退火温度对(La2/3Ba1/3)(Cu0.15Mn0.85)O3薄膜微结构和磁性质的影响

2010-02-26 董苏雅拉图 内蒙古大学物理科学与技术学院

  借助rf射频磁控溅射法综合末期渗碳治理,在Si (100) 基片上准备一个多类别的(La2/3Ba1/3) (Cu0.15Mn0.85 ) O3 (LBCMO)透气膜。能够 X放射性元素衍射(XRD) 、复印机扫描隊道高倍显微镜(STM) 、X放射性元素光学子能谱(XPS) 、标准规范四电极法等技术对透气膜来进行了相框架、微框架显著特点、外层电化学情况还有恒温与液氮下的磁电容器随人体磁场变迁特征等的測試,没想到是因为透气膜在750 ℃就已达成正交钙钛矿框架,900 ℃时晶相觉得进一步完善,氯化钠晶体内部管理各个部位分觉得进一步均匀分布。根据渗碳温度因素的提高,晶粒度急剧长大后,科粒间的氧空位急剧消逝,晶格氧分量加大,迫使低场磁电容器激发显著。

  庞磁电阻材料因其在电子领域,特别是在磁传感器和高密度磁存储器等具有良好的应用前景而备受人们的瞩目。一直以来,人们努力寻求在低磁场下具有大磁电阻效应的新材料是材料科学和凝聚态物理学的重要研究课题。稀土锰氧化物,因在其中发现了庞磁电阻效应(简称CMR 效应) 和它们所具有的丰富的物理内涵而成为研究热点,具有代表性的锰氧化物LaMnO3 是反铁磁性绝缘体,不能导电,Mn 离子周围的电子全都是局域化的,但是当用适量的二价碱土金属部分代替La 得到La1 - xAxMnO3 (A= Ca ,Sr ,Ba ,Pb) 时,材料就转变成导电的铁磁金属态,在居里温度Tc 附近表现出负的庞磁电阻效应,这些物理现象部分可用Zener 的双交换模型(doubleexchange model) 得到解释,但远非完善。通常稀土锰氧化物被表示为ABO3 ,在A 位或B 位不同元素的掺杂替代已经研究的非常广泛,对相应薄膜的研究也有不少工作,但是在A 位用Ba 部分替代La ,同时在B 位用Cu 部分替代Mn 制备的薄膜的研究还少有报道。

  文章对经不同于降温摄氏度制取的(La2/ 3Ba1/3) (Cu0.15Mn0.85) O3 保护膜的相机构、微机构显著特点、接触面耐腐蚀形态同时空调气温因素与液氮摄氏度下的磁电容功率功率随电磁场强度发生改变优点等做好了系統的探索,知道降温摄氏度对保护膜的机构及类型有比较很明显决定,尤为是随着时间的推移降温摄氏度的提升,使产品的样品晶粒度快速长大后,小粒间的氧空位随着消退,引发保护膜的电容功率功率率的激增走低,磁电容功率功率发生改变比较很明显,该导致对改善效果希土锰氧化的物的低电磁场强度磁电容功率功率类型有个定有何意义。

1、实验

  按催化计量检测比称取La2O3 、CuO、BaCO3 、MnO2 来磨研。把磨研好的粉未切割压合,在1000 ℃预烧10h。将预烧后的圆片下次磨研,在这之后在10MPa 下切割成孔径60mm ,钢板厚度约为5mm~7mm 的圆片,再将圆片在1400 ℃下煅烧34h ,是磁控溅射靶材。透明膜用磁控溅射法治社会备,衬底为Si (100) 单晶体片。靶与衬底间隔25cm,氧氩比值1∶9 ,压力115Pa ,溅射耗油率180W,溅射精力2h。溅射磨合的透明膜为非晶的设备构造的,将溅射磨合的透明膜在气体中750、800、850、900 ℃区分来淬火,淬火后的透明膜做检测方法用。操作BRUKER D8 型X 放射性元素衍射仪,对透明膜来物相和的设备构造的检测方法,环境为:CuKa 电磁辐射,Ni 滤波片,主波长λ= 0.15406nm ,阅读比率是2θ:20°~80°。透明膜微的设备构造的用AJ2 Ⅰ型阅读隧道工程显微镜观察来观察。磁电容用规则四检测器法来来预估。XPS 检测方法在MICROLAB MKⅡ型光电技术子能谱仪上来,靶源:Mg靶切合能为125316eV ,电压电流10kV ,智能电子枪个人空间辨别率:50nm。

