强磁靶共溅射法制备具有室温磁电阻特性的Co-TiO2纳米复合薄膜

作     者：陈浩禹 张亦文 吴忠 秦真波 吴姗姗 胡文彬 CHEN Haoyu;ZHANG Yiwen;WU Zhong;QIN Zhenbo;WU Shanshan;HU Wenbin

作者机构：天津大学材料科学与工程学院天津300072 

出 版 物：《无机材料学报》 (Journal of Inorganic Materials)

年 卷 期：2020年第35卷第11期

页      面：1263-1267页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：天津市自然科学基金(18JCYBJC18000)。 

主　　题：纳米复合薄膜 强磁靶共溅射法 室温隧道磁电阻 Co-TiO2 

摘      要：Co-TiO2纳米复合薄膜作为一种新型自旋电子材料,由于具有良好的生物相容性,近年来受到广泛关注。但在制备过程中,磁性金属Co处于氧化气氛,容易部分氧化,从而影响薄膜的隧道磁电阻性能。为了抑制磁性金属的氧化,提高金属态含量,本研究通过强磁靶共溅射法制备了Co-TiO2纳米复合薄膜。该方法采用的强磁靶头,磁场强度高、分布均匀,可以提高溅射粒子的能量和溅射速率,降低因高能粒子碰撞而发生氧化的概率。因此强磁靶共溅射法能明显抑制金属Co的氧化,提高纳米复合薄膜的自旋极化率。所制备的Co-TiO2纳米复合薄膜主要由非晶态的TiO2基体和分散其中的Co颗粒组成。通过调节金属Co颗粒尺寸和分布状态,在电学上实现了金属态向绝缘态转变,在磁学上实现了铁磁性向超顺磁性转变。Co含量为51.3at%时,Co-TiO2纳米复合薄膜表现为高金属态和高电阻率,并且实现了高达8.25%的室温隧道磁电阻。强磁靶共溅射法使Co-TiO2纳米复合薄膜的室温磁电阻性能得到了进一步提高,这对于磁性金属—氧化物纳米复合薄膜的研究有着重要的意义。