Non Volatile MoS$_{2}$ Field Effect Transistors Directly Gated By Single Crystalline Epitaxial Ferroelectric
我们展示了非易失性，n型，背栅，MOS $_{2}$晶体管，直接放置在外延生长，单晶，PbZr $_{0.2}$ Ti $_{0.8}$ O $_{3}$（PZT）铁电体。该晶体管显示出良好的导通电流（19 $μA/μ$ m）、高的通断比（10 $^{7}$）和亚阈值摆幅（SS ~ 92 mV/dec），其中100 nm厚的PZT层作为背栅氧化物。重要的是，铁电极化可以直接控制沟道电荷，表现出明显的逆时针滞后。我们自洽地证实了铁电体的开关和相应的变化，从直接的时间依赖性测量的通道电流。我们的研究结果表明，它是可能的，以获得晶体管操作直接在极性表面上，因此，它应该是可能的集成二维电子与单晶功能氧化物。
2017-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Wafer-scale Epitaxial Graphene Growth on the Si-face of Hexagonal SiC (0001) for High Frequency Transistors
在2英寸SiC晶片的Si表面上生长了多达两层的外延石墨烯，显示出室温霍尔迁移率高达1800 cm^2/Vs，从无栅的160微米x 200微米霍尔棒测量，从顶栅的1微米x 1.5微米霍尔棒测量，高达4000 cm^2/Vs。生长过程涉及在含Si气体中SiC的清洁步骤，随后在氩气中退火步骤以形成外延石墨烯的组合。这种石墨烯的结构和形态的特征在于使用AFM，HRTEM和拉曼光谱。此外，使用在SiC的Si面上生长的外延石墨烯制造了栅极长度为240 nm的峰值截止频率fT为100 GHz的顶栅型射频场效应晶体管（RF-FET），其霍尔迁移率在未栅控霍尔条中高达1450 cm^2/Vs，在顶栅控霍尔条中高达1575 cm^2/Vs。这是迄今为止从任何种类的石墨烯测量的最高截止频率。
2010-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxially Grown Single-Crystalline SrTiO3 Membranes Using a Solution-Processed, Amorphous SrCa2Al2O6 Sacrificial Layer
本研究提出利用溶液法制备的非晶SrCa2Al2O6作为牺牲层，结合混合MBE技术制备外延单晶SrTiO3自支撑薄膜，验证了该方法的可行性并揭示点缺陷对薄膜铁性的调控作用。
2024-05-16 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
Deep-recessed $β$-Ga$_2$O$_3$ delta-doped field effect transistors with in situ epitaxial passivation
我们在$β$ $_2$ O $_3$ δ掺杂场效应晶体管中引入了深凹栅结构，以改善DC-RF色散和击穿特性。该器件设计结合了非故意掺杂的$β$ $_2$ O $_3$层作为钝化电介质。为了制造该器件，在~5 W RIE下使用基于BCl $_3$等离子体的蚀刻来开发深凹部几何形状，以确保最小的等离子体损伤。通过在高于600 $°$ C的温度下在真空中退火来减轻等离子体蚀刻引起的蚀刻损伤。一个栅极连接的场板边缘终端实现了有效的现场管理。在高V $_\mathrm{DS}$下，表面分散性可忽略不计，且与未钝化的对应物相比，具有更低的拐点走离和更好的击穿特性。测得三端关断状态击穿电压为315 V，对应于2.3 MV/cm的平均击穿场。器件击穿受到场板/钝化边缘的限制，并提出了进一步改进的范围。这种外延钝化场效应晶体管的演示是$β$ $_2$ O $_3$技术的重要一步，因为该结构同时提供了对表面相关色散的控制和优异的场管理。
2020-04-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Charge-spin current conversion in high quality epitaxial Fe/Pt systems: isotropic spin Hall angle along different in-plane crystalline directions
我们报道了MgO[001]//Fe（6 nm）/MgO（7 nm）和MgO[001]//Fe（6 nm）/Pt（6 nm）的分子束外延生长，并表明通过自旋轨道铁磁共振（SO-FMR）的完整表征允许通过经典的FMR研究确定磁各向异性。测得外延Fe/Pt界面的自旋混合电导为（1.5 +- 0.5）x10^19 m^2，并估计了不同面内晶向的有效自旋霍尔角（SHA）。发现SHA在所有方向上都是相同的。当考虑到足够高的激励频率以实现均匀的磁化旋进时，Fe/Pt中外延Pt的有效自旋霍尔角为0.051 ± 0.005。我们讨论了确定这些相关自旋电子学参数的适当条件。
2018-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Realization of Epitaxial Thin Films of the Topological Crystalline Insulator Sr$_3$SnO
拓扑材料来源于对称性和拓扑之间的相互作用。拓扑能带理论的进展已经导致预测反钙钛矿氧化物Sr $_3$ SnO是拓扑晶体绝缘体，一种新的物质电子相，其（001）晶面的导电性受到晶体点群对称性的保护。然而，实现这种材料是具有挑战性的。在热力学计算的指导下，我们设计并实现了一种分子束外延（MBE）方法，实现了Sr $_3$ SnO单晶薄膜的吸附控制外延生长。原位传输和角度分辨光电子能谱测量揭示了金属和非平凡的拓扑性质的生长样品。与传统的分子束外延相比，所使用的合成路线的结果在优越的样品质量，并很容易适应其他拓扑系统与反钙钛矿结构。拓扑晶体绝缘体薄膜的成功实现为通过外延应变和异质结构调整对称性来操纵拓扑状态提供了机会。
