中科大携手西北大学，Science+1！

2024-01-29

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自支撑氧化物薄膜是指一种去除衬底后依旧保持单晶特性的低维量子材料，兼具关联电子体系的多自由度耦合特性和二维材料的结构柔性。这类材料具有超弹性、挠曲电性和显著的磁弹效应等，有望诱导出传统外延氧化物薄膜中不具备的新奇量子衍生现象和功能特性。找到合适的水溶性牺牲层对于制造大规模独立氧化物膜至关重要，这种膜具有诱人的功能性并能与先进的半导体技术集成。

鉴于此，中国科大吴文彬教授、王凌飞教授团队与西北大学司良教授团队合作，成功制备了一种广谱高效的新型超四方相水溶性牺牲层材料Sr4Al2O7，可用于制备多种高质量自支撑氧化物薄膜。

这种低对称性晶体结构具有卓越的承受外延应变能力，可实现晶格常数的广泛可调性。由此产生的包晶ABO3/SAOT异质结构中的结构一致性和无缺陷界面可有效抑制独立氧化膜在释放水分过程中裂缝的形成。对于各种非铁电性氧化膜而言，无裂纹区域的范围可达一毫米。这一引人注目的特性与固有的高水溶性相结合，使SAOT成为生产高质量独立氧化物膜的多功能、可行的牺牲层，从而提高了它们在创新设备应用中的潜力。

相关研究成果以题为“Super-tetragonal Sr4Al2O7 as a sacrificial layer for high-integrity freestanding oxide membranes”发表在最新一期《Science》上。中国科大合肥微尺度物质科学国家研究中心章金凤（博士研究生）、王傲（硕士研究生），中国科学院物理研究所林挺（博士研究生），西北大学王晓超（硕士研究生）为本文的共同第一作者。

文章链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adi6620