27.10.2014
216.013.0315

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ ПЛЕНОК ФЕРРИТА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к технологии получения наноразмерных пленок мультиферроиков и может найти применение в производстве высокодобротных магнитооптических устройств обработки и хранения информации, магнитных сенсоров, емкостных электромагнитов, магнитоэлектрических элементов памяти, невзаимных сверхвысокочастотных фильтров. Способ включает изготовление мишени заданного состава, обработку монокристаллической подложки ионами аргона, распыление мишени на подложку с дальнейшим отжигом полученной пленки, при этом используют подложку титаната стронция, процесс распыления осуществляют на подогретую до температуры 700-750°C подложку, в процессе распыления осуществляют подачу в область подложки контролируемого потока ионов кислорода, а полученные пленки отжигают в атмосфере кислорода в течение 1,0 час при температуре 500-550°C и нормальном атмосферном давлении. Изобретение позволяет получать монокристаллические наноразмерные пленки мультиферроиков состава BiFeO и RBiFeO (где R- Nd, La, Pr в количестве 0,1-0,3 форм.ед.). 1 табл., 1 пр.
Основные результаты: Способ получения наноразмерных пленок феррита, включающий изготовление мишени заданного состава, обработку монокристаллической подложки ионами аргона, распыление мишени на подложку с дальнейшим отжигом полученной пленки, отличающийся тем, что используется подложка титаната стронция, процесс распыления осуществляется на подогретую до температуры 700-750°C подложку, в процессе распыления осуществляется подача в область подложки контролируемого потока ионов кислорода, а полученные пленки отжигают в атмосфере кислорода в течение 1,0 час при температуре 500-550°C и нормальном атмосферном давлении.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к технологии получения наноразмерных пленок мультиферроиков состава BiFeO3 и RxBi1-xFeO3 и может найти применение в производстве высокодобротных магнитооптических устройств обработки и хранения информации, магнитных сенсоров, емкостных электромагнитов, магнитоэлектрических элементов памяти, невзаимных сверхвысокочастотных фильтров и других устройств.

Известен способ получения наноразмерных пленок феррита висмута методом химического осаждения из паровой фазы металлорганических соединений (MOCVD) (см. Картавцева М.С. Синтез и свойства тонких эпитаксиальных пленок BiFeO3 и твердых растворов на его основе. Автореферат на соискание уч. ст. к.х.н. М., МГУ, 2008. - 24 с.). Недостатки способа - получение многофазных пленок, токсичность исходных компонентов для здоровья человека, дороговизна способа.

Наиболее близким к предлагаемому является «Способ получения наноразмерных пленок феррита-граната, содержащих Bi» (см.: патент Украины №66219. Прокопов А.Р., Шапошников А.Н., Каравайников А.В. «Способ получения наноразмерных пленок феррита-граната, содержащих Bi». Бюл. №24, 2011 г.). Способ включает изготовление мишени заданного состава, обработку монокристаллической подложки ионами аргона, распыление компонентов мишени на подложку и отжиг на воздухе при атмосферном давлении. Недостаток настоящего способа - невозможность получения наноразмерных пленок мультиферроиков состава BiFeO3 и RxBi1-xFeO3 (где R=Nd, La, Pr в количестве 0,1-0,3 форм.ед.).

Цель настоящего изобретения - получение наноразмерных пленок мультиферроиков состава BiFeO3 и RxBi1-xFeO3 (где R=Nd, La, Pr в количестве 0,1-0,3 форм.ед.).

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе получения наноразмерных пленок феррита, включающем изготовление мишени заданного состава, обработку монокристаллической подложки ионами аргона, распыление мишени на подложку с дальнейшим отжигом полученной пленки, в соответствии с предлагаемым техническим решением используются подложка титаната стронция, ионное распыление и подогрев подложки в процессе напыления пленки до 700-750°C, подача в зону подложки контролируемого потока кислорода и отжиг полученных пленок на протяжении 1,0 час в атмосфере кислорода при температуре 500-550°C при нормальном атмосферном давлении.

