Epitaxial Ferroelectric La-doped Hf0.5Zr0.5O2 Thin Films
在铁电体Hf0.5Zr0.5O2中掺杂La是提高铁电体耐久性的一条很有前途的途径。然而，La对多晶膜的耐久性的有益影响可能伴随着保持力的下降。我们研究了掺镧外延薄膜的耐久性保持困境。与未掺杂的外延膜相比，在更宽的厚度范围内获得了大的极化值，而矫顽场是相似的，并且漏电流大幅降低。与多晶掺La薄膜相比，外延掺La薄膜表现出更强的疲劳性，但没有明显的唤醒效应和阻容保持困境。持久的唤醒效应常见的多晶La掺杂Hf0.5Zr0.5O2薄膜，是有限的几个周期，在外延膜。尽管疲劳，在外延镧掺杂薄膜的耐久性是超过1010个周期，这种良好的性能是伴随着超过10年的优秀保留。这些结果表明，唤醒效应和磁阻保持的困境是不是本征在La掺杂的Hf0.5Zr0.5O2。
2020-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Reduced Coercive Field in Epitaxial Thin Film of Ferroelectric Wurtzite Al0.7Sc0.3N
首次获得了具有明显极化-电场电滞特性的外延纤锌矿铁电薄膜。在W/c-蓝宝石衬底上的这种外延Al 0.7Sc 0.3N膜的矫顽场比在Pt/TiO x/SiO 2/Si衬底上的常规纤维织构膜的矫顽场小0.4 ± 0.3 MV cm-1（8%），这归因于外延膜中的c轴晶格参数小0.01 ± 0.007 MV cm-1。的应变和矫顽场的减少最有可能源于外延应变，而不是在热膨胀系数的失配。这些结果提供了一个洞察力，进一步降低矫顽场的新型纤锌矿铁电体使用外延失配应变。
2021-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric nanodomains in epitaxial PbTiO3 films grown on SmScO3 and TbScO3 substrates
用Raman光谱和压电响应力显微镜技术研究了在相同条件下用MOCVD技术在SmScO_3和TbScO_3钙钛矿衬底上生长的320 nm厚PbTiO_3铁电外延薄膜的畴结构。讨论了声子频移和典型的畴结构模。结果表明，显着不同的域结构架构：域结构的PbTiO 3薄膜生长在SmScO 3占主导地位的a-域取向，而强烈的优先c-域取向被发现在PbTiO 3薄膜生长在TbScO 3衬底上。这两种情况之间的差异可以追溯到在沉积温度下的薄膜-衬底晶格失配。
2013-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Morphological evolution and surface/interface Fe-oxide formation in epitaxial Fe(001)/MgO(001) thin film
本研究利用电子束蒸发在MgO(001)衬底上生长外延Fe薄膜，通过同步进行RHEED与TM测量，分别监测了薄膜的结构与形貌演变。
2024-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Growth and Electrical Properties of VO2 on LSAT (111) substrate
报道了用脉冲激光沉积法在LSAT（111）（[LaAlO 3]0.3[Sr 2AlTaO 6]0.7）衬底上外延生长VO 2（VO 2）薄膜，并对其电学性能，特别是金属-绝缘体转变（MIT）进行了研究。X射线衍射分析表明，VO 2薄膜与LSAT衬底之间的外延关系为VO 2（020）||LSAT（111）和VO 2 [001]|| LSAT[11-2].我们观察到一个尖锐的四个数量级的变化，纵向电阻的VO 2薄膜的转变温度附近。我们还测量了不同的拉曼光谱以下和以上的过渡点，表明伴随的绝缘体和金属相之间的结构转变，与过去的调查。
2018-09-27 cond-mat.mtrl-sci
Transition of Impurity Nanorod Orientation in Epitaxial YBCO Films on Vicinal Substrates
对相邻STO衬底上外延YBCO薄膜中杂质纳米棒阵列的结构转变进行了理论研究。两种可能的类型的膜/基板界面被认为是一个假设一个完整的连贯性，而其他的，有缺陷的反相晶界的存在下表现出来。只有在前一种情况下，衬底的邻角的增加导致薄膜中应变场的显著变化，导致纳米棒取向从薄膜的法线方向转变为面内方向。的阈值邻位角的计算开始的过渡和晶格变形的膜由于包含的杂质纳米棒是非常好的协议与实验观察。
2011-12-23 cond-mat.mtrl-sci
Martensite structures and twinning in substrate-constrained epitaxial Ni-Mn-Ga films deposited by a magnetron co-sputtering process
为了获得Ni-Mn-Ga外延薄膜结晶在马氏体结构显示磁致重排（MIR）的马氏体变体，精细控制的组成是必需的。在这里，我们提出了如何共溅射过程可能有助于在Ni-Mn-Ga外延薄膜的发展。本文研究了用Ni-Mn-Ga三元靶和纯锰靶共溅射制备的一批Ni-Mn-Ga外延薄膜。共溅射工艺允许精确控制膜成分，并且能够在高温沉积期间保持Ni-Mn-Ga奥氏体的外延生长。它引起在室温下调节膜中的MIR-active 14-调制马氏体的含量，以及微观和宏观孪晶畴尺寸。
