CN105463380A - 高饱和磁化强度氧化物稀磁半导体纳米点阵列的制备方法 - Google Patents

高饱和磁化强度氧化物稀磁半导体纳米点阵列的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高饱和磁化强度(In1-xFex)2O3氧化物稀磁半导体纳米点阵列的制备方法，是将制备的双通多孔超薄阳极氧化铝模板转移到Al2O3(0001)基片上，在覆有模板的基片上采用脉冲激光沉积的方法生长大面积高度有序的(In1-xFex)2O3纳米点阵列，最后将模板去除。本发明所得的具有室温铁磁性(In1-xFex)2O3纳米点直径为30～100nm，高度为20～40nm，间距为65～150nm，点密度为176Gb/in2～33Gb/in2，样品在温度为300K时表现为铁磁性，并且该纳米点阵列的饱和磁化强度比相同条件下制备的相同厚度薄膜有大幅提升。

Description

高饱和磁化强度氧化物稀磁半导体纳米点阵列的制备方法
技术领域
本发明属于纳米材料制备技术领域，特别涉及一种高饱和磁化强度(In1-xFex)2O3氧化物稀磁半导体纳米点阵列的制备方法。
背景技术
稀磁半导体材料集电子的电荷和自旋属性于一体，同时具有半导体和磁学性质，表现出很多优良的磁、磁光、磁电性能，使其在自旋电子学领域中受到了广泛关注。自从2000年Dietl等人从理论上首次预测了Mn掺杂ZnO稀磁半导体的室温铁磁性，人们对氧化物稀磁半导体开展了大量的研究工作。其中Fe掺杂In2O3稀磁半导体的研究备受人们的关注，主要原因是Fe在In2O3主体中的固溶度高，能够有效避免产生有关铁以及铁的氧化物团簇。目前，人们已经采用不同的方法如脉冲激光沉积、溶胶凝胶、固相反应等制备出了具有室温铁磁性的Fe掺杂In2O3稀磁半导体薄膜及粉末，但所得样品的饱和磁化强度都比较低。若能通过某种方法获得室温铁磁性且具有高饱和磁化强度的氧化物稀磁半导体，即可提高材料的信噪比，这对于未来自旋电子器件有更为广阔的应用前景。为了进一步提高Fe掺杂In2O3稀磁半导体的饱和磁化强度，我们把目光转向具有低维结构的纳米点阵列，这种阵列由于其独特的小尺寸和大的比表面积会对其磁性产生一定的影响。
低维纳米材料，如纳米点阵列，由于其独特的小尺寸和有序排列对自旋电子器件的低能耗及小型化有着潜在的应用价值。在过去的十几年中，大量的研究都集中在基于Mn和Cr掺杂Ga、GaAs和InAs等稀磁半导体量子点，并且获得了居里温度高于室温的(In，Mn)As和MnGe等稀磁半导体量子点，这对于半导体自旋相关器件的实际应用提供了可能。理论计算表明可能是由于磁性半导体量子点强的库仑相互作用和量子限域效应的影响可以提高其居里温度。稀磁半导体纳米点常用的生长方式主要有自组装Stranski-Kranstanov(SK)生长模式和光刻技术。然而自组装生长的纳米点阵列是随机排列的没有规则、纳米点的尺寸分布很不均匀并且只适用于晶格失配度较大的异质结体系，例如MnGe/Si，GaMnAs/Si，InCrAs/GaAs等稀磁半导体量子点阵列。光刻技术虽然可以制备出有序排列的异质结构纳米点阵列，但是制备纳米点阵列造价很高。还有一种制备有序排列的异质结构纳米点阵列的方法是利用超薄阳极氧化铝模板技术，由于氧化铝模板良好的耐热性和稳定性以及制备方法简便等优点使其得到了广泛的应用，并且通过控制实验参数可以调节模板的孔径、孔深、孔间距和孔密度。沈文忠等在专利“制备大面积、高度有序纳米硅量子点阵列的制备方法”(专利200410067329.6)中报道了利用氧化铝模板技术和等离子体辅助气相沉积法制备出了硅量子点。