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 31-40 of 245 items.
10.07.2013
№216.012.5382

Способ изготовления сварных труб большого диаметра

Изобретение относится к производству сварных труб большого диаметра. Осуществляют пошаговую подгибку продольных кромок заготовки одновременно с двух сторон, формовку основной части профиля на прессе шаговой формовки, сборку заготовки и сварку ее кромок технологическим швом на сборочно-сварочном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486981
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.539a

Связка на основе меди для изготовления режущего инструмента со сверхтвердым материалом

Изобретение относится к порошковой металлургии, к способам получения композиционных материалов и может быть использовано в качестве связок при изготовлении режущего инструмента со сверхтвердым материалом для стройиндустрии и машиностроения. Связка содержит, мас.%: Cu 27,5-49,5, Со 13,75-24,75,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487005
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.539b

Связка на основе меди для изготовления режущего инструмента со сверхтвердым материалом

Изобретение относится к порошковой металлургии, к способам получения композиционных материалов и может быть использовано в качестве связок при изготовлении режущего инструмента со сверхтвердым материалом. Связка содержит, мас.%: медь 27,5-49,5, кобальт 13,75-24,75, железо 13,75-24,75, никель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487006
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.5441

Способ загрузки металлизованных окатышей в дуговую печь (варианты)

Изобретение относится к металлургии, а именно к способу загрузки металлизованных окатышей в дуговую печь. Способы основаны на принципе подачи металлизованных окатышей через узел подачи, выполненный в виде подводящего гибкого шланга и конусной воронки с шаровой вставкой и цилиндрическим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487172
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.544a

Способ электрошлакового переплава металлосодержащих отходов

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к электрошлаковому переплаву металлосодержащих отходов. В способе используют электрод с осевым отверстием для образования на его торце вертикальной электрической дуги и кристаллизатор, на внутренней поверхности стенки которого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487181
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.545e

Способ получения гальванического композиционного покрытия, содержащего наноалмазные порошки

Изобретение относится к получению гальванических композиционных покрытий, в частности на основе никеля с дисперсной фазой в виде наноалмазных порошков. Способ включает приготовление суспензии из наноалмазных порошков и жидкой фазы, введение суспензии в электролит и электролиз для осаждения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487201
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.54c7

Устройство для загрузки металлизованных окатышей в дуговую печь

Изобретение относится к металлургии, а именно к устройствам загрузки шихты, например, металлизованных окатышей и других сыпучих материалов в плавильные агрегаты. Устройство содержит узел подачи металлизованных окатышей, выполнено в виде подводящего гибкого шланга, конусной воронки из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487306
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.07.2013
№216.012.568a

Пневматическая флотационная машина

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при переработке минерального сырья, содержащего цветные, черные, редкие, благородные металлы, а также неметаллические полезные ископаемые, и при очистке сточных вод от твердых частиц и нефтепродуктов....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487762
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.08.2013
№216.012.6397

Пневматическая флотационная машина

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при переработке минерального сырья, содержащего цветные, черные, редкие, благородные металлы, а также неметаллические полезные ископаемые, и при очистке сточных вод от твердых частиц и нефтепродуктов....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491132
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
Showing 31-40 of 256 items.
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
10.07.2013
№216.012.5382

Способ изготовления сварных труб большого диаметра

Изобретение относится к производству сварных труб большого диаметра. Осуществляют пошаговую подгибку продольных кромок заготовки одновременно с двух сторон, формовку основной части профиля на прессе шаговой формовки, сборку заготовки и сварку ее кромок технологическим швом на сборочно-сварочном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486981
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.539a

Связка на основе меди для изготовления режущего инструмента со сверхтвердым материалом

Изобретение относится к порошковой металлургии, к способам получения композиционных материалов и может быть использовано в качестве связок при изготовлении режущего инструмента со сверхтвердым материалом для стройиндустрии и машиностроения. Связка содержит, мас.%: Cu 27,5-49,5, Со 13,75-24,75,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487005
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.539b

Связка на основе меди для изготовления режущего инструмента со сверхтвердым материалом

Изобретение относится к порошковой металлургии, к способам получения композиционных материалов и может быть использовано в качестве связок при изготовлении режущего инструмента со сверхтвердым материалом. Связка содержит, мас.%: медь 27,5-49,5, кобальт 13,75-24,75, железо 13,75-24,75, никель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487006
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.5441

Способ загрузки металлизованных окатышей в дуговую печь (варианты)

Изобретение относится к металлургии, а именно к способу загрузки металлизованных окатышей в дуговую печь. Способы основаны на принципе подачи металлизованных окатышей через узел подачи, выполненный в виде подводящего гибкого шланга и конусной воронки с шаровой вставкой и цилиндрическим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487172
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.544a

Способ электрошлакового переплава металлосодержащих отходов

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к электрошлаковому переплаву металлосодержащих отходов. В способе используют электрод с осевым отверстием для образования на его торце вертикальной электрической дуги и кристаллизатор, на внутренней поверхности стенки которого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487181
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.545e

Способ получения гальванического композиционного покрытия, содержащего наноалмазные порошки

Изобретение относится к получению гальванических композиционных покрытий, в частности на основе никеля с дисперсной фазой в виде наноалмазных порошков. Способ включает приготовление суспензии из наноалмазных порошков и жидкой фазы, введение суспензии в электролит и электролиз для осаждения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487201
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.54c7

Устройство для загрузки металлизованных окатышей в дуговую печь

Изобретение относится к металлургии, а именно к устройствам загрузки шихты, например, металлизованных окатышей и других сыпучих материалов в плавильные агрегаты. Устройство содержит узел подачи металлизованных окатышей, выполнено в виде подводящего гибкого шланга, конусной воронки из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487306
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.07.2013
№216.012.568a

Пневматическая флотационная машина

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при переработке минерального сырья, содержащего цветные, черные, редкие, благородные металлы, а также неметаллические полезные ископаемые, и при очистке сточных вод от твердых частиц и нефтепродуктов....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487762
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.08.2013
№216.012.6397

Пневматическая флотационная машина

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при переработке минерального сырья, содержащего цветные, черные, редкие, благородные металлы, а также неметаллические полезные ископаемые, и при очистке сточных вод от твердых частиц и нефтепродуктов....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491132
Дата охранного документа: 27.08.2013

Похожие РИД в системе