Влияние буферного слоя ZnO на магнитные свойства тонкой пленки BiFeO$_3$ на сапфире

Методом газоразрядного высокочастотного катодного распыления керамической мишени стехиометрического состава BiFeO$_3$ в атмосфере кислорода синтезированы тонкие слои феррита висмута на сапфировой подложке Al$_2$O$_3$ (C-plane) с буферным слоем оксида цинка ZnO. Исследованы структура, магнитные и оптические свойства пленки BiFeO$_3$/ZnO/Al$_2$O$_3$. Измерения рентгеновской дифракции и спектры комбинационного рассеяния света нанесенных пленок подтверждают образование кристаллической фазы тонких слоев BiFeO$_3$ и ZnO. По результатам оптических исследований определена ширина запрещенной зоны для прямого перехода – 2.51 eV. Петли магнитного гистерезиса (M–H) тонкой пленки BiFeO$_3$ с буферным слоем ZnO демонстрируют характерное для ферромагнетиков поведение. Показано, что намагниченность BiFeO$_3$ существенно выше (почти в пять раз) в пленке BiFeO$_3$/ZnO/Al$_2$O$_3$ по сравнению с пленкой без буферного слоя, что указывает на важную роль буферного слоя ZnO в улучшении магнитных свойств феррита висмута для практических приложений.