2011-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial germanidation of full-Heusler Co2FeGe alloy thin films formed by rapid thermal annealing
采用快速热退火诱导锗化方法，在绝缘体上硅（SOI）衬底上外延生长Fe/Co/赝Ge（001）-on-insulator（GOI）多层膜，制备了全Heusler Co2 FeGe（CFG）合金薄膜。X射线衍射（XRD）分析结果表明，薄膜沿[001]方向外延生长，且具有面内外延结构，薄膜的面内外延关系为[100]|| GOI[100]，虽然电影稍微包含纹理成分。强的（111）和（200）超晶格衍射强度表明，CFG薄膜具有高度有序的L21结构。薄膜的横截面高分辨率透射电子显微镜图像表明薄膜具有主要的外延和轻微的织构组分，这与XRD测量结果一致。外延元件直接生长在SOI衬底的BOX层上，而不形成任何界面层。
2010-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Sputtering based epitaxial growth and modeling of Cu/Si thin films
采用磁控溅射法制备了外延铜薄膜。沉积过程中的吸附原子受到沉积参数的影响，从而导致薄膜性能的变化。通过XRD和FESEM研究了薄膜的生长机理。对溅射外延薄膜生长过程进行了模拟。对溅射过程中的溅射产额、压强、温度、电流密度、沉积时间等参数进行了关联，并对溅射过程进行了分析。
2015-08-20 cond-mat.mtrl-sci
Growth of epitaxial ReS2 thin film by pulsed laser deposition
采用脉冲激光沉积法（PLD）在c面蓝宝石衬底和MoS2模板上生长了大面积ReS2外延薄膜。在低于300 ℃的沉积温度下，薄膜倾向于以（0001）ReS2垂直于（0001）Al2O3和（0001）ReS2垂直于（0001）MoS2平行于（0001）Al2O3的方式生长。薄膜是在300摄氏度以上的温度下生长的多晶。与蓝宝石衬底相比，在MoS2模板上生长的薄膜的光滑度和质量得到了显著改善。结果表明，PLD法适合于大面积生长ReS2外延薄膜，具有实际的器件应用价值。
2018-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoelastic coupling in epitaxial magnetic films: An ab-initio study
一种方法的开发，它允许确定一阶和二阶磁致弹性系数的磁性块状材料从从头计算的磁晶各向异性能作为预应变的函数。对体心立方Fe薄膜给出了满意的结果，并与外延Fe薄膜磁致伸缩应力测量的实验结果相吻合。
2000-05-02 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced magnetic and thermoelectric properties in epitaxial polycrystalline SrRuO3 thin film
过渡金属氧化物薄膜显示出通用的电、磁和热性能，其可以通过经由多晶固体有意地引入宏观晶界来定制。在这项研究中，我们专注于修改的磁性和热输运性能的制造单和多晶外延SrRuO3薄膜，使用脉冲激光外延。采用原子级平坦的多晶SrTiO_3衬底外延稳定化技术，实现了每个晶粒的结晶质量与单晶对应物的结晶质量相当的外延多晶SrRu_3薄膜。特别是，减轻压缩应变附近的晶界，由于合并证明结构，这诱导增强的多晶外延薄膜的铁磁有序。与晶界相关联的结构变化进一步降低了热导率而不恶化电子输运，并且与它们的单晶对应物相比，导致外延多晶薄膜中增强的热电效率。
2018-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Tuning magnetic and optical properties through strain in epitaxial LaCrO3 thin films
研究了外延应变对钙钛矿型LaCrO_3（LCO）单晶薄膜磁性和光学性质的影响。采用脉冲激光沉积法在合适的衬底上生长LCO薄膜，施加不同的应变状态。实验和理论相结合的方法来证明晶格应变和功能特性之间的直接相关性。磁化结果表明，晶格各向异性对LCO薄膜的磁行为起着决定性的作用。薄膜晶格中的应变诱导四方性强烈影响LCO的光学跃迁和电荷转移带隙。这项研究开辟了新的可能性，定制LCO和相关材料的功能特性的应变工程在外延生长。
2021-05-06 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial growth of topological insulator $β$-Ag2Te thin films
The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（理化学研究所 新兴物质研究中心）
研究通过分子束外延法成功生长出β-Ag2Te薄膜，证实其二维金属导电性，为探索表面狄拉克态现象和异质结器件设计提供了平台。
