一种高质量La2NiMnO6单晶薄膜的生长方法技术

技术编号：43706404 阅读：3 留言：0更新日期：2024-12-18 21:18

一种高质量La<subgt;2</subgt;NiMnO<subgt;6</subgt;单晶薄膜的生长方法，涉及半导体领域。在高温(900℃)但在低氧压(200mT)的生长条件下实现高质量的La<subgt;2</subgt;NiMnO<subgt;6</subgt;单晶薄膜生长，包括以下步骤：1)钛酸锶衬底在去离子水中超声清洗后，再使用蘸取酒精的棉签进行擦拭清洗；2)使用脉冲激光沉积方法在钛酸锶衬底表面沉积La<subgt;2</subgt;NiMnO<subgt;6</subgt;薄膜；3)将步骤2)沉积的La<subgt;2</subgt;NiMnO<subgt;6</subgt;薄膜置于高氧压的气体氛围中退火，即完成质量La<subgt;2</subgt;NiMnO<subgt;6</subgt;单晶薄膜的制备。采用一种脉冲激光沉积(PLD)生长方法加上退火处理，成功地实现了高质量的La<subgt;2</subgt;NiMnO<subgt;6</subgt;单晶薄膜制备。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及过渡金属氧化物半导体领域，尤其涉及其载体为单晶la2nimno6薄膜，实现高质量的双钙钛矿过渡金属氧化物的生长方法。

技术介绍

1、近年来，能源需求的快速增长和全球气候的快速变化推动了清洁能源应用技术朝着更加生态友好的方向发展。人们生产出了电有序和磁性有序同时具备的多功能材料，这是由低能耗、高运行速度的下一代电子器件的需求不断增长所推动的。过渡金属氧化物材料由于d轨道电子的强相关性和价态的多样性而具有丰富的物理性质，其灵活多变的结构使其具有多种物理性质，因此可以作为实现下一代电子器件的最佳选择。双钙钛矿la2nimno6是铁磁转变温度高(tc＝280k)且为宽禁带(4.4ev)的半导体，同时具备了半导体和磁性的特性，而且是少数低成本的材料之一，因此la2nimno6是有望作为下一代电子器件的材料选择之一。然而，双钙钛矿过渡金属氧化物la2nimno6在实现高质量的生长面临着以下的难点：由于la2nimno6需要在高温(800℃以上)以及高氧分压(500mt以上)的生长条件下，才能够实现高质量的薄膜生长。然而同时具备高温和高氧压的设备却是昂贵以及难以购买到的。也因此，希望能够在设备条件有限的情况下，实现高质量的la2nimno6单晶膜薄生长。

2、本专利技术采用了脉冲激光沉积(pld)的生长方法，在900℃的高温但是在200mt的低氧分压的生长条件下，在薄膜沉积后进行高氧压的退火处理，从而成功地实现了高质量的la2nimno6单晶膜薄生长方法，从而解决设备条件限制的难题。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种高质量la2nimno6单晶薄膜的生长方法，当生长设备不能够同时具备高温以及高氧压的生长条件时，也能够实现la2nimno6单晶膜薄的高质量生长。

2、为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：

3、一种高质量la2nimno6单晶薄膜的生长方法，包括以下步骤：

4、1)将钛酸锶(srtio3)单晶衬底清洗干净；

5、2)使用脉冲激光沉积生长方法在钛酸锶衬底上沉积la2nimno6薄膜；

6、3)将步骤2)沉积的la2nimno6薄膜置于高氧压的气体氛围中退火，即完成质量la2nimno6单晶薄膜的制备。

7、步骤1)中，将钛酸锶衬底在去离子水中超声清洗后，用蘸取酒精的棉签进行擦拭，棉签擦拭后通过显微镜观看衬底表面，直到显微镜下观看不到颗粒脏污方可结束棉签的擦拭。

8、步骤2)所述脉冲激光沉积生长方法中，其中的生长参数为：生长温度750～900℃、生长氧分压不低于200mt；优选900℃。

9、步骤3)退火参数为：退火温度不低于600℃、退火氧压不低于20000pa，退火时间不低于2h。

10、相对于现有技术，本专利技术技术方案取得的有益效果是：

11、本专利技术利用脉冲激光沉积方法在钛酸锶(srtio3)衬底上实现高质量的la2nimno6单晶薄膜生长。为了实现更高质量的la2nimno6单晶薄膜，除了依赖高氧分压以及高温度的生长条件，还可以通过调节靶材-衬底距离、激光能量密度、激光重复频率、以及退火的时长、退火氧压，进而实现更高质量的la2nimno6单晶薄膜生长。

12、本专利技术成功的克服了生长设备条件的限制，在钛酸锶(srtio3)衬底上生长出高质量的双钙钛矿材料la2nimno6单晶薄膜。由于成功的克服生长设备的条件限制，使得材料的制造成本显著降低，并且可以不依赖于昂贵以及难以购买到的设备。

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【技术保护点】

1.一种高质量La2NiMnO6单晶薄膜的生长方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种高质量La2NiMnO6单晶薄膜的生长方法，其特征在于：步骤1)中，将钛酸锶衬底在去离子水中超声清洗后，用蘸取酒精的棉签进行擦拭，棉签擦拭后通过显微镜观看衬底表面，直到显微镜下观看不到颗粒脏污方可结束棉签的擦拭。

3.如权利要求1所述的一种高质量La2NiMnO6单晶薄膜的生长方法，其特征在于：步骤2)所述脉冲激光沉积生长方法中，其中的生长参数为：生长温度750～900℃、生长氧分压不低于200mT。

4.如权利要求3所述的一种高质量La2NiMnO6单晶薄膜的生长方法，其特征在于：所述生长温度为900℃。

5.如权利要求1所述的一种高质量La2NiMnO6单晶薄膜的生长方法，其特征在于：步骤3)退火参数为：退火温度不低于600℃、退火氧压不低于20000Pa。

6.如权利要求1所述的一种高质量La2NiMnO6单晶薄膜的生长方法，其特征在于：步骤3)退火时间不低于2h。

【技术特征摘要】

1.一种高质量la2nimno6单晶薄膜的生长方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种高质量la2nimno6单晶薄膜的生长方法，其特征在于：步骤1)中，将钛酸锶衬底在去离子水中超声清洗后，用蘸取酒精的棉签进行擦拭，棉签擦拭后通过显微镜观看衬底表面，直到显微镜下观看不到颗粒脏污方可结束棉签的擦拭。

3.如权利要求1所述的一种高质量la2nimno6单晶薄膜的生长方法，其特征在于：步骤2)所述脉冲激光沉积生长方法中，其中的生长参...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴猛，莫仕弟，李嘉豪，张泽峥，马修益，翁振翼，刘无忌，林伟南，康俊勇，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：

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