CN1347855A - 具有巨磁电阻效应的锌铁氧体材料及其制备方法 - Google Patents
具有巨磁电阻效应的锌铁氧体材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1347855A CN1347855A CN01137306.7A CN01137306A CN1347855A CN 1347855 A CN1347855 A CN 1347855A CN 01137306 A CN01137306 A CN 01137306A CN 1347855 A CN1347855 A CN 1347855A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- zinc ferrite
- ferrite material
- giant magnetoresistance
- magnetoresistance effect
- gel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 229910001308 Zinc ferrite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 12
- WGEATSXPYVGFCC-UHFFFAOYSA-N zinc ferrite Chemical compound O=[Zn].O=[Fe]O[Fe]=O WGEATSXPYVGFCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 12
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 title abstract description 20
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 7
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 16
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 2
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(III) nitrate Inorganic materials [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 abstract 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
具有巨磁电阻效应的锌铁氧体材料及其制备方法是一种以锌、铁为基本原材料构成的巨磁电阻效应材料的方法,该材料为ZnxFe3－xO4,其中X的取值范围是0.05≤x≤0.95,其制备方法是采用溶胶—凝胶制备多晶ZnxFe3－xO4材料,其制作的步骤为:将ZnO和Fe(NO3)3在硝酸中形成溶胶,加入柠檬酸,将以上的溶胶加热把水蒸干,形成凝胶,将以上凝胶冷却后在400℃～600℃退火3－5小时,将以上的烧结物磨成细粉,然后在压力下压成块状,在1300℃～1500℃温度下退火0.5－4小时,最后得到ZnxFe3－xO4产品,其中0.05≤x≤0.95,原材料的ZnO和Fe(NO3)3的配比按摩尔数计算为1∶2～1∶60。
Description
一、技术领域
本发明是一种巨磁电阻效应材料及其制备方法，尤其是一种以锌铁氧体构成的巨磁电阻效应的材料的制备方法。
二、背景技术
巨磁电阻效应(Giant Magnetoresistance Effect，简称GMR效应)，是指材料的电阻率受材料磁化状态的变化而呈现显著改变的现象，它是由法国的Fert工作组于1988年在Fe/Cr多层膜中发现的。由于其非常具有吸引力的实用前景，一经发现就引起了科技界的极大关注和产业界的重金投入，十多年以来已经形成了一个很大的产业，掀起了一场材料界的革命。巨磁电阻材料，可用于最前沿的电子科技领域，如硬盘的读出磁头和非易失性随机存储器(MRAM)，前者早已经投入应用，从而将硬盘的存储密度一下子提高了数十倍。同时由于巨磁电阻效应大，易使器件小型化，廉价化，也可用于许多传统电子工业领域，如数控机床、汽车测速、非接触开关、旋转编码器等的传感器。
目前，人们已经在很多系列的材料中发现了巨磁电阻效应，如多层膜、颗粒膜、隧道结、钙钛矿化合物等。但是，每一种材料中都在制备或性能上有一些存在的问题：多层膜中的巨磁电阻效应较大，最大可达187％(Cu/Co系列，室温)，但是初始磁场灵敏度不太高，饱和磁场较高，在采用自旋阀结构后，初始磁场灵敏度可以提高，可投入应用，但由于采用高真空溅射，制备比较困难，大规模工业化成本很高；颗粒膜制备相对稍显简单，但效应较低，约为15％(Co/Ag系列，室温)，初始磁场灵敏度更低，饱和磁场很高，工业化成本相对也较高；隧道结的巨磁电阻效应较大，最高可达100％左右，磁场灵敏度也较高，饱和磁场比较低，但是制备非常困难，目前基本上还处于实验室阶段；钙钛矿化合物的巨磁电阻效应极其高，最高可达107％，但初始磁场灵敏度很低，所需饱和磁场高达几个特斯拉，很难投入真正的实用中。
因此，目前科技界正在寻找一种效应灵敏但又工艺简单的巨磁电阻材料。
三、发明内容
(1)发明目的
本发明的目的是提供一种有较高的巨磁电阻效应和较高磁场灵敏度，制备工艺简单、成本低、实用性强的具有巨磁电阻效应的锌铁氧体材料及其制备方法。
(2)技术方案
本发明具有巨磁电阻效应的锌铁氧体材料是ZnxFe3-xO4，其中x的取值范围是0.05≤x≤0.95.