但是到目前为止，并没有人将这种氧化铝模板技术应用在制备过渡金属掺杂的氧化物稀磁半导体纳米点阵列，更重要的是，我们用这种方法可以大幅度提高稀磁半导体纳米点阵列的磁矩，这一结果对未来在自旋存储、逻辑功能等器件应用有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种简便的制备具有室温铁磁性并且饱和磁化强度高的(In1-xFex)2O3(x＝0.01～0.1)氧化物稀磁半导体纳米点阵列的方法，通过利用超薄阳极氧化铝模板技术和采用脉冲激光沉积的方法来制备大面积、高度有序、比表面积大的纳米点阵列。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种高饱和磁化强度(In1-xFex)2O3氧化物稀磁半导体纳米点阵列的制备方法，包括如下步骤：
(1)将双通多孔超薄阳极氧化铝模板转移到Al2O3(0001)基片上，得到覆盖有双通多孔超薄阳极氧化铝模板的基片；同时采用固相反应法制备(In1-xFex)2O3陶瓷靶材；
(2)利用所得到的(In1-xFex)2O3陶瓷靶材，在覆盖有双通多孔超薄阳极氧化铝模板的基片上通过脉冲激光沉积法沉积纳米点阵列，得到覆有氧化铝模板的(In1-xFex)2O3纳米点阵列；
(3)将步骤(2)得到的覆有氧化铝模板的(In1-xFex)2O3纳米点阵列利用湿化学方法将氧化铝模板去除，即得所述高饱和磁化强度的(In1-xFex)2O3氧化物稀磁半导体纳米点阵列。
本发明的特点还在于，步骤(1)中，(In1-xFex)2O3陶瓷靶材的制备方法如下：将In2O3和Fe2O3粉末按照其中In3+与Fe3+的摩尔比为(1-x)∶x(x＝0.01～0.1)的比例充分混合后依次进行混料、预烧、研磨、压片和靶材烧结，得到(In1-xFex)2O3陶瓷靶材，其中预烧粉末温度为800～950℃，时间为12h；靶材烧结温度为1000～1100℃，时间为12h。
本发明的特点还在于，步骤(2)中，通过脉冲激光沉积法沉积纳米点阵列时，陶瓷靶材与基片的距离为7cm，激光脉冲能量为250mJ，频率为10Hz，基片温度为600℃，沉积时间为1～2min。
本发明的特点还在于，步骤(1)中，双通多孔超薄阳极氧化铝模板是利用两步阳极氧化法制备而成，制备方法如下：将高纯铝片(99.99％)分别经过清洗、抛光处理后作为阳极，以石墨为阴极，在电解液中进行第一次阳极氧化，之后去除铝片上的多孔氧化铝层，然后在电解液中进行第二次阳极氧化，在得到的多孔氧化铝模板的正面旋涂PMMA保护胶，分别去除二次氧化后模板未被氧化的铝基以及模板底部的阻挡层，即得双通多孔超薄阳极氧化铝模板；
将双通多孔超薄阳极氧化铝模板转移到Al2O3(0001)基片上后，需将转移好模板的基片浸入水浴温度为60℃的丙酮中除去旋涂在模板表面的PMMA保护胶。
本发明的特点还在于，当所用电解液为0.3mol/L的草酸水溶液时，氧化条件如下：氧化电压为30～60V，温度为0～10℃，第一次氧化时间为2～5h，第二次氧化时间为2～3min；
当所用电解液为0.3mol/L的硫酸水溶液时，氧化条件如下：氧化电压为10～30V，温度为0～10℃，第一次氧化时间为2～5h，第二次氧化时间为2～3min。
本发明的特点还在于，去除铝片上的多孔氧化铝层按照如下方式进行：将一次氧化后的铝片放置在水浴温度为60℃的磷酸、铬酸和水的混合液中，浸泡4h，除去一次氧化后的多孔氧化铝层，其中混合液中磷酸的质量百分比为6.0％，铬酸的质量百分比为1.8％；
二次氧化后模板未被氧化的铝基和模板底部的阻挡层去除方法是：采用饱和氯化铜与盐酸的混合水溶液浸泡模板，除去二次氧化后氧化铝模板未被氧化的铝基；然后将模板置于30℃的5％质量百分比磷酸溶液中，除去模板底部的阻挡层；当所用电解液为0.3mol/L的草酸水溶液时，浸泡时间为30～80min；当所用电解液为0.3mol/L的硫酸水溶液时，浸泡时间为20～30min；
