搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

Bi0.8Ba0.2FeO3/La0.7Sr0.3MnO3异质结制备及其交换偏置效应研究

魏纪周 张铭 邓浩亮 楚上杰 杜敏永 严辉

Bi0.8Ba0.2FeO3/La0.7Sr0.3MnO3异质结制备及其交换偏置效应研究

魏纪周, 张铭, 邓浩亮, 楚上杰, 杜敏永, 严辉
PDF
导出引用
导出核心图
  • 采用脉冲激光沉积方法, 通过调节激光能量、激光频率、衬底温度、氧压、靶基距等工艺参数, 在(100)取向的铝酸镧单晶衬底上制备出Bi0.8Ba0.2FeO3/La0.7Sr0.3MnO3多铁性异质结. X射线衍射图谱表明薄膜呈钙钛矿结构, 高分辨透射电镜图谱和能量色散X射线图谱表明两相界面清晰且具有良好的匹配度, 异质结呈(00l)取向性生长. 加场冷却条件下不同温度的磁滞回线(M-H)测量结果表明样品具有明显的交换偏置效应, 交换偏置场(HEB)随温度的线性变化可能与异质结界面处电子轨道的重构和界面处自旋、轨道自由度之间的复杂的相互作用有关.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11174021)和北京市自然科学基金(批准号: 2122007)资助的课题.
    [1]

    Valencia S, Crassous A, Bocher L, Garcia V, Moya X, Cherifi R O, Deranlot C, Bouzehouane K, Fusil S, Zobelli A, Gloter A, Mathur N D, Gaupp A, Abrudan R, Radu F, Barthélémy A, Bibes M 2011 Nat. Mater. 10 753

    [2]

    Chakhalian J, Freeland J W, Habermeier H U, Cristiani G, Khaliullin G, van Veenendaal M, Keimer B 2007 Science 318 1114

    [3]

    Ohtomo A, Hwang H Y 2004 Nature 427 423

    [4]

    Ueda K, Tabata H, Kawai T 1998 Science 280 1064

    [5]

    Li T X, Zhang M, Yu F J, Hu Z, Li K S, Yu D B, Yan H 2012 J. Phys. D: Appl. Phys. 45 085002

    [6]

    Reyren N, Thiel S, Caviglial A D, Fitting Kourkoutis L, Hammerl G, Richter C, Schneider C W, Kopp T, Retschi A S, Jaccard D, Gabay M, Muller D A, Triscone J M, Mannhart J 2007 Science 317 1196

    [7]

    Brinkman A, Huijben M, van Zalk M, Huijben J, Zeitler U, Maan J C, van der Wiel W G, Rijnders G, Blank D H A, Hilgenkamp H 2007 Nat. Mater. 6 493

    [8]

    Wu S M, Cybart S A, Yu P, Rossell M D, Zhang J X, Ramesh R, Dynes R C 2010 Nat. Mater. 9 756

    [9]

    Yu P, Lee J S, Okamoto S, Rossell M D, Huijben M, Yang C H, He Q, Zhang J X, Yang S Y, Lee M J, Ramasse Q M, Erni R, Chu Y H, Arena D A, Kao C C, Martin L W, Ramesh R 2010 Phys. Rev. Lett. 105 027201

    [10]

    Wu S M, Cybart S A, Yi D, Parker J M, Ramesh R, Dynes R C 2013 Phys. Rev. Lett. 110 067202

    [11]

    Eerenstein W, Mathur N D, Scott J F 2006 Nature 442 759

    [12]

    Wang J, Neaton J B, Zheng H, Nagarajan V, Ogale S B, Liu B, Viehland D, Vaithyanathan V, Schlom D G, Waghmare U V, Spaldin N A, Rabe K M, Wuttig M, Ramesh R 2003 Science 299 1719

    [13]

    Naik V B, Mahendiran R 2009 Solid State Commun. 149 754

    [14]

    Ramachandran B, Dixit A, Naik R, Lawes G, Ramachandra Rao M S 2012 J. Appl. Phys. 111 023910

    [15]

    Bhushan B, Das D, Priyam A, Vasanthacharya N Y, Kumar S 2012 Mater. Chem. Phys. 135 144

    [16]

    Khomchenko V A, Kiselev D A, Vieira J M, Li Jian, Kholkin A L, Lopes A M L, Pogorelov Y G, Araujo J P, Maglione M 2008 J. Appl. Phys. 103 024105

    [17]

    Yang C, Jiang J S, Qian F Z, Jiang D M, Wang C M, Zhang W G 2010 J. Alloys Compd. 507 29

    [18]

    Wang D H, Goh W C, Ning M, Ong C K 2006 Appl. Phys. Lett. 88 212907

    [19]

