[发明专利]一种高饱和磁化强度锌掺杂镍铁氧体薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种高饱和磁化强度锌掺杂镍铁氧体薄膜的制备方法，所述薄膜为(Ni_1-xZn_x)Fe₂O₄薄膜，其中0.25≤x≤1，方法包括如下步骤：将NiO、ZnO和Fe₂O₃多晶粉末混合，使用固体烧结法，煅烧的升温速率为5-20℃/min，降温速率为3-5℃/min，煅烧温度为1050-1200℃，烧结时间为12-36h，获得圆片形锌掺杂镍铁氧体多晶靶材；在氧分压维持在1-10Pa的条件下，以所述锌掺杂镍铁氧体多晶靶为靶材，利用脉冲激光沉积法，设置激光能量为200-400mJ，设置脉冲数为20000-25000，脉冲频率为5-10Hz，靶间距4-6cm，在MgAl₂O₄单晶衬底上获得所述薄膜。

2.如权利要求1所述的一种高饱和磁化强度锌掺杂镍铁氧体薄膜的制备方法，其特征在于：所述MgAl₂O₄衬底为单面抛光或者双面抛光。

3.如权利要求2所述的一种高饱和磁化强度锌掺杂镍铁氧体薄膜的制备方法，其特征在于：所述MgAl₂O₄衬底尺寸为5-10mm×5-10mm×0.4-0.6mm。

4.如权利要求1所述的一种高饱和磁化强度锌掺杂镍铁氧体薄膜的制备方法，其特征在于：所述(Ni_1-xZn_x)Fe₂O₄薄膜的厚度为50-200nm。

5.如权利要求1所述的一种高饱和磁化强度锌掺杂镍铁氧体薄膜的制备方法，其特征在于：所述脉冲激光沉积法过程中，该薄膜的生长温度为500-750℃。

6.如权利要求1至5中任一项所述的一种高饱和磁化强度锌掺杂镍铁氧体薄膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)将0.5460-1.6612g的NiO粉末、0.6033-2.3630g的ZnO粉末和4.6370-4.7355gFe₂O₃的放入研钵中并研磨混合均匀，然后将混合均匀的粉末倒入不锈钢磨具中，以冷压机压制成型，压强为8MPa，再于1050-1200℃煅烧12-36h，升温和降温速率分别为5-20℃/min和3-5℃/min，获得陶瓷靶材；

(2)将洁净的MgAl₂O₄衬底固定在样品加热台上，再将其与靶材一起放入脉冲激光沉积系统的真空腔内，于500-750℃进行脉冲激光沉积，形成所述锌掺杂镍铁氧体薄膜。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中的靶材煅烧的升温速率为5-20℃/min，降温速率为3-5℃/min，煅烧温度为1050-1200℃，烧结时间为12-36h。