低成本原位氧化时间调控法制备镉铁氧体薄膜及其在电子与自旋电子器件中的应用

本文创新性地采用电沉积法（electrodeposition）制备镉铁氧体（CdFe2O4）薄膜，通过调控原位氧化时间（10-30分钟）优化其介电（εr=25.63@1MHz）与软磁性能（Ms=30.27emu/cm3），为磁随机存储器（MRAM）和磁电存储器（MeRAM）提供了低成本解决方案。

　　

Highlight

镉铁氧体（CdFe₂O₄）薄膜通过电沉积法首次实现低成本制备！25分钟氧化样品展现完美尖晶石结构（spinel），晶粒尺寸达45.01nm，兼具"双高"特性——高介电常数（25.63@1MHz）和高饱和磁化强度（30.27emu/cm³），堪称磁电存储器（MeRAM）的梦幻材料！

Materials and Chemicals

实验采用氯化镉（CdCl₂·2H₂O）、氯化亚铁（FeCl₂·4H₂O）和硼酸（H₃BO₃）配制电解液，铜基板经过盐酸和丙酮"SPA级"清洁处理，为薄膜生长打造完美温床。

Methodology

独创"三步走"电沉积工艺：先沉积金属层，再通过精确调控氧化时间（10/15/20/25/30分钟）实现原位转化，就像在铜板上"种"出纳米晶花园！

Materials characterizations and instrumental analysis

X射线衍射仪（XRD）和扫描电镜（SEM）联袂揭秘：25分钟样品长出147.25nm的多面体晶粒，FTIR光谱在1000cm^-1以下捕捉到尖晶石的"特征指纹"。LCR测试仪和振动样品磁强计（VSM）更联手交出亮眼成绩单——654.28Oe矫顽力，妥妥的软磁材料界"优等生"！

Conclusion

这项研究打破了传统高温合成的桎梏，用电沉积法"低温魔法"制备出性能优异的镉铁氧体薄膜，为下一代自旋电子器件铺就绿色制造之路。