Stoichiometric Epitaxial Strontium Titanate Thin Films on Silicon by High-Temperature Sr Segregation

化学计量学 材料科学 退火(玻璃) 外延 钛酸锶 硅 分子束外延 薄膜 钙钛矿(结构) 化学工程 氧化物 图层(电子) 分析化学(期刊) 锶 氧化铈 光电子学 矿物学 氧气 钛酸酯 结晶学 纳米技术 无机化学 晶体硅
作者
Andries Boelen,Marina Baryshnikova,Maxim Korytov,S. R. C. McMitchell,Felix Cahyadi,Christian Haffner,Clément Merckling
出处
期刊:Cornell University - arXiv [Cornell University]
标识
DOI:10.48550/arxiv.2606.09574
摘要

Thin-film strontium titanate (SrTiO$_3$, STO) layers grown on silicon require accurate stoichiometry and single-crystalline order to exploit their functional properties optimally. Oxide molecular beam epitaxy can provide an epitaxial interface, but suffers from source oxidation and resulting flux instabilities, yielding only a narrow growth process window for cationic stoichiometry control. Here, we investigate post-growth annealing in oxygen as a pathway to drive the STO layer toward stoichiometry in intentionally Sr-rich epitaxial STO films on silicon (001). Annealing over a broad temperature range revealed two distinct Sr-segregation mechanisms. Below 800 °C, excess Sr segregates toward the surface, forming SrO outgrowths that progressively sublimate at elevated temperatures. Above 800 °C, a second mechanism dominates: Sr accumulates within the interfacial SiO$_2$ layer formed by oxygen diffusion at the STO/Si interface. Together, these mechanisms effectively remove excess Sr from the STO lattice, yielding a more stoichiometric perovskite layer. Our results demonstrate that growing slightly Sr-rich STO templates followed by controlled annealing provides a practical route to improve crystalline quality, offering a scalable strategy for high-quality STO integration on silicon.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
zjujirenjie发布了新的文献求助10
1秒前
欣喜寒天完成签到 ,获得积分10
2秒前
wqqwds发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
奶糖最可爱的应助被baining采纳,获得10
4秒前
5秒前
xiaohululu发布了新的文献求助10
6秒前
彭于晏的应助被zdy采纳,获得10
6秒前
Zhou完成签到,获得积分10
6秒前
8秒前
8秒前
8秒前
眼睛大的书本完成签到,获得积分10
9秒前
酷波er的应助被ZhuJing采纳,获得10
9秒前
10秒前
研友_xLOMQZ发布了新的文献求助10
10秒前
Janus发布了新的文献求助10
10秒前
NANA的应助被飞扬采纳,获得10
10秒前
11秒前
daihia7发布了新的文献求助10
12秒前
慕青的应助被生物摸鱼大师采纳,获得10
12秒前
13秒前
lcy发布了新的文献求助10
14秒前
典雅的可乐完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
优秀大开完成签到,获得积分10
15秒前
闭家锁发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
17秒前
17秒前
Shafiq发布了新的文献求助10
18秒前
科研通AI6.2的应助被six采纳,获得10
18秒前
DrJiang发布了新的文献求助10
18秒前
ky666完成签到,获得积分10
18秒前
生物摸鱼大师完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
Owen的应助被zjujirenjie采纳,获得10
20秒前
22秒前
22秒前
Ammr发布了新的文献求助10
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Computational Chemical Reaction Engineering: Modeling, Simulation, and Design with MATLAB 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
CLSI C56QG Examples of Hemolyzed, Icteric, and Lipemic/Turbid Samples Quick Guide 400
Encyclopedia of Geology 2nd Edition 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7805524
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9339186
关于积分的说明 20494958
捐赠科研通 7397807
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3327878
关于科研通互助平台的介绍 2474667
邀请新用户注册赠送积分活动 2346007