【CN109896543A】一种远程外延生长可转移钛酸钡单晶薄膜的方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910150099.6

(22)申请日 2019.02.28

(71)申请人 西安交通大学

地址 710049 陕西省西安市咸宁西路28号

(72)发明人 牛刚　代立言　任巍　赵金燕　

武和平　王延昆　赵慧丰　刘逸为　

王玲艳　史鹏　

(74)专利代理机构 西安通大专利代理有限责任

公司 61200

代理人 徐文权

(51)Int.Cl.

C01G 23/00(2006.01)

(54)发明名称

一种远程外延生长可转移钛酸钡单晶薄膜

的方法

(57)摘要

本发明公开了一种远程外延生长可转移钛

酸钡单晶薄膜的方法，属于单晶薄膜外延制备技

术领域。选择晶格常数与待制备薄膜相近的单晶

衬底，在衬底表面覆盖一层石墨烯，使用脉冲激

光沉积法在覆盖有石墨烯的衬底上生长钛酸钡

薄膜，将生长得到的薄膜进行Cr金属应力层的生

长，使薄膜能够剥离转移。利用远程外延原理，使

衬底透过石墨烯对薄膜结晶和取向进行控制，获

得单晶外延的薄膜，另外由于石墨烯微弱的范德

华力，生长得到的单晶外延薄膜可以简便地转移

到任意衬底。权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 109896543 A 2019.06.18

C N 109896543

A

权　利　要　求　书1/1页CN 109896543 A

1.一种远程外延生长可转移钛酸钡单晶薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，选择晶格常数与待制备薄膜相近的单晶衬底；

步骤2，在衬底表面覆盖一层石墨烯；

步骤3，使用脉冲激光沉积法在覆盖有石墨烯的衬底上生长钛酸钡薄膜；

步骤4，将生长得到的薄膜进行Cr金属应力层的生长，使薄膜能够剥离转移。

2.如权利要求1所述一种远程外延生长可转移钛酸钡单晶薄膜的方法，其特征在于，步骤1中的单晶衬底为钙钛矿氧化物单晶衬底。

3.如权利要求2所述一种远程外延生长可转移钛酸钡单晶薄膜的方法，其特征在于，步骤1中的单晶衬底为(011)取向的Ge或(001)取向的SrTiO3中的一种。

4.如权利要求3所述一种远程外延生长可转移钛酸钡单晶薄膜的方法，其特征在于，若单晶衬底为(011)取向的Ge，则步骤3中生长钛酸钡薄膜的生长氧分压为3×10-4Pa以下；若单晶衬底为(001)取向的SrTiO3，则步骤3中生长钛酸钡薄膜的生长氧分压为1-20Pa。

5.如权利要求1所述一种远程外延生长可转移钛酸钡单晶薄膜的方法，其特征在于，所述石墨烯为单层连续石墨烯。

6.如权利要求1所述一种远程外延生长可转移钛酸钡单晶薄膜的方法，其特征在于，步骤2中覆盖石墨烯的方法为直接生长或铜上生长然后转移。

7.如权利要求1所述一种远程外延生长可转移钛酸钡单晶薄膜的方法，其特征在于，步骤3具体为：

将经步骤2处理的衬底和将要生长的钛酸钡靶材装入脉冲激光沉积生长腔中，抽真空，去除薄膜表面吸附的污染物，控制温度并通入氧气，以调整腔室中的氧分压，控制氧分压在20Pa以下，打开脉冲激光器进行薄膜生长，结束生长后向腔内通入空气，取出样品。

8.如权利要求1所述一种远程外延生长可转移钛酸钡单晶薄膜的方法，其特征在于，步骤3中生长钛酸钡薄膜的生长温度为500-800℃。

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