[发明专利]一种具有二维电子气的单晶薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种具有二维电子气的单晶薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将氧化镧和氧化钛前驱体粉末按比例均匀混合后研磨，并用压片机压靶，在马弗炉中高温烧结后得到LaTiO₃靶材；

(2)清洗并刻蚀SrTiO₃基片；

(3)将LaTiO₃靶材和处理后的SrTiO₃基片一同放入脉冲激光沉积系统，在合适的条件下生长LaTiO₃单晶薄膜；

(4)在真空环境下，获得不同温度下的相同厚度的LaTiO₃薄膜；

(5)控制不同的氧压，在薄膜生长时能达到的真空度从高真空降到低真空，每隔一个数量级生长一个薄膜，制得不同氧压下的LaTiO₃薄膜。

2.如权利要求1所述一种具有二维电子气的单晶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中氧化镧和氧化钛按照摩尔比为1:2混合，以及将混合好的前驱体粉末研磨30-40min。

3.如权利要求1所述一种具有二维电子气的单晶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中压片机压靶的压力为20-25MPa，压靶时间为10-20min，压靶用的模具大小为1英寸。

4.如权利要求1所述一种具有二维电子气的单晶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中烧结的温度为1300-1350℃，烧结时长为12h。

5.如权利要求1所述一种具有二维电子气的单晶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中依次用丙酮、酒精、去离子水清洗SrTiO₃基片，清洗时间分别为5min、5min、10min。

6.如权利要求1所述一种具有二维电子气的单晶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中刻蚀用10:1稀释后的氢氟酸，刻蚀时间为10-15s。

7.如权利要求1所述一种具有二维电子气的单晶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中沉积LaTiO₃温度为550-800℃，气压为10^-7-10^-3torr，能量密度为1.5J·cm^-2。

8.如权利要求1所述一种具有二维电子气的单晶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(4)中以50℃作为温度间隔生长了550℃～800℃，获得不同温度下的相同厚度的LaTiO₃薄膜。

9.如权利要求1所述一种具有二维电子气的单晶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(5)中从高真空10^-7Torr降至10^-3Torr，每隔一个数量级生长一个薄膜。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述方法制备的具有二维电子气的单晶薄膜。