Metalorganic chemical vapor deposition of hexagonal boron nitride on (001) sapphire substrates for thermal neutron detector applications
本文报道了六方氮化硼（hBN）的生长和表征及其在固态热中子探测中的应用。在1350 ℃的温度下通过金属有机化学气相沉积在蓝宝石衬底上生长hBN外延层。从（002）hBN平面在26.7度的2 θ角处的X射线衍射峰显示这些膜的c-晶格常数为6.66 μ m。在1370.5/cm处有一个强峰对应于hBN的高频拉曼激活模。制造基于hBN的固态中子探测器，并且用具有1 mm的电极间距和2.5微米的hBN厚度的金属-半导体-金属配置进行测试。制作的探测器对深紫外光也有很强的响应。本征热中子探测效率为0.86%，这是接近理论预期的效率为0.87%。这些结果表明，外延hBN薄膜是有前途的热中子探测应用。
2016-09-09 cond-mat.mtrl-sci
A hybrid pulsed laser deposition approach to grow thin films of chalcogenides
提出混合脉冲激光沉积方法，利用有机硫前驱体解决蒸气压不匹配问题，成功生长多种高质量硫属化物薄膜并改善结晶度与粗糙度，为硫化物薄膜技术应用开辟新机会。
2023-11-18 cond-mat.mtrl-sci
Directionally Locked Heteroepitaxy with a Structurally Modulated van der Waals Material
Princeton University（普林斯顿大学）；Princeton Materials Institute（普林斯顿材料研究所）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；University of the Basque Country (UPV/EHU)（巴斯克大学）；Boston College（波士顿学院）；The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）；National Institute for Materials Science（日本国立材料研究所）；Centro de Física de Materiales (CSIC-UPV/EHU)（材料物理中心）；Université de Sherbrooke（舍布鲁克大学）
通过结构调制范德瓦尔TaCo2Te2基底的晶格不稳定性，实现对对称不匹配体材料CoxTey的生长与对齐，通过热处理诱导表面扩散和横向生长，实现界面方向锁定。
2026-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Residual Stress Development in Lattice Mismatched Epitaxial Thin Films via Atomic and Molecular Layer Depositions
本研究通过结合从头计算与连续介质理论，开发宏观模型预测ALD/MLD涂层在锌箔上的外延残余应力，揭示化学键合导致的失配应变与界面应力，为枝晶抑制涂层设计提供见解。
2024-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Network of vertically c-oriented prism shaped InN nanowalls grown on c-GaN/sapphire template by chemical vapor deposition technique
使用CVD技术在c-GaN/蓝宝石模板上生长垂直c取向的棱柱形InN球的网络，其中纯铟和氨用作金属和氮前体。对这些样品的生长、结构和电子性质的系统研究表明，岛沿[11-20]和[0001]方向的优先生长导致形成这样的网络结构，其中垂直[0001]取向的锥形壁沿三个[11-20]方向之一横向对齐。这些壁的倾斜面被识别为纤锌矿InN的r-平面[（1-102）-平面]。观察到这些样品的吸收起始高于InN的带隙，表明该材料中的高背景载流子浓度。通过XPS对价带边缘的研究表明，在壁的r面侧刻面下方形成了正耗尽区。这是在观察c-平面InN外延层，其中电子积累，经常报告的顶面以下的对比。
2017-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic structural and optical properties of a-plane (11-20) AlInN nearly-lattice-matched to GaN
我们报道了与GAN晶格匹配的a面（11-20）AlInN层的外延生长。与c面取向的外延层不同，a面Al_{1-x} In_{x} N不能同时在两个面内方向上与GAN晶格匹配。我们研究了温度对铟掺入的影响，并在760^{o}C的生长温度下获得了近晶格匹配的Al_{0.81} In_{0.19} N。我们概述了一个程序来检查面内晶格失配使用高分辨率X射线衍射，并评估应变和临界厚度。偏振分辨的光学透射率测量的Al_{0.81} In_{0.19} N外延层揭示了一个带隙的差异约140毫电子伏之间（电场）E_parallel_c [0001]轴和E_vertical_c的条件与室温光致发光峰值为3.38 eV强极化与E_parallel_c，在很好的协议与应变相关的能带结构计算。
2011-06-21 cond-mat.mtrl-sci
High growth rate 4H-SiC epitaxial growth using dichlorosilane in a hot-wall CVD reactor