2019-12-31 cond-mat.mtrl-sci
Efficient spin injection through a crystalline AlOx tunnel barrier prepared by the oxidation of an ultra-thin Al epitaxial layer on GaAs
我们报告说，超薄，后氧化铝外延生长在AlGaAs表面工程作为一个高品质的隧道势垒自旋注入从铁磁金属到半导体。本发明的氧化方法的关键点之一是在不氧化Al/AlGaAs界面附近的AlGaAs区域的情况下形成结晶AlOx模板层。氧化的Al层不是无定形的，而是显示出令人联想到尖晶石γ-AlOx相的明确的单晶特征。由Fe层、结晶AlOx阻挡层和AlGaAs-InGaAs双异质结构组成的自旋LED在Fe层的剩余磁化状态下表现出圆偏振的圆偏振电致发光，圆偏振为P_{EL} = 0.145，表明相对高的自旋注入效率（λ = 2 P_{EL} / P_{Fe}）为0.63。
2013-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Breaking crystalline symmetry of epitaxial SnTe films by strain
SnTe属于最近发现的拓扑晶体绝缘体类别。在这里，我们研究了线缺陷的形成，打破晶体对称性的应变在薄SnTe膜。采用分子束外延技术在晶格和热膨胀系数失配的CdTe衬底上生长了应变SnTe（111）薄膜。为了分析SnTe薄膜的结构特性，我们应用{ \em in situ}反射高能电子衍射，X射线反射计，高分辨率X射线衍射，倒易空间映射，和扫描隧道显微镜。这种全面的分析方法揭示了孪晶结构，拉伸应变，双层表面台阶和位错线缺陷形成高度有序的位错网络的厚膜与局部应变高达31\%，打破平移晶体对称性。
2018-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Growth of Large Area Single-Crystalline Few-Layer MoS2 with Room Temperature Mobility of 192 cm2V-1s-1
本文报道了在（0001）取向蓝宝石衬底上汽-固生长的具有良好结构和电学性能的单层MoS 2薄膜。高分辨率X射线衍射扫描表明，薄膜具有良好的面外有序性和外延登记。从薄膜中的空间电荷限制传输机制中提取的载流子密度为约2 × 1011 cm-2，室温迁移率为192 cm 2/Vs。发现电子迁移率表现出面内各向异性，比率为~ 1.8。温度依赖的电子迁移率，包括光学声子，声学变形势和远程电离杂质散射的理论估计被发现令人满意地匹配的测量数据。这里报道的合成方法证明了具有优异均匀性和高质量的器件质量少层MoS 2膜的可行性。
2014-05-10 cond-mat.mtrl-sci
AlN Gate Interlayer for UWBG AlGaN Transistors with Breakdown Field >6.9 MV/cm and PFOM >1.8 GW/cm2
The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）
通过再生长外延AlN栅极中间层，实现了超宽带隙AlGaN极化梯度场效应晶体管的击穿场强超过6.94 MV/cm和功率优值超过1.87 GW/cm²，展示了其在下一代高功率开关和射频应用中的潜力。
2026-06-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electronic and crystalline structures of zero band-gap PdLuBi thin films grown epitaxially on MgO(100)
采用PdBi 2和Lu靶共溅射法在Ta-Mo缓冲MgO（100）衬底上制备了具有C1 b结构的拓扑绝缘体PdLuBi的薄膜。高质量的PdLuBi薄膜的外延生长证实了X射线光谱和反射高能电子衍射。的均方根粗糙度的薄膜是低至1.45 nm，虽然薄膜是在高温下沉积。薄膜成分接近理想的化学计量比。硬X射线光电子能谱学观察到的PdLuBi薄膜的价带谱与从头算计算的态密度完全对应。
2012-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Single Crystalline Silver Films for Plasmonics: From Monolayer to Optically Thick Film
单晶贵金属在电介质衬底上的外延生长由于其作为低损耗等离子体材料的技术潜力而受到了极大的关注。目前有两种不同的增长方式，每种方式都有其优点和缺点。一种是采用先进的分子束外延工艺来生长原子级光滑的外延Ag膜。然而，该过程相当缓慢，并且对于生长厚度> 50 nm的膜变得不切实际。另一种方法采用使用快速电子束沉积的生长工艺，其能够生长厚范围（> 300 nm）的单晶Ag膜。然而，快速生长过程使得难以精确地控制膜厚度，即，该方法不适用于生长薄外延膜。在这里，我们报告了一种通用的方法来生长原子级光滑的外延Ag膜，精确的厚度控制从几个单层的光学厚制度，克服了上述两种方法的局限性。此外，我们开发了一种原位生长的氧化铝作为覆盖层，表现出优异的性能保护外延Ag膜。外延Ag膜的性能作为膜厚度的函数进行了研究，通过直接测量的表面等离子体激元（SPP）的传播长度以及它们的设备性能，以支持波导等离子体纳米激光器在红外纳入InGaAsP量子阱作为增益介质。
