[发明专利]一种在氮化镓衬底上外延生长高质量铌镁钛酸铅薄膜的方法

权利要求书

1.一种在氮化镓衬底上外延生长高质量铌镁钛酸铅薄膜的方法，其特征在于，所述铌镁钛酸铅薄膜的复合化学式为(1-x)Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-xPbTiO₃，其中0＜x＜1，制备方法包括：

（1）以铌镁钛酸铅陶瓷为靶材、以（0002）取向的氮化镓薄膜为衬底，控制衬底升温至700～850℃，通入氧气并调整氧气气压为0.5～10Pa；

（2）将激光能量调节至2～6mJ/cm²，先以分段增加激光频率的方式在所述（0002）取向的氮化镓衬底上沉积缓冲层，再在5～10Hz的激光频率下沉积1～3小时后原位退火，得到所述铌镁钛酸铅薄膜。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以分段增加激光频率的方式沉积缓冲层包括：先用1Hz激光沉积1～5分钟，再用2Hz激光沉积1～5分钟，然后用3Hz激光沉积1～5分钟。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述以分段增加激光频率的方式沉积缓冲层包括：先用1Hz激光沉积2分钟，再用2Hz激光沉积3分钟，然后用3Hz激光沉积5分钟。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，按标准化学计量比混合原料粉末烧制铌镁钛酸铅陶瓷，其中铅用量高于标准化学计量比的用量10～15%。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，氧气气压为2～6Pa。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，激光能量为5.5mJ/cm²。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，原位退火时间为0.5～2小时。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，原位退火时间为1小时。

9.一种根据权利要求1-8中任一项所述方法制备的氮化镓基铌镁钛酸铅薄膜，其特征在于，包括（0002）取向的氮化镓薄膜和（111）取向的铌镁钛酸铅薄膜。

10.根据权利要求9所述的氮化镓基铌镁钛酸铅薄膜，其特征在于，所述（111）取向的铌镁钛酸铅薄膜的厚度为80～200nm。