在垂直热壁化学气相沉积系统中，在（0001）80离轴衬底上以高速生长了厚的、高质量的4 H-SiC外延层。我们讨论了使用二氯硅烷作为Si-前体4 H-SiC外延生长，因为它提供了最直接的分解途径到SiCl 2，这是氯化化学中的主要生长物种。通过限制氢蚀刻速率直到系统在期望的生长温度下平衡来获得镜面表面形态。生长膜的RMS粗糙度范围为0.5-2.0 nm，具有非常少的形态缺陷（胡萝卜、三角形缺陷等）。同时能够实现30-100 \mum /hr的生长速率，比大多数常规生长高5-15倍。在很宽的C/Si比范围内观察到位置竞争外延，记录的掺杂浓度<1 × 1014 cm-3。X-射线摇摆曲线表明，外延层的结晶度高，与观察到的线宽为7.8 arcsec窄，而微波光电导衰减（\muPCD）测量表明，这些薄膜具有高注入（双极）载流子寿命在2 \mus的范围内。
2010-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Influence of substrate on structural and transport properties of LaNiO3 thin films prepared by pulsed laser deposition
报道了用脉冲激光沉积技术制备的LaNiO_3薄膜的结构和输运性质。为了了解薄膜厚度、晶格失配和晶粒尺寸对输运性质的影响，使用各种取向衬底进行沉积，包括单晶SrLaAlO4（001）、SrTiO3（100）和LaAlO3（100）。为了获得高质量的LaNiO 3薄膜，对激光能量密度、衬底温度、氧气压力和沉积时间等工艺参数进行了优化。最好的质量膜被认为是具有良好的结晶性能的织构化样品。
2017-08-28 cond-mat.mtrl-sci
Nearly strain-free heteroepitaxial system for fundamental studies of pulsed laser deposition: EuTiO3 on SrTiO3
采用脉冲激光沉积法在SrTiO_3的（001）面上生长了高质量的EuTiO_3外延薄膜。原位X射线反射率测量表明，生长是二维的，并使实时监控的薄膜厚度和粗糙度在生长过程中。的膜厚度，表面马赛克，表面粗糙度和应变进行了详细的表征，使用非原位X射线衍射。用卢瑟福背散射证实了其厚度和组成。EuTiO 3薄膜生长的二维，外延，赝晶，没有可测量的面内晶格失配。
2004-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced effects on the magnetic and electronic properties of epitaxial Fe$_{1-x}$Co$_{x}$Si thin films
研究了Co掺杂对分子束外延生长的ε-FeCoSi外延层的结构、输运和磁性的影响。低能电子衍射、原子力显微镜、X射线衍射和高分辨率透射电子显微镜的研究证实了外延膜的生长是纯相的、无缺陷的、表面粗糙度为~1 nm的ε-FeCoSi外延膜。这些外延层由于与衬底的晶格失配而应变，使立方B20晶格变形，使得其变为菱面体。电阻率的温度依赖性随着Co浓度的增加而变化，对于低$x$是类金属的，对于x \gtrsim 0.3是类金属的。在低于磁有序温度$T_\mathrm{ord}$时，薄膜表现出ε-FeCoSi特有的正线性磁电阻效应，以及几μΩcm量级的反常霍尔效应。有序温度高于在散装观察到的，高达77 K x = 0.4。薄膜的饱和磁矩随Co掺杂量的变化而变化，当x \lesssim为0.25时，饱和磁矩的贡献约为1 μ B/ Co原子.当与来自普通霍尔效应的载流子密度结合时，这意味着在低x半导体状态下高度自旋极化的电子气。
2013-07-27 cond-mat.mtrl-sci
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
Atomistic mechanism and interface-structure-energetics of van der Waals epitaxy demonstrated by layered alpha-MoO3 growth on mica
Uppsala University（乌普萨拉大学）；Linköping University（林雪平大学）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；PLATIT AG；Rensselaer Polytechnic Institute（伦斯勒理工学院）
本研究揭示了通过在云母上生长层状 alpha-MoO3 的范德华 epitaxy 原子机制，通过X射线衍射和电子显微镜发现大柱状晶体在三个非等价平面取向中呈现，结合无应变累积证实范德华 epitaxy，并通过第一性原理计算显示界面能量最低与Mo和K原子间高接近性相关。
2026-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Beyond single-crystalline metals: ultralow-loss silver films on lattice-mismatched substrates
高品质因数等离子体激元器件是纳米光子学、量子计算和传感领域中的关键部件。这些器件中的大多数需要在非晶格匹配或透明的非晶衬底上制造。等离子体激元器件品质因数主要由金属-衬底系统的欧姆损耗、晶界处的散射损耗和平面内等离子体激元散射损耗来定义。在这里，我们展示了沉积技术，电子束蒸发超低损耗的银薄膜上的透明晶格失配基板。这个过程是基于进化选择生长。我们的方法的关键特征是在冷却的衬底上沉积的明确控制，自结晶和随后的退火，用于精确的应力松弛，促进进一步的晶粒生长。我们能够沉积100纳米厚的超平多晶银薄膜，具有微米级晶粒和超低的光学损耗。最后，我们展示了超高品质因数等离子体纳米银透明晶格失配衬底上的外延银。这对于高性能或单分子光学传感器应用可能具有极大的兴趣。
2022-10-27 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Growth Engineering of SrNbO3 Perovskite Oxide by Pulsed Laser Deposition and Molecular Beam Epitaxy
本文通过电子束辅助氧化物MBE结合PLD制备的SrTiO3缓冲层成功生长SrNbO3外延薄膜，解决了钙钛矿氧化物MBE生长中价态失配和K取代导致的界面问题。
