一氧化铁与尖晶石型氧化物的组合作为检测红外辐射用的敏感材料的用途 【技术领域】
本发明涉及基于一氧化铁和尖晶石型氧化物的薄膜作为检测红外辐射用的敏感材料的用途。
背景技术
热红外检测装置，如辐射热检测器，能够吸收入射的红外辐射并将其转化成热。它们通常包含以电阻随温度而变的材料为基础的敏感元件。该敏感元件的温度变化造成所述敏感元件的电阻变化。这些装置因此能够采用本身已知的适宜电学组件将温度变化转化成电信号。
对于红外成像，目前尤其使用包含以像素矩阵阵列形式排列的多个微传感器的微型辐射热测量计作为红外摄影机。各微传感器吸收射向其的红外辐射，且由此造成的在各微传感器中以薄膜形式存在的敏感材料的温度变化导致所述敏感材料的电阻变化。本身已知的测量系统评测电阻变化并将它们转化成电信号。可以使用本身已知的适当的成像装置将这些电信号转化成图像。
使用基于“HgCdTe”或“YBaCuO”的敏感材料的具有良好灵敏度的其它红外检测和成像系统是已知的。但是，这些系统具有必须冷却至液氮温度的缺点。
还存在“非冷却型”辐射热测量装置，其运行特别基于非晶硅或氧化钒VO2或纯尖晶石型氧化物的电性能的变化。但是，这些装置不如冷却的装置敏感。
也已经推荐基于钙钛矿的材料。它们具有可能有利的灵敏度，但这被强的电子噪声抵销。
在A.Doctor等人的文章″Sputtered films thermistor IRdetector″，Proc.IEEE Mohawk Valley Dual Use Technology andApplied Conference，153-156，1993中也已经描述了使用基于镍、锰和钴的尖晶石结构氧化物制造辐射热测量计。
至于文献PCT/FR2004/0506695，其描述了使用具有空位的(为非化学计量的)尖晶石铁氧体材料作为对红外辐射的检测敏感的材料。
本发明人发现，一氧化铁与尖晶石型氧化物的薄膜形式的组合也证实特别有效地作为辐射热测量红外检测装置，更特别由此发现得出本发明。
因此，根据其一个方面，本发明涉及一氧化铁和尖晶石铁氧体的至少一种组合作为红外辐射的辐射热检测用的薄膜敏感材料的用途，排除可能存在的掺杂剂，其化学组成符合经验式：
(Fe1-zMz)xO (I)
其中：
-金属或氧为离子形式；
-Fe代表相同或不同的亚铁和/或正铁阳离子；
-M代表亚铁阳离子以外的金属阳离子；
-z代表亚铁阳离子以外的金属阳离子的数目；
-x是严格小于1且严格大于0.75的数值。
在本发明的含义内，表述“严格大于”或“严格小于”不包括指定的极限值。
根据一个实施方案，z的值可以使得：0≤z＜1。
根据第一变体，根据本发明的所述材料是单相，具有NaCl型结构并符合结构式：
Fex(1-z)-3α+βMxz-βO1-4α (II)
其中：
代表“尖晶石聚集体”；且
-Fex(1-z)-3α+βMxz-βO1-4α代表尖晶石聚集体分散在其中的NaCl型一氧化铁基质，其中：
-β代表“尖晶石聚集体”内亚铁阳离子以外的M阳离子的数目；
-α代表“尖晶石聚集体”整体中所含的化学式单元的数目；且
-M、Fe和O如上定义。
在本发明的含义内，表述“单相材料”应理解为是指X-射线或电子衍射图仅表现出一个体系的线、点或环的材料，该体系可归属于具有NaCl型晶体学结构的材料。
根据第二变体，根据本发明地所述材料是两相的，包含尖晶石型氧化物相和NaCl型一氧化铁相，并且可以如下定义：
