DE112010002019B4 - Multiferroische Nanobereich-Dünnschichtmaterialien, Speichervorrichtungen mit den multiferroischen Dünnschichtmaterialien und Verfahren zu ihrer einfachen synthetischen Herstellung und magnetischen Kopplung bei Raumtemperatur - Google Patents

Multiferroische Nanobereich-Dünnschichtmaterialien, Speichervorrichtungen mit den multiferroischen Dünnschichtmaterialien und Verfahren zu ihrer einfachen synthetischen Herstellung und magnetischen Kopplung bei Raumtemperatur Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines multiferroischen Dünnschichtmaterials, wobei das genannte Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Bereitung einer Mulitferroikum-Vorstufenlösung; b) Anwendung des Verfahrens des Schleudergießens auf diese Vorstufenlösung, um eine Schleuderguss-Dünnschicht zu erzeugen, und um eine gleichförmige Anordnung von Nanokristallen zu erzeugen; c) Erhitzen dieser Schleuderguss-Dunnschicht; wobei das Verfahren außerdem den folgenden Schritt umfasst: Formen eines BiFeO3 Nanokristalls in einer Perovskitstruktur, welche an B-Plätzen lokalisierte Fe-Atome aufweist.

Description

  • Geänderte Beschreibung
  • Allgemeiner Stand der Technik
  • 1. Technischer Bereich
  • Die vorliegende Erfindung betrifft multiferroische Dünnschichtmaterialien, eine Speichervorrichtung mit den multiferroischen Dünnschichtmaterialien, und insbesondere betrifft sie Verfahren zur Herstellung der genannten Materialien.
  • 2. Beschreibung des zugehörigen Fachgebiets
  • Die Erforschung der Multiferroika hat sich in jüngster Zeit als eines der spannendsten Grenzgebiete der Materialwissenschaft herausgestellt. Multiferroika sind magnetoelektrische Elemente und finden wegen der Kopplung ihrer nebeneinander bestehenden ungewöhnlichen elektrischen und magnetischen Ordnungszustände potentielle Anwendungsbereiche bei der Konzipierung und bei der synthetischen Herstellung von multifunktionalen Materialien. Die magnetische Polarisation kann durch das Anlegen eines elektrischen Feldes eingeleitet werden und die ferroelektrische Polarisation kann durch das Anlegen eines Magnetfeldes eingeleitet werden. Als Folge daraus erweisen sich die Multiferroika als wichtige Materialien sowohl für die Forschung auf dem Gebiet der Grundlagenphysik als auch beim Entwurf von neuen Gerätekonzepten. Diese Verbindungen weisen nicht nur günstige Voraussetzungen für magnetische und ferroelektrische Geräte auf, sondern sie können auch als Grundlage für potentielle Anwendung dienen, zu denen modulationsoptische Geräte, magnetoelektrische Mulitferroika-Resonatoren, Phasenschieber, Verzögerungsleitungen und Filter für fortgeschrittene Anwendungen im Mikrowellen- und Millimeterwellenbereich, Detektoren für Feldfluktuation und Feldüberwachung, die Speicherung von Informationen, das sich herausbildende Gebiet der Spintronik und Sensoren gehören.
  • Die Verhaltensmerkmale der magnetoelektrischen Kopplung in Multiferroika sind von primärer Signifikanz. Unter den vielen Multiferroika ist vom Wismutferrit (BiFeO3) bekannt, dass es das einzige Material ist, welches bei Raumtemperatur Multiferroizität zeigt, und daher hat es große Aufmerksamkeit auf sich gelenkt. Die magnetoelektrische Kopplung im BiFeO3-Dünnschichtmaterial ist bislang nicht bekannt geworden. Die elektrische Steuerung der Struktur der magnetischen Domänen in multiferroischen BiFeO3-Dünnschichten bei Raumtemperatur wurde zum ersten Mal im Jahre 2006 beobachtet. Eine ferroelektrische Polarisation, die durch ein Magnetfeld eingeleitet wird, ist jedoch bislang nicht dokumentiert worden.