Сущность предлагаемого способа состоит в том, что использование подогрева подложки, подача в область подложки контролируемого потока ионов кислорода и последующий отжиг полученных структур в атмосфере кислорода при нормальном атмосферном давлении позволяют получать качественные наноразмерные пленки феррита составов BiFeO3 и RxBi1-xFeO3 (где R=Nd, La, Pr в количестве 0,1-0,3 форм.ед.). Использование монокристаллических пластин титаната стронция в качестве подложки позволяет получить монокристаллические пленки ферритов вышеуказанных составов.

Способ реализуется следующим образом. Изготавливается мишень требуемого состава (BiFeO3 или RxBi1-xFeO3, где R=Nd, La, Pr в количестве 0,1-0,3 форм.ед.). Монокристаллическую подложку титаната стронция обрабатывают ионами аргона энергии 10-20 эВ. В вакуумной камере достигают давления (6,5-6,8)·10-4 Па и производят с помощью платинового нагревателя нагрев подложки до температуры 700-750°C. Далее производят осаждение материала мишени на подложку путем распыления мишени пучком аргона с помощью ионного источника (плотность тока пучка ионов j=8-12 мА/см2, энергия ионов Е=1-3 кэВ). С целью облегчения кристаллизации пленки стехиометрического феррита висмута (чистого или замещенного) в область подложки подается с помощью источника ионов контролируемый поток ионов кислорода. Требуемая толщина пленки регулируется временем распыления. Полученную структуру помещают в печь и отжигают в атмосфере кислорода при температуре 500-550°C при нормальном атмосферном давлении в течение одного часа.

Пример реализации способа

Методом керамической технологии готовили мишени BiFeO3 и RxBi1-xFeO3 (где R=Nd, La, Pr в количестве 0,1-0,2 форм.ед.). Диаметр мишеней составлял 100 мм. В качестве подложек использовались монокристаллические пластины-подложки титаната стронция SrTiO3. Процесс получения наноразмерных пленок состава BiFeO3 и RxBi1-xFeO3 (где R=Nd, La, Pr в количестве 0,1-0,2 форм.ед.) осуществлялся в вакуумной установке, изготовленной на базе установки УВН 3279026. В вакуумной камере достигали давления (6,5-6,8)·10-4 Па, после чего осуществляли обработку подложки ионами аргона энергии 10-20 эВ. Далее производили с помощью платинового нагревателя нагрев подложки до температуры 750°C, после чего проводилось осаждение материала мишени на подложку путем распыления мишени пучком аргона с помощью ионного источника (плотность тока пучка ионов j=12 мА/см2, энергия ионов Е=3 кэВ). С целью облегчения кристаллизации пленки стехиометрического феррита висмута в область подложки подавали с помощью источника ионов контролируемый поток ионов кислорода. Полученные пленки отжигали в установке для обжига иттриевых гранатов ТИ-1 ПЯ 2.983.003 СП атмосфере кислорода при температуре 550°C и нормальном атмосферном давлении. После естественного охлаждения установки для обжига до комнатной температуры полученные пленки промывали в дистиллированной и деионизованной воде. Таким образом были приготовлены по 5 пленок каждого состава.

Результаты рентгено-дифракционного исследования показали, что полученные наноразмерные пленки являются монокристаллическими.

В таблице представлены основные характеристики полученных наноразмерных пленок феррита висмута.

Таблица
Свойства полученных методом ИЛР пленок мультиферроиков (подложка SrTiO3; Tизм=300K)
№ п/п Химический состав пленки Толщина пленки, нм Контролируемые свойства
Удельное фарадеевское вращение θF, град/см (λ=0,633 мкм) Коэрцитивная сила НС, Э
1 BiFeO3 250 3 800 0,85
2 Bi0,85La0,15FeO3 255 4 075 0,65
3 Bi0,8La0,15FeO3 275 4 180 0,75
4 Bi0,9La0,1FeO3 240 4 900 0,78
5 Bi0,85La0,15FeO3 245 5 600 0,72
6 Bi0,9La0,1FeO3 195 6 350 0,80
7 Bi0,85La0,15FeO3 220 6 750 0,70

Таким образом, предлагаемый способ обладает следующими отличительными признаками:

1. Используется монокристаллическая подложка титаната стронция.

