如何準(zhǔn)備STO鈦酸鍶基板
理想情況下，薄膜生長應(yīng)從臺階和階梯表面開始，其中所有臺階邊緣均具有相同的單個晶胞高度（對于SrTiO 3為0.4 nm ），并且臺階應(yīng)近似平行且等距。對于異質(zhì)結(jié)構(gòu)和超薄層研究，確保表面的終止層得到良好控制也很重要。在SrTiO 3（001）基板的情況下，晶體可以被SrO或TiO 2層終止。由于TiO 2層更穩(wěn)定，因此我們通常嘗試制備均勻的TiO 2端接。盡管AFM圖像無法識別表面是否以SrO或TiO 2終止如果所有階梯邊緣具有相等的0.4 nm高度，則可以假定為均勻的終止層。為了獲得這樣的表面，基板通常經(jīng)歷幾個處理步驟。
切割和拋光
經(jīng)過AFM成像后的拋光基材?？梢酝ㄟ^在低氧氣壓力下對拋光后的基板進行退火來獲得臺階表面，但這會留下帶有混合終端的表面，其中某些部分被SrO層覆蓋，而另一些地方被TiO 2層覆蓋。
在緩沖HF中蝕刻
濕蝕刻具有化學(xué)選擇性。緩沖的HF優(yōu)先去除Sr，確保表面純鈦終止。盡管化學(xué)計量接近完美，但蝕刻后的表面在高溫下仍不穩(wěn)定。
SrTiO 3（001）蝕刻
可以在室溫下在NH 4 F-HF（緩沖的HF，BHF）中蝕刻SrTiO 3基板，以獲得Ti端接的階梯式和階梯式表面。HF的緩沖用于將pH調(diào)節(jié)至約3.7至4.3。如果pH太低，殘余物殘留，如果pH過高的表面上的腐蝕坑的大量出現(xiàn)。
在蝕刻之前，拋光的表面具有相當(dāng)寬的凸起，平均高度約為0.1 nm。最大高度差約為1.5 nm。由于TiO 2 層具有極高的穩(wěn)定性，因此在室溫下進行BHF蝕刻幾分鐘會開始使表面變平。蝕刻約5分鐘后，開始出現(xiàn)臺階。從這一點開始，蝕刻以逐步流動的方式進行。盡管晶體主要在臺階邊緣蝕刻，但總有可能酸腐蝕平臺上的孔。有時可以看到微妙的平衡，其中兩個單位面積深度的部分蝕刻凹坑在兩個平臺上成核。
圖：幾個PH值的臺階邊緣刻蝕速率
必須調(diào)節(jié)蝕刻劑的pH值，以使步驟的流動速度快于蝕刻坑成核的速度。在這些條件下，無需刻蝕坑即可獲得清晰的臺階表面。
刻蝕速率或臺階邊緣速度應(yīng)足夠高，以防止刻蝕坑深度增加。調(diào)節(jié)蝕刻速率的最簡單方法是改變pH值。對于更侵蝕性的蝕刻（pH約為3.7），步進流速可以達到1 nm / s。如果pH值增加到大約4，則臺階邊緣蝕刻速率下降到大約0.1nm / s。蝕刻速率還取決于錯誤切割的方向，即，如果臺階近似平行于[110]方向，則蝕刻速率比平行于[100]或[010]方向的臺階快約1.4倍。
HF蝕刻比Ti更有效地去除了Sr。如圖3所示，似乎蝕刻劑主要在臺階邊緣侵蝕Sr，將其溶解，然后通過剝離去除Ti。
氧氣退火
在低氧氣壓力下進行退火可得到近乎完美的階梯式表面，該表面大部分以Ti終止。該表面上沒有宏觀的Sr島。所有步驟均具有高度為0.4 nm的單個晶胞。臺階不成束，臺階方向由晶體切方向確定。
800°C退火
對于較寬的露臺，加熱時間必須更長或溫度更高。，需要?2h的退火時間，對于0.2°割傷的基板，在950°C下15分鐘似乎可以解決問題。在這些溫度下，臺階邊緣移動非?？臁?/p>