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 21-30 of 245 items.
10.06.2013
№216.012.489c

Высокопрочный экономнолегированный сплав на основе алюминия

Изобретение относится к области металлургии материалов на основе алюминия и может быть использовано при получении изделий, работающих под действием высоких нагрузок при температурах до 150°С, деталей летательных аппаратов, автомобилей и других транспортных средств, деталей спортинвентаря и др....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484168
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4b9f

Способ изготовления режущих элементов из сверхтвердых материалов

Изобретение относится инструментальному производству, в частности к изготовлению поликристаллических элементов, в основном из порошков алмаза и/или кубического нитрида бора. Может использоваться для изготовления режущих инструментов и в качестве износостойких накладок в машиностроении. Смесь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484941
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4c97

Способ переработки окисленных золотомышьяковистых руд

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при переработке упорных окисленных золотомышьяковистых руд. В предложенном способе переработки окисленной золотомышьяковистой руды руду смешивают с золотосодержащим пиритным концентратом в весовом отношении Аs:S, равном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485189
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4c9d

Способ получения металломатричного композита с наноразмерными компонентами

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению композиционных материалов с металлической матрицей и наноразмерными упрочняющими частицами. Смесь, содержащую матричный материал и упрочняющие частицы размером менее 50 нм, подвергают механическому легированию. Матричный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485195
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4c9e

Способ получения изделий из композиционных материалов с наноразмерными упрочняющими частицами

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к способу получения изделий из композиционных материалов с металлической матрицей и наноразмерными упрочняющими частицами. Гранулы композиционного материала получают механическим легированием смеси, содержащей частицы матричного материала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485196
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4c9f

Металлический наноструктурный сплав на основе титана и способ его обработки

Изобретение относится к области металлургии, а именно к функциональным металлическим сплавам на основе титана и способу их обработки и может быть использовано для сверхупругих элементов конструкций, а также в хирургии и ортопедической имплантологии. Заявлены сплав на основе титана с эффектом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485197
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4ca1

Литейный алюминиевый сплав

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к сплавам на основе алюминия, и может быть использовано при получении крупногабаритных отливок сложной формы, предназначенных для изготовления деталей ответственного назначения, в частности корпусов редукторов, применяемых в авиастроении....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485199
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4cac

Способ "гибридного" получения износостойкого покрытия на режущем инструменте

Изобретение относится к технологии повышения стойкости режущих инструментов за счет нанесения на их поверхность многокомпонентных износостойких покрытий. На предварительно очищенную поверхность с использованием реакционного газа наносят нижний слой покрытия электродуговым испарением катода из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485210
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4cb2

Электролизер для производства алюминия

Изобретение относится к анодному устройству алюминиевых электролизеров. Электролизер содержит стальной кожух, теплоизоляционную кирпичную кладку, угольную футеровку, ошиновку, катодное и анодное устройства, при этом анодное устройство состоит из обожженных угольных блоков, в которых выполнены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485216
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.07.2013
№216.012.537c

Способ прокатки металлических полос

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при холодной прокатке стальных полос на реверсивных и непрерывных станах. Способ включает обжатие полос по толщине в валках с приложением заднего и переднего натяжений, при этом прокатку ведут с выравниванием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486975
Дата охранного документа: 10.07.2013
Showing 21-30 of 256 items.
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
10.06.2013
№216.012.489c

Высокопрочный экономнолегированный сплав на основе алюминия

Изобретение относится к области металлургии материалов на основе алюминия и может быть использовано при получении изделий, работающих под действием высоких нагрузок при температурах до 150°С, деталей летательных аппаратов, автомобилей и других транспортных средств, деталей спортинвентаря и др....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484168
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4b9f

Способ изготовления режущих элементов из сверхтвердых материалов

Изобретение относится инструментальному производству, в частности к изготовлению поликристаллических элементов, в основном из порошков алмаза и/или кубического нитрида бора. Может использоваться для изготовления режущих инструментов и в качестве износостойких накладок в машиностроении. Смесь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484941
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4c97

Способ переработки окисленных золотомышьяковистых руд

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при переработке упорных окисленных золотомышьяковистых руд. В предложенном способе переработки окисленной золотомышьяковистой руды руду смешивают с золотосодержащим пиритным концентратом в весовом отношении Аs:S, равном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485189
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4c9d

Способ получения металломатричного композита с наноразмерными компонентами

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению композиционных материалов с металлической матрицей и наноразмерными упрочняющими частицами. Смесь, содержащую матричный материал и упрочняющие частицы размером менее 50 нм, подвергают механическому легированию. Матричный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485195
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4c9e

Способ получения изделий из композиционных материалов с наноразмерными упрочняющими частицами

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к способу получения изделий из композиционных материалов с металлической матрицей и наноразмерными упрочняющими частицами. Гранулы композиционного материала получают механическим легированием смеси, содержащей частицы матричного материала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485196
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4c9f

Металлический наноструктурный сплав на основе титана и способ его обработки

Изобретение относится к области металлургии, а именно к функциональным металлическим сплавам на основе титана и способу их обработки и может быть использовано для сверхупругих элементов конструкций, а также в хирургии и ортопедической имплантологии. Заявлены сплав на основе титана с эффектом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485197
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4ca1

Литейный алюминиевый сплав

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к сплавам на основе алюминия, и может быть использовано при получении крупногабаритных отливок сложной формы, предназначенных для изготовления деталей ответственного назначения, в частности корпусов редукторов, применяемых в авиастроении....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485199
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4cac

Способ "гибридного" получения износостойкого покрытия на режущем инструменте

Изобретение относится к технологии повышения стойкости режущих инструментов за счет нанесения на их поверхность многокомпонентных износостойких покрытий. На предварительно очищенную поверхность с использованием реакционного газа наносят нижний слой покрытия электродуговым испарением катода из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485210
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4cb2

Электролизер для производства алюминия

Изобретение относится к анодному устройству алюминиевых электролизеров. Электролизер содержит стальной кожух, теплоизоляционную кирпичную кладку, угольную футеровку, ошиновку, катодное и анодное устройства, при этом анодное устройство состоит из обожженных угольных блоков, в которых выполнены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485216
Дата охранного документа: 20.06.2013

Похожие РИД в системе