Birefringence induced by antiferroelectric switching in transparent polycrystalline $PbZr_{0.95}Ti_{0.05}O_{3}$ film
反铁电材料的最典型的功能性质是通过电场诱导从非极性相到极性相的相变的可能性。在这里，我们研究了这种场诱导相变对$PbZr_{0.95}Ti_{0.05}O_{3}$双折射变化的影响。我们使用一个透明的多晶$PbZr_{0.95}Ti_{0.05}O_{3}$薄膜生长在$PbTiO_{3}/HfO_{2}/SiO_{2}$与叉指电极直接调查在一个简单的传输几何双折射的变化。尽管多晶性质的膜和其厚度适中，场诱导的过渡产生一个相当大的影响下观察到的偏光显微镜。在其极性相的膜被发现表现得像一个均匀的双折射介质。这种场致双折射的时间演化提供了关于反铁电开关过程中的不可逆性及其缓慢动力学的信息。双折射的变化有两个主要贡献，一个是快速响应（~ 0.5 s），另一个是在长达30分钟的时间内上升和饱和的较慢的贡献。这种长的饱和和弛豫时间的可能起源进行了讨论。
2022-08-03 cond-mat.mtrl-sci
A phase field model combined with genetic algorithm for polycrystalline hafnium zirconium oxide ferroelectrics
铁电铪锆氧化物（HZO）薄膜在铁电随机存储器、铁电场效应晶体管和铁电隧穿结等方面具有重要的应用前景。然而，在理解铁电开关，这是至关重要的，在这些设备的操作中有缺点。本文建立了一个基于相场法的计算模型来模拟多晶HZO薄膜的开关行为。此外，我们引入了一种新的方法来优化的有效朗道系数描述的自由能HZO相场模型与遗传算法相结合。我们通过精确模拟不同铁电相含量的HZO薄膜的开关曲线来验证模型。在切换过程中的模拟域动力学也显示出惊人的相似性，可用的实验观察。本工作也提供了基本的见解，提高铁电性的HZO薄膜通过控制晶粒形态和晶体织构。该方法可以推广到其它氧化物基薄膜的铁电性能的改善。
2022-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Magnetization switching in polycrystalline Mn3Sn thin film induced by self-generated spin-polarized current
自旋的电操纵对于设计最先进的自旋电子器件是必不可少的，并且通常依赖于从第二重金属材料注入的自旋电流。手征反铁磁体产生自旋电流的事实启发我们利用自生自旋矩来探索手征自旋的磁化翻转。在这里，我们证明了非共线的反铁磁态在Mn 3Sn的电开关通过观察从传统的自旋-轨道扭矩的自生成的自旋扭矩的交叉时，在Ta/MgO/Mn 3Sn多晶薄膜中的MgO厚度的增加。通过改变MgO的厚度可以控制甚至阻止Ta层的自旋电流注入，但是即使在大的MgO厚度下也能维持开关。此外，当MgO厚度超过约3 nm时，开关极性反转，这不能通过由于来自Ta层的自旋电流注入而导致的自旋-轨道扭矩情形来解释。在MgO/Mn 3Sn和Ti/Mn 3Sn双层膜中也观察到明显的电流诱导开关，其中外部注入到Mn 3Sn的自旋霍尔电流可以忽略不计。由自旋极化电流引起的晶粒间自旋转移力矩解释了实验观察结果。我们的研究结果提供了一个替代的途径，而不诉诸于传统的双层结构的非共线反铁磁态的电操纵。
2022-09-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Axis-dependent carrier polarity in polycrystalline NaSn$_2$As$_2$
横向热电装置仅由一种热电材料组成，不像传统的纵向热电装置需要具有p型和n型极性的两种类型的热电材料。然而，可扩展的合成材料，表现出轴依赖的载体极性，这是一个有前途的组件，以证明横向热电器件，是具有挑战性的。本文报道了用单轴热压法制备的多晶NaSn $_2$ As $_2$具有轴向载流子极性。通过X射线衍射测量证实了样品的择优取向。Seebeck系数的测量表明，载流子的极性取决于测量方向，这是一致的，最近报道的结果对单晶的NaSn $_2$作为$_2$。鉴于我们的样品制备过程是容易扩展的，目前的工作表明，使用多晶NaSn $_2$作为$_2$与优选的取向制备横向热电器件的可能性。
2021-04-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Room temperature multiferroism in polycrystalline thin films of gallium ferrite
采用溶胶-凝胶法在n-Si（100）和Pt/Si（111）衬底上沉积了（010）织构的镓铁氧体（GaFeO 3或GFO）多晶薄膜，并对其室温多铁性进行了表征。使用X-射线衍射和拉曼光谱的结构表征证实了与纳米尺寸的微晶的单相的形成。磁化强度随温度变化的研究表明，在~300 K时铁向顺磁转变。室温piezoresponse力显微镜分析显示，在非常高的矫顽场EC，~ 1350 kV/cm的铁电畴的局部180度的相位切换与最近的实验和第一性原理研究一致。我们的研究开辟了将多晶GFO集成到新型室温多铁性器件中的可能性。
