利用脉冲激光沉积工艺深圳先进院研发出新型柔性自支撑磁性薄膜

2020-06-02 17:22

近日，中国科学院深圳先进技术研究院医工所纳米调控与生物力学研究中心在柔性自支撑磁性薄膜领域取得进展，相关成果以＂Highly Flexible and Twistable Freestanding Single Crystalline Magnetite Film with Robust Magnetism＂（具有高柔性、可扭曲、稳定磁性的自支撑四氧化三铁单晶薄膜）为题发表在材料科学领域重要期刊Advanced Functional Materials（《先进功能材料》，影响因子15.621）上。深圳先进院纳米调控研究中心客座博士生安峰、屈可博士和钟高阔副研究员为论文共同第一作者，深圳先进院纳米调控研究中心钟高阔副研究员、湘潭大学材料科学与工程学院谢淑红教授、北京大学物理学院高鹏教授等为共同通讯作者。

具有高度柔性和大扭曲自由度的磁性薄膜对于可穿戴设备和可植入系统的柔性电子应用至关重要。但是，目前实现高质量单晶磁性材料的柔性化仍面临极大挑战。基于此，深圳先进院纳米调控研究中心功能氧化物材料与器件研究团队引入水溶性材料Sr₃Al₂O₆作为牺牲层，利用脉冲激光沉积工艺制备了SrTiO₃／Sr₃Al₂O₆／Fe₃O₄异质结构，通过溶解Sr₃Al₂O₆牺牲层获得了高质量的自支撑Fe₃O₄单晶薄膜。系统的实验结果证实自支撑Fe3O4薄膜具有优异的机械柔性，其中弯曲半径小至7.18微米，扭转角可达122^o（无损伤）。此外，在大的弯曲变形下，自支撑Fe₃O₄薄膜能保持稳定的磁性能。这项工作为磁性材料柔性化提供了一个可行的解决方案，可广泛应用于各种柔性磁材料的制备，有助于推动微纳功能器件的柔性化发展。