高密度多态存储用磁电复合薄膜的制备与性能研究

多态存储技术被认为是未来高密度存储技术发展的一个重要方向。利用磁电复合材料磁电输出信号随外磁场变化出现的滞回原理，有望制备出存储密度高、速度快、非易失性的多态存储器。然而，国内外基于磁电滞回原理针对磁电复合薄膜材料多态存储特性的研究未见相关报道。本项目采用PLD技术制备具有钙钛矿结构的LSMO/BTO/LSMO三层磁电复合薄膜，并对其磁电效应的耦合机制及四态存储特性展开深入研究。通过研究，揭示磁电复合薄膜微结构参数、磁电耦合机制与磁电效应及四态存储特性之间的内在关系，掌握薄膜的复合结构、结晶取向、微观组织等对材料磁电耦合机制、磁电性能及四态存储特性的影响规律，最终为薄膜磁电复合材料用于高密度多态存储器提供理论指导。

本项目采用脉冲激光沉积法制备了不同结晶取向以及不同铁电、铁磁层厚度比的LSMO/BTO/LSMO三层薄膜,研究了取向、应力和相比例变化对薄膜磁学、电学及磁电效应的影响。采用XRD手段表征了所得薄膜的表面结构及微观形貌；借助PPMS物性测试系统、aixACCT-TF2000铁电性能测试仪、Agilent 4294A宽频数字电桥及磁电电压测试系统对所得薄膜的磁学、铁电、介电性能以及磁电性能进行了测试。结果表明，所得LSMO/BTO/LSMO复合薄膜具有良好的择优结晶取向以及铁磁、铁电性能，其中（100）取向薄膜磁电电压系数较大，同时厚度比为1:1的LSMO/BTO/LSMO复合薄膜具有最大的磁电电压系数且随着总厚度的提高磁电电压系数逐渐降低。根据所得LSMO/BTO/LSMO三层磁电薄膜设计并测试了四态存储器单元。项目执行期间共发表SCI检索论文7篇，EI检索论文2篇，申请专利3篇（2篇已授权）。