Modeling of ion-implanted atoms diffusion during the epitaxial growth of the layer
在与外延层运动表面相联系的坐标系中，考虑到非平衡点缺陷的非均匀分布和缺陷对在弹性应力场中的漂移，给出了由杂质原子-本征点缺陷对的形成、迁移和溶解引起的杂质扩散方程。在低注量离子注入条件下，得到了该方程的解析解。
2011-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Growth Window of Ferroelectric Epitaxial Hf0.5Zr0.5O2 Thin Films
亚稳的斜方晶相通常在多晶薄膜中获得，而在外延薄膜中，其形成的研究要少得多。我们已经生长Hf0.5Zr0.5O2薄膜的脉冲激光沉积，和生长窗口（沉积过程中的温度和氧气压力和膜厚）的外延稳定的铁电相映射。剩余的铁电极化，高达约24 μ C/cm 2，取决于正交相和晶面间距的量，并随着温度和压力的固定膜厚度增加。漏电流随着厚度或温度的增加而减小，或者当降低氧气压力时减小。矫顽电场（EC）取决于厚度（t），根据矫顽电场（EC）-厚度（t）-2/3缩放，这是在铁电氧化物中首次观察到的，并且缩放延伸到低至约5 nm的厚度。经过验证的能力，定制高品质的外延铁电Hf0.5Zr0.5O2薄膜的功能特性铺平了道路，了解他们的铁电性能和原型设备。
2019-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Energetics and atomic mechanisms of dislocation nucleation in strained epitaxial layers
本文在二维原子模型中数值研究了具有晶格失配的衬底上应变外延层的失配位错成核和应力弛豫的能量学和原子机制。利用Lennard-Jones型原子间相互作用势和系统的鞍点及跃迁路径搜索方法，研究了不同跃迁路径下从相干态到非相干态的弛豫过程.该方法是基于排斥势最小化和轻推弹性带方法的组合。对于含有单个错配位错的末态，得到了不同错配和原子间相互作用势下的最小能量路径和相应的激活势垒。我们发现，能量势垒强烈降低失配。与连续弹性理论相反，观察到强拉压不对称性。这种不对称性可以理解为对势的排斥分支和吸引分支之间的不对称性的表现，并且发现它敏感地依赖于势的形式。
2003-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Strain Engineering of Magnetic Anisotropy in Epitaxial Films of Cobalt Ferrite
在本研究中，通过在外延畸变钴铁氧体Co $ _{x} $ Fe $ _{3-x} $ O $ _{4} $（x = 0.72）（001）薄膜中诱导超过3%的晶格畸变，证明了在该研究中，可达到$K_{\mathrm{u}}=6.1\pm0.8$ MJ m $^{-3}$的永磁各向异性（PMA）能量。虽然薄膜材料不包括稀土元素或贵金属，但观察到的$ K_{u} $大于用于高性能永磁体的钕铁硼化合物的$ K_{u} $。大的PMA归因于显著增强的磁弹性效应，这在具有外延晶格结构的畸变膜中是显著的，在引入成分为Mg $ _{2-x} $ Sn $_{1+x}$ O $ _{4} $的畸变控制层后。令人惊讶的是，诱导的$ K_{u} $可以定量地解释在Co $ ^{2+} $和唯象磁弹性模型的局部晶体场之间的协议，表明诱导的$K_u$的线性响应是足够有效的，即使在晶格畸变高达3.2%。使用铁氧体的非磁性尖晶石层来控制四方晶格变形可能是开发具有大磁各向异性的材料的有前途的协议。
2021-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Stability of a strongly anisotropic thin epitaxial film in a wetting interaction with elastic substrate
由Levine等人的Phys.Rev.B75，205312（2007）导出的长波表面扰动的线性色散关系被扩展为包括具有可变各向异性强度（从弱到强，使得在相应的Wulff形状上出现尖角和稍微弯曲的小平面）的平滑表面能各向异性函数。通过详细的参数研究表明，润湿相互作用和强各向异性的组合，甚至润湿相互作用单独导致复杂的线性稳定性特征的应变和非应变膜。PACS：68.55.J，膜的形态学; 81.15.Aa，膜生长的理论和模型; 81.16.Dn，自组装。
2011-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci nlin.AO
