CN111509121B - 磁电容元件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种磁电容元件及其制备方法。该磁电容元件包括：磁性合金薄膜；以及位于磁性合金薄膜两侧的铁电薄膜。本公开磁电容元件中，形成了铁电/铁磁/铁电的三明治结构，通过磁场对磁性合金薄膜的自旋电荷耦合作用调控铁电薄膜的介电极化，在室温附近即可获得较为明显的磁电容效应，介电损耗更低，实用性更强。

Description

磁电容元件及其制备方法
技术领域
本公开涉及新材料领域及信息存储和处理领域，尤其涉及一种磁电容元件及其制备方法。
背景技术
在科技高速发展的今天，承载信息储存和处理功能的新材料成为凝聚态物理与材料领域的研究热点。最新的研究表明，磁电耦合材料具有成为新一代信息存储和处理功能材料的巨大潜力。
磁电容效应(Magnetocapacitance Effect)是磁电耦合材料的重要特性，其是指在材料在外磁场下，电容或介电常数发生变化的现象。具有磁电容效应的材料可以在磁场探测器、智能滤波器和磁场控制器等电磁器件中具有重要的应用。
然而，现有技术的磁电耦合材料在室温下磁电容较小，仅在远低于室温的低温(约为100K)下比较明显的表现出磁电容效应，磁场调控效果差，应用前景受到很大限制。
公开内容
(一)要解决的技术问题
本公开提供了一种磁电容元件及其制备方法，以至少部分解决以上所提出的技术问题。
(二)技术方案
根据本公开的一个方面，提供了一种磁电容元件，包括：磁性合金薄膜；以及位于磁性合金薄膜两侧的铁电薄膜。
在本公开的一些实施例中，磁性合金薄膜为二元磁性合金薄膜、三元磁性合金薄膜或四元磁性合金薄膜，磁性合金薄膜中的磁性金属选自于以下元素：Fe、Mn、Co、Tb。
在本公开的一些实施例中，磁性合金薄膜选自于以下薄膜：FeyMn1-y，FeyCo1-y，MnyTb1-y，下标y表示相应元素在磁性合金中的摩尔含量比例，0.05≤y≤0.95。
在本公开的一些实施例中，铁电薄膜选自于以下薄膜：Ba(ZrxTi1-x)O3、Bi4- xLaxTi3O12、Pb(MgxNb1-x)O3、Pb(ScxNb1-x)O3、(PbxBa1-x)TiO3，下标x表示相应元素在元素组合中的摩尔含量比例，0.1<x≤1。
在本公开的一些实施例中，磁性合金薄膜为Fe0.5Mn0.5薄膜，铁电薄膜为Ba(Zr0.3Ti0.7)O3薄膜。
根据本公开的另一个方面，还提供了一种磁电容元件的制备方法，包括：在基片上依次制备下层铁电薄膜、磁性合金薄膜和上层铁电薄膜。
在本公开的一些实施例中，制备铁电薄膜和/或磁性合金薄膜的方法选自于以下方法：脉冲激光沉积法、磁控溅射、分子束外延或化学气相沉积。
在本公开的一些实施例中，制备铁电薄膜和磁性合金薄膜的方法为脉冲激光沉积法；在基片上依次制备下层铁电薄膜、磁性合金薄膜和上层铁电薄膜的步骤中，基片温度介于500℃～700℃之间，氧分压介于1Pa～100Pa之间。
在本公开的一些实施例中，磁性合金薄膜为Fe0.5Mn0.5薄膜，铁电薄膜为Ba(Zr0.3Ti0.7)O3薄膜；制备铁电薄膜和磁性合金薄膜的方法为脉冲激光沉积法、磁控溅射或激光分子束外延；在基片上依次制备下层铁电薄膜、磁性合金薄膜和上层铁电薄膜的步骤之前还包括：采用固体化学反应法制备Fe0.5Mn0.5靶材，该靶材烧结温度为1200℃～1450℃，烧结时间1h～3h；采用固体化学反应法制备Ba(Zr0.3Ti0.7)O3靶材，该靶材的烧结温度1100℃～1400℃，烧结时间1h～4h。
在本公开的一些实施例中，在基片上依次制备下层铁电薄膜、磁性合金薄膜和上层铁电薄膜的步骤之后还包括：对多层薄膜进行退火，退火温度为600℃～650℃，氧分压为100Pa～1000Pa，退火时间为：30min～180min。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本公开磁电容元件及其制备方法至少具有以下有益效果其中之一：
(1)采用磁性合金薄膜作为三明治结构的中间层，铁电薄膜作为三明治结构的外层，形成铁电/铁磁/铁电的三明治结构，得到一种新型的磁电容元件。
