रेडियो फ्रीक्वेंसी मैग्नेट्रॉन sputtering की gdba2Cu3O7−δ/ला०.६७Sr०.३३mno3 अर्ध-बिलयर फिल्म्स ऑन srtio3 (STO) सिंगल-क्रिस्टल सब्सस्ट्रेट्स
Summary
यहां, हम एक प्रोटोकॉल पेश करने के लिए LSMO नैनोकणों और (Gd) BCO फिल्मों पर (001) SrTiO3 (STO) एकल क्रिस्टल substrates रेडियो फ्रीक्वेंसी (आरएफ) द्वारा-sputtering ।
Abstract
यहां, हम कोटिंग की एक विधि को प्रदर्शित करता है लोहचुंबकीय ला०.६७Sr०.३३mno3 (lsmo) नैनोकणों पर (001) srtio3 (STO) एकल क्रिस्टल substrates द्वारा रेडियो फ्रीक्वेंसी (आरएफ) मैग्नेट्रॉन sputtering । LSMO नैनोकणों 20 और ५० एनएम के बीच 10 से 20 एनएम और ऊंचाइयों से व्यास के साथ जमा किए गए थे । एक ही समय में, (gd) बीए2घन3ओ7−δ ((gd) bco) फिल्मों दोनों undecorated और lsmo nanoparticle आरएफ मैग्नेट्रॉन sputtering का उपयोग करके सजाया STO substrates पर गढ़े थे । इस रिपोर्ट में यह भी वर्णन किया गया है कि gdba2घन3O7−δ/ला०.६७Sr०.३३mno3 अर्ध-बिलयर फिल्मों संरचनाओं (जैसे, क्रिस्टलीय चरण, आकृति विज्ञान , रासायनिक संरचना); चुंबकन, चुंबक परिवहन, और अतिचालक परिवहन संपत्तियों का भी मूल्यांकन किया गया ।
Introduction
होल-मैगएड मैंगनाइट ला०.६७Sr०.३३mno3 (lsmo) अद्वितीय गुण जैसे चौड़े बैंड अंतराल, अर्ध-धात्विक ferromagnetism, और उलझ इलेक्ट्रॉनिक राज्यों, जो क्षमता के लिए असाधारण अवसर प्रदान spintronic अनुप्रयोगों1,2,3,4. वर्तमान में, बहुत से शोधकर्ताओं ने lsmo के अनूठे गुणों का लाभ उठाने के लिए उच्च तापमान superconducting (hts) फिल्मों, जैसे (RE) बीए2घन3ओ7−δ के लिए भंवर आंदोलन में निवास करने के लिए प्रयास कर रहे हैं फिल्मों (rebco, पुनः = दुर्लभ पृथ्वी तत्व)5,6,7,8,9,10,11,12। लौह चुंबकीय नैनोकणों के साथ सब्सट्रेट सतहों की नैनोस्केल सजावट अपेक्षित घनत्व के चुंबकीय पिनिंग केन्द्रों उत्प्रेरण के लिए अच्छी तरह से परिभाषित साइटों प्रदान करेगा13,14. हालांकि, उच्च textured सतहों पर नैनोकणों की सघनता और ज्यामिति को नियंत्रित करने की क्षमता, जैसे कि एकल क्रिस्टल सब्सस्ट्रेट्स और अत्यधिक बनावटी धातु सब्सट्रेट पर बहुत मुश्किल है । सबसे अधिक, नैनोकणों संश्लेषित और धातु कार्बनिक अपघटन तरीकों15, और स्पंदित लेजर जमाव विधियों16,17का उपयोग कर सतहों पर लेपित हैं । हालांकि पल्स लेजर जमाव तरीकों विभिन्न substrates पर लेपित नैनोकणों प्रदान कर सकते हैं, यह बड़े क्षेत्र सजातीय नैनोकणों जमाव का एहसास करने के लिए मुश्किल है. धातु कार्बनिक अपघटन तरीकों के लिए के रूप में, वे नैनोकणों के बड़े क्षेत्र के जमाव के लिए उचित हैं । हालांकि, नैनोकणों अक्सर गैर वर्दी और आसानी से छोटे शारीरिक तनावों से क्षतिग्रस्त कर रहे हैं ।
इन तकनीकों के अलावा, आरएफ-मैग्नेट्रॉन sputtering कई फायदे हैं । Sputtering एक उच्च जमाव दर, कम लागत, और विषाक्त गैस उत्सर्जन की कमी है । इसके अलावा, यह बड़े पैमाने पर क्षेत्र के लिए विस्तार18,19substrates आसान है । इस विधि को ला०.६७Sr०.