LSMO薄膜磁控濺射制備及磁學(xué)性能研究.pdf

1、鑭系稀土錳氧化物L(fēng)a<,1-x>Sr<,x>MnO<,3>(LSMO)具有天然鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu),理想LSMO是立方結(jié)構(gòu),但通常都畸變成正交結(jié)構(gòu)或菱形結(jié)構(gòu).由于其具有龐磁電阻(CMR)效應(yīng),使得其在信息技術(shù)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景.這種巨大的磁電阻值總是出現(xiàn)在居里溫度附近,且隨著溫度的降低或升高,都會(huì)很快降低.到目前為止,對(duì)La<,1-x>Sr<,x>MnO<,3>氧化物,在x=0.2~0.5范圍內(nèi)均觀測到CMR和鐵磁性,且多數(shù)材料的居里溫度

2、高于室溫,這促進(jìn)了該體系的室溫器件的研究與開發(fā),并成為近年來磁學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一.該文用射頻濺射法制備LSMO薄膜,主要研究內(nèi)容如下所述:1.該文采用射頻磁控濺射法在Si、LAO和LSAT襯底上制備出取向的La<,0.5>Sr<,0.5>MnO<,3>薄膜.通過XRD、AFM、XPS和振動(dòng)樣品磁強(qiáng)度計(jì)(VSM)等測試手段對(duì)沉積薄膜的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了表征.結(jié)果發(fā)現(xiàn),La<,0.5>Sr<,0.5>MnO<,3>薄膜的結(jié)構(gòu)和生長速度與沉積

3、溫度和襯底材料等工藝參數(shù)密切相關(guān);所制備La<,0.5>Sr<,0.5>MnO<,3>薄膜具有較平整的表面,且其晶粒也比較致密.此外,La<,0.5>Sr<,0.5>MnO<,3>薄膜的磁學(xué)性能測量結(jié)果表明:該薄膜表現(xiàn)出明顯的自旋玻璃態(tài)行為.2.采用射頻磁控濺射法在Si(100)襯底上制備出取向LSMO薄膜以及以SrMnO<,3>和SrO為緩沖層的取向LSMO薄膜.通過XRD、RBS測試手段對(duì)沉積薄膜進(jìn)行了表征.結(jié)果表明,通過合理的控制

4、工藝參數(shù)可在Si(100)襯底上獲得高擇優(yōu)取向的LSMO單層膜;可在Si(100)襯底上獲得SrMnO<,3>和SrO為緩沖層的(110)和(100)面擇優(yōu)取向的LSMO薄膜,而且與應(yīng)用傳統(tǒng)多層緩沖層結(jié)構(gòu)相比,應(yīng)用SMO緩沖層所得La<,0.8>Sr<,0.2>MnO<,3>薄膜中LSMO/SMO以及SMO/Si之間的界面無明顯擴(kuò)散現(xiàn)象.這進(jìn)一步表明通過采用SMO緩沖層所得La<,0.8>Sr<,0.2>MnO<,3>基薄膜與襯底Si之