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不同氮流量制备Mn3CuNx薄膜及其电、磁输运性质的研究

纳元元 王聪 褚立华 丁磊 闫君

不同氮流量制备Mn3CuNx薄膜及其电、磁输运性质的研究

纳元元, 王聪, 褚立华, 丁磊, 闫君
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  • 采用对靶磁控溅射方法在单晶Si(100)基片上制备了反钙钛矿结构的Mn3CuNx薄膜.通过控制制备过程中的反应气体氮气(N2) 流量(N2/Ar+N2), 研究了氮含量对Mn3CuNx薄膜结构及物理性能的影响.分别利用X射线衍射仪、俄歇电子能谱、原子力显微镜、X射线光电子能谱、物理性能测试系统和超导量子干涉仪, 对所制备薄膜的晶体结构、成分、表面形貌和电、磁输运性质进行了测试.结果表明:制备的薄膜均为反钙钛矿立方结构,且沿 (200) 晶面择优生长.随着氮含量的增大,薄膜表面粗糙度和颗粒度尺寸逐渐增大, 导致电阻率增加.氮含量对薄膜的电输运性质没有影响,所有薄膜电阻率均随着温度的降低逐渐增大, 呈现半导体型导电行为,这与对应的块体材料结果相反.Mn3CuNx薄膜随着测试温度的增大发生了亚铁磁到顺磁的磁转变,且N含量的增大降低了磁有序转变温度,主要是由于N缺陷对Mn6N八面体结构中 磁交换作用的影响所致.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 50772008, 51172012)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-04-01
  • 修回日期:  2011-05-30
  • 刊出日期:  2012-03-15

不同氮流量制备Mn3CuNx薄膜及其电、磁输运性质的研究

  • 1. 北京航空航天大学物理系, 凝聚态物理与材料物理研究中心和微纳测控与低维物理教育部 重点实验室, 北京 100191
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 50772008, 51172012)资助的课题.

摘要: 采用对靶磁控溅射方法在单晶Si(100)基片上制备了反钙钛矿结构的Mn3CuNx薄膜.通过控制制备过程中的反应气体氮气(N2) 流量(N2/Ar+N2), 研究了氮含量对Mn3CuNx薄膜结构及物理性能的影响.分别利用X射线衍射仪、俄歇电子能谱、原子力显微镜、X射线光电子能谱、物理性能测试系统和超导量子干涉仪, 对所制备薄膜的晶体结构、成分、表面形貌和电、磁输运性质进行了测试.结果表明:制备的薄膜均为反钙钛矿立方结构,且沿 (200) 晶面择优生长.随着氮含量的增大,薄膜表面粗糙度和颗粒度尺寸逐渐增大, 导致电阻率增加.氮含量对薄膜的电输运性质没有影响,所有薄膜电阻率均随着温度的降低逐渐增大, 呈现半导体型导电行为,这与对应的块体材料结果相反.Mn3CuNx薄膜随着测试温度的增大发生了亚铁磁到顺磁的磁转变,且N含量的增大降低了磁有序转变温度,主要是由于N缺陷对Mn6N八面体结构中 磁交换作用的影响所致.

English Abstract

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