Equilibrium nano-shape changes induced by epitaxial stress (generalised Wulf-Kaishew theorem)
给出了描述相干沉积在晶格失配平面衬底上的孤立三维晶体A的平衡形状的广义Wulf-Kaishew定理。为此目的，形成自由多面体晶体，然后均匀应变以容纳在晶格失配的衬底上。在其弹性非均匀弛豫期间，外延接触保持相干，使得3D晶体拖曳接触区域的原子并在衬底中产生应变场。沉积物的ES通过在恒定体积下最小化总能量（体能和表面能）并考虑体弹性弛豫来获得。我们的主要结果是：（1）外延应变对润湿（粘附）的作用，使全球范围内，它导致增稠的ES。(2)由于应变，ES随尺寸变化。更准确地说，各个方面的延伸变化，一些方面减少，一些其他增加。(3)每个位错入口，必要的塑性松弛太大的晶体突然修改ES，从而在一个急动的方式不同的小面延伸。(4)在所有情况下，通常的自相似性与大小丢失时，失配被认为是。我们举例说明盒形和截棱锥晶体的情况下，这些点。一些实验证据进行了讨论。
2007-06-21 cond-mat.mtrl-sci
Growth of epitaxial nanowires by controlled coarsening of strained islands
我们表明，细长的纳米线可以生长在晶体表面上，通过改变吸附原子的过饱和度或化学势，使大应变的二维岛屿解吸。在该过程中形成的线的宽度由线的长边缘的排斥性弹性相互作用与趋向于减小这些边缘之间的距离的热力学驱动力之间的竞争来确定。所提出的机制允许通过改变生长条件，特别是正在沉积的材料的蒸气压来控制线尺寸。
2004-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Effects of anharmonic strain on phase stability of epitaxial films and superlattices: applications to noble metals
采用局域密度近似，通过第一性原理总能量计算，研究了外延薄膜和体超晶格的外延应变能。在Cu/Au（晶格失配12%）、Cu/Ag（12%）和Ni/Au（15%）中，由于晶格失配较大而产生的非谐效应超出了谐波弹性理论的范围。我们发现，<001>对于Cu和Ni的双轴膨胀，这是弹性软方向，而<201>对于Cu，Ag和Au的大双轴压缩，这是弹性软方向。从共格应变和界面能的角度讨论了超晶格的稳定性。我们发现，在相分离体系中，如Cu-Ag，超晶格形成能随超晶格周期的增加而减小，界面能为正。超晶格在（001）衬底上最容易形成，在（111）衬底上最难形成。对于Cu-Au和Ag-Au有序体系，超晶格的形成能随周期的增加而增加，界面能为负。这些超晶格在（001）或（110）衬底上最容易形成，在（111）衬底上最难形成。对于Ni-Au，我们发现了一种混合行为：<111><001>在相分离系统中，超晶格沿着和类似，而对于它们，<110>它们的行为类似于有序系统。最后，最近的实验结果上的无序的Ni-Au和Cu-Ag合金，不混溶的散装形式的外延稳定，解释在不稳定的相分离状态，由于衬底和成分之间的晶格失配。
1997-11-18 cond-mat.mtrl-sci
How to enable bulk-like martensitic transformation in epitaxial films
本研究致力于不同的衬底和缓冲层材料的影响，在溅射沉积外延形状记忆Heusler合金的马氏体相变。为此，磁热Heusler合金Ni-Co-Mn-Al \cite{Teichert2015b}在MgO（001）、MgAl $_{2}$ O $_{4}$（001）和MgO（001）/V衬底上生长，这些衬底表现出与$-1.2\%$和$3.6\%$之间的Ni-Co-Mn-Al的晶格失配。由温度依赖的X射线衍射测量结果表明，形状记忆Heusler膜的最佳缓冲层不是具有最小晶格失配的缓冲层，而是具有最小杨氏模量和适度失配的缓冲层，因为弹性缓冲层可以在Heusler层的马氏体相变期间变形。此外，适度的晶格失配引起的外延应变不会显着改变马氏体相变温度。
2016-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Instrument for in situ hard x-ray nanobeam characterization during epitaxial crystallization and materials transformations
针对固相外延等三维结晶过程的纳米尺度表征难题，研发了集成紧凑沉积系统的原位同步辐射硬X射线纳米束表征装置，可实现沉积与结晶过程的多模态表征，并通过SrTiO₃/BaTiO₃多层膜实验验证了其可行性。