2024-10-01 cond-mat.mtrl-sci
Structural properties of TaAs Weyl semimetal thin films grown by molecular beam epitaxy on GaAs(001) substrates
用分子束外延法在GaAs（001）衬底上生长TaAs Weyl半金属（9和18 nm厚）的薄晶体层。四角TaAs晶格的（001）面平行于GaAs（001）衬底，但衬底和层的相应面内晶体学方向旋转45°。尽管GaAs（001）衬底和TaAs外延层之间存在着很大的晶格失配（约19%），但在GaAs（001）/TaAs（001）界面处没有观察到失配位错。只有堆垛层错缺陷的钽砷检测与透射电子显微镜。彻底的X射线衍射测量和原位反射高能电子衍射图像的分析表明，TaAs层已经完全放松在初始沉积阶段。原子力显微镜成像揭示了层的柱状结构，具有约20 nm宽和200 nm长的横向（平行于层表面）柱。X射线衍射和透射电子显微镜测量表明，柱共享相同的取向和晶体结构。
2022-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial RuO$_2$ and IrO$_2$ films by pulsed laser deposition on TiO$_2$(110)
本研究系统探究脉冲激光沉积制备TiO$_2$(110)衬底上外延RuO$_2$和IrO$_2$薄膜的工艺，明确生长挑战与最优参数，揭示不同沉积速率下的生长模式，获得高结晶度平坦化学计量比薄膜。
2024-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Growth and characterization of heteroepitaxial La-substituted BaSnO$_3$ films on SrTiO$_3$ (001) and SmScO$_3$ (110) substrates
采用脉冲激光沉积（PLD）技术，在不同钙钛矿结构的SrTiO $_3$（001）和SmScO $_3$（110）衬底上，通过优化沉积条件，实现了BaSnO $_3$（BSO）和Ba $_{1-x}$ La $_x$ SnO $_3$（x = 7%）（LBSO）薄膜的异质外延生长。X-射线衍射测量表明，这些基板上的膜是放松的，由于大的失配，并提出了高度的结晶度与窄摇摆曲线和光滑的表面形态，而质子诱导的X-射线发射（PIXE）的分析定量确认从多相目标的化学计量的镧转移，产生的薄膜与La含量高于体溶解度极限。薄膜在两种衬底上均表现出退化的半导体行为，在SmScO $_3$和SrTiO $_3$上观察到的室温电导率、霍尔迁移率和载流子浓度分别为4.4 $m Ωcm$、10.11 $cm^2 V^{-1} s^{-1}$和1.38 $\cdot 10^{20} cm^{-3}$，在SrTiO上观察到的室温电导率、霍尔迁移率和载流子浓度分别为7.8 $m Ωcm$、5.8 $cm^2 V^{-1} s^{-1}$和1.36 $\cdot 10^{20} cm^{-3}$，排除了衬底的任何非本征贡献。在SmScO 3衬底上观察到的优异的电性能归因于从较低的晶格失配的位错密度的减少。
2014-05-23 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
Stabilization and heteroepitaxial growth of metastable tetragonal FeS thin films by pulsed laser deposition
利用脉冲激光沉积技术制备了亚稳态硫化亚铁（FeS），其体相为超导体，临界温度为4 K。综合实验揭示了四个重要因素，以稳定的tetraxFeS外延薄膜：（i）300 °C的最佳生长温度，随后热淬火，（ii）最佳生长速率约7 nm/min，（iii）使用高纯度的体靶，和（iv）使用单晶衬底与小的面内晶格失配（CaF 2）。电阻率测量结果表明，所有的薄膜都没有表现出超导性。虽然使用四硫化二铁外延膜作为沟道层来制造双电层晶体管结构以实现高密度载流子掺杂，但是没有观察到相变。缺乏超导性的可能原因包括晶格应变、膜的非化学计量、在栅极偏压下离子液体的电化学蚀刻以及器件制造期间的表面退化。
2019-03-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Crystallization Dynamics of Amorphous Yttrium Iron Garnet Thin Films
针对非晶钇铁石榴石晶化动力学不明的问题，通过多衬底时间与温度序列实验提取晶化速率和活化能，揭示晶格失配对晶化的影响，建立可预测任意温度厚度下全晶化时间的模型。
2024-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Spontaneous growth of perfectly circular domains of MoS2 monolayers using chemical vapour deposition technique
Department of physics, Indian institute of technology, Bombay（印度孟买印度理工学院物理系）
利用化学气相沉积技术，研究人员在SiO2/Si基底上成功生长出大尺寸MoS2圆形单层，发现其内部缺陷较少，光致发光更强，且内部区域载流子迁移率显著高于外围区域。
2026-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Sequential directional deposition of one-sided (In,Ga)N shells on GaN nanowires by molecular beam epitaxy
本研究利用分子束外延的原子束定向特性，提出顺序定向沉积法，通过依次沉积Ga、In、N亚单层并多次循环，在GaN纳米线单侧生长均匀(In,Ga)N壳层，探究了In含量、温度、束流比对结构和光谱的影响。
