[发明专利]氧化物稀磁半导体/铁电体异质结构及其制备方法

权利要求书

1.一种氧化物稀磁半导体/铁电体异质结构，其特征在于，由如下三层结构组成：底层为衬底，中层为氧化物稀磁半导体薄膜，上层为铁电体薄膜。

2.如权利要求1所述的一种氧化物稀磁半导体/铁电体异质结构，其特征在于：所述的衬底为Si、蓝宝石、SrRuO₃或其它钙钛矿氧化物衬底；所述的氧化物稀磁半导体薄膜为宽禁带氧化物薄膜；所述的铁电体薄膜为锆钛酸铅、钛酸钕铋或钛酸锶钡薄膜。

3.如权利要求2所述的一种氧化物稀磁半导体/铁电体异质结构，其特征在于：所述的宽禁带氧化物薄膜为ZnO、TiO₂或SnO₂薄膜，掺杂有过渡金属元素Mn、Fe、Co、Ni或Cr。

4.如权利要求3所述的一种氧化物稀磁半导体/铁电体异质结构，其特征在于：掺杂元素的摩尔浓度在0.1％～13％之间。

5.制备一种氧化物稀磁半导体/铁电体异质结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)靶材和衬底安装

在真空腔中，将掺杂有过渡金属元素Mn、Fe、Co、Ni或Cr的ZnO、TiO₂或SnO₂靶材和锆钛酸铅、钛酸钕铋或钛酸锶钡靶材安装于多靶材架上，将衬底安装在衬底架上，使激光束的方向对准具有掺杂元素的ZnO、TiO₂或SnO₂靶材。

2)抽真空

3)激光镀膜

往真空腔内通入氧气，对衬底加热；使激光束辐照在具有掺杂元素的ZnO、TiO₂或SnO₂靶材上，对衬底进行镀膜，得到具有掺杂元素的ZnO、TiO₂或SnO₂氧化物稀磁半导体薄膜；然后把锆钛酸铅、钛酸钕铋或钛酸锶钡铁电体靶材转到激光照射的靶位，在氧化物稀磁半导体薄膜上进行铁电体薄膜层沉积，得到氧化物稀磁半导体/铁电体异质结构。

6.如权利要求5所述的制备一种氧化物稀磁半导体/铁电体异质结构的方法，其特征在于：所述步骤3)中，对衬底加热的温度为500℃～800℃。

7.如权利要求5所述的制备一种氧化物稀磁半导体/铁电体异质结构的方法，其特征在于：步骤3)中的所述真空腔内的氧气压强为1.0Pa～30Pa。