Pembuatan Cepat Tipis Logam Oksida Kristal Tunggal Bebas Menggunakan YBa2Cu3O7‑x sebagai Lapisan Pengorban
Abstrak
Peneliti lama mencari materi multifungsi yang dapat diadopsi untuk nanoelektronika generasi mendatang dan, diharapkan, kompatibel dengan pemrosesan semiconductor saat ini untuk integrasi lebih lanjut. Sejalan dengan ini, oksida kompleks telah mendapat perhatian besar karena fungsionalitas serbaguna mereka. Meski potensi tak terbatas oksida kompleks telah diteliti selama bertahun-tahun, salah satu tantangan utamanya adalah integrasi langsung oksida fungsional ini pada perangkat atau substrat target yang secara inheren tidak kompatibel dalam hal pertumbuhan oksida. Untuk mencapai tujuan ini, proses bebas (freestanding) telah diusulkan, di mana pengiketan basah lapisan pengorban yang disisipkan dianggap salah satu cara paling efisien untuk mendapatkan tipis lapis berkualitas epitaksial tinggi. Dalam studi ini, kami mengusulkan menggunakan oksida alternatif, YBa2Cu3O7 (YBCO), sebagai lapisan pengorban, yang dapat dengan mudah dilarutkan dalam asam klorida ringan dengan cara yang lebih efisien, sambil melindungi oksida kompleks terpilih tetap utuh. Kualitas epitaksial tinggi oksida kompleks terpilih sebelum dan setelah proses bebas menggunakan YBCO sebagai lapisan pengorban secara komprehensif diteliti melalui kombinasi mikroskopi gaya atom, difraksi sinar X, mikroskopi transmisi elektron, dan transport listrik. Pendekatan ini memungkinkan integrasi langsung oksida kompleks dengan substrat dan perangkat arbitrer dan diharapkan menawarkan jalur yang lebih cepat terhadap pengembangan materi kuantum berdimensi rendah.
Pendahuluan
Industri semiconductor telah sangat mempengaruhi ilmu pengetahuan dan masyarakat modern sejak transistor pertama dibangun. Untuk mengembangkan materi dan perangkat fungsional di luar teknologi modern, materi oksida esensial karena properti fisik serbagunanya [1, 2]. Selama beberapa dekade terakhir, oksida kompleks telah menangkap perhatian besar karena serbaguna, stabilitas, dan kemudahan pembuatannya [3, 4]. Untuk menjelajahi properti tersembunyi dalam materi, sampel berkualitas tinggi diperlukan [5]. Oleh karena itu, heteroepitaksi tipis lapis oksida tampak menonjol karena memberikan kualitas sampel yang dapat dibandingkan dengan kristal tunggal. Akibatnya, pemilihan substrat yang sesuai telah menjadi faktor kunci dalam pertumbuhan tipis lapis epitaksial berkualitas tinggi karena struktur dan properti tipis lapis berkaitan erat dengan keterbatasan/interaksi antarmuka antara substrat dasar dan tipis lapis [6]. Penggunaan substrat kristal tunggal untuk materi individual akan secara signifikan mempengaruhi kinerja oksida kompleks, karena ketidakcocokan jaring dan efek klem substrat [7, 8]. Persyaratan substrat kristal tunggal dan keterbatasan yang timbul dari kehadiran substrat pada dasarnya telah menjadi tantangan signifikan bagi integrasi oksida epitaksial dengan perangkat berbasis silicon dan praktis [9]. Untuk mengatasi keterbatasan, teknik transfer yang sesuai diperlukan untuk mendapatkan tipis lapis bebas yang dapat ditransfer lebih lanjut ke substrat yang diinginkan atau elektronik yang ada [10,11,12,13]. Oleh karena itu, penghapusan substrat kaku adalah cara langsung untuk mencapai tipis lapis epitaksial bebas [11,12,13].
