Schnelle Herstellung freistehender einkristalliner Oxid-Dünnschichten mittels YBa₂Cu₃O₇₋ₓ als Opferlage

Zusammenfassung

Forscher suchen seit langem nach multifunktionalen Materialien für die Nanoelektronik der nächsten Generation, die mit aktuellen Halbleiterprozessen kompatibel sind. Komplexe Oxide haben aufgrund ihrer vielseitigen Funktionalitäten große Aufmerksamkeit erregt. Trotz ihres unerschlossenen Potenzials bleibt die direkte Integration dieser Funktionsoxide auf bestehende Geräte oder Zielsubstrate, die inhärent inkompatibel zum Oxidwachstum sind, eine große Herausforderung. Freistehende Prozesse, bei denen das Nassätzen eingebetteter Opferlagen als einer der effizientesten Wege gilt, um epitaktisch hochwertige Dünnschichten zu erhalten, wurden vorgeschlagen. In dieser Studie schlagen wir die Verwendung eines alternativen Oxids, YBa₂Cu₃O₇ (YBCO), als Opferlage vor, das sich effizienter in verdünnter Salzsäure auflöst, während ausgewählte komplexe Oxide intakt bleiben. Die hohe epitaktische Qualität des ausgewählten komplexen Oxids vor und nach dem Freistellungsprozess mit YBCO als Opferlage wird umfassend mittels Rasterkraftmikroskopie, Röntgenbeugung, Transmissionelektronenmikroskopie und elektrischen Transportmessungen untersucht. Dieser Ansatz ermöglicht die direkte Integration komplexer Oxide mit beliebigen Substraten und Geräten und wird voraussichtlich einen schnelleren Weg zur Entwicklung niedrigdimensionaler Quantenmaterialien bieten.

Einleitung

Die Halbleiterindustrie hat seit dem ersten Transistor die moderne Wissenschaft und Gesellschaft maßgeblich beeinflusst. Um funktionale Materialien und Geräte jenseits der aktuellen Technologie zu entwickeln, sind Oxidmaterialien aufgrund ihrer vielseitigen physikalischen Eigenschaften essenziell. In den letzten Jahrzehnten haben komplexe Oxide aufgrund ihrer Vielseitigkeit, Stabilität und einfachen Fertigung massive Aufmerksamkeit erfahren. Um verborgene Materialeigenschaften zu erforschen, sind hochwertige Proben erforderlich. Oxid-Dünnschicht-Heteroepitaxie ist daher besonders, da sie Probenqualität liefert, die mit Einkristallen vergleichbar ist. Die Wahl eines geeigneten Substrats ist entscheidend für das Wachstum hochwertiger epitaktischer Filme, da Struktur und Eigenschaften der Dünnschichten eng mit der interfacialen Zwangsbedingung/Wechselwirkung zwischen Substrat und Film verknüpft sind. Die Verwendung von Einkristallsubstraten für individuelle Materialien beeinflusst die Leistung komplexer Oxide erheblich aufgrund von Gitterfehlanpassung und Substratklemmeffekt. Die Notwendigkeit von Einkristallsubstraten und die resultierenden Zwänge haben die Integration epitaktischer Oxide mit siliziumbasierten und praktischen Geräten stark erschwert. Um diese Limitation zu überwinden, sind geeignete Transfertechniken erforderlich, um freistehende Dünnschichten zu erhalten, die auf gewünschte Substrate oder bestehende Elektronik übertragen werden können. Die Entfernung des starren Substrats ist ein direkter Weg, um freistehende epitaktische Dünnschichten zu erreichen.