所述双通多孔超薄阳极氧化铝模板大面积高度有序，模板表面纳米孔呈六角对称周期性分布，厚度为200～600nm，模板的长径比小于10。
本发明的特点还在于，所述饱和氯化铜与盐酸的混合水溶液为饱和氯化铜溶液和饱和盐酸溶液按体积比4∶1混合的溶液。
本发明的特点还在于，在步骤(3)中，利用35℃的0.5mol/L氢氧化钠溶液除去氧化铝模板。
本发明的特点还在于，所述(In1-xFex)2O3纳米点阵列大面积高度有序尺寸和间距可控，纳米点直径为30～100nm，间距为65～150nm，高度为20～40nm，点密度为176Gb/in2～33Gb/in2。
本发明的有益效果如下：
本发明通过利用超薄阳极氧化铝模板技术并采用脉冲激光沉积的方法制备出了高饱和磁化强度的(In1-xFex)2O3氧化物稀磁半导体纳米点阵列。本发明制备的大面积高度有序(In1-xFex)2O3纳米点阵列尺寸和间距可控，纳米点直径为30～100nm，高度为20～40nm，间距为65～150nm，点密度为176Gb/in2～33Gb/in2。制备的纳米点阵列为单相的立方方铁锰矿In2O3结构，以In2O3(222)择优取向。各种检测均排除了有关铁以及铁的氧化物团簇的存在。样品在温度为300K时表现为铁磁性，并且该纳米点阵列的饱和磁化强度比相同条件下制备的相同厚度薄膜有大幅提升，同时还发现随着纳米点直径的减小样品的饱和磁化强度逐渐增大。
附图说明
图1为实施例1制备的超薄阳极氧化铝模板的扫描电镜图；
图2为实施例1制备的(In0.95Fe0.05)2O3纳米点阵列的扫描电镜图；
图3为实施例2制备的超薄阳极氧化铝模板的扫描电镜图；
图4为实施例2制备的(In0.95Fe0.05)2O3纳米点阵列的扫描电镜图；
图5为实施例3制备的超薄阳极氧化铝模板的扫描电镜图；
图6为实施例3制备的(In0.95Fe0.05)2O3纳米点阵列的扫描电镜图；
图7为实施例4制备的超薄阳极氧化铝模板的扫描电镜图；
图8为实施例4制备的(In0.95Fe0.05)2O3纳米点阵列的扫描电镜图；
图9为不同直径大小的(In0.95Fe0.05)2O3纳米点阵列和薄膜的X射线衍射图；
图10为300K时不同直径大小的(In0.95Fe0.05)2O3纳米点阵列和薄膜的磁滞回线图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例的一种高饱和磁化强度(In1-xFex)2O3氧化物稀磁半导体纳米点阵列的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)将双通多孔超薄阳极氧化铝模板转移到Al2O3(0001)基片上，得到覆盖有双通多孔超薄阳极氧化铝模板的基片；同时采用固相反应法制备(In1-xFex)2O3陶瓷靶材；
(2)利用所得到的(In1-xFex)2O3陶瓷靶材，在覆盖有双通多孔超薄阳极氧化铝模板的基片上通过脉冲激光沉积法沉积纳米点阵列，得到覆有氧化铝模板的(In1-xFex)2O3纳米点阵列；
(3)将步骤(2)得到的覆有氧化铝模板的(In1-xFex)2O3纳米点阵列利用湿化学方法将氧化铝模板去除，即得所述高饱和磁化强度的(In1-xFex)2O3氧化物稀磁半导体纳米点阵列。
在本发明实施例中，步骤(1)中，(In1-xFex)2O3陶瓷靶材的制备方法如下：将In2O3和Fe2O3粉末按照其中In3+与Fe3+的摩尔比为(1-x)∶x(x＝0.01～0.1)的比例充分混合后依次进行混料、预烧、研磨、压片和靶材烧结，得到(In1-xFex)2O3陶瓷靶材，其中预烧粉末温度为800～950℃，时间为12h；靶材烧结温度为1000～1100℃，时间为12h。