2016-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Statistical switching kinetics in ferroelectrics
通过假设一个更现实的成核和极化反转的情况下，我们建立了一个新的统计开关模型的铁电体，这是不同的Kolmogorov-Avrami-Ishibashi（KAI）模型或成核有限开关（NLS）模型。该模型在引入了随时间变化的退偏场后，较好地描述了多晶薄膜在中、低场下的延迟行为，这是传统KAI模型所不能描述的。该模型正确地预测了n=1的多晶薄膜在高Eappl或陶瓷块在理想情况下。
2008-07-16 cond-mat.mtrl-sci physics.data-an
Optical Tuning of Resistance Switching in Polycrystalline Gallium Phosphide Thin Films
研究了直接生长在Si衬底上的纳米级磷化镓（GaP）薄膜的阻变特性。首先，生长的GaP薄膜显示出高的RON/ROFF（~10^4），这表明是由于沿着晶界形成导电沟道而引起的。有人提出，点缺陷（最有可能的镓）和结构的障碍，在晶界提供了理想的环境，使间接开关过程。接下来，我们探讨了这种缺陷是否可以产生中间带隙态，如果可以的话，它们可以被光子激发激活。这两个第一性原理计算，以及紫外-可见光和光致发光光谱强烈点的可能性，在多晶GaP膜的中间间隙电子状态。光电导原子力显微镜（phAFM），扫描探针技术，用于图像光电流作为入射光子能量的函数（范围从子带隙以上的带隙）的GaP膜表面上产生的。我们观察到的光电流，即使入射光子能量低于带隙，与存在的中间间隙的电子状态。此外，发现光电流的大小与入射光子能量成正比，并伴随着灯丝电阻的降低。这表明直接集成在Si上的GaP是一种很有前途的光子阻变材料系统。
2021-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Multi-Terminal Memtransistors from Polycrystalline Monolayer MoS2
在过去的十年中，已经开发了一种称为忆阻器的2端无源电路元件用于非易失性电阻式随机存取存储器，并且最近显示出用于神经形态计算的前景。与闪存相比，忆阻器具有更高的耐久性、多位数据存储和更快的读/写时间。然而，尽管双端忆阻器已经证明了基本的神经功能，但人脑中的突触数量超过神经元1000倍以上，这意味着需要多端忆阻器来执行复杂的功能，例如异突触可塑性。先前尝试超越2端忆阻器的尝试包括3端Widrow-Hoff忆阻器和具有纳米离子栅极或浮栅的场效应晶体管，尽管在晶体管中没有忆阻开关。在这里，我们报告了多端混合忆阻器和晶体管（即，记忆晶体管）使用多晶单层MoS 2。二维（2D）的二硫化钼记忆晶体管显示栅极可调谐性，在个别国家的4个数量级，除了大的开关比与高循环耐力和长期保持的状态。除了传统的神经学习行为的长期增强/抑制，6端的二硫化钼记忆晶体管具有栅极可调的异突触功能，这是无法实现使用2端忆阻器。例如，通过向调制端子施加电压脉冲，一对两个浮动电极（突触前和突触后神经元）之间的电导变化10倍。在原位扫描探针显微镜，低温电荷传输测量，和设备建模显示，偏置引起的MoS 2缺陷运动驱动电阻开关动态变化的肖特基势垒高度。
2018-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Dynamic scaling properties of multistep polarization response in ferroelectrics
铁电体是一种多功能机敏材料，在传感器技术、微机械驱动、数字信息存储等方面有着广泛的应用。特别是，开关动力学的理解是必不可少的数字信息存储。在这方面，时间极化响应的标度特性对于铁电体中的180°开关过程是众所周知的，其特征在于独特的场依赖性局部开关时间。出乎意料的是，这些性质现在在多轴多晶铁电体中观察到，表现出许多平行和顺序的非180°开关过程，具有不同的开关时间。这一行为可以用多步随机机制和极化反转的非均匀场机制模型相结合来解释。标度性能的预测为多晶铁电体的四面体，菱形和正交对称性，并通过测量极化动力学在（K，Na）NbO3基铁电陶瓷在7个数量级的时间尺度上的示范性证明。动态缩放特性允许洞察微观开关机制，一方面，并进入统计材料特性，另一方面，从而提供了高精度的时间极化的描述。深入了解多阶极化开关的机制对未来的超快和多级数字信息存储至关重要。
2022-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Four switching categories for thin-film and bulk ferroelectrics
我们将铁电体包括外延/多晶薄膜和单晶/陶瓷块体在不同外加电场下的开关动力学分为四类，这取决于相邻部分之间的开关促进效应引起的去极化场和/或极化反转是否可以忽略。我们表明，我们最近开发的统计模型[Journal of Physics：Condensed Matter 21，012207（2009）]以其广义形式适用于所有这四个类别。最后，将本文模型与传统的Kolmogorov-Avrami-Ishibashi模型进行了比较，并讨论了不同n时开关电流的行为。