Dalam hal penghapusan substrat kristal tunggal dasar sambil mempertahankan tipis lapis epitaksial utuh, dua pendekatan konvensional yang paling umum adalah laser lift-off dan penggunaan lapisan pengorban. Proses laser lift-off pertama kali diadopsi untuk mentransfer GaN dari safir ke silicon [14]. Karena bandgap yang luas substrat safir, itu tidak akan menyerap energi yang diangkitkan oleh laser eksimer, sementara tipis lapis GaN akan menyerap sebagian besar energi laser impulsif dalam waktu singkat. Dengan impuls laser yang sangat singkat, GaN akan terlepas dari substrat safir dan sehingga dapat ditransfer ke silicon atau substrat yang diinginkan lainnya. Namun, permukaan tipis lapis yang ditransfer biasanya kasar karena bombardir laser eksimer. Oleh karena itu, proses aniling biasanya diperlukan setelah transfer untuk memulihkan permukaan dan kualitas sampel [15, 16]. Pendekatan umum lainnya adalah penggunaan lapisan pengorban yang disisipkan di antara tipis lapis oksida fungsional dan substrat. Langkah kunci pendekatan ini adalah pemilihan lapisan pengorban dan solusi pengiketan yang sesuai. Lapisan pengorban harus memiliki parameter jaring yang serupa dengan tipis lapis yang diinginkan untuk memungkinkan pertumbuhan epitaksial tanpa menginduksi jumlah besar defek. Selain pemilihan substrat, solusi yang sesuai sangat penting. Harus diperhatikan bahwa solusi pengiketan ideal hanya melarutkan lapisan pengorban dan tidak akan menyebabkan kerusakan pada tipis lapis yang diinginkan. Sejalan dengan ini, Lu et al. [17] mengusulkan pendekatan dengan menggunakan Sr3Al2O6 (SAO) sebagai lapisan pengorban untuk menyampaikan superjaring oksida kompleks bebas. Keuntungan menggunakan SAO adalah bahwa SAO larut dalam air. Itu dapat dengan mudah dihapus dengan direndam dalam air murni. Meskipun SAO dapat dilarutkan dalam air netral, konstanta jaring kubik SAO yang besar tidak cocok dengan beberapa oksida kompleks fungsional. Selain itu, laju pengiketan SAO lambat, biasanya membutuhkan waktu hingga 30 jam untuk mengiketi lapisan pengorban SAO tebal 20 nm dalam sebagian besar heterostruktur. Untuk proses bebas yang cepat, Bakaul et al. [18] melakukan pertumbuhan epitaksial tipis lapis Pb(Zr0.2Ti0.8)O3 (PZT) pada substrat SrTiO3 (STO) menggunakan (LaxSr1-x)MnO3 (LSMO) sebagai lapisan pengorban. Heterostruktur berlapis dua ini kemudian direndam dalam larutan kalium iodida/asam klorida (KI/HCl) untuk menghapus lapisan LSMO yang dapat dilarutkan oleh KI/HCl dengan laju pengiketan yang lebih cepat daripada PZT. Namun, meskipun larutan KI/HCl mengiketi LSMO dengan laju yang jauh lebih cepat, itu masih menyebabkan sebagian kerusakan pada tipis lapis yang diinginkan. Akibatnya, mencari lapisan pengorban yang sesuai dengan selektivitas lebih tinggi dan laju pengiketan yang lebih cepat menjadi isu kritis dalam pengembangan tipis lapis bebas.
Di sini, kami mengusulkan metode bebas yang efisien dengan mengadopsi YBa2Cu3O7-x (YBCO), yang dapat dengan mudah dilarutkan dalam HCl, sebagai lapisan pengorban alternatif. Penggunaan YBCO sebagai lapisan pengorban memungkinkan kami untuk memisahkan tipis lapis epitaksial yang diinginkan dari substrat dalam waktu yang jauh lebih singkat. Dengan serangkaian analisis struktural dan verifikasi fungsionalitas, kami memverifikasi bahwa proses bebas dengan menggunakan YBCO sebagai lapisan pengorban adalah pendekatan universal untuk pembuatan oksida kompleks berkualitas tinggi.
