规模化制备高质量氧化物薄膜中的一些科学问题探讨

氧化物功能薄膜不仅是基础物理研究的重要对象，也对未来的功能器件展现了光明的应用前景。然而，氧化物功能薄膜的生长虽已经历几十年的研究历程，实现器件的产业化仍存在生长方法和性能可控性的巨大挑战。尤其在规模化生产时，氧化物薄膜中的氧含量以及与低成本基底材料的界面控制是长期以来悬而未决的难题。这两个问题归根结底是在薄膜生长中有效控氧的问题。报告人以晶圆级高质量外延的VO2薄膜以及集成于镍基底上的BaTiO3薄膜为例，针对拓展氧化物薄膜生长窗口和控制金属/氧化物界面两个方面探讨“控氧”的机理和方法，使用易于产业化的化学溶液生长技术，基于薄膜生长热力学模型，对生长中氧化反应动力学行为进行调控，实现了晶圆级高质量外延的VO2薄膜和界面可控的BaTiO3/Ni集成薄膜。报告中也提出了规模化制备高质量氧化物薄膜所面临的一些其它问题。