2026-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Mn5Ge3 (100) layer on Ge(100) substrates obtained by flash lamp annealing
Mn_5Ge_3薄膜是一种很有前途的锗基自旋电子器件的自旋注入材料。到目前为止，Mn5Ge3仅在Ge（111）衬底上外延生长。本文报道了在Ge（100）衬底上外延生长Mn_5Ge_3薄膜的研究。Mn5Ge3薄膜是通过Mn和Ge之间的亚秒固态反应在环境压力下闪光灯退火20 ms后合成的。单晶Mn5Ge3是铁磁性的，居里温度为283 K。六方晶系Mn_5Ge_3的c轴和易磁化轴都平行于Ge（100）面。毫秒级快速外延为与CMOS工艺完全兼容的Ge基自旋注入器的制备提供了一条新的途径。
2018-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Atomically Controlled Epitaxial Growth of Single-Crystalline Germanium Films on a Metallic Silicide
我们展示了高质量的外延锗（Ge）薄膜上的金属硅化物，Fe 3Si，直接生长在Ge（111）衬底上。利用分子束外延技术，我们可以在Fe_3Si（111）表面获得人为控制的硅（Si）或铁（Fe）原子排列。Si终止的Fe 3Si（111）表面使我们能够生长二维外延Ge薄膜，而Fe终止的表面导致Ge薄膜的三维外延生长。生长在Si终止表面上的高质量Ge几乎没有应变，这意味着Ge膜不是生长在低温生长的Si缓冲层上，而是生长在晶格匹配的金属Fe 3Si上。这项研究将为具有金属源极/漏极接触的垂直型锗沟道晶体管开辟一条新的途径。
2012-10-03 cond-mat.mtrl-sci
Growth, microstructure and thermal transformation behaviour of epitaxial Ni-Ti films
外延薄膜有可能被用作模型系统的基础研究的马氏体相变在二元NiTi。本文讨论了在单晶MgO衬底上生长二元NiTi薄膜的问题。溅射沉积用于生长NiTi膜。通过互补的制备路线（具有不同的沉积温度和随后的热处理）制备的膜进行了研究，通过X射线衍射，电子显微镜，原子力显微镜，和电阻率测量，以优化膜的性能，特别是为了获得一个明确的取向的奥氏体晶胞和光滑的表面。我们的研究结果表明，沉积在升高的温度和仔细控制的后续热处理允许产生外延生长和光滑的NiTi薄膜，表现出可逆的一步或两步马氏体相变。
2016-12-21 cond-mat.mtrl-sci
The origin and properties of the wetting layer and early evolution of epitaxially strained thin films
我们发现，在外延应变薄膜，随着晶格失配应变的增加而减少的润湿层出现由于非线性弹性自由能随膜厚的变化。我们计算了如何以及在什么厚度的平膜变得不稳定的各向同性和各向异性的表面张力膜的不同大小的扰动。我们发现，各向异性的表面张力引起的亚稳扩大润湿层。扰动振幅需要不稳定的润湿层随着晶格失配的增加而减少。我们还研究了外延应变膜的早期演化。我们发现薄膜的生长依赖于材料沉积的方式。在一个平坦的薄膜中的微扰的增长被发现服从鲁棒的标度关系。这些标度关系对于各向同性和各向异性表面张力是不同的。
2002-01-15 cond-mat.mtrl-sci
X-ray interference effects on the determination of structural data in ultrathin La2/3Sr1/3MnO3 epitaxial thin films
我们分析了X射线衍射数据用于提取细胞参数的紧密匹配的基板上的薄膜。我们主要研究在（001）SrTiO_3单晶衬底上外延生长的La_（2/3）Sr_（1/3）MnO_3薄膜。它将被证明，由于薄膜和衬底的结构非常相似，数据分析必须明确考虑衬底和薄膜的衍射波的不同相位，以提取可靠的晶胞参数。这一发现的影响的理解应变效应的薄膜和界面将强调
2013-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Thin Films of a Chalcogenide Perovskite
硫系钙钛矿材料是一种新型的电子材料，但由于缺乏高质量的外延薄膜，其基本性能和应用受到限制。我们报道了用脉冲激光沉积法外延生长BaZrS 3（一种典型的硫属化物）薄膜。X射线衍射研究表明，薄膜是强烈的织构面外，并有一个明确的面内外延与衬底的关系。电子显微镜的研究证实存在的外延的前几层的膜在界面处，即使远离界面的膜是多晶与大量的扩展的缺陷，这表明有潜力进一步改善生长。X射线反射率和原子力显微镜显示光滑的薄膜表面和衬底与薄膜之间的界面。薄膜在带边附近有很强的光吸收，在可见光区有很强的光致发光。的光电探测器设备显示快速和有效的光响应与最高的开/关比BaZrS 3膜迄今为止报道。我们的研究为实现硫系钙钛矿的外延薄膜、异质结构和超晶格提供了机会，以探测基本物理现象和由此产生的电子和光子器件技术。
2021-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Hybrid reflections from multiple x-ray scattering in epitaxial bismuth telluride topological insulator films