Hinsichtlich der Entfernung der zugrundeliegenden Einkristallsubstrate bei Erhalt der epitaktischen Filme sind zwei konventionelle Ansätze der Laser-Lift-Off und die Verwendung einer Opferlage. Der Laser-Lift-Off-Prozess wurde erstmals zum Transfer von GaN von Saphir auf Silizium eingesetzt. Aufgrund der großen Bandlücke des Saphirsubstrats absorbiert es die Energie eines Excimerlasers nicht, während GaN-Filme den größten Teil der gepulsten Laserenergie in kurzer Zeit absorbieren. Mit sehr kurzen Laserpulsen löst sich GaN vom Saphirsubstrat und kann auf Silizium oder andere Substrate übertragen werden. Die Oberfläche des übertragenen Films ist jedoch meist rau aufgrund der Bombardierung mit dem Excimerlaser, weshalb meist ein Glühprozess zur Wiederherstellung der Oberflächen- und Probenqualität nötig ist. Ein anderer gängiger Ansatz ist die Verwendung einer zwischen Funktionsoxidfilm und Substrat eingebetteten Opferlage. Der entscheidende Schritt ist die Auswahl der Opferlage und geeigneter Ätzlösungen. Die Opferlage muss einen ähnlichen Gitterparameter wie der gewünschte Dünnfilm besitzen, um epitaktisches Wachstum ohne signifikante Defekte zu ermöglichen. Neben der Substratwahl ist eine geeignete Lösung essenziell: Eine ideale Ätzlösung löst nur die Opferlage auf, ohne den gewünschten Film zu beschädigen. Lu et al. schlugen Sr₃Al₂O₆ (SAO) als Opferlage für freistehende komplexe Oxid-Supergitter vor. Der Vorteil von SAO ist seine Wasserlöslichkeit; es kann durch Einweichen in reines Wasser entfernt werden. Trotz der Löslichkeit in neutralem Wasser passt die große Gitterkonstante von kubischem SAO nicht zu einigen funktionalen komplexen Oxiden. Zudem ist die Ätzrate von SAO langsam, meist bis zu 30 h für das Ätzen einer 20-nm-dicken SAO-Opferlage in den meisten Heterostrukturen. Für einen schnellen Freistellungsprozess nutzten Bakaul et al. epitaktisches Wachstum von Pb(Zr₀.₂Ti₀.₈)O₃ (PZT) auf SrTiO₃ (STO) mit (LaₓSr₁₋ₓ)MnO₃ (LSMO) als Opferlage. Diese Bilayer-Heterostruktur wurde in Kaliumiodid/Salzsäure (KI/HCl) gebadet, um die LSMO-Schicht zu entfernen, die sich schneller als PZT in KI/HCl auflöst. Dennoch verursacht KI/HCl auch bei schnellerer Ätzrate teilweise Schäden an den gewünschten Dünnschichten. Daher wird die Suche nach einer geeigneten Opferlage mit höherer Selektivität und schnellerer Ätzrate zu einem kritischen Thema bei der Entwicklung freistehender Dünnschichten.

Hier schlagen wir eine effiziente Freistellungsmethode vor, indem wir YBa₂Cu₃O₇₋ₓ (YBCO) als alternative Opferlage einsetzen, die sich leicht in HCl auflöst. Die Nutzung von YBCO ermöglicht die Trennung der gewünschten epitaktischen Filme von den Substraten in deutlich kürzerer Zeit. Durch eine Reihe struktureller Analysen und Funktionsverifikationen belegen wir, dass der Freistellungsprozess mit YBCO als Opferlage ein universeller Ansatz für die Herstellung hochwertiger komplexer Oxide ist.

Methoden

Dünnschichtwachstum

Das Probenmaterial besteht aus zwei Komponenten: der freistehenden Schicht und der Pufferlage. Beide wurden auf STO-Substrat mittels gepulster Laserdeposition mit 248-nm-KrF-Excimerlaser gewachsen. Die Abscheidebedingungen variieren je nach Oxid. YBCO mit 24 nm Dicke wurde bei 60 mTorr Sauerstoffdruck, 750 °C, 200 mJ Laserleistung und 10 Hz Repetitionsrate abgeschieden. LSMO und SrRuO₃ (SRO) wurden bei 100 mTorr, 700 °C, 250 mJ und 10 Hz abgeschieden. Während des Wachstums wurde reflektierende Hochenergie-Elektronenbeugung zur Überwachung des Wachstumsmodus und der Anzahl der abgeschiedenen Lagen verwendet.