2018-08-17 cond-mat.mtrl-sci
Interface Dipole : Effects on Threshold Voltage and Mobility for both Amorphous and Poly-crystalline Organic Field Effect Transistors
详细比较了偶极分子自组装单层膜（SAM）对非晶和多晶有机半导体有机场效应晶体管（OFET）阈值电压和载流子迁移率的影响。我们表明，在SAM的阈值电压和偶极诱导的电荷之间的相同的关系持有时，这两种类型的设备被制造在严格相同的基底基板。载流子迁移率对于非晶OFET几乎是恒定的，不受SAM中偶极子的影响，而对于多晶OFET（并五苯），载流子迁移率的大的变化与有机膜结构（主要是晶粒尺寸）的变化有关。
2014-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Large-Scale Epitaxial Integration of Single-Crystalline BiSb Topological Insulator on GaAs (111)A
本研究在GaAs (111)A衬底上通过优化工艺实现单晶Bi1-xSbx拓扑绝缘体薄膜的大规模外延集成，并验证其拓扑表面态。
2024-05-23 cond-mat.mtrl-sci
Demonstrate of High-Performance Top-Gate ALD Crystalline In2O3 Transistor Enabled by Lattice-Matched HfO2 and In2O3 Heterostructure
National Key Laboratory of Advanced Micro and Nano Manufacture Technology and School of Information Science and Electronic Engineering, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学信息科学与工程学院及先进微纳制造技术国家重点实验室）
本研究通过HfO2/In2O3晶格匹配异质结构实现晶态In2O3沟道，结合富氧工艺抑制氧清除，显著提升顶栅ALD晶体管迁移率与短沟道阈值稳定性，实现高性能BEOL兼容器件。
2026-09-15 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
Epitaxial growth and magnetic characterization of EuSe thin films with various crystalline orientations
我们报道了在BaF 2、Pb 1-xEuxSe、GaAs和Bi 2Se 3衬底上用分子束外延生长EuSe薄膜的不同生长模式和相应的磁性。结果表明，EuSe在GaAs（111）和Bi_2Se_3上主要沿（001）晶向生长，而在BaF_2（111）和Pb_（1-x）Eu_xSe（111）上主要沿（111）晶向生长。高分辨率透射电子显微镜测量揭示了突变和高度结晶界面的（001）和（111）EuSe薄膜。与以前的研究一致，有序的磁性相包括反铁磁，亚铁磁和铁磁相。与以前的研究相比，我们发现了强滞后的反铁磁-亚铁磁过渡。在Bi 2Se 3上生长EuSe的外延膜和在EuSe上生长Bi 2Se 3的外延膜的能力使得能够进一步研究绝缘变磁材料和拓扑绝缘体的各个相之间的界面交换相互作用。
2021-06-17 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Single-crystalline high-quality beta-Ga2O3 pseudo-substrate on sapphire through sputtering for epitaxial deposition
通过射频溅射和高温退火在蓝宝石基板上制备高纯度单晶β-氧化镓伪基板，用于外延生长，实现高迁移率的N掺杂氧化镓薄膜。
2025-12-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-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 formation of ultrathin HfO2 on graphene by sequential oxidation
该研究通过序贯氧化在石墨烯上实现超薄HfO₂的外延生长，揭示从Hf金属到非晶亚氧化物、六方亚氧化物再到单斜HfO₂的相序转变机制，为2D半导体与结晶电介质的异质集成提供新路径。
2025-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial high-K AlBN barrier GaN HEMTs
在SiC衬底上外延生长AlBN/GaN异质结，利用极化诱导2DEG制备超薄势垒高电子迁移率晶体管，电流密度超0.25 A/mm，夹断电压-0.43 V，引入7% B将AlBN介电常数提升至16，展现超越现有GaN器件的潜力。
2025-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cs.SY
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
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
Charge Transport in Thin-Film Transistors Based on Liquid-Crystalline Phthalocyanines
