Interfacial Perpendicular Magnetic Anisotropy of Ultrathin Fe(001) Film Grown on CoO(001) Surface
本研究在CoO(001)表面生长超薄Fe(001)薄膜，发现界面垂直磁各向异性，并利用磁光克尔效应和双折射效应同步观察铁磁与反铁磁畴，揭示自旋重取向转变附近的强耦合，为存储器件发展提供新体系。
2024-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Ultrathin catalyst-free InAs nanowires on silicon with distinct 1D sub-band transport properties
具有一维（1D）亚能带结构的超薄InAs纳米线（NW）是用于先进量子电子器件的有前途的材料，其中亚30 nm直径限制的尺寸以及Si上的后CMOS集成方案是非常期望的。在这里，我们展示了两种选择性合成方法，实现外延，高纵横比的InAs纳米线在硅上的直径小于20 nm。第一种方法利用直接气相-固体生长来通过线间间距、掩模开口尺寸和生长时间来调整NW直径。第二个方案探讨了一个独特的逆反应生长的侧壁的InAs纳米线的热分解下控制砷通量和退火时间。有趣的动力学有限的依赖关系之间的线间距和变薄的动态发现，产生的直径低至12纳米的稀疏NW阵列。我们清楚地验证了1D的子能带结构在cnws明显的电导步骤，在低温下使用背栅NW场效应晶体管的传输测量。相关的模拟揭示了单和双简并电导步骤，突出了旋转六角对称性，并再现了扩散一维传输极限的实验痕迹。在真实的背栅配置下的建模进一步证明了导致非对称载流子分布和依赖于栅偏置的简并度的提升的机制。
2020-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Perpendicular magnetic anisotropy of an ultrathin Fe layer grown on NiO(001)
本研究探究Fe/NiO(001)界面的磁各向异性，发现富氧NiO层上的超薄Fe层可出现垂直磁化，界面磁各向异性能温度依赖性弱，矫顽力受温度和NiO厚度影响显著，揭示了铁磁-反铁磁界面的交换相互作用不可忽略。
2023-05-01 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic In-Plane Phonon Transport in Ultrathin Silicon Membranes Guided by Nano-Surface-Resonators
在二维材料中，声子沿不同晶格方向的各向异性输运已经被观察到，然而，当厚度超过几个原子层时，这种效应随着厚度的增加而减弱。在这里，我们建立了一个新的机制，诱导各向同性对称准二维材料中的各向异性声子输运。声子的传播是由表面纳米结构的共振杂化引导的。我们证明了3 nm厚的硅膜与表面纳米鳍的热导率是由$\sim50\%$平行于鳍比垂直于鳍。
2019-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tetracene ultrathin film growth on silicon
无机-有机界面对于通过单重态激子裂变（SF）提高硅基太阳能电池的功率转换效率是重要的。利用近边X射线吸收精细结构（NEXAFS）和X射线光电子能谱学（XPS）实验结合密度泛函理论（DFT）计算，研究了SF分子并四苯（Tc）在氢钝化Si（111）[H-Si（111）]和氢化非晶硅（a-Si：H）上的第一单层结构.对于生长在或低于衬底温度为265 K的样品，所得到的超导薄膜主要由几乎直立的分子。分子排列与Tc体相非常相似，共轭分子平面法线与表面法线（$α$）之间的平均角仅略高，约为77°。从碳的K边X射线吸收谱判断，在H-Si（111）和a-Si：H衬底上生长的Tc分子的取向几乎相同，在（亚）单层到多个单层覆盖下也是如此。然而，退火至室温使膜结构朝向约63°的较小$α$改变。详细的DFT辅助分析表明，这种结构转变与较低的堆积密度相关，并且需要精心选择的热能量。因此，我们将得到的结构归因于一个独特的单层配置，其特征在于倾斜度较小，但仍然有序的分子。与衬底波函数的较大重叠使得这种布置对于SF辅助硅太阳能电池中的优化界面电子转移具有吸引力。
2020-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties of molecular beam epitaxy-grown ultrathin Cr2Ge2Te6 films down to monolayer limit on Si substrates
本研究通过分子束外延法成功制备单层Cr2Ge2Te6薄膜，揭示其内在铁磁性及垂直磁各向异性，并发现随着厚度增加，磁性从二维波动向长程铁磁有序转变。
2025-12-10 cond-mat.mtrl-sci
Mobility Enhancement by Sb-mediated Minimisation of Stacking Fault Density in InAs Nanowires Grown on Silicon
