本发明专利技术涉及一种在硅衬底上调控铁磁钌酸锶外延薄膜居里温度的方法，所述方法包括：在硅衬底上，采用脉冲激光沉积法沉积钌酸锶薄膜，通过调节沉积脉冲激光沉积法的氧分压，实现对钌酸锶薄膜的居里温度的调节。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种，所述方法包括：在硅衬底上，采用脉冲激光沉积法沉积钌酸锶薄膜，通过调节沉积脉冲激光沉积法的氧分压，实现对钌酸锶薄膜的居里温度的调节。【专利说明】
本专利技术涉及一种钌酸锶外延薄膜以及调控硅衬底上SrRuO3外延薄膜居里温度的 方法，属于电子材料
。
技术介绍
SrRuO^ 有三维正交畸变钙钛矿结构（a=5.5670A,b=5.5304A,c=7.8446A,换 算成赝立方单胞的晶格常数为 a=3.93A ) (C. W. Jones, P. D. Battle, P. Lightfoot, and W. T. A. Harrison, Acta Crystallogr. Sect. C 1989 (45) : 365.)，是一种过渡金属导电氧化 物，室温电阻率约230 μ Ω ·cm。SrRu03在900°C高温时仍然具有良好的化学和热稳定性，并 且与目前广泛研宄的钙钛矿结构的超导、铁电、压电、热释电功能材料（如：YBC0、BF0、PZT、 SBT等）具有类似的晶体结构和良好的晶格匹配性，因而具有广泛的应用价值，可以用作 高温超导薄膜的缓冲层，非制冷红外焦平面阵列，微机械电子系统器件及非易失铁电随机 存取存贮器（FeRAM)等器件的电极材料（"SR0薄膜的直流溅射生长"，黄雄飞，电子科技大 学，2005年硕士论文）。此外，SrRu0 3是4d元素中的唯一具有磁有序的氧化物，160K温度 以下表现出巡游铁磁性。铁磁性SrRuO3具有剩余磁化强度大和磁光系数大的特点，因此可 以在磁性隧道结和磁阻存储器件中得到应用（"导电氧化物SrRuCV薄膜的生长及铁电集成 性研宄"，艾万勇，电子科技大学，2007年硕士论文）。 由于SrRuO3具有奇特的电学和磁学性能以及广阔的应用前景，国内外主要针对 SrRuO3块体，尤其是薄膜，开展了广泛的研宄。SrRuO3块体的电学和磁学性能受薄膜化学 计量和晶格常数的影响，使这种材料通过改变化学计量比控制其内在的铁磁有序状态，这 为多态信息存储、传感器器件等的实际应用提供一种新途径。但是对于31^11〇 3块体材料 来说，改变化学计量比很困难，需要高氧压￠00大气压）和高温处理（1100°C)才能实 现(B. Dabrowski, 0. Chmaissem, P. ff. Klamut, S. Kolesnik, M. Maxwell, J. Mais, Y. Ito, B. D. Armstrong, J. D. Jorgensen and S. Short, Phys. Rev. B 2004 (70) : 014423.) 〇 但是如何调节铁磁性SrRuO3的居里温度、并获得居里温度较低的铁磁性SrRuO 3， 仍然为本领域的一个技术难点。
技术实现思路
本专利技术旨在填补现有无法制备居里温度较低的铁磁性SrRuO3、以及无法实现调节 铁磁性SrRuO 3居里温度的技术空白，本专利技术提供了一种钌酸锶外延薄膜以及在硅衬底上调 控铁磁钌酸锶外延薄膜居里温度的方法。 本专利技术提供了一种，所述方 法包括： 在硅衬底上，采用脉冲激光沉积法沉积钌酸锶薄膜，通过调节沉积脉冲激光沉积法的 氧分压，实现对钌酸锶薄膜的居里温度的调节。 较佳地，所述硅衬底为Si (100)或Si (111)。 较佳地，所述硅衬底上有缓冲层，所述缓冲层的厚度为20-200nm，包括组成为 SrTi03、SrO、SrTi03/TiN、Ce02/YSZ 中之一的单层或多层薄膜。 较佳地，脉冲激光沉积生长SrRuCV薄膜，其生长温度为600-800°C，沉积时间为10 分钟-1小时，生长氧气氛分压为l-20Pa，激光器的激光能量为150- 220mJ，脉冲频率为 l_5Hz，SrRuO3祀材与娃衬底距离为5 -10cm。 