[發(fā)明專利]一種金屬離子摻雜的釔鋁石榴石晶體薄膜的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110359286.9
• 申請(qǐng)日: 2011-11-12
• 公開（公告）號(hào): CN102392305A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任豪;曾群;劉頌豪;張慶茂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南師范大學(xué)
• 主分類號(hào): C30B29/28
• 分類號(hào): C30B29/28;C30B23/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

1.一種金屬離子摻雜的釔鋁石榴石晶體薄膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：按照比例將金屬離子摻雜的釔鋁石榴石的原料粉末壓制成沉積鍍膜用的坯體，然后控制電子束自動(dòng)掃描均勻加熱預(yù)熔坯體，使坯體初步燒結(jié)結(jié)晶，隨后加大電子槍功率進(jìn)一步加熱坯體，使其熔融并蒸發(fā)沉積在襯底基片上形成金屬離子摻雜的釔鋁石榴石基薄膜，再將金屬離子摻雜的釔鋁石榴石基薄膜在真空或保護(hù)氣氛下進(jìn)行退火處理，最終制備獲得所述金屬離子摻雜的釔鋁石榴石晶體薄膜。

2.如權(quán)利要求1所述金屬離子摻雜的釔鋁石榴石晶體薄膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)按照比例將金屬離子摻雜的釔鋁石榴石的原料粉末壓制成沉積鍍膜用的坯體；

(2)將坯體置于電子束蒸發(fā)沉積裝置的坩堝中，將清洗后的襯底基片放置在坩堝正上方的工件架上，所述坩堝和工件架位于電子束蒸發(fā)沉積裝置的真空腔內(nèi)；

(3)將電子束蒸發(fā)沉積裝置的真空腔抽至真空，然后充入氧氣至1×10^-2Pa～9×10^-2Pa，對(duì)襯底基片進(jìn)行100～300℃的預(yù)烘烤15～30分鐘；

(4)將電子束聚焦射入放置在坩堝內(nèi)的坯體中，電子槍功率控制在500～1000W，控制電子束自動(dòng)掃描均勻加熱預(yù)熔燒結(jié)20～60分鐘，使金屬離子摻雜的釔鋁石榴石基坯體結(jié)晶成瓷；

(5)在步驟(4)完成后，將電子槍功率提升至1000～2000W，進(jìn)一步加熱坯體，使坯體熔融并蒸發(fā)，維持襯底基片溫度在100～300℃，使坯體在襯底基片上沉積形成金屬離子摻雜的釔鋁石榴石基薄膜；

(6)將步驟(5)得到的離子摻雜的釔鋁石榴石基薄膜前體放入高溫?zé)Y(jié)設(shè)備中，在真空或保護(hù)氣氛下，500～1500℃進(jìn)行退火處理1～5小時(shí)，得到金屬離子摻雜的釔鋁石榴石晶體薄膜。

3.如權(quán)利要求2所述金屬離子摻雜的釔鋁石榴石晶體薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述預(yù)烘烤的時(shí)間為15～20分鐘。

4.如權(quán)利要求2所述金屬離子摻雜的釔鋁石榴石晶體薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述預(yù)熔燒結(jié)的時(shí)間為20～30分鐘。

5.如權(quán)利要求2所述金屬離子摻雜的釔鋁石榴石晶體薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(5)中，所述金屬離子摻雜的釔鋁石榴石基薄膜的厚度為50nm～5μm之間。

6.如權(quán)利要求2所述金屬離子摻雜的釔鋁石榴石晶體薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(6)中，所述退火的溫度為800～1200℃；退火的時(shí)間為1～2小時(shí)。

7.如權(quán)利要求1或2任意一項(xiàng)權(quán)利要求中所述金屬離子摻雜的釔鋁石榴石晶體薄膜的制備方法，其特征在于，所述金屬離子為稀土金屬離子。

8.如權(quán)利要求7所述金屬離子摻雜的釔鋁石榴石晶體薄膜的制備方法，其特征在于，所述稀土金屬離子為Nd、Ce、Dy、Er、Eu、Yb、Tb中的一種或幾種。

9.如權(quán)利要求1或2任意一項(xiàng)權(quán)利要求中所述金屬離子摻雜的釔鋁石榴石晶體薄膜的制備方法，其特征在于，所述襯底基片為玻璃、Si、釔鋁石榴石單晶、釔鋁石榴石基晶體或釓鎵石榴石基晶體中的一種。