2008-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Unipolar resistive switching in cobalt titanate thin films
报道了多晶钙钛矿型钴钛氧化物（CoTiO 3 ~ CTO）薄膜的10 4量级的巨阻开关、长达10 4 s的长时间电荷保持特性、非重叠的SET和SET电压、低阻态欧姆特性和高阻态空间电荷限制电流（SCLC）特性。对LRS和HRS状态进行了阻抗谱研究，这表明在电阻切换后仅体电阻发生变化，然而，在两种状态下体电容值都有很小的变化（<10%，在pF范围内）。这些结果表明，在LRS状态下，电流细丝在并联配置的许多小电容器中断开电容器，这进而在两种状态下提供相同的电容，即使相位角有90度变化和正切损耗的变化顺序。
2017-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Domain Switching Kinetics in Disordered Ferroelectric Thin Films
通过测量多晶Pb（Zr，Ti）O $_{3}$薄膜的极化反转行为，研究了铁电存储器件中广泛使用的多晶Pb（Zr，Ti）O薄膜的电畴动力学。它们在不同电场和温度下的开关行为可以通过假设畴开关时间的洛伦兹分布来解释。我们把在电场作用下的开关过程看作是铁电畴在随机介质中的运动，并证明了由于畴钉扎位置的偶极缺陷引起的局部场变化可以解释这种有趣的分布。
2007-04-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Unified Phase-Field Framework for Antiferroelectric, Ferroelectric and Dielectric Phases: Application to HZO Thin Films
Kookmin University（建国大学）；Kangwon National University（江原国立大学）
本研究提出统一相场框架用于模拟氧化铪基电容器的铁电、反铁电和介电相行为，通过晶粒拓扑和取向显式建模，揭示垂直相排列对开关特性的影响。
2026-02-15 cond-mat.mtrl-sci
A Boltzmann statistical approach for the analysis of polarization states in mixed phase ferroelectric materials: application to morphological phase boundary
本文提出结合Landau自由能与Boltzmann统计分析的方法，定量评估复杂机电载荷下混合相铁电体不同畴变体的体积分数，揭示了MPB附近多晶材料的畴与相演化及其对宏观应变响应的贡献。
2025-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropy Dependence of Irreversible Switching in Fe/SmCo and FeNi/FePt Exchange Spring Magnet Films
本文用一阶剩磁曲线（FORC）技术和矢量磁强计研究了交换弹簧磁性薄膜的磁化反转。在Fe/外延SmCo薄膜中，通过Fe软层的可逆旋转进行反转，然后通过SmCo硬层的不可逆切换进行反转。切换字段清楚地表现为纵向和横向磁滞回线中的单独步骤，以及在FORC分布中的尖锐边界。在FeNi/多晶FePt薄膜中，特别是薄FeNi薄膜中，开关场被平滑且无台阶的主环所掩盖。然而，FORC图仍然显示出明显的不可逆开关和横向磁滞回线的发病表现出一对峰值，其幅度大于最大可能的贡献，从FeNi层单独。这表明FeNi和FePt层通过垂直螺旋在连续过程中反转。软/硬层系统的连续旋转与连续旋转主要是由于硬层的不同晶体结构，这导致不同的各向异性。
2005-05-26 cond-mat.mtrl-sci
Switching of both local ferroelectric and magnetic domains in multiferroic Bi0.9La0.1FeO3 thin film by mechanical force
除了电场和磁场外，多铁性材料中有序参数的交叉耦合无论从实际应用还是从基础研究的角度来看都是非常有必要的。近年来，机械力通过电弹耦合作用在铁电材料中实现铁电有序参数的转变引起了人们的极大关注。利用扫描探针显微镜系统研究了多晶多铁性Bi 0. 9 La 0. 1FeO 3薄膜的机械力诱导极化和磁化反转。压电响应力显微镜和磁力显微镜的响应表明，Bi 0. 9 La 0. 1FeO 3薄膜中的铁电畴和磁畴都可以通过机械力和电场实现开关。由机械力产生的高应变梯度被证明是能够诱导铁弹开关，从而诱导铁电偶极子和磁自旋翻转在我们的薄膜，作为电-弹耦合和磁电耦合的结果。在室温下的铁电和磁畴的机械力控制的演示提供了一个新的自由度的操纵多铁性，并可能导致新的功能的设备。