报道了用无催化剂分子束外延法在硅（111）衬底上生长InAs $_{1-x}$ Sb $_{x}$纳米线（$0\leq x \leq 0.15$）。我们观察到随着锑含量的增加，InAs $_{1-x}$ Sb $_{x}$纳米线晶体结构中的堆垛层错密度急剧下降。这种减少导致场效应迁移率的显着增加，这是在室温下的InAs $_{0.85}$ Sb $_{0.15}$纳米线比InAs纳米线大三倍以上。
2014-02-14 cond-mat.mtrl-sci
99.992 % $^{28}$Si CVD-grown epilayer on 300 mm substrates for large scale integration of silicon spin qubits
硅基量子比特在量子点中具有电子自旋或在掺杂剂上具有核自旋，是量子计算竞赛中的有力竞争者。除了工艺集成成熟度之外，在用于量子位的最丰富的$^{28}$硅同位素主晶体中缺乏核自旋是这种硅量子技术的主要资产。我们在300 mm天然丰度硅晶体上生长了同位素纯度大于99.992%的$^{28}$硅外延层（外延层）。单晶同位素纯化外延层的质量符合与我们的工业前CMOS设施中使用的天然外延层相同的严格质量要求。同位素纯化的衬底现在已经准备好使用最先进的300 mm Si CMOS铸造设备和工艺制造硅量子比特
2018-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Excited States at Interfaces of a Metal-Supported Ultrathin Oxide Film
我们报道了在Ag（001）衬底上生长的MgO薄膜的\textit{unoccupied}电子结构的层分辨测量。通过Mg $KL_{23}L_{23}$俄歇跃迁的共振俄歇谱，揭示了金属/氧化物界面处的金属诱导带隙态、氧化物带隙以及涉及真空象势态的表面芯激子.我们的研究结果表明，如何获得新的见解\textit{empty}状态在金属支撑的氧化物薄膜的界面。
2015-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced high-temperature performance of GaN light-emitting diodes grown on silicon substrates
我们比较了在硅和蓝宝石衬底上生长的市售GAN发光二极管（LED）的光学和电气特性对温度的依赖性。与传统预期相反，生长在硅衬底上的LED（通常称为GaN-on-Si LED）在较高温度下显示出较小的效率下降，即使具有更多的穿透位错。结温的分析表明，尽管与生长在蓝宝石衬底上的LED相比共享相同的外延结构和封装，但GaN on Si LED具有较冷的结。我们还观察到理想因子随着环境温度的增加而降低，这表明理想二极管电流随着温度的增加而增加。应变和温度系数测量的分析表明，与生长在蓝宝石上的LED相比，Si上GaN LED的有源区内的空穴传输效率增加，这导致了较少的温度依赖性效率下降。
2016-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Role of symmetry mismatch, charge transfer and low dimensionality in the magnetic order of CaMnO$_3$/SrTiO$_3$ ultrathin heterostructures
采用从头算方法研究了电荷转移和对称性失配对SrTiO $_3$（001）衬底上外延生长的CaMnO $_3$薄膜的磁性和电子性质的影响。我们发现，这些自由度的相互作用，连同低维和衬底施加的应变，改变了体积占有的Mn的e_ $g$轨道，这决定了磁配置的cNOCMO薄膜。从绝缘G型到金属A型反铁磁结构的转变是稳定的。
2021-05-28 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
Ultraviolet interband plasmonics down to the vacuum UV with ultrathin amorphous silicon nanostructures
研究证明超薄非晶硅纳米结构可在100–300 nm直至真空紫外波段产生带间等离子体共振，并据此设计波长与偏振选择性吸收体。
2025-06-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Crystallographic structure of ultrathin Fe films on Cu(100)
本文报道了用扫描隧道显微镜在面心立方Cu（100）衬底上生长的2-4 ML Fe薄膜中的类bcc晶体结构。局部bcc结构为经常报道的突出磁性提供了直接的解释，即，铁磁有序的居里温度高于300 K的所有层。非假晶结构，其在4 ML膜厚度以上变为假晶，就薄膜生长的常规规则而言是出乎意料的，并且强调了铁磁薄膜中有限厚度效应的重要性。
