[发明专利]一种镧锰氧/铱酸锶异质结薄膜制备方法

说明书

本发明公开了一种镧锰氧/铱酸锶异质结薄膜制备方法，所述镧锰氧/铱酸锶异质结是采用脉冲激光沉积法制备，经过预处理好的基片放入真空腔室内加热到一定的温度，在一定的氧气压力条件下，利用脉冲激光轰击靶材产生的等离子羽辉沉积样品，首先沉积铱酸锶薄膜，沉积结束后进行原位退火，之后在相同条件下以相同步骤继续沉积镧锰氧薄膜，最后再原位退火后降温至室温。本发明制备的镧锰氧/铱酸锶异质结制备方法简单快捷，所制备的镧锰氧/铱酸锶异质结薄膜具有明显的界面磁性，通过调节异质结中镧锰氧的厚度可以有效的对异质结的界面磁性进行调控，在自旋电子器件领域有着广阔的应用前景。

技术领域

本发明公开了一种镧锰氧/铱酸锶异质结薄膜制备方法，属于电子材料技术领域。

背景技术

电子产业的蓬勃发展使得人们对电子器件性能的要求越来越高，随着传统半导体器件的功能提升越来越困难，寻找一个新的材料体系变得迫在眉睫。过渡金属氧化物由于其存在多个维度的相互作用，能够产生丰富的体效应和界面效应，被认为存在广阔的应用场景。

铱酸锶有着高度可调的电子和磁性基态，它虽然是一种顺磁半金属，但是既处在磁状态过渡的边界，也接近于金属-绝缘体转变，使得铱酸锶的基态很容易被掺杂等手段改变，这更有利于对铱酸锶进行调控。铱酸锶具有高度可调的电子和磁性基态、大的自旋轨道耦合等特性，被认为是一种研究界面工程的理想材料。镧锰氧是一种极性材料，存在由极性不连续导致的界面电荷转移特性，这种特性使得镧锰氧/铱酸锶界面处会存在一个比预期更强的界面耦合，这意味着更明显的界面效应从而具有很高的研究价值。

外延高质量的薄膜是研究相关物理机制的基础。铱酸锶薄膜对外延应变非常敏感，这通常是因为氧八面体旋转等导致的结构畸变，会导致铱酸锶的物理性质发生极大的改变，这使得生长优质的铱酸锶及其异质结成为了一大挑战。以往对镧锰氧/铱酸锶界面的调控往往是通过生长镧锰氧/铱酸锶超晶格，调整超晶格的周期来改变界面个数的方式来实现的，这些方法不仅繁琐而且不可控，也无法对单一镧锰氧/铱酸锶界面进行调控。因此，开发一种能简单方便制备镧锰氧/铱酸锶异质结薄膜并对其界面效应进行有效调控的方法，对镧锰氧/铱酸锶异质结器件的开发和应用具有重要意义。

发明内容

发明要解决的技术问题

为解决现有技术中镧锰氧/铱酸锶异质结制备困难以及对镧锰氧/铱酸锶界面磁性调控繁琐不可控的问题，本发明提供一种镧锰氧/铱酸锶薄膜制备方法。

技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种镧锰氧/铱酸锶异质结薄膜制备方法，包括以下步骤：

步骤1，对钛酸锶基片进行预处理，将镧锰氧和铱酸锶靶材放入真空腔室中备用；

步骤2，将处理好的钛酸锶基片放入真空腔室内，通入保护混合气体，同时对基片进行加热至一定温度；

步骤3，使用脉冲激光照射铱酸锶靶材上产生等离子体羽辉，在钛酸锶基片上进行铱酸锶薄膜的沉积，沉积过程中通过反射式高能电子衍射仪监控沉积的厚度；

步骤4，保持真空腔室内环境不变，对步骤3基片进行原位退火；

步骤5，使用脉冲激光照射镧锰氧靶材，使用如步骤3、4同样方式沉积镧锰氧薄膜以及原位退火，待薄膜自然冷却至室温后，停止通入保护气体，从真空腔室内取出基片完成制备。

进一步地，步骤1中对钛酸锶基片预处理方法为：首先在室温下将钛酸锶基片分别在丙酮、无水乙醇中超声清洗，然后在高温下将钛酸锶基片分别在去离子水、王水中超声清洗，最后将处理后的基片在氧气氛围中退火。

进一步地，步骤2中的保护混合气体为氧气和臭氧的混合气体。

进一步地，步骤3、5中激光源为KrF准分子激光器。

有益效果