ωFe3-yMyO4+(1-ω)(Fe1-vMv)sO (III)
其中：
-(Fe1-vMv)sO代表NaCl型一氧化铁相；
-Fe3-yMyO4代表尖晶石型氧化物相，
其中：
-M、Fe和O如上定义；
-v代表一氧化铁相中存在的亚铁离子以外的M阳离子的数目；
-y代表尖晶石相中存在的亚铁离子以外的M阳离子的数目；
-s是严格小于1且严格大于0.75的数值；且
-ω是符合关系式0＜ω＜1的数值。
在本发明的含义内，表述“两相材料”应理解为是指X-射线或电子衍射图表现出两个体系的线、点或环的材料，一个体系是尖晶石型材料特有的，另一个体系是NaCl型材料特有的。
根据其另一方面，本发明还涉及用于检测红外辐射或用于红外成像的辐射热测量装置，其包含至少一个带有下述敏感元件的传感器，该敏感元件具有根据本发明的薄膜形式的具有NaCl型结构的单相材料或包含尖晶石型氧化物相和NaCl型氧化物相的两相材料。
根据其另一方面，本发明还涉及使用能吸收入射辐射、能将其转化成热和能将生成的一部分热传送给电阻率随温度变化的敏感元件的辐射热测量装置来检测红外辐射或产生红外成像的方法，其中所述装置如下定义。
发明描述
首先，下文将重申，由于阳离子不足，一氧化铁(或铁的低价氧化物)大多数时候是非化学计量的，并被写成Fe1-zO形式。FeO中的氧的这些固溶体通常被称作“方铁矿”。Fe1-zO内的静电荷的平衡涉及通过氧化小比例亚铁离子形成正铁(Fe3+)离子。但是，亚铁离子构成大部分一氧化铁阳离子。
正铁离子的形成是C.R.A.Catlow和B.E.F.Fender(J.Phys.C8，3267，(1975))以及F.Koch和J.B.Cohen(Acta Cryst.，sectionB，25，275，(1969))中详细描述的结构缺陷的成因。这些缺陷往往聚集在一起并形成聚集体，这些聚集体在达到大尺寸和足够的组织化程度时可能局部引起Fe3O4尖晶石型晶格的部分或完全构成。
因此可以用下列类型的化学式描述Fe1-zO氧化物：
α(Fe2+Fe23+O42-)，(1-4α)(Fe2+O2-)
即在不区分二价和三价阳离子时：
α(Fe3O4)，(1-4α)(FeO)
上式中所示的项α(Fe2+Fe23+O42-)和α(Fe3O4)因此是指尖晶石型聚集体。至于上式的第二部分，它们代表理想化学计量的一氧化铁。
类似地，当一氧化铁被二价阳离子取代时，当不区分二价和三价阳离子时，简化的经验式(Fe1-zMz)xO可扩展为如下所示：
Fex(1-z)-3α+βMxz-βO1-4α (II)
意外地，本发明人因此观察到，一氧化铁和尖晶石铁氧体的组合作为辐射热测量的红外检测装置用敏感材料的用途经证实特别有利于获得具有适中电阻率并且兼具对温度非常敏感的微弱低序列噪声的材料。
这种类型的组合能够以高信噪比进行电测量，并且可充分利用其灵敏度检测低强度红外辐射，尤其是在8至12微米的波长段中。
如上所述，兼有NaCl型一氧化铁与尖晶石铁氧体并且可以用经验式(I)表示的材料可以是单相或两相的。
实际上，这种特性与NaCl型一氧化物相内的尖晶石铁氧体聚集体的尺寸和/或组织化程度直接相关。
因此，当尖晶石结构在该材料内仅以分散在NaCl一氧化物结构中的聚集体或团簇形式存在时，只有NaCl相经证实能通过X-射线或电子衍射法表征。这种材料根据本发明被称作NaCl型。