Metode
Pertumbuhan Tipis Lapis
Sampel terdiri dari dua komponen, lapisan bebas dan lapisan buffer. Kedua lapisan ditumbuhkan pada substrat STO melalui deposisi laser impulsif menggunakan laser eksimer KrF 248 nm. Kondisi deposisi dapat bervariasi dari satu oksida ke oksida lainnya. YBCO dengan tebal 24 nm ditetapkan pada tekanan oksigen 60 mTorr pada 750 °C dengan daya laser 200 mJ dan frekwensi repetisi laser 10 Hz, sementara LSMO dan SrRuO3 (SRO) ditetapkan pada tekanan oksigen 100 mTorr pada 700 °C dengan daya laser 250 mJ dan frekwensi repetisi laser 10 Hz. Selama pertumbuhan, difraksi elektron energi tinggi refleksi diterapkan untuk memantau mode pertumbuhan dan jumlah lapisan deposisi.
Pengiketan dan Transfer
Setelah deposisi, sampel kemudian dilapisi dengan metil metakrilat polimer (PMMA), lapisan elastomer yang memberikan dukungan fisik, mencegahnya terpecah selama proses berikutnya. Sampel kemudian dipanaskan pada 120 °C selama 5 menit untuk sedikit mengeringkan PMMA di atasnya. Heterostruktur yang dilapisi PMMA kemudian direndam dalam asam klorida 0,6% untuk melarutkan lapisan YBCO. Hanya membutuhkan beberapa menit untuk melarutkan sepenuhnya lapisan pengorban. Setelah proses pengiketan, heterostruktur direndam dalam air deion untuk pembersihan. Setelah proses pembersihan, kami cukup mengangkat tipis lapis bebas yang mengalir dari air deion ke substrat/perangkat yang diinginkan. Setelah tipis lapis diangkat, itu akan dipanaskan pada piringan panas untuk menghilangkan air dari tahap sebelumnya. Terakhir, aseton kemudian diperkenalkan untuk menghapus dukungan PMMA.
Analisis Struktural
Struktur kristal tipis lapis dikarakterisasi dengan teknik difraksi sinar X berbasis sinkrotron di beamline 17A, 17B, dan 13A di Pusat Penelitian Radiasi Sinar Nasional, Taiwan.
Pengamatan STEM
Citra mikroskopi transmisi elektron pemindaian (STEM) diambil menggunakan JEOL ARM200F yang dilengkapi dengan korektor aberi spherik (Cs) pada tegangan percepatan 200 kV. Sudut konvergen semi adalah 25 mrad yang terbentuk di bawah sonda elektron 1 Å, dan sudut koleksi semi detektor high-angle annular dark-field (HAADF) adalah dari 68 hingga 280 mrad.
Pengukuran Transport
Kontak listrik dibuat dalam konfigurasi empat titik uji melalui proses litografi cahaya. Kontak dibuat dengan Cr (3 nm) dan Au (60 nm). Empat titik uji adalah metode yang berguna untuk mengukur resistivitas sampel. Dua dari titik uji digunakan untuk mengalirkan arus listrik, sementara dua titik uji lainnya digunakan untuk mengukur penurunan tegangan untuk menentukan resistivitas. Ketergantungan suhu terhadap resistivitas dilakukan menggunakan Sistem Pengukuran Properti Fisik oleh Quantum Design (PPMS). Sampel pertama dipanaskan hingga 400 K, dan pengukuran dilakukan selama proses pendinginan untuk mengungkap ketergantungan suhu terhadap resistivitas.
