[发明专利]液相自组装法制备铜酸镧（La2CuO4）薄膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种La₂CuO₄薄膜的制备方法，具体涉及一种液相自组装法制备La₂CuO₄薄膜的方法。是一种能够制备出均匀，致密，低缺陷且强度高的薄膜的制备方法。

背景技术

随着高温超导研究的快速发展，尤其是液氮温度以上的超导体的发现，为超导体的广泛应用打开了方便之门，这也促使氧化物超导体薄膜物理和技术的飞速发展。就基础研究而言，在薄膜材料中，由于薄膜和基片之间晶格失配而在薄膜中产生应力(应变)，而使薄膜材料的性质有别于体材料的性质。充分理解这些性能的物理含义对于揭示超导机理是十分必要的，在这一方面，由于La₂CuO₄体系结构和化学成份简单，可掺杂范围广，La₂CuO₄体系是研究超导机理理想的材料。

同时，La₂CuO₄是类钙钛矿型(A₂BO₄)复合氧化物，它比ABO₃型氧化物多了一个AO岩盐层。它的存在使层中的BO₆八面体发生畸变，从而在较大的弹性范围内使结构稳定。由于其本身是一种非整比化合物，结构中可能存在着A位离子缺位和氧空位，使其具有气敏性，可以作为气体传感器，因而受到广泛的重视。

目前，关于制备La₂CuO₄薄膜的报道较少，汪春昌[Wang Chunchang.Oxygen Intercalation and Related Properties of La₂CuO₄Bulk Samples[D].北京：清华大学，2004.]采用脉冲激光沉积法(PLD)，以LaAlO₃为衬底，制备出La₂CuO₄薄膜，但这种方法设备要求高，工艺复杂，很难制备高质量的外延薄膜。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不仅制备成本低，而且操作简单，反应周期短的高质量高纯的La₂CuO₄薄膜的液相自组装制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

1)基片的清洗：

将切割好的硅基片用硝酸冲洗，然后依次放入盛有丙酮、乙醇的烧杯中，分别用超声波清洗器清洗，再用蒸馏水冲洗后，在50℃～100℃的鼓风干燥箱中烘干得基片A；

2)OTS镀膜：

将烘干的基片A在紫外线照射仪中照射20min～120min后放在十八烷基三氯硅烷(OTS)与甲苯的混合溶液中20min～40min，取出后用丙酮清洗，然后用N₂吹干，再放入紫外线照射仪中，用紫外线照射15min～50min得基片B；

其中十八烷基三氯硅烷(OTS)与甲苯的混合溶液为十八烷基三氯硅烷(OTS)∶甲苯＝1∶99的体积比；

3)薄膜的沉积

将分析纯的硝酸镧(La(NO₃)₃·6H₂O)，硝酸铜(Cu(NO₃)₃·3H₂O)，柠檬酸(C₆H₈O₇·H₂O)按2∶1∶(0.4～2.8)的摩尔比配制成50ml～80ml的La(NO₃)₃浓度为0.5-2mol/L的溶液，再向该溶液中加入0.5ml～4ml的冰醋酸得溶液C，将基片B垂直立在溶液C中，用保鲜膜封好后，放在干燥箱中，于50℃～80℃恒温沉积；

4)薄膜的煅烧

将沉积好的基片用蒸馏水清洗，干燥后，放入马弗炉中，以3℃/min～5℃/min的升温速率在450℃～800℃下煅烧1h～7h，随炉冷却至室温，即得La₂CuO₄薄膜。