2023-09-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Lattice reconstruction in MoSe$_2$-WSe$_2$ heterobilayers synthesized by chemical vapor deposition
本研究通过原子尺度成像、模拟和光谱方法，揭示了化学气相沉积合成的MoSe$_2$-WSe$_2$异质双层中晶格重构导致莫尔图案消失并形成周期性畴阵列，展示了其在单一原子配准或激子限制应用中的潜力。
2023-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evaluation of carbon incorporation in sulfide thin films grown by hybrid pulsed laser deposition
University of Southern California（南加州大学）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）
研究通过混合脉冲激光沉积法评估硫化物薄膜中碳掺杂的影响，发现最佳生长温度和TBDS压力可显著减少碳污染。
2025-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Growth of Perovskite SrBiO$_3$ Film on SrTiO$_3$ by Oxide Molecular Beam Epitaxy
空穴掺杂的钙钛矿铋酸盐例如Ba $_{1-x}$ K $_x$ Bi O $_3$和Sr $_{1-x}$ K $_x$ Bi O $_3$是公知的铋基氧化物高转变温度超导体。报道的铋酸盐薄膜显示出相对低的质量，可能是由于它们与衬底的大的晶格失配和Bi在高温下的低粘附系数。本文报道了用分子束外延法在SrO封端的SrTiO $_3$（001）衬底上成功地外延生长了铋酸锶SrBi O $_3$薄膜。两种不同的生长方法，高温共沉积或再结晶循环的低温沉积加高温退火，被开发来改善外延生长。SrBiO $_3$具有赝立方晶格常数$\sim$ 4.25 μ m，在SrTiO $_3$衬底上的$\sim$ 8.8\%的晶格失配，导致在前几个晶胞中有大的应变。通过这两种方法制备的厚度大于6个晶胞的膜完全弛豫到体晶格常数，并且具有相似的质量。与高温共沉积相比，再结晶方法可以产生更高质量的相干或部分应变的1-6个晶胞膜。光电子能谱实验表明，由于Bi和O的杂化作用，在费米能级附近存在成键和反键态，这与密度泛函理论的计算结果一致.该工作为高质量钙钛矿铋酸盐薄膜的合成提供了一般指导。
2019-10-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Enhancement in Thermally Generated Spin Voltage at Pd/NiFe$_2$O$_4$ Interfaces by the Growth on Lattice-Matched Substrates
通过纵向自旋Seebeck效应的测量，证明了从外延亚铁磁性NiFe $_2$ O $_4$薄膜到Pd层的有效自旋注入. NiFe $_2$ O $_4$膜（60 nm至1 $μ$ m）通过脉冲激光沉积在具有在3.2%和0.2%之间变化的晶格失配的同构尖晶石MgAl $_2$ O $_4$、MgGa $_2$ O $_4$和CoGa $_2$ O $_4$衬底上生长。对于较薄的膜（$\leq$ 330 nm），观察到自旋塞贝克电压的增加与晶格失配的减少，这与吉尔伯特阻尼参数的减少相关，如从铁磁共振测量确定的。高分辨率透射电子显微镜研究表明，导致应变弛豫的反相边界和界面缺陷，即，失配位错，在薄膜中的晶格失配减少。这突出了减少尖晶石铁氧体中的结构缺陷对于高效自旋注入的重要性。它进一步表明，角度相关的自旋Seebeck效应测量提供了一个定性的方法来探测存在于薄膜中的面内磁各向异性。
2020-06-01 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial growth of KTiOAsO4 by pulsed laser deposition for nonlinear frequency conversion
本研究通过脉冲激光沉积在KTP衬底上外延生长KTA薄膜，形成平面波导，以实现低能量下的非线性频率转换，验证了高质量外延与相位匹配条件。
2025-03-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Single photon emitters in thin GaAsN nanowire tubes grown on Si
本研究通过等离子体辅助分子束外延在Si(111)上单片集成生长了无缺陷的薄GaAs/GaAsN/GaAs核-多壳层纳米线，实现了带隙减小400 meV且二阶自相关函数低至0.056的优异单光子发射。
2024-11-05 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Preparation of Epitaxial Scandium Trifluoride Thin Films using Pulsed Laser Deposition
本研究通过脉冲激光沉积技术，在LiF衬底上成功制备出高质量外延ScF₃薄膜，明确了生长工艺参数，并发现特定晶向衍射峰宽化源于F₆八面体旋转无序，为负热膨胀薄膜的制备与器件应用提供了基础。
2024-03-10 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
Investigation on the temperature dependence of substrate-induced in-plane uniaxial magnetic anisotropy in Ni thin films grown on 128° Y-cut LiNbO3
