廣譜高效水溶性犧牲層材料研發(fā)成功
科技日?qǐng)?bào)合肥1月28日電 （記者吳長(zhǎng)鋒）記者28日從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校吳文彬教授、王凌飛教授團(tuán)隊(duì)與西北大學(xué)司良教授團(tuán)隊(duì)合作，成功研發(fā)出一種廣譜高效的新型超四方相水溶性犧牲層材料，該材料可用于制備多種高質(zhì)量自支撐氧化物薄膜。研究成果日前以研究長(zhǎng)文的形式發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。
自支撐氧化物薄膜是指一種去除襯底后依舊保持單晶特性的低維量子材料，兼具關(guān)聯(lián)電子體系的多自由度耦合特性和二維材料的結(jié)構(gòu)柔性。這類(lèi)材料在開(kāi)發(fā)超薄柔性電子器件方面表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。目前，國(guó)際上普遍使用的鍶—鋁—氧基水溶性犧牲層與目標(biāo)氧化物薄膜之間不可避免的晶格失配和應(yīng)力弛豫，會(huì)導(dǎo)致高密度界面缺陷的形成，顯著影響自支撐氧化物薄膜的結(jié)晶性和完整性，并導(dǎo)致相應(yīng)功能特性的退化。因此，如何抑制微裂紋的形成，獲得大面積、高結(jié)晶性的自支撐氧化物薄膜，是推動(dòng)這一研究領(lǐng)域進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。
針對(duì)上述問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)深入探索鍶—鋁—氧基水溶性犧牲層薄膜的激光分子束外延生長(zhǎng)窗口，通過(guò)精細(xì)的薄膜生長(zhǎng)控制，制成了這種新型水溶性犧牲層材料。系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)表征和第一性原理計(jì)算展現(xiàn)了該材料的諸多優(yōu)異性質(zhì)：首先，雙軸應(yīng)變下的新型水溶性犧牲層材料薄膜比目前已報(bào)道的同類(lèi)自支撐薄膜樣品大1—3個(gè)數(shù)量級(jí)，且其結(jié)晶性和功能性與單晶襯底上生長(zhǎng)的高質(zhì)量外延薄膜相當(dāng)；其次，新型水溶性犧牲層材料薄膜制備工藝具有普適性，提升了自支撐氧化物薄膜的制備效率。
這項(xiàng)成果為制備高結(jié)晶性、大面積自支撐氧化物薄膜提供了一種高效且普適的實(shí)驗(yàn)手段，也為該領(lǐng)域的發(fā)展注入了新的動(dòng)力，有望推動(dòng)自支撐氧化物薄膜新奇量子物態(tài)的進(jìn)一步發(fā)掘，提升這一體系在低維柔性電子學(xué)器件方面的應(yīng)用潛力。審稿人評(píng)價(jià)：“對(duì)于（自支撐氧化物薄膜）這一正迅速發(fā)展的研究領(lǐng)域內(nèi)的科學(xué)家們而言，這無(wú)疑是一個(gè)有趣的工作”“具有從多個(gè)方面對(duì)氧化物電子學(xué)領(lǐng)域形成廣泛影響的潛力”。
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