本发明的制备方法是采用溶胶—凝胶制备多晶ZnxFe3-xO4材料，其制作的步骤为：
a、将ZnO和Fe(NO3)3在硝酸中形成溶胶，
b、加入柠檬酸，将以上的溶胶加热把水蒸干，形成凝胶，
c、将以上凝胶冷却后在400℃～600℃退火3-5小时，
d、将以上的烧结物磨成细粉，然后在压力下压成块状，
e、在1300℃～1500℃温度下退火0.5-4小时，
最后得到ZnxFe3-xO4产品，其中0.05≤x≤0.95。
原材料的ZnO和Fe(NO3)3的配比按摩尔数计算为1∶2～1∶60。
(3)技术效果
用本发明的方法制备的多晶锌铁氧体为一种复合结构，大小为200-800纳米的ZnxFe3-xO4晶粒被5-10纳米厚的α-Fe2O3层所包裹和隔离，从而形成许多局部的三明治结构(铁磁性的锌铁氧体层/绝缘层/铁磁性的锌铁氧体层)，这类似于隧道结的结构，而其中锌铁氧体层所具有的半金属性，进一步增大了巨磁电阻效应。
材料性质：制备所得的材料有着很大的巨磁电阻效应，在x＝0.41时，达到最大值，室温磁电阻值为158％(在4.2K下达1380％)，并且磁场灵敏度较大(0.02％/Oe)，饱和磁场小于5000 Oe，具有良好的应用前景。
因此，本发明的材料具有很大的巨磁电阻性质，并具有较高的磁场灵敏度和较低的饱和磁场，此外，本发明的材料制备简单、成本低，易于工业化生产，实用性较强。
四、附图说明
图1是本发明制备成的复合三明治结构的锌铁氧体材料(x＝0.41)的磁电阻曲线。
图2是本发明材料磁电阻值随着成分x的变化曲线。
五、具体实施方案
分别取x＝0.33、x＝0.41、x＝0.72、x＝0.8，制取四种不同组份的材料，为了制备这四种不同组份的材料，我们按摩尔比为3.5∶26.5，4.5∶25.5；8∶22；9∶22的量配比的ZnO和Fe(NO3)3在硝酸中形成溶胶，加入柠檬酸，将以上的溶胶加热把水蒸干，形成凝胶。冷却后，将凝胶在500℃下退火4小时，把烧结物研磨成细粉，在1000Kg/cm2的压力下压成块，最后在1400℃温度下退火2.5小时。
制备完成后，我们对其进行了相关物性的测试：对x＝0.33，0.41，0.72和0.8的具有如上结构的ZnxFe3-xO4多晶，居里温度分别为307K，318K，334K和343K。四种样品的磁电阻分别为34％(x＝0.33、)，158％(x＝0.41)、53％(x＝0.7)，48％(x＝0.8)，他们的饱和磁场都较低，小于5000奥斯特。磁场灵敏度高，对x＝0.41样品可达0.03％。
Claims (3)
1、一种具有巨磁电阻效应的锌铁氧体材料，其特征在于该材料为ZnxFe3-xO4，其中x的取值范围是0.05≤x≤0.95。
2、一种具有巨磁电阻效应的锌铁氧体材料的制备方法，其特征在于采用溶胶—凝胶制备多晶ZnxFe3-xO4材料，其制作的步骤为：
a、将ZnO和Fe(NO3)3在硝酸中形成溶胶，
b、加入柠檬酸，将以上的溶胶加热把水蒸干，形成凝胶，
c、将以上凝胶冷却后在400℃～600℃退火3-5小时，
d、将以上的烧结物磨成细粉，然后在压力下压成块状，
e、在1300℃～1500℃温度下退火0.5-4小时，
最后得到ZnxFe3-xO4产品，其中0.05≤x≤0.95。
3、根据权利要求所述的具有巨磁电阻效应的锌铁氧体材料的制备方法，其特征在于原材料的ZnO和Fe(NO3)3的配比按摩尔数计算为1∶2～1∶60。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB011373067A CN1169745C (zh) | 2001-11-27 | 2001-11-27 | 具有巨磁电阻效应的锌铁氧体材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB011373067A CN1169745C (zh) | 2001-11-27 | 2001-11-27 | 具有巨磁电阻效应的锌铁氧体材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1347855A true CN1347855A (zh) | 2002-05-08 |
| CN1169745C CN1169745C (zh) | 2004-10-06 |
Family
ID=4674116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB011373067A Expired - Fee Related CN1169745C (zh) | 2001-11-27 | 2001-11-27 | 具有巨磁电阻效应的锌铁氧体材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1169745C (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100344573C (zh) * | 2005-04-14 | 2007-10-24 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种纳米尖晶石型铁氧体粉末的制备方法 |
| CN100413806C (zh) * | 2006-03-31 | 2008-08-27 | 刘仁臣 | 铁氧体永磁材料的制备方法 |
| CN101501851B (zh) * | 2006-12-28 | 2010-11-17 | 松下电器产业株式会社 | 电阻变化型元件和电阻变化型存储装置 |
| CN102531562A (zh) * | 2012-01-14 | 2012-07-04 | 中北大学 | 一种软磁中孔镍锌铁氧体微球的制备方法 |
| CN102745982A (zh) * | 2012-07-26 | 2012-10-24 | 张宇 | 一种纳米ato/纳米铁氧体复合吸波材料的制备方法 |
| CN106587975A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-04-26 | 中国建筑材料科学研究总院 | 锌铁氧体材料及其制备方法 |
