Controlled Growth of large area bilayer MoS$_2$ films on SiO$_2$ substrates by chemical vapour deposition technique
本研究针对大面积均匀双层TMD薄膜制备难题，通过调控CVD前驱体流动模式，在无衬底等离子体处理下制备出平方毫米级双层MoS₂薄膜，表征验证了其结构特性，制备的FET器件开关比达10⁶，为激子器件发展提供了材料基础。
2024-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct growth of mm-size twisted bilayer graphene by plasma-enhanced chemical vapor deposition
等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术已被证明是一种有效的方法，可以实现高质量单层石墨烯（MLG）的单步合成，而不需要主动加热。在这里，我们报告的PECVD生长的单晶六方双层石墨烯（BLG）的薄片和毫米大小的BLG薄膜的层间扭曲角控制的生长参数。扭转角已确定由三种实验方法，包括通过扫描电子显微镜，分析的扭转角依赖的拉曼光谱特性，并测量莫尔周期的两个堆叠的单分子膜之间的晶体边缘的相对取向的直接测量。在mm尺寸的扭曲BLG（tBLG）膜中，平均扭曲角可以控制在0至约20 \degree，并且对于给定生长条件的角展度可以限制为< 7 \degree。利用Kelvin探针力显微镜和紫外光电子能谱学证实了MLG和BLG的不同功函数。基于小角度tBLG样品的背栅场效应晶体管器件的电学测量显示，在300 K下具有高质量的电学特性，绝缘温度依赖性低至100 K。这种受控的PECVD生长的tBLG因此提供了一种有效的方法来研究不同的莫尔电位对tBLG的影响。
2020-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlled Growth of Large-Area Bilayer Tungsten Diselenides with Lateral P-N Junctions
双层二维（2D）范德华（vdW）材料由于其高质量的电学和光学性质而受到越来越多的关注。在这里，我们展示了致密的，选择性生长的WSe 2双层薄片的化学气相沉积与使用的胆酸钠和氯化钠的摩尔比为1：10的混合物作为生长促进剂，以控制含W的物种的局部扩散。双层WSe 2薄片的大部分显示两层之间的0和60 °扭曲，同时还观察到莫尔条纹15和30 °扭曲角。在生长的双层WSe 2薄片中形成了定义明确的单层-双层结，并且这些界面表现出p-n二极管整流和双极输运特性。该工作为二维材料，特别是二维过渡金属二硫属化合物的层控生长提供了一种有效的方法，并促进了其在下一代电子和光电子器件中的应用。
2019-08-23 cond-mat.mtrl-sci
Quasi van der Waals Epitaxy of Rhombohedral-stacked Bilayer WSe2 on GaP(111) Heterostructure
本研究通过分子束外延在GaP(111)B衬底上制备出菱方堆叠双层WSe₂，经多种表征验证其结构与价带特性，为该类异质结构的基础研究与器件应用奠定基础。
2023-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Homogeneous Large-area Quasi-freestanding Monolayer and Bilayer Graphene on SiC
在这项研究中，我们首先表明，在外延石墨烯生长过程中的氩气流量是一个重要的参数，以控制缓冲层和石墨烯层的质量。原子力显微镜（AFM）和低能电子衍射（LEED）测量表明，SiC衬底的分解强烈依赖于Ar质量流率，而压力和温度保持恒定。我们的数据进行解释的SiC分解速率的竞争的基础上，由Ar流控制的模型，在SiC表面的平衡过程下形成一个均匀的石墨烯缓冲层。适当选择一组生长参数允许生长无缺陷、超光滑和连贯的无石墨烯缓冲层和无双层的单层石墨烯片，其可以通过氢插层转化为大面积高质量的准独立单层和双层石墨烯（QFMLG和QFBLG）。原子力显微镜，扫描隧道显微镜（STM），拉曼光谱和电子输运测量强调了所得到的准独立层的优异的均匀性。四探针结构下的电子输运测量结果表明，在μm和mm尺度上都存在均匀的低阻各向异性。
2018-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layer-by-layer growth of bilayer graphene single-crystals enabled by self-transmitting catalytic activity
大面积垂直堆叠二维（2D）范德华（vdW）材料的直接生长是其在集成电子学、光电子学和光电子学中的高端应用的先决条件。目前，单晶石墨烯（MLG）和六方氮化硼（h-BN）的厘米至甚至米级单层已经通过在各种单晶衬底上外延生长来实现。然而，原则上，单层外延的这种成功似乎极难复制到双层或少层生长，因为第一层的完全覆盖被认为终止了那些采用催化金属表面的反应性。在这里，我们报告了一个特殊的逐层化学气相沉积（CVD）生长的大尺寸双层石墨烯单晶，使自传输催化活性从铂（Pt）表面的最外层石墨烯层。在良好控制的环境下进行的原位生长和实时监测实验明确地证实了MLG/Pt（111）的开放表面上的生长确实遵循逐层模式。第一性原理计算表明，通过石墨烯覆盖层和Pt表面之间的可感知的电子杂化，允许催化活性的传递，使得烃的催化解离和随后的最外层sp2碳表面上的它们的自由基的直接石墨化成为可能。这种自传输催化活性也被证明对于制造单晶石墨烯双层、三层和四层以及h-BN少层的管式炉CVD是稳健的。我们的研究结果提供了一个特殊的战略，潜在的可控，逐层和晶片规模的垂直堆叠少层二维单晶生长。
2022-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optimizing the spin-pumping induced inverse spin Hall voltage by crystal growth in Fe/Pt bilayers