Ätzen und Transfer

Nach der Abscheidung wurde das Probenmaterial mit Poly(methylmethacrylat) (PMMA), einem Elastomer, das physikalischen Halt bietet und ein Reißen während des folgenden Prozesses verhindert, spin-beschichtet. Das Probenmaterial wurde bei 120 °C für 5 min gebacken, um das PMMA leicht anzutrocknen. Die mit PMMA bedeckte Heterostruktur wurde dann in 0,6%iger Salzsäure getaucht, um die YBCO-Schicht aufzulösen. Die vollständige Auflösung der Opferlage dauert nur wenige Minuten. Nach dem Ätzen wurde die Heterostruktur in deionisiertem Wasser gereinigt. Anschließend wurde der freischwebende Dünnfilm einfach aus dem deionisierten Wasser auf die gewünschten Substrate/Geräte aufgenommen. Nach der Aufnahme wurde das Probenmaterial auf einer Heizplatte getrocknet, um Wasser zu entfernen. Schließlich wurde Aceton verwendet, um die PMMA-Stütze zu entfernen.

Strukturanalyse

Die Kristallstruktur der Dünnschicht wurde mit Synchrotron-basierten Röntgenbeugungstechniken an den Beamlines 17A, 17B und 13A im National Synchrotron Radiation Research Center, Taiwan, charakterisiert.

STEM-Beobachtung

Rastertransmissionselektronenmikroskopie (STEM) Bilder wurden mit einem JEOL ARM200F mit sphärischer Aberrationskorrektur (Cs) bei 200 kV Beschleunigungsspannung aufgenommen. Der halbe Konvergenzwinkel betrug 25 mrad, was einen Elektronenstrahl unter 1 Å formte. Der halbe Sammelwinkel des High-Angle Annular Dark-Field (HAADF) Detektors lag zwischen 68 und 280 mrad.

Transportmessungen

Elektrische Kontakte wurden in Vierpunkt-Sondenkonfiguration mittels Photolithografie gefertigt. Die Kontakte bestanden aus Cr (3 nm) und Au (60 nm). Die Vierpunkt-Sonde ist eine nützliche Methode zur Messung des spezifischen Widerstands. Zwei Sonden leiten Strom, die anderen beiden messen den Spannungsabfall zur Bestimmung des Widerstands. Die Temperaturabhängigkeit des Widerstands wurde mit einem Physical Property Measurement System (PPMS) von Quantum Design gemessen. Das Probenmaterial wurde zunächst auf 400 K erhitzt, die Messung erfolgte während des Abkühlens, um die Temperaturabhängigkeit des Widerstands zu ermitteln.

Ergebnisse und Diskussion

In dieser Arbeit wird eine alternative Opferlage, YBCO, verwendet, die fünfmal schneller als LSMO geätzt werden kann. YBCO ist ein Hochtemperatursupraleiter mit orthorhombischer Struktur und Gitterkonstanten a = 3,82 Å, b = 3,89 Å, c = 11,68 Å. Die a- und b-Achsen-Gitterkonstanten sind mit den meisten komplexen Oxiden vergleichbar, was hochwertiges epitaktisches Wachstum der gewünschten Filme auf YBCO ermöglicht. Der Freistellungsprozess mit YBCO als Opferlage ist in Abb. 1 schematisch dargestellt. Zur überzeugenden Demonstration wurde zunächst eine LSMO/YBCO-Heterostruktur auf STO-Substrat mittels gepulster Laserdeposition abgeschieden als Modellsystem. Beachte, dass LSMO in früheren Studien als Opferlage für Freistellungsprozesse verwendet wurde. Nach der Fertigung der Heterostruktur wurde organisches PMMA auf das Probenmaterial aufgebracht, um die Oberfläche zu schützen und die Integrität des LSMO-Films zu wahren. Die Heterostruktur wurde dann in verdünnter HCl-Lösung getaucht, um die YBCO-Schicht aufzulösen. Nach vollständigem Ätzen der YBCO-Schicht wurde das Probenmaterial in deionisiertes (DI) Wasser gegeben, um die LSMO-Schicht vom STO-Substrat zu trennen. Das LSMO mit PMMA konnte dann auf beliebige Substrate, hier ein Siliziumwafer, übertragen werden. Das übertragene Probenmaterial wurde 10 min in Aceton getaucht, um PMMA zu entfernen. Schließlich wurde die Oberfläche des freistehenden LSMO mit DI-Wasser und Isopropanol gereinigt.