在本发明实施例中，步骤(2)中，通过脉冲激光沉积法沉积纳米点阵列时，陶瓷靶材与基片的距离为7cm，激光脉冲能量为250mJ，频率为10Hz，基片温度为600℃，沉积时间为1～2min。
在本发明实施例中，步骤(1)中，双通多孔超薄阳极氧化铝模板是利用两步阳极氧化法制备而成，制备方法如下：将高纯铝片(99.99％)分别经过清洗、抛光处理后作为阳极，以石墨为阴极，在电解液中进行第一次阳极氧化，之后去除铝片上的多孔氧化铝层，然后在电解液中进行第二次阳极氧化，在得到的多孔氧化铝模板的正面旋涂PMMA保护胶，分别去除二次氧化后模板未被氧化的铝基以及模板底部的阻挡层，即得双通多孔超薄阳极氧化铝模板；
将双通多孔超薄阳极氧化铝模板转移到Al2O3(0001)基片上后，需将转移好模板的基片浸入水浴温度为60℃的丙酮中除去旋涂在模板表面的PMMA保护胶。
在本发明实施例中，当所用电解液为0.3mol/L的草酸水溶液时，氧化条件如下：氧化电压为30～60V，温度为0～10℃，第一次氧化时间为2～5h，第二次氧化时间为2～3min；
当所用电解液为0.3mol/L的硫酸水溶液时，氧化条件如下：氧化电压为10～30V，温度为0～10℃，第一次氧化时间为2～5h，第二次氧化时间为2～3min。
在本发明实施例中，去除铝片上的多孔氧化铝层按照如下方式进行：将一次氧化后的铝片放置在水浴温度为60℃的磷酸、铬酸和水的混合液中，浸泡4h，除去一次氧化后的多孔氧化铝层，其中混合液中磷酸的质量百分比为6.0％，铬酸的质量百分比为1.8％；
二次氧化后模板未被氧化的铝基和模板底部的阻挡层去除方法是：采用饱和氯化铜与盐酸的混合水溶液浸泡模板，除去二次氧化后氧化铝模板未被氧化的铝基；然后将模板置于30℃的5％质量百分比磷酸溶液中，除去模板底部的阻挡层，当所用电解液为0.3mol/L的草酸水溶液时，浸泡时间为30～80min；当所用电解液为0.3mol/L的硫酸水溶液时，浸泡时间为20～30min；
所制备的双通多孔超薄阳极氧化铝模板大面积高度有序，模板表面纳米孔呈六角对称周期性分布，厚度为200～600nm，模板的长径比小于10。
在本发明实施例中，饱和氯化铜与盐酸的混合水溶液为饱和氯化铜溶液和饱和盐酸溶液按体积比4∶1混合的溶液。
在本发明实施例中，在步骤(3)中，35℃的0.5mol/L氢氧化钠溶液除去氧化铝模板。
在本发明实施例中，所制备的(In1-xFex)2O3纳米点阵列大面积高度有序尺寸和间距可控，纳米点直径为30～100nm，间距为65～150nm，高度为20～40nm，点密度为176Gb/in2～33Gb/in2。
本发明的有益效果如下：
本发明通过利用超薄阳极氧化铝模板技术并采用脉冲激光沉积的方法制备出了高饱和磁化强度的(In1-xFex)2O3氧化物稀磁半导体纳米点阵列。本发明制备的大面积高度有序(In1-xFex)2O3纳米点阵列尺寸和间距可控，纳米点直径为30～100nm，高度为20～40nm，间距为65～150nm，点密度为176Gb/in2～33Gb/in2。制备的纳米点阵列为单相的立方方铁锰矿In2O3结构，以In2O3(222)择优取向。各种检测均排除了有关铁以及铁的氧化物团簇的存在。样品在温度为300K时表现为铁磁性，并且该纳米点阵列的饱和磁化强度比相同条件下制备的相同厚度薄膜有大幅提升，同时还发现随着纳米点直径的减小样品的饱和磁化强度逐渐增大。
下述实施例中，如无特殊说明，均为常规方法。所述实施例中所用的原材料，如无特殊说明，均能从商业途径得到。
实施例1
