一种稀土铁氧体六方相薄膜样品生长方法技术

本发明专利技术属于凝聚态物理和材料学技术领域，具体为一种稀土铁氧体六方相薄膜样品生长方法。本发明专利技术根据晶体成核生长动力学原理，采用激光脉冲沉积PLD方法在单晶衬底上沉积生长厘米尺度的RFeO3六方相单晶薄膜。本发明专利技术方法简单易于操作，通过控制PLD生长的激光能量和衬底沉积生长温度实现六方相薄膜样品生长；且该方法适用范围广，适用于多种稀土元素RFeO3材料生长，适用于从单层薄膜到几百纳米厚的薄膜沉积生长，适用于多种不同衬底的薄膜沉积生长。此外，本发明专利技术通过实时的RHEED图谱监测提供了生长过程的闭环反馈监控机制，确保了单晶薄膜样品的生长质量，测量表明其表面平整度在1nm以内，且均匀性好。且均匀性好。且均匀性好。

【技术实现步骤摘要】
非晶缓冲层的晶化；
[0009]流程化逐层沉积六方相单晶薄膜生长阶段，通过控制激光能量、衬底生长温度和氧压条件参数在完成晶化的RFeO3非晶缓冲层上逐层生长六方相RFeO3单晶薄膜。
[0010]本专利技术中，沉积过程中，RFeO3生长过程由RHEED图谱实时监测，以实时获取样品生长过程信息参数，提供一种原位生长的反馈监控机制。其中，流程化逐层沉积六方相单晶薄膜生长阶段，RHEED图谱的衍射斑强度发生明暗周期震荡变化，每一个明暗震荡周期对应着一层晶胞的生长过程。
[0011]本专利技术中，单晶衬底选自YSZ、Al2O3或MgO中的任意一种。
[0012]本专利技术中，R选自Sc，Y，Lu，Yb，Tm，Er，Ho或Dy中任一种。
[0013]本专利技术中，非晶缓冲层生长阶段中，生长条件参数为：衬底加热温度在400
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700℃范围之间，激光能量在120mJ
‑
160mJ之间，激光频率在2
‑
5Hz之间，氧压为1
×
10
‑5‑1×
10
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稀土铁氧体六方相薄膜样品生长方法，其特征在于，其采用脉冲激光沉积方法，用脉冲激光轰击RFeO3靶材将稀土铁氧体RFeO3生长在单晶衬底上；沉积过程包括三个阶段：非晶缓冲层生长、非晶缓冲层单晶化生长、流程化逐层沉积六方相单晶薄膜生长，其中：非晶缓冲层生长阶段，通过控制激光能量、衬底生长温度和氧压条件参数在单晶衬底上生长RFeO3非晶缓冲层；非晶缓冲层单晶化生长阶段，通过控制衬底生长温度和氧压条件参数实现RFeO3非晶缓冲层的晶化；流程化逐层沉积六方相单晶薄膜生长阶段，通过控制激光能量、衬底生长温度和氧压条件参数在完成晶化的RFeO3非晶缓冲层上逐层生长六方相RFeO3单晶薄膜。2.根据权利要求1所述的稀土铁氧体六方相薄膜样品生长方法，其特征在于，沉积过程中，RFeO3生长过程由RHEED图谱实时监测，以实时获取样品生长过程信息参数，提供一种原位生长的反馈监控机制。3.根据权利要求2所述的稀土铁氧体六方相薄膜样品生长方法，其特征在于，流程化逐层沉积六方相单晶薄膜生长阶段，RHEED图谱的衍射斑强度发生明暗周期震荡变化，每一个明暗震荡周期对应着一层晶胞的生长过程。4.根据权利要求1所述的稀土铁氧体六方相薄膜样品生长方法，其特征在于，单晶衬底选自YSZ、Al2O3或MgO中的任意一种。5.根据权利要求1所述的稀土铁氧体六方相薄膜样品生长方法，其特征在于，R为Sc，Y，Lu，Yb，Tm，Er，Ho或Dy中任一种。6.根据权利要求1所述的稀土铁氧体六方相薄膜样品生长方法，其特征在于，非晶缓冲层生长阶段中，生长条件参数为：衬底加热温度在400
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【专利技术属性】
技术研发人员：王文彬，沈健，谭俊雨，赖辉琳，刘峰良，郭杭闻，朱银燕，周晓东，何攀，殷立峰，
申请(专利权)人：上海期智研究院，
类型：发明
国别省市：