    Chu Y H, Martin L W, Holcomb M B, Gajek M, Han S J, He Q, Balke N, Yang C H, Lee D, Hu W, Zhan Q, Yang P L, Fraile-Rodríguez A, Scholl A, Wang S X, Ramesh R 2008 Nat. Mater. 7 478

    [20]

    Dho J, Blamire M G 2009 J. Appl. Phys. 106 073914

    [21]

    Zhou G H, Pan X, Zhu Y F 2013 Acta Phys. Sin. 62 097501 (in Chinese) [周广宏, 潘旋, 朱雨富 2013 物理学报 62 097501]

    [22]

    Wu S M, Cybart Shane A, Yu P, Rossell M D, Zhang J X, Ramesh R, Dynes R C 2010 Nat. Mater. 9 756

    [23]

    Rao S S, Prater J T, Fan Wu, Shelton C T, Maria J P, Narayan J 2013 Nano Lett. 13 5814

    [24]

    Béa H, Bibes M, Ott F, Dupé B, Zhu X H, Petit S, Fusil S, Deranlot C, Bouzehouane K, Barthélémy A 2008 Phys. Rev. Lett. 100 017204

    [25]

    Martin L W, Chu Y H, Holcomb M B, Huijben M, Yu P, Han S J, Lee D, Wang S X, Ramesh R 2008 Nano Lett. 8 2050

    [26]

    Trassin M, Clarkson J D, Bowden S R, Liu J, Heron J T, Paull R J, Arenholz E, Pierce D T, Unguris J 2013 Phys. Rev. B 87 134426

    [27]

    Malozemoff A P 1988 J. Appl. Phys. 63 3874

    [28]

    Mauri D, Siegmann H C, Bagus P S, Kay E 1987 J. Appl. Phys. 62 3047

    [29]

    Liu X H, Liu W, Guo S, Yang F, L X K, Gong W J, Zhang Z D 2010 J. Appl. Phys. 96 082501

  • [1]

    Valencia S, Crassous A, Bocher L, Garcia V, Moya X, Cherifi R O, Deranlot C, Bouzehouane K, Fusil S, Zobelli A, Gloter A, Mathur N D, Gaupp A, Abrudan R, Radu F, Barthélémy A, Bibes M 2011 Nat. Mater. 10 753

    [2]

    Chakhalian J, Freeland J W, Habermeier H U, Cristiani G, Khaliullin G, van Veenendaal M, Keimer B 2007 Science 318 1114

    [3]

    Ohtomo A, Hwang H Y 2004 Nature 427 423

    [4]

    Ueda K, Tabata H, Kawai T 1998 Science 280 1064

    [5]

    Li T X, Zhang M, Yu F J, Hu Z, Li K S, Yu D B, Yan H 2012 J. Phys. D: Appl. Phys. 45 085002

    [6]

    Reyren N, Thiel S, Caviglial A D, Fitting Kourkoutis L, Hammerl G, Richter C, Schneider C W, Kopp T, Retschi A S, Jaccard D, Gabay M, Muller D A, Triscone J M, Mannhart J 2007 Science 317 1196

    [7]

    Brinkman A, Huijben M, van Zalk M, Huijben J, Zeitler U, Maan J C, van der Wiel W G, Rijnders G, Blank D H A, Hilgenkamp H 2007 Nat. Mater. 6 493

    [8]

    Wu S M, Cybart S A, Yu P, Rossell M D, Zhang J X, Ramesh R, Dynes R C 2010 Nat. Mater. 9 756

    [9]

    Yu P, Lee J S, Okamoto S, Rossell M D, Huijben M, Yang C H, He Q, Zhang J X, Yang S Y, Lee M J, Ramasse Q M, Erni R, Chu Y H, Arena D A, Kao C C, Martin L W, Ramesh R 2010 Phys. Rev. Lett. 105 027201

    [10]

    Wu S M, Cybart S A, Yi D, Parker J M, Ramesh R, Dynes R C 2013 Phys. Rev. Lett. 110 067202

    [11]

    Eerenstein W, Mathur N D, Scott J F 2006 Nature 442 759

    [12]

    Wang J, Neaton J B, Zheng H, Nagarajan V, Ogale S B, Liu B, Viehland D, Vaithyanathan V, Schlom D G, Waghmare U V, Spaldin N A, Rabe K M, Wuttig M, Ramesh R 2003 Science 299 1719

    [13]

    Naik V B, Mahendiran R 2009 Solid State Commun. 149 754

    [14]

    Ramachandran B, Dixit A, Naik R, Lawes G, Ramachandra Rao M S 2012 J. Appl. Phys. 111 023910

    [15]