碲化铋拓扑绝缘体外延薄膜由于在自旋电子学和量子计算中的潜在应用而受到越来越多的关注。外延膜的最重要的性质之一是由于横向晶格失配而存在界面缺陷，因为电活性缺陷可以极大地损害器件性能。通过描述立方衬底上的六方碲化铋薄膜中的混合反射，面内晶格失配的准确性比使用其他X射线衍射方法至少好20倍，提供了0.007\%横向晶格失配的明确证据，与薄膜结构中与范德华间隙相关的应力松弛一致。
2020-07-29 cond-mat.mtrl-sci
On ``Epitaxial Pb(Zr,Ti)O$_3$ thin films with coexisting tetragonal and rhombohedral phases''
本文提出了PZT薄膜- MgO基片系统的热膨胀效应理论.我表明，基板的弹性特性必须考虑到描述这种效果。
2001-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear Dynamics of Domain Wall Propagation in Epitaxial Ferroelectric Thin Films
研究了外延Pb（Zr，Ti）O3薄膜在宽温度范围（3 - 300 K）内的铁电畴壁扩展。我们测量了不同电场下的畴壁速度，发现畴壁速度与电场有很强的非线性关系，特别是在低温下。我们发现，作为表面生长的问题之一，我们的畴壁速度数据从铁电外延薄膜可以分为蠕变，脱钉，和流动的制度，由于无序和弹性之间的竞争。速度和动力学指数的测量值表明，在外延薄膜的铁电畴壁是分形和钉扎由无序诱导的局域场。
2009-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial growth of Fe3O4 thin films on ZnO and MgO substrates
采用分子束外延技术在ZnO和MgO衬底上外延生长了磁铁矿薄膜。薄膜质量被发现是强烈依赖于生长过程中的氧分压。利用低能电子衍射（LEED）、HArd X射线光电子能谱学（HAXPES）、磁光克尔效应（MOKE）和X射线磁圆二色性（XMCD）分析结构、电子和磁性。衍射图清楚地显示出ZnO在（111）方向上的生长。垂直结构分析HAXPES深度剖析揭示了均匀的磁铁矿薄膜上的两种类型的基板。MOKE和XMCD测量均显示ZnO上的薄膜的面内易磁化，且磁矩降低。
2009-11-18 cond-mat.mtrl-sci
RBS/Channeling characterization of Ru(0001) and thin epitaxial Ru/Al$_2$O$_3$(0001) films
在绝缘衬底上的薄金属外延膜对于许多应用来说是必不可少的，例如在磁性器件中作为导电层或作为进一步生长的模板。在这项工作中，我们报告的单晶Al $_2$ O $_3$（0001）衬底上的外延Ru膜的生长磁控溅射和随后的系统表征使用卢瑟福背散射光谱的He离子在随机和沟道条件。我们包括Ru（0001）单晶的结果以供比较。沟道分析表明，厚度大于35 nm的薄膜生长与（0001）取向，一个明确的外延关系与衬底和高程度的晶体质量，可比的Ru（0001）单晶。厚度低至7 nm的较薄的膜，对于其外延应变的弛豫不完全，产生类似程度的去耦合。薄膜表面可以制备成清洁且有序的状态，以便在顶部进一步外延生长。
2021-12-14 cond-mat.mtrl-sci
Precipitation of amorphous ferromagnetic semiconductor phase in epitaxially grown Mn-doped Ge thin films
研究了外延生长的Mn掺杂Ge薄膜的铁磁性起源。采用低温分子束外延技术成功地生长了Mn掺杂的Ge薄膜，且没有析出Mn 5Ge 3等铁磁Ge-Mn金属间化合物。磁性圆二色性测量表明，外延生长的Mn掺杂Ge薄膜具有明显的铁磁行为，但在临界点处观察到的塞曼分裂不是由s，p-d交换作用引起的。高分辨率透射电子显微镜和能量色散X-射线光谱分析表明，无Mn单晶Ge基质中具有高Mn含量的非晶Ge 1-xMnx簇的相分离。由于非晶Ge_（1-x）Mn_x是一种均匀的铁磁半导体，因此非晶Ge_（1-x）Mn_x团簇的析出是外延生长Mn掺杂Ge薄膜铁磁半导体行为的起源。
2005-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Graphene on Silicon toward Graphene-Silicon Fusion Electronics
石墨烯是一个有希望的竞争者，以接替硅在电子领域的宝座。为了实现这一目标，应该开发石墨烯在衬底上的大规模外延生长。在沿着这条线的各种方法中，通过表面层的热分解在SiC衬底上外延生长石墨烯已经证明其在质量和工艺可靠性方面都非常令人满意。通过调整石墨烯/SiC界面结构，甚至可以调制石墨烯的结构性质和电子性质。然而，这种SiC上石墨烯技术的挑战是放弃成熟的Si技术和SiC块状晶体的高生产成本。在这里，我们证明了在硅衬底上形成的外延石墨烯是可能的，通过石墨化外延SiC薄膜形成在硅衬底上。这种硅基石墨烯（GOS）方法使我们能够在Si衬底上形成大面积有序sp2碳网络薄膜，并基于该结构制造电子器件。
2010-01-27 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic resonance in epitaxial films: Effects of lattice strains and voltage control via ferroelectric substrate