  • Der Einsatz von multiferroischen Verbindungen einschließlich BiFeO3 ist bereits vorher offenbart worden so wie auch der von verschiedenen Verfahren zur synthetischen Herstellung von multiferroischen Dünnschichten wie beispielsweise die gepulste Laserabscheidung (PLD), die Flüssigphasen-Epitaxie, die Sol-Gel-Methodik und die Abscheidung aus der chemischen Lösung. All die bislang offenbarten Verfahren zur synthetischen Herstellung von multiferroischen Dünnschichten haben komplizierte und kostenaufwendige Verfahren erfordert. Die US Patentanmeldung US 2007/0138459 A1 offenbart die Synthese von BiFeO3 Nanoröhrchen unter Nutzung einer Vorlage. Auch Speichervorrichtungen mit den synthetisierten BiFeO3 Nanoröhrchen werden beschrieben.
  • Zhao T. et al. beschreiben in der Druckschrift „Electrical control of antiferromagnetic domains in multiferroic BiFeO3 films at room temperature” (Nature Materials, Vol. 5, 2006, 823–829) multiferroische Materialien, welche die Möglichkeit bieten, den magnetischen Status durch ein elektrisches Feld zu manipulieren.
  • Ferner offenbart eine Publikation von Wada T. et al. mit dem Titel „Magnetic properties of amorphous-like oxides of the Bi2O3-Fe2O3-PbTiO3 system synthesized by sol-gel method (Materials Science and Engineering, A217/218, 1996, 414–418) ein Verfahren, bei dem eine Vorstufenlösung erstellt wird, aus der durch Schleudergießen eine Schicht gebildet wird, die dann erhitzt wird.
  • Kurze Darstellung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein neuartiges und einfaches Verfahren zur synthetischen Herstellung von BiFeO3-Nanokristall-Dünnschichten (annähernd 45 nm dick). Die nach den Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellten Dünnschichten bewahren nicht nur die ferroelektrischen und magnetischen Eigenschaften des BiFeO3, sondern sie bestätigen auch die magnetoelektrische Kopplung (d. h. sowohl magnetisch als auch elektrisch, Umschalten) an ein und derselben Probe bei Raumtemperatur.
  • Die vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren zur Herstellung von multiferroischen Nanobereich-Dünnschichtmaterialien gemäß Patentanspruch 1, die bei Raumtemperatur zur magnetoelektrischen Kopplung fähig sind, d. h. zur Steuerung des Ferromagnetismus (Polarisation) durch ein elektrisches Feld und zur Steuerung eines elektrischen Feldes (Polarisation) durch ein Magnetfeld. In einer Ausführungsform sind diese multiferroischen Dünnschichtmaterialien Ferrite und können Wismutferrite sein. Die nach den Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellten multiferroischen Dünnschichtmaterialien können für eine Vielfalt von gerätetechnischen Anwendungen geeignet sein wie beispielsweise für Speichervorrichtungen, für die Spintronik (Magnetoelektrika), für Sensoren und andere Geräte, ohne darauf beschränkt zu sein. Zum Beispiel könnten die multiferroischen Dünnschichtmaterialien der vorliegenden Erfindung bei einer Speichervorrichtung eingesetzt werden, die imstande sind, auf elektronische Weise geschrieben und auf magnetische Weise gelesen zu werden. Erfindungsgemäß ist bei der ferroelektrischen Speichervorrichtung zumindest ein Eisenatom auf den B-Plätzen in einer Perovskitstruktur durch ein Magnetmetallatom substituiert. Bei diesen Substitutionen von Magnetmetallatomen kann die Auswahl aus der Gruppe getroffen werden, zu der Mn, Ru, Co und Ni gehören und die Substitution kann zwischen etwa 1% bis etwa 10% der auf B-Plätzen befindlichen Fe-Atome betragen. Zusätzlich oder alternativ können die substituierten Magnetmetallatome eine höhere Wertigkeit als Eisen aufweisen und die Substitution kann zu etwa 1% bis etwa 30% der B-Plätze betragen.