2、结果及讨论

2.1、薄膜的结构分析

  图1 已给出(La2/ 3Ba1/ 3 ) (Cu0.15Mn0.85 ) O3 产品的试品的XRD 测式的最终,贴膜在750 ℃~900 ℃热处理,并不观擦到任幸哉它杂相的衍射峰发生,证实贴膜在750 ℃就已产生正交钙钛矿空间结构,因为热处理高温的上升,900 ℃时晶相更佳的更佳的完成,硫化锌里面的各处分更佳的更佳的透亮。在750 ℃~900 ℃热处理高温面积内,每个产品的试品都非常好的的二相性。

在不同退火温度下样品的XRD 衍射图 退火温度与晶胞体积的关系图

图1  在不同退火温度下样品的XRD 衍射图  图2  退火温度与晶胞体积的关系图
(a) T = 900 ℃; (b) T = 850 ℃; (c) T = 800 ℃; (d) T = 750 ℃

  图2 为去应力热处理回火溫度与晶胞表面积的有关图。从图2推测晶胞表面积从750 ℃时的56.8A3 提高了到900 ℃时的57.20A3 ,但结晶的节构性质总体未变,仍为钙钛矿的节构。晶胞表面积会随去应力热处理回火溫度的提高了而增高,究其现象,每部分,基片在高的体温中会造成热变大;另每部分LBCMO pet胶片与硅基片间犹豫的节构各种,两种的热变大因子各种,pet胶片与基片造成晶格失配,带来晶胞性能指标的转变,犹豫变大效果,去应力热处理回火溫度越高晶格常数转变越大。阐明阐明推测,在硅基片上堆积同等类物质的LBCMO pet胶片在各种去应力热处理回火溫度析晶时,其晶格常数各种,溫度越高,晶相的晶格常数越大,晶胞表面积就越大,在750 ℃去应力热处理回火的晶胞表面积是较为小的,而在900 ℃去应力热处理回火时的晶胞表面积上限。

2.2、薄膜微观结构STM分析

  图3 为在各个降温处理室内温下透气膜的STM 外部经济形式图。750 ℃下降温处理的原材料,面上不光滑,面上粒状状状黏度较小,晶体大小度程度较小,粒级为100nm~120nm;800 ℃下降温处理的原材料,面上粒状状状黏度有提升 ,晶体大小度程度程度变化规律越来越,粒级为150nm~180nm; 850 ℃下降温处理的原材料,其面上粒状状状排布会光滑,粒状状状黏度加入,晶体大小度程度也分明缩小,粒级为270nm~340nm;900 ℃下降温处理的原材料,其排布会更佳光滑,粒状状状分明加大,粒级为450nm~490nm. 究其原因,低汽压下准备的原材料中存在的大量气口,由于原材料的比性黏度较小。降温处理室内温的上升,促成透气膜结晶体粒状状状长大了,熔融,粒状状状的边界消除,确立大的晶体大小度程度,时候原材料的气口也被废料,形式会严密,比性黏度加大 。

不同退火温度下的薄膜表面STM图 薄膜表面O(1s) XPS谱图

图3  不同退火温度下的薄膜表面STM图  图4  薄膜表面O(1s) XPS 谱图

(a) T = 750 ℃; (b) T = 800 ℃; (c) T = 850 ℃; (d) T = 900 ℃(a) T = 900 ℃; (b) T = 850 ℃; (c) T = 800 ℃; (d) T = 750 ℃