铁磁共振（FMR）现象提供了磁性材料物理学的基本信息，也是各种信号处理微波器件的核心。在这里，我们从理论上证明，衬底诱导的晶格应变可能会改变FMR频率的外延铁磁薄膜显着，导致超低和超低的共振频率在室温下。值得注意的是，FMR频率随外延应变的非单调变化，达到最小值对应的应变诱导自旋重取向转变的临界应变。此外，通过将铁磁膜耦合到铁电衬底，可以实现FMR参数的有效电压控制。与以往的研究相比，我们发现FMR频率的可调谐性随外加电场而变化，并在临界场强处显著增加。揭示的功能开辟了广泛的机会，先进的可调磁电器件的基础上应变纳米磁体的发展。
2011-02-28 cond-mat.mtrl-sci
The formation, ripening and stability of epitaxially strained island arrays
我们研究了晶格失配外延应变薄膜上共格岛的形成和演化。在具有各向异性表面张力的膜中形成刻面岛。在退火下，这些岛成熟，直到形成稳定的阵列，岛密度随膜厚度增加。在沉积下，岛状转变发生，这导致双峰岛尺寸分布。在具有各向同性表面张力的膜中，我们观察到在一定膜厚度以上的岛的连续成熟。在较薄的薄膜中发现了稳定的波状形貌。
2002-11-12 cond-mat.mtrl-sci
Comparative study of phase transitions in polycrystalline and epitaxial BaTiO3 thin films by means of specific heat measurements
纳米结构的钙钛矿铁电体的热性能的实验数据的介绍和分析。本文讨论了改进的3 w法测量比热的能力，并用多晶（BaTiO_3/SiO_2，50-1100 nm）和外延（BaTiO_3/MgO，50-500 nm）薄膜的热性能进行了说明。揭示了多晶薄膜和纳米晶陶瓷比热、相变过剩熵演化的相似性。在400 K附近，外延膜的比热数据显示出极端扩散的反常现象，随着膜厚的减小，相变有向高温移动的微弱趋势。对于最薄的（50 nm）膜，直到480 K没有检测到异常。
2006-12-24 cond-mat.mtrl-sci
Hall effect in Fe$_3$O$_4$ epitaxial thin films
用脉冲激光沉积法在MgO和Si衬底上制备了磁性外延薄膜。一个关键的结果是薄膜的性质几乎与块体材料的性质相同。对于40 - 50 nm厚的薄膜，室温下的饱和磁化强度和电导率分别为453 emu/cm ^3和225 1/（Ohm cm）。Verwey转变温度为117 K.霍尔效应表示在室温下对应于每分子式单位0.22个电子的电子浓度。正常和反常的霍尔效应都有一个负号。
2004-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Raman spectroscopy of epitaxial graphene on a SiC substrate
通过退火在SiC衬底上制备外延石墨烯（EG），可以加快石墨烯在未来电子器件中的应用，因此引起了人们的广泛兴趣。EG和SiC衬底的相互作用对其电子和物理性质至关重要。本文利用拉曼光谱研究了EG的结构及其与SiC衬底的相互作用。结果表明，EG的拉曼谱带均发生了明显的蓝移，这是由于基底诱导的压应变引起的。构建了一个包含碳纳米网上石墨烯的13 × 13蜂窝晶格单元的模型来解释应变的起源。石墨烯层和衬底之间的晶格失配导致石墨烯上的压应力为2.27 GPa。我们还表明，在Si和C终止SiC衬底上生长的EG的电子结构是完全不同的。我们的实验结果揭示了石墨烯和SiC衬底之间的相互作用，这对EG的未来应用至关重要。
2008-03-13 cond-mat.mtrl-sci
X-ray diffraction analysis to support phase identification in FeSe and Fe$_7$Se$_8$ epitaxial thin films
对脉冲激光沉积（PLD）法生长的硒化铁薄膜进行了X射线衍射（XRD）分析。该薄膜含有双外延结构的$β$ -FeSe和Fe $_7$ Se $_8$相，其中$β$ -FeSe相（001）在（001）MgO生长衬底上取向。Fe $_7$ Se $_8$在一定的生长条件下同时呈现两种不同的外延取向，表现出（101）-和（001）-取向。这些取向中的每一个都用所提供的XRD数据进行了验证。另外，示出了用于确定PLD靶组成以及$β$ -FeSe相的镶嵌结构的XRD数据。
2019-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Soft modes of collective domain-wall vibrations in epitaxial ferroelectric thin films
计算了外延薄膜中铁弹畴壁从平衡位置位移时的机械回复力，并讨论了它们的各种协同平移振荡模式。对于波矢量对应于第一布里渊区的中心和边界的畴壁超晶格的振动，挑选出的软模式是由最小幅度的回复力区分。结果表明，在多畴铁电薄膜中，壁振动的软模对薄膜介电常数的贡献非常大。
2000-12-28 cond-mat.mtrl-sci