2020-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Equilibrium shape and dislocation nucleation in strained epitaxial nanoislands
本文采用二维原子模型，利用简单的原子间对势，数值研究了小应变外延岛的平衡形状、形状转变和位错成核。我们首先绘制出平衡岛形状的相图作为岛的大小（N = 105个原子）和晶格失配与基板的函数，并表明，纳米级的岛屿有四个通用的平衡形状，与弹性连续理论的预测相反。对于增加基板吸附的吸引力，我们发现岛屿上形成一个有限的润湿层上观察到的Stranski-Krastanow增长。我们还研究了不同形状的岛屿之间的过渡和位错成核在最初的相干岛屿的能量障碍和过渡路径。特别是，我们发现，位错成核自发地在边缘的吸附物-衬底界面以上的临界尺寸或晶格失配。
2005-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Computation of Strained Epitaxial Growth in Three Dimensions by Kinetic Monte Carlo
本文提出了一种计算有应变时异质外延生长的数值方法。所使用的模型是基于一个固体对固体模型与立方晶格。使用球和弹簧型模型将弹性效应合并。生长的膜是使用动力学蒙特卡罗（KMC），它被假定为在机械平衡的膜演变。在衬底中的应变场计算的精确解，这是有效地使用快速傅立叶变换评估。直接计算了生长膜中的应变场。使用共轭梯度法迭代求解所得到的耦合系统。最后，我们在KMC的实现中引入了各种近似，以提高计算速度。数值结果表明，如果错配足够大，则逐层生长是不稳定的，从而形成三维岛。
2005-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear evolution of a morphological instability in a strained epitaxial film
沉积在可变形衬底上的应变外延膜经历形态不稳定性，通过表面扩散来松弛弹性能量。这种膜与润湿相互作用的非线性和非局部动力学方程推导和数值求解在二维和三维。在某一临界厚度以上，表面朝向由润湿层分隔的岛的阵列演变。岛的化学势随其体积减小，使系统经历一个不间断的粗化所描述的幂律与显着的尺寸依赖性。
2007-05-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Observation of oscillatory relaxation in the Sn-terminated surface of epitaxial rock-salt SnSe $\{111\}$ topological crystalline insulator
最近在岩盐结构的SnSe $\{111\}$薄膜中预测并观察到拓扑晶体绝缘体。先前的研究表明，该薄膜的Se封端的表面与氢钝化，具有降低的表面能，因此是一个优选的配置。在本文中，同步辐射角分辨光电子能谱，以及密度泛函理论计算，被用来证明确凿的岩盐SnSe $\{111\}$薄膜外延生长在\ce{Bi2Se3}具有稳定的Sn终止表面。低能电子衍射（LEED）强度-电压测量和动态LEED计算支持这些观察结果，其进一步表明Sn封端的SnSe $\{111\}$薄膜经历了Sn和Se原子平面之间的层间距的表面结构弛豫。在形成鲜明对比的Se-终止的对应物中，所观察到的狄拉克表面状态在Sn-终止的SnSe $\{111\}$薄膜中示出产生高的费米速度，$0.50\times10^6$ m/s，这表明了一个潜在的机制工程的狄拉克表面状态的拓扑材料通过调整表面配置。
2017-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Modeling Elastic and Plastic Deformations in Non-Equilibrium Processing Using Phase Field Crystals
本文提出了一种模拟非平衡加工中弹性和塑性形变、自由表面和多晶向现象的连续场论方法。该模型的许多基本属性的分析计算和数值模拟的一些重要的应用，包括，外延生长，材料硬度，晶粒生长，重建相变和裂纹扩展。
2003-06-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Epitaxial-strain-induced multiferroicity in SrMnO$_{3}$ from first principles
第一性原理密度泛函计算揭示了立方SrMnO $_{3}$中大的自旋-声子耦合，铁磁有序产生极性不稳定性。通过这种耦合与钙钛矿的应变-极化耦合特性的组合，体反铁磁顺电基态SrMnO $_3$示出被驱动到以前未报道的多铁性铁电-铁磁状态，通过增加外延应变，拉伸和压缩。这种状态具有计算的极化和估计的居里温度高于54 $μ$ C/cm $^2$和92 K。预测在相界附近的大的混合的磁-电-弹性响应。