2016-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Enhancing Unconventional Spin-Orbit Torque Efficiency: Numerical Study on the Influence of Crystallographic Texture and Polycrystalline Effects on Low-Symmetry Materials
本研究通过数值模拟与取向分布函数方法，定量分析低对称SOT材料的面内、面外晶体织构对非常规SOT效率的影响，为相关材料合成优化及自旋电子器件效率提升提供了理论框架。
2025-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale magnetic domains in polycrystalline Mn3Sn films imaged by a scanning single-spin magnetometer
该研究利用基于氮空位中心的单自旋扫描显微镜直接成像多晶Mn₃Sn薄膜磁畴，揭示其非均匀磁开关行为，为理解非共线反铁磁体磁有序及研究凝聚态体系自旋特性提供支持。
2023-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergent grain boundary phases in stressed polycrystalline thin films
在多晶薄膜的合成过程中，晶界（GB）微结构影响残余应力的发展，并且受残余应力的发展影响。最近的研究表明，优选的生长方向和邻接晶体的旋转之间的挫折，以本地尖点GB能量导致内部应力局部纳米表面层周围的谷和脊，形成在紧急边界（eGB）。使用的连续框架，数值分析和全原子模拟的双晶$\langle 111\rangle$铜薄膜的组合，我们表明，eGB调整其表面形貌和旋转程度响应于外部应变。压缩有利于旋转和增长的低能量GB相（络合物）在eGB谷，而张力有利于过渡在eGB脊，应力引起的质量流出/流入，改变界面和变形能量之间的能量平衡的反映。分子动力学模拟的应变和生长的双晶薄膜显示，eGB的相变耦合到岛形成在表面的三重结，提供了一个直接的联系eGB相和表面台阶流。eGB结构，形态和力学之间的相互作用出现作为一个重要的成分，在薄膜生长过程中的应力和形态演变的预测性理解，多晶表面的多功能响应在不同的表面现象，如表面介导的变形，界面脆化，热开槽，应力腐蚀，表面催化和拓扑传导具有广泛的影响。
2022-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Disentangling magnetic and grain contrast in polycrystalline FeGe thin films using four-dimensional Lorentz scanning transmission electron microscopy
研究具有强Dzyaloshinkii-Moriya相互作用（Dzyaloshinki-Moriya interaction，Dzyaloshini-Moriya interaction）的多晶材料中的纳米手性磁有序对于观察晶界和界面处的磁现象是有趣的。一种这样的材料是在Si上的外延沉积的B20 FeGe，其已经被积极地研究作为可扩展材料平台中的低功率、高密度磁存储器技术的基础。虽然传统的洛伦兹电子显微镜提供了必要的空间分辨率来探测单晶FeGe中的手性磁性纹理，但探测溅射的B20 FeGe的磁性更具挑战性，因为亚微米晶粒增加了混淆对比度。我们解决的挑战，解开磁场和晶粒对比度应用4维洛伦兹扫描透射电子显微镜使用电子显微镜像素阵列检测器。分析和数值模型的支持下，我们发现，成像磁性材料与多晶晶粒的最重要的参数是检测器的能力，以维持大的电子剂量，其中具有高动态范围的检测器变得非常重要。尽管溅射的B20 FeGe在Si上的晶粒尺寸小，使用这种方法，我们仍然能够观察到螺旋度切换的skyrmions和磁螺旋线在两个相邻的晶粒，因为它们线程通过相邻的晶粒。我们重现了这种效果，使用微磁学模拟，假设晶粒具有不同的取向和磁手性，并发现磁螺旋耦合晶体手性。我们的成像磁纹理的方法是适用于其他薄膜磁体用于自旋电子学和存储器的应用，在那里的理解是如何磁序容纳在多晶材料是很重要的。
2022-03-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Room temperature Mott transistor based on resistive switching in disordered V2O3 films grown on Si
该研究在室温下利用无序V2O3薄膜的电阻开关效应，实现了约900%的巨电阻变化，并制造了通道开关比约15的Mott晶体管，揭示了Mott转变机制。
2024-07-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Experimental Investigation of Variations in Polycrystalline Hf0.5Zr0.5O2 (HZO)-based MFIM
