清华大学李千团队最新AFM——基于自支撑膜模板的低损耗衬底上BaTiO₃薄膜外延及其电光与毫米波性能

本文提出了一种自支撑SrTiO3薄膜模板辅助的集成策略，旨在解决传统异质外延在低损耗非钙钛矿衬底（如蓝宝石、熔融石英）上难以生长高质量BaTiO3薄膜的问题。研究背景在于，6G通信和毫米波系统亟需兼具电光调制与射频调控功能的材料平台，但现有方案因材料分立、界面缺陷和高损耗而受限。目的旨在通过将自支撑顺电SrTiO3薄膜转移至低损耗衬底作为外延模板，再生长BaTiO3，从而突破晶格匹配与衬底限制。结论表明，该方法有效缓解了应变和界面钳制，使BaTiO3薄膜形成了有序的面内极化畴，获得了202 pm/V的电光系数及110 GHz下约30%的介电可调性。该策略具有良好可拓展性，为高性能微波光子器件提供了可集成的低损耗方案。