PLD生长的六角钡铁氧体薄膜的化学计量、相与织构随激光工艺参数的演化
应用物理
2019-05-13 v2
摘要
通过脉冲激光沉积(PLD)在c面蓝宝石(0001)衬底上生长钡六铁氧体(BaFe12O19或BaM)薄膜,以评估激光 fluence 对其成分、结构和磁性能的影响。采用Continuum的Surelite脉冲266nm Nd:YAG激光,激光 fluence 在1至5.7 [J/cm2]间系统变化。随着激光 fluence 改变,BaM靶材与沉积薄膜之间发生了偏离化学计量比的转移。薄膜中Fe与Ba的比值随激光 fluence 增大而增加。在低于4 J/cm2的激光 fluence 下沉积的薄膜表面出现不良的3维岛状结构。此外,激光能量不足导致沉积出一些次生相,例如钡单铁氧体(BaFe2O4)与磁铁矿(Fe3O4)。另一方面,高于5 J/cm2的激光 fluence 促进了再溅射并降低了薄膜质量、结构与磁性能。在4.8 J/cm2(最优激光 fluence)沉积的BaM薄膜表现出优异的垂直于膜面的c轴取向,各向异性场为16 kOe,饱和磁化强度为4.39 kOe。这些结果清楚表明了激光参数对PLD生长的六铁氧体薄膜的强烈影响,并为使用PLD系统的高良率生产铺平了道路。
引用
@article{arxiv.1904.03157,
title = {Stoichiometry, Phase, and Texture Evolution in PLD-Grown Hexagonal Barium Ferrite Films as a Function of Laser Process Parameters},
author = {Chengju Yu and Alexander S. Sokolov and Piotr Kulik and Vincent G. Harris},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.03157},
year = {2019}
}