外延生长La_1-xCa_xMnO₃单晶薄膜的方法

摘要

本发明是一种用简单设备生长La1-xCaxMnO3单晶薄膜的方法。薄膜采用磁控射频溅射法制备，靶材选用固相反应法制备的稀土锰氧化物多晶陶瓷靶，基底采用与稀土锰氧化物晶格匹配的单晶基片，溅射装置的背底真空要求高于2.0×10-5Pa，基片温度介于700～900℃之间，溅射功率介于150～200W。溅射的上述薄膜需要在900～1000℃退火24小时以上。用本方法制备的稀土锰氧化物单晶薄膜和基片的过渡层不明显，薄膜的成份和靶材的成份一致，成本低、易于大面积生长。

主权项

一种外延生长La1-xCaxMnO3单晶薄膜的方法，其特征是步骤如下：1)将清洁的单晶基片放入真空室中，将真空室关闭；2)在背底真空度高于2.0×10-5Pa时，开始加热基片，最后基片温度保持在700～800℃之间；3)将超高真空闸板阀的开启度设定为15％～25％，同时往真空室中通高纯Ar气和高纯O2气，Ar与O2的体积比为7∶3到9∶1，最后调节流量计，使真空室气压保持在0.3～0.5Pa；4)关闭基片挡板，调节射频电源，使得加在靶材上的功率为150～200W，预溅射5～15分钟；5)打开基片挡板，对着位于靶对面的基片进行溅射，溅射时间不低于20分钟；6)关闭基片挡板，以不高于每分钟5℃的速率降低基片的温度，降至300℃后让基片自然冷却；7)取出溅射好的样品；放入管式退火炉中，将退火炉的样品室密封，用机械泵对管式退火炉的样品室抽真空，当样品室的压强低于10Pa后关闭机械泵，充入高纯氧气，直至样品室中的压力为1atm；8)将管式炉样品室的温度升至900～1000℃的范围，恒温24小时以上，然后以不高于每分钟5℃的速率将温度降至室温；所述靶材为La1-xCaxMnO3，x为0.2～0.48。