另一方面，在尖晶石聚集体的一定尺寸和/或组织化程度以上(特别是如尖晶石相和NaCl相的纳米级晶粒的组合所示)，这两个相经证实都能通过X-射线或电子衍射法表征。应注意，在通式(III)所示的这种第二实施方案变体中，由于存在太高的尖晶石相，NaCl相可能难以表征，尽管其是存在的。但是，更特别被提出用于进行这种相表征的穆斯堡尔谱能在所述的这种情况下区分这两个相。这种材料根据本发明被称作NaCl和尖晶石铁氧体型。
此外，应该指出，在式(I)中的“x”保持严格大于0.75的情况下，仅有尖晶石相的材料超出本发明的范围。
在具有NaCl型晶体学结构并符合下列结构式的单相材料的情况下：
Fex(1-z)-3α+βMxz-βO1-4α (II)
z优选满足约定1-z＞z，即z＜0.5，更优选满足约定1-z＞2z，即z＜0.33。
仍在此情况下，根据本发明的一个具体实施方案，x符合条件0.85≤x＜1，优选0.85≤x≤0.95，更优选0.85≤x≤0.90。
在具有NaCl型一氧化铁相和尖晶石型氧化物相并符合式(III)的两相材料的情况下：
ωFe3-yMyO4+(1-ω)(Fe1-vMv)sO (III)
v优选满足约定1-v＞v，即v＜0.5，更优选1-v＞2v，即v＜0.33。
仍在此情况下，根据本发明的一个具体实施方案，重申s符合条件0.75＜s＜1。
在上式中，Fe代表所有铁阳离子(亚铁和正铁阳离子)。
在该式中，M代表铁以外的金属或两种或多种铁以外的金属的组合。
换言之，在通式I中可以用序列Mx0M′x1M″x2表示M，其中M、M′、M″等代表铁以外的金属且下标x0、x1和x2代表M、M′、M″诸离子的数目。
特别地，M可以是选自Cu、Li、Na的一价金属阳离子或选自Co、N i、Zn、Cu、V、Mg、Mn的二价金属阳离子或选自具有适合于纳入尖晶石型氧化物结构或纳入NaCl型一氧化铁结构中的离子半径的稀土元素的金属阳离子。
根据本发明的所述材料当然还可以含有除尖晶石型铁氧体和NaCl型一氧化物外的铁的氧化物和/或混合氧化物，只要它们的经验式仍符合经验式(I)。因此，该材料可以包含例如x或γ型Fe2O3，该材料这时将为三相的。
根据一个实施方案，本发明的材料也可以包含三氧化二铁，特别是α-Fe2O3。
类似地，在两相材料的情况下，一氧化铁或尖晶石相的组合物亦或一氧化物和尖晶石型氧化物相的组合物可以被掺杂剂改性，该掺杂剂不由式(I)至(III)表示并且不必是晶格的一部分。已经描述了用于这类化合物的许多掺杂剂。掺杂剂的存在例如有助于调节结晶。通常，掺杂剂以氧化物形式存在，其重量比例不超过尖晶石型氧化物重量的1至2重量％。掺杂剂例如是硅、磷、硼、碱土金属(特别是Ca、Ba、Sr)、碱金属(例如Na、K)、镓、锗、砷、铟、锑、铋、铅等。
最后，根据本发明使用的材料可以是非晶或结晶的，它们特别优选是由直径5至50纳米且优选10至30纳米的微晶构成的薄膜形式。
可以在适当的基底上通过普通技术，特别是通过溅射，以靶开始获得本发明的敏感材料薄膜，该靶是以常规方式通过烧结所选各种金属的氧化物粉末的混合物来获得，任选与掺杂剂一起(该掺杂剂可能是氧化物形式)。
也可以通过用含氧的等离子体溅射金属靶或氧化物-金属陶瓷来获得该膜。