Hasil dan Pembahasan
Dalam karya ini, lapisan pengorban alternatif, YBCO, yang dapat diikati lima kali lebih cepat daripada LSMO diadopsi. YBCO adalah bahan superkonduktor suhu tinggi yang memiliki struktur ortombik dengan konstanta jaring a = 3,82 Å, b = 3,89 Å, dan c = 11,68 Å.7 Konstanta jaring sumbu a- dan b dapat dibandingkan dengan sebagian besar oksida kompleks, memungkinkan pertumbuhan epitaksial berkualitas tinggi tipis lapis yang diinginkan pada YBCO. Proses bebas menggunakan YBCO sebagai lapisan pengorban diilustrasikan pada Gambar 1. Untuk memberikan demonstrasi yang meyakinkan, heterostruktur LSMO/YBCO pertama kali ditetapkan pada substrat STO menggunakan deposisi laser impulsif, sebagai sistem pemodelan. Harap diperhatikan bahwa LSMO telah digunakan sebagai lapisan pengorban untuk proses bebas dalam studi sebelumnya [18]. Setelah heterostruktur dibuat, organik PMMA dilapisi pada sampel untuk melindungi permukaan dan mempertahankan integritas tipis lapis LSMO. Heterostruktur kemudian direndam dalam larutan HCl ringan untuk melarutkan lapisan YBCO. Setelah pelarutan lengkap lapisan YBCO, sampel dimasukkan ke dalam air deion (DI) untuk memisahkan lapisan LSMO dan substrat STO. LSMO dengan PMMA kemudian dapat ditransfer ke substrat yang diinginkan, di sini, dalam studi kami, wafersilicon. Sampel yang ditransfer direndam dalam aseton selama 10 menit untuk menghapus PMMA. Terakhir, permukaan LSMO bebas dibersihkan dengan air DI dan isopropanol.
Skenematik proses pengikatan dan transfer lapisan LSMO bebas menggunakan YBCO sebagai lapisan pengorban.
Setelah transfer, LSMO bebas pada silicon diperoleh. Morfologi permukaan yang sesuai dari LSMO, sebelum dan setelah bebas, ditunjukkan pada Gambar 2a, b, masing-masing, menunjukkan permukaan datar dan halus tanpa kerusakan terlihat pada materi melalui proses bebas. Untuk mengungkap detail struktural tipis lapis LSMO sebelum dan setelah proses bebas, difraksi sinar X (XRD) digunakan. Pemindaian normal XRD sampel sebelum diolah, seperti ditunjukkan pada Gambar 2c, menunjukkan tipis lapis LSMO berorientasi (001) pada YBCO/STO (001). Kecuali LSMO, YBCO, dan STO, tidak ada fase sekunder yang terdeteksi, menunjukkan ciri LSMO murni pada YBCO/STO. Jarak d-spasi LSMO yang dihitung dari pemindaian normal XRD adalah ~ 3,846 Å, yang lebih kecil dibandingkan nilai bulk (3,88 Å) [19]. Sumbu c jaring yang lebih kecil diharapkan karena regangan regangan yang ditawarkan oleh substrat STO (konstanta jaring = 3,905 Å). Selain itu, kristalinitas terungkap dari lebar setengah maksimum (FWHM) (~ 0,051°) dari kurva goyangan di sekitar LSMO (002) (lihat Informasi Tambahan Gambar S1a). Pemindaian phi digunakan untuk mengonfirmasi hubungan epitaksial LSMO. Seperti ditunjukkan pada Gambar 2d, refleksi LSMO (103) dapat terdeteksi setiap 90°, menunjukkan simetri 4-kali dari tipis lapis LSMO berorientasi (001), yang secara langsung berkaitan dengan substrat kristal tunggal kubik STO. Setelah menginstal properti struktural tipis lapis LSMO sebelum diolah, lapisan YBCO kemudian diikati oleh HCl(aq), sehingga lapisan LSMO melayang dalam cairan. Tipis lapis LSMO bebas kemudian ditransfer ke substrat silicon. Ciri LSMO murni berorientasi (001) terungkap oleh pemindaian normal XRD (Gambar 2e), sementara pemindaian phi menunjukkan simetri 4-kali (Gambar 2f). Observasi ini memverifikasi bahwa tidak ada perubahan struktural pada tipis lapis LSMO epitaksial setelah proses bebas. FWHM lapisan LSMO bebas juga ditunjukkan dalam Informasi Tambahan Gambar S1b.