2001-06-19 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature quantum oscillations of static magnetic susceptibility of silicon-carbide epitaxial layers grown on a silicon substrate by the method of the coordinated substitution of atoms
本研究测量分析了原子协调置换法制备的硅衬底碳化硅外延薄膜磁化率，发现室温弱磁场下存在磁化率磁滞与Aharonov-Bohm量子振荡，源于载流子在负U偶极微缺陷上的单、双粒子干涉。
2023-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Large-scale defect accumulations in Czochralski-grown silicon
用小角中红外光散射和电子束感应电流技术研究了直拉法生长的硅单晶。发现在这种材料中检测到的电活性杂质的大规模积累在其性质和形成机制上与众所周知的在FZ生长的硅中的杂质云不同。本文对直拉硅中的大尺度杂质积累进行了分类，并对构成大尺度杂质积累的点中心进行了分析。提出了直拉硅中大规模杂质积累的模型。此外，通过扫描中红外激光显微镜获得的大规模杂质积累的图像被证明。
2011-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Large Spin-to-Charge Conversion in Ultrathin Gold-Silicon Multilayers
在过去的十年中，由于金结合了大的体自旋扩散长度和强的界面自旋轨道耦合的性质，对金中的自旋霍尔效应的研究引起了越来越多的兴趣。然而，文献中报道的金的自旋霍尔角的值之间的差异带来了问题的自旋霍尔效应在Au的微观起源。在这里，我们调查的自旋电荷转换效率的厚度依赖性在单一的Au膜和cross-Au/Si多层膜的非局域传输和自旋扭矩铁磁共振测量。我们发现，自旋电荷转换效率大大提高，在cross-Au/Si多层膜，达到非常大的值0.99 +/- 0.34时，个别Au层的厚度按比例缩小到2 nm。这些发现揭示了强的界面自旋轨道耦合效应的共存，成为占主导地位的金，和体自旋霍尔效应与一个相对较低的体自旋霍尔角为0.012 +/- 0.005。我们的实验结果表明，Rashba-Edelstein效应的自旋-电荷转换中的关键作用，在CuAu。
2021-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Si3N4 single-crystal nanowires grown from silicon micro and nanoparticles near the threshold of passive oxidation
采用一种简单、无催化剂的氧化物辅助法制备了氮化硅纳米线，并在短时间内获得了较高的产率。在对现有技术进行简要分析后，我们揭示了氧分压所起的关键作用：当氧分压略低于被动氧化的阈值时，高产率会抑制覆盖纳米线的任何二氧化硅层的形成，并且由于合成温度，可以控制纳米线尺寸。
2008-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Structure and magnetism in ultrathin iron oxides characterized by low energy electron microscopy
我们已经在钌上生长了几个原子层厚的氧化铁外延膜。我们用低能电子显微镜表征生长。使用选区衍射和强度与电压谱，我们检测到两个不同的阶段，这是分配给浮氏体和磁铁矿。自旋极化低能电子显微镜显示磁畴图案的磁铁矿相在室温下。
2009-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Molecular Beam Epitaxy Growth of Wafer-scale SnSe van der Waals Ultrathin Layers
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Northern Arizona University（北亚利桑那大学）
本文通过分子束外延技术实现了晶圆级SnSe超薄层的生长，优化了生长参数以获得高质量薄膜，为单层薄膜的制备提供了可行路径。
2026-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Strain induced metal-insulator transition in ultrathin films of SrRuO$_3$
薄膜极限已被证明是一个不寻常的低维物理丰富的游乐场。以SrRuO $_3$为例，它在体极限下是铁磁性和金属性的，人们发现，当生长在SrTiO $_3$上时，它在三个单层极限下变成反铁磁性和绝缘的。绝缘状态的起源追溯到强烈的轨道相关的交换分裂。然后发现SrTiO $_3$衬底的1%的适度压缩应变驱动系统进入高度受限的二维100%自旋极化金属态。这种由适度应变驱动的金属-绝缘体转变在两态器件应用中可能很有用。
2014-08-20 cond-mat.mtrl-sci