2009-12-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Competing misfit relaxation mechanisms in epitaxial correlated oxides
应变工程的功能特性在外延薄膜的强相关氧化物表现出八面体框架结构的阻碍缺乏足够的失配弛豫模型。在这里，我们提出了一个四阶段的分层发展的八面体框架扰动导致电子，弹性和八面体倾斜的能量之间的渐进不平衡在La0.7Sr0.3MnO3外延薄膜生长在SrTiO 3衬底上的实验证据。电子软化的Mn-O键附近的基板导致形成的界面层夹持到基板上的强烈退化的磁输运性能，即所谓的死层，而刚性八面体倾斜成为相关的在先进的生长阶段没有显着的影响电荷传输和磁有序。
2012-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Growth Kinetics with Interacting Coherent Islands
用自洽平均场速率理论研究了未位错（相干）三维岛的Stranski-Krastanov生长动力学，该理论考虑了岛之间的弹性相互作用。后者被认为是促进原子从岛上脱离，从而降低其平均尺寸。半定量协议与实验发现的总岛密度和平均岛大小的时间演变。当与缩放思想相结合时，这些结果提供了一种自然的方法来理解经常观察到的连贯岛屿尺寸分布宽度的初始增加和随后的减少。
1999-02-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Shape relaxation of epitaxial mesa for finite-size strain-engineering
硅锗（Si $_{1-x}$ Ge $_x$）层通常用作MOSFET器件的栅极中的应力源。预期它们在漂移区和沟道区中引入有益的应力以增强电子迁移率。当减小栅极横向尺寸时，主要问题之一是应力松弛，其导致电子迁移率的显著降低。我们报告了一个新的形态演变的应变外延硅锗纳米层上的硅栅极（台面）驱动的应变不均匀性，由于有限尺寸效应。与应变膜的自诱导不稳定性不同，这种演变是由于自由边界的弹性不均匀性引起的。我们分析的热力学表面扩散框架内的弹性和毛细作用，前者被解决在两个维度感谢艾里形式主义的增长动力学。由此产生的动力学方程求解与分解的本征模式，并揭示了不同的发展，这取决于台面的几何参数。质量转移发生在松弛区域，并在纳米层自由表面处产生珠状，其具有作为时间和几何形状的函数的W或V形状。然后，结构的比例以及其规模控制了演变。
2022-09-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Minimum energy paths for dislocation nucleation in strained epitaxial layers
本文在二维原子模型中数值研究了具有晶格失配的应变外延层中位错成核的最小能量路径和能垒。采用基于排斥势最小化和轻推弹性带方法相结合的鞍点搜索方法，确定了不同过渡路径下从相干态到非相干态的应力松弛过程。最小的能量势垒导致一个单一的失配位错成核的最终状态的确定。观察到强的拉伸-压缩不对称性。这种不对称性可以理解为拉伸应变和压缩应变的性质不同的过渡路径。
2002-05-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Compliant substrate epitaxy: Au on MoS$_2$
尽管存在较大的晶格失配（约8%的双轴应变），但{111}取向的Au在MoS $_2$上的外延生长得到了很好的证明，并且Au {001}取向导致弹性应变小得多。基于密度泛函和线弹性理论的分析表明，{111}取向是稳定的组合的有利的表面和界面的贡献的能量，并符合第一层的MoS $_2$。
2015-06-05 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Recovery of beta-Ga2O3 after High Dose Implantation
Cornell University（康奈尔大学）；U.S. Naval Research Laboratory（美国海军研究实验室）
研究高剂量植入后β-Ga2O3的外延恢复，通过XRD分析退火后晶格恢复情况，发现不同损伤条件下晶格恢复机制和新相形成过程。
2025-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Effects of Growth Orientations and Epitaxial Strains on Phase Stability of HfO$_2$ Thin Films
铁电性在纯的和掺杂的$_2$基薄膜中的发现重新激发了将铁电体用于纳米器件应用的兴趣。为了利用这种硅兼容的铁电体，铁电性的起源和更好的方法来控制实现在纳米级的铁电性的基本问题，如需要解决。$_2$基薄膜中出现的强极化被认为是各种外在因素的累积效应，如小晶粒的有限尺寸效应和表面/界面效应、压应力、掺杂剂、氧空位和电场。在HfO $_2$中，相变的动力学效应及其对纳米尺度铁电性出现的潜在影响还没有很好的理解。本工作利用密度泛函理论和变胞轻推弹性带技术，构建了不同晶型的纳米材料之间的跃迁路径。我们发现，过渡势垒强烈地依赖于机械边界条件，从四方相到极性正交相的过渡是一个快速的动力学过程下夹紧。研究了生长取向和外延应变对HfO $_2$各相相对稳定性的影响。两个正交相，极性$Pca2_1$和非极性$Pbca$，在（111）取向的薄膜中在宽范围的外延应变条件下变得结晶稳定。这项工作提出了一个潜在的途径，以更好地稳定铁电相的HfO $_2$薄膜，通过衬底取向工程。
2019-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Hybrid reciprocal lattice: application to layer stress appointment in GaAlN/GaN(0001) systems with patterned substrates
半导体的外延是应用科学和光电子工业中一个极其重要的过程。控制外延生长过程中引入的缺陷是制造高效率和耐用性器件的关键点。在这项工作中，我们展示了如何有用的混合反射的研究，由于图案化的衬底的各向异性应变梯度的外延结构。检测和区分弹性和塑性弛豫的高精度是测量这种类型的反射的最大优点之一，以及它可以在商业高分辨率衍射仪上的对称反射几何中被利用的事实。
2016-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Emergence of step flow from atomistic scheme of epitaxial growth in 1+1 dimensions
Burton-Cabrera-Frank（BCF）模型的晶体表面上的线缺陷（步骤）的流动提供了有用的见解纳米结构的演变。这个模型建立在现象学的基础上。我们的目标是显示通过缩放参数的BCF理论的出现，从一个随机的原子计划的简化动力学的固体-固体模型在一个空间维度的非相互作用的步骤。我们的主要假设是：吸附原子（adatoms）形成一个稀系统，晶格的弹性效应是缺席。台阶边缘被视为通过概率规则在台阶处原子附着和脱离来传播的前沿。我们正式推导出准静态阶跃流的描述平均出随机方案时，梯田扩散，吸附原子解吸和沉积从上面。
2015-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced orbital energy shift in antiferromagnetic RuO2 revealed by resonant elastic x-ray scattering
长期以来，在其基态下，RuO 2被认为是一种普通的金属顺磁物质。最近的中子和X射线衍射表明，块体RuO 2是一个反铁磁体（AFM）与TN高于300 K。此外，外延应变诱导新的超导电性的薄膜的RuO 2低于2 K。在这里，我们提出了一个共振弹性X射线散射（REXS）研究在Ru L2边缘的应变RuO 2薄膜表现出应变诱导超导性。我们观察到一个方位角调制的100布拉格峰一致的倾斜AFM中发现散装。最值得注意的是，在显示出新型超导性的应变薄膜中，我们观察到Ru eg轨道向更高能量发生了~1 eV的位移。在较厚的松弛膜和具有不同应变方向的膜中，能量位移较小。我们的研究结果提供了进一步的证据的实用程序的外延应变作为一个调谐参数在复杂的氧化物。
2022-01-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Dielectric, piezoelectric, and elastic properties of BaTiO$_3$/SrTiO$_3$ ferroelectric superlattices from first principles
采用第一性原理密度泛函理论研究了外延应变对（001）取向铁电（BaTiO $_3$）$_m$ /（SrTiO $_3$）$_n$超晶格（$m = n = {}$ 1-4）声子谱、晶体结构、自发极化、介电、压电和弹性性质的影响.自支撑超晶格的基态是单斜$Cm$极性相。在面内双轴压应变下，转变为四元$P4mm$极性相;在面内双轴拉伸应变下，转变为正交$Amm2$极性相。当改变面内晶格参数时，在极性相之间的边界处出现几种光学和声学模式的软化，并且介电、压电和弹性张量的相应分量临界发散。用两种特殊的准无规结构SQS-4模拟了无序Ba $_{0.5}$ Sr $_{0.5}$ TiO $_3$固溶体的混合焓，并与超晶格的混合焓进行了比较，揭示了BaTiO $_3$ -SrTiO $_3$体系向短程有序化的趋势，表明这些超晶格是相当稳定的.
2016-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Machine-learning interatomic potential for AlN for epitaxial simulation
University of Florida（佛罗里达大学）
本文采用UF3方法开发了AlN的机器学习原子间势，其在结构、力学性质及位错核心结构预测上与DFT计算和实验一致，复现了AlN同质外延的纤锌矿结构及逐层生长模式，实现了大规模原子模拟。
2025-11-11 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Nonlinear evolution of surface morphology in InAs/AlAs superlattices via surface diffusion
对InP衬底上InAs/AlAs短周期超晶格自组织横向成分调制生长进行了连续介质模拟。模拟结果与同步加速器X射线衍射实验结果定量一致。在外延生长过程中的成分调制的时间演化可以解释只包括一个非线性依赖的弹性能量的生长外延层的厚度。从拟合的实验数据的增长模拟，我们已经确定了这种非线性依赖的参数。结果表明，调制幅度不依赖于特定元素的表面扩散常数。
2006-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Full angular dependence of the spin Hall and ordinary magnetoresistance in epitaxial antiferromagnetic NiO(001)/Pt thin films
本文报道了在没有任何铁磁元素的反铁磁绝缘体NiO（001）和重金属Pt的双层膜中，自旋霍尔磁阻（SMR）的三维角度依赖性的观测结果.通过在高达11 T的磁场中沿着三个正交平面（xy、yz和xz旋转平面，其中z轴与样品平面正交）旋转样品来测量检测到的角度相关纵向和横向磁阻。总的磁电阻有贡献所产生的SMR和普通的磁电阻。SMR信号的开始发生在1 T和3 T之间，并且在高达11 T时没有可见的饱和。SMR的三维角度依赖性可以通过考虑NiO（001）中磁致伸缩反铁磁S-和T-畴的可逆场致重新分布的模型来解释，该模型源于非磁性MgO衬底的塞曼能量和弹性夹紧效应之间的竞争。从观察到的SMR比，我们估计在NiO/Pt界面的自旋混合电导大于$2\times10^{14}$ $Ω^{-1}$ $m^{-2}$。我们的研究结果表明，在稳定的NiO（001）薄膜，在xy-和xz-平面的旋转电检测的Néel矢量方向的可能性。此外，我们表明，仔细减去普通的磁阻贡献是至关重要的，正确估计的SMR的幅度。
2021-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Revisiting the epitaxial Si$_3$N$_4$ crystalline cap on AlGaN/GaN via evolutionary structure search
Shandong Institute of Advanced Technology（山东高等技术研究院）；Shandong University（山东大学）；Macao Polytechnic University（澳门理工学院）
通过进化结构搜索发现Lam-Si$_3$N$_4$结构在AlGaN/GaN界面处更稳定，具有更宽的带隙和更好的结构匹配，从而提升器件封装性能。
2025-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Strain-driven magnetic anisotropy and spin reorientation in epitaxial Co V 2 O 4 spinel oxide thin films
Université de Strasbourg, CNRS, IPCMS, UMR 7504（斯特拉斯堡大学）；SIMaP, Université Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；Université Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut Néel（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）
