[发明专利]一种利用分步退火技术制备亚微米级无裂纹铁氧体薄膜的方法

摘要

本发明公开了一种利用分步退火技术制备亚微米级无裂纹铁氧体薄膜的方法，该方法涉及到微波铁氧体材料，利用真空溅射沉积技术，在单晶基片上沉积铁氧体薄膜。由于单晶基片和铁氧体薄膜的热膨胀系数以及晶格常数不匹配，会使得薄膜在结晶过程中产生残余应力。当残余应力超过一定值时，会导致薄膜发生开裂现象。然而通过分步退火的方法可以有效释放残余应力，避免薄膜裂纹的产生，最终提高了无裂纹薄膜的厚度。本发明制备过程简单、生产成本低，制备的薄膜具有较高致密性，不易开裂等优点。

主权项

一种利用分步退火技术制备亚微米级无裂纹铁氧体薄膜的方法，其特征在于：步骤一：清洗基片表面使用单晶基片(例如：Si、Gd3Ga5O12、MgO、Ge等)作为衬底，清洗过程为：(1)用丙酮超声清洗10～12分钟；(2)用无水乙醇超声清洗10～12分钟；(3)用去离子水超声清洗10～12分钟；(4)用氮气吹风枪吹干基片表面；步骤二：镀膜；步骤三：薄膜退火将溅射后得到的钇铁石榴石(Y3Fe5O12,YIG)薄膜放入马弗炉中，在空气氛围中慢速退火。先以一定的升温速率(0.5‑2℃/min)将样品加热到一个较高的温度T1(650‑800℃)，保温一段时间(2h‑4h)，然后再以一定的降温速率(0.5‑2℃/min)降到T2(300‑650℃)，并在T2保温一段时间(2h‑4h)，之后再以一定的降温速率(0.5‑2℃/min)降到150℃，最后再自然降温至室温，取出。