1 标准固态合成法
采用高温固相反应, 将化合物、单质等原材料按一定比例混合、研磨, 封于含一定气氛或真空的石英管中, 在不同的温度段连续加热数天, 通过冷却长出单晶。可采用区熔法和助熔剂法予以制备, 区熔法容易制得高纯质量的单晶, 而助熔剂法则受体系本身限制较多。
2 化学气相沉积法( CVD)
通过CVD 方法加入一定的输运剂亦可制备单晶。例如制备Fe1- xCuxCr2S4 , 在密封石英管中用HCl 作载气, 原材料以粉末状加入, 热端和冷端的温度分别为800℃和725℃, 1 周内可长出1mm 大小的单晶。
1 高温固相反应
多晶样品通常采取高温固相反应制备, 例如制备钙钛矿和烧绿石结构的复合氧化物时, 将相应的金属氧化物或碳酸盐按一定比例混合后, 压成块或条状, 于1000℃左右在空气中预烧一定时间后, 研磨, 重新压块, 再在1300℃左右煅烧, 退火冷却至室温。尖晶石结构的硫化物多晶样品, 例如Fe1- xCuxCr2S4 , 可将单质金属和硫的粉末按一定量比例混合, 封于真空石英管中, 从450℃开始, 按50℃的梯度升温至850℃, 加热一周, 振荡、研磨, 直到硫蒸气和金属粉末消失, 所得粉末重新压成块, 封于石英管中, 在950℃加热3d, 退火得到多晶。
2 溶液化学合成法
通过软化学手段, 预先合成前驱物, 再高温灼烧, 得到多晶粉末, 例如采用配位化学的合成方法或水热法予以制备。与直接高温固相反应相比, 这种方法可对前驱物可能的结构和组成进行设计, 因此可实现对GMR 材料的相、结构和成分的调节, 从而降低后继固相反应的温度。
1 物理方法
巨磁电阻薄膜材料的制备常采用物理方法, 首先通过高温固相反应制备所需多晶材料, 然后制成靶材, 再用直接溅射、脉冲激光沉积( PLD) 等方法制成膜, 也可采用真空共蒸发沉积、分子束外延生长法制备薄膜。磁电阻效应很大程度取决于所采用的基质以及薄膜制备细节, 包括薄膜沉积时的基质温度、退火时间、退火温度以及沉积膜厚度等。该类方法所得膜一般较致密, 厚度可控, 比较纯, 其固有的弱点是受靶材及其性质的影响较大, 同时对设备的要求较高。
2 化学方法
利用化学手段制备GMR 薄膜比较可行的方法有: 溶胶-凝胶法( Sol-Gel ) 和金属有机化合物分解法( MOD) 。前者一般采用高分子Sol-Gel 法, 通过旋转涂膜技术制备薄膜; 后者则利用挥发性金属有机化合物作前驱物, 分解沉积后得到薄膜。
化学方法制备的薄膜在微观结构上虽不如物理方法所得到的膜致密, 但可以在分子尺度上对薄膜的结构进行设计, 在大范围内对组成进行调变, 得到不同形态的复合氧化物膜或纳米薄膜, 并进一步探索组成、结构和性能的关系。因而化学方法已逐渐成为研究和开发巨磁电阻材料的重要手段, 同时也给化学工作者提供了契机。
