[发明专利]具有正的场致电阻效应的异质结构材料及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种具有正的场致电阻效应的异质结构材料，所述异质结构材料包括：(001)、(011)或其斜切取向的具有反压电特性的PMN-PT单晶衬底和外延生长于该单晶衬底上的钙钛矿型锰氧化物薄膜，其中，所述钙钛矿型锰氧化物薄膜的化学通式为：Pr_0.7(Ca_1-xSr_x)_0.3MnO₃，0＜x＜1，所述PMN-PT单晶衬底与所述钙钛矿型锰氧化物薄膜的晶格失配度为3.5～4.6%。

2.根据权利要求1所述的异质结构材料，其中，所述PMN-PT单晶衬底的化学通式为：(1-y)[Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃]-(y)[PbTiO₃]，y=0.3～0.4。

3.根据权利要求1或2所述的异质结构材料，其中，所述钙钛矿型锰氧化物的块材表现出相分离特征。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的异质结构材料，其中，所述PMN-PT单晶衬底的厚度为0.05～0.5mm；优选地，所述钙钛矿型锰氧化物薄膜的厚度为1～500nm。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的异质结构材料，其中，所述钙钛矿型锰氧化物薄膜的化学通式为：Pr_0.7(Ca_1-xSr_x)_0.3MnO₃，0.2＜x＜0.6；优选地，所述PMN-PT单晶衬底与所述钙钛矿型锰氧化物薄膜的晶格失配度为4.0～4.5%。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的异质结构材料，其中，在PMN-PT单晶衬底的背面和Pr_0.7(Ca_1-xSr_x)_0.3MnO₃薄膜表面上蒸镀Au、Ag或Pt电极，并在PMN-PT单晶衬底上施加纵向电场后，所述异质结构材料表现出正的场致电阻效应。

7.权利要求1至6中任一项所述异质结构材料的制备方法，所述方法包括：

（1）制备钙钛矿型锰氧化物靶材：按照Pr_0.7(Ca_1-xSr_x)_0.3MnO₃化学式配料，原料为Pr、Ca、Sr和Mn各自的氧化物或碳酸盐；将原料研磨充分混合后，在600～1250℃下煅烧9～24小时，取出再次研磨，然后在同样条件下煅烧，反复3～4次，最后在1200～1350℃下烧结，即得到钙钛矿型锰氧化物Pr_0.7(Ca_1-xSr_x)_0.3MnO₃靶材；

（2）沉积钙钛矿型锰氧化物薄膜：将(001)、(011)或其斜切取向的PMN-PT单晶衬底和步骤（1）制得的Pr_0.7(Ca_1-xSr_x)_0.3MnO₃靶材安装在薄膜沉积腔内，利用脉冲激光沉积技术在所述(001)、(011)或其斜切取向的PMN-PT单晶衬底上生长Pr_0.7(Ca_1-xSr_x)_0.3MnO₃薄膜。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述制备方法还包括：（3）在PMN-PT单晶衬底的背面和Pr_0.7(Ca_1-xSr_x)_0.3MnO₃薄膜表面上蒸镀Au、Ag或Pt电极，然后，在PMN-PT单晶衬底上施加纵向电场。