(2)分别采用FeMn磁性合金薄膜和BZT薄膜作为三明治结构的中间层和外层，形成FeMn/BZT多层结构，通过磁场对FeMn磁性合金薄膜的自旋电荷耦合作用调控BZT薄膜的介电极化，在室温附近即可获得-60.5％的磁电容效应，磁场调控效果更显著，介电损耗更低，实用性更强。
(3)本公开铁电/铁磁/铁电三明治结构磁电容元件的制备不需要特殊设备，工艺简单，成本低，具有大规模工业生产的潜力。
附图说明
图1为本公开实施例磁电容元件的结构示意图。
图2为本公开优选实施例磁电容元件的结构示意图。
图3为图2所示磁电容元件制备方法的流程图。
图4A为磁电容元件在不同频率下，电容随温度变化的曲线图。
图4B为磁电容元件在不同频率下，介电损耗随温度变化的曲线图。
图5A和图5B分别为磁电容元件在500Hz和1000Hz下，不同磁场条件介电损耗随温度变化的曲线图。
图6A和图6B分别为磁电容元件在500Hz和1000Hz下，不同磁场条件介电损耗随温度变化的曲线图。
图7A为500Hz和10000Hz下，在248K峰位处元件的磁电容随磁场变化的曲线图。
图7B为500Hz和10000Hz下，在280K峰位处元件的磁电容随磁场变化的曲线图。
具体实施方式
本公开将磁性合金薄膜作为磁电容的中间层，铁电薄膜作为磁电容的外层，利用铁电铁磁的相互作用，获得了一种在室温下表现出较大磁电容效应的新型磁电容元件。
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。应当理解的是，提供这些实施例使得本公开满足适用的法律要求，而本公开可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此处所阐述的实施例。
根据本公开的第一个方面，提供了一种磁电容元件。
在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种磁电容元件。图1为本公开实施例磁电容元件的结构示意图。如图1所示，本实施例磁电容元件包括：磁性合金薄膜100，以及位于磁性合金薄膜两侧的铁电薄膜(210，220)。
其中，磁性合金薄膜100可以是二元磁性合金薄膜，也可以是三元磁性合金薄膜、四元磁性合金薄膜，磁性金属可以是：Fe(铁)、Mn(锰)、Co(钴)、Tb(铽)。典型的，二元磁性合金薄膜如FeyMn1-y，FeyCo1-y，MnyTb1-y等。其中，下标y表示相应元素在磁性合金中的摩尔含量比例，0.05≤y≤0.95。三元磁性合金薄膜如Fe-Mn-Co，Fe-Mn-Tb，Tb-Mn-Co等，各元素的摩尔含量比例可以根据需要进行调整。
需要说明的是，在磁性合金薄膜的制备可能需要高温环境，在这种情况下，不可避免地会出现部分氧元素存在于薄膜中的现象。但需要保证磁性合金薄膜中氧元素的含量低于10％摩尔，为了达到这一目的，需要在制备过程中保持低的氧分压。
其中，铁电薄膜(210，220)可以是Ba(ZrxTi1-x)O3薄膜(BZT薄膜)，Bi4-xLaxTi3O12薄膜，Pb(MgxNb1-x)O3薄膜，Pb(ScxNb1-x)O3薄膜，或(PbxBa1-x)TiO3薄膜。其中，下标x表示相应元素在元素组合中的摩尔含量比例，0.1<x≤1。还需要说明的是，上层铁电薄膜和下层铁电薄膜可以是相同材料的薄膜，也可以是不同材料的薄膜。
其中，磁性合金薄膜的厚度介于1nm～500μm之间，优选的介于5nm～500nm之间，更优选介于10nm～50nm。铁电薄膜的厚度介于1nm～500μm之间，优选的介于10nm～500nm之间，更优选介于20～200nm之间。上层铁电薄膜和下层铁电薄膜地厚度可以相同，也可以不同。
本实施例的磁电容元件具有磁电容较大，在室温附近即可产生明显的磁电容效应，介电损耗低等优势。
图2为本公开优选实施例磁电容元件的结构示意图。作为本公开的一个优选实施例，该磁电容元件包括：Fe0.5Mn0.5薄膜，以及位于Fe0.5Mn0.5薄膜两侧的Ba(Zr0.3Ti0.7)O3薄膜。该磁电容元件制备于Nb-SrTiO3基片上，为了测试，在上层Ba(Zr0.3Ti0.7)O3薄膜的上方还制备有SrRuO3薄膜。在实际测试中，可以在Nb-SrTiO3基片底面和SrRuO3薄膜的上方用In焊料分别焊接电极引线。