Schematik des Ätzprozesses und des Transfers freistehender LSMO-Schichten mit YBCO als Opferlage.

Nach dem Transfer wurde freistehendes LSMO auf Silizium erhalten. Die entsprechenden Oberflächenmorphologien von LSMO, als gewachsen und freistehend, sind in Abb. 2a, b dargestellt und zeigen flache, glatte Oberflächen ohne sichtbare Schäden durch den Freistellungsprozess. Um strukturelle Details der LSMO-Dünnschichten vor und nach dem Freistellungsprozess zu enthüllen, wurde Röntgenbeugung (XRD) eingesetzt. Der XRD-Normalscan des als gewachsenen Probenmaterials (Abb. 2c) zeigt (001)-orientierte LSMO-Filme auf YBCO/STO (001). Außer LSMO, YBCO und STO wurde keine Sekundärphase detektiert, was einen reinen LSMO-Film auf YBCO/STO anzeigt. Der berechnete d-Abstand von LSMO aus dem XRD-Normalscan beträgt ~3,846 Å, kleiner als der Bulk-Wert (3,88 Å). Die kleinere c-Achse ist auf die Zugspannung des STO-Substrats (Gitterkonstante = 3,905 Å) zurückzuführen. Die Kristallinität wird durch die Halbwertsbreite (FWHM) (~0,051°) aus der Schaukelkurve um LSMO (002) offenbart (siehe Supplementary Information Abb. S1a). Der Phi-Scan bestätigte die epitaktische Relation von LSMO. Wie in Abb. 2d gezeigt, kann die Reflexion LSMO (103) alle 90° detektiert werden, was eine 4-fache Symmetrie des (001)-orientierten LSMO-Films anzeigt, die direkt mit dem kubischen STO-Einkristallsubstrat korreliert. Nach Etablierung der strukturellen Eigenschaften des als gewachsenen LSMO-Dünnfilms wurde die YBCO-Schicht mit HCl(aq) geätzt, wodurch die LSMO-Schicht in der Flüssigkeit schwebte. Der freistehende LSMO-Film wurde auf ein Siliziumsubstrat übertragen. Ein reines (001)-orientiertes LSMO-Merkmal wurde durch XRD-Normalscan (Abb. 2e) enthüllt, während der Phi-Scan 4-fache Symmetrie zeigt (Abb. 2f). Diese Beobachtungen verifizieren, dass keine strukturellen Veränderungen am epitaktischen LSMO-Film nach dem Freistellungsprozess auftreten. Die FWHM der freistehenden LSMO-Schicht ist in Supplementary Information Abb. S1b dargestellt.

AFM-Topographie von LSMO a vor und b nach Freistellung. c XRD-Normalscan von LSMO/YBCO/STO. d Phi-Scan um LSMO (103) des als gewachsenen LSMO. e XRD-Normalscan von freistehendem LSMO und f Phi-Scan um freistehendes LSMO (103).

