利用牺牲层快速简便合成外延氧化物薄膜
应用物理
2023-11-21 v1 材料科学
摘要
薄膜剥离用于合成氧化物薄膜的进展,为创建由结构和化学上不兼容材料构成的人工组装异质结构开辟了新可能。牺牲层方法是一种有前景的途径,可将生长态薄膜从兼容材料体系上剥离,从而实现其与不同材料的集成。然而,传统牺牲层往往具有复杂的化学计量,限制了其实用性和适应性,特别是在考虑分子束外延(MBE)等技术时。此时,具有岩盐晶体结构、易于生长的双元碱土金属氧化物便十分有用。这些氧化物包括(Mg, Ca, Sr, Ba)O,可用作牺牲层,其覆盖的晶格参数范围远宽于传统牺牲层,且易溶于去离子水。在本研究中,我们采用混合MBE方法,在由结晶SrO、BaO和Ba1-xCaxO薄膜构成的牺牲层上展示了单晶钙钛矿SrTiO3 (STO)的外延生长。我们的结果凸显了牺牲层浸入去离子水后快速(< 5分钟)溶解,从而有助于制备毫米级STO薄膜。利用高分辨X射线衍射、原子力显微镜、扫描透射电子显微镜、阻抗谱和散射型近场光学显微镜(SNOM),我们展示了具有块体般本征介电性质的外延STO薄膜。采用碱土金属氧化物作为牺牲层有望简化薄膜合成,特别是在MBE方面,从而拓展研究可能性。
引用
@article{arxiv.2311.11448,
title = {Fast and Facile Synthesis Route to Epitaxial Oxide Membrane Using a Sacrificial Layer},
author = {Shivasheesh Varshney and Sooho Choo and Liam Thompson and Zhifei Yang and Jay Shah and Jiaxuan Wen and Steven J. Koester and K. Andre Mkhoyan and Alexander McLeod and Bharat Jalan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.11448},
year = {2023}
}
备注
36 pages, 4 figures