研究了晶体生长对Fe/Pt双层膜中自旋抽运诱导的逆自旋霍尔效应的影响。Fe/Pt界面的形貌影响有效自旋混合电导。生长温度的升高导致界面处晶粒更光滑、更大，从而增强了有效自旋混合电导。通过优化Pt在Fe上的外延，使通过逆自旋霍尔效应测量的到Pt中的自旋电流注入效率最大化。在依赖于磁场的测量中，强磁各向异性的存在引起两个不同的反自旋霍尔效应电压峰。
2013-09-17 cond-mat.mtrl-sci
Chemical vapor deposition growth of bilayer graphene in between molybdenum disulfide sheets
在二硫化钼片之间直接生长平坦的微米尺寸的双层石墨烯岛是通过在约800 °C下化学气相沉积乙烯来实现的。乙烯的温度辅助分解主要发生在二硫化钼台阶边缘。碳原子在这种高温下插入，并在沉积过程中，通过二硫化钼表面的缺陷，如台阶和皱纹。生长后的原子力显微镜图像显示，圆形平坦的石墨烯岛以高产率生长。它们由两个石墨烯层堆叠在一起，总厚度为0.74 nm。我们的研究结果表明，直接，简单和高产率的石墨烯/二硫化钼异质结构的生长，这可能是在未来的纳米电子和光电应用的高度重要性。
2017-10-03 cond-mat.mtrl-sci
Growth from Below: Bilayer Graphene on Copper by Chemical Vapor Deposition
我们评估了第二个石墨烯层如何在化学气相沉积（CVD）过程中在铜箔上形成和生长。使用低能电子衍射和显微镜来揭示第二层成核并靠近衬底生长，即，在石墨烯层下面。这种底层机制可以促进均匀的单层膜的合成，但对通过CVD生长均匀的双层膜提出了挑战。我们还表明，掩埋层和覆盖层具有相同的边缘终止。
2012-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial growth of bilayer Bi(110) on two-dimensional ferromagnetic Fe3GeTe2
具有选择性组成的二维（2D）层状材料的异质结构在创造新功能方面发挥着重要作用。二维铁磁材料与电子材料之间的有效界面耦合将使界面处的本征对称破缺和邻近效应引起的奇异物理现象得以产生。本文报道了在具有大磁各向异性的二维铁磁Fe_3GeTe_2（FGT）上外延生长双层Bi（110）。发现双层Bi（110）岛沿FGT的固定晶格方向延伸。六个择优取向可分为两组三重对称轴，相差约26°。此外，dI/dV测量证实了Bi（110）与FGT之间存在界面耦合。在双层Bi（110）的边缘处还观察到了能隙的变化，这种变化受到与其屈曲的原子结构相关的界面耦合强度的调制。该系统为进一步研究二维铁磁衬底上外延Bi（110）的奇异电子性质提供了良好的平台，并在自旋器件领域具有潜在的应用价值。
2021-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Growth-sequence-dependent interface magnetism of SrIrO$_3$ - La$_{0.7}$Sr$_{0.3}$MnO$_3$ bilayers
研究了氧化物3d铁磁体La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_{3}$（LSMO）和5d顺磁体SrIrO $_{3}$（SIO）的双层结构中界面态对于SIO上LSMO的生长顺序，铁磁性强烈改变，并且已经观察到与缺乏磁饱和度相关的大的面外倾斜各向异性，最高可达4 T。采用脉冲激光沉积法在SrTiO $_3$（001）衬底上以两种生长顺序共格生长了双层薄膜，并用扫描透射电子显微镜（STEM）和X射线衍射（XRD）对其结构进行了表征。磁化强度和磁场依赖的Mn L $_{2,3}$边缘X射线磁性圆二色性（XMCD）的测量揭示了LSMO磁序的变化，在SIO上的LSMO磁序强，而在SIO之下的LSMO磁序弱。我们属性的生长序列的影响，以界面晶格结构/对称性，这是已知的影响界面磁耦合。
2020-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Growth Structure and Work Function of Bilayer Graphene on Pd(111)
利用原位低能电子显微镜和密度泛函理论研究了双层石墨烯在Pd（111）表面的生长结构和功函数。低能电子衍射分析确定，两个石墨烯层具有相对于彼此和衬底平面的多个旋转取向。我们观察到异质成核和同时生长的多个，多面层完成之前的第二层。我们提出，小面的形状是由于在较大的覆盖层下生长的石墨烯层的边界终止的边缘。我们还发现，双层石墨烯域的功函数高于单层石墨烯的功函数，并且敏感地依赖于两层相对于衬底的取向。基于第一性原理模拟，我们将这种行为归因于石墨烯/Pd和石墨烯/石墨烯界面处的相反取向的静电偶极子，其强度取决于两个石墨烯层的取向。
2012-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Discrete nature of inhomogeneity: The initial stages and local configurations of TiOPc during bilayer growth on Ag(111)
有机光电子器件的操作显著地依赖于化合物分子种类的本体性质，但更依赖于其界面的影响。因此，在器件的这些关键部分中的基本过程的识别和表征需要具有低缺陷密度的明确定义的界面。在这种情况下，钛氧基酞菁（TiOPc）出现作为一个很好的候选人，揭示了形成一个稳定的双层结构与特征的“向上-向下”的分子排列，优化了双分子层内的偶极-偶极相互作用。在我们的实验研究中，长程有序的TiOPc双层膜已经生长在Ag（111）表面，并使用红外吸收光谱和扫描隧道显微镜分析。通过红外拉曼光谱（IRAS）对Ti=O伸缩模的监测和扫描隧道显微镜（STM）对局域组态的识别，提出了TiOPc双层膜在Ag（111）表面生长的微观模型。我们证明，这些双层内的缺陷结构导致的特征振动签名，敏感地反应的分子的局部环境。热脱附光谱揭示了高达500 K，这是由于氢键之间的氧的钛氧单元和酞菁在第二层中的氢边缘，除了贡献所产生的相反取向的轴向偶极矩和无处不在的范德华相互作用的TiOPc双层的高热稳定性。