University of Maine（缅因大学）；Frontier Institute for Research in Sensor Technologies (FIRST), University of Maine（缅因大学前沿传感器技术研究研究所）
研究Ni薄膜在128° Y切LiNbO3衬底上的磁各向异性温度依赖性，发现退火后形成单轴各向异性，源于晶格失配和热膨胀系数失配引起的残余应变，且与膜厚无关。
2026-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of epitaxial strain on the magneto-electric coupling of YMnO3 thin films
报道了在蓝宝石（0001）衬底上制备纯相多铁性YMnO_3薄膜的研究。采用脉冲激光沉积技术制备了薄膜，并采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能量色散吸收光谱（EDAX）和介电磁场测量技术对薄膜进行了表征。结构表征表明相纯度和外延性质的薄膜。介电响应表明，在30 K附近，远低于体Neel温度~ 70 K的介电常数和tand的异常。介电常数和Tand及其磁场依赖性的这种异常被解释为由于衬底和YMnO 3膜之间的晶格失配的应变的影响。当磁场平行于薄膜的ab平面时，磁电容也有明显的增强。我们的研究结果表明，它是可能的调整的多铁性YMnO 3通过铁弹路线的变化。
2009-07-09 cond-mat.mtrl-sci
Structural, magnetic and superconducting properties of pulsed-laser-deposition-grown $\rm{La_{1.85}Sr_{0.15}CuO_{4}/La_{2/3}Ca_{1/3}MnO_{3}}$ superlattices on $\rm{(001)}$-oriented $\rm{LaSrAlO_{4}}$ substrates
用脉冲激光沉积技术在（001）取向的LaSrAlO 4衬底上外延生长了La_（1.85）Sr_（0.15）CuO_4/La_（2/3）Ca_（1/3）MnO_3超晶格。它们的结构，磁性和超导性能已被确定与原位反射高能电子衍射，X射线衍射，镜面中子反射，扫描透射电子显微镜，电输运，和磁化测量。我们发现，尽管LSCO和LCMO的面内晶格参数之间的大的失配，这些超晶格可以外延生长，并具有高的结晶质量。当第一LSCO层保持夹持到LSAO衬底时，在第一LCMO层中已经发生相当大的应变弛豫。下面的LSCO和LCMO层采用几乎平衡的状态，其中拉伸和压缩应变效应产生具有几乎恒定平均值的交替面内晶格参数。在LSCO层中没有观察到主要缺陷，而在LCMO层中发现了大量的垂直反相边界。LSCO层保持超导，具有约36 K的相对高的超导起始温度。宏观超导响应在磁化强度数据中也很明显，因为H在10 K以下有弱的抗磁信号。||ab和一个相当大的顺磁位移为H||这可以用涡钉扎引起的磁通压缩来解释。LCMO层保持强铁磁状态，具有约190 K的居里温度和约3.5（1）μ B的大低温饱和矩。这些结果表明，LSCO/LCMO超晶格可用于研究的拮抗铁磁和超导订单之间的相互作用，结合以前的研究YBCO/LCMO超晶格，可能会让一个确定相关的机制。
2014-02-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Modification in structural, dielectric and magnetic properties of La and Nd co-substituted epitaxial BiFeO3 thin films
研究了La和Nd共掺杂对BiFeO 3（BFO）薄膜结构和磁性的影响。采用脉冲激光沉积法在SrRuO 3缓冲单晶SrTiO 3（001）衬底上制备了纯BFO和La、Nd共掺杂BFO的外延薄膜。研究了La和Nd共掺杂BFO薄膜中由于离子半径失配引起晶格力常数变化而引起的结构变化。拉曼光谱研究表明，掺杂BFO薄膜中的结构变化，从菱面体到单斜畸变相，这是由La和Nd的共同取代引起的。室温磁滞曲线表明，饱和磁化强度在20 emu/cm 3的饱和磁化强度的掺杂膜的增强。与纯BFO薄膜相比，BLNFO薄膜的介电和磁性能得到了有效的改善。
2013-06-18 cond-mat.mtrl-sci
Transport and magnetic anisotropy in CMR thin film La_{1-x}Ca_{x}MnO_{3} (x \approx 1/3) induced by a film-substrate interaction
本文研究了用脉冲激光沉积法在LaAlO_{3}衬底上制备的La_{1-x} Ca_{x} MnO_{3}（x \approx 1/3）薄膜的输运和磁性各向异性。我们发现，磁电阻（MR）对磁场H的非单调依赖性H垂直和平行于膜平面，但垂直于电流。MR的这种相当复杂的行为在远低于居里温度的低温下表现出来。在对结果的解释中考虑了MR各向异性的两个主要来源：（1）存在优先磁化方向（由于晶格膜-衬底失配或其他原因引起的应变）;（2）电阻对电流和磁化之间的角度的依赖性，这是铁磁体固有的。
2001-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Structural characterization of PrVO3 epitaxial thin films
稀土钙钛矿氧化物构成了一个广泛的材料家族，其功能特性与其晶体结构强烈耦合。在这里，我们报告的实验结果外延PrVO 3沉积在SrTiO 3单晶衬底上的脉冲激光沉积。结合先进的结构表征工具，我们观察到在STO上生长的PVO非弛豫薄膜结构具有两种取向畴，其外延关系为：（i）PrVO 3 [110]o//SrTiO 3 [001]c和PrVO 3 [001]o//SrTiO 3 [100]c，（ii）PrVO 3 [110]o//SrTiO 3 [001]c和PrVO 3 [001]o//SrTiO 3 [010]c。我们还测量了倒易空间图。从这些结果中，我们已经确定，STO上的PVO薄膜外延施加降低的PVO结构对称性从正交（Pbnm）单斜（P21/m）。我们表明，由衬底引起的标称应变是恒定的，得到的薄膜结构取决于生长氧和温度。因此，通过精细地控制沉积条件，我们可以调节PrVO 3薄膜所经历的应变。这些结果显示了衬底失配的替代方案作为控制PVO膜的应变和结构的路径。
