[发明专利]一种在非晶基带表面制备双轴织构NaCl薄膜的方法

说明书

本发明属于多晶薄膜领域，提供一种在非晶基带表面制备双轴织构NaCl薄膜的方法；首先Hastelloy合金基带进行溶液平坦化沉积得到表面沉积有非晶氧化钇的基带，然后采用离子束辅助沉积在基带表面制备得一层IBAD‑NaCl薄膜，最后再沉淀一层自外延NaCl层。本发明在经过溶液平坦化处理得到的哈氏合金非晶层表面制备出具有双轴织构的NaCl薄膜，该方法制备得薄膜不仅具有优秀的面内外织构，质量已经非常接近单晶，而且工艺简单，无毒害，成本低廉，适合大规模工业化应用。

技术领域

本发明属于多晶薄膜领域，特别涉及双轴织构薄膜的制备，具体提供一种在非晶基带表面制备双轴织构NaCl薄膜的方法。

背景技术

晶界在平面内和平面外的变形分别被称为晶界倾斜和扭曲，这两种形式的不规则取向会引起缺陷密度变化，从而导致晶界重新取向。薄膜晶界的倾斜和扭曲程度反映了薄膜的晶体结构；而在面内和面外方向均具有择优取向的双轴织构，可以减少晶粒之间的扭曲和倾斜角。

离子束辅助沉积(IBAD)过程采用低能量(小于1keV)，Ar⁺离子束是在物理气相沉积过程中薄膜纹理平面生长所需的源材料；Ar+离子束沿着一个特定的方向对准基带，这样可使晶体与表面以一定的倾斜角度沿着所需方向生长。在离子束辅助沉积过程中，如果选择适当的离子束倾斜角度，就可以形成双轴织构。离子束辅助沉积过程已被用于在高温超导体YBa₂Cu₃O₇(YBCO)生长MgO晶体织构模板层，其超导特性依赖于面内取向一致的晶粒的数量，晶体的面内取向越一致，则表现出来的超导性能越好。

基于此，本发明基于离子束辅助沉积方法，提供一种在非晶基带表面制备双轴织构NaCl薄膜的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在基带表面生长双轴织构NaCl的制备方法，在经过溶液平坦化处理得到的哈氏合金非晶层表面制备出具有双轴织构的NaCl薄膜，该方法制备得薄膜不仅具有优秀的面内外织构，质量已经非常接近单晶，而且工艺简单，无毒害，成本低廉，适合大规模工业化应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种在非晶基带表面制备双轴织构NaCl薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、非晶层的制备：将经过丙酮、酒精超声清洗过的Hastelloy合金基带进行溶液平坦化沉积，得到表面沉积有非晶氧化钇的基带；

步骤2、IBAD-NaCl层的制备：以步骤1中经平坦化处理制备得氧化钇的哈氏合金基带作为基底，采用离子束辅助沉积装置，在真空室真空1.0×10^-3Pa以下，依次开启考夫曼离子源、电子束蒸发、卷绕系统，制备得一层IBAD-NaCl薄膜；

步骤3、自外延NaCl层的制备：以步骤2中制备得IBAD-NaCl薄膜的基带作为基底，加热至200℃，真空抽至5.0×10^-3Pa以下，依次开启电子束蒸发、卷绕系统，制备得自外延NaCl薄膜。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用化学溶液法制备的非晶层薄膜能够起到平整基带的作用；

2、本发明采用的统一设备能够依次制备IBAD-NaCl以及自外延NaCl两层薄膜，能够提高设备的利用率；

3、本发明采用IBAD-NaCl沉积技术，实现双轴织构NaCl薄膜的沉积，合理控制制备工艺参数，为提高成品率，降低成本提供了关键基础；

4、本发明能够采用卷绕方式实现全动态的薄膜沉积过程，有利于工业化快速生产。

附图说明