  • Zu weiteren Beispielen für Einsatzgebiete der multiferroischen Dünnschichtmaterialien der vorliegenden Erfindung gehören Anwendungen für modulationsoptische Geräte, magnetoelektrische Multiferroika-Resonatoren, Phasenschieber, Verzögerungsleitungen und Filter für fortgeschrittene Anwendungen im Mikrowellen- und Millimeterwellenbereich und Detektoren für Feldfluktuation und Feldüberwachung sein.
  • Kurze Beschreibung des Zeichnungssatzes
  • Diese und weitere Merkmale und Vorteile der hier offenbarten verschiedenartigen Ausführungsformen werden besser verstanden, wenn auf die folgende Beschreibung und auf die Zeichnungen Bezug genommen wird, in welchen gleiche Zahlen sich durchweg auf die gleichen Teile beziehen.
  • 1 zeigt ein Flussdiagramm, in welchem die Schritte der vorliegenden Erfindung dargestellt sind.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Die nachfolgende ausführliche Beschreibung dient dem Zweck, die gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zu beschreiben, und es ist damit nicht beabsichtigt, dass sie die einzige Form darstellt, in welcher der Gegenstand der vorliegenden Erfindung hergestellt oder genutzt werden kann. Die Beschreibung legt die Funktionen und die Aufeinanderfolge der Schritte zur Herstellung und zur Funktion der Erfindung dar. Dies ist jedoch so zu verstehen, dass dieselben oder gleichwertige Funktionen und Aufeinanderfolgen durch verschiedene Ausführungsformen erreicht werden können und dass diese auch vom Schutzumfang dieser Erfindung erfasst werden.
  • Die vorliegende Erfindung liefert ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung einer wohldefinierten BiFeO3(BFO)-Nanokristall-Dünnschicht gemäß Patentanspruch 1.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Schritte der Bereitung einer Multiferroikum-Vorstufenlösung (10), die Anwendung des Schleudergießens auf diese Vorstufenlösung, um eine Schleuderguss-Dünnschicht zu erzeugen (20), und das Erhitzen dieser Schleuderguss-Dünnschicht (30). In einer Ausführungsform ist das multiferroische Dünnschichtmaterial ein Ferrit und kann insbesondere ein Wismutferrit sein.
  • Die Multiferroikum-Vorstufenlösungen können Wismut, Eisen und Sauerstoff enthalten. Insbesondere kann die Multiferroikum-Vorstufenlösung Bi(NO3)3·5H2O und Fe(NO3)3·9H2O enthalten. Wenn die Multiferroikum-Vorstufenlösung aus Bi(NO3)3·5H2O und Fe(NO3)3·9H2O hergestellt wurde, können diese Bestandteile in der Lösung in einem molaren Verhältnis 1:1 enthalten sein. Die Vorstufenlösung kann in jedem beliebigen geeigneten Lösungsmittel gelöst werden. Ein Beispiel für ein geeignetes Lösungsmittel ist Ethylenglykol.
  • Nach dem Schleudergießen wird die Dünnschicht über die Raumtemperatur hinaus erhitzt. Insbesondere kann die Dünnschicht auf eine Temperatur von annähernd 600°C erhitzt werden. Der Prozess der vorliegenden Erfindung ermöglicht, eine gleichförmige Anordnung von Nanokristallen in der fertigen Dünnschicht zu erzeugen. Zum Beispiel können die nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung erzeugten Nanokristalle einen Durchmesser von etwa 200 nm und eine Höhe von etwa 45 nm aufweisen.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein multiferroisches Dünnschichtmaterial, welches nach dem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 hergestellt wird. Das nach den vorliegenden Verfahren hergestellte multiferroische Dünnschichtmaterial kann zur magnetoelektrischen Kopplung bei einer Temperatur in der Nähe der Raumtemperatur imstande sein. Dies steht im starken Gegensatz zu den multiferroischen Materialien, die auf dem Fachgebiet bekannt sind und die Tieftemperaturen erfordern, um die magnetoelektrische Kopplung zu ermöglichen. Das sich ergebende Dünnschichtmaterial kann für zahlreiche Anwendungsfälle geeignet sein, darunter für den Einsatz in Speichervorrichtungen zur Speicherung von Informationen, ohne auf diese beschränkt zu sein.