实验研究了HZO基MFIM电容中剩余极化随置位电压和厚度的变化，发现非单调变化在矫顽电压处达峰，归因于极化畴成核和多晶性，并用3D相场模型验证。
2025-03-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Dynamic evolution of internal stress, grain growth, and crystallographic texture in arc-evaporated AlTiN thin films using in-situ synchrotron x-ray diffraction
本研究利用原位同步辐射X射线衍射同时监测电弧蒸发AlTiN薄膜的织构、晶粒尺寸和应力演化，揭示了应力与晶粒尺寸的反比关系及两阶段生长机制。
2023-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Laser-Ablated Au Electrodes with Preferred Orientation and Flat Interface on Oxides
University of Kentucky（肯塔基大学）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）
本文发现脉冲激光沉积可在氧化物上制备具有[111]择优取向和原子级平坦界面的金电极，增强附着力，实现单一平台集成高质量电极与氧化物薄膜。
2026-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Magnetization Reversal and Nanoscopic Magnetic Phase Separation in Doped La1-xSrxCoO3
掺杂钙钛矿型钴酸盐La_（1-x）Sr_xCoO_3（LSCO）是研究内禀磁相分离的模型体系。我们采用了一阶反转曲线（FORC）的方法来探测量的不可逆切换在块体多晶LSCO作为Sr掺杂，现场冷却程序，和温度的函数。FORC分布的值rho用作不可逆切换程度的度量。当x < 0.18时，ρ的小值及其沿局部极化率（Hc）和零偏（Hb）的脊状分布是非相互作用单畴粒子的特征。这是一致的孤立的纳米级铁磁簇阵列的形成，在以前的工作中观察到的。当x >= 0.18时，ρ值大得多，其分布向负偏置场倾斜，以及出现负ρ区域，这与长程铁磁有序增加一致。FORC分布显示出对冷却过程的依赖性很小。随着温度的升高，从FORC分布确定的不可逆开关的分数密切遵循由La核磁共振测量的铁磁相分数。我们的研究结果进一步表明，FORC方法是一个有价值的磁相分离的第一次通过表征工具。
2005-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Effects of post-anneal conditions on the dielectric properties of CaCu3Ti4O12 thin films prepared on Pt/Ti/SiO2/Si substrates
采用脉冲激光沉积法在Pt/Ti/SiO2/Si（100）衬底上制备了高介电常数CaCu 3 Ti4 O 12（CTO）薄膜。480 nm厚的多晶薄膜具有择优取向，表面结晶明显。Pt/CTO/Pt电容器的介电常数和损耗的温度依赖性与氧化物衬底上生长的外延CTO膜的介电常数和损耗相当。我们发现，介电性能是非常敏感的退火后的气氛和温度。在氮气气氛中退火后，随着退火温度的升高，样品的低频介电弛豫增大，而在高温氧气气氛中退火，样品的低频介电弛豫减小，但介电常数降低。这样的结果归因于绝缘晶界势垒层的存在。
2003-08-08 cond-mat.mtrl-sci
Structural and electrical properties of tantalum nitride thin films fabricated by using reactive radio-frequency magnetron sputtering
TaN薄膜是[FeN/TaN]（n）多层膜中的一种有吸引力的中间层和扩散阻挡层，在高密度磁纪录中具有潜在的应用前景。采用反应射频溅射法，在不同的N-2分压下，在5 mAr/N-2气氛下，分别在玻璃和Si衬底上制备了两个系列的TaN薄膜，并对薄膜进行了系统的表征分析。当N2分压从0.0%增加到30%时，薄膜中的相发生了明显的变化，从bcc结构的Ta转变为bcc结构的Ta（N）和六方结构的Ta_2N的混合相，然后依次转变为fcc结构的TaN和TaN与富N相的混合相。这些变化与晶粒形状以及薄膜的择优晶向的变化有关，从bcc Ta [100]到[110]，然后到随机，最后到fcc TaN [111]。在77-295 K范围内，它们还与薄膜电阻率从金属到类超导体行为的变化有关。薄膜呈现典型的多晶织构结构，具有小的结晶畴和不规则的晶粒形状。在薄膜中观察到平行于衬底表面的清晰的优选（111）堆叠，其中嵌入有非晶区。在25%N-2分压下获得了电阻率为6.0m Ω cm、具有[ 111]择优取向的TaN薄膜，可作为[FeN/TaN]（n）多层膜的中间层。