较佳地，将Ru02、SrC0^摩尔比1:1混合得到的混合原料，在1200-1600°C下烧结 6-12h，制备脉冲激光沉积所需的SrRuO 3陶瓷靶材。 较佳地，混合原料还包括为Ru02、SrC03质量之和3 - 7wt%。的粘结剂，粘结剂包括 聚乙烯醇，原料Ru02、SrCO3在烧结之前预先混合并在1000- 1400°C预烧6 - 18小时。 较佳地，生长完成后在氧气气氛下退火。 较佳地，SrRuCV薄膜的居里温度随着氧分压的减小而降低。 又，本专利技术还提供了一种上述方法制备的SrRuO^延薄膜，所述SrRuO 3外延薄膜 的居里温度为80-150K。 较佳地，所述SrRuO3外延薄膜具有（001)外延取向，通过调节沉积脉冲激光沉积 法的氧分压，也能够调节SrRuO 3外延薄膜晶格常数，调节范围为3.9-4.0,4。 有益效果： 采用脉冲激光沉积法在Si衬底上制备了外延SrRuCV薄膜。本专利技术采用的Si衬底价 格低廉，通过控制激光能量密度、靶材与衬底距离、氧分压、衬底温度和沉积时间等工艺参 数可实现对分此〇3外延薄膜晶格常数和居里温度的控制，无需任何后处理，该法工艺简单 易行。这在一维纳米结构的非易失铁电随机存贮器的电极材料、磁性隧道结以及磁阻存储 器件等方面具备很好的应用前景。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术实施例1所制备的硅衬底外延SrRuCV薄膜的XRD图谱； 图2是本专利技术实施例1所制备的硅衬底外延SrRuCV薄膜的晶格常数随脉冲激光沉积 过程中氧分压变化的关系曲线； 图3是本专利技术实施例1所制备的硅衬底外延SrRuCV薄膜的居里温度随脉冲激光沉积 过程中氧分压变化的关系曲线。 【具体实施方式】 以下结合附图和下述实施方式进一步说明本专利技术，应理解，附图及下述实施方式 仅用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。 本专利技术的目的是：提供一种调控硅衬底上外延SrRuCV薄膜居里温度的方法。具体 地说是采用脉冲激光沉积法在Si衬底上制备外延SrRuCV薄膜，通过改变沉积过程中的氧 分压制备出含Ru空位缺陷的SrRuCV薄膜，改变薄膜晶格常数，实现调控SrRuO 3薄膜的居里 温度。采用的Si衬底价格低廉，改变制备参数，可连续调控薄膜的居里温度，并且无需高温 高氧压后处理，该法工艺简单易行。 一种在硅衬底上调控钌酸锶（SrRuO3)外延薄膜居里温度的方法，包括如下步骤： a) 选择一单晶娃衬底； b) 在娃衬底上生长含Ru空位缺陷的SrRuO3外延薄膜； c) 控制SrRuO3外延薄膜中Ru空位缺陷含量，调节SrRuO3外延薄膜的晶格常数和居里 温度。 以SrRuO3为靶材，利用脉冲激光沉积法在生长有缓冲层的Si衬底上制备SrRuO 3 薄膜，获得外延SrRuCV薄膜。 缓冲层可以是SrTi03、SrO、SrTi03/TiN、Ce0 2/YSZ等单层或多层薄膜。 所述的SrRuOjE材是在温度为1200-1600 °C，时间为6-12h的烧结条件下制备的 致密的SrRuO3陶瓷靶材。 步骤a中硅衬底为Si (100)或Si (111)。 步骤b含Ru空位缺陷的铁磁SrRuO3外延薄膜是利用脉冲激光沉积法制备。 步骤b所述的SrRuO3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在硅衬底上调控铁磁钌酸锶外延薄膜居里温度的方法，其特征在于，所述方法包括：在硅衬底上，采用脉冲激光沉积法沉积钌酸锶薄膜，通过调节沉积脉冲激光沉积法的氧分压，实现对钌酸锶薄膜的居里温度的调节。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王炜，李效民，杨明敏，朱秋香，高相东，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31
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