Los investigadores han desarrollado una nueva capa de sacrificio soluble en agua, la Sr4 "supertectragonal" Al2 O7 (SAOT ), con amplia capacidad de ajuste en las constantes de la red, que se puede utilizar para preparar una membrana de óxido independiente de alta calidad. Su trabajo está publicado en Science .
Una membrana de óxido independiente es un tipo de material cuántico de baja dimensión que mantiene propiedades monocristalinas incluso después de eliminar el sustrato, y posee tanto las propiedades acopladas de múltiples grados de libertad en sistemas de electrones correlacionados como la flexibilidad estructural de bidimensionales. materiales. Sus propiedades únicas, como la superelasticidad, ofrecen el potencial de inducir nuevos fenómenos derivados de la cuántica y desarrollar dispositivos electrónicos flexibles ultrafinos.
Sin embargo, la relajación de la tensión desadaptada entre la capa de sacrificio soluble en agua y la membrana de óxido desencadena la formación de grietas de alta densidad durante la exfoliación asistida por agua de la membrana de óxido independiente, comprometiendo la cristalinidad y la integridad de la membrana de óxido independiente actual. Cómo suprimir la formación de grietas y obtener membranas de óxido independientes altamente cristalinas y de gran superficie sigue siendo un desafío.
Para abordar el problema, el equipo profundizó en la ventana de crecimiento por deposición láser pulsada de la capa de sacrificio soluble en agua basada en Sr-Al-O (SAO) y descubrió un Sr4 previamente desconocido. Al2 O7 película, que exhibe propiedades extraordinarias.
El Sr4 deformado biaxialmente Al2 O7 La película tiene una simetría estructural tetragonal, lo que permite un crecimiento coherente de ABO3 de alta calidad. /SAOT heteroestructuras epitaxiales, que suprimen la formación de grietas durante la liberación asistida por agua y, por lo tanto, mejoran la cristalinidad y la integridad de la membrana de óxido independiente.
El equipo también verificó el efecto de exfoliación de las películas de óxido de perovskita con un amplio rango de constantes de red (3,85 a 4,04 Å) y reveló que las áreas libres de grietas de la membrana de óxido independiente se liberaban del Sr4 Al2 O7 La capa de sacrificio puede tener una escala de hasta unos pocos milímetros, que es de 1 a 3 órdenes de magnitud más grande que la membrana de óxido independiente anterior. Además, la cristalinidad y las funcionalidades de la membrana de óxido independiente del equipo son comparables a las membranas epitaxiales cultivadas sobre sustratos monocristalinos.
Además, el equipo descubrió que la estructura única del Sr4 Al2 O7 da como resultado una alta solubilidad en agua, lo que reduce significativamente el tiempo de los procesos de liberación asistidos por agua y mejora la eficiencia de la membrana de óxido independiente.
Este descubrimiento es un gran avance en la mejora de la integridad y cristalinidad de las membranas de óxido independientes, lo que puede mejorar su potencial de aplicación en dispositivos electrónicos flexibles de bajas dimensiones. Los revisores elogian mucho este trabajo y dicen que "(este trabajo) tiene el potencial de tener un amplio impacto en la electrónica de óxido desde múltiples perspectivas".
El equipo de investigación fue dirigido por el Prof. Wu Wenbing y el Prof. Wang Linfei de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, en colaboración con el equipo del Prof. Si Liang de la Universidad del Noroeste.
Más información: Jinfeng Zhang et al, Supertetragonal Sr4 Al2 O7 como capa de sacrificio para membranas de óxido independientes de alta integridad, Ciencia (2024). DOI:10.1126/ciencia.adi6620
Información de la revista: Ciencia
Proporcionado por la Universidad de Ciencia y Tecnología de China
