[发明专利]一种获得准C1b结构Heusler合金NiMnAs单晶薄膜的方法

权利要求书

1.一种获得准C1_b结构Heusler合金NiMnAs单晶薄膜的方法，其特征在于，该方法是利用分子束外延技术合成具有准C1_b结构的NiMnAs单晶薄膜，包括：

在脱氧后的半绝缘GaAs衬底上高温生长用于平滑衬底表面的GaAs缓冲层；

降低生长温度，在GaAs缓冲层上生长一超薄NiMnAs低温非晶层；

对该超薄NiMnAs低温非晶层退火，在该超薄NiMnAs低温非晶层表面外延一层NiMnAs单晶薄膜；以及

在NiMnAs单晶薄膜表面沉积一层GaAs薄膜，用于防止NiMnAs单晶薄膜氧化。

2.根据权利要求1所述的获得准C1_b结构Heusler合金NiMnAs单晶薄膜的方法，其特征在于，所述在脱氧后的半绝缘GaAs衬底上高温生长用于平滑衬底表面的GaAs缓冲层，是采用分子束外延技术在半绝缘GaAs(001)衬底上生长GaAs缓冲层，生长温度为580℃。

3.根据权利要求1所述的获得准C1_b结构Heusler合金NiMnAs单晶薄膜的方法，其特征在于，所述降低生长温度，在GaAs缓冲层上生长一超薄NiMnAs低温非晶层，是采用分子束外延技术在GaAs缓冲层上生长NiMnAs低温非晶层，使得NiMnAs与GaAs之间的界面反应减弱，生长温度为接近室温。

4.根据权利要求1所述的获得准C1_b结构Heusler合金NiMnAs单晶薄膜的方法，其特征在于，所述对该超薄NiMnAs低温非晶层退火，在该超薄NiMnAs低温非晶层表面外延一层NiMnAs单晶薄膜，是对超薄NiMnAs低温非晶层退火晶化后，采用分子束外延技术在其表面继续生长一层NiMnAs单晶薄膜，退火温度为370℃，生长温度为250至400℃。

5.根据权利要求1所述的获得准C1_b结构Heusler合金NiMnAs单晶薄膜的方法，其特征在于，所述在NiMnAs单晶薄膜表面沉积一层GaAs薄膜，用于防止NiMnAs单晶薄膜氧化，是采用分子束外延技术在NiMnAs单晶薄膜表面沉积一层GaAs薄膜，用于保护NiMnAs单晶薄膜防止其氧化。

6.根据权利要求1所述的获得准C1_b结构Heusler合金NiMnAs单晶薄膜的方法，其特征在于，该方法在NiMnAs单晶薄膜表面沉积一层GaAs薄膜之后，还包括：利用X射线衍射仪和同步辐射面内X射线衍射手段获得样品的晶体结构信息。

7.根据权利要求6所述的获得准C1_b结构Heusler合金NiMnAs单晶薄膜的方法，其特征在于，所述利用X射线衍射仪和同步辐射面内X射线衍射手段获得样品的晶体结构信息，包括：

利用X射线衍射仪确定NiMnAs单晶薄膜的晶体结构以及NiMnAs单晶薄膜与GaAs(001)衬底之间的外延关系；

利用同步辐射面内X射线衍射方法进一步确认NiMnAs单晶薄膜与GaAs(001)衬底之间的外延关系。

8.根据权利要求1所述的获得准C1_b结构Heusler合金NiMnAs单晶薄膜的方法，其特征在于，该方法在NiMnAs单晶薄膜表面沉积一层GaAs薄膜之后，还包括：利用超导量子干涉仪表征样品的磁性质。

9.根据权利要求8所述的获得准C1_b结构Heusler合金NiMnAs单晶薄膜的方法，其特征在于，所述利用超导量子干涉仪表征样品的磁性质，包括：

利用超导量子干涉仪测量不同温度下生长的样品的磁矩沿GaAs[110]方向的分量随温度的变化关系，得到各样品的居里温度；

利用超导量子干涉仪测量不同温度下生长的样品在外磁场沿着GaAs[110]方向时的磁滞回线，测试温度为5K，得到各样品的饱和磁化强度，矫顽力。

利用超导量子干涉仪测量生长温度为370℃的NiMnAs单晶薄膜在外磁场沿着不同晶向时的磁滞回线，测试温度为5K，得到该温度下生长的样品的磁各向异性信息。