We present a general fabrication strategy for freestanding single-crystalline complex oxide device arrays via wet chemical etching-based microfabrication processes and epitaxial lift-off. Here, we used 0.5Ba(Zr$_{0.2}$Ti$_{0.8}$)O$_3$-0.5Ba(Zr$_{0.7}$Ti$_{0.3}$)O$_3$ (BCZT) as a model relaxor ferroelectric oxide system and La$_{0.7}$Sr$_{0.3}$MnO$_3$ as the sacrificial layer for demonstration. Arrays of SrRuO$_3$ (SRO) / BCZT / SRO ferroelectric capacitor mesas were first defined and isolated on the growth wafer, and then they were released using epitaxial lift-off with lithography-defined surrounding etching holes, after which the freestanding device arrays were integrated onto a glass substrate. Our proposed strategy sheds light on preparing various freestanding single-crystalline oxide devices and paves the way for their heterogeneous integration onto arbitrary substates.
Two-dimensional Quasi-Freestanding Molecular Crystals for High-Performance Organic Field-Effect Transistors
二维原子晶体由于其令人兴奋的物理和器件应用，近年来得到了广泛的研究。然而，具有可扩展加工性和竞争性器件性能的分子对应物仍然具有挑战性。在这里，我们证明了高质量的少层二辛基苯并噻吩并苯并噻吩分子晶体可以通过范德华外延生长在石墨烯或氮化硼衬底上，具有精确控制的厚度下降到单层，大面积单晶，低工艺温度和图案化能力。晶体层是原子级光滑的，并且由于弱的范德华相互作用而与衬底有效地解耦，从而为高性能有机晶体管提供原始界面。结果，氮化硼上的单层二辛基苯并噻吩并苯并噻吩分子晶体场效应晶体管显示出高达10 cm ~ 2 V ~（-1）s ~（-1）的创纪录的高载流子迁移率和在1V左右的积极缩放的饱和电压。我们的工作揭示了一类令人兴奋的新的二维分子材料的电子和光电应用。
Reconfigurable Strain Gradient Polarity in Crystalline Oxide Nanomembranes for Controlled Bending of Functional Materials
Stanford Institute for Materials and Energy Sciences, SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福材料能源科学研究所，SLAC国家加速器实验室）；Department of Applied Physics, Stanford University（斯坦福大学应用物理系）；Department of Physics, Stanford University（斯坦福大学物理系）
Topological Crystalline Insulator Nanomembrane with Strain-Tunable Band Gap
精细调节拓扑材料中的带隙和带反转的能力对于新型功能器件的开发是高度期望的。在这里，我们提出了拓扑晶体绝缘体（TCI）的SnTe和Pb $_{1-x}$ Sn $_x$（Se，Te）的独立纳米膜的电子性质是高度可调的工程弹性应变和控制膜厚度，导致可调的带隙和巨大的压电电导率。膜的厚度决定了相对表面上拓扑电子态的杂化，而弹性应变可以通过控制表面态的穿透长度来进一步调节杂化强度。我们提出了一种利用力集中在空间变化宽度的TCI纳米膜中引起的非均匀弹性应变的频率分辨红外探测器。预测的可调谐带隙伴随强自旋织构电子态将为基于TCI纳米膜的压阻器件、热电器件、红外探测器以及节能电子和光电子器件的制备开辟新的途径。