该磁电容元件的最大的磁电容为-60.5％。这是目前在铁磁与铁电三明治结构中较大的磁电容效应，而且磁电容的温度在近室温280K，同时介电损耗值都小于0.8。
此外，经过样品制备和性能测试，以下的磁电容元件也表现出同上述磁电容元件类似的性能：
(1)磁电容元件，包括：Fe0.95Mn0.05薄膜，以及位于其两侧的Ba(Zr0.1Ti0.9)O3薄膜。
(2)磁电容元件，包括：Fe0.05Mn0.95薄膜，以及位于其两侧的Ba(Zr0.9Ti0.1)O3薄膜。
(3)磁电容元件，包括：Fe0.4Mn0.6薄膜，以及位于其两侧的Ba(Zr0.5Ti0.5)O3薄膜。
(4)磁电容元件，包括：Fe0.4Mn0.6薄膜，以及位于其两侧的BaZrO3薄膜。
(5)磁电容元件，包括：Fe0.4Mn0.6薄膜，以及位于其两侧的Bi3LaTi3O12薄膜。
(6)磁电容元件，包括：Fe0.4Mn0.6薄膜，以及位于其两侧的Pb(Mg0.5Nb0.5)O3薄膜。
(7)磁电容元件，包括：Fe0.4Mn0.6薄膜，以及位于其两侧的Pb(Sc0.5Nb0.5)O3薄膜。
(8)磁电容元件，包括：Fe0.5Co0.5薄膜，以及位于其两侧的Ba(Zr0.5Ti0.5)O3薄膜。
(9)磁电容元件，包括：Mn0.5Tb0.5薄膜，以及位于其两侧的Ba(Zr0.5Ti0.5)O3薄膜。
(10)磁电容元件，包括：Tb0.5Mn0.25Co0.25薄膜，以及位于其两侧的Ba(Zr0.5Ti0.5)O3薄膜。
根据本公开的另一个方面，还提供了一种磁电容的制备方法。
在公开的另一个实施例中，将以脉冲激光沉积法制备Fe0.5Mn0.5薄膜为中间层，Ba(Zr0.3Ti0.7)O3薄膜为外层的磁电容元件为例，对本公开磁电容元件的制备方法进行说明。
图3为图2所示磁电容元件制备方法的流程图。请参照图2和图3，本公开实施例的磁电容元件制备方法包括：
步骤A：将Fe0.5Mn0.5靶材、Ba(Zr0.3Ti0.7)O3靶材、基片置入薄膜生长腔；
该步骤A进一步包括：
子步骤A1：准备Fe0.5Mn0.5靶材；
采用传统的固体化学反应法制备Fe0.5Mn0.5靶材。靶材烧结温度为1200℃～1450℃，烧结时间1h～3h。
本领域技术人员应当清楚，除了自行制备靶材外，还可以定制或者直接购买符合条件的靶材，均在本步骤中“准备”的涵盖范围之内。
子步骤A2：准备Ba(Zr0.3Ti0.7)O3靶材；
采用传统的固体化学反应法制备Ba(Zr0.3Ti0.7)O3靶材。靶材的烧结温度1100℃～1400℃，烧结时间1h～4h。
本领域技术人员应当清楚，除了自行制备靶材外，还可以定制或者直接购买符合条件的靶材，均在本步骤中“准备”的涵盖范围之内。
子步骤A3：准备基片
本领域技术人员应当知晓，在正式沉积薄膜之前，还需要一系列的准备步骤。在本实施例中，在步骤C之前还包括如下的准备步骤：清洗基片。本实施例中，采用Nb-SrTiO3基片(掺Nb的SrTiO3基片)作为磁电容器件的载体。本领域技术人员应当清楚，还可以采用n型Si基片、ITO基片等。此外，基片还可以是已经制备了其他薄膜或者元件的中间体。
在该子步骤中，首先将基片放到乙醇中在超声波仪中清洗30分钟，然后在丙酮溶液中超声清洗10分钟，然后用电吹风吹干，从而完成基片清洗。
子步骤A4：将基片固定于生长腔的样品托上，将Fe0.5Mn0.5靶材、Ba(Zr0.3Ti0.7)O3靶材固定于生长腔的靶位。
在该子步骤中，用银浆把基片粘在样品托上，在烘箱里进行干燥，条件：100℃-200℃，时间：30min～180min。然后把样品托固定到脉冲激光沉积的设备生长腔里。
步骤B：利用脉冲激光沉积法在基片上依次制备：下层Ba(Zr0.3Ti0.7)O3薄膜、Fe0.5Mn0.5薄膜、上层Ba(Zr0.3Ti0.7)O3薄膜；