Universidade Federal de Santa Catarina（圣卡塔琳娜联邦大学）；Institut national de la recherche scientifique, Centre Énergie Matériaux Télécommunications（国家科学研究研究所，能源材料电信中心）；Centre de Recherche Paul Pascal, Université de Bordeaux & CNRS（保罗·帕斯卡研究中心，波尔多大学与法国国家科学研究中心）
研究液晶酞菁（无金属及Cu、Zn、Ni、Co配合物）的振动特征与有机薄膜晶体管电性能的关联，揭示金属配位、介晶有序和环境条件对电荷传输的协同影响。
2026-06-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Conductance Model for Single-Crystalline/Compact Metal Oxide Gas Sensing Layers in the Non-Degenerate Limit: Example of Epitaxial SnO$_2$(101)
本文针对单晶/致密金属氧化物气体传感器建立了直接关联电导与表面静电势的解析模型，并通过外延SnO2(101)层的原位直流电阻与功函数测量验证了模型在非简并条件下的有效性。
2020-10-06 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
3D arrangement of epitaxial graphene conformally grown on porousified crystalline SiC
纳米多孔材料代表了用于传感、能源应用、催化、药物递送等许多应用的通用解决方案。石墨烯的优异性能与三维多孔结构之间的协同作用，绕过了其2D性质的限制，因此构成了许多领域的突破。我们首次报道了在多孔化的4 H-SiC（0001）晶体上外延石墨烯的三维生长。通过在氢氟酸基电解液中进行一系列金属辅助光化学和光电化学蚀刻来进行晶片多孔化。已经通过电子断层扫描法评价了基质的孔尺寸，得到180 nm的平均直径。石墨烯生长在超高真空环境中在$10^{-11}$ mbar的基础压力下进行。通过透射电子显微镜（TEM）分析证实，孔内的石墨烯生长是均匀的。拉曼光谱证实了具有2D/G比$>1$和平均石墨烯晶体尺寸为$\approx$ 100 nm的石墨烯的高质量。此外，它证明了石墨烯在整个样品区域上的均匀覆盖。这种新型材料的表面积与体积比、其性能、孔径的可调节性和表面多孔化过程的可扩展性为大量应用提供了改变游戏规则的视角。
2021-12-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Direct evidence for the suppression of charge stripes in epitaxial La$_{1.67}$Sr$_{0.33}$NiO$_4$ thin films
利用脉冲激光沉积法成功地生长了具有小镶嵌结构的La $_{1.67}$ Sr $_{0.33}$ NiO $_4$外延薄膜。利用同步辐射，对于相对厚的薄膜，已经成功地观察到与电荷条纹相关联的X射线衍射峰。由于电荷有序过渡的异常已被检查使用四点探针电阻率测量。X射线散射提供了抑制薄样品中条纹相的直接证据;当薄膜厚度为$\leqslant$ 2600 μ m时，条纹相消失。抑制似乎是收缩条纹相域的结果。这可能反映了条纹相位从平行向各向同性的发展。
2008-02-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Photoassisted physical vapor epitaxial growth of semiconductors: a review of light-induced modifications to growth processes
在这里，我们回顾了显着的范围内的修改与光激发的生长表面的半导体物理气相外延过程中的材料性能。我们专注于机制产生可测量的，可利用的晶体完善，相位，成分，掺杂和缺陷分布的变化。我们概述了不同机制的相关物理，集中在那些产生的影响正交的主要增长变量的温度和原子或分子通量和文件的现象学效应报道。基于从一系列半导体系统和生长条件的实验观察，主要效应包括增强的阴离子解吸、分子解离、增加的掺杂效率、对缺陷群体的修改和对在低温下生长的外延层的结晶质量的改进。最后对今后的研究方向和技术应用进行了展望。
2017-09-20 cond-mat.mtrl-sci
Studies of CoFeB crystalline structure grown on PbSnTe topological insulator substrate
采用激光分子束外延（LMBE）方法在Pb 0. 71 Sn 0. 29 Te拓扑绝缘体衬底上生长了Co 40 Fe 40 B20薄膜，并对生长条件进行了研究。首次证明了在拓扑绝缘体表面生长铁磁体外延层的可能性。所获得的Co40Fe40B20层具有bcc晶体结构，其具有平行于（111）PbSnTe面的结晶（111）面。利用反射高电子衍射（RHEED）图形倒易空间的三维映射，可以确定拓扑绝缘体薄膜与衬底之间的主晶轴外延关系。衍射图案中的一些反射的淬灭允许确认衬底化学计量。
2017-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Topological Surface Transport in Epitaxial SnTe Thin Films Grown on Bi2Te3
采用分子束外延技术在Bi_2Te_3缓冲层上外延生长了拓扑晶体绝缘体SnTe。在30 nm厚的SnTe薄膜中，发现p型和n型载流子共存，Shubnikov-de Haas振荡数据表明，n型载流子是驻留在SnTe（111）表面上的狄拉克费米子。由于自由SnTe表面上的向下能带弯曲，这种在p型拓扑晶体绝缘体中的拓扑表面状态的传输观察成为可能，这似乎是内在的起源。