通过应变工程调控CoV₂O₄薄膜的磁各向异性和自旋取向，实现电子与磁性性质的精细调控。
2026-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial growth mechanisms of graphene and effects of substrates
采用密度泛函理论中的有限温度分子动力学从头算方法研究了单层石墨烯的生长过程。在原子水平上的外延石墨烯的生长机制的理解提供了通过探索发生在石墨烯的生长边缘的瞬态阶段。这些阶段是大碳环的形成和塌陷，以及像五边形-七边形缺陷的Stone-Wales的形成和愈合。使用爬像轻推弹性带方法计算了各种衬底上这些生长诱导缺陷愈合的激活势垒，并与Stone-Wales缺陷进行了比较。发现生长过程中发生在边缘附近的五边形-七边形缺陷比Stone-Wales缺陷更容易愈合。还详细研究了衬底在外延生长和修复缺陷中的作用，以及使用碳二聚体作为石墨烯生长的构建块的影响。
2012-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Strain-released epitaxy of GaN enabled by compliant single-crystalline metal foils
Zhejiang University（浙江大学）；Westlake University（西湖大学）；Zhongke Crystal Materials (Dongguan) Technology Co., Ltd.（中科晶材（东莞）科技有限公司）；Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences（中国科学院半导体研究所）；Westlake Smoky-mountain Technologies（西湖烟山科技有限公司）；Peking University（北京大学）；University of Toronto（多伦多大学）；BOE Technology Group Co., Ltd.（京东方科技集团股份有限公司）
本研究通过顺应性单晶铜箔实现应变释放的氮化镓异质外延，利用弹性变形和局部滑移减少应变，从而获得高质量的氮化镓外延层，进而制备出高效率的发光二极管阵列。
2026-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial growth in dislocation-free strained alloy films: Morphological and compositional instabilities
应变合金膜生长的稳定性和不稳定性机制是理论和实验研究者的共同兴趣。我们考虑无位错，相干，生长的合金薄膜，可以表现出形态不稳定，没有成核。我们调查这样的应变膜通过开发一个非平衡，连续模型和进行线性稳定性分析。薄膜-衬底失配应变、组分应力、沉积速率和生长温度的耦合作用决定了薄膜形貌的稳定性以及表面的亚稳分解。我们考虑了外延生长的一些现实因素，特别是弹性模量的组成依赖性和薄膜的上表面和下体之间的耦合。这些因素的相互作用导致新的稳定性结果。除了以上和以下的相干旋节温度的稳定性图，我们还计算了动力学临界厚度的不稳定性，以及其缩放行为的失配应变和沉积速率的发病。我们将我们的结果应用到一些实际的增长系统，并讨论了最近的一些实验观察相关的影响。
2002-05-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Nanoscale studies of domain wall motion in epitaxial ferroelectric thin films
利用原子力显微镜研究了PbZr 0. 2 Ti 0. 8 O 3薄膜的铁电开关和纳米畴动力学。测量的写入时间依赖性的域的大小揭示了一个两步的过程中，成核其次是径向域生长。在此生长过程中，畴壁速度表现出v ~ exp[-（1/E）^mu]依赖于电场，蠕变过程的特征。畴壁运动分析的背景下，在一个周期性的潜力，以及规范的蠕变运动的弹性流形在无序势的随机成核。的尺寸的电影表明，无序是在所观察到的畴壁蠕变的起源。为了研究改变薄膜中的无序的影响，在晶体生长过程中引入缺陷（a轴夹杂物）或通过重离子辐照，分别产生具有平面缺陷和柱状缺陷的薄膜。这些缺陷的存在下，发现显着降低蠕变指数μ，从0.62 - 0.69到0.38 - 0.5，在辐照膜和0.19 - 0.31，在含有a轴夹杂物的膜。
2004-11-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Defect free strain relaxation of microcrystals on mesoporous patterned silicon
