[发明专利]一种英寸级单晶薄膜的制备方法及单晶薄膜

权利要求书

1.一种英寸级单晶薄膜的制备方法，其特征在于实施步骤包括：

1）将单晶基片进行预处理，预处理包括清洗、高温灼烧；

2）在预处理后的单晶基片的外延面上沉积铁磁金属薄膜；

3）将沉积有铁磁金属薄膜的单晶基片退火处理得到(111)或(0001)取向的单晶薄膜。

2.根据权利要求1所述的英寸级单晶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1）中使用的单晶基片为外延面为(0001)的六方密堆积结构晶体或外延面为(111)的立方密堆积结构晶体。

3.根据权利要求2所述的英寸级单晶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1）中清洗的详细步骤包括：在超净间中，放入丙酮溶液中超声清洗5-10分钟，放入异丙醇溶液中超声清洗5-10分钟，放去离子水中超声清洗5-10分钟，用高纯氮气枪吹干净；重复上述步骤直至用显微镜观察单晶基片的外延面时单晶基片的外延面无明显颗粒杂质和水渍。

4.根据权利要求3所述的英寸级单晶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1）中高温灼烧的详细步骤包括：将单晶基片放入管式炉中进行高温灼烧，通入气氛为氧氩混合气体，温度为1000-1300℃，灼烧指定时间后，自然降温至常温；重复上述步骤直至用原子力显微镜对单晶基片的进行外延面随机多点表征时确认外延面原子级平整，所述原子级平整是指单晶基片的外延面的起伏度不高于0.5nm。

5.根据权利要求4所述的英寸级单晶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤2）中在预处理后的单晶基片的外延面上沉积铁磁金属薄膜时采用的沉积工艺为电子束蒸发、或者磁控溅射、或者分子束外延，且采用的金属源材料纯度高于99.99%。

6.根据权利要求5所述的英寸级单晶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤2）中在预处理后的单晶基片的外延面上沉积铁磁金属薄膜时采用的沉积工艺参数为：沉积速率是0.05~0.5 nm/s，单晶基片的温度为200-500℃。

7.根据权利要求6所述的英寸级单晶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤2）中沉积铁磁金属薄膜时采用的金属源材料为立方密堆积结构或六方密堆积结构的铁磁金属或铁磁金属的合金材料。

8.根据权利要求7所述的英寸级单晶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤3）中将沉积有铁磁金属薄膜的单晶基片退火处理的详细步骤包括：将沉积有铁磁金属薄膜的单晶基片放入真空退火炉或者超高真空条件下的加热设备的真空腔中，先升温至300～500℃对单晶基片表面除气以消除吸附在铁磁金属薄膜表面的气体分子，然后匀速升温至750~1000 ℃后维持0.5~2小时，再匀速降温至室温，所述真空腔的本底真空压强小于5×10^-5 Pa。

9.一种单晶薄膜，其特征在于，该单晶薄膜为采用权利要求1～8中任意一项所述英寸级单晶薄膜的制备方法制备得到的(111)或(0001)取向的单晶薄膜。