The invention discloses a CaRuO3/La2/3Ca1/3MnO3/CaRuO3 sandwich structure epitaxial film and preparation method and application thereof, which is characterized in that the top growth of the underlying CaRuO3 film, the middle layer La2/3Ca1/3MnO3 film and CaRuO3 film from the upper lattice orientation in single crystal NdGaO3 110 direction. CaRuO3/La2/3Ca1/3MnO3/CaRuO3 sandwich structure epitaxial thin film of the invention has high Curie temperature 255K, and through the control of the underlying CaRuO3 film and the CaRuO3 film thickness, can effectively adjust the size of the coercivity.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种超薄锰/钌氧化物材料，尤其涉及一种具有高铁磁转变（居里）温度、矫顽力可调的三明治结构氧化物外延异质薄膜及其制备方法和应用。
技术介绍
磁滞回线是矩形的高磁导率材料，可以用来制作磁放大器、变压器、脉冲变压器等，尤其是磁记忆器件。随着各式各样磁电子器件的兴起，特别是微电子产业对高密度磁记录材料、磁阻随机存储器、垂直记录磁性材料等构成的微型器件的应用需求，具有良好软磁性能的薄膜磁头一直是人们所渴求的。虽然薄膜材料为磁性器件向低维发展提供了新的机遇，但是厚度在1μm以下的强磁性材料，由于磁性薄膜厚度减小到纳米量级时，磁性关联长度与厚度具有可比性，二维体系的维度效应等都会参与作用，材料的物理性质表现出很强的厚度效应，铁磁有序态减弱抑或消失，磁滞回线平缓而且矫顽力（场）变大。这种厚度效应无论是在单层薄膜还是在多层薄膜中都表现强烈，且难以抑制。根据2002年《物理评论B》（Phys.Rev.B.66,134416(1)-(9),2002）报道,界面的本征物理行为会导致庞磁阻材料La2/3Ca1/3MnO3单晶薄膜半导体金属转变温度的改变。随着La2/3Ca1/3MnO3单层薄膜的厚度减小至6纳米，半导体金属转变温度迅速从室温降至100K，甚至当薄膜厚度减小至2.4纳米时，单晶薄膜在（300K-10K）范围内都呈现绝缘电性，不具备铁磁性。根据1999年《应用物理快报》（Appl.Phys.Lett.75,3689-36...
【技术保护点】
一种CaRuO3/La2/3Ca1/3MnO3/CaRuO3三明治结构外延薄膜，其特征在于：在晶格取向为110方向的NdGaO3单晶基片上从下至上依次生长有底层CaRuO3薄膜、中间层La2/3Ca1/3MnO3薄膜和上层CaRuO3薄膜。
【技术特征摘要】
1.一种CaRuO3/La2/3Ca1/3MnO3/CaRuO3三明治结构外延薄膜，其特征在于：
在晶格取向为110方向的NdGaO3单晶基片上从下至上依次生长有底层CaRuO3薄膜、中
间层La2/3Ca1/3MnO3薄膜和上层CaRuO3薄膜。
2.根据权利要求1所述的CaRuO3/La2/3Ca1/3MnO3/CaRuO3三明治结构外延薄膜，其特征
在于：所述NdGaO3单晶基片的厚度为0.3-0.5mm；所述底层CaRuO3薄膜的厚度为1.6-12.8nm；
所述中间层La2/3Ca1/3MnO3薄膜的厚度为1.6-4.8纳米；所述上层CaRuO3薄膜的厚度为
2.4-6.4nm。
3.一种权利要求1、2或3所述的CaRuO3/La2/3Ca1/3MnO3/CaRuO3三明治结构外延薄膜
的制备方法，其特征在于：首先依次通过脉冲激光沉积的方法，在晶格取向为110方向的
NdGaO3单晶基片上依次生长底层CaRuO3薄膜、中间层La2/3Ca1/3MnO3薄膜和上层CaRuO3薄膜，然后进行原位退火，最后降至室温，即得所述的CaRuO3/La2/3Ca1/3MnO3/CaRuO3三明
治结构外延薄膜。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述脉冲激光沉积的方法的条件为：
脉冲激光打在靶材上的能量密度为1.5-2.5J/cm2；沉积的气氛为氧气气氛；沉积的压强为
20-60Pa；沉积的温度为680-735℃；
所述原位退火的条件为：原位退火的温度为680-735℃，原位退火的时间为5-20分钟，
原位退火的氧压为20-60Pa；
所述降至室温的条件为：从原位退火的温度降至400℃的氧压为20-60Pa，从400℃降至
室温的氧压为1500-5000Pa。
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于：通过脉冲激光沉积的方法生长
中间层La2/3Ca1/3MnO3薄膜时，所用的La2/3Ca1/3MnO3靶材按如下步骤进行制备：将CaO、
MnO2和La2O3粉末按照其中Ca元素、Mn元素和La元素的化学摩尔比为1：3：2混匀，依
次进行预烧、压靶和煅烧后，即得所述La2/3Ca1/3MnO3靶材。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：
所述预烧的方法为：预烧的次数为三次，且都在空气气氛下预烧；首先在1100℃预烧12h，
然后在1200℃预烧12h，最后再在1300℃预烧12h；
所述压靶是在40MPa压强下压成圆形靶片；
所述煅烧的温度为1320-1380℃，煅烧的时间为18-24...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴文彬，谌平凡，陈斌斌，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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