Citra topografi AFM LSMO a sebelum dan b setelah bebas. c Pemindaian normal XRD heterostruktur LSMO/YBCO/STO. d Pemindaian phi di sekitar bidang LSMO (103) LSMO sebelum diolah. e Pemindaian normal XRD LSMO bebas dan f Pemindaian phi di sekitar bidang LSMO (103) bebas
Untuk mengungkap status regangan dan variasi jaring epitaksial LSMO sebelum dan setelah bebas, pemindaian ruang reciprok XRD (RSM) dilakukan. RSM di sekitar bidang STO (103) ditunjukkan pada Gambar 3a. Untuk sampel sebelum diolah, jaring dalam bidang tipis lapis LSMO sepenuhnya diregangkan oleh substrat STO, menunjukkan konstanta jaring dalam bidang yang hampir sama dengan kristal tunggal STO. Dengan cara ini, jaring luar bidang LSMO disusutkan karena keterbatasan epitaksial, yang konsisten dengan pemindaian normal XRD. Setelah pengiketan, RSM LSMO bebas menunjukkan ciri bebas regangan, seperti ditunjukkan pada Gambar 3b. Konstanta jaring LSMO yang diekstraksi dari data RSM menunjukkan struktur pseudo-kubik dengan konstanta jaring ~ 3,88 Å, yang sama dengan nilai bulk. Hasil ini menunjukkan bahwa tipis lapis bebas tidak memiliki regangan setelah proses bebas, dan tidak ada ikatan kimia antara lapisan yang ditransfer dan substrat pembawa. Untuk menyelidiki lebih lanjut detail properti struktural LSMO bebas, mikroskop transmisi elektron pemindaian (STEM) digunakan. Citra HAADF LSMO bebas, seperti ditampilkan pada Gambar 3c, menunjukkan tipis lapis LSMO pseudo-kubik bebas defek. Pola FFT yang sesuai dari LSMO yang ditunjukkan di dalam kotak Gambar 3c mengungkap jaring dalam bidang kubik dan 4-kali, yang sangat konsisten dengan hasil XRD. Berdasarkan hasil di atas, kami telah menyajikan tipis lapis LSMO kristal tunggal berkualitas tinggi berorientasi (001) yang sepenuhnya bebas regangan dan tanpa degradasi yang dapat berhasil ditransfer ke substrat Si.
a Pemetaan ruang reciprok (RSM) di sekitar LSMO (103) sebelum diolah dan b RSM di sekitar LSMO (103) bebas. c Citra HAADF pandangan atas LSMO bebas. Di dalam kotak adalah pola FFT. d Ketergantungan suhu resistivitas LSMO sebelum dan setelah bebas. Di dalam kotak mewakili perilaku transport lapisan pengorban YBCO murni insulator sebelum diolah
Kami kemudian beralih untuk mempelajari perilaku transport tipis lapis LSMO sebelum dan setelah bebas. LSMO adalah materi feromagnetik dengan suhu Curie (TC) serta transisi logam-insulator (MIT) pada 369 K dalam bulk [19]. Suhu transisi LSMO didominasi oleh interaksi pertukaran ganda antara Mn3+-O-Mn4+ [20]. Dalam heterostruktur LSMO/YBCO/STO, regangan regangan akan meregangkan ikatan Mn-O-Mn dan menyebabkan penurunan TC [21]. Akibatnya, ada penurunan yang jelas TC dalam LSMO sebelum diolah. Seperti ditunjukkan