应该指出，在通过从高温(至少高于600℃)骤冷而得到的Fe1-zO粉末中，尖晶石型聚集体通常不稳定。这是因为热能在这种情况下足以破坏最大和最复杂的缺陷聚集体。
相反，根据D.V.Dimitrov等人(Phys.Rev.B，Vol.59，No.22，14499-14504，(1999))，这不适用于在冷却的基底上以致薄膜形式获得的Fe1-zO氧化物。在这些薄膜中，缺陷有利地聚集以局部产生尖晶石晶格并且是分别在低温(＜200K)和高温(＞200K)下的亚铁磁型和超顺磁型行为的成因。该薄膜中的缺陷因此往往使其Fe1-zO性质接近于尖晶石铁氧体膜。
此外已知的是，“块体(bulk)”状态的Fe1-zO氧化物是电导率可达几十西门子/厘米(S/cm)的半导体。铁的混合价态是这些电性能的原因。
由于整个薄膜的氧化态的提高，“尖晶石聚集体”的发展趋于产生包含NaCl型一氧化物和尖晶石型氧化物的两相体系。这些两相薄膜也可能表现出半导体性质，特别是归因于由所存在的两种相中的电子跳跃引起的电子导电。
至于能用于在适当基底上获得本发明敏感材料的薄膜的溅射技术，这是在含有惰性气体(通常是保持在减压下的氩气)的腔室中将任何材料的薄膜沉积到基底上的方法。在电场影响下，气体被离子化，形成发光等离子体，且入射离子撞击在称作“靶材料”或“靶”的材料(其被固定到被施以阴极电势的电极)上，该撞击通过机械作用造成从该材料表面逐出原子，所述原子将沉积在朝向该靶放置的基底上。一般而言，沉积物的组成接近靶材料的组成。
交流电压，特别是高频交流电压的使用具有多种优点，尤其是绝缘材料的溅射和使用比直流电中更低的击穿电压的可能性。一种这样的方法被称作射频溅射(或RF溅射)。
通过在阴极(使用磁控管阴极)附近在电场上叠加磁场，可以使等离子体的电子轨迹复杂化并因此提高气体的离子化，这特别能够在一个相同的外加功率下获得更高的沉积速率。
无论该靶是由单一或混合的氧化物、纯或合金化的金属还是氧化物-金属陶瓷构成，沉积的薄膜的氧化态和因此所得氧化物的性质取决于处理条件。受到靶的氧含量和/或受到向等离子体中添加氧的控制的氧分压、腔室压力、基底极化、磁控管使用、靶与基底的距离以及溅射功率是强烈影响氧化态和沉积薄膜的性质的参数。
根据本发明的所述材料可以有利地以厚度10至500纳米，特别是50至150纳米的非晶或多晶单相或两相薄膜形式使用，由平均尺寸在大约5至50纳米，特别是大约10至30纳米之间不等的微晶构成。
这些尺寸特性确实能够利用薄膜的小厚度使该敏感薄膜的热惯性最小化，并利用微晶的小尺寸使辐射热检测过程中从一个像素到下一像素的电子噪声的分散最小化。
例如，在可以为0.1至2.5Pa的氩气压力下通过射频溅射Fe3O4靶并且至被-10V的电压负性极化的基底上来进行沉积，由此可以获得表现出刚刚指出的特征的一氧化铁组合物。
在沉积单一或混合氧化物的混合物的过程中(该沉积之后任选在氧化气氛中热处理)，该薄膜可以自发呈现NaC l的晶体结构(如果其是单相)或呈现NaCl和尖晶石型晶体结构(如果其是两相)。
根据本发明使用的相具有半导体性质。
具体而言，它们的电导率随温度而提高：这些是据说具有负温度系数的产品。这类产品通过根据下列公式计算的它们的活化能Ea来表征：
Ea*＝kB，
其中
k代表玻耳兹曼常数且
B，与曲线斜率对应的能量常数，代表作为1/T的函数的log R，其中R是指电阻且T是指温度。
