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本发明公开了一种制备高质量氧化锌基单晶薄膜的方法，其步骤为：对蓝宝石(0001)衬底表面进行预处理和氮化处理，修正和控制蓝宝石(0001)衬底的原子结构，以实现ZnO基薄膜的极性控制生长和消除旋转畴；采用在低、中、高3个温度分别生长ZnO基薄膜的缓冲层、三维岛状层和外延层，从而实现失配应变的充分释放，得到单一Zn极性和O极性的原子级光滑的高质量ZnO基薄膜。