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《si基片上的镧钙锰氧巨磁阻薄膜材料的微结构分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、Si基片上的镧钙锰氧巨磁阻薄膜材料的微结构分析第21卷第4期2007年4月化工8,-JTUChemicalIndustryTimesVoI.21,No.4Apr.4.2007Si基片上的镧钙锰氧巨磁阻薄膜材料的微结构分析荆丽华王立峰张巍巍朱明(东南大学物理系,江苏南京211189)摘要采用溶胶一凝胶法在si单晶上制备了定向生长的巨磁阻锰氧化物8Cao.Mn03(LCMO)薄膜样品,并用x射线衍射(XRD),偏光显微镜及原子力显微镜(AFM)对薄膜样品的微结构进行了分析.实验发现在某些特定的条件下LCMO薄膜形成网格结构的现象,并尝试根据分形理论用
2、计算机程序对这种网格现象进行了形貌模拟.关键词钙钛矿镧钙锰氧微结构分形TheAnalysisonMicrotrucureinPerovskoyesColossalMagnetoresistanceThinFilmsontheSi(100)WaferJingLihuaWangLifengZhangWeiweiZhuMing(DepartmentofPhysics,SoutheastUniversity,JiangsuNanjing211189)AbstractUsingSol—Gelmethod,theepitaxialpemvskite.8Cao
3、.2Mn03x=0.2)thinfilmwaspreparedontheSi(100)wafer.TheX—rayDiffraction(XRD),Po!ari—microscope,andAtomicForceMicroscope(AFM)wereusedtoan—alyzethemicmstmctureandthefigureofthefilm.Itwasfoundthatthepercolationstructurewouldformundercertaincondi—tion.Thethinfilmfigureandmadesomeint
4、erpretationsweresimulatedbyfractalmethod.KeywordsPerovskites.sCao.2Mn03MicmstuctureFractal近年来,随着薄膜制备技术的发展,人们开始尝试利用一些具有一定功能的新型材料去制备各种功能器件,其中一种新材料的选择就是巨磁阻薄膜材料n"J.由于对材料性能和结构的深入了解是开发和研制器件的关键,尤其薄膜材料的微结构对薄膜性能而言往往是决定性的,因此,对材料微结构的分析就显得尤为重要.目前,制备薄膜材料的方法多种多样,如:溅射法(射频磁控溅射和离子束溅射),沉积法(脉冲激
5、光沉收稿日期:2007—03—16基金项目:江苏省自然科学基金BK2004078资助作者简介:荆丽华(1982一).女.硕土生.主要从事巨磁阻材料的研究一14一积[]和金属有机物化学气相沉积法[]),溶液化学方法(溶胶一凝胶法J和金属有机物分解法)和分子束外延等.但这些方法都有其欠缺之处,如成本过高,反应温度过高以及需要在超高真空条件下才能制备出高质量的薄膜等等,因而本实验采用低成本的,组分比容易控制的溶胶一凝胶法J.实验中用溶胶一凝胶法制备了.8Cao.2Mn03(LCMO)巨磁阻薄膜样品,用XRD,偏光显微镜以及AFM对样品结构特性进行了分析
6、,并根据分形理论荆丽华等si基片上的镧钙锰氧巨磁阻薄膜材料的微结构分析2007.V.I.21,No.4l囵罾圆进行了形貌的模拟.Ⅱ塞堕1.1前驱体溶液的制备[9,10以乙二醇甲醚为溶剂,按La:Ca:Mn=0.8:0.2:1的化学计量比依次加入硝酸镧(La(NO3)3?6H20),乙酸锰(Mn(C2H302)2?4H20),和乙酸钙(Ca(C2H302)2?H2O).并用磁力加热搅拌器搅拌使之反应充分,均匀,60℃下回流12h,最后得到稳定透明的棕褐色溶液,即镧钙锰氧的前驱体溶液.为了使溶质溶解充分,回流时加入了过量的乙二醇甲醚溶剂,由于最终得到
7、的溶液过稀,不能直接作为旋涂在基片上的凝胶,因而需经烘烤浓缩后才能使用.1.2LCMO薄膜的制备硅片上的LCMO薄膜的制备采用旋涂法.将硅基片放在匀胶机的转盘中央,开动真空泵,使基片被牢牢的固定,然后在基片上滴加合适浓度的LCMO前驱体溶液,并以6000r/win匀胶50s,最后将旋涂好的湿膜放入烘箱中烘烤10win.重复上述步骤10次使薄膜达到一定厚度,最后在800℃下热处理48h.1.3工艺制备过程si基LCMO的Sol—Ge1.工艺制备过程如图1所刁:l缩1.重复握往.礞.1.——一一葫;王蔓堕卜孽堕r一.I.I基片清洗l图1Si基LCMO
8、的Sol—Gel工艺制备过程图日缝墨鱼2.1LCMO薄膜的x射线衍射(XRD)分析由日本SHIMADZU公司的XD一3AX射线衍射仪得到
