日前，中国中国科大吴文彬传授、氧化域王凌飞传授团队与西北大学司良传授团队相助，物电往事网乐成制备了一种广谱功能的学畛新型超四方相水溶性牺牲层资料Sr4Al2O7，可用于制备多种高品质自反对于氧化物薄膜。患上成果以 “Super-tetragonal Sr4Al2O7as a sacrificial layer for high-integrity freestanding oxide membranes”为题，紧张于1月26日以钻研长文（Research Article）方式宣告于《Science》。妨碍 自反对于氧化物薄膜是迷信指一种去除了衬底后仍是连结单晶特色的低维量子资料，兼具分割关连电子系统的中国多从容度耦合特色以及二维资料的结构柔性。这种资料具备超弹性、氧化域挠曲电性以及清晰的物电往事网磁弹效应等，有望诱导出传统外延氧化物薄膜中不具备的学畛别致量子衍生征兆以及功能特色。同时，患上因为解脱了单晶衬底的紧张刚性解放，自反对于氧化物薄膜易于实现与硅基半导体、妨碍二维范德瓦尔斯资料以及柔性高份子资料的集成，在开辟超薄柔性电子器件方面呈现出重大的运用后劲。 多年来，自反对于氧化物薄膜的干流制备方式是基于水溶性牺牲层的外延愿望、剥离以及转移技术（图1）。可是，当初国内上宽泛运用的Sr-Al-O基水溶性牺牲层与指标氧化物薄膜之间不可防御的晶格失配以及应力弛豫会导致高密度界面弱点的组成，进而在水辅助剥离以及转移历程中引起高密度裂纹的产生，清晰影响自反对于氧化物薄膜的结晶性以及残缺性，并导致响应功能特色的进化。因此，若何抑制微裂纹的组成，取患上大面积、高结晶性的自反对于氧化物薄膜是增长这一钻研畛域进一步发展的紧张迷信成果。 
图1：基于水溶性牺牲层的自反对于氧化物薄膜的剥离以及转移历程呈现图。 针对于上述成果，钻研团队深入探究Sr-Al-O基水溶性牺牲层薄膜的激光份子束外延愿望窗口，经由详尽的薄膜愿望操作发现了一种新型水溶性牺牲层资料Sr4Al2O7。系统的试验表征以及第一性道理合计展现了其诸多优异性子：首先，双轴应变下的Sr4Al2O7薄膜具备四方结构对于称性（图2），与少数ABO3钙钛矿资料可能组成高品质共特意延愿望，抑制了界面处弱点的组成以及水辅助剥离历程中的裂纹产生，清晰降职了自反对于氧化物薄膜的结晶性以及残缺性。钻研团队验证了晶格常数在3.85~4.04 区间的一系列钙钛矿氧化物薄膜的剥离成果，发现从Sr4Al2O7牺牲层上剥离的自反对于薄膜中无裂纹区域可能扩充到毫米级（图3），比当初已经报道的同类自反对于薄膜样品大1~3个数目级，且其结晶性以及功能性可能与单晶衬底上愿望的高品质外延薄膜至关。其次，Sr4Al2O7薄膜的激光份子束外延愿望窗口与少数钙钛矿氧化物薄膜兼容，制备工艺具备普适性。钻研团队还进一步发现Sr4Al2O7特意的原子结构导致其具备很高的水溶性，清晰延迟了水辅助剥离历程的光阴，降职了自反对于氧化物薄膜的制备功能。 
图2：超四方相水溶性牺牲层Sr4Al2O7的原子结构。图2A-C为Sr4Al2O7薄膜的高分说透射电子显微图像以及对于应的晶体结构呈现图。图2D为Sr4Al2O7单胞与钙钛矿氧化物单胞的相对于巨细以及外延愿望关连呈现图。 
图3：运用区别种水溶性牺牲层剥离自反对于氧化物薄膜的残缺性比照。图3A为基于国内上宽泛运用的Sr3Al2O6牺牲层剥离的多种钙钛矿氧化物自反对于薄膜的光学显微图像。所有薄膜上都存在高密度裂纹。图3B为运用新型Sr4Al2O7牺牲层剥离的多种钙钛矿氧化物自反对于薄膜的光学显微图像。所有自反对于薄膜均呈现出“皱而不裂”的外表形貌，预示着结晶性以及残缺性的清晰降职。 新型水溶性牺牲层Sr4Al2O7的发现为制备高结晶性、大面积自反对于氧化物薄膜提供了一种功能且普适的试验伎俩。这一发现突破了自反对于氧化物薄膜在残缺性以及结晶性方面的瓶颈，为该畛域的发展注入了新的能源，既有望增长自反对于氧化物薄膜别致量子物态的进一步发掘，也可能降职这一系统在低维柔性电子学器件方面的运用后劲。审稿人对于该使命给以高度评估，觉患上“对于（自反对于氧化物薄膜）这一正迅速发展的钻研畛域内的迷信家们而言，这无疑是一个幽默的使命”“章等人的使命具备从多个方面临氧化物电子学畛域组成宽泛影响的后劲”。 中国科大合肥微尺度物资迷信国家钻研中间章金凤（博士钻研生）、王傲（硕士钻研生），中国迷信院物理钻研所林挺（博士钻研生），西北大学王晓超（硕士钻研生）为本文的配合第一作者；中国科大王凌飞传授、吴文彬传付与西北大学司良传授为本文的配合通信作者。中国迷信院物理钻研所张庆华钻研员以及清华大学谷林传授团队为本使命提供了紧张的扫描透射电镜表征，国家同步辐射试验室罗震林名目钻研员团队在同步辐射结构表征方面为本使命提供了紧张反对于。该钻研患上到了科技部国家重点研发妄想、国家人造迷信基金委、中国迷信院晃动反对于根基钻研畛域青年团队妄想、中国迷信技术大学“双一流”专项基金等项指标扶助。 论文链接：http://www.science.org/doi/10.1126/science.adi6620 特意申明：本文转载仅仅是出于转达信息的需要，并不象征着代表本网站意见或者证实其内容的着实性；如其余媒体、网站或者总体从本网站转载运用，须保存本网站注明的“源头”，并自信版权等法律责任；作者假如不愿望被转载概况分割转载稿费等事务，请与咱们分割。
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