Um Spannungszustände und Gittervariationen von epitaktischem LSMO vor und nach Freistellung zu untersuchen, wurde XRD reziproke Raumabbildung (RSM) durchgeführt. Die RSM um die STO (103) Ebene ist in Abb. 3a gezeigt. Für das als gewachsene Probenmaterial war der in-plane Gitterparameter des LSMO-Films vollständig durch das STO-Substrat gespannt und zeigte fast dieselben in-plane Gitterkonstanten wie der STO-Einkristall. Dadurch wird der out-of-plane Gitterparameter von LSMO aufgrund epitaktischer Zwang verkürzt, konsistent mit dem XRD-Normalscan. Nach dem Ätzen zeigt die RSM des freistehenden LSMO ein spannungsfreies Merkmal (Abb. 3b). Die aus RSM-Daten extrahierten Gitterkonstanten von LSMO deuten auf eine pseudokubische Struktur mit Gitterkonstanten ~3,88 Å hin, die den Bulkwerten entsprechen. Dies zeigt, dass freistehende Dünnschichten nach dem Freistellungsprozess keine Spannung besitzen und keine chemische Bindung zwischen übertragener Schicht und Trägersubstrat besteht. Um weitere strukturelle Details freistehenden LSMO zu untersuchen, wurde Rastertransmissionselektronenmikroskopie (STEM) eingesetzt. Das High-Angle Annular Dark-Field (HAADF) Bild freistehenden LSMO (Abb. 3c) zeigt defektfreie und pseudokubische LSMO-Filme. Das entsprechende schnelle Fourier-Transformierte (FFT) Muster von LSMO (Inset in Abb. 3c) offenbart 4-fache und kubische in-plane Gitter, in guter Übereinstimmung mit XRD-Ergebnissen. Basierend auf diesen Ergebnissen können hochwertige einkristalline (001)-orientierte LSMO-Filme mit vollständig spannungsfreien und ohne Degradation auf Si-Substrat erfolgreich übertragen werden.

a Reziproke Raumabbildung (RSM) um als gewachsenes LSMO (103) und b RSM um freistehendes LSMO (103). c Draufsicht HAADF-Bild freistehenden LSMO. Inset: FFT-Muster. d Temperaturabhängigkeit des Widerstands von LSMO vor und nach Freistellung. Inset: Transportverhalten der als gewachsenen isolierenden YBCO-Opferlage.

Anschließend untersuchten wir das Transportverhalten von LSMO-Filmen vor und nach Freistellung. LSMO ist ein ferromagnetisches Material mit Curie-Temperatur (T_C) sowie Metall-Isolator-Übergang (MIT) bei 369 K im Bulk. Die Übergangstemperatur wird durch den Doppelauswechsel zwischen Mn³⁺-O-Mn⁴⁺ dominiert. In der LSMO/YBCO/STO-Heterostruktur verlängert die Zugspannung die Mn-O-Mn-Bindungen und senkt T_C. Daher ist ein offensichtlicher T_C-Abfall im als gewachsenen LSMO zu beobachten. Wie in Abb. 3d gezeigt, beträgt T_C des als gewachsenen LSMO ca. 338 K. Nach Entfernen der YBCO-Unterlage zeigt XRD keine Spannung auf dem freistehenden LSMO, und die gemessene T_C steigt auf 351 K. Der Inset in Abb. 3d stellt die Temperaturabhängigkeit des Widerstands der reinen YBCO-Opferlage auf STO dar. In dieser Studie wurde eine sehr dünne, sauerstoffdefiziente YBCO-Schicht im isolierenden Zustand verwendet. Die Verwendung isolierendem YBCO stellt sicher, dass das Transportverhalten des als gewachsenen Probenmaterials von LSMO dominiert wird und metallische Leitung durch die YBCO-Schicht ausgeschlossen wird. Zudem wurden LSMO-Filme verschiedener Dicken hergestellt, um T_C für als gewachsene und freistehende Filme zu vergleichen. Wie in Supplementary Information Abb. S2 gezeigt, wurden Transportverhalten von LSMO-Filmen mit 16, 30 und 60 nm Dicke vor und nach Freistellung gemessen. Generell sind die T_C-Werte freistehender LSMO-Filme höher als die der als gewachsenen Proben, was auf das Fehlen von Substratklemmung nach Ätzen der YBCO-Opferlagen zurückzuführen ist.

