[发明专利]一种剥离铁电单晶薄膜的方法

权利要求书

1.一种剥离铁电单晶薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：

使用质子交换法在铁电单晶材料表面形成贫Li离子的第二相单晶层；

采用离子注入法剥离出铁电单晶材料表面发生质子交换的所述第二相单晶层，获得薄膜层；

使用反质子交换法补充所述薄膜层中缺失的Li离子，将薄膜层还原至原先铁电单晶材料的晶体结构和化学配比，获得大面积铁电单晶薄膜；

所述第二相单晶层通过以下步骤获得：

在一定的温度范围内对铁电单晶材料表面进行化学溶液处理，发生铁电单晶材料中Li离子与另一种离子的质子交换，形成贫Li离子的第二相单晶层；

采用所述离子注入法获得薄膜层具体为：

在铁电单晶材料的第二相单晶层注入H离子或者He离子；

使用衬底片与铁电单晶材料的离子注入面进行对准键合，剥离出铁电单晶材料表面发生质子交换的薄膜层；

所述反质子交换法中，在一定温度范围和富Li环境下，将薄膜层与含锂化合物混合发生反质子交换反应，补充薄膜层中缺失的Li离子。

2.根据权利要求1所述的剥离铁电单晶薄膜的方法，其特征在于，所述温度范围为20℃-400℃，加热时间为10分钟-96小时。

3.根据权利要求1或2所述的剥离铁电单晶薄膜的方法，其特征在于，所述化学溶液包括苯甲酸或苯甲酸和苯甲酸锂的混合溶液，其中，苯甲酸锂的摩尔比为0-20％。

4.根据权利要求1所述的剥离铁电单晶薄膜的方法，其特征在于，所述质子交换的另一种离子为H离子，在第二相单晶层中形成H_xLi_1-xNbO₃化合物，其中，0.5％≤x≤85％。

5.根据权利要求1所述的剥离铁电单晶薄膜的方法，其特征在于，采用离子注入法时离子注入深度与所述第二相单晶层的厚度相匹配。

6.根据权利要求1所述的剥离铁电单晶薄膜的方法，其特征在于，所述第二相单晶层的厚度为5nm-50μm。

7.根据权利要求1所述的剥离铁电单晶薄膜的方法，其特征在于，所述温度范围为100℃-700℃，加热时间为10分钟-96小时。

8.根据权利要求1所述的剥离铁电单晶薄膜的方法，其特征在于，所述含锂化合物包括碳酸锂、氧化锂或其混合物。

9.根据权利要求1所述的剥离铁电单晶薄膜的方法，其特征在于，所述反质子交换法中，将薄膜层放在LiNO₃(37.5mol.％)–KNO₃(44.5mol.％)–NaNO₃(18.0mol.％)混合粉体中，在150℃-500℃进行反质子交换1-96小时。