2014-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Versatile electronic states in epitaxial thin films of (Sn-Pb-In)Te: from topological crystalline insulator and polar semimetal to superconductor
用分子束外延（MBE）方法成功地生长了（Sn $_{x}$ Pb $_{1-x}$）$_{1-y}$ In $_{y}$ Te外延薄膜，其组成范围较宽（0 $\leq$ x $\leq$ 1，0 $\leq$ y $\leq$ 0.23）。我们通过电输运和光学二次谐波的测量研究了薄膜的电子相位。在该系统中，可以通过调节Pb/Sn比和In组分来控制带隙的反转、打破反转对称性的电极化的强度以及费米能级位置。大量的拓扑电子相有望出现，如拓扑晶体绝缘体，拓扑半金属和超导性。对于具有大Sn组分（x > 0.5）的样品，空穴密度随着In组分（y）的增加而增加，这导致超导电性的出现。另一方面，对于具有小Sn组分（x < 0.5）的那些，In组分的增加降低了空穴密度并且将载流子类型从p型改变为n型。在以（x，y）=（0.16，0.07）为中心的n型载流子被轻微掺杂的窄区域中，显示出具有超过5，000 cm $^{2}$ V $^{-1}$ s $^{-1}$的高迁移率的电荷传输，代表可能的半金属状态。在这些样品中，光学二次谐波产生测量显示沿面外[111]方向的反转对称性破缺，这确保了极性半金属态的存在。具有多种电子态的（Sn $_{x}$ Pb $_{1-x}$）$_{1-y}$ In $_{y}$ Te材料体系的薄膜将成为探索新量子现象的一个有前途的材料平台。
2021-04-19 cond-mat.mtrl-sci
All Oxide Ferromagnet/Semiconductor Epitaxial Heterostructures
基于氧化物的铁磁体/半导体异质结构为自旋电子学提供了实质性的优势。我们用脉冲激光沉积法在ZnO（0001）和Al_2 O_3（0001）衬底上生长了（111）取向的Fe_3 O_4薄膜和Fe_3 O_4/ZnO异质结构。高品质的结晶膜与马赛克蔓延小至0.03度，尖锐的接口，和均方根表面粗糙度为0.3纳米。磁化强度测量表明，具有3.2 μ B/f. u的饱和磁化强度的磁铁矿层的明确的铁磁行为。30万我们的研究结果表明，Fe 3 O 4/ZnO系统是一个有趣的和有前途的候选人实现多功能异质结构。
2008-08-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Crystalline structure and XMCD studies of Co40Fe40B20 grown on Bi2Te3, BiTeI and Bi2Se3
用激光分子束外延（LMBE）技术在200- 400 ℃下在Bi_2Te_3（001）和Bi_2Se_3（001）衬底上生长了Co_40Fe_40B_20（简称CoFeB）外延薄膜。与采用高温籽晶层在Bi_2Se_3（001）衬底上形成的CoFeB多晶薄膜相比，在室温下观察到CoFeB的（111）晶面平行于Bi_2 Te_3的（001）晶面的Bcc型晶体结构。因此，首次在拓扑绝缘体表面获得了结构有序的铁磁薄膜。利用高能电子衍射（RHEED）三维倒易空间映射，揭示了CoFeB/Bi 2 Te 3异质结的主晶轴外延关系。MOKE和AFM测量表明，在CoFeB/Bi 2 Te 3的磁化矢量的各向同性方位角的平面内行为，在相反的CoFeB/Bi 2Se 3中看到的二阶磁各向异性。XPS测量表明，在Bi 2 Te 3上生长的CoFeB对氧化的行为比在Bi 2Se 3上生长的CoFeB更稳定。两个有关的纳米结构的XAS和XMCD测量允许计算自旋和轨道磁矩的Co和Fe。此外，还研究了CoFeB/BiTeI和Co_（55）Fe_（45）/BiTeI系统的晶体结构和XMCD响应，找到了主晶轴的外延关系，计算了自旋和轨道磁矩。
2018-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Highly resistive epitaxial Mg-doped GdN thin films
我们报告的高阻GdN的分子束外延生长，使用故意掺杂镁。对于Mg浓度高达5 × 10E19 atoms/cm 3的膜，获得了具有1000 Ω. cm的折射率和10E16 cm-3的载流子浓度的Mg掺杂的GdN层。X射线衍射摇摆曲线表明，Mg掺杂的GdN薄膜具有与未掺杂的GdN薄膜非常相似的结晶质量，表明Mg掺杂对薄膜的结构性质没有影响。居里温度随着电子密度的降低而降低，支持最近提出的磁极化子方案[F。Natali等人，B87，035202（2013）]。
2014-10-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Large-area epitaxial growth of MoSe2 via an incandescent molybdenum source
我们研制了一种用于制备大面积单晶MoSe 2薄膜的白炽Mo源。采用透射电子显微镜、能量色散X射线光谱、原子力显微镜、拉曼光谱、光致发光、反射高能电子衍射（RHEED）和角分辨光电子能谱（ARPES）对MoSe 2薄膜进行了表征。在1591 cm-1处发现了一个新的拉曼特征峰。拉曼光谱、光致发光、RHEED和ARPES研究的结果一致表明，通过这种技术可以获得大面积的MoSe 2单晶单层。这种技术与传统方法相比具有几个优点，并且可以扩展到包含低蒸汽压元素的其他二维层状材料的生长。
