[发明专利]一种钛酸钡/镍酸镧铁电超晶格薄膜材料及其制备方法

权利要求书

1.一种钛酸钡/镍酸镧铁电超晶格薄膜材料，其特征在于：该铁电超晶格薄膜材料包含铁电性材料BaTiO₃和金属导电性氧化物材料LaNiO₃。

2.按照权利要求1所述钛酸钡/镍酸镧铁电超晶格薄膜材料，其特征在于：该铁电超晶格薄膜材料具有(001)面取向，钛酸钡和镍酸镧皆呈现层状并且周期性的交替排列。

3.按照权利要求1所述钛酸钡/镍酸镧铁电超晶格薄膜材料，其特征在于：该铁电超晶格薄膜材料表示为BTO-x/LNO-y，其中：BTO代表BaTiO₃，x代表BTO的周期厚度，为30个晶胞；LNO代表LaNiO₃，y代表LNO的周期厚度，为1-3个晶胞。

4.按照权利要求1所述钛酸钡/镍酸镧铁电超晶格薄膜材料，其特征在于：该铁电超晶格薄膜材料生长在氧化物单晶基片上。

5.按照权利要求1所述钛酸钡/镍酸镧铁电超晶格薄膜材料，其特征在于：该铁电超晶格薄膜材料生长在铌掺钛酸锶单晶基片上。

6.按照权利要求1-5任一所述钛酸钡/镍酸镧铁电超晶格薄膜材料，其特征在于：该铁电超晶格薄膜材料的厚度为250～350nm。

7.一种权利要求1所述钛酸钡/镍酸镧铁电超晶格薄膜材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)、把钛酸钡和镍酸镧靶材安放在脉冲激光沉积设备的沉积室中，利用脉冲激光沉积方法制备铁电超晶格薄膜，其中，钛酸钡摩尔比Ba:Ti:O＝1:1:3，镍酸镧摩尔比La:Ni:O＝1:1:3；

(2)、在沉积温度为750℃和氧压为10～20Pa的条件下，用脉冲激光轰击镍酸镧靶材，控制镍酸镧的沉积时间为2～6秒，在Nb-SrTiO₃(001)基片上沉积厚度为1～3个单胞的镍酸镧层；

(3)、在步骤(2)所得基片上生长钛酸钡层；在沉积温度为750℃和氧压为15Pa的条件下，用脉冲激光轰击钛酸钡靶材，控制钛酸钡的沉积时间为20秒，使得钛酸钡层的厚度为30个单胞；

(4)、通过重复步骤(2)和(3)过程，保证制备超晶格的总厚度为250～350nm。

8.按照权利要求7所述钛酸钡/镍酸镧铁电超晶格薄膜材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)、(3)、(4)中，激光能量为1.2～1.4J/cm²，靶材与基片之间的距离为5cm。

9.按照权利要求7所述钛酸钡/镍酸镧铁电超晶格薄膜材料的制备方法，其特征在于：在交替生长钛酸钡层和镍酸镧层时，保证间歇时间为10秒。

10.按照权利要求7所述钛酸钡/镍酸镧铁电超晶格薄膜材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，成膜结束后，将制备得到的超晶格薄膜材料在750℃和5×10⁴Pa的高纯氧气下退火30分钟，然后，以1～2℃/min的速率冷却到室温。