Growth and characterization of ultrathin cobalt ferrite films on Pt(111)
采用氧辅助分子束外延技术在Pt（111）衬底上生长了厚度分别为5 nm和20 nm的CoFe 2 O 4薄膜。它们的特点是在原位使用俄歇电子能谱，低能电子衍射，扫描隧道显微镜和转换电子穆斯堡尔谱。所生长的薄膜由小的纳米晶粒组成。退火的薄膜产生的晶粒尺寸的增加，并在室温下引起的磁秩序，虽然与一小部分的薄膜保持在顺磁状态。退火也诱导钴偏析到较厚的膜的表面。在低温下测得的穆斯堡尔谱表明钴铁氧体，两种薄膜显示出非常相似的超精细图案。在氧气或真空中退火影响的阳离子分布，这是更接近预期的情况下，在氧气气氛中退火的反尖晶石。
2022-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Ultrathin oxide freestanding membranes with large-scale continuity and structural perfection
针对自支撑氧化物薄膜难以大面积制备的瓶颈，本文提出基于水溶性Sr4Al2O7牺牲层的方法，实现了厘米级无裂纹超薄薄膜，但引入的氧空位及其退火温度限制仍阻碍CMOS集成。
2025-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Silicon Layer Intercalation of Centimeter-Scale, Epitaxially-Grown Monolayer Graphene on Ru(0001)
我们开发了一种在Ru（0001）上生长石墨烯的策略，然后进行硅层插层，不仅削弱了石墨烯与金属衬底的相互作用，而且保留了其最高性能。这种G/Si/Ru架构，由硅层插层方法（SIA），其特征在于通过扫描隧道显微镜/光谱和角度分辨电子光电子能谱。这些实验表明，这种新的复合材料的高结构和电子质量。SIA允许对石墨烯和可以用作顶栅的金属衬底之间的距离进行原子控制。我们的研究结果显示了具有定制特性的下一代石墨烯基材料的潜力。
2011-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Medium-energy ion-scattering study of strained holmium silicide nanoislands grown on silicon (100)
我们用中能离子散射（MEIS）定量分析了生长在Si（100）表面的硅化钬岛的结构。结构拟合的实验数据明确表明，四硅化物相存在，而不是六方相，这是与纳米线的生长在亚单层覆盖。岛形成的较低的钬覆盖率为3 ML也被证明是tetraphylocene，这表明，六方结构是不是一个低覆盖率的前体生长的tetraphylocene相。MEIS模拟的大型纳米岛，其中包括横向应变救济的影响，已经进行，这些比较以及与实验数据。
2008-07-29 cond-mat.mtrl-sci
Characterization of ZnO:Si Nanocomposite Films Grown by Thermal Evaporation
采用共蒸发法制备了氧化锌和硅的纳米复合薄膜。这导致ZnO纳米晶嵌入硅中。组成材料的晶体结构的失配导致ZnO纳米晶体处于应力状态。这与样品中的氧空位一起导致在520nm处的良好的光致发光发射。此外，硅背景在620nm处给出光致发光发射。发现该结构随着时间的推移相当稳定，因为均匀分散的ZnO纳米晶体不团聚。这种纳米复合材料有望成为未来光电子器件的有用候选材料。
2007-12-30 cond-mat.mtrl-sci
Multilayer epitaxial graphene formed by pyrolysis of polycrystalline silicon-carbide grown on c-plane sapphire substrates
我们使用超高真空化学气相沉积在c平面蓝宝石晶片上生长多晶碳化硅（SiC），然后在真空中在1250和1450°C之间退火以产生外延多层石墨烯（MLG）。尽管多晶SiC的表面粗糙度和小的畴尺寸，但形成了共形MLG膜。通过平面化的SiC之前，石墨烯的生长，拉曼缺陷带的减少被观察到在最终的MLG.The石墨烯上形成的抛光SiC薄膜也表现出显着更有序的逐层生长和增加的载流子迁移率相同的载流子密度作为非抛光样品。
2011-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Periodic elastic nanodomains in ultrathin tetrogonal-like BiFeO3 films
利用同步辐射掠入射X射线衍射分析了在LaAlO 3衬底上生长的高应变BiFeO 3薄膜的电畴结构和极对称性。我们揭示了存在的周期性的弹性纳米畴在纯四边形的BFO薄膜的厚度下降到6 nm。公开了一种独特的剪切应变调节机制。我们进一步证明了纳米畴的周期性随膜厚度增加而增加，但偏离了经典的Kittel平方根定律，在100 μ m厚度范围内（6 - 30 nm）。温度依赖性实验还揭示了由于MC-MA结构相变，90 ℃以上的周期性调制消失。