2017-06-15 cond-mat.mtrl-sci
Electrostatic Photoluminescence Tuning in All-Solid-State Perovskite Transistors
Rutgers, the State University of New Jersey（新泽西州立罗格斯大学）；Imperial College London（伦敦帝国学院）
研究通过全固态半导体器件实现钙钛矿光致发光的可逆调控，利用栅极电压改变界面电荷密度，影响光载流子的辐射与非辐射复合通道，实现65-98%的光致发光强度调制。
2026-03-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Surface properties of atomically flat poly-crystalline SrTiO3
单晶和多晶结构之间的比较提供了关于长程平移对称性和晶界作用的重要信息。特别是，通过比较单晶和多晶过渡金属氧化物（TMO），人们可以研究有趣的物理现象，如晶界处的电子和离子传导，声子传播和各种畴特性。然而，为了进行准确的比较，单晶和多晶样品应具有相同的质量，例如，在这里，通过研究原子级平坦的多晶SrTiO 3（STO）的表面性质，我们提出了一种方法，同时制造单晶和多晶外延TMO薄膜STO衬底上。为了以原子精度外延生长TMO，衬底的原子级平坦的单端表面是先决条件。我们首先检查了（100）、（110）和（111）取向的单晶STO表面，其需要不同的退火条件来实现原子级平坦表面，这取决于表面能。然后在最佳条件下制备多晶STO表面，使具有不同晶体取向的所有畴都可以成功地平坦化。基于我们的原子级平坦的多晶STO衬底，我们设想扩展关于TMO畴和晶界的研究。
2015-03-11 cond-mat.mtrl-sci
Investigation of Hopping Conduction and Its Impact on the Subthreshold and Transition Region Transport in Oxide Semiconductor Transistors by Magneto-Transport Measurements
National Key Laboratory of Advanced Micro and Nano Manufacture Technology and School of Information Science and Electronic Engineering, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学信息科学与电子工程学院）；School of Integrated Circuits, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学集成电路学院）
本研究通过磁输运测量揭示晶体In2O3相比非晶IZO具有更低的亚带隙态密度和更小的局域化半径，从而增强载流子迁移率并降低供电电压，表明结构无序性对氧化物半导体晶体管亚阈值和过渡区运行至关重要。
2026-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial growth of crystalline CaF$_2$ on silicene
硅烯是实现下一代电子器件的最有前途的二维材料之一，由于其高载流子迁移率和通过施加外部电场的带隙可调性。为了利用这一基本特性，有必要设计一种绝缘层，该绝缘层可以直接与硅烯连接，而不会干扰其二维性质。同时，即使在高度缩放时，该绝缘层也应表现出低漏电流，以充分利用在器件核心处使用2D材料的优势。已知CaF $_2$与2D材料形成准范德华界面，并且即使在纳米尺度下也保持其绝缘性能。在这里，我们研究了分子束外延在硅烯上生长CaF $_2$层：衍射图像显示CaF $_2$在硅烯/Ag（111）上外延生长，其畴完全对准2D硅晶格。原位XPS分析证明，在CaF $_2$沉积后，可以检测到硅原子的化学状态没有变化，排除了Ca、F和Si之间形成共价键。偏振拉曼光谱分析表明，硅烯在与CaF $_2$相互作用后发生了结构变化，但仍保持二维特征，没有转变为sp3杂化的块状硅。
2021-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Approaching the Trap-Free Limit in Organic Single Crystal Field-Effect Transistors
晶体有机半导体，通过弱范德华力结合，表现出与无机半导体非常相似的宏观性质。虽然有许多悬而未决的问题有关的微观性质的电荷输运，最小化的陷阱态密度（陷阱DOS）是至关重要的，以阐明内在的传输机制。我们探索国家的最先进的有机晶体的限制，通过测量单晶红荧烯场效应晶体管，显示教科书一样的传输特性，表明一个非常低的陷阱DOS。特别地，晶体的高纯度和与栅极电介质的非常干净的界面反映在65 ${\rm mV / decade}$的前所未有的低亚阈值摆动中，非常接近$58.5 {\rm mV / decade}$的基本极限。从测量的亚阈值行为，我们一直量化的陷阱DOS由两种不同的方法，产生一个非常低的陷阱密度$D_{bulk} = 1 \times 10^{13}~{\rm cm^{-3}eV^{-1}}$在能量为$\sim0.62~{\rm eV}$。这些数字对应于$10^8$红荧烯分子中每eV一个陷阱。位于界面处的陷阱的等效密度为$D_{it} = 3 \times 10^{9}~{\rm cm^{-2}eV^{-1}}$，这使它们与最好的晶体${\rm SiO_2/Si}$场效应晶体管不相上下。