2016-11-18 cond-mat.mtrl-sci
Comeback of epitaxial graphene for electronics: large-area growth of bilayer-free graphene on SiC
我们提出了一种在SiC上外延石墨烯的新制造方法，该方法能够以前所未有的再现性生长超光滑无缺陷和无双层的石墨烯片，这是高质量石墨烯基电子器件的晶圆级制造的必要先决条件。在高温升华生长期间固有但不利的高SiC表面台阶的形成通过稳定SiC表面的石墨烯缓冲层的快速形成而被抑制。增强的成核作用是通过分解作为碳源的聚合物吸附物来实现的。在大多数步骤远低于0.75 nm的情况下，形成了没有双层夹杂物的纯单层石墨烯，其横向尺寸仅受衬底尺寸的限制。这使得聚合物辅助升华生长技术成为商业晶片规模外延石墨烯制造的最有前途的方法。非凡的电子质量证明了量子电阻计量在4.2 K，迄今为止尚未达到的精度和高电子迁移率的毫米级设备。
2016-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Growth of Large-area Bilayer Graphene on Ru(0001)
在Ru（0001）表面外延生长了大面积的双层石墨烯（BG），并用低温扫描隧道显微镜对其进行了表征。BG的底层的晶格被拉伸了1.2%，而顶层没有应变。两层之间的晶格失配导致形成具有约21.5nm的周期性和AA-和AB-堆叠的混合物的莫尔图案。原子缺陷周围的root 3 X root 3超结构归因于离域π电子的谷间散射，表明生长态BG表现得像本征自立式石墨烯。
2014-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Bilayer Graphene Growth via a Penetration Mechanism
从基础和技术的角度来看，石墨烯样品层数的精确控制非常重要。为了实现这一目标，应该理解金属表面上多层石墨烯生长的原子尺度机制。尽管将碳物质输送到界面然后在那里形成新的石墨烯层是几何上有利的途径，但石墨烯覆盖层的渗透不是化学上直接的过程。本文基于第一性原理计算，研究了不同活性物种穿透Cu（111）表面石墨烯覆盖层的可能性。研究发现，碳原子的穿透可以通过原子交换过程实现，这导致了一种新的石墨烯生长机制。基于这一结果，提出了一种双层石墨烯生长方案，以获得高质量的样品。这种穿透可能性还为石墨烯纳米结构的设计生长提供了很大的灵活性。
2014-03-18 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Epitaxial growth, structural characterization and exchange bias of non-collinear antiferromagnetic Mn$_{3}$Ir thin films
反铁磁材料是自旋电子学的重要研究对象。本文对非共线反铁磁体Mn $_{3}$ Ir的薄膜的生长、结构表征和磁性能进行了全面的研究。利用MgO（001）和Al $_{2}$ O $_{3}$（0001）单晶衬底上的外延工程，我们控制了立方$γ$ -Mn $_{3}$ Ir在（001）和（111）晶向的生长，并讨论了生长条件的优化，以获得具有低表面粗糙度的高质量晶体结构。在双层膜中研究了交换偏置，在室温下在Mn $_{3}$ Ir（111）/坡莫合金异质结构中测量的交换偏置场高达-29 mT（相当于11.5 nJ cm $^{-2}$的单向各向异性常数）。此外，在Mn $_{3}$ Ir（001）/ Py双层膜中，还观察到了面内晶向对阻断温度的明显依赖性。这些研究结果进行了讨论的背景下，手性反铁磁畴结构，并将告知拓扑反铁磁自旋电子器件的进展。
2019-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The growth of bismuth on Bi$_2$Se$_3$ and the stability of the first bilayer
在Se封端的Bi $_2$ Se $_3$（0001）表面上生长了多层Bi（0001）薄膜，利用低能电子衍射（LEED）、低能离子散射（LEIS）和原子力显微镜（AFM）研究了薄膜的表面成分、形貌和原子结构.对于单个沉积的Bi BL，晶格常数与衬底的晶格常数相匹配，并且与最上面的Se原子相邻的Bi原子位于类面心立方的位置。当沉积第二个Bi双层时，它与衬底不相称。随着沉积的Bi膜的厚度进一步增加，晶格参数演变为体Bi（0001）的晶格参数。在120°C下退火多BL膜之后，第一相称Bi BL保持完整，但是附加BL聚集以形成较厚的Bi岛。这些结果表明，Bi $_2$ Se $_3$上的单个Bi BL是特别稳定的结构。在退火至490°C之后，所有过量的Bi解吸并且Se封端的Bi $_2$ Se $_3$表面被恢复。
2018-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Preparation of graphene bilayers on platinum by sequential chemical vapour deposition
介绍了一种廉价而灵活的方法，该方法能够通过顺序化学气相沉积在Pt（111）上外延生长双层石墨烯。两个堆叠的石墨烯片的延伸区域通过首先乙烯的热分解和随后的石墨烯的形成来获得。在第二步骤中，足够厚的Pt膜掩埋第一石墨烯层，并充当用于在第三步骤中制造第二石墨烯层的平台。然后，最终退火过程导致第一石墨烯片扩散到表面，直到完成与第二片的双层堆叠。扫描隧道显微镜揭示了双层石墨烯的成功生长，并阐明了莫尔图案的起源。
2018-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties and growth kinetics of Co/Gd bilayers with perpendicular magnetic anisotropy
