[发明专利]一种铁磁半导体薄膜的转移方法及应用

权利要求书

1.一种铁磁半导体薄膜的转移方法，包括以下步骤：

1)采用固态低温分子束外延生长法在GaAs衬底上获得带有(Al,Ga)As牺牲层的(Ga,Mn)As薄膜；

2)在(Ga,Mn)As薄膜表面均匀旋涂一层含有密封蜡的三氯乙烯溶液，经固化、退火处理之后，形成密封蜡薄膜作为支撑层；

3)将上述带有支撑层的(Ga,Mn)As薄膜解理成所需的形状和尺寸，露出(Al,Ga)As牺牲层的断面；

4)用氢氟酸溶液浸泡，利用氢氟酸对(Al,Ga)As的选择性腐蚀使带有支撑层的(Ga,Mn)As薄膜脱离衬底；

5)用SiO₂/Si衬底将上述带有支撑层的(Ga,Mn)As薄膜捞出、晾干，用三氯乙烯溶解除去(Ga,Mn)As薄膜表面的密封蜡；经清洗后在SiO₂/Si衬底上得到(Ga,Mn)As薄膜。

2.如权利要求1所述的转移方法，其特征在于，上述步骤1)中，(Al,Ga)As中Al组分在20％—80％之间。

3.如权利要求1所述的转移方法，其特征在于，上述步骤2)中，密封蜡为真空密封蜡Apiezon Wax W，其固化时间为0.5小时以上，并在100℃左右退火0.5—1小时之间。

4.如权利要求1所述的转移方法，其特征在于，上述步骤4)中，氢氟酸溶液的百分比浓度为6％—10％之间。

5.如权利要求1所述的转移方法，其特征在于，上述步骤4)中，用SiO₂/Si衬底将(Ga,Mn)As薄膜捞出时，将密封蜡的一面朝上。

6.一种铁磁半导体薄膜的范德瓦尔斯异质结的构建方法，其特征在于，采用权利要求1所述的铁磁半导体薄膜的转移方法，在SiO₂/Si衬底上得到(Ga,Mn)As薄膜，然后用聚丙烯碳酸酯薄膜将SiO₂/Si衬底上(Ga,Mn)As薄膜粘起，并放在二维材料上，去除聚丙烯碳酸酯薄膜，得到(Ga,Mn)As薄膜和二维材料的范德瓦尔斯异质结构。

7.如权利要求6所述的构建方法，其特征在于，聚丙烯碳酸酯薄膜由一小片聚二甲基硅氧烷作为支撑，贴在载玻片上并固定于显微操作臂下，转移有(Ga,Mn)As薄膜的SiO₂/Si衬底置于显微镜头下的热板上，在显微镜下，让聚丙烯碳酸酯缓慢贴紧SiO₂/Si衬底上的(Ga,Mn)As薄膜，同时热板升温，然后提升显微操作臂将(Ga,Mn)As薄膜拿起；随后将聚丙烯碳酸酯上的(Ga,Mn)As薄膜与衬底上的二维材料进行对准并接触。

8.如权利要求6所述的构建方法，其特征在于，用丙酮泡去除聚丙烯碳酸酯薄膜。

9.如权利要求6所述的构建方法，其特征在于，所述二维材料为半金属石墨烯，半导体MoS₂或超导体NbSe₂。