  • Wenn eine derartige ferroelektrische Speichervorrichtung aufgebaut wird, ist die ferroelektrische BFO-Schicht erfindungsgemäß in einer Perovskitstruktur ausgebildet, in welcher zumindest ein Fe-Atom, welches sich auf einem B-Platz befindet, durch ein Magnetmetallatom ersetzt. Zum Beispiel können die Magnetmetallatome mindestens eines von Mn, Ru, Co und Ni sein. Wenn derartige Atome auf B-Plätze gesetzt werden, wird der Magnetismus der ferroelektrischen BFO-Schicht gestärkt und seine dielektrischen Eigenschaften werden verbessert, was zu einer erhöhten Leistungsfähigkeit führt. Die Substitution dieser Magnetmetallatome kann zu etwa 1% bis etwa 15% der Eisenatome erfolgen, die sich auf allen B-Plätzen in der BFO-Schicht befinden. Alternativ oder zusätzlich können die Magnetmetallatome Atome mit höheren Wertigkeiten als die von Fe sein wie beispielsweise V, Nb, Ta, W, Ti, Zr und Hf. Durch substitutive Belegung der B-Plätze mit Atomen mit einer höheren Wertigkeit als Fe, tragen, falls die Bi-Atome auf den A-Plätzen verdampfen, die höherwertigen Atome dazu bei, die Neutralität und die Isolation des gesamten Kristalls beizubehalten, wodurch eine potentielle Stromableitung verhindert wird. In einer Ausführungsform erfolgt die Substitution der Fe-Atome, die sich in der BFO-Schicht auf allen B-Plätzen befinden, zu ungefähr 1% bis ungefähr 30% durch höherwertige Magnetmetallatome.
  • Eine wohldefinierte BFO-Nanokristall-Dünnschicht mit einer Stärke von ungefähr 45 nm wurde erhalten, indem man die hier offenbarten Schritte ausführte. Das heißt, es wurden Bi(NO3)3·5H2O und Fe(NO3)3·9H2O im molaren Verhältnis 1:1 in Ethylenglykol gelöst, um eine Vorstufenlösung herzustellen. Diese Vorstufenlösung wurde dann dem Schleudergießen unterzogen, dem ein Aufheizen auf 600°C folgte. Die magnetischen und elektrischen Ordnungszustände und ihre Kopplung in der synthetisch erzeugten multiferroischen BFO-Dünnschicht wurden bei Raumtemperatur unter Anwendung der Magnetkraftmikroskopie (MFM) und der Kelvinsonden-Kraftmikroskopie (KPFM) beobachtet. Es wurden in ein und derselben Multiferroikum-Probe bei Raumtemperatur Kopplungen von magnetischen und ferroelektrischen Ordnungen beobachtet.
  • Röntgenstrahl-Beugungsdiagramme (XRD) der BFO-Dünnschicht zeigten deutlich die Kristallstruktur des rhomboedrisch gestörten Perovskits. Außerdem zeigte die Elementaranalyse unter Anwendung der Röntgenstrahl-Energiedissipationsspektrometrie (XEDS) ein Gewichtsverhältnis der Elemente Wismut zu Eisen von 1:1.
  • Die Morphologie der multiferroischen Dünnschicht der vorliegenden Erfindung wurde unter Anwendung der Rasterelektronenmikroskopie (SEM) und der Rasterkraftmikroskopie (AFM) ermittelt. Die Ergebnisse sowohl der SEM als auch der AFM zeigten Dünnschichten mit einer gleichförmigen und dichten Anordnung von Nanokristallen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 200 nm und einer durchschnittlichen Höhe von 45 nm. Zur Beobachtung der magnetischen Nanobereich-Eigenschaft der BFO-Dünnschicht wurden MFM-Messungen (ΔZ = 82 nm, Spitze zur Oberfläche) unter Anwendung eines dynamischen Modus mit Phasennachweissystem durchgeführt. Das sich ergebende Phasenbild zeigte deutlich den magnetischen Ordnungszustand im rechten Winkel zur Probenoberfläche (z-Richtung).
