I ricercatori hanno sviluppato un nuovo strato sacrificale idrosolubile, Sr4 "super-tectragonale" Al2 O7 (SAOT ), con ampia possibilità di regolazione delle costanti reticolari, che può essere utilizzata per preparare membrane di ossido indipendenti di alta qualità. Il loro lavoro è pubblicato su Science .
Una membrana di ossido indipendente è un tipo di materiale quantistico a bassa dimensionalità che mantiene le proprietà monocristalline anche dopo aver rimosso il substrato, possedendo sia le proprietà accoppiate di multi-grado di libertà in sistemi elettronici correlati sia la flessibilità strutturale del bidimensionale. materiali. Le sue proprietà uniche come la superelasticità offrono il potenziale per indurre nuovi fenomeni di derivazione quantistica e sviluppare dispositivi elettronici flessibili ultrasottili.
Tuttavia, il rilassamento della deformazione disadattata tra lo strato sacrificale idrosolubile e la membrana di ossido innesca la formazione di crepe ad alta densità durante l'esfoliazione assistita dall'acqua della membrana di ossido indipendente, compromettendo la cristallinità e l'integrità dell'attuale membrana di ossido indipendente. Come sopprimere la formazione di crepe e ottenere membrane di ossido indipendenti, di ampia area e altamente cristalline, rimane una sfida.
Per risolvere il problema, il team ha approfondito la finestra di crescita della deposizione laser pulsata dello strato sacrificale idrosolubile a base di Sr-Al-O (SAO) e ha scoperto uno Sr4 precedentemente sconosciuto. Al2 O7 pellicola, che presenta proprietà straordinarie.
Lo Sr4 con tensione biassiale Al2 O7 il film ha una simmetria strutturale tetragonale, consentendo una crescita coerente di ABO3 di alta qualità /SAOT eterostrutture epitassiali, che sopprimono la formazione di crepe durante il rilascio assistito dall'acqua e quindi migliorano la cristallinità e l'integrità della membrana di ossido indipendente.
Il team ha inoltre verificato l'effetto di esfoliazione dei film di ossido di perovskite con un ampio intervallo di costanti reticolari (da 3,85 a 4,04 Å) e ha rivelato che le aree prive di crepe della membrana di ossido indipendente vengono rilasciate dallo Sr4 Al2 O7 lo strato sacrificale può estendersi fino a pochi millimetri di scala, ovvero 1–3 ordini di grandezza più grandi della precedente membrana di ossido indipendente. Inoltre, la cristallinità e le funzionalità della membrana di ossido indipendente del team sono paragonabili alle membrane epitassiali coltivate su substrati cristallini singoli.
Inoltre, il team ha scoperto che la struttura unica di Sr4 Al2 O7 si traduce in un'elevata solubilità in acqua, riducendo significativamente il tempo dei processi di rilascio assistiti dall'acqua e migliorando l'efficienza della membrana di ossido indipendente.
Questa scoperta rappresenta una svolta nel miglioramento dell'integrità e della cristallinità delle membrane di ossido indipendenti, che possono aumentare il loro potenziale applicativo in dispositivi elettronici flessibili a bassa dimensione. I revisori elogiano molto questo lavoro, affermando che "(questo lavoro) ha il potenziale per avere un ampio impatto sull'elettronica a ossido da molteplici prospettive."
Il gruppo di ricerca è stato guidato dal Prof. Wu Wenbing e dal Prof. Wang Linfei dell'Università della Scienza e della Tecnologia della Cina, in collaborazione con il team del Prof. Si Liang della Northwest University.
Ulteriori informazioni: Jinfeng Zhang et al, Super-tetragonale Sr4 Al2 O7 come strato sacrificale per membrane di ossido indipendenti ad alta integrità, Scienza (2024). DOI:10.1126/science.adi6620
Informazioni sul giornale: Scienza
Fornito dall'Università della Scienza e della Tecnologia della Cina