    Bhushan B, Das D, Priyam A, Vasanthacharya N Y, Kumar S 2012 Mater. Chem. Phys. 135 144

    [16]

    Khomchenko V A, Kiselev D A, Vieira J M, Li Jian, Kholkin A L, Lopes A M L, Pogorelov Y G, Araujo J P, Maglione M 2008 J. Appl. Phys. 103 024105

    [17]

    Yang C, Jiang J S, Qian F Z, Jiang D M, Wang C M, Zhang W G 2010 J. Alloys Compd. 507 29

    [18]

    Wang D H, Goh W C, Ning M, Ong C K 2006 Appl. Phys. Lett. 88 212907

    [19]

    Chu Y H, Martin L W, Holcomb M B, Gajek M, Han S J, He Q, Balke N, Yang C H, Lee D, Hu W, Zhan Q, Yang P L, Fraile-Rodríguez A, Scholl A, Wang S X, Ramesh R 2008 Nat. Mater. 7 478

    [20]

    Dho J, Blamire M G 2009 J. Appl. Phys. 106 073914

    [21]

    Zhou G H, Pan X, Zhu Y F 2013 Acta Phys. Sin. 62 097501 (in Chinese) [周广宏, 潘旋, 朱雨富 2013 物理学报 62 097501]

    [22]

    Wu S M, Cybart Shane A, Yu P, Rossell M D, Zhang J X, Ramesh R, Dynes R C 2010 Nat. Mater. 9 756

    [23]

    Rao S S, Prater J T, Fan Wu, Shelton C T, Maria J P, Narayan J 2013 Nano Lett. 13 5814

    [24]

    Béa H, Bibes M, Ott F, Dupé B, Zhu X H, Petit S, Fusil S, Deranlot C, Bouzehouane K, Barthélémy A 2008 Phys. Rev. Lett. 100 017204

    [25]

    Martin L W, Chu Y H, Holcomb M B, Huijben M, Yu P, Han S J, Lee D, Wang S X, Ramesh R 2008 Nano Lett. 8 2050

    [26]

    Trassin M, Clarkson J D, Bowden S R, Liu J, Heron J T, Paull R J, Arenholz E, Pierce D T, Unguris J 2013 Phys. Rev. B 87 134426

    [27]

    Malozemoff A P 1988 J. Appl. Phys. 63 3874

    [28]

    Mauri D, Siegmann H C, Bagus P S, Kay E 1987 J. Appl. Phys. 62 3047

    [29]

    Liu X H, Liu W, Guo S, Yang F, L X K, Gong W J, Zhang Z D 2010 J. Appl. Phys. 96 082501