| CN108123028A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-06-05 | 中国科学院物理研究所 | 巨磁致电阻器件、磁子场效应晶体管和磁子隧道结 |
| CN108698038A (zh) * | 2016-03-28 | 2018-10-23 | 株式会社Lg化学 | 铁酸锌催化剂的制备方法 |
-
2001
- 2001-11-27 CN CNB011373067A patent/CN1169745C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100344573C (zh) * | 2005-04-14 | 2007-10-24 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种纳米尖晶石型铁氧体粉末的制备方法 |
| CN100413806C (zh) * | 2006-03-31 | 2008-08-27 | 刘仁臣 | 铁氧体永磁材料的制备方法 |
| CN101501851B (zh) * | 2006-12-28 | 2010-11-17 | 松下电器产业株式会社 | 电阻变化型元件和电阻变化型存储装置 |
| CN102531562A (zh) * | 2012-01-14 | 2012-07-04 | 中北大学 | 一种软磁中孔镍锌铁氧体微球的制备方法 |
| CN102745982A (zh) * | 2012-07-26 | 2012-10-24 | 张宇 | 一种纳米ato/纳米铁氧体复合吸波材料的制备方法 |
| CN108698038A (zh) * | 2016-03-28 | 2018-10-23 | 株式会社Lg化学 | 铁酸锌催化剂的制备方法 |
| CN106587975A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-04-26 | 中国建筑材料科学研究总院 | 锌铁氧体材料及其制备方法 |
| CN108123028A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-06-05 | 中国科学院物理研究所 | 巨磁致电阻器件、磁子场效应晶体管和磁子隧道结 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1169745C (zh) | 2004-10-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sekhar et al. | Magnetic and magnetostrictive properties of Cu substituted Co-ferrites | |
| CN101607818B (zh) | 具有多铁性能的层状结构钛铁钴酸铋陶瓷材料及其制备方法 | |
| CN1169745C (zh) | 具有巨磁电阻效应的锌铁氧体材料及其制备方法 | |
| CN104004988B (zh) | 一种镧锶锰氧-氧化镍纳米复合薄膜材料及其制备方法 | |
| CN101840993A (zh) | 一种具有交换偏置效应的多层膜结构及其制作方法 | |
| CN102945922A (zh) | 集记忆电阻与隧穿磁电阻于一体的多功能自旋记忆电阻器件及制备方法 | |
| CN114497362B (zh) | 基于全氧化物单晶薄膜材料的磁隧道结及其制备方法 | |
| CN102176509B (zh) | 金属粘接的复合相钙钛矿锰氧化物磁电阻材料 | |
| CN1409416A (zh) | 一种钙钛矿型稀土锰氧化物巨磁电阻材料、制备工艺及其用途 | |
| CN1687802A (zh) | 线性磁场传感器及其制作方法 | |
| Wang et al. | Large low-field magnetoresistance in strained ultrathin Pr 0.67 Sr 0.33 MnO 3 films | |
| CN103539454A (zh) | 一种室温磁电阻增强型钙钛矿材料及其制备工艺 | |
| Huang et al. | Improvement of magnetic properties of Cr3+ substituted SrFe12O19 | |
| CN100430335C (zh) | 铁磁性材料 | |
| Joshi et al. | Structural and magneto-transport properties of LCMO–STO composites | |
| JPH08259393A (ja) | 層構造マンガン酸化物系単結晶体及びその製造方法 | |
| CN101847482B (zh) | 一种具有丰富磁性质的磁性材料及其制备方法 | |
| CN100369117C (zh) | 一种氧化物巨磁电阻自旋阀及包含其的设备 | |
| CN114890780B (zh) | 一种y型六角铁氧体磁电耦合陶瓷材料及其制备方法 | |
| CN1601610A (zh) | 具有共振隧穿效应的双势垒隧道结传感器 | |
| Duque et al. | An alternative method to prepare CoFe2O4 thin films | |
| CN1603454A (zh) | 一种可提高巨磁电阻效应的自旋阀制备方法 | |
| CN115650306A (zh) | 一种室温铁磁性铼基双钙钛矿氧化物的制备方法 | |
| CN112374877A (zh) | 具有磁阻转换行为的CoFe2O4-CrO2复合材料的制备方法 | |
| Niem et al. | Influence of La doping on the properties of SrBa hexagonal ferrites |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |