电子科技大学物理学院、电子薄膜与集成器件全国重点实验室在Progress in Materials Science上发表前瞻综述

　　近日，我校物理学院/电子薄膜与集成器件全国重点实验室乔梁教授、李言荣院士团队联合新加坡国立大学，在材料科学顶尖综述期刊 Progress in Materials Science 上发表题为“Advancing freestanding oxide films: innovations in preparation methods and physical properties”的长篇前沿综述论文。论文系统梳理了自支撑氧化物薄膜（freestanding oxide thin films）的发展历程、制备技术与功能物性调控，为相关领域的进一步研究和器件应用提供了重要参考。电子科技大学为论文第一完成单位，物理学院2022级博士生龚洁为第一作者，物理学院胡俊雄教授和乔梁教授为共同通讯作者。

　　薄膜外延生长凭借其卓越的结晶质量、精准的界面调控能力，展现出丰富的量子现象。然而，该技术固有的衬底依赖性和晶格匹配要求，极大地限制了材料体系的选择与设计自由度。自支撑氧化物薄膜是将外延薄膜从刚性衬底上剥离、实现“脱附”的新型结构形式。得益于摆脱界面束缚带来的结构自由度，这类薄膜在应变调控、界面构筑和异质集成方面具有传统外延膜难以比拟的优势。利用与二维材料的范德瓦耳斯集成，自支撑薄膜成为高性能柔性电子与可穿戴器件的理想平台，同时也为推进氧化物与现有 CMOS 工艺的深度融合开辟了新路径。然而，实现高质量转移仍面临两大关键挑战：一是大面积制备中的机械损伤问题；二是牺牲层工艺中刻蚀的可控性、界面完整性及工艺兼容性等一系列尚待系统解决的难题。

　　文章系统梳理了自支撑氧化物薄膜的研究体系，详细阐述了从制备技术到关键物性，再到应用前景与发展路径，全面展示了这一交叉前沿方向在材料科学、纳米技术、物理与电子学等领域中的重要地位和广阔前景。

　　一、跨学科视角下的系统综述

　　围绕自支撑薄膜这一新型材料体系，文章从材料、物理与器件应用多个角度出发，对近年国际上相关研究进行了全面梳理与归纳，总结了其在柔性电子、可穿戴设备、生物医学器件与光电器件等方向的突出优势，为不同学科背景的研究者进入并拓展该领域提供了清晰的知识入口。

　　二、制备方法与牺牲层工艺的全景比较

　　文章凝练了当前自支撑薄膜的两大主流制备思路——物理剥离与化学刻蚀，并在此基础上将已有牺牲层体系进行系统分类与对比，概括出若干具有代表性的材料组合与工艺路线。同时，还系统探讨了薄膜在稳定性、电、磁及力学柔性等多维物性间的内在联系，揭示了其从结构到性能的完整调控规律。

　　三、面向器件应用的前瞻布局

　　在总结现有成果的基础上，文章从应用与新物理出发提出了自支撑薄膜的多条发展路径：一是与二维材料深度异质集成，设计高性能集成电路与新型器件；二是将应变与结构自由度作为核心杠杆，深度调控材料宏观物性；三是通过堆叠与扭转构建莫尔结构，探索潜在的新奇量子现象和功能器件。

　　总体而言，该综述有望成为自支撑薄膜领域研究者的重要参考文献，也将为相关交叉学科的持续发展提供有力支撑。

　　该工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、四川省科技计划项目以及新加坡教育部科研基金等项目的支持。

图1. 自支撑材料制备的未来研究方向与优化途径及其在下一代器件中的潜在应用。

　　Progress in Materials Science（Prog. Mater. Sci.，PMS）由Elsevier旗下Pergamon-Elsevier Science Ltd出版，创刊于1949年，是材料科学领域历史悠久的旗舰综述期刊之一。该刊长期位于材料期刊最高分区（Q1），近年影响因子约40，h指数逾250，在国际材料综述期刊中处于领先行列，是研究人员了解前沿进展和开拓交叉方向的重要学术平台。

　　作者简介：乔梁，电子科技大学物理学院教授，主要从事超导材料、低维量子材料与器件、新型能源材料等方向的研究，主持承担国家重点研发计划、国家自然科学基金等多项国家级和省部级科研项目，在 Nature、Science、Nature Materials、Nature Communications、Advanced Materials、Physical Review Letters 等国内外高水平期刊发表论文 260 余篇，多篇成果入选 ESI 高被引论文。 

　　论文信息：Jie Gong, YanBo Yang, Jiangbo Luo, Wenxing Lv, Junxiong Hu*, Yanrong Li, Liang Qiao*. Advancing freestanding oxide films: innovations in preparation methods and physical properties, Progress in Materials Science 157, 101612 (2025) (https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2025.101612)