2014-03-28 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
4 MV/cm (010) $β$-Ga$_2$O$_3$ Heterojunction Diodes Realized by Low-Damage e-Beam NiO$_x$ Interlayers
University of California Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）
该研究采用低损伤电子束NiO$_x$中间层制备FP-HJD，在MOCVD生长的(010) β-Ga$_2$O$_3$漂移层上实现了超4 MV/cm的击穿场强与1.14 GW/cm²的PFOM，达到该类二极管的最新性能水平。
2026-09-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Real-time monitoring of the structure of ultra thin Fe$_3$O$_4$ films during growth on Nb-doped SrTiO$_3$(001)
在这项工作中，薄磁铁矿薄膜沉积在SrTiO $_3$通过反应分子束外延在不同的衬底温度。在沉积过程中原位监测的生长过程中，通过X射线衍射。虽然在400 $^\circ$ C下生长的磁铁矿膜在早期生长阶段已经显示出完全弛豫的垂直晶格常数，但在270 $^\circ$ C下沉积的膜呈现出强的垂直压缩应变，并且随着膜厚度的增加而向体值弛豫。此外，在这些生长条件下观察到横向拉伸应变，尽管由于约7.5%的晶格失配而预期相反的行为。此外，与四面体和八面体网站的磁铁矿的A和B亚晶格的占用率进行了研究，显示出较低的占用率的A网站相比，一个理想的反尖晶石结构。随着生长温度的升高，A位的占有率降低。因此，我们假设铁离子从四面体位置到八面体空位的重新定位，形成缺陷的岩盐晶格。
2017-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Real-space study of the growth of magnesium on ruthenium
用低能电子显微镜（LEEM）和扫描隧道显微镜（STM）研究了镁在钌上的生长。在LEEM中，观察到逐层生长，除了在第一单层中，其中第一层的完成由电子反射率的明显峰值推断。在400 K下，很容易观察到薄膜的脱附。实空间STM和低能电子衍射证实，亚单层覆盖呈现出具有1.2 nm周期性的莫尔图案，其通过将Mg层压缩到2.2 nm周期性而随着进一步的Mg沉积而演变。在LEEM中，逐层生长高达10 ML。在几个ML厚的膜上，通过暗场成像在衬底的大台阶上观察到大量密度的堆垛层错，而螺旋位错出现在台阶区域。后者建议导致的Mg和Ru步骤的高度不匹配。在反射LEEM强度的量子尺寸效应振荡观察作为厚度的函数，指示一个突然的Mg/Ru界面。
2013-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial growth and transport properties of Sr$_2$CrWO$_6$ thin films
本文报道了用脉冲激光沉积法（PLD）制备双钙钛矿结构Sr $_2$ CrWO $_6$外延薄膜的方法和表征。在SrTiO $_3$等晶格失配小的衬底上，可以采用分子层-层生长方式生长出高结晶质量的外延Sr $_2$ CrWO $_6$薄膜。由于Cr和W的离子半径相似，这些元素没有显示出亚晶格顺序。然而，测量的居里温度远高于400 K。由于双钙钛矿所需的还原性生长气氛，SrTiO $_3$衬底表面经历绝缘体-金属转变，阻碍了薄膜和衬底电输运性质的分离。
2002-10-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Local tetragonal distortion in La_{0.7}Sr_{0.3}MnO_3 strained thin films probed by x-ray absorption spectroscopy
我们报告的角度分辨X射线吸收光谱研究的$La_{0.7}Sr_{0.3}MnO_{3}$薄膜外延生长的脉冲激光沉积在轻微失配的衬底，诱导拉伸或压缩应变。XANES光谱给出了$MnO_{6}$八面体内的四面体畸变的证据，拉伸和压缩应变具有相反的方向。定量分析，建立了反映应变的四边形畸变模型。拉伸基底的EXAFS数据证实了$Mn-O$平均键距的变化和$Mn-Mn$长度的增加与晶胞参数的增大相匹配。根据这些结果，我们得出结论，$Mn-O-Mn$角没有显著变化。我们的观察冲突的情况下，这个角度是主要的驱动参数的锰氧化物薄膜性能的敏感性，外部应变，并建议内的八面体的变形中起着关键作用的运输和磁性的修改。
2004-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Depth evolution of YBa2Cu3O7-d ultrathin films probed by X-ray photoemission spectroscopy
本文用X射线光电子能谱研究了顺序化学腐蚀的YBa_2Cu_3O_（7-d）（YBCO）超导薄膜的晶体结构和化学成分随深度的变化。在近界面区的晶体结构是严重的氧缺乏和tetravel对称性。我们认为这是在界面失配应变的存在下，在沉积后退火过程中延迟的氧扩散到O（1）位的启示。在自由表面附近，由于部分应变弛豫，氧的缺乏得到了很大的缓解，晶体的对称性变为正交。与同等厚度的沉积态薄膜相比，剥离态的近界面层没有表现出超导性，而同等厚度的沉积态薄膜氧缺乏较少，表现出超导转变。
2006-03-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
