曾志刚、尹鑫茂在《Applied Physics Reviews》上发表新成果

近日，上海市高温超导重点实验室的曾志刚副教授、国家级青年人才尹鑫茂教授与合作者在美国物理联合会（AIP）旗下顶级物理期刊《Applied Physics Reviews》（IF=19.527）上发表了题为“Self-passivated freestanding superconducting oxide film for flexible electronics”的研究成果，并被推荐为亮点论文（Featured Article）。物理系研究生贾焯越为第一作者，曾志刚副教授和尹鑫茂教授为共同通讯作者，上海大学物理系为第一完成单位和通讯单位。论文的主要作者还包括理学院的张登松教授、蔡传兵教授、周迪帆副研究员等。

高温超导技术的发展对国家的科技竞争力至关重要，在高温超导领域取得突破意味着在关键技术和创新方面走在世界前沿，增强国家的科技实力和国际声誉。高温超导材料的应用潜力巨大，在能源、交通、医疗、通讯、国防和太空等领域具有得天独厚的优势，可以推动产业升级和经济发展。高温超导YBa₂Cu₃O_7-δ（YBCO）薄膜在液氮温区具有优秀的超导性能，以其制备的高温超导电子器件显示了比传统器件更优越的性能。若其与柔性电子结合，将为可穿戴设备、传感技术、医学诊断和量子计算等领域带来革新。高质量的YBCO薄膜通常需要使用单晶衬底才能保证其定向外延结构与双轴织构，而单晶通常是刚性衬底，使YBCO薄膜无法应用于柔性电子器件当中，所以如何获得高质量的柔性YBCO薄膜成为关键。

在此研究论文中，我们提出了一种新的方法，可以在没有添加任何缓冲层的情况下，利用Sr₃Al₂O₆（SAO）牺牲层将水敏性的YBCO高温超导薄膜从单晶基底上转移至柔性有机基底上。相较于先前的研究，这种方法有效避免了物理剥离对YBCO薄膜的损伤，可获得大面积高质量自支撑YBCO薄膜。通过X射线吸收光谱与拉曼光谱分析，表明在没有缓冲层的情况下，SAO牺牲层刻蚀过程中会形成界面钝化效应，有效避免YBCO薄膜被腐蚀，由此获得的自支撑YBCO薄膜保留了高质量薄膜结构和超导性能。同时，我们首次测得弯曲状态下自支撑YBCO薄膜的超导性能，其超导转变温度随压应力的增加而升高。无论是向内还是向外弯曲状态，自支撑YBCO薄膜整体仍能保持接近90 K的高临界转变温度，表现出柔性特征。

本工作得到国家自然科学基金项目（No. 52172271）和上海科技创新行动计划（No. 22511100200），中科院战略性先导科技专项B类（No. XDB25000000）等项目支持。高温超导重点实验室的这项工作对于实现柔性高温超导氧化物薄膜器件的制备具有关键作用，为通过转移技术构建新型高温超导异质结器件奠定了基础。

文章链接：https://pubs.aip.org/aip/apr/article/10/3/031401/2900863