[發明專利]基于范德華外延獲得大面積高質量柔性自支撐單晶氧化物薄膜的方法

有效

• 申請號: 201810315141.0
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108517555B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 陸小力;王濤;吳飛虎;王賀;黃玉瑤;張進成;郝躍
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: C30B23/08
• 分類號: C30B23/08;C30B29/16;C30B29/64
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種基于范德華外延獲得大面積高質量柔性自支撐單晶氧化物薄膜的方法，包括：

(1)在云母襯底上生長氧化物薄膜：

將云母襯底、氧化物靶材放入脈沖激光沉積系統的反應室中，對反應室抽真空；再向反應室中通入氧氣，使反應室的氧壓維持在0.01mbar，設定激光器的能量密度為2.4～3J/cm²和頻率為5Hz，設定襯底的溫度為600～800℃，使激光器射出激光，燒灼氧化物靶材1000～3000次，使燒灼出來的氧化物等離子體沉積在云母襯底上，完成氧化物薄膜的生長；

(2)形成附有聚甲基丙烯酸甲酯PMMA的氧化物薄膜：

在氧化物薄膜的表面旋涂上一層用氯苯稀釋1/6的聚甲基丙烯酸甲酯PMMA溶液，并放在加熱臺上，在150℃下加熱3分鐘，在180℃下加熱1.5分鐘，自然降溫，形成一層附有聚甲基丙烯酸甲酯PMMA的氧化物薄膜；

(3)將附有聚甲基丙烯酸甲酯PMMA的氧化物薄膜與襯底分離：

將旋涂了聚甲基丙烯酸甲酯PMMA的氧化物薄膜浸泡在弱酸性溶液中，待薄膜邊角微微翹起時，將其取出至清水中，利用水的張力使附有聚甲基丙烯酸甲酯PMMA的氧化物薄膜脫離云母襯底；

(4)轉移得到大面積高質量柔性單晶氧化物薄膜：

4a)用后續使用所需的柔性襯底撈起漂浮的附有聚甲基丙烯酸甲酯PMMA的氧化物薄膜，以3分鐘1℃的速度烘干，自然降溫，使氧化物薄膜完全粘附在后續使用所需的柔性襯底上；

4b)將附有聚甲基丙烯酸甲酯PMMA的氧化物薄膜放入丙酮溶液中浸泡5分鐘，除去表面的聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，得到柔性襯底上的大面積柔性單晶氧化物薄膜。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(1)所述的對反應室抽真空，其真空度要求達到1*10^-6mbar以下。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(1)中在云母襯底上生長氧化物薄膜，氧化物薄膜指鐵酸鈷薄膜、鈦酸鍶薄膜及摻鈮鈦酸鍶薄膜。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(2)中在氧化物薄膜的表面旋涂上一層用氯苯稀釋1/6的聚甲基丙烯酸甲酯PMMA溶液，是先在氧化物薄膜的表面滴上用氯苯稀釋1/6的聚甲基丙烯酸甲酯PMMA溶液；然后設置旋轉速度為500轉/秒，旋轉5秒后，再改變旋轉速度為3000轉/秒，旋轉60秒。