2003-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Photonic Characterization of Oxygen and Air-Annealed Zn3N2 Thin Films
采用反应射频磁控溅射法在Ar+N2气氛下制备了氮化锌薄膜。在300 °C的空气和氧气中退火1小时，XRD测量表明，薄膜具有多晶结构，具有优选的（400）Zn 3 N2取向。退火过程提高了结晶度。退火后，AFM和SEM形貌显示表面形貌和表面粗糙度没有显着变化。Zn 3 N2的直接带隙估计在1.15 - 1.35 eV的范围内，其中退火导致带隙减小。薄膜被证实为p型导电，电阻率略有增加，通过退火。光电导测量表明，沉积膜没有任何光响应，而退火膜表现出光电导。
2023-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Controlling helicity-dependent photocurrent in polycrystalline Sb$_2$Te$_2$Se topological insulator thin films at ambient temperature through wave-vector of and photothermal gradient due to polarized light
在室温下，利用脉冲激光沉积技术生长了以c轴取向为主的颗粒状多晶样品，研究了拓扑绝缘体Sb $_2$ Te $_2$ Se中螺旋度相关光电流的光学控制。强的自旋-轨道耦合和自旋-动量锁定使得该系统在应用中具有独特性。我们观察到，可以通过用不同的圆和线偏振光激发样品来控制光电流，产生与偏振相关的电流密度，该电流密度可以与理论模型很好地拟合。即使在室温下，光电流的幅度也高于先前对其他单晶拓扑绝缘体的报道。与理论模型的比较表明，光电流有不同的贡献。研究光电流对激发激光束相对于样品表面法线的入射角（波矢量）的依赖性有助于确定对所观察到的光电流有贡献的不同项的起源。入射角驱动的螺旋度开关，这是一个非常简单和有效的技术来控制定向光电流，也被观察到在这项研究中。该光电流也可以借助于由激发光束产生的光热梯度来控制。由于在存在独特的自旋-动量锁定表面态的情况下用两个相反的（左和右）圆偏振光进行选择性自旋态激发，在存在光热梯度的情况下，入射在样品的两个相对边缘上的光的这种光电流的增强和反转发生。这些观察结果使得这种多晶材料在偏振相关的光电探测应用以及环境条件下的自旋光电子学中更加重要。
2021-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Grain Size and Texture of Cu2ZnSnS4 Thin Films Synthesized by Cosputtering Binary Sulfides and Annealing: Effects of Processing Conditions and Sodium
采用共溅射法制备了铜锌锡铅矿Cu 2 ZnSnS 4（CZTS）多晶薄膜，并在500 °C ~ 650 °C的硫蒸气中进行了退火处理。薄膜是由X射线衍射，拉曼散射，和光学吸收测量所示的锌黄锡矿CZTS相。薄膜表现出（112）纤维织构和优选的低角度和Sigma 3晶界群，这已被证明可以减少Cu（In，Ga）Se 2和CdTe薄膜中的复合。研究了晶粒长大动力学随温度和Na添加量的变化规律。值得注意的是，对于在无Na玻璃上生长的样品，证明了大于1 μ m的横向晶粒尺寸，证明了在除钠钙玻璃之外的衬底上生长CZTS的可行性。
2011-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Piezoelectric Response in Hybrid Lead Halide Perovskite Thin Films via Interfacing with Ferroelectric PbZr$_{0.2}$Ti$_{0.8}$O$_3$
我们报告了一个超过10倍的压电系数$d_{33}$的多晶CH $_3$ NH $_3$ PbI $_3$（MAPbI $_3$）薄膜界面时，他们与铁电PbZr $_{0.2}$ Ti $_{0.8}$ O $_3$（PZT）。压电响应力显微镜（PFM）的研究显示，$d_{33}^{MAPbI_3}$值约为0.3 pm/V的MAPbI $_3$沉积在Au和ITO表面，与小的相位角波动的长度尺度小于晶粒尺寸。与此形成鲜明对比的是，在外延PZT薄膜上制备的样品上，我们观察到大规模的极性畴，其表现出清晰的接近90° PFM相位角，指向沿薄膜法线的极轴。通过分离的MAPbI $_3$和PZT层的贡献，我们提取了一个显着增强的$d_{33}^{MAPbI_3}$值~4 pm/V，这是由于长程偶极-偶极相互作用促进域成核。我们还讨论了界面屏蔽层对择优极性方向的影响。
2017-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Crystalline b-Ga2O3 thin films deposited via reactive magnetron sputtering of a liquid Ga target
