本发明属于低维氧化物薄膜器件，具体涉及一种钛酸锶/氧化铪锆薄膜异质结及其制备方法和应用。
背景技术：
1、薄膜异质结是指由两种或两种以上具有不同能带结构的半导体材料接触而形成的界面，其主要性质取决于所组成材料的能带结构和材料间的接触方式，因此可以通过灵活地组合不同种类的薄膜材料来获得目标性能，在发光组件、场效应管、高迁移率晶体管等领域具有广泛的应用和研究价值。
2、氧化铪(hfo2)是一种铁电材料，具有高介电常数(εr，25)和宽带隙(eg，5～6ev)的优点，打破了传统钙钛矿铁电材料与硅基互补金属氧化物半导体(complementary metaloxide semiconductor，cmos)工艺兼容性差的技术壁垒。现有技术研究表明，在氧化铪中掺杂与其性质相近的氧化锆可以诱发铪基薄膜显现出铁电性，且在很大掺杂范围内氧化铪锆(hfyzr1-yo2，0＜y＜1)薄膜都具备一定的铁电性。然而，氧化铪锆作为铁电薄膜材料，与常见电极材料(例如多晶硅)与氧化铪锆材料之间容易出现界面不匹配，即“坏界面”现象，导致界面电阻呈现高阻态。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种钛酸锶/氧化铪锆薄膜异质结及其制备方法和应用，本发明提供的钛酸锶/氧化铪锆薄膜异质结的界面电阻呈现金属态。
2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、本发明提供了一种钛酸锶/氧化铪锆薄膜异质结，包括钛酸锶衬底和外延生长在所述钛酸锶衬底表面的氧化铪锆薄膜。
4、优选的，所述钛酸锶衬底中锶元素、钛元素和氧元素的摩尔比为1：1：3。
5、优选的，所述氧化铪锆薄膜中铪元素、锆元素和氧元素的摩尔比为x：1-x：2，其中0＜x≤0.5；所述氧化铪锆薄膜的厚度为10～100nm。
6、本发明提供了上述技术方案所述钛酸锶/氧化铪锆薄膜异质结的制备方法，包括以下步骤：
7、对所述钛酸锶衬底进行紫外辐射，得到紫外辐射衬底；
8、在所述紫外辐射衬底上外延生长氧化铪锆薄膜，得到钛酸锶/氧化铪锆薄膜异质结。
9、优选的，所述外延生长的方法包括脉冲激光沉积法。
10、优选的，所述脉冲激光沉积法的条件包括：沉积温度为200～400℃，时间为10～100min；氧气分压为0.1×10-3～10×10-3pa；激光能量密度为0.5～1.5j/cm2；激光频率为1～4hz；沉积靶材与所述钛酸锶衬底的间距为5～6cm。
11、优选的，所述紫外辐射的紫外光波长为160～240nm，紫外辐射的时间为10～60min。
12、优选的，所述钛酸锶衬底在使用前还包括进行表面处理，所述表面处理包括以下步骤：采用刻蚀剂对钛酸锶衬底进行刻蚀。
13、优选的，所述刻蚀剂包括氢氟酸；所述氢氟酸的摩尔分数为5～15％。
14、本发明提供了上述技术方案所述钛酸锶/氧化铪锆薄膜异质结或上述技术方案所述制备方法制得的钛酸锶/氧化铪锆薄膜异质结在氧化铪基铁电场效应管、铁电隧道结或反铁电能量存储中的应用。
15、本发明提供了一种钛酸锶/氧化铪锆薄膜异质结，包括钛酸锶衬底和外延生长在所述钛酸锶衬底表面的氧化铪锆薄膜。在本发明中，高介电性、铁电性的氧化铪锆与高光电特性的刚性钛酸锶衬底形成互补，钛酸锶与氧化铪锆的界面处形成了二维电子气，提高了界面电子迁移率，界面电阻呈现金属态(即界面电阻随温度下降而下降，界面电阻-温度曲线呈现金属态)，可用于替代传统氧化铪基铁电器件中衬底与铁电薄膜间的底电极层，提高了氧化铪基铁电器件的集成度，有利于构筑多场响应铁电器件，降低了氧化铪基铁电器件生产成本，填补了现有技术中针对钛酸锶/氧化铪锆薄膜异质结的研究的空白。
16、本发明还提供了上述技术方案所述钛酸锶/氧化铪锆薄膜异质结的制备方法，包括以下步骤：对所述钛酸锶衬底进行紫外辐射，得到紫外辐射衬底；在所述紫外辐射衬底上外延生长氧化铪锆薄膜，得到钛酸锶/氧化铪锆薄膜异质结。本发明提供的制备方法制备过程简单高效，易于调控，制得的钛酸锶/氧化铪锆薄膜异质结性质稳定，制备方法工艺重复性高，适宜工业化生产。而且，本发明仅在使用前对钛酸锶进行紫外辐射，与现有技术中异质结的制备工艺兼容性好。
1.一种钛酸锶/氧化铪锆薄膜异质结，其特征在于，包括钛酸锶衬底和外延生长在所述钛酸锶衬底表面的氧化铪锆薄膜。
2.根据权利要求1所述的钛酸锶/氧化铪锆薄膜异质结，其特征在于，所述钛酸锶衬底中锶元素、钛元素和氧元素的摩尔比为1：1：3。
3.根据权利要求1或2所述钛酸锶/氧化铪锆薄膜异质结，其特征在于，所述氧化铪锆薄膜中铪元素、锆元素和氧元素的摩尔比为x：1-x：2，其中0＜x≤0.5；所述氧化铪锆薄膜的厚度为10～100nm。
4.权利要求1～3任一项所述钛酸锶/氧化铪锆薄膜异质结的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述外延生长的方法包括脉冲激光沉积法。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述脉冲激光沉积法的条件包括：沉积温度为200～400℃，时间为10～100min；氧气分压为0.1×10-3～10×10-3pa；激光能量密度为0.5～1.5j/cm2；激光频率为1～4hz；沉积靶材与所述钛酸锶衬底的间距为5～6cm。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述紫外辐射的紫外光波长为160～240nm，紫外辐射的时间为10～60min。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述钛酸锶衬底在使用前还包括进行表面处理，所述表面处理包括以下步骤：采用刻蚀剂对钛酸锶衬底进行刻蚀。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述刻蚀剂包括氢氟酸；所述氢氟酸的摩尔分数为5～15％。
10.权利要求1～3任一项所述钛酸锶/氧化铪锆薄膜异质结或权利要求4～9任一项所述制备方法制得的钛酸锶/氧化铪锆薄膜异质结在氧化铪基铁电场效应管、铁电隧道结或反铁电能量存储中的应用。