特别地，活化能Ea可以由分别在温度T1和T2下得出的两个电阻测量值R1和R2计算：
Ea=kT1·T2T2-T1log(R1R2)]]>
使用温度系数α表示用于辐射热测量计的材料的灵敏度，该温度系数α代表相对于温度的电阻导数除以电阻：
α=dRdT·1R·100=-Eak·T2·100]]>
该系数α以％·开尔文-1(％·K-1)表示。
目前公认的是，借助金属阳离子的混合价态发生过渡金属氧化物中的电子导电。通过“跳跃”过渡机制发生导电。因此可以通过对氧化物施以氧化还原处理来改变不同价态下的阳离子对的数目，由此调节电阻率。
在沉积单相或两相薄膜后，可以有利地在氧化气氛下进行热处理。沉积薄膜的小厚度以及微晶的小尺寸促进在通常小于或等于300℃的适中温度下的氧化。这种氧化处理能够提高(Fe1-zMz)xO型氧化物中正铁离子的比例(x增加)和降低该薄膜的电阻率。也可能提高电阻率随温度的变化，这代表辐射热测量装置用的活性材料所需的灵敏性或有助于释放沉积后任选存在的机械应力。但是，调节这种处理以避免一氧化物相的完全氧化并因此避免其完全转化成尖晶石或刚玉型氧化物。
本领域技术人员能够通过简单常规实验确定氧化处理的条件，该氧化处理任选能够针对给定的金属组合物获得产生系数α的最佳数值或在绝对值上高于预定阈值(例如＞1％·K-1)的α数值的氧化程度。
以相同方式，本领域技术人员能够用这些常规实验来选择能获得有利电阻率性质或能优化这类组合物的金属的相对比例的过渡金属组合物。
在研究阶段，获得本发明的敏感薄膜的方法因此包括沉积具有接近(Fe1-zMz)xO的化学组成的薄膜并且如果必要，进行任选能够改进α值的氧化处理以选择α的绝对值例如高于1％·K-1或高于另一所需值的组合物，同时保持低电阻率和低电子噪声。通常将该薄膜沉积到能够确保机械刚性、红外辐射的吸收和敏感薄膜的电连接的一个或更多个薄膜上。可以将这种薄膜或薄膜组合沉积到牺牲结构上。
如上文所述，本发明的另一方面涉及用于检测红外辐射或用于红外成像的辐射热测量装置，其包含至少一个带有下述敏感元件的传感器，该敏感元件具有薄膜形式的如上定义的材料。
在本发明的辐射热测量装置的一个具体实施方案中，插入包含红外透明的开孔区域的外壳中的传感器包含能吸收红外辐射和能将其转化成热的膜片，所述膜片设置成能够暴露在透过开孔区域的入射红外辐射中并将由此生成的一部分热传送给所述敏感元件。在图1中显示了这种装置的简化视图。
其中所示的辐射热测量装置包含能够吸收红外辐射并且经由锚定点11悬在载体13上方的薄膜片10。在膜片10上沉积敏感薄膜14。在红外辐射影响下，该膜变热并将其温度传给薄膜14。通过穿过锚定点11的通常为金属性的薄膜(未显示)提供敏感薄膜14与置于基底上的读取元件(未显示)之间的电互连。通过在支承基底与该膜片之间引入绝缘臂12以限制该膜片的热损失，来显著改进热检测的灵敏度。使用连到适当读取电路的两个电极记录敏感薄膜的电阻率变化。所述电极可以是共面的或贴面的(夹层式)电极。
在本发明的辐射热测量装置中，支承基底可以由集成到硅片中的电子电路构成，该电路一方面包括刺激和读取温度变化的装置，另一方面包括能将来自各种温度计的信号串行化并将它们传送给数目减少的输出装置以便被标准成像系统利用的多路复用器件。
对于在其上沉积本发明材料薄膜的膜片，其可以例如由一个或多个介电层，特别是SiO或SiN介电层构成。