本研究结合 MOKE、SQUID 实验与沉积及界面感生磁化建模，揭示 Pt/Co/Gd 中居里温度、PMA 和磁补偿受界面质量与 Gd 有限尺寸效应共同调控。
2024-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mastering the growth of antimonene on Bi2Se3: strategies and insights
本研究确定了在 Bi2Se3 上外延生长一至三层纯相 β-锑烯双层的条件，并通过电子结构、功函数和芯能级表征给出区分 α/β 同素异形体的光谱与显微标志。
2025-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Linking interlayer twist angle to geometrical parameters of self-assembled folded graphene structures
在外部驱动力的作用下，薄的粘合剂膜可以从基底上移除、撕裂和折叠成不同的几何形状。然而，在二维材料中，这些过程可以是自驱动的，如先前对通过自发撕裂和从衬底剥离产生的折叠扭曲双层石墨烯纳米带的研究所示。在这里，我们使用原子力显微镜技术来生成和表征自然自生长的折叠纳米结构的几何结构。纳米尺度的宽度和层间分离的测量揭示了类似的扭转角依赖性可能引起的各向异性在双层电位。此外，数据的分析显示了折叠弧边缘的高度（由半径R参数化）与带宽度之间的意外相关性，这表明了由可变横截面形状驱动的自生长过程。这些观测结果很好地描述了一个能量最小化模型，其中包括双层粘附能量密度所代表的距离依赖莫尔斯电位。我们得到了一个解析表达式的半径R与带的宽度，预测重整化弯曲刚度和立场与实验观察。新发现的这些几何参数之间的关系表明了折叠扭曲双层石墨烯的定制生长机制-许多有趣的物理现象的平台。
2019-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phase Diagram of growth modes in Graphene Growth on Cooper by Vapor Deposition
本文通过第一性原理计算和经典成核理论构建铜衬底上石墨烯CVD生长的相图，预测单层或双层生长模式，揭示高氢压作用并指导实验。
2024-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Growth and Electronic Properties of QuasiFreeStanding Rhombohedral WSe2 Bilayers on Cubic W110
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CNRS, Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies（法国国家科学研究中心，纳米科学与技术中心）；Thales Research & Technology (TRT)（泰雷兹研究与技术）；Université de Toulouse, INSA-CNRS-UPS, LPCNO（图卢兹大学，INSA-CNRS-UPS，LPCNO）；Synchrotron SOLEIL（索莱尔同步辐射中心）
通过分子束外延在立方W(110)基底上生长准自由站立的3R-WSe2双层，揭示其间接带隙电子结构及自旋轨道分裂，为二维铁电材料研究提供新平台。
2026-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Quantum size effect in Pb(100) films: the role of symmetry and implication for film growth
通过密度泛函理论计算，我们发现Pb（100）薄膜在能量、弛豫和功函数方面表现出双层周期性的量子尺寸效应，这是由于奇数层和偶数层薄膜的堆叠几何形状具有不同的对称性.双层周期性的膜能量被认为是生存在半导体衬底上，这应该允许生长的“神奇”厚均匀层Pb（100）膜。此外，还发现简单金属薄膜中的量子阱态可以分为$σ$键态和$π$键态，这两种态是相互独立的.
2005-11-08 cond-mat.mtrl-sci
Superconductivity and charge carrier localization in ultrathin $\mathbf{{La_{1.85}Sr_{0.15}CuO_4}/{La_2CuO_4}}$ bilayers
用脉冲激光沉积（PLD）在（001）取向的{ \slao }（SLAO）衬底上生长$\mathrm{La_{1.85}Sr_{0.15}CuO_4}$ / $\mathrm{La_2CuO_4}$（LSCO 15/LCO）双层，其具有精确控制的厚度，即前者的N个单位晶胞（UC）和后者的M个UC（[LSCO 15\_N/LCO\_M]）。X射线衍射和倒易空间图（Reciprocal Space Map，RSM）研究证实了双层膜的外延生长，并表明[LSCO 15 2/LCO 2]双层膜是完全应变的，而[LSCO 15 2/LCO 7]双层膜已经部分弛豫。用反射高能电子衍射（RHEED）对生长的\textit{in situ}监测显示，沉积期间的气体环境对生长模式具有令人惊讶的强烈影响，并因此对LSCO 15的第一UC（或LSCO 15的前两个单层，每个单层包含一个$\mathrm{CuO_2}$平面）中的无序量具有令人惊讶的强烈影响。对于在纯$\mathrm{N_2O}$气体中生长的样品（生长类型-B），紧邻SLAO衬底的第一LSCO 15 UC是强烈无序的。如果生长在$\mathrm{N_2O}$和$\mathrm{O_2}$气体的混合物中进行（生长类型A），则这种无序大大减少。电输运测量证实，第一UC的LSCO 15旁边的SLAO基板是高电阻的，并没有表现出超导性的迹象生长类型B，…
2017-05-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Influenced of Fe buffer thickness on the crystalline quality and the transport properties of Fe/Ba(Fe1-xCox)2As2 bilayers
