氧化物自支撑薄膜因其特有的丰富电子态和柔性特性受到科研工作者的广泛关注。目前为止，氧化物自支撑薄膜不仅实现了单层晶胞的极限厚度；并利用自身优异的柔性和弹性，实现了高达180°的弯折，以及弯折形态调控下连续可控的光导性；甚至在大尺度自由拉伸下，突破以往应力调控的局限性，实现室温铁电等众多新奇功能物性。而实现高质量自支撑薄膜的关键就是牺牲层的选择。而现有牺牲层材料受到晶格结构复杂或者需要强腐蚀性溶液等局限性的挑战，寻找具有良好的异质外延应力兼容性及所需溶液环境友好性的牺牲层材料具有重要研究价值。

图1：基于SrCoO_2.5牺牲层实现的氧化物自支撑薄膜。（a）生长在SrTiO₃衬底上的SrRuO₃/ SrCoO_2.5异质结薄膜示意图。（b）SrCoO_2.5（黑色）与SrRuO₃（红色）在食醋（圆点）和雪碧（菱形）中的溶解情况对比。（c）自支撑薄膜制备过程中的剥离和转移流程示意图。（d）原生长在衬底上的SrRuO₃薄膜（左）、转移到PDMS上的SrRuO₃（中）以及成功转移到硅片上的SrRuO₃薄膜（右）的光学照片。插图展现SrRuO₃薄膜剥离前后的表面形貌图。

       近年来，物理系于浦研究组围绕钙铁石结构的SrCoO_2.5体系开展了系列研究：提出了电场控制下的离子调控策略，实现了双离子演化引发的三态可逆相变；通过异质结构实现了室温磁电调控以及展示了高一致性的忆阻器功能等。近期，该研究组又发现了该材料的另一新奇特性：SrCoO_2.5材料极易溶于温和性弱酸中，例如乙酸，甚至生活中常见的食用醋及碳酸饮料等。基于此特性，该研究组利用SrCoO_2.5作为牺牲层，实现高质量的复杂氧化物自支撑薄膜制备以及新奇物性探索。此外，SrCoO_2.5的结构兼容性强，具有与大范围应力和不同晶格取向钙钛矿衬底的良好外延性，该课题组利用它实现了一系列高质量、大尺寸的SrRuO₃自支撑薄膜的制备。并以此为基础，系统研究了自支撑薄膜中应力释放导致的结构演变以及电、磁特性变化。结果表明在晶体取向和形状各向异性影响下，薄膜磁各向异性表现出显著的差异性；而在形成自支撑薄膜过程中，应力释放所引发的氧八面体旋转模式变化能够通过自旋—轨道耦合效应显著地影响薄膜磁各向异性特征。该工作不仅拓展了氧化物自支撑薄膜的研究范畴，为探索不同应变和晶体取向下的复杂氧化物柔性电子学应用提供了重要研究思路；更有望为SrRuO₃等多功能氧化物薄膜材料在柔性器件领域的应用前景奠定基础。

      该工作以“A Generic Sacrificial Layer for Wide-Range Freestanding Oxides with Modulated Magnetic Anisotropy”为题于4月12号发表在《Advanced Functional Materials》上。清华大学物理系的于浦教授和中国科学院物理研究所的鲁年鹏研究员为该论文通讯作者，清华大学物理系博士生彭惠宁和物理所鲁年鹏研究员为该文章的共同第一作者。合作者还包括上海纽约大学陈航晖教授、北京大学高鹏教授和美国阿贡国家实验室周华研究员。该研究受到了国家自然科学基金委员会、国家重点基础研究发展计划、清华大学自主科研计划、北京市自然科学基金、清华大学低维量子物理国家重点实验室和北京未来芯片技术高精尖创新中心的资助。

       全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202111907