首先利用两步阳极氧化法制备双通多孔超薄阳极氧化铝模板：将高纯铝片(99.99％)分别经过清洗、抛光处理后作为阳极，以石墨为阴极，先进行第一次阳极氧化，电解液为0.3mol/L的草酸水溶液，氧化电压30～60V，具体可为40V，温度为0～10℃，具体可为0℃，第一次氧化时间为2～5h，具体可为2h。第一次阳极氧化完成后，将第一次氧化的铝片正面朝下在水浴温度为60℃的磷酸、铬酸和水的混合液中，浸泡4h，除去一次氧化后的多孔氧化铝层，其中混合液中磷酸的质量百分比为6.0％，铬酸的质量百分比为1.8％；第二次氧化的条件与第一次氧化的条件相同，但是氧化时间为2～3min，具体可为3min。
二次氧化后，利用匀胶机将PMMA保护胶均匀的旋涂到所得氧化铝模板的正面，然后用饱和氯化铜与盐酸的混合水溶液除去二次氧化后未被氧化的铝基，得到单通的氧化铝模板。再经去离子水清洗后，将单通的氧化铝模板正面朝上放入水浴温度为30℃的5％质量百分比磷酸溶液中，除去阻挡层并使得模板孔径扩大，控制浸泡时间为50min，经去离子水反复冲洗后将双通多孔超薄氧化铝模板转移至Al2O3(0001)基片上，并将转移好模板的基片浸入水浴温度为60℃的丙酮中除去旋涂在模板表面的PMMA保护胶。
靶材制备：将In2O3和Fe2O3粉末按照其中In3+与Fe3+的摩尔比为0.95∶0.05的比例混合后在玛瑙研钵中充分研磨，再将粉末在950℃中预烧12h后继续研磨、压片，最后将压片在1100℃中烧结12h，得到(In0.95Fe0.05)2O3陶瓷靶材。
沉积Fe掺杂In2O3纳米点阵列：采用脉冲激光沉积的方法，利用制备得到的(In0.95Fe0.05)2O3陶瓷靶材，在得到的覆盖有双通多孔超薄阳极氧化铝模板的Al2O3(0001)基片上沉积纳米点阵列，陶瓷靶材与基片的距离为7cm，激光脉冲能量为250mJ，频率为10Hz，基片温度为600℃，沉积时间为2min。
最后用水浴温度为35℃，浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液除去氧化铝模板，经去离子水清洗之后干燥即可得到高饱和磁化强度的(In0.95Fe0.05)2O3氧化物稀磁半导体纳米点阵列。
图1和图2分别为本实施例1制备的双通多孔超薄阳极氧化铝模板和(In0.95Fe0.05)2O3纳米点阵列的扫描电镜图，得到的纳米点阵列与氧化铝模板孔洞都呈现六角对称分布，并且纳米点直径与模板孔径大小基本一致，制备获得纳米点阵列的平均直径为50nm，高度为40nm，纳米点间距为105nm。
实施例2
制备方法与实施例1相同，不同的是：氧化铝模板在30℃的5％质量百分比磷酸溶液中浸泡时间为60min。
图3和图4分别为本实施例2制备的超薄多孔阳极氧化铝模板和(In0.95Fe0.05)2O3纳米点阵列的扫描电镜图，得到的纳米点阵列与氧化铝模板孔洞都呈现六角对称分布，并且纳米点直径与模板孔径大小基本一致，制备获得纳米点阵列的平均直径为65nm，高度为40nm，纳米点间距为105nm。
实施例3
制备方法与实施例1相同，不同的是：(In0.95Fe0.05)2O3陶瓷靶材制备时，粉末预烧温度为850℃，靶材烧结温度为1050℃；而且，氧化铝模板在30℃的5％质量百分比磷酸溶液中浸泡时间为75min。
图5和图6分别为本实施例3制备的超薄多孔阳极氧化铝模板和(In0.95Fe0.05)2O3纳米点阵列的扫描电镜图，得到的纳米点阵列与氧化铝模板孔洞都呈现六角对称分布，并且纳米点直径与模板孔径大小基本一致，制备获得纳米点阵列的平均直径为77nm，高度为40nm，纳米点间距为105nm。
实施例4
制备方法与实施例1的不同之处在于：(In1-xFex)2O3陶瓷靶材制备时，粉末预烧温度为950℃，靶材烧结温度为1020℃；而且，双通多孔超薄阳极氧化铝模板制备时所用电解液为0.3mol/L的硫酸水溶液，氧化条件如下：氧化电压为10～30V，具体可为25V；温度为0～10℃，具体可为0℃；第一次氧化时间为2～5h，具体可为2h；第二次氧化时间为2～3min，具体可为2min；同时，氧化铝模板在30℃的5％质量百分比磷酸溶液中浸泡时间为25min。