在单层的情况下，该层可以被具有强红外辐射吸收的电极，特别是TiN电极部分覆盖。在两层的情况下，可以将电极贴附于外层表面或嵌在两层之间。
根据上述技术之一在该膜片上沉积本发明的材料薄膜。
图2显示了用于将本发明的材料薄膜集成到共面电极检测器中的两个变体。
在图2A中，支承本发明的材料薄膜的结构由包封金属电极的两个绝缘层构成。沉积在金属层上的绝缘层包含接触开口以连接该铁氧体敏感元件。
在图2B中，支承本发明的材料薄膜的结构由直接与铁氧体敏感元件接触的单一绝缘层(金属电极位于其上)构成。在这种构造中，可以有利地在该结构的一面上沉积吸收红外辐射的层。
在这两个实施方案变体中，对本发明的材料薄膜进行蚀刻能够清除绝缘臂区域和将检测器彼此分离的区域中的材料。
这两个实施方案有利地产生在信噪比方面最优化的器件。
要理解的是，本发明的辐射热测量装置可以包含像素矩阵阵列形式的多个传感器。这种传感器阵列可以例如连接到CCD或CMOS矩阵上。使用适当的成像系统，本发明的装置于是构成红外摄像机。
本发明的辐射热测量装置也可以集成到被称作单片结构的结构中，它们由已经为硅开发的微电子工艺共同制造。
因此，在环境温度下运行的单片式红外成像器可以通过直接将敏感元件矩阵连接到CMOS或CCD型多路复用电路来制造。该支承基底可以由集成电子电路构成，该电路一方面包括刺激和读取装置，另一方面包括能将来自各种检测器的信号串行化并将它们传送给数目减少的输出装置以便被标准成像系统利用的多路复用器件。
在这样的装置中，以厚度例如5至100纳米的薄膜形式制造绝缘载体。使用常用于这些材料的低温沉积技术，例如溅射或等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)获得这些绝缘元件(例如SiN、SiO、ZnS等)。通常通过等离子体增强的化学蚀刻法进行这些材料的蚀刻。
构成电极的金属材料(例如Ti、TiN、Pt等)优选通过溅射沉积。通过化学或等离子体蚀刻法限定电极形状。电极厚度为例如5纳米至100纳米。延伸到绝缘臂中的电极通过常规触点制造法连接到读取电路的输入级并适应微桥的结构(类似于图1中的锚定点11)。
使用上述技术之一以本发明的薄膜形式沉积材料。可以通过化学手段(HCl、H3PO4)或通过特定等离子体蚀刻法或通过离子机械加工对其进行蚀刻。
本发明还涉及使用能吸收入射辐射、能将其转化成热并能将生成的一部分热传送给电阻率随温度而变的敏感元件的辐射热测量装置来检测红外辐射或产生红外成像的方法，其中所述装置如上定义。
本发明的装置可用于许多应用领域，例如用于军事领域(夜间扫描和观测装置)，工业领域(零件的检查)、安全领域(火焰检测、在充满烟雾的房间中定位受难者、场地的夜间监视、夜间辅助驾驶车辆)或医疗领域(血液循环的映像、乳房造影法等)。
【附图说明】
举例列出下列实施例和附图并且它们对本发明的范围不是限制性的：
-图1示意性显示了本发明的辐射热测量装置的一个实施方案的简化透视图；
-图2A和2B显示了将本发明的材料薄膜集成到本发明的辐射热测量装置中的两个变体，且
-图3示出根据实施例3的材料的电性能随退火温度的变化。
实施例1
基于本发明的单相材料的薄膜