Giant periodic pseudo-magnetic fields in strained kagome magnet FeSn epitaxial films on SrTiO$_3$(111) substrate
量子材料，特别是具有线性色散带的狄拉克材料，可以通过导致强烈调制其电子性质的伪磁场的应变诱导的晶格畸变来有效地调谐。在这里，我们通过分子束外延在SrTiO $_3$（111）衬底上生长由交替堆叠的Sn $_2$蜂窝（锡烯）和Fe $_3$ Sn kagome层组成的可果梅磁体FeSn膜。使用扫描隧道显微镜/光谱，我们表明，锡蜂窝层可以周期性地变形的外延应变膜厚度低于10 nm，导致微分电导峰与朗道产生的伪磁场大于1000 T的水平一致。我们的研究结果表明，应变工程的拓扑磁体在纳米尺度上的电子特性的可行性。
2023-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Tuning metal-insulator transitions in epitaxial V$_2$O$_3$ thin films
采用直流反应磁控溅射法在$c$平面Al $_2$ O $_3$衬底上外延生长V $_2$ O $_3$薄膜。结果揭示了一个温度窗口，在大大低于以前报道的值，其中外延膜时，可以得到沉积在[0001]取向的表面。该薄膜显示金属-绝缘体的转变与高达四个数量级的电阻的变化，强烈依赖于在沉积过程中的O $_2$分压。虽然薄膜的电子性质显示出对薄膜沉积过程中存在的O $_2$的量的敏感性，但它们的晶体结构和原子级平坦的台阶结构的表面形态具有高达微米的尺寸被保持。的转变温度，以及金属-绝缘体转变的规模，相关的化学计量和局部应变的薄膜中的沉积参数可控。
2018-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Growth of Spinel Cobalt Ferrite Films on MgAl$_2$O$_4$ Substrates by Direct Liquid Injection Chemical Vapor Deposition
采用直接液相注入化学气相沉积（DLI-CVD）技术在（100）取向MgAl $_2$ O $_4$（MAO）基片上生长了钴铁氧体（CFO）薄膜。在优化的沉积条件下，获得了具有$\mathrm{MAO} (100)\:[001] \parallel \mathrm{CFO} (100)\:[001]$外延关系的光滑且高度外延的钴铁氧体薄膜。该薄膜具有块状结构和磁性，在室温下的面外晶格常数为$8.370\;\mathrmÅ$，饱和磁化强度为$420\;\mathrm{kA/m}$。MgAl $_2$ O $_4$上薄膜的拉曼光谱支持Fe $^{3+}$ -和Co $^{2+}$ -离子以有序的方式分布在反尖晶石结构的B-位上的事实。DLI-CVD技术已经扩展用于在各种其它衬底（包括MgO和压电铅镁石酸盐-钛酸铅和铅锌石酸盐-钛酸铅衬底）上生长光滑且高度取向的钴铁氧体薄膜。
2013-09-16 cond-mat.mtrl-sci
RF Sputter Deposition of Epitaxial Nanocrystalline Nd1-xSrxCoO3 Thin Films
本文报道了用射频磁控溅射法在SrTiO_3和LaAlO_3单晶衬底上沉积Nd_（1-x）Sr_xCoO_3（x=0，0.2和0.5）外延薄膜。沉积的薄膜都是完全取向和外延的，其特征在于纳米晶形态。沉积膜的平均粗糙度约为1 nm，而在热处理后，这增加到20 nm，同时保持纳米晶形态。沉积在SrTiO 3上的所有膜都显示出处于一定程度的拉伸应变下，而在LaAlO 3上的那些膜经历压缩应变，因此表明在约50 nm处，即使在热处理之后，膜也没有完全松弛。对于x=0.2的组合物，已经研究了三种不同的厚度，揭示了更薄的膜的应变增加。
2006-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Flexoelectricity induced increase of critical thickness in epitaxial ferroelectric thin films
挠曲电描述了绝缘晶体中极化和应变/应力梯度之间的耦合。本文利用Landau-Ginsburg-Devonshire唯象方法，发现挠曲电性可以增加外延BaTiO 3薄膜的理论临界厚度，低于该厚度时，可切换的自发极化消失。这种增加是显着的拉伸薄膜，而微不足道的压缩薄膜由于电致伸缩引起的势垒，这很容易被破坏的挠曲电，铁电态和顺电态之间的拉伸薄膜。此外，由于挠曲电效应，即使在临界厚度以下，薄膜仍处于单极状态。
2012-04-30 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
Room Temperature Nanoscale Ferroelectricity in Magnetoelectric GaFeO3 Epitaxial Thin Films
我们展示了室温铁电性的磁电GaFeO 3的外延薄膜。压电力的测量结果表明，180度相移的piezoresponse开关时的电场表示纳米级铁电性外延薄膜的镓铁氧体。此外，在存在和不存在外部磁场的情况下的温度相关阻抗分析清楚地揭示了跨磁转变温度的显著磁介电效应。此外，我们的第一性原理计算表明，铁离子不仅负责亚铁磁性，如前所述，但也引起了所观察到的铁电性，使GFO一个独特的单相多铁性。