本实施例采用脉冲激光沉积的方法在得到的覆盖有双通多孔超薄阳极氧化铝模板的Al2O3(0001)基片上沉积纳米点阵列，沉积时间为1.5min。
图7和图8分别为本实施例4制备的超薄多孔阳极氧化铝模板和(In0.95Fe0.05)2O3纳米点阵列的扫描电镜图，得到的纳米点阵列与氧化铝模板孔洞都呈现六角对称分布，并且纳米点直径与模板孔径大小基本一致，制备获得纳米点阵列的平均直径为35nm，高度为30nm，纳米点间距为65nm。
实施例5
制备方法与实施例1相同，不同的是：(In1-xFex)2O3陶瓷靶材制备时，粉末预烧温度为820℃，靶材烧结温度为1100℃。
实施例6
制备方法与实施例1相同，不同的是：(In1-xFex)2O3陶瓷靶材制备时所用原料In2O3和Fe2O3粉末分别按照其中In3+与Fe3+的摩尔比为0.98∶0.02，0.96∶0.04，0.9∶0.1的比例进行称取，然后采用与实施例1相同的方法，分别制备出高饱和磁化强度的(In0.98Fe0.02)2O3、(In0.96Fe0.04)2O3、(In0.9Fe0.1)2O3、氧化物稀磁半导体纳米点阵列。
实施例1-3所得的(In0.95Fe0.05)2O3纳米点阵列和相同条件下制备的薄膜的XRD衍射图见图9，从图9中可以看出(In0.95Fe0.05)2O3纳米点阵列及薄膜均为单相立方方铁锰矿In2O3结构，以In2O3(222)择优取向，在衍射图谱中并没有观察到任何Fe及Fe的氧化物等第二相衍射峰，排除了有关铁以及铁氧化物团簇的存在，说明Fe离子部分取代In离子进入到In2O3晶格中。从图中可以看出随着纳米点直径的减小，结晶度有所下降。
实施例1-3所得的(In0.95Fe0.05)2O3纳米点阵列和相同条件下制备的薄膜的室温磁滞回线图见图10，从图10中可以看出，随着纳米点尺寸的减小，纳米点阵列的饱和磁化强度逐渐增大。高度为40nm，直径为50、65和77nm纳米点阵列的饱和磁化强度分别为9.6，7.2，1.3μB/Fe，都比在相同条件下制备的40nm厚(In1-xFex)2O3薄膜的饱和磁化强度(1.1μB/Fe)大，纳米点直径为50和65nm的样品饱和磁化强度值分别是薄膜的9和7.5倍，而当纳米点直径增大到77nm时，其饱和磁化强度与薄膜十分接近。这可能是量子尺寸效应和纳米点之间的相互作用导致了Fe掺杂In2O3的磁矩的剧增，并且多次重复制备的样品有相同的趋势。小尺寸的纳米点阵具有比表面积大、量子尺寸效应，可以更有效地增强其铁磁耦合作用，从而使得磁矩增大，这方面的理论机制将进一步研究。在高度有序、小尺寸纳米点阵列中这一有趣的饱和磁化强度剧增将在未来自旋存储、逻辑功能器件中发挥重要作用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高饱和磁化强度(In1-xFex)2O3氧化物稀磁半导体纳米点阵列的制备方法，包括如下步骤：
(1)将双通多孔超薄阳极氧化铝模板转移到Al2O3(0001)基片上，得到覆盖有双通多孔超薄阳极氧化铝模板的基片；同时采用固相反应法制备(In1-xFex)2O3陶瓷靶材；
(2)利用所得到的(In1-xFex)2O3陶瓷靶材，在覆盖有双通多孔超薄阳极氧化铝模板的基片上通过脉冲激光沉积法沉积纳米点阵列，得到覆有氧化铝模板的(In1-xFex)2O3纳米点阵列；