Fe缓冲层的实现是获得Co掺杂BaFe_2As_2（Ba-122）外延生长的一种有前途的方法。然而，Co掺杂Ba-122的结晶质量和超导性能受到Fe缓冲层厚度dFe的影响。具有dFe = 15 nm的Fe/Ba-122双层膜的良好织构生长导致在12 K的自场中具有0.45 MAcm $^{-2}$的高Jc，而由于晶界的存在，在相应的降低温度下具有dFe = 4 nm的双层膜记录了61000 Acm $^{-2}$的低Jc值。
2010-10-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Interfacial Properties of Monolayer and Bilayer MoS2 Contacts with Metals: Beyond the Energy Band Calculations
尽管已经制造了许多基于二维（2D）MoS 2的原型器件并且已经实现了2D MoS 2的晶片级生长，但是2D MoS 2-金属接触的基本性质尚未被很好地理解。我们提供了一系列的单层（ML）和双层（BL）二硫化钼-金属接触（金属= Sc，Ti，Ag，Pt，Ni和Au）的界面性质的全面的从头算研究。计算和观察到的肖特基势垒高度（SBHs）之间的比较表明，许多电子效应强烈抑制在通道2D二硫化钼由于电荷转移。目前广泛采用的能带计算方法不能再现二维MoS 2-Sc界面的SBH现象。相比之下，从头算量子输运器件模拟更好地再现了所观察到的SBH在两种类型的接触，并强调了一个更高层次的理论方法的重要性，超出了能带计算的接口研究。由于层间耦合，BL MoS 2-金属接触具有比ML MoS 2-金属接触降低的SBH，因此具有更高的电子注入效率。
2015-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Growth-Induced Unconventional Magnetic Anisotropy in Co/Fullerene (C60) Bilayer Systems; Insights from a Two-Grain Stoner-Wohlfarth Model
本研究针对金属-有机界面自旋输运复杂的问题，探究Co/C60双层膜磁各向异性起源，发现Co渗透C60层、25Å厚即生磁各向异性等特性，用双晶粒Stoner-Wohlfarth模型解释了矫顽力等反常行为，为有机自旋阀研发提供了界面特性依据。
2024-09-14 cond-mat.mtrl-sci
Direct synthesis of single-crystal bilayer graphene on dielectric substrate
本文提出一种利用单晶单层石墨烯作为籽晶层，并通过铜纳米粉末远程催化，在介电衬底上直接同质外延生长高质量单晶双层石墨烯的方法，所制器件室温迁移率达2297 cm²/Vs。
2025-09-12 cond-mat.mtrl-sci
A Facile Strategy for the Growth of High-Quality Tungsten Disulfide Crystals Mediated by Oxygen-Deficient Oxide Precursors
化学气相沉积（CVD）已被确立为用于大规模合成过渡金属二硫属化物（例如二硫化钨（WS 2））的通用路线。然而，前体组合物对CVD工艺的效率的作用在很大程度上仍然是未知的，有待探索。在这里，我们采用脉冲激光沉积（PLD）在两个阶段的过程中，调整氧化钨（WO 3-x）前体中的氧含量，并证明了氧空位的存在下，在前体膜导致更容易转换从WO 3-x到WS 2。使用基于从头计算密度泛函理论（DFT）计算和实验的联合研究，我们解开，在WO 3-x的氧空位可以作为壁龛，通过硫原子进入晶格，并可能促进WS 2晶体的有效生长。通过单独调节前驱体的化学计量比，WS 2的光致发光发射可以大大增强，而WS 2域的尺寸显著增加。原子分辨率扫描透射电子显微镜（STEM）显示，钨空位是占主导地位的本征缺陷的单层和双层WS 2。此外，我们的数据表明，双层WS 2中的晶界出现在AA'和AB-取向的晶体合并后，而湍流静莫尔图案起源于底部和底层之间形成明显的晶界。原子分辨率的图像显示局部应变积累双层WS 2由于复杂的晶界的竞争效应。我们的研究提供了一种手段来调整前体组合物，以控制横向生长的TMD，同时揭示了不同的途径形成的双层WS 2的晶界的见解。
2022-02-23 cond-mat.mtrl-sci
Influence of the growth conditions on the magnetism of SrFe$_{12}$O$_{19}$ thin films and the behavior of Co / SrFe$_{12}$O$_{19}$ bilayers
采用射频磁控溅射法在Si（100）衬底上制备了SrFe $_{12}$ O $_{19}$（SFO）薄膜，利用显微镜、衍射和光谱等技术对薄膜的成分、结构和磁性进行了表征。穆斯堡尔谱被用来确定薄膜的磁化方向，这被发现是由溅射功率和薄膜的厚度控制。此外，SFO薄膜和沉积的钴覆盖层之间的耦合进行了研究，通过同步加速器为基础的光谱显微镜技术。在SFO/Co界面的结构耦合建议占实验观察。为了再现系统的实验行为，进行了微磁模拟。
2020-05-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Interface-resolved structural properties of epitaxial Y$_3$Fe$_5$O$_{12}$/ Gd$_3$Fe$_5$O$_{12}$ bilayers grown on GGG(111) by pulsed laser deposition
National Institute of Science Education and Research（印度科学教育研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）；Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology（加泰罗尼亚纳米科学与技术研究所）
