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 41-50 of 245 items.
27.08.2013
№216.012.6472

Способ подготовки к работе и установки воздушной фурмы доменной печи

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при подготовке к работе и установке воздушных фурм доменных печей. Способ включает удаление с поверхности внутреннего стакана фурмы со стороны дутьевого канала и рыльной части окисленного слоя механическим путем, нанесение на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491351
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.08.2013
№216.012.6478

Способ производства листовой стали

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к листопрокатному производству, и может быть использовано при получении высокопрочных холоднокатаных листов для глубокой вытяжки. Для повышения прочностных и пластических свойств листовой стали получают горячекатаную полосу, подвергают ее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491357
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.08.2013
№216.012.6479

Способ производства катанки

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения катанки в мотках, используемой для волочения в проволоку различного назначения. Технический результат изобретения состоит в повышении технологической пластичности и равномерности механических свойств...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491358
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.08.2013
№216.012.647a

Способ переработки солевых алюмосодержащих шлаков с получением покровных флюсов и алюминиевых сплавов-раскислителей

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способу переработки алюмосодержащих шлаков и получению сплавов на основе алюминия электролизом расплавов. Способ включает дробление, измельчение, водное выщелачивание шлака, фильтрацию пульпы, выпаривание солевого раствора,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491359
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.08.2013
№216.012.6480

Сверхпластичный сплав на основе алюминия

Изобретение относится к области металлургии, а именно к разработке новых сплавов и технологий получения из них листовых полуфабрикатов методами термической обработки и обработки давлением. Сплав содержит, в мас.%: 3,5-4,5 цинка, 3,5-4,5 магния, 0,6-1,0 меди, 2,0-3,0 никеля, 0,25-0,3 циркония,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491365
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.09.2013
№216.012.66e3

Устройство высокого давления и высоких температур

Изобретение относится к устройствам высокого давления и высоких температур, предназначенным для синтеза крупных монокристаллов алмаза. Устройство содержит пуансоны 1, представляющие собой правильную пирамиду с усеченной вершиной, которые при сближении в направлении осей, сходящихся в одну...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491986
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.680c

Способ формирования бидоменной структуры в пластинах монокристаллов

Изобретение относится к технологии получения монокристаллов ниобата лития с бидоменной структурой, применяемых в устройствах нанотехнологии и микромеханики. Электроды в виде системы параллельных струн накладывают на две плоскопараллельные грани кристалла, которые ориентируют под углом z+36° к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492283
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.09.2013
№216.012.6aa0

Способ дрессировки стальных отожженных полос

Изобретение предназначено для снижения энергозатрат прокатного производства и может быть использовано при дрессировке стальных холоднокатаных отожженных полос в клети с по меньшей мере одним приводным валком. Способ включает заправку полосы в стан с помощью электроприводных рабочих валков при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492947
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.09.2013
№216.012.6aaf

Способ производства броневых листов

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве стальных листов бронезащитного назначения для легкобронированных боевых машин, летательных аппаратов, средств индивидуальной защиты. Способ включает выплавку стали мартенситного класса, разливку в изложницы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492962
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.09.2013
№216.012.6ae1

Запирающая прокладка для многопуансонного устройства высокого давления и высоких температур

Изобретение относится к области изготовления синтетических алмазов с использованием многопуансонных аппаратов высокого давления. Запирающая прокладка, размещаемая между пуансонами многопуансонного устройства высокого давления и температуры, имеет форму трапеции и состоит из трех слоев, один из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493012
Дата охранного документа: 20.09.2013
Showing 41-50 of 256 items.
27.08.2013
№216.012.639e

Способ производства фасонного проката

Изобретение предназначено для снижения ресурсозатрат при изготовлении стальных фасонных профилей. Способ включает нагрев заготовок и последующее их многопроходное деформирование в горизонтальных и вертикальных валках с калибрами. Экономичность изготовления качественных изделий повышается за...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491139
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.08.2013
№216.012.63a0

Способ эксплуатации хромистых рабочих валков листопрокатной клети

Изобретение предназначено для повышения эксплуатационной стойкости валков листовых станов горячей и холодной прокатки и сокращения трудоемкости их перешлифовки между завалками в клеть в процессе эксплуатации. Способ включает чередование работы валка в клети и механический съем поврежденного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491141
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.08.2013
№216.012.6472

Способ подготовки к работе и установки воздушной фурмы доменной печи

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при подготовке к работе и установке воздушных фурм доменных печей. Способ включает удаление с поверхности внутреннего стакана фурмы со стороны дутьевого канала и рыльной части окисленного слоя механическим путем, нанесение на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491351
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.08.2013
№216.012.6478

Способ производства листовой стали

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к листопрокатному производству, и может быть использовано при получении высокопрочных холоднокатаных листов для глубокой вытяжки. Для повышения прочностных и пластических свойств листовой стали получают горячекатаную полосу, подвергают ее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491357
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.08.2013
№216.012.6479

Способ производства катанки

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для получения катанки в мотках, используемой для волочения в проволоку различного назначения. Технический результат изобретения состоит в повышении технологической пластичности и равномерности механических свойств...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491358
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.08.2013
№216.012.647a

Способ переработки солевых алюмосодержащих шлаков с получением покровных флюсов и алюминиевых сплавов-раскислителей

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способу переработки алюмосодержащих шлаков и получению сплавов на основе алюминия электролизом расплавов. Способ включает дробление, измельчение, водное выщелачивание шлака, фильтрацию пульпы, выпаривание солевого раствора,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491359
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.08.2013
№216.012.6480

Сверхпластичный сплав на основе алюминия

Изобретение относится к области металлургии, а именно к разработке новых сплавов и технологий получения из них листовых полуфабрикатов методами термической обработки и обработки давлением. Сплав содержит, в мас.%: 3,5-4,5 цинка, 3,5-4,5 магния, 0,6-1,0 меди, 2,0-3,0 никеля, 0,25-0,3 циркония,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491365
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.09.2013
№216.012.66e3

Устройство высокого давления и высоких температур

Изобретение относится к устройствам высокого давления и высоких температур, предназначенным для синтеза крупных монокристаллов алмаза. Устройство содержит пуансоны 1, представляющие собой правильную пирамиду с усеченной вершиной, которые при сближении в направлении осей, сходящихся в одну...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491986
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.680c

Способ формирования бидоменной структуры в пластинах монокристаллов

Изобретение относится к технологии получения монокристаллов ниобата лития с бидоменной структурой, применяемых в устройствах нанотехнологии и микромеханики. Электроды в виде системы параллельных струн накладывают на две плоскопараллельные грани кристалла, которые ориентируют под углом z+36° к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492283
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.09.2013
№216.012.6aa0

Способ дрессировки стальных отожженных полос

Изобретение предназначено для снижения энергозатрат прокатного производства и может быть использовано при дрессировке стальных холоднокатаных отожженных полос в клети с по меньшей мере одним приводным валком. Способ включает заправку полосы в стан с помощью электроприводных рабочих валков при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492947
Дата охранного документа: 20.09.2013

Похожие РИД в системе