本發(fā)明涉及磁電復(fù)合功能材料領(lǐng)域，具體涉及一種磁電復(fù)合薄膜的制備方法。
背景技術(shù)：
近二十多來，隨著薄膜制備技術(shù)的發(fā)展和電子產(chǎn)品及其元器件小型化和多功能化需求的不斷提高，鐵電薄膜的制備技術(shù)也得到了快速的發(fā)展。鐵電薄膜與半導(dǎo)體技術(shù)相結(jié)合，使得其在鐵電存儲器件、晶體場效應(yīng)管、聲表面波器件等鐵電集成微電子領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。
多鐵性材料是指同時具有兩種或兩種以上初級鐵性(鐵電(反鐵電)、鐵磁(反鐵磁)、鐵彈)的材料，而磁與電之間可以產(chǎn)生耦合，即由磁場誘導(dǎo)產(chǎn)生電極化或電場誘導(dǎo)產(chǎn)生磁極化的現(xiàn)象。通過這種耦合效應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)磁控電或電控磁等，可使器件多功能化和多?；虼嗽诙鄳B(tài)存儲器、自旋器件、微波器件等領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用，受到研究人員的關(guān)注。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種磁電復(fù)合薄膜的制備方法，該制備方法普適性好、設(shè)備要求低、制備簡單、重復(fù)性好，本發(fā)明的復(fù)合薄膜均勻性好、性能穩(wěn)定，具有良好的電學(xué)性能和鐵磁性能。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種磁電復(fù)合薄膜的制備方法，該方法包括如下步驟：
（1）處理基片
研磨拋光并清硅基片，備用；所述研磨拋光，可將襯底先在600目的金剛石砂輪盤上進(jìn)行粗磨10min，然后在1200目的金剛石砂輪盤上進(jìn)行細(xì)磨10min，再用W2.5的金剛石拋光粉進(jìn)行拋光至試樣表面均勻光亮，所述超聲清洗，可將研磨拋光后的襯底按以下順序清洗，丙酮超聲清洗5min→無水乙醇超聲清洗5min→烘干待用，所述離子源清洗，可采用霍爾離子源對襯底進(jìn)行清洗5min，壓強(qiáng)為2×10-2Pa，襯底溫度為300℃，氬氣通量為10sccm，偏壓為-100V，陰極電流為29.5A，陰極電壓為19V，陽極電流為7A，陽極電壓為80V，以清除襯底表面的吸附氣體以及雜質(zhì)；
（2）把鋯鈦酸鉛、鈦酸鋇和鑭鈣錳氧靶材安放在脈沖激光沉積設(shè)備的沉積室中，利用脈沖激光沉積方法制備鐵電超晶格，其中，鋯鈦酸鉛摩爾比Pb:Zr:Ti:O＝1.1:0.51:0.49:3，鈦酸鋇摩爾比Ba:Ti:O＝1:1:3，鑭鈣錳氧摩爾比La:Ca:Mn:O＝0.6:0.4:1:3；
（3）在上述處理好的基片上沉積鑭鈣錳氧和鋯鈦酸鉛緩沖層：利用脈沖激光沉積法在基板溫度為850℃和40Pa沉積氧壓的條件下，用激光轟擊鑭鈣錳氧靶材使得沉積厚度為5nm；然后將溫度降低至750℃，氧壓降為5Pa，用激光轟擊鋯鈦酸鉛靶材使得沉積厚度為6nm，在基板上依次沉積鑭鈣錳氧和鋯鈦酸鉛緩沖層；
（4）采用磁控濺射在鑭鈣錳氧和鋯鈦酸鉛緩沖層上沉積鑭鍶錳氧薄膜：
