[發(fā)明專利]一種磁性可調(diào)控的復(fù)合金屬酞菁薄膜及其制備方法

有效

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• 申請日: 2019-06-27
• 公開（公告）號: CN110289349B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張憲民;阮劉霞;秦高梧
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: H01L43/10
• 分類號: H01L43/10;H01L43/12;H01L43/08
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 寧佳

本發(fā)明的一種磁性可調(diào)控的復(fù)合金屬酞菁薄膜及其制備方法。金屬酞菁包括過渡族金屬酞菁和稀土金屬酞菁。復(fù)合金屬酞菁薄膜由厚度比為(9～1)：(1～5)的磁性金屬酞菁與非磁性金屬酞菁復(fù)合而成。制備時(shí)，在非磁性襯底上，采用有機(jī)共蒸發(fā)的方法，共同蒸發(fā)一種磁性金屬酞菁和一種非磁性金屬酞菁，制備出復(fù)合金屬酞菁薄膜。其薄膜厚度在10～100nm之間，薄膜中非磁性和磁性金屬酞菁的摩爾比通過調(diào)整蒸發(fā)溫度控制。復(fù)合金屬酞菁薄膜的磁性可以通過改變薄膜中非磁性/磁性金屬酞菁的摩爾比例，使得非磁性金屬酞菁在磁性金屬酞菁中均勻分布，有效間隔了磁性金屬酞菁分子，從而實(shí)現(xiàn)對薄膜磁性的有效調(diào)控。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于薄膜制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磁性可調(diào)控的復(fù)合金屬酞菁薄膜及其制備方法。

背景技術(shù)：

酞菁分子具有18電子大環(huán)共軛體系，存在強(qiáng)烈的π-π電子相互作用，而且具有很強(qiáng)的配位能力，幾乎可以和所有的金屬元素發(fā)生配位反應(yīng)，形成具有特殊顏色的金屬配合物，俗稱金屬酞菁。金屬酞菁類化合物，具有良好的光穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性以及化學(xué)穩(wěn)定性，并顯示出了優(yōu)異的光、電、熱、磁性質(zhì)和作為分子導(dǎo)體、分子電子元器件、氣體傳感器件、分子磁體、光電轉(zhuǎn)換、電致變色和液晶顯示等新型功能性材料的巨大潛力，其應(yīng)用已經(jīng)從最初的染料擴(kuò)展到催化、太陽能、信息技術(shù)和醫(yī)療衛(wèi)生等各個(gè)領(lǐng)域，金屬酞菁這些高新技術(shù)的應(yīng)用引起了科學(xué)家們的高度重視。

隨著當(dāng)今時(shí)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)存儲器件在速度、功耗、穩(wěn)定性等方面越來越顯得力不從心，發(fā)展新的存儲器件已成為必然的趨勢。而磁性存儲器件由于其記憶的非易失性，一直備受人們的青睞。因此，金屬酞菁單分子磁性的發(fā)現(xiàn)，標(biāo)志著高密度存儲和量子計(jì)算的新紀(jì)元，為開辟半導(dǎo)體技術(shù)新領(lǐng)域以及制備新型電子器件提供了條件。目前，多種金屬酞菁衍生物單分子磁體被報(bào)道，以期得到良好單分子磁性的材料。但復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)和取代基在一定程度上犧牲了酞菁分子固有的熱穩(wěn)定性，妨礙了金屬酞菁單分子磁體相應(yīng)的薄膜制備和今后在器件中的應(yīng)用，尋找出一種不破壞分子熱穩(wěn)定性且有效調(diào)控單分子磁性的方法十分關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種磁性可調(diào)控的復(fù)合金屬酞菁薄膜及其制備方法。金屬酞菁包括過渡族金屬酞菁和稀土金屬酞菁。在玻璃襯底上，采用有機(jī)共蒸發(fā)的方法，共同蒸發(fā)一種磁性金屬酞菁和一種非磁性金屬酞菁，制備出復(fù)合金屬酞菁薄膜。其中薄膜厚度在10～100nm之間，薄膜中非磁性和磁性金屬酞菁的厚度比通過調(diào)整蒸發(fā)溫度控制。復(fù)合金屬酞菁薄膜的磁性可以通過改變薄膜中非磁性/磁性金屬酞菁的厚度比例而得到連續(xù)調(diào)控。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種磁性可調(diào)控的復(fù)合金屬酞菁薄膜，由磁性金屬酞菁和非磁性金屬酞菁復(fù)合而成，所述的磁性金屬酞菁為過渡族金屬酞菁或稀土金屬酞菁中的一種，所述的非磁性金屬酞菁為過渡族金屬酞菁或稀土金屬酞菁中的一種，復(fù)合金屬酞菁薄膜中厚度比為磁性金屬酞菁：非磁性金屬酞菁＝(9～1)∶(1～5)。

所述的磁性可調(diào)控的復(fù)合金屬酞菁薄膜中的金屬元素為3d過渡金屬元素或鑭系元素中的一種，其中：

3d過渡金屬元素具體為Sc，Ti，V，Cr，Mn，F(xiàn)e，Co，Ni，Cu或Zn；

鑭系金屬元素具體為La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb或Lu。

所述的磁性可調(diào)控的復(fù)合金屬酞菁薄膜中的磁性金屬酞菁為酞菁鉻、酞菁錳、酞菁鐵、酞菁鈷、酞菁釓、酞菁鋱、酞菁鏑、酞菁鈥、酞菁鉺、酞菁銩，其余為非磁性金屬酞菁。

所述的磁性可調(diào)控的復(fù)合金屬酞菁薄膜厚度為10～100nm。

所述的磁性可調(diào)控的復(fù)合金屬酞菁薄膜，經(jīng)測試，單個(gè)磁性酞菁分子飽和磁矩磁性為3～12μ_B，測試溫度為2K，外磁場為30kOe。

所述的磁性可調(diào)控的復(fù)合金屬酞菁薄膜的制備方法，包括步驟如下：