由包含48％(按质量计)磁铁矿、48％水和4％有机粘合剂(聚乙烯醇)的混合物制备磁铁矿靶。然后研磨该混合物以获得小于200微米的颗粒。接着，在10厘米模具中使用液压机在55吨下压制该粉末。接着，将所得陶瓷脱出，然后通过在氩气氛下在860℃烧结进行致密化以避免形成α-Fe2O3氧化物。然后获得致密化至65％的磁铁矿的陶瓷靶。
用以射频模式运行的SCM400型(Alcatel CIT)溅射装置产生薄膜。在厚度1.2毫米的标准基底上沉积薄膜。
沉积条件如下：
-氩等离子体；
-腔室压力：0.5Pa；
-靶-基底距离：80mm；
-RF功率密度：0.75W/cm2；
-偏压(基底的负性极化)：30W
-用磁控管沉积；
-沉积速率：3.5nm/min。
放射性晶体学分析表明，该薄膜由NaCl型一氧化铁相构成。原始沉积状态下的薄膜的电性能如下：
实施例2
基于本发明的两相材料的薄膜
由在与实施例1相同的条件下制成的薄膜开始，通过在空气中的合适热处理，将一部分FeO氧化成Fe3O4。因此，Fe2+/Fe3+对的比率提高且因此薄膜的电阻率降低。
放射性晶体学分析表明，该薄膜由NaCl型一氧化铁相和Fe3O4尖晶石相构成。
薄膜的电性能如下：
实施例3
基于本发明的两相材料的薄膜
用实施例1中所述的方法和使用相同的靶制备磁铁矿Fe3O4和FeO的薄膜。基底相同，但沉积条件不同，而是如下：
氩等离子体；
腔室压力：0.5Pa；
靶-基底距离：80mm；
RF功率密度：0.75W/cm2；
偏压(基底的负性极化)：10W；
用磁控管沉积；
沉积速率：4.25nm/min；
沉积厚度：100nm。
放射性晶体学分析表明，该薄膜由NaCl型一氧化铁相和Fe3O4尖晶石型氧化物相构成。
通过在空气中的热处理(处理时间：2小时)来调节电性能，该处理能够将NaCl型一氧化铁氧化成Fe3O4尖晶石。结果显示在图3A中，并表明这样的氧化处理能够改进灵敏度α。
实施例4
基于本发明的单相材料的薄膜
将所需量的氧化物(0.95摩尔NiO，1.025摩尔Fe2O3)混合并细磨。将该粉末在700℃下熟料烧制。获得烧结靶的方法类似于实施例1。烧结温度为在空气中1300℃。
在厚度1.2毫米的玻璃基底上沉积薄膜。沉积条件如下：
氩等离子体；
腔室压力：0.5Pa；
靶-基底距离：55mm；
RF功率密度：3W/cm2；
偏压(基底的负性极化)：10W；
无磁控管的沉积；
沉积速率：3.7nm/min；
沉积厚度：100nm。
放射性晶体学分析表明，这些薄膜由单一NaCl型相构成。
原始沉积状态下的薄膜的电性能如下：
电阻率＝3.30Ohm·cm；
α＝-2.21％·K-1
实施例5
基于本发明的单相材料的薄膜
通过从在草酸铵中沉淀的锌和铁的硫酸盐共沉淀草酸盐，获得铁氧体粉末。然后将草酸盐在空气中在700℃下分解以获得由ZnFe2O4和α-Fe2O3构成的混合物。获得烧结靶的方法类似于实施例1。在氮气下在990℃下进行烧结。
在厚度1.2毫米的玻璃基底上沉积薄膜。沉积条件如下：
氩等离子体；
腔室压力：0.5Pa；
靶-基底距离：50mm；
RF功率密度：3W/cm2；
偏压(基底的负性极化)：0W至10W；
无磁控管的沉积；
沉积厚度：100nm。
放射性晶体学分析表明，这些薄膜由单一NaCl型相构成。
薄膜的电性能如下：
实施例5b 实施例5c 偏压(W) 5 10 R(Ohm·cm) 0.70 0.50 α＝ΔR/(R·ΔT)(％·K-1) -1.6 -1.5