研究通过脉冲激光沉积在GGG(111)衬底上生长外延YIG和GdIG薄膜及其双层异质结构，利用多种技术研究结构特性，发现生长序列对控制应变和界面结构至关重要，GGG/YIG/GdIG堆叠序列结构质量好、缺陷密度低。
2026-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic Domain Structure in Bilayer Manganite
本文报道了一种新的软X射线纳米衍射研究强关联层状锰氧化物La $_{0.96}$ Sr $_{2.04}$ Mn $_{2}$ O $_{7}$中的反铁磁畴。我们发现，反铁磁畴淬火，形成一个独特的域模式，每个域具有其自旋方向的固有记忆，并与相关的畴壁沿结晶方向运行。这可以通过在晶体生长过程中锁定的晶体或磁性缺陷的存在来解释，这些缺陷钉扎反铁磁畴。反铁磁畴图案显示两种不同类型的域。我们观察到，在一种类型中，在锰自旋方向上的周期性波纹，周期约为4 \micro \meter。我们建议，双层内的反转对称性的损失是负责通过Dzyaloshinskiii-Moriya型相互作用的这种波纹结构。
2013-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Growth of bilayer stanene on a magnetic topological insulator aided by a buffer layer
本研究通过引入缓冲层，成功在磁性拓扑绝缘体MBST上生长出双层锡烯，结合ARPES与DFT揭示了其金属性及能带特征，并阐明了缓冲层的结构与桥接作用。
2024-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Layer-by-layer growth of highly aligned MoS$_2$ nanoribbon arrays
Kyushu University（九州大学）；The University of Osaka（大阪大学）；University of Tsukuba（筑波大学）；Pohang University of Science and Technology (POSTECH)（浦项科技大学）；Kumamoto University（熊本大学）；National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)（国立产业技术综合研究所）
本研究提出一种化学气相沉积方法，在蓝宝石表面逐层生长高度排列的MoS2纳米带阵列，可控制层数至四层，双层器件性能显著提升，为TMD纳米带晶体管提供可扩展途径。
2026-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Spin- and valley- coupled electronic states in monolayer WSe2 on bilayer graphene
我们通过外延生长在双层石墨烯上制备了高质量的单层WSe2薄膜，并通过自旋和角度分辨光电子能谱揭示了其电子态。我们观察到一个直接的能隙在布里渊区的角落相比，间接性质的差距，在散装WSe 2，这是由于缺乏层间相互作用和破坏的空间反转对称性的单层膜。一个巨大的自旋分裂约0.5 eV，这是已知的单层过渡金属二硫属化物中最大的，观察到的能带附近的区角。目前的研究结果表明，高潜在的适用性WSe 2开发先进的设备的基础上与自旋和谷自由度的耦合。
2015-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Growth and Kerr magnetometry of Mn2Au on a gold-capped Nb(001) substrate
Freie Universität Berlin（柏林自由大学）；University of Kassel（卡塞尔大学）
研究报道了在金覆盖的Nb(001)基底上生长反铁磁性Mn2Au，并通过凯尔显微镜观察到具有交换偏置的双层结构，揭示了界面终止对磁性特性的影响。
2026-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Bottom-up Synthesis of Metastable 2D Hexagonal Copper(I) Iodide on Monolayer and within Bilayer Graphene
Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；Leibniz Institute of Photonic Technology (Leibniz-IPHT)（莱布尼茨光子技术研究所）；Ulm University（乌尔姆大学）；University of Nottingham（诺丁汉大学）；Freie Universität Berlin（柏林自由大学）；Leibniz Institute of Surface Engineering (IOM)（莱布尼茨表面工程研究所）
本研究通过气相法在石墨烯上低温合成亚稳态二维六方碘化亚铜，利用铜网格和HI蒸气实现选择性成核与生长，为宽带隙器件提供新途径。
2026-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Coherent interfacial bonding on the FeAs tetrahedron in Fe/Ba(Fe(1-x)Co(x))2As2 bilayers
本文采用脉冲激光沉积法（PLD）在MgO（001）和LSAT（001）单晶衬底上生长了Fe/Ba（Fe（1-x）Co（x））2As 2（Fe/Ba-122）双层薄膜。通过利用Ba-122晶体结构中FeAs四面体的金属性质，我们实现了体心立方铁和Co掺杂Ba-122之间的连贯界面键合。两个双层的Tc值接近PLD目标。原子分辨率透射电子显微镜直接观察Fe和Ba-122 FeAs亚晶格之间的界面键合意味着这种双层结构可能适用于其他铁磷属元素化物系统，并为超导/铁磁异质结构的制造铺平了道路。
