离轴磁控溅射法生长1-3维PZT-NFO纳米复合薄膜

张辉¹，马永军²，王艺程¹，文丹丹¹，叶飞³，白飞明¹

1. 电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室2. 包头市第二热电厂3. 大连理工大学材料科学与工程学院

摘 要：采用90°离轴磁控溅射法,在MgAl2O4（001）单晶基片上自组装生长了Pb（Zr0.52Ti0.48）O3-NiFe2O4（PZT-NFO）复合磁电薄膜,并研究了基片温度、氩氧比和溅射功率等因素对薄膜结构和性能的影响。结果表明,适合生长PZT-NFO薄膜的条件为基片温度800℃,氩氧比1:1,溅射功率160 W。XRD测试显示,PZT-NFO薄膜为外延生长薄膜,且PZT相与NFO相之间的垂直晶格失配非常小。AFM和SEM结构观察表明,薄膜具有清晰的1-3维纳米复合结构,铁磁相NFO纳米柱直径约为80¹50 nm。降低氩氧比有助于NFO相的形成,但溅射功率过大会造成1-3维结构向无规则0-3维结构转变。磁性能测量表明纳米复合薄膜的饱和磁化强度在120¹60 kA/m之间,低于块体的NFO相,可能是由于两相的界面扩散所造成。

关键词：纳米复合;磁电效应;磁控溅射;自组装;