在步骤B的脉冲激光沉积法中，采用KrF(248nm)激光器，能量为200mJ～830mJ，脉冲频率为1Hz～10Hz，电压为18.5kV～27kV，基片温度保持为500℃～700℃，生长腔内的氧分压为1Pa～100Pa。
该步骤B进一步包括：
子步骤B1：生长Ba(Zr0.3Ti0.7)O3薄膜；
该子步骤中，制备Ba(Zr0.3Ti0.7)O3薄膜的工艺条件为：温度：500℃～700℃；氧分压：1Pa～100Pa；生长时间：20min～180min。样品制备完成后经过测量，该层的厚度为20nm～200nm。
子步骤B2：生长Fe0.5Mn0.5薄膜；
该子步骤中，制备Fe0.5Mn0.5薄膜的工艺条件为：温度：500℃～700℃；氧分压：1Pa～100Pa；生长时间：20min～60min。样品制备完成后经过测量，该层的厚度为10nm～50nm。
子步骤B3：生长Ba(Zr0.3Ti0.7)O3薄膜；
该子步骤中，制备Ba(Zr0.3Ti0.7)O3薄膜的工艺条件为：温度：500℃～700℃；氧分压：1Pa～100Pa；生长时间：20min～180min。样品制备完成后经过测量，该层的厚度为20nm～200nm。
本领域技术人员应当明白，铁电薄膜和磁性合金薄膜可以在一次薄膜沉积过程中实现，也可以在独立的两次或三次薄膜沉积过程分别沉积。
步骤C：生长SrRuO3层；
该步骤中，制备SrRuO3层的工艺条件为：温度：500℃～700℃；氧分压：1Pa～100Pa；生长时间：10min～60min。样品制备完成后经过测量，该层的厚度为10nm～50nm。
本领域技术人员应当清楚，该SrRuO3作为磁电容元件的上电极层，在其上可以用In焊料焊接上电极引线。Nb-SrTiO3基片本身导电，在其下表面用In焊料焊接下电极导线。通过上电极引线和下电极引线对磁电容元件进行性能测试。
步骤D：对多层薄膜进行退火；
本步骤中，退火温度为600～650℃，氧分压为100Pa～1000Pa，退火时间为：30min～180min。
需要说明的是，为了达到简要说明的目的，制备方法实施例中与磁电容元件实施例中相同的内容皆并于此，不再重复表述。
至此，本公开实施例中的磁电容元件制备完毕。
本领域技术人员应当知晓，至于本公开其他实施例的磁电容器件，可以采用类似的方法进行制备，只需要对靶材的成分构成、薄膜沉积时间、薄膜沉积温度、薄膜沉积氧分压等参数进行调整即可。此外，除了脉冲激光沉积之外，还可以采用其他的薄膜沉积方法来制备本公开中的磁电容器件，例如：磁控溅射(Magnetron Sputtering)、分子束外延(Molecular Beam Epitaxy，简称MBE)、化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，简称CVD)等。而对于磁性合金薄膜和铁电合金薄膜，制备方法可以相同，也可以不同。如果制备方法采用溅射法，例如脉冲激光沉积、磁控溅射、激光分子束外延，靶材的制备方法可以与本实施例相同，也可以不同。
以下对采用如上方法制备的，如图2所示的，包含下层Ba(Zr0.3Ti0.7)O3薄膜、Fe0.5Mn0.5薄膜、上层Ba(Zr0.3Ti0.7)O3薄膜的磁电容元件的性能进行测试。为了对磁电容器件进行性能测试，在Nb-SrTiO3基片的背面以及SrRuO3层上用In焊料焊接电极引线。
在测试过程中，利用QD公司的多功能测量系统(PPMS，Dynacool-9)配合Keysight(E4990A)的阻抗分析仪和铁电分析仪(Radiant Precision MultiferroicII)测量磁电容元件的介电铁电性能。测试条件为温度：5K～375K，频率：100Hz～1MHz，磁场强度为1，3，5，7特斯拉(T)。
图4A为磁电容元件在不同频率下，电容随温度变化的曲线图。在图4A中，横坐标为温度Temperature(K)，纵坐标为电容值C(F)。如图4A所示，在不同的温度下，随着频率的增加，电容值降低，分别在248K和268K出现两个相转变峰，并且转变温度不随频率发生改变。
