外延生长单晶FeRh/MgO/PMN-PT异质结与电场调控磁性能

摘要

引入MgO薄膜作为缓冲层,采用磁控溅射镀膜方法在(001)取向[Pb(Mg1/3Nb2/3)O3]0.7—x[PbTiO3]0.3(PMN-PT)单晶铁电衬底上外延生长单晶FeRh二元合金薄膜,从而获得单晶FeRh/MgO/PMN-PT多层膜异质结.利用XRD进行物相分析和结构表征,表明MgO缓冲层的插入促使单晶FeRh成功外延在铁电衬底PMN-PT上,其外延关系为FeRh[100](001)/MgO[100](001)/PMN-PT[100](001).利用磁光克尔测试设备对制备的单晶FeRh薄膜面内磁各向异性和电场调控效果进行研究,结果表明单晶FeRh薄膜表现出明显的面内四重对称性和显著的磁电耦合机制.在E=6 kV/cm的电场作用下,FeRh薄膜的磁光克尔信号显著降低,撤掉电场后,磁光克尔信号有所增强,但仍低于初始态.磁光克尔信号的强弱变化归因于PMN-PT衬底与FeRh薄膜的磁电耦合效应.