本發明涉及單晶制備，具體涉及一種基于液相外延法制備高c軸取向鋇鐵氧體薄膜的方法。
背景技術：
1、鋇鐵氧體（bafe12o19，簡稱bam）是一種典型的m型六角晶系硬磁材料，因其具有高的磁晶各向異性、優異的化學穩定性和出色的高頻磁性能，在微波/毫米波器件（如環形器、隔離器、移相器）、高密度磁記錄介質以及自旋電子器件等前沿領域中展現出重要的應用潛力。
2、鋇鐵氧體的磁性能，特別是其硬磁特性，強烈依賴于其晶體取向。其磁晶各向異性易軸平行于晶體結構的六角c軸。因此，要充分發揮其材料性能，制備出的薄膜必須實現高度一致的c軸取向（即c軸垂直于薄膜表面）。然而，在實際的薄膜制備過程中，受襯底晶格失配、界面能量狀態及生長動力學等多種復雜因素的制約，晶粒往往呈現多晶隨機取向或c軸傾斜分布。這種取向度的降低會導致磁各向異性被嚴重稀釋，宏觀上表現為薄膜的剩磁比低、矯頑力不足、高頻磁損耗大，遠無法滿足高性能高頻器件對材料性能的嚴苛要求。
3、目前，實現bam薄膜高c軸取向的主流技術途徑包括外延生長、取向層誘導以及工藝參數調控等，但仍面臨若干挑戰：首先，常用襯底（如al2o3、si）與bam之間存在顯著的晶格失配與熱膨脹系數差異，易誘發高密度界面缺陷與應力，破壞取向一致性；其次，傳統沉積工藝（如磁控濺射、脈沖激光沉積）中缺乏有效的原位取向驅動機制，難以在非晶或多晶襯底上實現垂直取向；此外，高溫后處理過程中晶粒異常長大與晶界偏析也會導致取向度下降。這些因素共同制約了bam薄膜在高頻、高功率器件中的實際應用。
4、因此，針對上述不足，本發明提出一種在生長薄膜時施加磁場、使薄膜擇優取向，進一步提高薄膜的取向度的方法。
技術實現思路
1、本發明針對現有技術中，薄膜取向度不一致的問題，提出了一種基于液相外延法制備高c軸取向鋇鐵氧體薄膜的方法。
2、本發明采用的技術方案如下：
3、一種基于液相外延法制備高c軸取向鋇鐵氧體薄膜的方法，包括：
4、步驟1、制備熔體：將baco3、fe2o3為原料，k2co3、bi2o3、b2o3為助熔劑，稱取上述原料和助熔劑進行混料、熔料，得到混合均勻的熔體；
5、步驟2、液相外延法生長薄膜：降溫至850~900℃，待熔體溫度穩定后將帶有襯底的夾具降至熔體上方處，預熱，隨后降至與熔體液面接觸，施加磁場進行薄膜生長，其中，襯底為mgo（111）；
6、步驟3、取出薄膜：生長結束后，取出薄膜，并進行清洗；
7、步驟4、薄膜的加工：將清洗后的薄膜分別進行切割、研磨、拋光、清洗，得到高c軸取向鋇鐵氧體薄膜。
8、可選地，在制備所述熔體的原料中，以摩爾量計，baco3占1%~5%，fe2o3占5%~10%，k2co3占60%~75%，bi2o3占15%~35%，b2o3占3%~7%。
9、可選地，所述混料的步驟包括：將原料和助熔劑置于滾料桶中進行混料，混料10~14h，所述熔料的步驟包括：將混料后的混合料升溫至1050℃熔融、攪拌，熔融的時間為10~14h，攪拌的時間為10~14h。
10、可選地，所述將帶有襯底的夾具降至熔體上方處的步驟包括：待熔體溫度穩定后將帶有襯底的夾具以10~30mm/min的速度降至熔體上方10~30mm處；所述預熱的時間為10~15min。
11、可選地，所述磁場的磁感應強度為1~2?t。
12、可選地，所述生長的轉速為50~70?rpm/min，旋轉周期為6~15s。
13、可選地，所述磁場方向垂直于襯底表面，待生長結束后撤掉磁場。
14、可選地，所述取出薄膜的步驟包括：采用5~10mm/min的速率將夾具提至外延爐口，隨后取下夾具。
15、本發明提供了一種高c軸取向鋇鐵氧體薄膜，所述高c軸取向鋇鐵氧體薄膜由上述方法制備得到。
16、一種高c軸取向鋇鐵氧體薄膜在制備器件中的應用。
17、本發明的有益效果為：
18、1、?本發明采用外加磁場輔助的方式，實現高c軸取向bam薄膜的制備，進而顯著提升薄膜的磁性能。
19、2、?本發明具有操作簡便、成本低廉的優勢，所制備的薄膜兼具高質量與優異性能，可廣泛應用于高頻、高功率器件領域。
1.一種基于液相外延法制備高c軸取向鋇鐵氧體薄膜的方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在制備所述熔體的原料中，以摩爾量計，baco3占1%~5%，fe2o3占5%~10%，k2co3占60%~75%，bi2o3占15%~35%，b2o3占3%~7%。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述混料的步驟包括：將原料和助熔劑置于滾料桶中進行混料，混料10~14h，
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將帶有襯底的夾具降至熔體上方處的步驟包括：待熔體溫度穩定后將帶有襯底的夾具以10~30mm/min的速度降至熔體上方10~30mm處；
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁場的磁感應強度為1~2?t。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述生長的轉速為50~70?rpm/min，旋轉周期為6~15s。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁場方向垂直于襯底表面，待生長結束后撤掉磁場。
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述取出薄膜的步驟包括：采用5~10mm/min的速率將夾具提至外延爐口，隨后取下夾具。
9.一種高c軸取向鋇鐵氧體薄膜，其特征在于，所述高c軸取向鋇鐵氧體薄膜由權利要求1~8任一項所述的基于液相外延法制備高c軸取向鋇鐵氧體薄膜的方法得到。
10.根據權利要求9所述的高c軸取向鋇鐵氧體薄膜在器件中的應用。