利用弯曲应力调控铁氧体单晶薄膜磁性的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用弯曲应力调控铁氧体单晶薄膜磁性的方法，主要解决现有技术调控铁氧体磁场强度耗能大的问题。其技术方案是：1.使用脉冲激光沉积方法在氧化镁做牺牲层的钛酸锶衬底上生长铁酸钴薄膜；2.在铁酸钴薄膜表面旋涂聚苯乙烯PS，用硫酸铵溶液除去氧化镁薄膜；3.将铁酸钴薄膜转移到后续所需的柔性衬底上，得到高质量的柔性自支撑铁酸钴薄膜；4.将转移到柔性衬底上的铁酸钴薄膜固定在凸模或凹模上，通过改变凸模或凹模的曲率半径使得铁酸钴薄膜发生连续应变，实现铁酸钴薄膜磁性的连续变化。本发明专利技术通过弯曲应力连续调控铁氧体单晶薄膜磁性，耗能小，且不增加器件尺寸，可用于制作柔性磁场强度传感器及存储器。

Regulation of magnetic properties of ferrite single crystal films by bending stress

The invention discloses a method for regulating the magnetism of ferrite single crystal film by bending stress, which mainly solves the problem of large energy consumption in regulating the magnetic field intensity of ferrite by the prior art. The technical schemes are as follows: 1. Cobalt ferrite thin films are grown on strontium titanate substrate with magnesium oxide as sacrificial layer by pulsed laser deposition; 2. polystyrene PS is spin-coated on the surface of cobalt ferrite thin films and magnesium oxide thin films are removed by ammonium sulfate solution; 3. Cobalt ferrite thin films are transferred to the subsequent flexible substrates to obtain high-quality flexibility. Self-supporting cobalt ferrite thin film; 4. cobalt ferrite thin film transferred to flexible substrate is fixed on a punch or die, by changing the radius of curvature of the punch or die to make cobalt ferrite thin film continuous strain, to achieve continuous magnetic change of cobalt ferrite thin film. The invention can continuously regulate the magnetism of the ferrite single crystal film by bending stress, and has low energy consumption, and does not increase the size of the device, so it can be used to make flexible magnetic field intensity sensor and memory.

【技术实现步骤摘要】
利用弯曲应力调控铁氧体单晶薄膜磁性的方法
本专利技术属于微电子
，特别涉及一种调控铁氧体单晶薄膜磁性的方法，可用于半导体器件的制备。
技术介绍
铁酸钴作为铁磁反尖晶石，具有较高的居里温度，较高的矫顽力Hc和饱和磁化强度Ms以及强磁晶各向异性和较大的磁致伸缩特性，是自旋电子器件和多铁性应用很有前景的候选者。此外，铁酸钴表现出优异的机械性能和化学稳定性，可通过刻蚀制备独立薄膜并测量不同弯曲状态下的性能。应力会对铁电和铁磁材料的物理性能产生影响，目前已经应用在很多方面，比如多铁性材料和传感器，因此得到了广泛的关注。外延应力可以显著地改变氧化物的性质，例如超导体、铁磁体和铁电体的转变温度等。通常，薄膜中的机械应力是通过衬底的热失配和晶格失配、再结晶、相变等原因引起的体积收缩或膨胀等过程来引入。外延失配经常是改变应力的主要途径，可以通过适当选择的衬底来调整薄膜的性能。薄膜中的应变也可以通过外延薄膜的厚度来控制。铁磁材料可以用来制作磁性电子器件，如磁探测器件，磁存储器件等。改变磁性是实现器件功能的基础，通常改变磁性的方法是外加磁场，但是这种方法耗能大，且难以在集成器件中实现。目前器件尺寸越本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用弯曲应力调控铁氧体单晶薄膜磁性的方法，包括：(1)在钛酸锶衬底上生长氧化镁薄膜：将钛酸锶衬底、氧化镁靶材和铁酸钴靶材放入脉冲激光沉积系统的反应室中，对反应室抽真空后，再向反应室中通入氧气，使反应室的氧压维持在0.01mbar～0.2mbar；设定激光器的能量密度为2.4J/cm2和频率为5Hz，设定衬底的温度为600℃，使激光器射出激光，烧灼氧化镁靶材5000次，使烧灼出来的氧化镁等离子体沉积在钛酸锶衬底上，完成氧化镁薄膜的生长；(2)在氧化镁薄膜上沉积一层铁酸钴薄膜：调节通入反应室的氧气，使反应室的氧压维持在0.01mbar～0.2mbar，设定激光器的能量密度为2.4J/cm2...

【技术特征摘要】
2017.12.29 CN 20171147533101.一种利用弯曲应力调控铁氧体单晶薄膜磁性的方法，包括：(1)在钛酸锶衬底上生长氧化镁薄膜：将钛酸锶衬底、氧化镁靶材和铁酸钴靶材放入脉冲激光沉积系统的反应室中，对反应室抽真空后，再向反应室中通入氧气，使反应室的氧压维持在0.01mbar～0.2mbar；设定激光器的能量密度为2.4J/cm2和频率为5Hz，设定衬底的温度为600℃，使激光器射出激光，烧灼氧化镁靶材5000次，使烧灼出来的氧化镁等离子体沉积在钛酸锶衬底上，完成氧化镁薄膜的生长；(2)在氧化镁薄膜上沉积一层铁酸钴薄膜：调节通入反应室的氧气，使反应室的氧压维持在0.01mbar～0.2mbar，设定激光器的能量密度为2.4J/cm2和频率为5Hz，设定衬底的温度为600℃，使激光器射出激光，烧灼铁酸钴靶材1500次，以在氧化镁薄膜上沉积铁酸钴等离子体，得到厚度为20nm的铁酸钴薄膜；(3)形成附有聚苯乙烯PS的铁酸钴薄膜：在铁酸钴薄膜的表面旋涂上一层浓度为3～9mg/mL的聚苯乙烯PS溶液，并放在加热台上，在70℃～80℃下加热5～10分钟，自然降温，形成一层附有聚苯乙烯PS的铁酸钴薄膜；(4)将旋涂了聚苯乙烯PS的铁酸钴薄膜浸泡在硫酸铵溶液中，腐蚀除去氧化镁薄膜后，衬底上的铁酸钴...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆小力，黄玉瑶，姚会娟，王涛，张稀铁，张进成，郝跃，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61