३३mno3 (lsmo) नैनोकणों के एकल चरण गठन प्रदान करता है, और नैनोकणों एकल क्रिस्टल substrates पर जमा किया जा करने के लिए आसान कर रहे हैं । आरएफ मैग्नेट्रॉन sputtering सतह बनावट के चाहे, और सतह खुरदरापन20substrates की एक विविध रेंज पर समान रूप से बड़े क्षेत्र नैनोकणों बना सकते हैं । कण नियंत्रण समायोजित sputtering समय से प्राप्त किया जा सकता है । समामेती लक्ष्य-सब्सट्रेट दूरी समायोजित करके प्राप्त किया जा सकता है । आरएफ-मैग्नेट्रॉन sputtering के नुकसान कुछ आक्साइड21के लिए अपनी कम वृद्धि दर है । इस दृष्टिकोण में, लक्ष्य परमाणुओं (या अणुओं) आर्गन आयन द्वारा लक्ष्य से बाहर लगभग हैं, और फिर नैनोकणों वाष्प चरण22में substrates पर जमा हो जाती है । नैनोकणों गठन एक ही चरण23में सब्सट्रेट पर होता है. यह विधि सैद्धांतिक रूप से अतिचालक तनु फिल्म, प्रतिरोध फिल्म, अर्धचालक फिल्म, लोहचुंबकीय पतली फिल्म आदि सहित किसी भी सामग्री के लिए लागू है । तथापि, तारीख तक, लोहचुंबकीय जमा करने के लिए प्रोटोकॉल के बारे में रिपोर्ट नैनोकणों बहुत दुर्लभ हैं ।
यहां, हम gdba के बयान2घन3ओ7−δ/ला०.६७Sr०.३३mno3 अर्ध bilayer फिल्मों पर srtio3 (STO) एकल क्रिस्टल substrates आरएफ मैग्नेट्रॉन sputtering द्वारा विधि. लक्ष्य सामग्री के दो प्रकार, gdba2घन3ओ7−δ और ला०.६७Sr०.३३mno3 लक्ष्य इस प्रक्रिया में उपयोग किया जाता है । Srtio3 (STO) एकल क्रिस्टल सब्सट्रेट gdba के साथ लेपित थे2घन3ओ7−δफिल्मों और gdba2घन3o7−δ/ला०.६७Sr ०.३३ MnO3 अर्ध बिलयर फिल्मों ।
इस प्रोटोकॉल में, gdba2Cu3O7−δ/La०.६७Sr०.३३mno3 अर्ध-बिलयर फिल्मों को STO (001) सब्सट्रेट पर आरएफ मैग्नेट्रॉन sputtering के साथ जमा किया जाता है । लक्ष्य व्यास ६० मिमी है और लक्ष्य और substrates के बीच की दूरी के बारे में 10 सेमी है । Heaters बल्ब substrates के ऊपर 1 सेमी तैनात हैं । इस सिस्टम में अधिकतम तापमान 850 डिग्री सेल्सियस है। इस प्रणाली में 5 अलग सब्सट्रेट हैं । आरएफ मैग्नेट्रॉन sputtering gdba2Cu3O7−δ/ला०.६७Sr०.३३mno3 अर्ध-बिलयर फिल्मों दो कदम है, जो substrates और आरएफ मैग्नेट्रॉन की तैयारी कर रहे है के होते है sputtering प्रक्रिया । Sputtering प्रणाली की एक तस्वीर चित्र S1में दिखाया गया है ।
Protocol
Representative Results
Discussion
यहां हम ने दिखा दिया है कि इस विधि को SrTiO3 (STO) एकल क्रिस्टल substrates पर वर्दी वितरण के lsmo लोहचुंबकीय नैनोकणों तैयार करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । (Gd) BCO फिल्मों को भी दोनों नंगे और LSMO सजाया STO सब्सट्रेट पर…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम के लिए चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (No. ५१५०२१६८ द्वारा समर्थित किया गया था; No. 11504227) और शंघाई नगर प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (No. 16ZR1413600) । लेखकों आभार शंघाई Jiao टोंग विश्वविद्यालय और एमए के वाद्य विश्लेषण केंद्र-टेक विश्लेषणात्मक प्रयोगशाला सक्षम तकनीकी सहायता के लिए धंयवाद ।
Materials
| Sputter Deposition System | Shenyang scientific instruments Limited by Share Ltd | Bespoke | |
| SrTiO3 Single Crystal Substrate | Hefei Ke crystal material technology Co., Ltd | Single-sided epi-polished | (001) orientation |
| La0.67Sr0.33MnO3 sputtering target | Hefei Ke crystal material technology Co., Ltd | Bespoke | 60 mm diameter |
| GdBa2Cu3O7−δ sputtering target | Hefei Ke crystal material technology Co., Ltd | Bespoke | 60 mm diameter |
| Atomic Force Microscope | Brüker | Dimension Icon | |
| X-ray Diffractometer | Brüker | D8 Discover | |
| Physical Property Measurement System | Quantum Design | PPMS 9 |
References
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