强磁靶共溅射法制备具有室温磁电阻特性的Co-TiO₂纳米复合薄膜

来源期刊：无机材料学报2020年第11期

论文作者：陈浩禹 张亦文 吴忠 秦真波 吴姗姗 胡文彬

文章页码：1263 - 1267

关键词：纳米复合薄膜;强磁靶共溅射法;室温隧道磁电阻;Co-TiO₂;

摘    要：Co-TiO₂纳米复合薄膜作为一种新型自旋电子材料,由于具有良好的生物相容性,近年来受到广泛关注。但在制备过程中,磁性金属Co处于氧化气氛,容易部分氧化,从而影响薄膜的隧道磁电阻性能。为了抑制磁性金属的氧化,提高金属态含量,本研究通过强磁靶共溅射法制备了Co-TiO₂纳米复合薄膜。该方法采用的强磁靶头,磁场强度高、分布均匀,可以提高溅射粒子的能量和溅射速率,降低因高能粒子碰撞而发生氧化的概率。因此强磁靶共溅射法能明显抑制金属Co的氧化,提高纳米复合薄膜的自旋极化率。所制备的Co-TiO₂纳米复合薄膜主要由非晶态的TiO₂基体和分散其中的Co颗粒组成。通过调节金属Co颗粒尺寸和分布状态,在电学上实现了金属态向绝缘态转变,在磁学上实现了铁磁性向超顺磁性转变。Co含量为51.3at%时,Co-TiO₂纳米复合薄膜表现为高金属态和高电阻率,并且实现了高达8.25%的室温隧道磁电阻。强磁靶共溅射法使Co-TiO₂纳米复合薄膜的室温磁电阻性能得到了进一步提高,这对于磁性金属—氧化物纳米复合薄膜的研究有着重要的意义。