  • [1] 许小勇, 潘 靖, 胡经国. 交换偏置双层膜中的反铁磁自旋结构及其交换各向异性. 物理学报, 2007, 56(9): 5476-5482. doi: 10.7498/aps.56.5476
    [2] 陶永春, 潘 靖, 胡经国. 外应力场下铁磁/反铁磁双层膜系统中的交换偏置. 物理学报, 2006, 55(6): 3032-3037. doi: 10.7498/aps.55.3032
    [3] 张洪武, 周文平, 刘恩克, 王文洪, 吴光恒. Heusler合金NiCoMnSn中的磁场驱动马氏体相变、超自旋玻璃和交换偏置 . 物理学报, 2013, 62(14): 147501. doi: 10.7498/aps.62.147501
    [4] 罗毅, 赵国平, 杨海涛, 宋宁宁, 任肖, 丁浩峰, 成昭华. 单一晶相氧化锰纳米颗粒的交换偏置效应. 物理学报, 2013, 62(17): 176102. doi: 10.7498/aps.62.176102
    [5] 刘奎立, 周思华, 陈松岭. 金属离子掺杂对CuO基纳米复合材料的交换偏置调控. 物理学报, 2015, 64(13): 137501. doi: 10.7498/aps.64.137501
    [6] 金晓峰, 董国胜, 敬 超, 龚小燕, 郁黎明, 郑卫民. 分子束外延生长Fe/Fe50Mn50双层膜的交换偏置. 物理学报, 2000, 49(10): 2022-2026. doi: 10.7498/aps.49.2022
    [7] 熊小涛, 朱逢吾, 滕蛟, 蔡建旺, 赖武彦. NiFe/FeMn双层膜交换偏置的形成及热稳定性研究. 物理学报, 2004, 53(1): 272-275. doi: 10.7498/aps.53.272
    [8] 李世帅, 冯秀鹏, 黄金昭, 刘春彦, 张仲, 陶冶微. Zn1-x-yNaxCoyO薄膜的脉冲激光沉积制备及表征. 物理学报, 2011, 60(5): 057105. doi: 10.7498/aps.60.057105
    [9] 徐韵, 李云鹏, 金璐, 马向阳, 杨德仁. 脉冲激光沉积法制备的ZnO薄膜的低阈值电抽运紫外随机激射. 物理学报, 2013, 62(8): 084207. doi: 10.7498/aps.62.084207
    [10] 周广宏, 潘旋, 朱雨富. BiFeO3/Ni81Fe19磁性双层膜中的交换偏置及其热稳定性研究. 物理学报, 2013, 62(9): 097501. doi: 10.7498/aps.62.097501
    [11] 李永超, 周航, 潘丹峰, 张浩, 万建国. Co/Co3O4/PZT多铁复合薄膜的交换偏置效应及其磁电耦合特性. 物理学报, 2015, 64(9): 097701. doi: 10.7498/aps.64.097701
    [12] 熊小涛, 朱逢吾, 蔡建旺, 赖武彦, 滕蛟. (Ni0.81Fe0.19)1-xCrx作为种子层对NiFe/FeMn交换偏置的影响. 物理学报, 2002, 51(12): 2849-2853. doi: 10.7498/aps.51.2849
    [13] 王伟, 唐佳伟, 王乐天, 陈小兵. 脉冲激光沉积法制备高温压电薄膜0.20 BiInO3-0.80PbTiO3(已撤稿). 物理学报, 2013, 62(23): 237701. doi: 10.7498/aps.62.237701
    [14] 滕 蛟, 王立锦, 于广华, 朱逢吾, 李宝河, 翟中海. 具有垂直各向异性(Pt/Co)n/FeMn多层膜的交换偏置. 物理学报, 2006, 55(4): 2064-2068. doi: 10.7498/aps.55.2064
    [15] 田宏玉, 胡经国, 许小勇. 铁磁/反铁磁双层膜中冷却场对交换偏置场的影响. 物理学报, 2009, 58(4): 2757-2761. doi: 10.7498/aps.58.2757
    [16] 闫静, 祁先进, 王寅岗. 退火对IrMn基磁隧道结多层膜热稳定性的影响. 物理学报, 2011, 60(8): 088106. doi: 10.7498/aps.60.088106
    [17] 伍楷舜, 龙兴腾, 董建文, 陈弟虎, 汪河洲. 光子晶体异质结的位相和应用. 物理学报, 2008, 57(10): 6381-6385. doi: 10.7498/aps.57.6381
    [18] 王淑芳, 刘 震, 赵嵩卿, 周岳亮. 利用脉冲激光沉积技术在双轴织构的Ni基带上外延CeO2薄膜. 物理学报, 2005, 54(12): 5820-5823. doi: 10.7498/aps.54.5820
    [19] 钟志成, 张端明, 关 丽, 李智华, 侯思普, 杨凤霞, 郑克玉. 脉冲激光制膜过程中等离子体演化规律的研究. 物理学报, 2003, 52(1): 242-246. doi: 10.7498/aps.52.242
    [20] 王淑芳, 陈珊珊, 陈景春, 闫国英, 乔小齐, 刘富强, 王江龙, 丁学成, 傅广生. 脉冲激光沉积温度及氧压对Bi2Sr2Co2Oy热电薄膜晶体结构与电输运性能的影响. 物理学报, 2012, 61(6): 066804. doi: 10.7498/aps.61.066804
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  654
  • PDF下载量:  313
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-11-05
  • 修回日期:  2014-12-01
  • 刊出日期:  2015-04-05

Bi0.8Ba0.2FeO3/La0.7Sr0.3MnO3异质结制备及其交换偏置效应研究

  • 1. 北京工业大学材料科学与工程学院, 北京 100124;
  • 2. 天津职业技术师范大学理学院, 天津 300222
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11174021)和北京市自然科学基金(批准号: 2122007)资助的课题.

摘要: 采用脉冲激光沉积方法, 通过调节激光能量、激光频率、衬底温度、氧压、靶基距等工艺参数, 在(100)取向的铝酸镧单晶衬底上制备出Bi0.8Ba0.2FeO3/La0.7Sr0.3MnO3多铁性异质结. X射线衍射图谱表明薄膜呈钙钛矿结构, 高分辨透射电镜图谱和能量色散X射线图谱表明两相界面清晰且具有良好的匹配度, 异质结呈(00l)取向性生长. 加场冷却条件下不同温度的磁滞回线(M-H)测量结果表明样品具有明显的交换偏置效应, 交换偏置场(HEB)随温度的线性变化可能与异质结界面处电子轨道的重构和界面处自旋、轨道自由度之间的复杂的相互作用有关.

English Abstract

参考文献 (29)

目录

    /

    返回文章
    返回