用于 SrTiO₃ 衬底上连续应变工程的 Epitaxial Sr(Sn, Ge)$_{x}$Ti$_{1-x}$O$_{3}$ 缓冲层

Epitaxial 应变在决定薄膜结构和功能方面起关键作用，传统上通过选择不同的衬底来控制所施加应变的大小。然而，即便在矿物结构材料的广大家族中，这也只能实现有限的、离散的应变状态。本文报道了一种通过单一的 SrTiO₃ 衬底（最常用的单晶矿物结构材料）结合由 Sr(Sn, Ge)$_{x}$Ti$_{1-x}$O$_{3}$ 组成的缓冲层来控制薄膜 epitaxial 应变的方法。该缓冲层的晶格参数可连续调节，从 3.880 Å 调整至 4.007 Å，同时保持与 SrTiO₃ 的相干 epitaxial 生长，具有高质量的界面。以 BaTiO₃ 顶层作为模型系统，我们展示了缓冲层组成的变化，即面内晶格参数的增加，会改变 BaTiO₃ 的应变状态，从完全松弛、经过高度压缩应变，到一种显示“逆向”epitaxy的特殊状态，即缓冲层从衬底松弛但与顶层晶格匹配。