2. Используется подогрев подложки до температуры 700-750°C.

3. Используется в процессе распыления подача в область подложки контролируемого потока ионов кислорода.

4. Полученные пленки отжигают в кислороде в течение 1,0 час при температуре 500-550°C и нормальном атмосферном давлении.

Использование настоящих отличительных признаков для достижения полученных результатов авторам неизвестно.

Способ получения наноразмерных пленок феррита, включающий изготовление мишени заданного состава, обработку монокристаллической подложки ионами аргона, распыление мишени на подложку с дальнейшим отжигом полученной пленки, отличающийся тем, что используется подложка титаната стронция, процесс распыления осуществляется на подогретую до температуры 700-750°C подложку, в процессе распыления осуществляется подача в область подложки контролируемого потока ионов кислорода, а полученные пленки отжигают в атмосфере кислорода в течение 1,0 час при температуре 500-550°C и нормальном атмосферном давлении.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 11-20 of 245 items.
27.03.2013
№216.012.3138

Способ вакуумного ионно-плазменного нанесения многослойного износостойкого покрытия для режущего инструмента

Изобретение относится к способу получения износостойкого покрытия на режущем инструменте и может быть использовано в металлообработке. Наносят слой сложного нитрида титана-алюминия и слой нитрида хрома при вращении покрываемой подложки относительно распыляемых катодов. Между слоем сложного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478138
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.04.2013
№216.012.3989

Способ обогащения техногенного минерального сырья цветных металлов

Изобретение относится к области флотационного обогащения техногенного сырья. Способ флотационного обогащения сульфидных руд цветных и благородных металлов включает кондиционирование измельченной руды с раствором дитиофосфата или другими сульфгидрильными собирателями в известковой среде и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480290
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.04.2013
№216.012.3992

Способ производства холоднокатаной нагартованной листовой стали

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения холоднокатаной нагартованной полосы из листовой стали с покрытием или без него, для последующей обработки путем гибки или формовки, в частности кровельной металлочерепицы. Способ включает нагрев, горячую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480299
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.05.2013
№216.012.43c9

Способ производства полос с односторонним чечевичным рифлением

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при горячей прокатке рифленых полос на непрерывных широкополосных станах. Способ включает нагрев слябов из углеродистой стали, многопроходную горячую прокатку полос с заключительным проходом при температуре полосы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482930
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.05.2013
№216.012.43d1

Способ прессования с использованием подъемной силы жидкости и устройство для его осуществления

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу прессования полых микросфер в присутствии жидкости при производстве пористой конструкционной керамики. Полые микросферы смешивают с жидкостью в виде водного раствора хлоридов в камере для разделения микросфер и отделяют целые...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482938
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.05.2013
№216.012.4488

Способ производства нагартованной малоуглеродистой листовой стали

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения холоднокатаных полос и лент, поставляемых потребителям в нагартованном состоянии, например, для упаковки грузов. Для повышения выхода годного за счет получения заданного предела текучести листовой стали...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483121
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.05.2013
№216.012.448d

Печь электрошлакового переплава металлосодержащих отходов

Изобретение относится к области черной и цветной металлургии, в частности к печам электрошлакового переплава металлосодержащих отходов с применением нерасходуемых электродов. В печи используется нерасходуемый электрод, выполненный с проходящим по всей длине осевым отверстием для образования в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483126
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.05.2013
№216.012.448e

Способ переработки упорной золотосодержащей пирротин-арсенопиритной руды

Изобретение относится к цветной металлургии и предназначено для извлечения золота из упорной арсенопирит-пирротиновой руды. Способ переработки упорной золотосодержащей пирротин-арсенопиритовой руды включает селективную флотацию, извлечение золота из хвостов флотации, биоокисление концентрата,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483127
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.05.2013
№216.012.4498

Способ защиты поверхности сляба из низколегированной стали перед его нагревом в методической печи под прокатку

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для защиты поверхности непрерывнолитых слябов из низколегированной стали перед нагревом их в методической печи под прокатку и последующей прокатки. Напыление алюминиевого газотермического покрытия осуществляют на широкие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483137
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.05.2013
№216.012.44a0

