一种获得准C1b结构Heusler合金NiMnAs单晶薄膜的方法技术

本发明专利技术公开了一种获得准C1b结构Heusler合金NiMnAs单晶薄膜的方法，包括：通过分子束外延技术，在脱氧后的半绝缘GaAs衬底上高温生长用于平滑衬底表面的GaAs缓冲层；降低生长温度，在GaAs缓冲层上生长一超薄NiMnAs低温非晶层；对该超薄NiMnAs低温非晶层退火，在该超薄NiMnAs低温非晶层表面外延一层NiMnAs单晶薄膜；在NiMnAs单晶薄膜表面沉积一层GaAs薄膜，用于防止NiMnAs单晶薄膜氧化。利用本发明专利技术，实验上首次合成了具有准C1b结构的NiMnAs单晶薄膜，为相关的自旋电子器件研究提供了材料基础。

【技术实现步骤摘要】
一种获得准C1b结构Heusler合金NiMnAs单晶薄膜的方法
本专利技术属于自旋电子学
，涉及到利用低温分子束外延方法生长以NiMnAs单晶薄膜为主体的多层膜及利用超导量子干涉仪进行相关磁性测量的技术，尤其涉及利用低温非晶NiMnAs插层来减小界面反应的影响，从而获得高质量单晶NiMnAs单晶薄膜的方法。
技术介绍
Heusler合金由于蕴含丰富的物理内涵和潜在的应用价值而受到了人们的广泛关注。例如，一些Heusler合金可用于研究螺旋磁体等物理现象，而另一些Heusler合金则存在形状记忆效应，使得它们成为一种理想的功能材料。为了满足一些自旋基器件对内部磁性材料高自旋极化度和高居里温度的要求，具有半金属性的Heusler合金更是被进一步研究。因此，作为推动自旋电子学发展的重要分支，寻找新的具有半金属性的Heusler合金将是一项非常有意义的工作。理论预言具有C1b结构的Heusler合金NiMnAs具有半金属性，且居里温度高于室温，因此具有很大的研究价值。更重要的是，作为NiMnSb(一种被广泛研究的半金属Heusler合金)的等电子化合物，C1b结构的NiMnAs有着N本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种获得准C1b结构Heusler合金NiMnAs单晶薄膜的方法，其特征在于，该方法是利用分子束外延技术合成具有准C1b结构的NiMnAs单晶薄膜，包括：在脱氧后的半绝缘GaAs衬底上高温生长用于平滑衬底表面的GaAs缓冲层；降低生长温度，在GaAs缓冲层上生长一超薄NiMnAs低温非晶层；对该超薄NiMnAs低温非晶层退火，在该超薄NiMnAs低温非晶层表面外延一层NiMnAs单晶薄膜；以及在NiMnAs单晶薄膜表面沉积一层GaAs薄膜，用于防止NiMnAs单晶薄膜氧化。

【技术特征摘要】
1.一种获得准C1b结构Heusler合金NiMnAs单晶薄膜的方法，其特征在于，该方法是利用分子束外延技术合成具有准C1b结构的NiMnAs单晶薄膜，包括：在脱氧后的半绝缘GaAs衬底上高温生长用于平滑衬底表面的GaAs缓冲层；降低生长温度，在GaAs缓冲层上生长一超薄NiMnAs低温非晶层；对该超薄NiMnAs低温非晶层退火，在该超薄NiMnAs低温非晶层表面外延一层NiMnAs单晶薄膜；以及在NiMnAs单晶薄膜表面沉积一层GaAs薄膜，用于防止NiMnAs单晶薄膜氧化。2.根据权利要求1所述的获得准C1b结构Heusler合金NiMnAs单晶薄膜的方法，其特征在于，所述在脱氧后的半绝缘GaAs衬底上高温生长用于平滑衬底表面的GaAs缓冲层，是采用分子束外延技术在半绝缘GaAs(001)衬底上生长GaAs缓冲层，生长温度为580℃。3.根据权利要求1所述的获得准C1b结构Heusler合金NiMnAs单晶薄膜的方法，其特征在于，所述降低生长温度，在GaAs缓冲层上生长一超薄NiMnAs低温非晶层，是采用分子束外延技术在GaAs缓冲层上生长NiMnAs低温非晶层，使得NiMnAs与GaAs之间的界面反应减弱，生长温度为接近室温。4.根据权利要求1所述的获得准C1b结构Heusler合金NiMnAs单晶薄膜的方法，其特征在于，所述对该超薄NiMnAs低温非晶层退火，在该超薄NiMnAs低温非晶层表面外延一层NiMnAs单晶薄膜，是对超薄NiMnAs低温非晶层退火晶化后，采用分子束外延技术在其表面继续生长一层NiMnAs单晶薄膜，退火温度为370℃，生长温度为250至400℃。5.根据权利要求1所述的获得准C1b结构Heusler合金NiMnAs单晶薄膜的方法，其特征在于，所述在NiMnAs单晶薄膜表面沉积一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海龙，马佳淋，赵建华，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11