一种磁电复合薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种磁电复合薄膜及其制备方法。该磁电复合薄膜包括依次沉积于单面抛光单晶硅基片上的Ti/Pt电极层、AlN压电层、Ta隔离层和FeGaN磁致伸缩层，其中所述FeGaN磁致伸缩层是在用磁控溅射法制备的FeGa材料上采用氮离子注入法形成的。其制备方法为：清洗单面抛光单晶硅基片；在基片上采用磁控溅射法依次沉积Ti薄膜、Pt薄膜、AlN薄膜、Ta薄膜、FeGa薄膜，然后采用氮离子注入法将氮离子注入FeGa薄膜中形成FeGaN薄膜。本发明专利技术的磁电复合薄膜是包括FeGaN和AlN的多层结构薄膜，具有灵敏度高、磁机电耦合性能优良、且成分均匀可控等优点。采用本发明专利技术可制备小型化、兆赫兹条件下磁电耦合系数高、综合性能优异的磁电复合薄膜。

A magnetoelectric composite film and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种磁电复合薄膜及其制备方法
本专利技术涉及一种磁电复合薄膜及其制备方法，属于功能复合材料制备

技术介绍
多铁性材料在数据存储、换能器、磁电传感器等高科技领域具有广阔的应用，因此近年来得到科研工作者的广泛关注。在诸多种类多铁性材料中，磁致伸缩/压电复合薄膜由于具有高的居里温度、高灵敏度和优良的磁机电耦合性能、结构简单、成本低等优点而受到重视。磁电复合薄膜是由磁致伸缩薄膜/压电薄膜叠加而成，两层分别发生磁-机械、机械-电能量转换，实现了应力的有效传递并避免了磁致伸缩、压电两相之间的相反应。然而，层叠磁电复合材料也存在一些缺点，如：难于小型化以制备微型器件、兆赫兹条件下磁电耦合系数较低等问题。因此，克服层叠磁电复合材料的上述缺点，并使其制备工艺尽可能与半导体工艺相兼容具有重要的工程意义。在以往的研究中，AlN材料本身具有压电特性，又因AlN和Si具有较好的热匹配度并且与MEMS加工工艺相兼容，越来越被人们所重视，尤其在1MHz-100MHz频率范围内，其性能达到最佳，同时考虑到振动疲劳等因素，AlN在该频段的器件中有绝对优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁电复合薄膜，其特征在于，包括依次沉积于单面抛光单晶硅基片上的Ti/Pt电极层、AlN压电层、Ta隔离层和FeGaN磁致伸缩层，其中所述FeGaN磁致伸缩层是在用磁控溅射法制备的FeGa材料上采用氮离子注入法形成的。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁电复合薄膜，其特征在于，包括依次沉积于单面抛光单晶硅基片上的Ti/Pt电极层、AlN压电层、Ta隔离层和FeGaN磁致伸缩层，其中所述FeGaN磁致伸缩层是在用磁控溅射法制备的FeGa材料上采用氮离子注入法形成的。


2.根据权利要求1所述的磁电复合薄膜，其特征在于，所述FeGaN磁致伸缩层中氮离子注入的剂量为1×1015-1×1017ions/cm2。


3.一种权利要求1或2所述的磁电复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将单面抛光单晶硅基片用酒精和丙酮超声清洗分别15-30min，然后用电吹风吹干，清洗干净后放入超高真空磁控溅射设备基片台上，准备镀膜；
(2)在基片上采用磁控溅射法沉积Ti薄膜和Pt薄膜，其中，溅射靶材为Ti、Pt靶材，工作气压为0.1-0.4Pa，溅射功率为40-100W，保护气体为惰性气体；
(3)在Pt薄膜上采用磁控溅射法沉积AlN薄膜，其中，溅射靶材为Al靶材，并通入体积比为1∶3的N2、Ar混合气体，工作气压0.5-2Pa，溅射功率为40-160W，保护气体为惰性气体；
(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱婧，门阔，连紫薇，魏峰，
申请(专利权)人：有研工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11