2015-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room temperature formation of high-mobility two-dimensional electron gases at crystalline complex oxide interfaces
良好的控制子单元电池层的尖晶石氧化铝的外延生长在室温下实现的TiO 2终止的SrTiO 3单晶衬底。通过定制的界面氧化还原反应，二维电子气的迁移率超过3000 cm ~ 2 V ~（-1）s ~（-1），实现在这个新的氧化物界面。
2013-12-13 cond-mat.mtrl-sci
High electron mobility single-crystalline ZnSnN2 on ZnO (0001) substrates
本文采用反应磁控共溅射法在ZnO（0001）衬底上制备了ZnSnN_2单晶。通过在氮气气氛中从金属靶共溅射在350 ℃下实现外延生长，并通过透射电子显微镜（TEM）测量证实。TEM证实，该层是六方相的单晶，表现出与衬底的外延关系。从界面处产生的螺旋型螺纹位错被认为是主要的扩展缺陷。更具体地说，我们报告了一个开创性的测量在这种材料中的位错密度。尽管没有文献数据可供直接比较，但这些值是不采用缺陷密度降低策略的III族氮化物层的异质外延生长的典型值。该薄膜显示出创纪录的电子迁移率。化学计量比和富锌样品的光学带隙分别为1.86 eV和1.72 eV。因此，我们得出结论，ZnSnN2是一种地球资源丰富，环境友好的半导体，是电子和光子学中具有成本效益的组件的有前途的候选者。
2020-06-19 cond-mat.mtrl-sci
Extraordinary epitaxial alignment of graphene islands on Au(111)
原始的单晶石墨烯显示出其二维蜂窝结构所产生的独特的显着电子特性。使用原位低能电子显微镜，我们表明，当沉积在（111）表面的Au碳形成这样的结构。所得单层外延膜通过以高密度成核的树枝状石墨烯岛的聚结形成。超过95%的这些岛可以相同地相对于彼此和Au衬底对准。值得注意的是，主要的岛取向不是更好的晶格匹配的30^{ \circ }旋转取向，而是其中石墨烯[01]和Au [011]面内方向平行的取向。外延石墨烯膜仅弱耦合到Au表面，这在轻微p型掺杂的石墨烯下保持其重构。无论取向如何，独立石墨烯的线性电子色散特性都得以保留。弱相互作用、非晶格匹配的衬底能够将石墨烯锁定到特定取向是令人惊讶的。然而，这种能力使Au（111）成为生长单晶石墨烯膜的有前途的基底。
2012-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis, Contact Printing, and Device Characterization of Ni-Catalyzed, Crystalline InAs Nanowires
InAs纳米线由于其高电子迁移率和易于形成欧姆金属接触而被积极地探索作为高性能晶体管的沟道材料。然而，非外延InAs纳米线的催化生长通常依赖于非CMOS兼容的Au胶体的使用。在这里，我们证明了成功的合成高产量的结晶InAs纳米线的高产率和可调的直径，通过使用Ni纳米粒子作为催化剂材料上的非晶SiO2衬底。纳米线显示出优异的电学性能，场效应电子迁移率约为2，700 cm 2/Vs，ION/IOFF >103。生长的InAs纳米线的均匀性和纯度通过经由接触印刷工艺在衬底上大规模组装纳米线的平行阵列来进一步证明，该接触印刷工艺实现了高性能的可印刷晶体管，能够提供5-10 mA的导通电流（~400根纳米线）。
2008-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Morphological instability, evolution, and scaling in strained epitaxial films: An amplitude equation analysis of the phase field crystal model
应变外延膜的形态学性质的研究通过一个介观的方法开发，将薄膜的晶体结构和标准的连续理论。膜表面轮廓和性质，如表面能，液-固相容性间隙和界面厚度，被确定为失配应变和膜弹性模量的函数。我们分析了应力驱动的膜表面形态的不稳定性，导致应变岛的形成。我们发现了一个普遍的岛的大小和失配应变之间的比例关系，这表明了一个交叉从著名的连续弹性结果在弱应变的行为由一个“完美的”晶格弛豫条件。交叉发生的应变被证明是一个功能的液-固界面厚度，并观察到拉伸和压缩应变之间的不对称性。膜的不稳定性被发现是伴随着模式耦合的复杂振幅的表面形态的轮廓，与应变膜的结晶性质，但在传统的连续理论缺席的一个因素。
2010-03-12 cond-mat.mtrl-sci
Scalable, Highly Crystalline, 2D Semiconductor Atomic Layer Deposition Process for High Performance Electronic Applications
这项工作展示了原子薄2D半导体的大面积工艺，以解锁其商业化所需的技术升级。新的原子层沉积（ALD）和转换技术产生大面积性能均匀性和可调谐性。与石墨烯一样，2D过渡金属二硫属化物（TMDC）容易受到限制其商业应用的升级挑战。它们在大衬底上均匀生长和在替代衬底上转移是具有挑战性的，同时它们通常缺乏大面积的电性能均匀性。这项工作的可扩展ALD工艺能够在大面积上均匀生长2D TMDC，同时独立控制层厚度，化学计量和结晶度，同时允许无化学转移到应用衬底。使用该工艺在柔性衬底上制造的场效应晶体管（FET）的场效应迁移率高达55 cm^2/Vs，亚阈值斜率降至80 mV/dec，开/关比为10^7。此外，非易失性存储器晶体管，使用铁电FET（FeFET）在+-5 V工作，开/关比为107和3.25 V的存储器窗口被证明。这些FeFET展示了具有多状态切换的最先进性能，适用于单晶体管非易失性存储器和突触晶体管，揭示了该过程对灵活神经形态应用的适用性。