High-throughput synthesis of thermoelectric Ca$_3$Co$_4$O$_9$ films
复合氧化物薄膜的性质可以在作为失配、组成、取向和结构的函数的值的范围内调节。在这里，我们报告了一种策略，用于生长结构化的外延热电薄膜，从而提高塞贝克系数。代替使用单晶蓝宝石衬底来支持外延生长，使用脉冲激光沉积技术将Ca $_3$ Co $_3$ O $_9$膜沉积到通过火花等离子体烧结纹理化的Al $_2$ O $_3$多晶衬底上。的2000纳米薄膜的结构质量进行了研究，通过透射电子显微镜，而晶粒的晶体取向和外延的关系，由电子背散射衍射确定。多晶陶瓷模板的使用导致结构化的膜，是在良好的局部外延注册。塞贝克系数在300 K时约为170 $μ$ V/K，这是具有低载流子密度的失配材料的典型值。这种高通量的过程，称为组合衬底外延，似乎有利于合理调整功能氧化膜，开辟了一条路线，高品质的复合氧化物的外延合成。
2013-09-19 cond-mat.mtrl-sci
First and second order magnetic anisotropy and damping of europium iron garnet under high strain
本研究通过脉冲激光沉积制备不同应变的外延EuIG薄膜，发现其磁各向异性含线性应变依赖的一阶项与二次应变依赖的二阶项，且Gilbert阻尼基本恒定，为自旋电子材料研发提供指导。
2021-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Growth of Ni and Ni-Cr Alloy Thin Films on MgO(001): Effect of Alloy Composition on Surface Morphology
利用扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）研究了衬底处理、温度和成分对MgO（001）衬底上生长的Ni-Cr薄膜表面形貌的影响。酸蚀刻和高温沉积（400 ℃）的组合将产生光滑的薄膜和平台（宽达30 nm），适用于研究表面上的化学反应的进展。使用两种不同的处理来制备用于沉积的MgO衬底，并且它们引入膜表面形态的特征差异。在经磷酸处理的衬底上生长的薄膜在膜生长的初始阶段呈现降低的成核密度，这导致长且宽的台阶。由于Ni（001）/MgO（001）系统中约16%的晶格失配，在400 ℃下的膜生长产生不连续的膜，并且需要两步生长过程来获得连续的层。在100 ℃下沉积Ni膜，并在300 ℃下进行2小时的生长后退火，以获得更光滑的表面。仅添加5 wt. % Cr改变了生长过程，并在400 ℃下产生连续的膜，而不去湿，与纯Ni膜相反。随着Cr含量的增加，膜变得逐渐平滑，具有更宽的平台。Ni 5 Cr合金薄膜具有3.63+/-0.75 nm的均方根表面粗糙度，而Ni 33 Cr薄膜更光滑，均方根粗糙度仅为0.29 +/-0.13 nm。与Cr合金化引发的膜生长的变化是由于界面化学的变化，这有利于改变MgO表面上的金属原子的初始吸附，并建议减少的Ehrlich-Schwoebel势垒。具有良好表面结构的光滑Ni-Cr薄膜的生长为与合金性能相关的广泛的表面科学研究开辟了新的途径。
2016-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Comment on "Evidence for absence of metallic surface states in BiO2-terminated BaBiO3 thin films"
在Ji Seop Oh等人最近的一项工作中，采用脉冲激光沉积法在SrTiO 3衬底上生长了BaBi O 3（001）薄膜。有人认为，薄膜是BiO 2-终止从角度分辨光电子能谱实验的建模。作者声称，与以前的理论预测相反，他们的薄膜上没有金属表面态。在这篇简短的评论中，我们质疑作者是否有足够的证据来做出这样的声明，因为我们认为SrTiO 3和BaBi O 3之间的大失配以及缺乏对反射高能电子衍射的制造过程的控制，不太可能得到具有单一Bi O 2终止的高质量薄膜，这是稳定这些表面金属态的原因之一。
2018-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Iso-oriented monolayer α-MoO3(010) films epitaxially grown on SrTiO3(001)
在超高真空下合成有序的二维材料并通过其他技术原位直接表征它们的能力可以大大提高我们目前对它们的物理和化学性质的理解。本文采用分子束外延技术（（010）MoO 3）在SrTiO 3（001）（STO）衬底上可重复地生长出等取向的单层厚度的α-MoO 3薄膜||（001）STO，[100]MoO3|| [100]STO或[010]STO）通过自限制过程。虽然MoO 3的一个面内晶格参数非常接近SrTiO 3的面内晶格参数（aMoO 3 = 3.96 μ m，aSTO = 3.905 μ m），但沿其他方向的晶格失配很大（~ 5%，cMoO 3 = 3.70 μ m），这导致弛豫，如从反射高能电子衍射（RHEED）图案中的条纹分裂清楚地观察到的。在较窄的生长温度范围内，α-MoO 3单层膜的生长最佳。增加沉积时间不会导致厚度的进一步增加，这是由于α-MoO 3层之间的范德华力较弱，导致沉积和热脱附之间的平衡。在初始等取向α-MoO 3单层膜形成后，降低生长温度可得到较厚的结晶性良好的α-MoO 3（010）薄膜。
2015-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Solid phase epitaxial growth of the correlated-electron transparent conducting oxide SrVO3