所述磁控濺射的工藝參數(shù)包括：以La0.65Sr0.35MnO3塊體為靶材，沉積氣氛為 Ar：O2，氣氛比為3:1-6:1，沉積氣壓為1-2Pa，沉積溫度為520-550℃，濺射功率為100-150W，沉積時間為20-30分鐘。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
研磨拋光并清硅基片，備用；所述研磨拋光，可將襯底先在600目的金剛石砂輪盤上進(jìn)行粗磨10min，然后在1200目的金剛石砂輪盤上進(jìn)行細(xì)磨10min，再用W2.5的金剛石拋光粉進(jìn)行拋光至試樣表面均勻光亮，所述超聲清洗，可將研磨拋光后的襯底按以下順序清洗，丙酮超聲清洗5min→無水乙醇超聲清洗5min→烘干待用，所述離子源清洗，可采用霍爾離子源對襯底進(jìn)行清洗5min，壓強(qiáng)為2×10-2Pa，襯底溫度為300℃，氬氣通量為10sccm，偏壓為-100V，陰極電流為29.5A，陰極電壓為19V，陽極電流為7A，陽極電壓為80V，以清除襯底表面的吸附氣體以及雜質(zhì)。
把鋯鈦酸鉛、鈦酸鋇和鑭鈣錳氧靶材安放在脈沖激光沉積設(shè)備的沉積室中，利用脈沖激光沉積方法制備鐵電超晶格，其中，鋯鈦酸鉛摩爾比Pb:Zr:Ti:O＝1.1:0.51:0.49:3，鈦酸鋇摩爾比Ba:Ti:O＝1:1:3，鑭鈣錳氧摩爾比La:Ca:Mn:O＝0.6:0.4:1:3。
在上述處理好的基片上沉積鑭鈣錳氧和鋯鈦酸鉛緩沖層：利用脈沖激光沉積法在基板溫度為850℃和40Pa沉積氧壓的條件下，用激光轟擊鑭鈣錳氧靶材使得沉積厚度為5nm；然后將溫度降低至750℃，氧壓降為5Pa，用激光轟擊鋯鈦酸鉛靶材使得沉積厚度為6nm，在基板上依次沉積鑭鈣錳氧和鋯鈦酸鉛緩沖層。
所述磁控濺射的工藝參數(shù)包括：以La0.65Sr0.35MnO3塊體為靶材，沉積氣氛為 Ar：O2，氣氛比為3:1，沉積氣壓為1Pa，沉積溫度為520℃，濺射功率為100-150W，沉積時間為20分鐘。
實(shí)施例二
研磨拋光并清硅基片，備用；所述研磨拋光，可將襯底先在600目的金剛石砂輪盤上進(jìn)行粗磨10min，然后在1200目的金剛石砂輪盤上進(jìn)行細(xì)磨10min，再用W2.5的金剛石拋光粉進(jìn)行拋光至試樣表面均勻光亮，所述超聲清洗，可將研磨拋光后的襯底按以下順序清洗，丙酮超聲清洗5min→無水乙醇超聲清洗5min→烘干待用，所述離子源清洗，可采用霍爾離子源對襯底進(jìn)行清洗5min，壓強(qiáng)為2×10-2Pa，襯底溫度為300℃，氬氣通量為10sccm，偏壓為-100V，陰極電流為29.5A，陰極電壓為19V，陽極電流為7A，陽極電壓為80V，以清除襯底表面的吸附氣體以及雜質(zhì)。
把鋯鈦酸鉛、鈦酸鋇和鑭鈣錳氧靶材安放在脈沖激光沉積設(shè)備的沉積室中，利用脈沖激光沉積方法制備鐵電超晶格，其中，鋯鈦酸鉛摩爾比Pb:Zr:Ti:O＝1.1:0.51:0.49:3，鈦酸鋇摩爾比Ba:Ti:O＝1:1:3，鑭鈣錳氧摩爾比La:Ca:Mn:O＝0.6:0.4:1:3。
在上述處理好的基片上沉積鑭鈣錳氧和鋯鈦酸鉛緩沖層：利用脈沖激光沉積法在基板溫度為850℃和40Pa沉積氧壓的條件下，用激光轟擊鑭鈣錳氧靶材使得沉積厚度為5nm；然后將溫度降低至750℃，氧壓降為5Pa，用激光轟擊鋯鈦酸鉛靶材使得沉積厚度為6nm，在基板上依次沉積鑭鈣錳氧和鋯鈦酸鉛緩沖層。
所述磁控濺射的工藝參數(shù)包括：以La0.65Sr0.35MnO3塊體為靶材，沉積氣氛為 Ar：O2，氣氛比為6:1，沉積氣壓為2Pa，沉積溫度為550℃，濺射功率為150W，沉積時間為30分鐘。