Der Ätzprozess von YBCO könnte durch Kupferoxid dominiert werden, das als schwache Base betrachtet werden kann. Kupferoxid reagiert schnell mit HCl und bildet lösliches Kupfer(II)-chlorid und Wasser. Die Reaktionsgleichung lautet: CuO + 2HCl → Cu²⁺ + 2Cl⁻ + 2H₂O. Mit derselben Ätzlösung erreicht die Ätztiefe von YBCO über 120 nm in 10 s, während LSMO mehr als 120 s für die gleiche Ätztiefe benötigt (Abb. 4a, b). Die Ätzrate von YBCO in Abhängigkeit von der HCl-Konzentration ist in Abb. 4c dargestellt. Im Vergleich zu LSMO (Abb. 4d) ist die Ätzrate von YBCO unter gleichen HCl-Konzentrationen mindestens fünfmal schneller. Diese große Diskrepanz wird auf die Aktivität des Chloridions in HCl zurückgeführt, wobei die Aktivität der Chloridionen stark reduziert wird, während sie mit Metalloxiden höherer Valenz reagieren. Das Mangan in LSMO liegt in gemischten Valenzzuständen (Mn³⁺ und Mn⁴⁺) vor, während der Valenzzustand von Kupfer in YBCO während der Reaktion von Cu⁺ auf Cu²⁺ wechselt. Daher verläuft der Ätzprozess von YBCO viel schneller als der von LSMO. Habbache et al. berichteten, dass Kupferoxid in HCl signifikant schneller geätzt wird als in anderen Säuren aufgrund des aggressiven Charakters des Chloridanions. Somit bietet die Verwendung von YBCO als Opferlage einen schnelleren Ansatz, der nicht nur die Reaktionszeit verkürzt, sondern auch die Degradation der gewünschten Materialien vermeidet.

Ätztiefe versus Zeit für a YBCO und b LSMO. HCl-konzentrationsabhängige Ätzrate von c YBCO und d LSMO.

Um die vielseitige Fähigkeit von YBCO als Opferlage zu beweisen, wurde ein ähnliches Verfahren zur Herstellung freistehender SrRuO₃-Dünnschichten angewendet. Die entsprechenden Oberflächenmorphologien von SRO, als gewachsen und freistehend, sind in Supplementary Information Abb. S3 dargestellt und belegen eine glatte Oberfläche ohne sichtbare Schäden nach Freistellung. Der XRD-Normalscan der SRO/YBCO/STO-Struktur (Abb. 5a) zeigt (001)-orientierte pseudokubische Kristallinität ohne Sekundärphase. Der berechnete d-Abstand von als gewachsenem SRO auf STO beträgt 3,96 Å, größer als der Bulk-Wert (3,93 Å), was eine Druckspannung auf der SRO-Schicht anzeigt. Die epitaktische Zwangsbedingung von SRO wurde durch RSM offenbart. Wie in Abb. 5b gezeigt, war der SRO-Film durch STO gespannt, weshalb eine verlängerte c-Achse beobachtet wird. Nach Entfernen der YBCO-Schicht mit HCl-Lösung zeigten XRD-Normalscan und RSM eine spannungsfreie SRO-Schicht mit Gitterkonstante 3,93 Å (Abb. 5c, d). Die FWHM von als gewachsenem und freistehendem SRO (002) betragen 0,91° bzw. 0,42°, was eine bessere Kristallinität nach dem Ätzen zeigt. Das HAADF-Bild (Abb. 5e) zeigt ein defektfreies und pseudokubisches in-plane Gitter der freistehenden SRO-Membran. Das elektrische Transportverhalten bestätigt erneut, dass der Substratklemmeffekt auf SRO-Filme nach Freistellung entfernt wurde. In Supplementary Information Abb. S4 wurden SRO-Filme verschiedener Dicken hergestellt und verglichen. Freistehende SRO-Dünnschichten zeigen stets höhere T_C als als gewachsene, aufgrund der freigesetzten epitaktischen Spannungen. Abb. 5f zeigt ein echtes Foto freistehender Dünnschichten, in dem die freistehende Schicht nach dem Ätzen intakt bleibt, was auch die Anwendbarkeit großflächiger Freistellungssysteme nahelegt. Die erfolgreiche Demonstration freistehenden SRO deutet darauf hin, dass die Verwendung von YBCO als Opferlage eine allgemein vielseitige Methode zum Erhalt freistehender und einkristalliner Funktionsoxide darstellt.