University of West Bohemia in Pilsen（比尔森西波希米亚大学）
研究通过反应磁ron溅射液态镓靶制备Ga2O3薄膜，探讨沉积温度、基板类型和放电参数对结构与电性能的影响，发现sapphire基板可实现高取向的b-Ga2O3生长，最佳沉积温度585°C获得最低电阻率。
2026-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Role of ALD Al2O3 surface passivation on the performance of p-type Cu2O thin film transistors
高性能p型氧化物薄膜晶体管（TFT）在许多半导体应用中具有巨大的潜力。然而，这些器件通常遭受低空穴迁移率和高关态电流。我们制作了p型TFT与原子层沉积（ALD）生长的纯相多晶Cu 2 O半导体沟道。通过在Cu 2 O沟道上施加薄的ALD Al 2 O3钝化层，然后在300 ℃下真空退火，来改善TFT开关特性。TEM-EDX和XPS的详细表征表明，在Al 2 O3沉积后，Cu 2 O的表面被还原，并表明形成了1-2 nm厚的CuAlO 2界面层。这与由ALD Al 2 O3的高负固定电荷引起的场效应钝化一起，通过降低深陷阱态的密度以及通过降低器件关断状态下半导体层中电子的积累，导致TFT性能的改善。
2020-10-21 cond-mat.mtrl-sci
Optically Tunable Threshold Switching and Thermally Activated Transport in Planar Ag/MAPbI$_3$ Thin Single-Crystal Devices
University of Salerno（萨莱诺大学）；University of Cagliari（卡利亚里大学）；University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
该研究制备了Ag/MAPbI₃平面单晶器件，发现其具有超低暗电流，光照下出现阈值开关和极性滞回，揭示了Ag/钙钛矿界面耦合离子过程的输运机制。
2026-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Preferential Orientation Relationships in Ca$_2$MnO$_4$ Ruddlesden-Popper thin films
一个高吞吐量的本地外延（称为组合衬底外延）的调查进行了钙$_2$ MnO $_4$ Ruddlesden-Popper薄膜的六个厚度（从20到400 nm），所有沉积在同质多晶Sr $_2$ TiO $_4$衬底。电子背散射衍射显示，所有薄膜的晶粒在晶粒局部外延生长，导致在一个单一的取向关系（$OR$）为每个衬底薄膜晶粒对。两个优选的外延$ORs$占超过90%的所有OR在300个不同的微晶，根据分析50个晶粒对每个厚度。单位晶胞上的单位晶胞$OR$（[100][001] $_{film}$ $\parallel$ [100][001] $_{substrate}$，或$OR1$）约占每个膜的30%。占每个膜的60%的$OR$（[100][001] $_{film}$ $\parallel$ [100][010] $_{substrate}$或$OR2$）对应于围绕a轴从$OR1$旋转90 $^{\circ}$。$OR2$强烈倾向于在立体三角形中心的衬底取向，而$OR1$在非常接近（001）或连接（100）和（110）的边缘附近的取向观察到。虽然$OR1$的能量应该较低，但$OR2$的大多数观察结果表明动力学障碍会降低$OR1$的频率。持续的晶粒生长和$OR$频率随厚度的变化的情况下，意味着在前几个\si{\nano\meter}内完成的生长竞争，和局部外延持续此后在生长过程中。
2015-05-06 cond-mat.mtrl-sci
AlScN: A III-V semiconductor based ferroelectric
铁电开关首次在基于III-V族半导体的材料AlScN中明确地展示--这一发现有助于满足对具有高性能和与通用半导体技术良好的技术兼容性的薄膜铁电体的迫切需求，所述通用半导体技术产生于大量存储器、微/纳米致动器和基于控制电极化的新兴应用。在AlScN中的铁电性的外观可以与原始纤锌矿型晶体结构的连续变形朝向层状六方结构随着Sc含量和拉伸应变的增加，这是预期可扩展到其他III族氮化物基固溶体。系统可调的矫顽力场大于3 MV/cm，高剩余极化超过100 μC/cm $^2$，这构成了对III族氮化物基材料中先前无法获得的自发极化的首次实验估计，一个几乎理想的方形滞后，在-0.3%到+0.4%的宽应变区间内产生优异的压电线性以及顺电转变温度超过600°C。这种有趣的组合属性是我们的知识，因为现在前所未有的领域的多晶铁电薄膜，并承诺显着推进铁电功能的开始集成到微米和纳米技术，而在同一时间提供实质性的洞察力的一个中心开放的问题的III族氮化物半导体-其实际的自发极化。