一个完全兼容的衬底将允许在硅（Si）衬底上单片集成高质量的半导体材料，如Ge和III-V族，从而在成熟的低成本Si技术平台上实现新的功能。在这里，我们展示了一个兼容的硅衬底，允许无缺陷的晶格失配材料的外延生长。该方法是基于深图案化的Si衬底，以形成微米级的支柱和随后的电化学多孔化。通过X射线衍射、透射电子显微镜和腐蚀坑计数对外延Ge晶体质量的研究表明，无缺陷微晶具有完全的弹性弛豫。无位错异质外延的实现依赖于多孔微柱的弹性形变与Ge扩散到中孔图案化衬底中衰减Ge/Si界面处的失配应变之间的相互作用，所述多孔微柱在由Ge和Si之间的晶格失配引起的应力下设置。
2022-03-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Substrate-controlled epitaxial-like growth of photochromic yttrium oxyhydride thin films
Institute of Solid State Physics, University of Latvia（拉脱维亚大学固体物理研究所）；Institute of Physics, University of Tartu（塔尔图大学物理研究所）；Department of Physics, University of Helsinki（赫尔辛基大学物理系）；KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）
该研究通过反应磁控溅射制备YHO薄膜，探究衬底取向、沉积温度对其结构与光致变色性能的影响，发现光致变色效应主要由成分和局部O/H构型控制，为其光学应用提供新见解。
2026-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Elastic properties of transition metal dichalcogenides
本文通过第一性原理计算系统研究了2H-MX₂过渡金属二硫属化物的弹性质，揭示金属型与半导体型TMDs在晶格参数和力学模量上的根本差异，并建立了模量随原子序数和化学组成变化的规律。
2025-05-09 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
The elastic inclusion problem in the (amplitude) phase field crystal model
针对晶体材料内嵌区域晶格形变研究常忽略微观结构的问题，本文在粗粒度相场晶体模型中引入空间依赖参数控制晶格间距以预设本征应变，其二维三角晶格弹性夹杂应力场结果与Eshelby解析解吻合良好。
2022-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci math-ph
Magnetotransport of SrIrO3 films on (110) DyScO3
采用脉冲激光沉积法在（110）取向DyScO 3（DSO）衬底上生长了不同膜厚t（2 nm < t < 50 nm）的钙钛矿结构SrIrO 3（SIO）薄膜。所有薄膜均具有化学计量比、正交相和高结晶度。DSO相对于SIO的几乎完美的面内晶格匹配和相同的对称性导致完全外延面内对准，即，DSO和SIO的c轴彼此平行，由于DSO衬底引起的小的面内压缩应变，仅略微增大了d110面外晶格间距（+0.38%）。磁电阻MR的测量是针对沿SIO的[001]和[1-10]方向的电流和垂直于膜平面的磁场进行的。两个方向的MR似乎明显不同。各向异性MR 001/MR 1 -10 > 1随着T的降低而增加，并且对于最薄的膜尤其明显，其同样显示出低于T* ~ 3 K的滞后场依赖性。矫顽场Hc为2-5 T。这两个，T* 和Hc是非常相似的磁有序温度和DSO的磁性，这强烈建议衬底诱导的机制作为在SIO膜的各向异性磁输运的原因。
2020-01-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Kinetic step bunching during surface growth
本文研究了具有各向异性扩散特征的生长晶体表面的阶跃聚束动力学不稳定性。不稳定性是由于弹性相互作用和阶梯参数的交替之间的相互作用。这种不稳定性预计在外延生长期间发生在邻近的半导体表面Si（001）或Ge（001）上。阶梯聚束的最大生长速率像$F^{4}$一样增加，其中$F$是沉积通量。我们的结果与数值模拟的结果进行了补充，揭示了粗化行为的非线性阶跃动力学的长时间。
2005-02-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
