多铁性Al0.5Fe1.5O3外延薄膜的制备与表征

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(111)SrTiO3和掺铌(111)SrTiO3衬底上制备Al0.5Fe1.5O3外延薄膜。通过调节衬底温度（650°C至800°C）和氧压（50 mTorr至300 mTorr）优化沉积条件。采用高分辨X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）、SQUID磁强计及PUND测试等表征手段分析晶体结构、表面形貌、磁学特性和铁电行为。

2：5Fe5O3外延薄膜。通过调节衬底温度（650°C至800°C）和氧压（50 mTorr至300 mTorr）优化沉积条件。采用高分辨X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）、SQUID磁强计及PUND测试等表征手段分析晶体结构、表面形貌、磁学特性和铁电行为。 样品选择与数据来源：

2. 样品选择与数据来源：在(111)SrTiO3和掺铌(111)SrTiO3衬底上沉积厚度20-25 nm的Al0.5Fe1.5O3薄膜。采用固相法制备同组分靶材，1450°C烧结20小时。

3：5Fe5O3薄膜。采用固相法制备同组分靶材，1450°C烧结20小时。 实验设备与材料清单：

3. 实验设备与材料清单：设备包括配备Nd:YAG激光器（四倍频266 nm）的脉冲激光沉积系统、高分辨X射线衍射仪（Rigaku Smartlab）、原子力显微镜（Asylum Research MFP-3D）、SQUID磁强计（Quantum Design MPMS XL）、铁电测试仪（Radiant Technologies Precision Multiferroic II）及Pt电极电子束蒸发装置。材料包含SrTiO3衬底、Al0.5Fe1.5O3靶材和Pt电极。

4：5Fe5O3靶材和Pt电极。 实验流程与操作规范：

4. 实验流程与操作规范：采用优化激光能量密度（1.6 J/cm²）和衬底温度（710°C）进行PLD沉积。沉积后通过XRD分析晶体结构、AFM观察表面形貌、SQUID测量磁学性能、铁电测试仪测定极化与漏电流。制备直径100 μm的Pt电极用于电学测量。

5：6 J/cm²）和衬底温度（710°C）进行PLD沉积。沉积后通过XRD分析晶体结构、AFM观察表面形貌、SQUID测量磁学性能、铁电测试仪测定极化与漏电流。制备直径100 μm的Pt电极用于电学测量。 数据分析方法：

5. 数据分析方法：通过XRD峰位识别和摇摆曲线分析结晶质量，AFM计算粗糙度，SQUID获取磁化曲线，PUND测试计算真实剩余极化强度（Pr = (ΔPPositive – ΔPUp)/2）。