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Transfer of Epitaxial SrTiO3 Nanothick Layers Using Water-Soluble Sacrificial Perovskite Oxides

Authors :
Yoan Bourlier
Damien Aureau
Bruno Berini
Arnaud Fouchet
Mathieu Frégnaux
Yves Dumont
Laboratoire d'Archéologie Moléculaire et Structurale (LAMS)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Groupe d'Etude de la Matière Condensée (GEMAC)
Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut Lavoisier de Versailles (ILV)
Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT)
École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA)
Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
ANR-17-CE08-0012,Polynash,Substrats bas couts polycristallins et Nanofeuillets de germination(2017)
Source :
ACS Applied Materials & Interfaces, ACS Applied Materials & Interfaces, Washington, D.C. : American Chemical Society, 2020, 12 (7), pp.8466-8474. ⟨10.1021/acsami.9b21047⟩, ACS Applied Materials & Interfaces, 2020, 12 (7), pp.8466-8474. ⟨10.1021/acsami.9b21047⟩
Publication Year :
2020
Publisher :
American Chemical Society (ACS), 2020.

Abstract

International audience; The integration of functional thin film materials with adapted properties is essential for the development of new paradigms in information technology. Among them, complex oxides with perovskite structures have huge potential based on the particularly large diversity of physical properties. Here we demonstrate the possibility of transferring perovskite oxide materials like SrTiO 3 onto silicon substrate using an environmentally friendly process at nanoscale, by means of a water-soluble perovskite sacrificial layer: SrVO 3. Based on in situ monitoring atomic force microscopy and photoemission studies, we reveal that dissolution is initiated from a strontium rich phase at the extreme surface of SrVO 3. The transferred nanothick SrTiO 3 layer on silicon presents an effective morphology and monocrystalline quality, providing a proof of concept for the integration and development of an all perovskite oxide electronics or "oxitronics" onto any Si-based substrates.

Details

ISSN :
19448252 and 19448244
Volume :
12
Database :
OpenAIRE
Journal :
ACS Applied Materials & Interfaces
Accession number :
edsair.doi.dedup.....ab1d9b1d58d6b9f095e43abc325617cb