2010-04-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Pulsed laser deposition growth of heteroepitaxial YBa2Cu3O7/La0.67Ca0.33MnO3 superlattices on NdGaO3 and Sr0.7La0.3Al0.65Ta0.35O3 substrates
用脉冲激光沉积法在NdGaO 3（110）和Sr0.7La0.3Al0.65Ta0.35O3（001）衬底上生长了异质外延超晶格[YBa 2Cu 3 O 7（n）/ La0.67Ca0.33MnO3（m）]x，其中n和m为YBCO和LCMO单层的数目，x为双层的重复数目。这些基板是很好的晶格匹配与YBCO和LCMO，不像常用的SrTiO 3，它们不会引起复杂的和不受控制的应变效应，由于在低温下的结构转变。的生长动力学和结构进行了研究，在原位与反射高能电子衍射（RHEED）和非原位与扫描透射电子显微镜（STEM），X射线衍射，中子反射仪。发现各个层在长的横向距离上是平坦和连续的，具有尖锐和连贯的界面，并且具有明确定义的各个层的厚度。唯一可见的缺陷是YBCO层中的反相边界，其源自与LCMO层的界面处的钙钛矿晶胞高度台阶。我们还发现，在界面处的第一个YBCO单层与LCMO有一个不寻常的生长动力学，是缺乏的CuO链层，而随后的YBCO层具有规则的Y-123结构。因此，在LCMO/YBCO和YBCO/LCMO界面处的CuO 2双层缺少它们相邻的CuO链层中的一个，因此缺少它们的空穴掺杂库的一半。尽管如此，从电输运测量的aspherical晶格与n=2，我们得到的证据表明，界面的CuO 2双层保持导电，甚至表现出在非常低的温度下的超导转变的开始。最后，我们从直流磁化和中子反射测量表明，LCMO…
2011-10-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evolution of interface magnetism in Fe/Alq3 bilayer
研究了Fe在有机半导体薄膜（Alq_3）上的界面磁性和拓扑结构，并与直接沉积在Si（100）衬底上的Fe薄膜进行了比较。为了获得Fe/Alq 3界面处扩散Fe层的信息，掠入射核共振散射（GINRS）测量通过在界面处引入95%富集的薄57 Fe层并在层状结构内产生X射线驻波来进行深度选择性。与在Si衬底上生长的Fe薄膜相比，在Si衬底上生长的Fe薄膜表现出32 T的超精细场值（体Fe），已经发现了厚的Fe-Alq 3界面，其电子密度和超精细场降低，这提供了Fe原子深入Alq 3薄膜的证据。由于Alq 3的软性质，Fe矩在膜平面中松弛。同时，由于Si附近的应力和粗糙的Fe层，Si上的Fe在界面处具有约43度的Fe力矩的面外取向。利用原位磁光克尔效应（MOKE）和小角X射线散射（SAXS）测量方法，研究了Fe在Alq 3表面生长过程中Fe-Alq 3界面磁性的演化。结果发现，Fe原子试图组织成团簇，以最大限度地减少其表面/界面能。界面处2.4nm厚的磁死层的起源归因于顺磁或超顺磁性质的小Fe团簇。目前的工作提供了一个理解的界面磁性在金属有机界面和拓扑研究使用的GI-NRS技术，这是深度选择性探测磁性的扩散铁磁层，这是很难的实验室为基础的技术。
2023-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Controlling structure and interfacial interaction of monolayer TaSe2 on bilayer graphene
本研究利用分子束外延在双层石墨烯上可控生长1H和1T相单层TaSe2，发现两相界面相互作用差异源于功函数与层间距双重效应，为过渡金属硫族化物界面工程及纳米器件设计提供了可行途径。
2024-07-27 cond-mat.mtrl-sci
Combining half-metals and multiferroics into epitaxial heterostructures for spintronics
本文报道了用脉冲激光沉积法在SrTiO_3（001）衬底上外延生长La_2/3Sr_1/3MnO_3（LSMO）半金属铁磁体和BiFeO_3（BFO）多铁性双层薄膜。这两层的生长模式是二维的，这导致在单位细胞光滑的表面。我们表明，这两种材料保持其性质内的异质结构，即LSMO层（11 nm厚）是铁磁性的居里温度为~ 330 K，而BFO膜显示铁电性下降到非常低的厚度（5 nm）。不同BFO厚度的BFO/LSMO双层的导电尖端原子力显微镜映射揭示了BFO膜的高且均匀的电阻状态，因此可以用作基于半金属的隧道结中的铁电隧道势垒。
2005-10-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Monolayer and bilayer PtCl$_3$: Energetics, magnetism, and band topology
具有非平凡拓扑态的二维磁性材料无论是在基础研究还是在实际应用中都很有意义。近年来，人们提出了二维Weyl半金属拓扑态（WHS），该拓扑态在二维铁磁系统中具有抗自旋轨道耦合的完全自旋极化Weyl点，而单层PtCl $_3$被预测为实现该拓扑态的平台.在这里，我们进行了广泛的搜索的二维PtCl $_3$结构，通过使用粒子群优化技术和密度泛函理论计算。我们表明，所需的PtCl $_3$相对应于最稳定的一个在其化学计量。二维结构也具有良好的热稳定性高达600 K。我们建议$_2$作为生长二维PtCl $_3$的衬底，其具有良好的晶格匹配并且保留了PtCl $_3$中的WHS态。我们发现，单轴应变沿锯齿形方向保持WHS状态，而沿扶手椅方向的小应变驱动的拓扑相变从WHS量子反常霍尔（QAH）绝缘体相。此外，我们还研究了双层PtCl $_3$的磁性和电子能带结构。特别地，$AA'$堆叠双层PtCl $_3$实现了一个有趣的拓扑状态--二维反铁磁镜像Chern绝缘体，它具有一对拓扑无隙边缘带.我们的工作为二维PtCl $_3$的实验实现提供了指导，并将促进二维磁性拓扑态的研究，包括WHS、QAH绝缘体和磁镜Chern绝缘体态.