  • Es wurde die KPFM benutzt, um die ferroelektrische Eigenschaft der BFO-Dünnschicht (ΔZ = 50 nm) zu messen. Es wurden an die topografische Oberfläche der BFO-Dünnschicht mit einer durchschnittlichen Höhe von 45 nm verschiedene Gleichstrom-Vorspannungen (–1 V, +1 V und +2 V) angelegt, um die elektrische Polarisation zu registrieren und die potentiellen Merkmale aufzuzeigen, die Teilchen mit induziertem Dipol entsprechen. Um die bereits vorhandene Oberflächenladung zu beseitigen und die ferroelektrische Polarisation zu beobachten, wurde in demselben Gebiet das AFM-Scannen mit der GS-Vorspannung Null unter Anwendung des Kontaktmodus mit einer geerdeten Spitze durchgeführt. Dann wurde vom Substrat an verschiedenen Höhen und in verschiedenen Richtungen eine GS-Vorspannung angelegt, um die elektrische Polarisation zu induzieren. Das Oberflächenpotential bei der GS-Vorspannung –1 V zeigte auf der oberen Fläche der BFO-Nanokristalle deutlich eine negative Polarisation (annähernd –10 mV). Nach dem Ändern der GS-Vorspannung von –1 V auf +1 V zeigte die Polarisation auf der BFO-Dünnschicht eine Richtungsumkehr. Wenn man die höhere positive Vorspannung von +2 V anlegte, wurde ein nahezu umgekehrtes Bild beobachtet, was deutlich darauf hinweist, dass die Polarisationsrichtung der ferroelektrischen Domänen durch das äußere elektrische Feld umgekehrt wurde. Es wurde auch beobachtet, dass die ferroelektrische Polarisation über mindestens 18,5 Stunden anhielt mit nur einer geringen Abnahme, nachdem das elektrische Feld abgeschaltet worden war.
  • Um die durch das elektrische Feld induzierte magnetische Ordnung der BFO-Dünnschicht aufzuzeigen, wurde an die Probe ein elektrisches Feld angelegt, während MFM-Experimente durchgeführt wurden, um den durch das angelegte elektrische Feld hervorgerufenen Magnetismus der BFO-Dünnschicht bildlich darzustellen und zu manipulieren. Die magnetische Spitze wurde auf 100 nm angehoben, um den Einfluss von dem bislang vorhandenen Magnetfeld der Probe auf einen vernachlässigbaren Wert zu senken. Bei ΔZ = 100 nm zeigt das MFM-Phasenbild keine signifikante Wechselwirkung zwischen der Spitze und der Oberfläche, was darauf hinweist, dass der Einfluss der magnetischen Spitze ausgeschlossen war. Es wurden verschiedene Werte der GS-Vorspannung in der ersten Spur angelegt, um den Magnetismus der Oberfläche der BFO-Dünnschicht zu induzieren. Nach Anlegen des elektrischen Feldes wurde das Bild des induzierten magnetischen Ordnungszustandes der BFO-Dünnschicht aufgezeichnet. Um die Werte für den Einfluss des positiven elektrischen Feldes auf den Magnetismus der BFO-Dünnschicht zu überwachen, wurden GS-Vorspannungen von +2 V und +4 V an die erste Spur von separaten Sätzen von kontinuierlichen Raster angelegt. Es wurde festgestellt, dass die Felder von höheren Vorspannungen zu einem stärkeren magnetischen Ordnungszustand führten. Die Zeitskala für die Reaktionszeit wurde durch ein einzelnes 10-minütiges Scannen mit Vorspannungsschritten von Null bis +2 V und dann bis +4 V veranschaulicht.
