【技術實現步驟摘要】
本申請涉及自旋電子學中自旋存儲和邏輯運算，具體涉及一種基于fe3ga合金的新型磁性絕緣體外延薄膜及其制備方法。
技術介紹
1、在磁性薄膜材料中，磁性薄膜絕緣體因其較小的磁阻尼系數、較大的介電常數以及無分流效應，適合開發能量高效、高密度、超快速的下一代自旋電子學存儲和邏輯運算器件，因而吸引了眾多學者的關注。首先，自旋電子學的快速發展促使對新材料的需求，以實現高效的信息存儲和處理。其次，隨著量子計算的興起，研究人員希望利用這些材料構建更穩定的量子比特。此外，磁性薄膜絕緣體在基礎物理研究中，尤其是研究磁性、相變和界面效應方面，提供了豐富的實驗平臺。其中galfenol(fe100-xgax)薄膜憑借其優秀的磁特性和更理想的力學性能，使其在傳感器和執行器應用(包括高頻設備)方面具有更廣闊的前景，近年來成為研究的熱點。
2、通過人為手段調控fe3ga的鐵磁性是研究該類薄膜材料的重要手段。adrianacosta等人對此進行了系統的研究，他們深入討論了襯底對fe3ga薄膜性能的影響，證明了面內矯頑力、各向異性和吉爾伯特阻尼系數都受到底層材料變化的顯著影響，同時發現了使用nife作為底層材料在增強fe3ga薄膜軟磁性性能方面有良好的效果。另一項相關研究是控制生長功率來影響富含ga的fe3ga薄膜的結構特性。研究人員觀察到，生長功率的增大減小了晶體尺寸(中等量級)，促進了層的矯頑力場的減小；同時生長功率也決定了局部秩序，從而表明生長功率的控制可以作為fe3ga薄膜性能的另一個有效調節因素。此外，d.cao等人還研究了摻雜其他元素作為
3、雖然研究者對fe3ga類薄膜的磁性和導電性已有研究，但是關于fe3ga諸多磁學現象的真正起因以及背后所包含的物理機制并不清晰。同時，利用何種手段對其磁性和導電特性進行精準調控還有待進一步研究。另外，由于磁性絕緣體具有優異的物理性能以及巨大的應用前景，尋找磁性薄膜絕緣體一直是研究者的目標之一。本專利技術旨在通過磁控濺射工藝的探索，研發一種基于fe3ga合金的新型磁性薄膜絕緣體。
技術實現思路
1、本申請的目的在于提供一種基于fe3ga合金的新型磁性絕緣體外延薄膜及其制備方法，解決現有技術中磁性薄膜絕緣體中電阻率及飽和磁化強度不高的技術問題。
2、本專利技術提供了一種基于fe3ga合金的新型磁性絕緣體外延薄膜的制備方法，包括以下制備步驟，
3、步驟一、將塊體fe3ga靶材設置到直流電源位置，利用耐高溫銀膠將襯底固定在表盤中心位置，使靶材與襯底相對應，啟動真空系統，抽真空；
4、步驟二、開啟直流電源，在靶材表面進行預濺射準備，輝光穩定后，開始正式濺射，濺射完成后，即可得到磁性絕緣體外延薄膜。
5、優選的，襯底為lsat襯底。
6、優選的，步驟一中，靶與襯底之間的距離設置為90mm，抽真空至真空度為1.3×10-5pa。
7、優選的，步驟一中，薄膜生長過程中，襯底溫度保持在550℃，ar氣的壓力恒定在1.3pa。
8、優選的，步驟一中，在制備薄膜之前，用砂紙將表盤打磨干凈。
9、優選的，步驟二中，預濺射準備的時間為3分鐘。
10、優選的，步驟二中，正式濺射時，設置生長速率為0.15nm/s，濺射時間10分鐘。
11、本申請提供了一種采用上述基于fe3ga合金的新型磁性絕緣體外延薄膜的制備方法制備得到的磁性絕緣體外延薄膜。
12、因此，本申請提供了一種基于fe3ga合金的新型磁性絕緣體外延薄膜及其制備方法，具有以下有益效果：
13、1、利用直流磁控濺射法可以在lsat襯底上直接沉積磁性絕緣體外延薄膜，制備出的薄膜具有優異的結晶質量。
14、2、本申請得到的磁性絕緣體外延薄膜具有優異的電學性能，其電阻率室溫下達到400mω.cm，相比先前研究中采用熔爐方法制備的fe3ga合金的電阻率(17-80μω.cm)高幾個數量級。
15、3、本實驗制備的磁性絕緣體外延薄膜具有較大的飽和磁化強度以及顯著的磁各向異性。通過磁滯回線的測量發現其面內飽和磁化強度約為1100emu/cm3,其有效磁各向異性常數keff較大，約為0.6×107erg/cm3。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種基于Fe3Ga合金的新型磁性絕緣體外延薄膜的制備方法，其特征在于，一種磁性絕緣體外延薄膜的制備方法包括以下制備步驟，
2.根據權利要求1所述的一種基于Fe3Ga合金的新型磁性絕緣體外延薄膜的制備方法，其特征在于，襯底為LSAT襯底。
3.根據權利要求2所述的一種基于Fe3Ga合金的新型磁性絕緣體外延薄膜的制備方法，其特征在于，步驟一中，靶與襯底之間的距離設置為90mm，抽真空至真空度為1.3×10-5Pa。
4.根據權利要求1所述的一種基于Fe3Ga合金的新型磁性絕緣體外延薄膜的制備方法，其特征在于，步驟一中，薄膜生長過程中，襯底溫度保持在550℃，Ar氣的壓力恒定在1.3Pa。
5.根據權利要求1所述的一種基于Fe3Ga合金的新型磁性絕緣體外延薄膜的制備方法，其特征在于，步驟一中，在制備薄膜之前，用砂紙將表盤打磨干凈。
6.根據權利要求1所述的一種基于Fe3Ga合金的新型磁性絕緣體外延薄膜的制備方法，其特征在于，步驟二中，預濺射準備的時間為3分鐘。
7.根據權利要求1所述的一種基于Fe3Ga合金的新
8.根據權利要求1-7任意一項所述的一種基于Fe3Ga合金的新型磁性絕緣體外延薄膜的制備方法制備得到的磁性絕緣體外延薄膜。
...【技術特征摘要】
1.一種基于fe3ga合金的新型磁性絕緣體外延薄膜的制備方法，其特征在于，一種磁性絕緣體外延薄膜的制備方法包括以下制備步驟，
2.根據權利要求1所述的一種基于fe3ga合金的新型磁性絕緣體外延薄膜的制備方法，其特征在于，襯底為lsat襯底。
3.根據權利要求2所述的一種基于fe3ga合金的新型磁性絕緣體外延薄膜的制備方法，其特征在于，步驟一中，靶與襯底之間的距離設置為90mm，抽真空至真空度為1.3×10-5pa。
4.根據權利要求1所述的一種基于fe3ga合金的新型磁性絕緣體外延薄膜的制備方法，其特征在于，步驟一中，薄膜生長過程中，襯底溫度保持在550℃，ar氣的壓力恒定在1.3...
【專利技術屬性】
技術研發人員：謝亮，楊金寶，謝文欽，閔月淇，蔣昊嵐，
申請(專利權)人：北方工業大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。