2013-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Phenomenological theory of phase transitions in epitaxial BaTiO3 thin films
利用Landau-Devonshire八阶势建立了立方衬底上外延生长BaTiO 3（BT）薄膜的唯象热力学理论。所构造的“错配温度”相图是不对称的。我们发现，相图的整体视图取决于在计算中使用的顺应性的值，并提供两个定性不同的图。利用室温四方形变（c-a）/a作为失配应变的函数，可以找到生长在特定衬底上的BT膜的热力学路径。
2007-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Ultrathin epitaxial ferroelectric films grown on compressive substrates: Competition between the surface and strain effects
利用平均场Landau型理论分析了生长在不同立方衬底上的外延铁电薄膜的极化特性，这些薄膜在薄膜平面内产生双轴压应力。通过外推长度的概念考虑了薄膜表面对自发极化的本征影响。该理论同时考虑了厚衬底对薄膜晶格施加的失配应变的影响。数值计算进行了PbTiO 3和BaTiO 3薄膜的表面层的极化减少的假设下。薄膜的平均偏振计算为膜厚，温度和失配应变的函数。结果表明，由于薄膜晶格的面内压缩，外延薄膜中的负本征尺寸效应减小。在室温下，平均极化的强烈降低可能只发生在薄膜（厚度~ 1 nm）。理论预测进行了比较与现有的实验数据上生长的SrRuO 3涂层SrTiO 3的钛酸钡薄膜的极化特性。
2001-11-12 cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale domains in strained epitaxial BiFeO3 thin Films on LaSrAlO4 Substrate
采用脉冲激光沉积法在（001）LaSrAlO 4单晶衬底上外延生长了不同厚度的BiFeO 3薄膜。高分辨率的X射线衍射测量表明，一个四方形的相与c-晶格常数~4.65 <$A是稳定的一个大的失配应变。此外，在约50 nm及以上的膜厚度下，还检测到c晶格常数为约3.99 μ m的类菱形相，以减轻大的失配应变。面内压电力显微镜研究显示出清晰的信号和四方形区域的自组装纳米级条纹畴结构。这些研究结果表明，在BiFeO 3薄膜进行大的压缩应变的纳米级域图案的复杂的图片。
2011-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Room temperature Epitaxial Stabilization of a Tetragonal Phase in ARuO3 (A=Ca,Sr) Thin Films
我们证明了SrRuO 3和CaRuO 3薄膜在衬底施加的外延双轴应变驱动下发生室温结构相变。随着拉伸应变的增加，ARuO3（A=Ca，Sr）薄膜从通常在室温下观察到的体SrRuO3和CaRuO3中的正交相转变为体样品中仅在较高温度下稳定的四方相。更重要的是，我们发现，所观察到的现象强烈影响的电子和磁性的ARuO3薄膜，生长在不同的单晶基板，这反过来又提供了可能性，以调整这些属性。
2008-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Micromechanical Model for Self-Organized Impurity Nanorod Arrays in Epitaxial YBCO Films
建立了一个基于弹性理论的微力学模型，用于研究高温超导YBCO薄膜中自组装杂质纳米结构的构型。利用计算的杂质掺杂薄膜的平衡应变和弹性能，得到了杂质纳米棒能量择优取向时的晶格失配$vs.$弹性常数相图.纳米棒取向和薄膜晶格变形的计算与实验测量结果非常吻合。
2011-12-23 cond-mat.mtrl-sci
Layer-by-layer epitaxial growth of polar FeO(111) thin films on MgO(111)
本文报道了用分子束外延法在MgO（111）衬底上生长的外延FeO层的结构特性。成功稳定的极性FeO膜厚为16单层（ML），通过沉积和随后的氧化单铁层，提出。采用低能电子衍射、俄歇电子能谱和转换电子穆斯堡尔谱（CEMS）对FeO/MgO（111）薄膜进行了化学和结构表征。详细的原位CEMS测量作为膜厚度的函数表现出的尺寸效应引起的演变的超精细参数，最厚的膜表现出的散装浮氏体超精细图案。非原位CEMS研究证实了在液氮温度下的磁有序的浮氏体薄膜相。
2011-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamic theory of epitaxial ferroelectric thin films with dense domain structures
提出了一个Landau-Ginsburg-Devonshire型非线性唯象理论，该理论能够对外延铁电薄膜中的致密层状多畴态进行热力学描述。该理论明确地考虑到机械基板上的极化和晶格应变在不同的弹性域（双胞胎）的效果。对生长在（001）取向立方衬底上的PbTiO_3和BaTiO_3薄膜进行了数值计算。这些薄膜的“失配应变-温度”相图，显示各种可能的多畴和单畴状态的稳定范围。揭示了多畴外延铁电薄膜的三种类型的极化不稳定性，这些不稳定性可能导致在体晶体中形成新的多畴态。总的介电和压电小信号响应的多畴膜计算，导致从体积和畴壁的贡献。对于钛酸钡薄膜，强介电异常预测在室温下的失配应变的特殊值附近。
