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我校卢朝靖教授在《Science》发文质疑“旋涂外延膜”

日期:2019-09-16      来源:科技处      作者:程金岗     阅读:

新闻网讯 外延薄膜一般生长在与之晶格匹配的单晶基底上,其晶格排列整齐有序,且与基底取向一致。外延膜的光学和电学等性能优异,可与单晶媲美。通常用气相沉积生长无机外延膜,需要超高真空条件,设备昂贵,成本高,技术复杂。在半导体光刻与钙钛矿型太阳能电池制备等工业生产中,往往采用简单廉价的旋涂法形成均匀薄膜,即前驱体溶液被滴加在高速旋转的基底中心,在离心力作用下展开,溶剂蒸发而成膜。旋涂而成的薄膜一般呈非晶或多晶态,无外延,可供使用,但性能较差。若成功旋涂无机外延膜,意义重大,但这并不容易。

4月12日,美国Switzer教授团队在国际顶级学术期刊《Science》上报道研究成果,声称用旋涂法在4种单晶(或类单晶)基底上生长了7种无机外延薄膜,轰动科学界,赢得一片喝彩。

然而,9月13日《Science》杂志在RESEARCH : TECHNICAL COMMENT栏目用3页篇幅,在线刊登了我校卢朝靖教授和唐伶俐老师的学术评论文章,否定了Switzer教授团队的“旋涂外延膜”。评论指出,从原论文提供的关键证据X射线衍射极图看,无一旋涂膜配称外延。任一旋涂膜都只是有一定择优取向的多晶膜,其中仅少部分晶粒与基底有外延取向关系。每个极图中若干分离的强峰对应外延晶粒的衍射,不该忽略的背底强度主要来自近似随机取向的非外延晶粒(考虑到噪音贡献相对弱)。据此估算每个旋涂膜中外延晶粒所占体积分数仅在4.1%至25.5%之间。比照对一种自制旋涂无机铁电薄膜的可靠分析与验证,确证上述体积分数均未被低估。评论还指出,原论文展示的2Theta扫描等辅助证据在方法学上均无效,不能支持“旋涂膜外延”。总之,Switzer教授团队尚未旋涂出一种无机外延膜。

卢朝靖长期专注于直接在金属底电极上取向控制生长层状钙钛矿型铁电薄膜的研究,在《Appl. Phys. Lett.》等国际知名学术刊物上发表了一系列论文。该项研究得到了国家自然科学基金项目(51472131)支持。

文章链接:https://science.sciencemag.org/content/sci/365/6458/eaay3894.full.pdf

DOI: 10.1126/science.aay3894

编辑:李鹏