a XRD-Normalscan und b RSM von als gewachsener SRO-Heterostruktur. c XRD-Normalscan und d RSM von freistehendem SRO. e Draufsicht STEM HAADF-Bild freistehenden SRO. f Foto freistehender SRO-Filme und Substrat nach Ätzen.

Fazit

Zusammenfassend haben wir einen schnellen Weg zur Herstellung hochwertiger einkristalliner freistehender Dünnschichten etabliert, indem YBCO als Opferlage verwendet wird. Anhand des Modellsystems LSMO können hochwertige und epitaktische LSMO-freistehende Dünnschichten beliebig auf Silizium oder andere Substrate/Geräte übertragen werden. XRD und STEM belegen, dass die epitaktischen Strukturen ordnungsgemäß erhalten bleiben, während Substratklemmung nach dem Freistellungsprozess vollständig entfernt wird. Die freistehenden Eigenschaften werden auch durch elektrische Transportmessungen gestützt, bei denen die Curie-Temperatur der freistehenden Systeme aufgrund fehlender epitaktischer Zwangsbedingungen signifikant höher ist. Die Verwendung von YBCO als Opferlage wurde verifiziert, dass sie viel schneller als konventionelle LSMO- und SAO-Opferlagen geätzt werden kann, während den Zielmaterialien kaum Schäden zugefügt werden. Mit einem ähnlichen Ansatz zur Herstellung freistehender SRO-Dünnschichten haben wir gezeigt, dass YBCO eine allgemein vielseitige Methode zum Erhalt freistehender Oxid-Dünnschichten darstellt. Unsere Entdeckung bietet eine neue Perspektive für die Nutzung funktionaler Oxide zur Integration in siliziumbasierte Geräte und flexible Elektronik.

Verfügbarkeit von Daten und Materialien

Die Datensätze, die die Schlussfolgerungen des Artikels stützen, sind im Artikel enthalten.

Abkürzungen

YBCO:

YBa₂Cu₃O₇ Yttrium-Barium-Kupfer-Oxid

SAO:

Sr₃Al₂O₆ Tri-Strontium-Aluminat

PZT:

Pb(Zr₀.₂Ti₀.₈)O₃ Blei-Zirkonat-Titanat

STO:

SrTiO₃ Strontium-Titanat

LSMO:

LaₓSr₁₋ₓMnO₃ Lanthan-Strontium-Manganit

SRO:

SrRuO₃ Strontium-Ruthenat

PMMA:

Poly(methylmethacrylat)

STEM:

Rastertransmissionselektronenmikroskopie

HAADF:

High-Angle Annular Dark-Field

PPMS:

Physical Property Measurement System

DI-Wasser:

Deionisiertes Wasser

XRD:

Röntgenbeugung

FWHM:

Halbwertsbreite

RSM:

Reziproke Raumabbildung

FFT:

Schnelle Fourier-Transformation

T_C:

Curie-Temperatur

MIT:

Metall-Isolator-Übergang