2022-03-19 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Charge-Spin Interconversion in Epitaxial Pt Probed by Spin-Orbit Torques in a Magnetic Insulator
我们测量自旋轨道扭矩（SOTs）在一个独特的模型系统的所有外延铁氧体/Pt双层，以深入了解在Pt的电荷-自旋相互转换。由于绝缘铁氧体中的电子传导可以忽略不计，结晶Pt膜充当电荷到自旋转换的唯一来源。独立于Pt厚度的小场SOT表明铁氧体/Pt界面处的弱Rashba-Edelstein效应。相比之下，我们观察到一个相当大的阻尼样的SOT，取决于Pt的厚度，从中我们推导出一个外来的自旋霍尔效应（斜散射）和Dyakonov-Perel自旋弛豫的结晶Pt膜的主导地位。此外，我们的研究结果指出，一个大的内部自旋霍尔比$\approx$ 0.8的外延Pt。我们的实验工作朝着理解Pt基异质结构中的电荷-自旋相互转换和SOT的机制迈出了重要的一步，这对于高效自旋电子器件至关重要。
2021-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Revealing the (111) surface electronic structure of epitaxially grown Na$_2$KSb photocathode
Rzhanov Institute of Semiconductor Physics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院西伯利亚分院列扎诺夫半导体物理研究所）；Boreskov Institute of Catalysis, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院西伯利亚分院博列斯科夫催化研究所）；Institute of Strength Physics and Materials Science, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院西伯利亚分院强度物理学与材料科学研究所）；Ioffe Institute（约费物理技术研究所）；JSC "EKRAN FEP"
通过化学气相沉积在石墨烯涂覆的SiC(0001)衬底上首次实现Na$_2$KSb薄膜的晶体外延生长，利用角分辨光电子能谱和密度泛函理论计算识别了Na$_2$KSb(111)表面不同终止的色散表面态，并证明Cs/Sb沉积激活后晶体有序性得以保持，为研究多碱Na$_2$KSb(Cs)光电阴极的电子结构和理性改进其性能开辟了途径。
2026-01-27 cond-mat.mtrl-sci hep-ex
The intrinsic (trap-free) transistors based on perovskite single crystals with self-passivated surfaces
卤化铅钙钛矿作为新型半导体材料出现，适用于各种光电应用。然而，制造可靠的钙钛矿场效应晶体管（FET），这类材料的电荷传输特性的基础和应用研究所需的设备，已被证明具有挑战性。在这里，我们展示了基于溴化铯铅（CsPbBr 3）的外延单晶薄膜的高性能钙钛矿FET。一种改进的气相外延技术允许生长真正大面积的原子级平坦的钙钛矿薄膜，具有优异的结构和表面特性。基于这些CsPbBr 3膜的FET表现出教科书晶体管特性，具有非常低的滞后和高的本征载流子迁移率。这种高性能器件的可用性首次允许研究钙钛矿FET中的霍尔效应。我们的磁输运测量结果表明，载流子迁移率的CsPbBr 3 FET的冷却增加，从约30 cm 2 V-1 s-1在室温下，到约250 cm 2 V-1 s-1在50 K，表现出主要由声子散射限制的带输运。这里描述的外延生长和FET制造方法可以自然地扩展到其他钙钛矿，包括混合钙钛矿，从而代表了技术飞跃，克服了钙钛矿FET研究中的性能瓶颈。
2021-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ferroelectric metal-oxide-semiconductor capacitors using ultrathin single crystalline SrZrxTi1-xO3
多功能氧化物在半导体上的外延生长已经开辟了将新功能引入半导体器件技术的途径。特别是，集成在半导体上的铁电材料可能会导致低功率场效应器件，可用于逻辑和存储器。铁电金属氧化物半导体（MOS）电容器的发展是实现这种场效应器件的关键，其中铁电栅极的极化耦合到半导体沟道的表面电势。在这里，我们表明，铁电MOS电容器可以实现使用单晶SrZrxTi 1-xO 3（x = 0.7），已外延生长在Ge上。我们发现，SrZrxTi 1-xO 3的铁电性能是非常强大的，作为栅极层薄至5 nm对应的等效氧化物厚度仅为1.0 nm表现出一个~ 2 V的滞后窗口的电容-电压特性。具有纳米栅厚度的铁电MOS电容器的发展为纳米电子器件开辟了新的前景。
2017-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Magnetization process in epitaxial Fe$_{85}$Co$_{15}$ thin films via anisotropic magnetoresistance
本文研究了外延Fe85Co15薄膜中晶体方向依赖的各向异性磁电阻，通过磁输运测量和Stoner-Wohlfarth模型拟合揭示了磁化过程，并提取了各向异性常数。
2025-04-08 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