  • Um den durch ein Magnetfeld induzierten ferroelektrischen Ordnungszustand zu untersuchen, wurde die Probe vor den KPFM-Messungen in ein äußeres Magnetfeld gebracht. Diese Abbildungsexperimente sind denen der normalen KPFM ähnlich, jedoch mit der Ausnahme, dass keine GS-Vorspannung an die Oberfläche angelegt wird. Zunächst wurde die AFM-Topografie durchgeführt, gefolgt von der KPFM-Untersuchung. Das Bild des Oberflächenpotentials (OP) wurde in der zweiten Spur mit ΔZ = 50 nm aufgezeichnet. Die Ergebnisse aus den Experimenten an ein und derselben Probenfläche mit und ohne äußerem Magnetfeld wurden mit denen der magnetoelektrischen Kopplung verglichen. In dem ersten Experiment wurde das OP-Bild der BFO-Dünnschicht ohne elektrisches oder magnetisches Feld aufgenommen und zeigte auf der Oberfläche der BFO-Dünnschicht kein signifikantes OP. Nach diesem Abtasten wurde die BFO-Dünnschicht zwischen zwei Pole eines Magneten mit einem Polabstand von 0,5 Zoll gebracht und eine Feldstärke von 10.500 Oe sowohl über 30 Minuten als auch über 15 Stunden angelegt. Nach 30 Minuten bzw. 15 Stunden Magnetisierung wurden die OP-Bilder aufgezeichnet. Wie herausgefunden wurde, beginnt nach einer Magnetisierung von 30 Minuten das Bild auf der Oberfläche der BFO-Dünnschicht ein gewisses OP zu zeigen. Nach 15 Stunden Magnetisierung zeigen die OP-Bilder einen starken ferroelektrischen Ordnungszustand. Dies ist das erste Mal, dass bei Raumtemperatur die magnetfeldinduzierte elektrische Polarisation beobachtet wurde. Der durch ein Magnetfeld induzierte ferroelektrische Ordnungszustand ist jedoch nicht so effizient wie der Ordnungszustand durch das elektrische Feld.
  • Anhand der obigen Offenbarung kann sich ein Fachmann auf diesem Gebiet Variationen ausdenken, die in den Rahmen und den Geist der hier offenbarten Erfindung fallen, darunter verschiedene Verfahren zur Optimierung des Vorstufen-Lösungsmittels, des Vorgangs des Schleudergießens und der Länge der Erhitzung. Die verschiedenen Merkmale der hier offenbarten Ausführungsformen können allein oder in vielfältigen Kombinationen miteinander angewendet werden und dürfen nicht als auf die hier beschriebene spezielle Kombination beschränkt betrachtet werden.

Claims (27)

  1. Verfahren zur Herstellung eines multiferroischen Dünnschichtmaterials, wobei das genannte Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Bereitung einer Mulitferroikum-Vorstufenlösung; b) Anwendung des Verfahrens des Schleudergießens auf diese Vorstufenlösung, um eine Schleuderguss-Dünnschicht zu erzeugen, und um eine gleichförmige Anordnung von Nanokristallen zu erzeugen; c) Erhitzen dieser Schleuderguss-Dunnschicht; wobei das Verfahren außerdem den folgenden Schritt umfasst: Formen eines BiFeO3 Nanokristalls in einer Perovskitstruktur, welche an B-Plätzen lokalisierte Fe-Atome aufweist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das multiferroische Dünnschichtmaterial ein Ferrit ist.
  3. Verfahren Nach Anspruch 2, bei welchem das multiferroische Dünnschichtmaterial ein Wismutferrit ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Mulitferroikum-Vorstufenlösung Wismut, Eisen und Sauerstoff enthält.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem die Mulitferroikum-Vorstufenlösung Bi(NO3)3·5H2O und Fe(NO3)3·9H2O umfasst.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem Bi(NO3)3·5H2O und Fe(NO3)3·9H2O in einem molaren Verhältnis von 1:1 vorhanden sind.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem Bi(NO3)3·5H2O und Fe(NO3)3·9H2O in Ethylenglykol gelöst werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Schleuderguss-Dunnschicht im Schritt c) auf etwa 600°C erhitzt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Nanokristalle einen Durchmesser von 200 nm und eine Höhe von 45 nm haben.
