步驟3：待晶態(tài)CuFe₂O₄薄膜冷卻后，在晶態(tài)CuFe₂O₄薄膜上重復(fù)步驟2，直至達到所需厚度，得到尖晶石型四方相CuFe₂O₄鐵磁性薄膜。

所述的CuFe₂O₄前驅(qū)液中乙二醇甲醚和醋酸酐的體積比為(3.5～4.5):1，CuFe₂O₄前驅(qū)液中 Fe離子的濃度為0.3～0.5mol/L。

所述步驟2在進行前，先將基片表面清洗干凈，然后在紫外光下照射處理，使基片表面達到原子清潔度。

所述的基片為FTO/玻璃基片、Si基片、SrTiO₃單晶基片或LaNiO₃單晶基片。

所述步驟2中勻膠時的勻膠轉(zhuǎn)速為4200～4500r/min，勻膠時間為7～10s。

所述步驟2中勻膠后的烘烤時間為10～15min。

所述步驟2中的退火時間為25～30min。

所述的尖晶石型四方相CuFe₂O₄鐵磁性薄膜由10～15層晶態(tài)CuFe₂O₄薄膜構(gòu)成。

所述的尖晶石型四方相CuFe₂O₄鐵磁性薄膜的制備方法制得的尖晶石型四方相CuFe₂O₄鐵磁性薄膜，該薄膜的結(jié)構(gòu)式為CuFe₂O₄，其結(jié)構(gòu)為四方相的尖晶石結(jié)構(gòu)，空間點群為I4₁/amd (141)。