2022-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Quasicrystalline 30° Twisted Bilayer Graphene as an Incommensurate Superlattice with Strong Interlayer Coupling
层间耦合可用于设计范德华异质结构（超晶格）的电子结构，以获得单一材料中不可能的特性。到目前为止，异质结构的研究一直集中在具有长程莫尔周期的公度超晶格上。具有旋转对称性但不具有平移对称性的无公度异质结构（类似于准晶）不仅在自然界中罕见，而且由于缺乏相位相干性，层间相互作用通常被认为是可以忽略的。本文报道了在Pt（111）衬底上成功生长的准晶态30°扭曲双层石墨烯（30°-tBLG），并揭示了其电子结构。低能电子衍射和1383 cm $^{-1}$处的谷间双共振喇曼模式证实了30°-tBLG。此外，每个石墨烯层的布里渊区内部镜像狄拉克锥的出现以及区边界处的间隙开口表明这两个石墨烯层经由广义Umklapp散射机制耦合，即一个石墨烯层中的狄拉克锥通过另一个石墨烯层的倒易晶格矢量的散射。我们的工作突出了层间耦合在无公度准晶超晶格中的重要作用，从而将能带结构工程扩展到无公度超结构。
2018-06-19 cond-mat.mtrl-sci
Second-layer nucleation in coherent Stranski-Krastanov growth of quantum dots
我们研究了相干Sttranski-Krastanov生长情况下的单层-双层转变。我们发现第二层核的形成能在第一层岛的中心最大，在岛的角上最小。因此，预期成核发生在角部（或边缘）处，而不是在同质外延的情况下发生在岛的中心处。临界核除了具有紧凑的形状外还具有一个原子，其形状可以是i*i的正方形或i*（i-1）个原子的矩形，其中i>1是整数。当初始单层岛的边缘远大于临界核尺寸时，临界核尺寸总是一个矩形加上一个附加原子，吸附在较长的边缘上，产生一个新的原子排，以便将矩形转变为平衡的正方形。
2011-11-04 cond-mat.mtrl-sci
NaCl-assisted CVD growth of wafer scale high quality trilayer MoS$_2$ and the role of concentration boundary layer
在SiO $_2$ /Si衬底上直接生长圆片级高质量二维层状材料（2DLM）仍然是一个挑战。化学气相沉积（CVD）技术在获得2DLM的大面积连续膜方面发挥了重要作用。CVD生长需要优化许多生长参数，例如温度、前体量、压力、载气流量和反应物之间的距离。然而，反应物浓度的边界层的作用尚未被探索。导致形成反应物浓度边界层的前体的量在控制生长材料的厚度方面具有显著作用。在这里，我们报告的浓度边界层的作用，以实现晶片级的MoS $_2$在NaCl辅助CVD生长在低温下。通过控制边界层的厚度，在常压下用单区CVD法合成了单层、双层、三层和块状的MoS $_2$薄膜和薄片。最重要的是，我们合成了7个$\times$ 2.5 cm $^2$面积连续的高质量三层MoS $_2$薄膜，具有良好的重复性。我们相信，我们的方法可能会导致合成其他晶圆级2DLMs，这将为纳米和光电子学铺平道路。
2021-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Comment on "Dirac electrons in a dodecagonal graphene quasicrystal"
在最近的一封信中，Ahn和Moon等人（2018）研究了二维结构中狄拉克电子的量子态，该二维结构是通过精确旋转30度的扭曲双层石墨烯的外延生长实现的。他们声称这种结构是具有十二方准晶顺序的石墨烯准晶。然而，正如我们在这篇评论中所展示的，它不是准晶结构，而是莫尔图案。
2018-08-27 cond-mat.mtrl-sci
Realization of a classical Ruddlesden Popper type bilayer nickelate in Sr$_3$Ni$_{2-x}$Al$_{x}$O$_{7-δ}$ with unusual Ni$^{4+}$
本研究通过浮区法在 Al 掺杂的 Sr$_3$Ni$_2$O$_7$ 体系中稳定经典 RP $n=2$ 双层相，并证实异常 Ni$^{4+}$ 高氧化态、绝缘输运及约 12 K 磁转变。
2024-06-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetoresistance and surface roughness study of the initial growth of electrodeposited Co/Cu multilayers
电沉积铁磁/非磁（FM/NM）多层膜的巨磁电阻（GMR）效应已被广泛研究。在GMR效应的大多数应用中，使用由相对少量的连续FM和NM层组成的分层结构。因此，研究巨磁阻多层膜电沉积生长的初始阶段具有重要意义。在目前的工作中，我们已经扩展了我们以前的研究ED GMR多层膜的层状结构的总厚度范围从几个纳米到70纳米。研究了这种多层Co/Cu结构的表面粗糙度和电输运性质的演变。产生包括Co和Cu两者作为起始层或顶层的各种层组合，以便（i）观察第一层的成核差异和（ii）追踪所谓的交换反应的效果。特别注意测量磁电阻MR（H）的场依赖性，以获得磁层中超顺磁区域出现的信息。这被证明是有益的监测层的微观结构的演变在沉积序列的每一步。
2016-08-14 cond-mat.mtrl-sci
High performance THz emitters based on ferromagnetic/nonmagnetic heterostructures
本文报道了一种基于铁磁（FM）和非铁磁（NM）异质结构的具有优良性能的THz辐射源。飞秒激光束首先在NM/FM双层膜中激发自旋电流，然后通过逆自旋霍尔效应产生瞬态电荷电流，从而产生THz辐射。从我们的薄膜叠层发射的宽带THz波具有超过500 μ m厚的ZnTe晶体（标准THz发射器）的峰值强度。我们的器件对入射激光束的偏振不敏感，这表明了抗噪声特性。相比之下，太赫兹波的偏振是完全可控的外部磁场。我们还在柔性衬底上制作了性能良好的器件，并证明了器件可以由低功率激光驱动。与低成本和大规模生产的薄膜叠层溅射生长方法一起，所提出的太赫兹发射器可以容易地应用于各种太赫兹设备。我们的研究还指出了另一种方法来表征与NM/FM双层自旋电子器件。
2016-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial growth and magnetic properties of kagome metal FeSn/elemental ferromagnet heterostructures
该研究采用分子束外延制备Fe/FeSn与Co/FeSn异质双层，通过结构、成分和磁性表征证明FeSn外延层具有反铁磁有序并产生交换偏置。
2024-01-22 cond-mat.mtrl-sci
High-quality single crystals of the kagome metals Ni$_3$In and Ni$_3$Sn grown from Pb flux
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；Flatiron Institute（平顿研究所）
采用Pb助熔剂法成功生长出毫米级Ni$_3$(In, Sn)单晶，抑制了竞争二元相，晶体电阻率显著低于先前报道，与电子-声子散射计算吻合，并表现出非饱和磁电阻和减小的索末菲系数与磁化率。
2026-06-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
