[发明专利]柔性自支撑单晶磁性Fe3

权利要求书

1.一种柔性自支撑单晶磁性Fe₃O₄薄膜材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）选择晶面取向为(001)的STO基片；

（2）在步骤（1）的STO基片上制备单晶SAO层；

（3）在步骤（2）的单晶SAO层上制备单晶磁性Fe₃O₄薄膜，形成STO/SAO/Fe₃O₄单晶结构；

（4）将步骤（3）制得的STO/SAO/Fe₃O₄单晶结构浸泡于水中溶解单晶SAO层，STO基片与单晶磁性Fe₃O₄薄膜分离，制得柔性自支撑单晶磁性Fe₃O₄薄膜材料；

所述步骤（4）具体包括如下步骤:

（A）用有机聚合物支撑板与STO/SAO/Fe₃O₄样品的Fe₃O₄薄膜进行紧密贴合；

（B）再将上述处理的样品进行加热，加热温度为有机聚合物支撑板的软化点；

（C）然后将样品浸泡于去离子水中30~60 min，使得单晶SAO层完全溶解；

（D）最后将贴合有Fe₃O₄薄膜的有机聚合物支撑板取出，制备得到柔性自支撑的单晶Fe₃O₄材料。

2.根据权利要求1所述的柔性自支撑单晶磁性Fe₃O₄薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中制备单晶SAO层以及步骤（3）中制备单晶磁性Fe₃O₄薄膜均采用脉冲激光沉积方法；单晶SAO层厚度为20-100 nm，单晶磁性Fe₃O₄薄膜的厚度为50-200nm。

3.根据权利要求2所述的柔性自支撑单晶磁性Fe₃O₄薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中制备单晶SAO层时沉积温度为650~750 ℃；步骤（3）中制备单晶磁性Fe₃O₄薄膜沉积温度为350~450 ℃，激光能量为250~350 mJ，频率为5~15 Hz。

4.根据权利要求2所述的柔性自支撑单晶磁性Fe₃O₄薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，脉冲激光沉积前将生长腔内的背景真空抽至5×10^-7 Torr以下，并在沉积过程保持流动的氧分压在1×10^-6~5×10^-6 Torr。

5.根据权利要求3所述的柔性自支撑单晶磁性Fe₃O₄薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）具体包括如下步骤：

（a）将步骤（1）中的STO基片用银浆粘贴在SiC导热片后，将其放在烘干台上加热烘干银浆；

（b）随后将粘贴有STO基片的SiC导热片放置在脉冲激光沉积系统的生长腔体内的激光加热台上，将腔体内的背景真空抽至5×10^-7 Torr以下，再将STO基片加热至SAO的沉积温度，在加热过程中，向腔体内充入流动的氧气以达到目标氧分压；

（c）之后开启激光器轰击SAO靶材，使SAO沉积在STO基片上，沉积时间为5~25 min；

步骤（3）的具体步骤如下：将温度降至Fe₃O₄的沉积温度350~450 ℃，同时保持氧分压不变；再次开启激光器轰击Fe₃O₄靶材，使Fe₃O₄沉积在STO/SAO表面，沉积时间为20~80min，制备得到STO/SAO/Fe₃O₄材料。