近日，昆明理工大学材料科学与工程学院伍亮博士团队与新加坡南洋理工大学王骁教授团队开展合作研究，在外延单晶氧化物薄膜的图案化制备技术上取得了重要进展，相关工作以“Etching-Free Dual Lift-Off for Direct Patterning of Epitaxial Oxide Thin Films”为题在线发表在美国化学会纳米领域国际顶级期刊Nano Letters上，并被评选为内封面（Supplementary Cover）。昆明理工大学为论文的第一单位，伍亮博士和南洋理工大学王骁教授为论文通讯作者，材料学院硕士生秦佳怡为论文第一作者。

外延单晶氧化物薄膜具有丰富的功能特性，但其实际应用仍受限于精准图案化难题。传统的图案化方法主要依赖于刻蚀工艺，该工艺成本高昂，且存在诸多问题，例如薄膜或衬底损伤、刻蚀不足、过度刻蚀以及横向刻蚀等。为此，合作团队提出了一种二次剥离法，用于外延单晶氧化物薄膜的直接图案化，从而有效规避了刻蚀工艺及其伴随的诸多问题。该方法主要包含以下两个步骤：首先，通过一次剥离光刻胶层来实现水溶性氧化物（非晶态Sr3Al2O6或Sr4Al2O7）的图案化；随后，在水中二次剥离水溶性氧化物得到图案化外延单晶氧化物薄膜。水溶性氧化物相比于传统高分子基光刻胶，可以在高温下保持稳定，起到类似“耐高温光刻胶”的作用，使其能够兼容外延单晶氧化物生长所需的高温条件。利用此方法，团队成功制备了高精度高质量的图案化La0.67Sr0.33MnO3和BiFeO3薄膜，所得薄膜图案与光刻胶图案保持了高度一致性。相较于传统刻蚀工艺，本研究提出的二次剥离法具有工艺流程简洁、操作灵活便捷、图案精度高、环境友好以及成本低廉等显著优势。

伍亮博士自2020年入职材料学院以来，聚焦铁性（铁磁、反铁磁、铁电和反铁电）功能氧化物薄膜在制备和前沿研究，取得一系列重要研究成果，以（共同）通讯/第一作者在Adv. Mater、Acta. Mater.、Nano Lett.、Adv. Sci等领域知名期刊发表多篇论文。课题组主页：https://www.x-mol.com/groups/AFC

全文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.5c02947

（供稿：材料学院）