(3)将步骤(2)得到的覆有氧化铝模板的(In1-xFex)2O3纳米点阵列利用湿化学方法将氧化铝模板去除，即得所述高饱和磁化强度的(In1-xFex)2O3氧化物稀磁半导体纳米点阵列。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，(In1-xFex)2O3陶瓷靶材的制备方法如下：将In2O3和Fe2O3粉末按照其中In3+与Fe3+的摩尔比为(1-x)∶x的比例充分混合后依次进行混料、预烧、研磨、压片和靶材烧结，得到(In1-xFex)2O3陶瓷靶材，其中x＝0.01～0.1，预烧粉末温度为800～950℃，时间为12h；靶材烧结温度为1000～1100℃，时间为12h。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，通过脉冲激光沉积法沉积纳米点阵列时，陶瓷靶材与基片的距离为7cm，激光脉冲能量为250mJ，频率为10Hz，基片温度为600℃，沉积时间为1～2min。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，双通多孔超薄阳极氧化铝模板是利用两步阳极氧化法制备而成，制备方法如下：将高纯铝片分别经过清洗、抛光处理后作为阳极，以石墨为阴极，在电解液中进行第一次阳极氧化，之后去除铝片上的多孔氧化铝层，然后在电解液中进行第二次阳极氧化，在得到的多孔氧化铝模板的正面旋涂PMMA保护胶，分别去除二次氧化后模板未被氧化的铝基以及模板底部的阻挡层，即得双通多孔超薄阳极氧化铝模板；
将双通多孔超薄阳极氧化铝模板转移到Al2O3(0001)基片上后，需将转移好模板的基片浸入水浴温度为60℃的丙酮中除去旋涂在模板表面的PMMA保护胶。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：当所用电解液为0.3mol/L的草酸水溶液时，氧化条件如下：氧化电压为30～60V，温度为0～10℃，第一次氧化时间为2～5h，第二次氧化时间为2～3min；
当所用电解液为0.3mol/L的硫酸水溶液时，氧化条件如下：氧化电压为10～30V，温度为0～10℃，第一次氧化时间为2～5h，第二次氧化时间为2～3min。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于：去除铝片上的多孔氧化铝层按照如下方式进行：将一次氧化后的铝片放置在水浴温度为60℃的磷酸、铬酸和水的混合液中，浸泡4h，除去一次氧化后的多孔氧化铝层，其中混合液中磷酸的质量百分比为6.0％，铬酸的质量百分比为1.8％；
二次氧化后模板未被氧化的铝基和模板底部的阻挡层去除方法是：采用饱和氯化铜与盐酸的混合水溶液浸泡模板，除去二次氧化后氧化铝模板未被氧化的铝基；然后将模板置于30℃的5％质量百分比磷酸溶液中，除去模板底部的阻挡层，当所用电解液为0.3mol/L的草酸水溶液时，浸泡时间为30～80min；当所用电解液为0.3mol/L的硫酸水溶液时，浸泡时间为20～30min；
所述双通多孔超薄阳极氧化铝模板大面积高度有序，模板表面纳米孔呈六角对称周期性分布，厚度为200～600nm，模板的长径比小于10。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述饱和氯化铜与盐酸的混合水溶液为饱和氯化铜溶液和饱和盐酸溶液按体积比4∶1混合的溶液。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤(3)中，利用35℃的0.5mol/L氢氧化钠溶液除去氧化铝模板。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述(In1-xFex)2O3纳米点阵列大面积高度有序尺寸和间距可控，纳米点直径为30～100nm，间距为65～150nm，高度为20～40nm，点密度为176Gb/in2～33Gb/in2。
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