自形成 $LaAlO_3/SrTiO_3$ 微膜
材料科学
2020-09-18 v2
摘要
氧化物异质结构代表了触发新电子态出现和实现新器件概念的独特平台。 界面处二维导电性的发现，十多年来一直将材料科学中两个主要研究领域联系起来：关联过渡金属氧化物体系与低维体系。然而，这两个领域的完全融合需要实现以自支撑膜形式存在的 异质结构。在此我们展示一种获取微米级横向尺寸的氧化物异质膜的全新方法。不同于为半导体开发并近期扩展至氧化物的传统基于薄膜的技术，我们所演示的概念不依赖任何牺牲层，而是基于纯粹的应变工程。我们通过生长不同阶段进行的实时与沉积后分析，监测导致弯曲异质膜自发形成的应变弛豫机制。详细的透射电子显微镜研究表明，这些膜完全外延，且其曲率导致巨大的应变梯度，各层均呈现混合压/拉应变状态。通过在转移至硅芯片上的单个微膜上实现专用电路，我们制备了电子器件。我们的样品表现出与块体异质结构中二维电子系统相似的金属导电性与静电场效应。我们的结果为将氧化物功能引入半导体电子学开辟了新路径，潜在地允许超导晶体管的超低电压门控、由铁电性与挠曲电性介导的二维电子气的微机械控制，以及片上应变电子学。
引用
@article{arxiv.2009.06900,
title = {Self-formed $LaAlO_3/SrTiO_3$ Micro-Membranes},
author = {Alessia Sambri and Mario Scuderi and Anita Guarino and Emiliano Di Gennaro and Ricci Erlandsen and Rasmus T. Dahm and Anders V. Bjørlig and Dennis V. Christensen and Roberto Di Capua and Bartolomeo Della Ventura and Umberto Scotti di Uccio and Salvatore Mirabella and Giuseppe Nicotra and Corrado Spinella and Thomas S. Jespersen and Fabio Miletto Granozio},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.06900},
year = {2020}
}
备注
8 pages, 4 figures