图4B为磁电容元件在不同频率下，介电损耗随温度变化的曲线图。在图4B中，横坐标为温度Temperature(K)，纵坐标为介电损耗tanδ。如图4B所示，随着频率的增加损耗值减小，在曲线上也发现存在与电容曲线一致的两个峰位，峰的位置同样不随频率变化，介电损耗最大值为0.8。
图5A和图5B分别为磁电容元件在500Hz和1000Hz下，不同磁场条件电容随温度变化的曲线图。在图5A和图5B中，横坐标为温度Temperature(K)；纵坐标为电容值C(F)。图6A和图6B分别为磁电容元件在500Hz和1000Hz下，不同磁场条件介电损耗随温度变化的曲线图。在图6A和图6B中，横坐标为温度Temperature(K)；纵坐标为介电损耗tanδ。由图5A、图5B、图6A、图6B可知，在不同的磁场强度下，电容曲线和介电损耗曲线都发生很大变化。随着外加磁场增加，在转变峰处，损耗值减小，同时转变峰的温度向高温移动，左边峰的温度从248K升高到259K，右边峰的温度从267K升高到280K。这是由Fe0.5Mn0.5薄膜中的具有磁性载流子在外加被磁场的作用下，载流子的自旋沿着外加磁场的方向进行有效排列起来，由于自旋之间的相互作用，载流子使得被磁场限制在磁性薄膜中，不参与界面的电极化行为，进而减小电极化总量，同时也会降低介电损耗。
图7A为500Hz和10000Hz下，在248K峰位处的磁电容随磁场变化的曲线图。图7B为500Hz和10000Hz下，在280K峰位处的磁电容随磁场变化的曲线图。在图7A和图7B中，横坐标为磁场强度H(T)，纵坐标为磁电容，标记为(CH-C0)/C％。由图7A可知，随着磁场的增加，在500Hz时磁电容从-33.6％增加到-60.5％，在10000Hz时磁电容从-10.3％增加到-18.9％。由图7B可知，随着磁场的增加，在500Hz时磁电容从7.2％增加到-38.8％，在10000Hz时磁电容从-4.4％增加到-12.8％。可见，本公开实施例的磁电容元件获得了最大的磁电容为-60.5％。这是目前在铁磁与铁电三明治结构中较大的磁电容效应，而且磁电容的温度在近室温280K，同时介电损耗值都小于0.8，这为开发新型存储元器件提供条件。
至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的部分和实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各部分和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如：
(1)关于磁性金属，除了文中提及的Fe(铁)、Mn(锰)、Co(钴)、Tb(铽)外，还可以是其他的磁性金属；
(2)关于铁电薄膜，除了文中提及的Ba(ZrxTi1-x)O3薄膜(BZT薄膜)，Bi4-xLaxTi3O12薄膜，Pb(MgxNb1-x)O3薄膜，Pb(ScxNb1-x)O3薄膜，或(PbxBa1-x)TiO3薄膜外，还可以是其他类型的铁电薄膜。
(3)关于磁电容元件中各层薄膜的制备方法，除了脉冲激光沉积法、磁控溅射(magnetron sputtering)、分子束外延(Molecular Beam Epitaxy，简称MBE)、化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，简称CVD)等之外，还可以是其他的薄膜沉积方法，其中，如果采用其他的薄膜沉积方法，薄膜沉积参数应当进行相应调整。
依据以上描述，本领域技术人员应当对本公开磁电容元件及其制备方法有了清楚的认识。
综上所述，本公开提供一种磁电容元件及其制备方法，其具有磁电容效应更明显，磁场调控效果更显著，介电损耗更低，实用性更强等优势，在信息储存和处理方面具有较大的应用潜力。
还需要说明的是，附图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。
