[发明专利]一种用ALD构建同心核壳三维纳米多铁异质结阵列的方法

权利要求书

1.一种用ALD构建同心核壳三维纳米多铁异质结阵列的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在导电玻璃上生长ZnO纳米线阵列；

2)利用有机金属前驱体源和氧源在ZnO纳米线阵列上沉积均匀保形的铁电薄膜；

3)利用铁源和氧源在沉积有铁电薄膜的ZnO纳米线阵列上沉积均匀保形的磁性薄膜；

4)刻蚀掉ZnO纳米线阵列顶部的铁电薄膜和磁性薄膜，露出ZnO纳米线阵列的顶部；

5)利用磁控溅射法在ZnO纳米线阵列的顶部溅射一层金属电极，即得到具有同心核壳结构的三维纳米多铁异质结阵列；

所述步骤1)中采用水热法在导电玻璃上生长ZnO单晶纳米线阵列，并用干燥的氮气吹洗清洁其表面；

所述步骤3)中沉积磁性薄膜前将导电玻璃加热至350℃～450℃；

所述步骤3)中铁源为二茂铁蒸汽，氧源为氧气。

2.根据权利要求1所述的一种用ALD构建同心核壳三维纳米多铁异质结阵列的方法，其特征在于，所述步骤2)中沉积铁电薄膜前将导电玻璃加热至200℃～300℃。

3.根据权利要求2所述的一种用ALD构建同心核壳三维纳米多铁异质结阵列的方法，其特征在于，所述步骤2)中有机金属前驱体源为环戊二烯级Ba，或者双(2,2,6,6,-四甲基-3,5-庚二酮酸)铅、四异丙醇钛和四(乙基甲基胺基)锆的混合物，氧源为去离子水。

4.根据权利要求3所述的一种用ALD构建同心核壳三维纳米多铁异质结阵列的方法，其特征在于，所述步骤2)中沉积铁电薄膜包括若干个原子层沉积循环，每个原子层沉积循环包括：首先进行1～4秒的氧源脉冲，然后进行3-8秒氮气清洗脉冲，其次进行0.1-04秒的有机金属前驱体源脉冲，最后进行6-16秒的氮气清洗脉冲。

5.根据权利要求1所述的一种用ALD构建同心核壳三维纳米多铁异质结阵列的方法，其特征在于，所述步骤3)中沉积磁性薄膜过程包括若干个原子层沉积循环，每个原子层沉积循环包括：首先进行1～4s氧气源脉冲；然后用氮气清洗6-16s；其次进行0.1～0.4s二茂铁源脉冲；最后用氮气清洗6～16s。

6.根据权利要求1所述的一种用ALD构建同心核壳三维纳米多铁异质结阵列的方法，其特征在于，所述步骤4)中采用电感耦合等离子体刻蚀掉ZnO纳米线阵列顶部的铁电薄膜和磁性薄膜，等离子体采用氩气等离子体。

7.根据权利要求1所述的一种用ALD构建同心核壳三维纳米多铁异质结阵列的方法，其特征在于，所述步骤5)中金属电极为Pt或者Au，所述步骤5)中在ZnO纳米线的顶部溅射完金属电极后，将带有同心核壳结构的三维纳米多铁异质结阵列的导电玻璃放入管式气氛炉中，并在N₂和H₂的混合还原性气氛下进行退火处理，还原性气氛为H₂和N₂按照体积比为1:9～1:15的混合气体，退火温度为300～400℃，退火时间为1～3小时。