2018-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Elasticity-Dependent Self-assembly of Micro-Templated Chromonic Liquid Crystal Films
我们探索了在正方形晶格圆柱形微柱基底上形成的水性溶致变色液晶（LCLC）膜的微图案化指向矢结构。通过调节LCLC中间相和它们的弹性性质，经由干燥浓缩来操纵结构。向列型LCLC膜沿微柱晶格的对角线表现出优选的平行排列。柱状LCLC膜，从向列相干燥，形成两个不同的导演和缺陷配置：对角对齐的导演图案与局部正方形的缺陷，和非对角配置与锯齿形缺陷。这些状态的形成似乎与最初的薄膜的相对张开和弯曲自由能成本有关。所观察到的柱状和柱状配置的理解数值使用朗道-德Gennes自由能模型。在其他属性中，该工作提供了LC膜在柱状相和溶致LC膜中的准2D微图案化的第一个例子，并且它展示了通常难以通过体弹性特性对准的LCLC膜的对准和配置切换。
2014-02-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Growth of Ca$_2$MnO$_4$ Ruddlesden-Popper structured thin films using Combinatorial Substrate Epitaxy
研究了脉冲激光沉积Ca $_2$ MnO $_4$薄膜在多晶放电等离子体烧结Sr $_2$ TiO $_4$衬底上的局域外延生长，以确定同构Ruddlesden-Popper（RP）异质外延的相形成和择优取向关系（$ORs$），进一步发展了称为组合衬底外延（CSE）的高通量合成方法。掠入射X射线衍射和电子背散射衍射（EBSD）图案的薄膜和基板是可转位的单相RP结构的化合物。使用背散射衍射图案的平均图像质量（IQ）的最大值，发现最佳生长温度（在650 $^{\circ}$ ℃和800 $^{\circ}$ ℃之间）为750 $^{\circ}$ ℃。膜以晶粒上晶粒图案生长，使得每个Ca $_2$ MnO $_4$晶粒具有单个$OR$，其中Sr $_2$ TiO $_4$晶粒在其上生长。三个主要的$ORs$描述了49个晶粒对中的47个，几乎覆盖了所有的RP取向空间。第一个$OR$，在49个中的20个中发现，是预期的RP晶胞对RP晶胞$OR$，表示为[100][001] $_{film}$|| [100] $_{sub}$'m sorry.另外两个$ORs$基本上从第一个旋转了90 $^{\circ}$，其中一个（49对中的17对）围绕[100]旋转，另一个（49对中的10对）围绕[110]旋转（并不完全是90 $^{\circ}$）。这些结果表明，只需要少量的$ORs$来描述同构RP异…
2014-12-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unusual magnetic relaxation behavior in La0.5Ca0.5MnO3 and Nd0.5Sr0.5MnO3
我们已经进行了系统的磁弛豫研究，测量后，施加和关闭一个5 T的磁场的多晶样品的La 0.5Ca 0.5MnO 3和Nd 0.5Sr 0.5MnO 3。La0.5Ca0.5MnO3的长时间对数弛豫速率（LTLRR）从10 K减小到150 K，从150 K增大到195 K。这种行为的变化被认为是有关的反铁磁相的完全抑制高于150 K，并在5 T的磁场的存在下。在195 K时，磁化强度首先下降，几分钟后随着时间的推移缓慢增加。此外，在200 K和245 K之间，磁化强度在整个测量的时间跨度内增加。在曲线的斜率的变化，从负到正，在约200 K被认为是有关的反铁磁波动在小磁场的抑制。发现Nd0.5Sr0.5MnO3样品的LTLRR具有类似的温度依赖性。然而，在Nd 0.5Sr 0.5MnO3中LTLRR达到最小值的温度低于La 0.5Ca 0.5MnO3。这一结果与Nd0.5Sr0.5MnO3比La0.5Ca0.5MnO3具有更强的铁磁相互作用相一致。上述测量表明，LTLRR的一般温度依赖性和基本物理主要与所考虑的特定电荷有序系统无关。所有的弛豫曲线都可以在长时间内用对数律拟合。这种缓慢的弛豫归因于Mn离子之间铁磁和反铁磁相互作用的共存，这产生了能量势垒的分布。
2001-03-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Growth-controlled photochromism in yttrium oxyhydride thin films deposited by HiPIMS and pulsed-DC magnetron sputtering
University of Latvia（拉脱维亚大学）；University of Helsinki（赫尔辛基大学）；KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）
本研究通过HiPIMS和脉冲-直流MS制备氧化钇氢化物薄膜，发现生长条件和微结构对光致变色性能有显著影响，脉冲-直流MS薄膜在光致变色对比度和带隙方面表现更优。
2026-02-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.plasm-ph
