研究目的
研究通过脉冲激光沉积技术生长的掺铈钇铁石榴石(YIG)薄膜的生长优化及其磁性能。
研究成果
掺铈钇铁石榴石（YIG）薄膜表现出更高的磁饱和度和光滑的表面形貌。然而，生长时间的增加会导致因CeO2相形成而使磁化强度降低。该研究证实了Pt/CeYIG/GGG结构中不存在铂的磁化现象，表明其信号为纯自旋塞贝克效应。
研究不足
由于残余CeO2相的形成，饱和磁化强度随生长时间增加而降低，这表明在较厚薄膜中实现更高磁性能存在局限性。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用脉冲激光沉积（PLD）技术在钆镓石榴石（GGG）衬底上生长钇铁石榴石（YIG）及铈掺杂YIG薄膜。通过X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）和超导量子干涉仪（SQUID）对薄膜的结构、表面及磁学特性进行表征。
2：样品选择与数据来源：
使用高纯度（99.99%）氧化铈（Ce?O?）、氧化镱（Y?O?）和氧化铁（Fe?O?）作为前驱体。将粉末混合物球磨后烧结成靶材再进行沉积。
3：99%）氧化铈（Ce?O?）、氧化镱（Y?O?）和氧化铁（Fe?O?）作为前驱体。将粉末混合物球磨后烧结成靶材再进行沉积。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：PLD系统、XRD（理学旋转阳极高亮度衍射仪）、AFM（牛津仪器3d-PF原子力显微镜）、SQUID（超导量子干涉装置）以及用于温度梯度的珀尔帖元件。
4：实验步骤与操作流程：
在900°C氧压条件下使用KrF激光沉积薄膜，沉积后冷却至室温。部分薄膜溅射10纳米铂（Pt）层用于自旋塞贝克效应测量。
5：数据分析方法：
XRD分析相纯度与结构，AFM观察表面形貌，SQUID测定磁学特性，自旋塞贝克电压测量评估磁热性能。
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X-ray diffractometer
RU-200BH, serial-L17171
Rigaku
Used for phase purity and structure analysis of the films.
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Atomic Force Microscope
Asylum 3d-PF
Oxford Instruments
Used for surface morphology study of the films.
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Pulsed Laser Deposition system
Used for growing YIG and cerium doped YIG thin films.
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Super Conducting Quantum Interference Device
SQUID
Used for magnetic properties measurement of the films.
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Peltier elements
Used to provide a stable temperature gradient for Spin Seebeck effect measurements.
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Helmholtz coil
Used to provide a varying magnetic field for Spin Seebeck effect measurements.
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nano voltmeter
Keithley 2182/A
Used to measure the Spin Seebeck voltage signal.
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