除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本公开的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到「约」的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中±10％的变化、在一些实施例中±5％的变化、在一些实施例中±1％的变化、在一些实施例中±0.5％的变化。
再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。
说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“步骤A”、“步骤B”、“子步骤A1”等的用词，以修饰相应的元件和步骤，其本身并不意味着任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是步骤上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件(步骤)得以和另一具有相同命名的元件(步骤)能做出清楚区分。
除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种磁电容元件，包括：
磁性合金薄膜；以及
位于磁性合金薄膜两侧的铁电薄膜；
其中，所述磁性合金薄膜为二元磁性合金薄膜、三元磁性合金薄膜或四元磁性合金薄膜，所述磁性合金薄膜中的磁性金属选自于以下元素：Fe、Mn、Co、Tb；
其中，所述铁电薄膜选自于以下薄膜：Ba(ZrxTi1-x)O3、Bi4-xLaxTi3O12、Pb(MgxNb1-x)O3、Pb(ScxNb1-x)O3、(PbxBa1-x)TiO3，下标x表示相应元素在元素组合中的摩尔含量比例，0.1<x≤1。
2.如权利要求1所述的磁电容元件，其中，所述磁性合金薄膜选自于以下薄膜：FeyMn1-y，FeyCo1-y，MnyTb1-y，下标y表示相应元素在磁性合金中的摩尔含量比例，0.05≤y≤0.95。
3.如权利要求1所述的磁电容元件，其中，所述磁性合金薄膜为Fe0.5Mn0.5薄膜，所述铁电薄膜为Ba(Zr0.3Ti0.7)O3薄膜。
4.一种磁电容元件的制备方法，包括：
在基片上依次制备下层铁电薄膜、磁性合金薄膜和上层铁电薄膜；
其中，所述磁性合金薄膜为二元磁性合金薄膜、三元磁性合金薄膜或四元磁性合金薄膜，所述磁性合金薄膜中的磁性金属选自于以下元素：Fe、Mn、Co、Tb；
其中，所述铁电薄膜选自于以下薄膜：Ba(ZrxTi1-x)O3、Bi4-xLaxTi3O12、Pb(MgxNb1-x)O3、Pb(ScxNb1-x)O3、(PbxBa1-x)TiO3，下标x表示相应元素在元素组合中的摩尔含量比例，0.1<x≤1。
5.如权利要求4所述的制备方法，其中，制备铁电薄膜和/或磁性合金薄膜的方法选自于以下方法：脉冲激光沉积法、磁控溅射、分子束外延或化学气相沉积。
6.如权利要求5所述的制备方法，其中，制备铁电薄膜和磁性合金薄膜的方法为脉冲激光沉积法；
所述在基片上依次制备下层铁电薄膜、磁性合金薄膜和上层铁电薄膜的步骤中，基片温度介于500℃～700℃之间，氧分压介于1Pa～100Pa之间。
7.如权利要求6所述的制备方法，其中，所述磁性合金薄膜为Fe0.5Mn0.5薄膜，所述铁电薄膜为Ba(Zr0.3Ti0.7)O3薄膜；制备铁电薄膜和磁性合金薄膜的方法为脉冲激光沉积法、磁控溅射或激光分子束外延；
所述在基片上依次制备下层铁电薄膜、磁性合金薄膜和上层铁电薄膜的步骤之前还包括：采用固体化学反应法制备Fe0.5Mn0.5靶材，该靶材烧结温度为1200℃～1450℃，烧结时间1h～3h；采用固体化学反应法制备Ba(Zr0.3Ti0.7)O3靶材，该靶材的烧结温度1100℃～1400℃，烧结时间1h～4h。
8.如权利要求4至7中任一项所述的制备方法，其中，所述在基片上依次制备下层铁电薄膜、磁性合金薄膜和上层铁电薄膜的步骤之后还包括：对多层薄膜进行退火，退火温度为600℃～650℃，氧分压为100Pa～1000Pa，退火时间为：30min～180min。
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