采用固相外延法（SPE）从非晶层中晶化出具有高品质因数的SrVO 3薄膜，该薄膜可用作透明导体。使用SPE在SrTiO 3上结晶的外延SrVO 3膜对于60 nm厚的膜表现出2.5 × 10-5欧姆cm的室温电阻率、3.8的剩余电阻率比和0.5以上的可见光透射率。SrVO 3层在室温下使用射频溅射以非晶形式沉积，随后通过在受控气体环境中加热结晶。晶格参数和镶嵌角宽度的X射线反射从结晶的薄膜是一致的部分弛豫的应变导致的外延之间的不匹配SrVO 3和SrTiO 3。SPE的动力学的反射高能电子衍射研究表明，结晶发生通过热激活的结晶/非晶界面的传播，类似于SPE现象在其他钙钛矿氧化物。热力学计算的基础上密度泛函理论预测的温度和氧分压的条件下产生的SrVO 3相，并与实验相一致。在SPE中单独控制沉积和结晶条件为复杂几何形状和大面积透明导体的结晶提供了新的可能性。
2021-08-03 cond-mat.mtrl-sci
Observation of magnetization reversal in epitaxial Gd0.67Ca0.33MnO3 thin films
用脉冲激光沉积法在（100）SrTiO 3衬底上制备了高质量的Gd 0.67 Ca 0.33 MnO 3外延薄膜。与散装样品相比，观察到增强的性能。所生长的薄膜的磁转变温度（Tc）远高于相应的体值。最有趣的是，在小的外加磁场下进行的磁化测量，表现出低于Tc的磁化反转，无论薄膜是场冷却（FC）或零场冷却（ZFC）。当磁场冷却时，在7 K时发生快速磁化反转，而对于ZFC过程，磁化强度随着温度的升高而逐渐减小，在7 K以上为负值，在83 K以上再次变为正值。在较高的磁场中，磁化强度不改变符号。反转机制进行了讨论，在负交换f-d相互作用和磁各向异性，这后来增强的薄膜和衬底之间的晶格失配引起的应变效应。
2005-02-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Employing High-temperature-grown SrZrO$_3$ Buffer to Enhance the Electron Mobility in La:BaSnO$_3$-based Heterostructures
本研究通过先高温脉冲激光沉积SrZrO$_3$缓冲层、再分子束外延生长La:BaSnO$_3$有源层的方法，在多种氧化物衬底上制备出低穿线位错密度的异质结，实现了室温高电子迁移率，为适配大晶格失配衬底的高迁移率氧化物薄膜制备提供了新路径。
2023-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Development of High-Quality $α$-Ta Film at Room Temperature via Seed Layer Engineering
针对室温制备高质量α-Ta超导薄膜的需求，本研究采用晶体籽晶层替代传统非晶金属氮化物籽晶层，有效降低了薄膜表面粗糙度、提升了相取向性与转变温度，为量子器件制备提供了新方案。
2025-03-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con quant-ph
Surfactant-like Effect and Dissolution of Ultrathin Fe Films on Ag(001)
Fe/Ag的相不溶性和Ag（001）和Fe（001）晶胞之间的良好匹配（失配0.8%）使得Fe/Ag生长在低维磁性系统领域具有吸引力。在低至140-150 K的沉积温度下，互混可能会受到极大的限制。生长后退火引起的薄膜结构演变提出了许多有趣的方面，涉及激活的原子交换过程和影响磁性能。以前的实验，他和低能量离子在150 K沉积的薄膜上的散射，表明在550 K退火后形成的偏析Ag层。较高的温度导致嵌入到银矩阵的铁。在这些实验中，关于次表层的信息是通过主要对最表层敏感的技术获得的。在这里，系统的PED测量，提供化学选择性和结构信息的几个层的深度，已经伴随着一些XRD棒扫描，产生更好的灵敏度的掩埋界面和膜长程序。本文的结果允许与最近的模型启发到一个不同的金属的超薄金属膜的溶解路径的比较，当两个次表面迁移的沉积物和衬底和沉积物之间的相分离是有利的。在500-550 K温度下加热4-6 ML的Fe膜，出现了Ag覆盖Fe膜的类表面层阶段。还报道了以形成两个Ag覆盖层为特征的阶段的证据。当退火温度超过700 K时，表面层与裸露的Ag（001）结构非常相似，并残留有次表面Fe聚集体。
2004-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Bulk Ferroelectric Heterostructures for High Temperature Lead-Free Piezoelectrics
研究提出利用阳离子扩散合成具有周期性成分波动的块体铁电异质结构（BFH），实现创纪录的824°C居里温度和115 pC N-1压电系数，为高温无铅压电应用提供新方案。
2025-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Ge virtual substrates for high efficiency III-V solar cells: applications, potential and challenges
近年来，基于直接沉积在Si上的薄Ge层的虚拟衬底已经达到了高质量。在这项工作中，他们的应用，高效率III-V族太阳能电池进行了分析。根据我们使用最新技术水平的Ge太阳能电池的实际参数进行的计算，在标准晶格匹配和直立变质GaInP/Ga（In）As/Ge太阳能电池中用Ge/Si虚拟衬底取代传统的Ge衬底是可行的，但具有薄基底（<5 μ m）。第一个实验步骤是通过在具有5 μ m厚Ge层的中等质量Ge/Si虚拟衬底上实现Ge单结和全GaInP/Ga（In）As/Ge三结太阳能电池来解决的。结果表明，Ge底部电池中的光电流仅足以实现与上部子电池的电流匹配，但由于结中的低电压，整体性能较差。此外，在三结结构中观察到的裂纹表明需要减小Ge + III-V结构的厚度或使用其他先进的方法来减轻热膨胀系数失配效应，例如使用嵌入式多孔硅。接下来的实验工作将追求这一目标，并使用更先进的Ge/Si虚拟衬底，具有更低的穿透位错密度和不同的Ge厚度。
2019-09-19 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