  10. Multiferroisches Dünnschichtmaterial, welches gemäß den folgenden Schritten hergestellt wird: a) Bereitung einer Mulitferroikum-Vorstufenlösung; b) Anwendung des Verfahrens des Schleudergießens auf diese Vorstufenlösung um eine Schleuderguss-Dunnschicht zu erzeugen, welche eine gleichförmige Anordnung von Nanokristallen umfasst; und c) Erhitzen dieser Schleuderguss-Dunnschicht; wobei das multiferroische Dünnschichtmaterial eine Perovskitstruktur mit mindestens einem Fe-Atom aufweist, welches in der Struktur auf einem B-Platz sitzt und durch ein Magnetmetallatom substituiert wird.
  11. Multiferroisches Dünnschichtmaterial nach Anspruch 10, welches bei Raumtemperatur zur magnetoelektrischen Kopplung fähig ist.
  12. Speichervorrichtung, welches das multiferroische Dünnschichtmaterial von Anspruch 10 umfasst.
  13. Speichervorrichtung nach Anspruch 12, bei welcher 1% bis 10% der Fe-Atome, die auf B-Plätzen sitzen, durch Magnetmetallatome substituiert sind.
  14. Speichervorrichtung nach Anspruch 13, bei welcher das Magnetmetallatom mindestens ein Atom ist, welches aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Mn, Ru, Co und Ni besteht.
  15. Speichervorrichtung nach Anspruch 12, bei welcher 1% bis 30% der Fe-Atome, die auf B-Plätzen sitzen, durch Magnetmetallatome ersetzt sind, die eine Wertigkeit haben, die größer als die von Fe ist.
  16. Speichervorrichtung nach Anspruch 15, bei welcher das Magnetmetallatom mindestens ein Atom ist, welches aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus V, Nb, Ta, W, Ti, Zr und Hf besteht.
  17. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Schleuderguss-Dünnschicht zur magnetoelektrischen Kopplung bei einer Temperatur in der Nähe der Raumtemperatur fähig ist.
  18. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Anordnung der Nanokristalle magnetisch im rechten Winkel zur Oberfläche der Dünnschichten ausgerichtet ist.
  19. Verfahren nach Anspruch 1, welches außerdem das Anlegen einer GS-Vorspannung an die Dünnschicht umfasst, um die elektrische Polarisation der Nanokristalle zu induzieren.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, welches außerdem die Regulierung der Polarität der Nanokristalle durch Regulierung der Polarität der GS-Vorspannung umfasst.
  21. Verfahren nach Anspruch 1, welches außerdem das Anlegen eines Magnetfeldes an die Dünnschicht umfasst, um die Polarisation der Nanokristalle zu induzieren.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, welches außerdem die Regulierung der Polarität der Nanokristalle durch Regulierung der Polarität des Magnetfeldes umfasst.
  23. Verfahren nach Anspruch 1, welches außerdem das Anlegen einer GS-Vorspannung an die Dünnschicht umfasst, um die elektrische Polarisation der Nanokristalle zu induzieren, sowie die Regulierung der Polarität der Nanokristalle durch die Regulierung der Polarität der GS-Vorspannung.
  24. Verfahren nach Anspruch 1, welches außerdem das Anlegen eines Magnetfeldes an die Dünnschicht umfasst, um die Polarisation der Nanokristalle zu induzieren, sowie die Regulierung der Polarität der Nanokristalle durch die Regulierung der Polarität des Magnetfeldes.
  25. Verfahren nach Anspruch 1, außerdem umfassend den Schritt: Ersetzen der an B-Plätzen lokalisierten Fe-Atome in der Perovskitstruktur durch Magnetmetallatome mit einer höheren Wertigkeit als Eisen.
  26. Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Fe-Atome an 1% bis 30% der B-Plätze von den Magnetmetallatomen ersetzt werden.
  27. Verfahren nach Anspruch 26, wobei die Magnetmetallatome aus einer Gruppe umfassend V, Nb, Ta, W, Ti, Zr, und Hf ausgewählt sind.
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