Электрохимический способ получения покрытий на металлическом изделии

Изобретение относится к электрохимической технологии формирования износостойких, диэлектрических, антикоррозионных и декоративных оксидных или оксидно-керамических покрытий на электропроводящие изделия, в частности для нанесения неорганических покрытий на детали и изделия из алюминиевых,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483145
Дата охранного документа: 27.05.2013
Showing 11-20 of 256 items.
27.03.2013
№216.012.3138

Способ вакуумного ионно-плазменного нанесения многослойного износостойкого покрытия для режущего инструмента

Изобретение относится к способу получения износостойкого покрытия на режущем инструменте и может быть использовано в металлообработке. Наносят слой сложного нитрида титана-алюминия и слой нитрида хрома при вращении покрываемой подложки относительно распыляемых катодов. Между слоем сложного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478138
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.04.2013
№216.012.3989

Способ обогащения техногенного минерального сырья цветных металлов

Изобретение относится к области флотационного обогащения техногенного сырья. Способ флотационного обогащения сульфидных руд цветных и благородных металлов включает кондиционирование измельченной руды с раствором дитиофосфата или другими сульфгидрильными собирателями в известковой среде и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480290
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.04.2013
№216.012.3992

Способ производства холоднокатаной нагартованной листовой стали

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения холоднокатаной нагартованной полосы из листовой стали с покрытием или без него, для последующей обработки путем гибки или формовки, в частности кровельной металлочерепицы. Способ включает нагрев, горячую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480299
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.05.2013
№216.012.43c9

Способ производства полос с односторонним чечевичным рифлением

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при горячей прокатке рифленых полос на непрерывных широкополосных станах. Способ включает нагрев слябов из углеродистой стали, многопроходную горячую прокатку полос с заключительным проходом при температуре полосы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482930
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.05.2013
№216.012.43cb

Рабочая клеть вакуумного стана винтовой прокатки

Изобретение предназначено для уменьшения габаритов и металлоемкости рабочей клети винтовой прокатки прутков валками, оси которых наклонены к оси прокатки под углом α=45-60° и смещены относительно этой оси на расстоянии ρ=(0,8-1,2)d, где d - диаметр проката. Рабочая клеть включает в себя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482932
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.05.2013
№216.012.43d1

Способ прессования с использованием подъемной силы жидкости и устройство для его осуществления

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу прессования полых микросфер в присутствии жидкости при производстве пористой конструкционной керамики. Полые микросферы смешивают с жидкостью в виде водного раствора хлоридов в камере для разделения микросфер и отделяют целые...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482938
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.05.2013
№216.012.4488

Способ производства нагартованной малоуглеродистой листовой стали

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения холоднокатаных полос и лент, поставляемых потребителям в нагартованном состоянии, например, для упаковки грузов. Для повышения выхода годного за счет получения заданного предела текучести листовой стали...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483121
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.05.2013
№216.012.448d

Печь электрошлакового переплава металлосодержащих отходов

Изобретение относится к области черной и цветной металлургии, в частности к печам электрошлакового переплава металлосодержащих отходов с применением нерасходуемых электродов. В печи используется нерасходуемый электрод, выполненный с проходящим по всей длине осевым отверстием для образования в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483126
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.05.2013
№216.012.448e

Способ переработки упорной золотосодержащей пирротин-арсенопиритной руды

Изобретение относится к цветной металлургии и предназначено для извлечения золота из упорной арсенопирит-пирротиновой руды. Способ переработки упорной золотосодержащей пирротин-арсенопиритовой руды включает селективную флотацию, извлечение золота из хвостов флотации, биоокисление концентрата,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483127
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.05.2013
№216.012.4498

Способ защиты поверхности сляба из низколегированной стали перед его нагревом в методической печи под прокатку

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для защиты поверхности непрерывнолитых слябов из низколегированной стали перед нагревом их в методической печи под прокатку и последующей прокатки. Напыление алюминиевого газотермического покрытия осуществляют на широкие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483137
Дата охранного документа: 27.05.2013

Похожие РИД в системе