pada Gambar 3d, TC LSMO sebelum diolah sekitar 338 K. Setelah menghapus lapisan bawah YBCO, seperti dibuktikan oleh XRD, tidak ada regangan yang diamati pada lapisan LSMO bebas dan TC yang diukur meningkat menjadi 351 K. Di dalam kotak Gambar 3d mewakili ketergantungan suhu resistivitas lapisan pengorban YBCO murni pada STO. Dalam studi ini, lapisan YBCO yang sangat tipis dan defisit oksigen yang menunjukkan keadaan insulator digunakan. Penggunaan YBCO insulator memastikan perilaku transport sampel sebelum diolah didominasi oleh LSMO dan sehingga mencegah konduksi logam yang disebabkan oleh lapisan YBCO. Selain itu, serangkaian LSMO dengan berbagai tebal telah dibuat untuk membandingkan TC untuk tipis lapis sebelum diolah dan bebas. Seperti ditunjukkan dalam Informasi Tambahan Gambar S2, perilaku transport tipis lapis LSMO dengan tebal 16, 30, dan 60 nm diukur sebelum dan setelah proses bebas. Secara umum, TC tipis lapis LSMO lebih tinggi dari sampel sebelum diolah, yang disebabkan oleh ketiadaan klem substrat pada lapisan LSMO bebas setelah melapisi lapisan pengorban YBCO.
Proses pengiketan YBCO mungkin didominasi oleh oksida tembaga, yang dapat diperlakukan sebagai basa lemah. Konstitusi oksida tembaga dapat bereaksi cepat dengan HCl, membentuk klorida tembaga (II) yang larut dan air. Rumus untuk reaksi HCl dengan oksida tembaga dapat dituliskan sebagai:
Menggunakan larutan pengikatan yang sama, kedalaman pengiketan YBCO dapat mencapai lebih dari 120 nm dalam 10 detik sementara LSMO akan membutuhkan lebih dari 120 detik untuk mencapai tingkat pengiketan yang sama, seperti ditunjukkan pada Gambar 4a, b, masing-masing. Laju pengiketan YBCO terhadap konsentrasi HCl ditampilkan lebih lanjut pada Gambar 4c. Dibandingkan dengan LSMO, seperti ditunjukkan pada Gambar 4d, laju pengiketan YBCO setidaknya lima kali lebih cepat daripada LSMO, pada konsentrasi HCl yang sama. Perbedaan besar ini dapat disebabkan oleh aktivitas ion klorida dalam HCl, di mana aktivitas ion klorida akan sangat berkurang saat bereaksi dengan oksida logam yang memiliki valensi lebih tinggi [22]. Mangan dalam LSMO terdiri dari status valensi bercampur Mn+3 dan Mn+4, sementara status valensi tembaga dalam YBCO bergeser dari Cu+1 ke Cu+2 selama reaksi [23]. Akibatnya, proses pengiketan YBCO jauh lebih cepat daripada LSMO. Habbache et al. [24] telah melaporkan bahwa oksida tembaga akan diikati dalam HCl secara signifikan lebih cepat daripada asam lain karena karakter agresif anion klorida. Akibatnya, penggunaan YBCO sebagai lapisan pengorban memberikan pendekatan yang lebih cepat yang tidak hanya memperpendek waktu reaksi yang diperlukan, tetapi juga menghindari degradasi materi yang diinginkan.
