一种钙钛矿薄膜及其外延制备方法技术

本发明专利技术属于功能薄膜材料制备技术领域，公开了一种钙钛矿薄膜及其外延制备方法，通过脉冲激光沉积的方法生长具有溶解性的单晶外延牺牲层薄膜，并且通过调控牺牲层的晶格参数匹配得以实现一定晶格参数范围内的钙钛矿结构单晶薄膜生长，调控牺牲层的晶格常数实现不同钙钛矿薄膜的转移。本发明专利技术通过向Sr3Al2O6掺杂Ca，调控Sr3Al2O6牺牲层的晶格常数实现不同种类钙钛矿薄膜的外延生长方法，所制备的单晶薄膜致密性好，稳定性高、生长速度快、具有良好的重复性以及与靶材拥有一致的化学计量比，Sr3Al2O6在溶解过程中不会对生长在上面的薄膜产生不良影响，通过调控其晶格常数使其可以作为其他材料的牺牲层。为其他材料的牺牲层。为其他材料的牺牲层。

【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿薄膜及其外延制备方法


[0001]本专利技术属于功能薄膜材料制备
，尤其涉及一种钙钛矿薄膜及其外延制备方法。

技术介绍

[0002]目前，近年来在功能薄膜材料中，钙钛矿氧化物以其丰富的结构、电学、磁学和光学性能吸引了人们的极大关注，这些性能扩大了新型功能电子材料的应用潜力。然而之前人们的研究主要集中在一层一层堆积而来的三维材料，层与层之间依靠范德华弱相互作用连接。通过调控基底或者牺牲层的受到的压力、稀土元素的种类、其薄膜受到的外延应力、化学计量比和掺杂浓度可以使其展现出丰富的物理性质。将钙钛矿型稀土镍酸盐制备成薄膜，可以期望其展现出更有利于实际的特殊性质。另外，从基片上剥离薄膜得到柔性的二维材料对整个凝聚态物理具有重大意义。
[0003]在外延薄膜中，应变可以起到额外自由度的作用，扩展调节材料性能的参数空间。最引人注目的是，薄膜生长方法可以用于实现原子控制的异质结构、多层结构和组成氧化物的超晶格。为了制备超薄膜或人工结构的功能性钙钛矿结构的氧化物薄膜，化学上和结构上相容的衬底及牺牲层至关重要，因为覆盖薄膜和衬底表面之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿薄膜的外延制备方法，其特征在于，所述钙钛矿薄膜的外延制备方法包括：利用激光脉冲在SiTO3基底上分别沉积Sr3Al2O6、Sr2CaAl2O6和SrCa2Al2O6牺牲层薄膜，并利用调控牺牲层的晶格常数生长不同种类的钙钛矿型薄膜。2.如权利要求1所述的钙钛矿薄膜的外延制备方法，其特征在于，所述钙钛矿薄膜的外延制备方法具体包括以下步骤：步骤一，将高纯SrCO3、Al2O3和CaCO3按不同比例混合后，在温度为1200℃的马弗炉中进行脱碳处理，将脱碳后的混合粉末进行研磨和压片成型后放入马弗炉中进行烧结，分别制得Sr3Al2O6、Sr2CaAl2O6和SrCa2Al2O6靶材；步骤二，将La2O3和Ni2O3按一定比例均匀混合研磨并用压片机压靶，在马弗炉中烧结后得到LaNiO3靶材；步骤三，将Sr3Al2O6靶材、LaNiO3靶材和处理后的SrTiO3基片一同放入脉冲激光沉积系统，依次在SrTiO3衬底上外延依次生长出Sr3Al2O6和LaNiO3单晶薄膜；步骤四，按照步骤三将Sr2CaAl2O6、PrNiO3靶材替换Sr3Al2O6靶材、LaNiO3靶材，进行不同薄膜的外延生长；步骤五，按照步骤三将SrCa2Al2O6、NdNiO3靶材替换Sr3Al2O6靶材、LaNiO3靶材，再次进行不同薄膜的外延生长；步骤六，使用台式匀胶机分别在Sr3Al2O6‑
LaNiO3、Sr2CaAl2O6‑
PrNiO3和SrCa2Al2O6‑
NdNiO3薄膜表面悬涂一层PMMA并进行加热，待冷却到室温后放入水中进行溶解；步骤七，待Sr3Al2O6、Sr2CaAl2O6和SrCa2Al2O6溶解，PMMA和LaNiO3薄膜漂浮在水面上后，用Si片将其打捞并烘干，制得样品。3.如权利要求2所述的钙钛矿薄膜的外延制备方法，其特征在于，步骤一中，Sr3Al2O6靶材制备中的SrCO3和Al2O3比例为3:1，Sr2CaAl2O6靶材制备中的SrCO3、Al2O3和CaCO3比例为2:1:2，SrCa2A
l2

【专利技术属性】
技术研发人员：乔梁，徐明辉，赵钧睿，丁翔，赵燕，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院湖州，
类型：发明
国别省市：