2001-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Polarization Instability in Polydomain Ferroelectric Epitaxial Thin Films and the Formation of Heterophase Structures
本文提出了外延铁电薄膜中致密层状畴结构的热力学理论。据发现，在膜和衬底之间的一些临界失配应变，90度c/a/c/a畴结构变得不稳定相对于平行于畴壁的极化分量的外观，这导致在形成的异相结构。对于PbTiO_3和BaTiO_3薄膜，用“失配应变-温度”图确定了多畴和异相态的稳定范围。介电异常伴随失配应变驱动的结构转变进行了描述。
1999-07-26 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial growth of hexagonal tungsten bronze CsxWO3 films in superconducting phase region exceeding bulk limit
本文报道了在Y稳定的ZrO_2（111）衬底上外延生长Cs_xWO_3（x = 0.11，0.20，0.31）超导薄膜。六方晶体结构不仅验证了块体的稳定区域内的组成（x = 0.20，0.31），但也为范围外的组成（x = 0.11）。超导转变温度（TC）的起始记录为5.8 K x = 0.11。我们发现TC和C轴长度之间有很强的相关性，无论Cs含量。结果表明，用轻掺杂薄膜外延法可以获得六方钨青铜的超导相隐藏区。
2016-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Growth and characterization of thin epitaxial Co3O4(111) films
报道了用氧等离子体辅助分子束外延技术在a-Al_2 O_3（0001）单晶上生长Co_3O_4（111）外延薄膜的研究。Co_3O_4（111）生长单晶，具有外延关系Co_3O_4（111）[-12-1]|| α-Al 2 O3（0001）[10-10]，通过原位电子衍射测定。薄膜的化学计量确认由X-射线光电子能谱学，而非原位X-射线衍射测量表明，Co 3 O 4薄膜是完全放松。生长后退火诱导显着修改的薄膜形态，包括更尖锐的Co 3 O 4/a-Al 2 O3界面和改善的表面结晶度，如所示的X射线反射仪，原子力显微镜和电子衍射测量。尽管是极性的，但生长和退火的Co_3O_4（111）薄膜的表面都是（1 * 1），这可以用表面尖晶石结构的反转来解释。
2009-03-07 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial growth of multiferroic Pb(Zr0.57Ti0.43)O3-Pb(Fe2/3W1/3)O3 solid-solution thin films and their magnetoelectric effects
本文报道了用脉冲激光沉积法外延生长单相[Pb（Zr 0.57 Ti 0.43）O3]0.8[Pb（Fe 2/3 W 1/3）O3]0.2（PZT-PFW）固溶体薄膜。X射线衍射测试表明薄膜具有四方晶系结构。该薄膜在室温下表现出铁电性和弱铁磁响应。磁电效应进行了研究，非线性磁电系数进行了测量，发现是可比的多铁性六方锰氧化物，但至少两个数量级小于多晶PZT-PFW薄膜。
2010-01-27 cond-mat.mtrl-sci
Thermal generation of spin current in epitaxial CoFe2O4 thin films
研究了高质量外延CoFe_2 O_4（CFO）薄膜的纵向自旋塞贝克效应（LSSE）。由于逆自旋霍尔效应（ISHE），CFO膜中的热激发自旋电流在相邻的Pt层中被电检测到。LSSE信号随着温度梯度的增加而线性增加，在室温下产生约100 nV/K的LSSE系数。从室温到30 K的温度依赖性的LSSE进行了研究，在低温下显着减少，揭示了热产生的磁振子的总量减少。此外，我们证明了自旋Seebeck效应是一个有效的工具来研究外延应变引起的磁各向异性，特别是在低磁矩的SiGe薄膜。
2015-09-11 cond-mat.mtrl-sci
Ni-Mn-Ga films in the austenite and the martensite structures at room temperature: Uniaxial texturation and epitaxial growth
采用直流磁控溅射技术在奥氏体和室温马氏体组织中制备了Ni-Mn-Ga薄膜。研究了两种加工工艺。使用抗蚀剂牺牲层沉积第一批样品，以便在真空退火之前从衬底释放膜。该过程导致具有强（022）纤维织构的多晶膜。用光学显微镜和扫描电子显微镜研究了这种多晶自支撑薄膜的马氏体相变。第二批样品使用不同的沉积温度在（100）MgO衬底上外延生长。用四圆X射线衍射分析了织构。研究了室温下在奥氏体和马氏体结构中结晶的外延膜。
2011-01-14 cond-mat.mtrl-sci