Kedalaman pengiketan versus waktu untuk a YBCO dan b LSMO, masing-masing. Laju pengiketan tergantung konsentrasi HCl dari c YBCO dan d LSMO
Untuk membuktikan kemampuan serbaguna penggunaan YBCO sebagai lapisan pengorban, prosedur serupa telah diadopsi untuk mendapatkan tipis lapis SRO bebas. Morfologi permukaan yang sesuai dari SRO, sebelum dan setelah bebas, ditunjukkan dalam Informasi Tambahan Gambar S3, membuktikan permukaan halus tanpa kerusakan terlihat setelah bebas. Pemindaian normal XRD struktur SRO/YBCO/STO yang ditunjukkan pada Gambar 5a mengungkap kristal pseudo-kubik berorientasi (001) tanpa fase sekunder apa pun. Jarak d-spasi SRO sebelum diolah pada STO dihitung 3,96 Å, yang lebih besar dari nilai bulk (3,93 Å), menunjukkan regangan kompresi yang diterapkan pada lapisan SRO. Keterbatasan epitaksial SRO terungkap oleh RSM. Seperti ditunjukkan pada Gambar 5b, film SRO diregangkan oleh STO, dan oleh karena itu, sumbu c yang diperpanjang diamati. Setelah lapisan YBCO dihilangkan oleh larutan HCl, pemindaian normal XRD dan RSM menunjukkan lapisan SRO bebas regangan dengan konstanta jaring sama dengan 3,93 Å, seperti ditunjukkan pada Gambar 5c, d, masing-masing. FWHM SRO (002) sebelum diolah dan bebas adalah 0,91° dan 0,42°, masing-masing, menunjukkan kualitas kristalinitas yang lebih baik setelah pengiketan. Selain itu, citra HAADF, seperti ditunjukkan pada Gambar 5e, menunjukkan jaring dalam bidang SRO membran bebas yang bebas defek dan pseudo-kubik. Perilaku transport listrik sekali lagi menunjukkan bahwa efek klem substrat pada film SRO telah dihapus setelah bebas. Dalam Informasi Tambahan Gambar S4, berbagai tebal film SRO dibuat dan dibandingkan. Tipis lapis SRO bebas selalu menunjukkan TC yang lebih tinggi daripada sebelum diolah karena regangan epitaksial yang dilepaskan. Gambar 5f menunjukkan foto nyata tipis lapis bebas, di mana lapisan bebas tetap utuh setelah bebas, yang juga menunjukkan bahwa sistem bebas skala besar dapat diterapkan. Demonstrasi yang berhasil dari SRO bebas menunjukkan bahwa penggunaan YBCO sebagai lapisan pengorban adalah metode universal untuk mendapatkan oksida fungsional bebas dan kristal tunggal.
a Pemindaian normal XRD dan b RSM heterostruktur SRO sebelum diolah. c Pemindaian normal XRD dan d RSM SRO bebas. e Citra STEM HAADF pandangan datar SRO bebas. f Foto film SRO bebas dan substrat setelah pengiketan
Kesimpulan
Secara ringkasan, kami telah mendirikan jalur cepat untuk pembuatan tipis lapis bebas kristal tunggal berkualitas tinggi dengan menggunakan YBCO sebagai lapisan pengorban. Melalui sistem pemodelan, LSMO, sebagai contoh, tipis lapis LSMO bebas berkualitas tinggi dan epitaksial dapat ditransfer secara arbitrer ke silicon atau substrat/perangkat yang ada lainnya. XRD dan STEM telah membuktikan bahwa struktur epitaksial dengan baik dipertahankan, sementara klem substrat sepenuhnya dihapus setelah proses bebas. Ciri bebas juga didukung oleh pengukuran transport listrik, dengan yang suhu Curie sistem bebas ditemukan secara signifikan lebih tinggi karena ketiadaan keterbatasan epitaksial. Penggunaan YBCO sebagai lapisan pengorban telah divalidasi dapat diikati jauh lebih cepat daripada lapisan pengorban konvensional LSMO dan SAO, sambil tidak menyebabkan kerusakan yang terlihat pada materi target. Dengan pendekatan serupa yang diadopsi untuk membuat tipis lapis SRO bebas, kami telah mendemonstrasikan penggunaan YBCO sebagai metode yang secara umum serbaguna untuk mendapatkan tipis lapis oksida bebas. Temuan kami menawarkan perspektif baru tentang utilitas oksida fungsional untuk integrasi perangkat berbasis silicon dan elektronik fleksibel.
Ketersediaan Data dan Bahan
Data yang mendukung kesimpulan artikel termasuk dalam artikel.
