[发明专利]一种锰氧化物外延薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种锰氧化物外延薄膜，其特征在于，所述锰氧化物外延薄膜为层状结构，包括单晶基底层、以及层叠生长在所述单晶基底层之上的锰氧化物外延薄膜层；所述锰氧化物外延薄膜层与所述单晶基底层由于固有晶胞参数接近而使所述锰氧化物外延薄膜层在单晶上外延生长且有相同的晶向，并由于固有晶胞参数不同而产生相应的应力。

2.如权利要求1所述的锰氧化物外延薄膜，其特征在于，所述锰氧化物为La_1-xRe_xMnO₃，其中，Re为Ca、Sr或Ba；0.2≤x≤0.4。

3.如权利要求1所述的锰氧化物外延薄膜，其特征在于，所述单晶基底层包括钙钛矿结构单晶，包括SrTiO₃、MgO、BaTiO₃、LaAlO₃等；其晶格常数为0.37nm≤a≤0.43nm。

4.一种锰氧化物外延薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)前驱体溶液的制备

将原料醋酸盐，醋酸镧、醋酸锶、醋酸钙和醋酸锰加入醋酸和去离子水中，加热到回流使其完全溶解；在室温下静置、过滤，制得稳定的锰氧化物前驱体溶液；

(2)薄膜的制备

使用匀胶机，将前述配制好的所述锰氧化物前驱体溶液匀速滴加到高速旋转的清洗过的单晶基底片上得到镧锶锰氧凝胶膜，置入退火炉中进行分段热处理，制备得到所述锰氧化物外延薄膜。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述各种原料的用量比例范围根据化学式La_1-xRe_xMnO₃计算得出，其中，Re为Ca、Sr或Ba，0.2≤x≤0.4。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述锰氧化物前驱体溶液的摩尔浓度为0.05～0.3mol/L。

7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的高速旋转是指转速为3000～6000转/分。

8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述分段热处理是指：先在150～250℃下，保温3～5分钟；再在300～500℃下，热解3～30分钟；最后在600～900℃下，退火3～60分钟。