[发明专利]超导单晶薄膜的制造方法

权利要求书

1.一种超导单晶薄膜的制造方法，包括：

在反应槽中的反应溶液中放入初始叠层结构，所述初始叠层结构包括至少一个衬底和附着于其上的籽晶层；

将所述反应溶液调节至预定温度且保温预定时间，形成产物叠层结构，所述产物叠层结构包括所述至少一个衬底、所述籽晶层、以及至少一个超导单晶薄膜；

从所述反应溶液中取出所述产物叠层结构，并且进行冲洗和干燥；以及

将所述至少一个超导单晶薄膜与所述至少一个衬底和所述籽晶层分离，

其中，所述反应溶液包括溶剂和无机前驱体，所述无机前驱体提供所述超导单晶薄膜成分的活性离子。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个衬底是选自SrTiO3、掺Nb的SrTiO3、LaAlO3、(La,Sr)AlO3、KTO3、(La,Sr)(Al,Ta)O3、NdCaAlO4、SrLaAlO4、TiO2、MgO、ZrO、CaF2、TiSe2、HfSe2、MoSe2、NbSe2的任意一种单晶衬底。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述籽晶层与所述超导单晶薄膜的晶体结构相容。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述籽晶层与所述超导单晶结构的成分相近。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述籽晶层是采用磁控溅射或脉冲激光沉积法在所述至少一个衬底上形成的外延薄膜。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述籽晶层是采用分子束外延或化学气相沉积法在所述至少一个衬底上形成的外延薄膜。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述籽晶层采用单晶生长法形成的单晶块材解理形成的薄片。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述籽晶层与所述衬底分别具有光滑的表面，并且利用分子间作用力贴附在一起形成所述初始叠层结构。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定温度为零下200℃至零上200℃。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，在形成产物叠层结构的步骤中，施加高压、电场和磁场中的至少一种。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，在分离的步骤中，采用的方法包括以下任意一种：直接剥离、胶带撕扯、化学蚀刻去除所述至少一个衬底、激光剥离所述至少一个衬底、对所述至少一个衬底进行减薄。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述溶剂是选自去离子水、无机溶剂、有机溶剂中的任意一种。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述超导单晶薄膜由铁基超导材料组成。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述超导单晶薄膜由(Li0.84Fe0.16)OHFe0.98Se组成，所述籽晶层由K0.8Fe1.6Se2、AFe4Se5(A＝碱金属)或FeSe组成，所述反应溶液中的无机前驱体是硒脲、Fe粉末、LiOHH2O的反应产物，所述溶剂为去离子水。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述超导单晶薄膜由FeS组成，所述籽晶层由K0.8Fe1.6S2、AFe4S5(A＝碱金属)或FeS组成，所述反应溶液中的无机前驱体是硫脲和Fe粉末的反应产物，所述溶剂为去离子水。