[发明专利]基于范德华外延获得大面积高质量柔性自支撑单晶氧化物薄膜的方法

摘要

本发明公开了一种基于范德华外延获得大面积高质量柔性自支撑单晶氧化物薄膜的方法，主要解决现有技术制备氧化物薄膜流程复杂的问题。其实现步骤是：1.在云母衬底上通过脉冲激光沉积技术生长氧化物薄膜；2.在氧化物薄膜表面旋涂上聚甲基丙烯酸甲酯，再浸入弱酸性溶液，待薄膜边角微微翘起时，将其取出至清水中，利用水的张力使薄膜脱离云母衬底，再转移至后续所需要的衬底上，得到大面积高质量柔性自支撑单晶氧化物薄膜。本发明通过采用云母衬底及弱酸性溶液，可获得基于范德华外延的大面积高质量柔性氧化物薄膜，且大大缩短了薄膜制备时间，可用于为柔性电子器件制备多种功能的氧化物薄膜。

主权项

1.一种基于范德华外延获得大面积高质量柔性自支撑单晶氧化物薄膜的方法，包括：(1)在云母衬底上生长氧化物薄膜：将云母衬底、氧化物靶材放入脉冲激光沉积系统的反应室中，对反应室抽真空；再向反应室中通入氧气，使反应室的氧压维持在0.01mbar，设定激光器的能量密度为2.4～3J/cm2和频率为5Hz，设定衬底的温度为600～800℃，使激光器射出激光，烧灼氧化物靶材1000～3000次，使烧灼出来的氧化物等离子体沉积在云母衬底上，完成氧化物薄膜的生长；(2)形成附有聚甲基丙烯酸甲酯PMMA的氧化物薄膜：在氧化物薄膜的表面旋涂上一层用氯苯稀释1/6的聚甲基丙烯酸甲酯PMMA溶液，并放在加热台上，在150℃下加热3分钟，在180℃下加热1.5分钟，自然降温，形成一层附有聚甲基丙烯酸甲酯PMMA的氧化物薄膜；(3)将附有聚甲基丙烯酸甲酯PMMA的氧化物薄膜与衬底分离：将旋涂了聚甲基丙烯酸甲酯PMMA的氧化物薄膜浸泡在弱酸性溶液中，待薄膜边角微微翘起时，将其取出至清水中，利用水的张力使附有聚甲基丙烯酸甲酯PMMA的氧化物薄膜脱离云母衬底；(4)转移得到大面积高质量柔性单晶氧化物薄膜：4a)用后续使用所需的柔性衬底捞起漂浮的附有聚甲基丙烯酸甲酯PMMA的氧化物薄膜，以3分钟1℃的速度烘干，自然降温，使氧化物薄膜完全粘附在后续使用所需的柔性衬底上；4b)将附有聚甲基丙烯酸甲酯PMMA的氧化物薄膜放入丙酮溶液中浸泡5分钟，除去表面的聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，得到柔性衬底上的大面积柔性单晶氧化物薄膜。