2013-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Loss of anisotropy in strained ultrathin epitaxial L10 Mn-Ga films
在本工作中，我们研究了应变对室温下Mn-Ga薄膜磁性能的影响。在Cr缓冲MgO（001）衬底上生长了两种不同的Mn-Ga组分，其中一种还掺杂了Co。厚度低于12 nm的膜是高度应变的，并且观察到c/a与厚度的比率取决于组成。使用c/a作为序参量的PMA被证明是急剧减少，随着应变的增加。当推广和缩小从> 20 nm的薄膜获得的结果时，应考虑这些发现。此外，已经表明，可以通过引入额外的Pt缓冲层来降低应变，从而对于低至6 nm的厚度保持高PMA。
2013-06-14 cond-mat.mtrl-sci
Prediction of thickness limits of ideal polar ultrathin films
电子重构与原子重构之间的竞争是过渡金属氧化物中经常出现的主题。我们使用密度泛函理论计算来研究这种竞争的模型系统组成的极性，无限层结构ACuO2（A=Ca，Sr，Ba）生长在非极性，钙钛矿SrTiO 3基板的薄膜。预测从块状平面结构到链式薄膜的过渡伴随着电子结构的实质性变化的SrCuO 2膜小于5个晶胞厚度。一个分析模型解释了为什么原子重建变得比电子重建更有利的薄膜变得更薄，并建议类似的考虑应该是有效的其他极性薄膜。
2012-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Inversion Symmetry Breaking in Epitaxial Ultrathin Bi (111) Films
该研究在InSb衬底上外延生长Bi(111)超薄膜，发现界面作用导致反演对称性破缺，并证实表面态拓扑平凡，阻止了半金属-半导体转变。
2025-04-21 cond-mat.mtrl-sci
Bismuth layer properties in the ultrathin Bi-FeNi multilayer films probed by spectroscopic ellipsometry
利用宽带（0.5-6.5 eV）椭圆偏振光谱仪研究了射频溅射沉积的Bi [Bi（0.6-2.5 nm）-FeNi（0.8，1.2 nm）]N多层膜，其中FeNi层具有纳米岛结构，其形貌和磁性随膜厚的减小而变化。从椭圆偏振角的多层模型模拟，Psi（ω）和Delta（ω），提取的Bi层的复杂（伪）介电函数谱。结果表明，在GMR型Bi-FeNi多层膜结构中，Bi层具有表面金属导电性，其导电性受纳米岛状FeNi层的形貌和磁性的影响。
2023-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Modulation of Dirac electrons in epitaxial Bi2Se3 ultrathin films on van-der-Waals ferromagnet Cr2Si2Te6
利用角分辨光电子能谱研究了在范德华铁磁体Cr2 Si 2 Te 6（CST）上外延生长拓扑绝缘体Bi 2Se 3薄膜时的Dirac-cone态及其调制.我们在CST上观察到6个五层（QL）Bi_2Se_3中的无隙狄拉克锥表面态，而在2 QL对应物中狄拉克锥的带隙为0.37 eV.有趣的是，该间隙比Si（111）上的Bi 2Se 3膜的间隙大得多。我们还发现，在整个CST的铁磁转变的间隙大小没有明显的变化，这表明非常小的特征长度和能量尺度的磁邻近效应。目前的研究结果表明，界面耦合调制狄拉克电子的拓扑绝缘体混合的关键作用。
2020-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Direct evidence of superconductivity and determination of the superfluid density in buried ultrathin FeSe grown on SrTiO$_3$
大块FeSe是超导的，临界温度为$T_c$ $\cong$ 8 K，SrTiO $_3$本质上是绝缘的，但高温超导性已被报道在单层FeSe和SrTiO $_3$之间的界面处。角分辨光电子能谱和扫描隧道显微镜测量观察到在低于$\approx$ 60 K时费米面处的能隙开口。阐明单层FeSe的微观性质和理解其配对机制是至关重要的，因为它是铁基超导体的基本组成部分。在这里，我们使用低能量μ子自旋旋转/弛豫技术（LE-$μ$ SR）来检测和量化在SrTiO $_3$（100）上生长的FeSe中的超载流子密度并确定带隙对称性。在外加磁场下的测量表明，在低于$\sim$ 60 K时，场分布随温度而变宽，反映了超导转变和涡旋态的形成。零场测量排除了静态或波动磁场的存在。从不均匀的场分布，我们确定了一个有效的片超载流子密度$n_s^{2D} \simeq 6 \times 10^{14}$ cm $^{-2}$在$T \rightarrow 0$ K，这是一个因素4大于预期从ARPES测量的过剩电子计数每铁1单层（ML）FeSe。超流密度$n_s(T)$的温度依赖性可以用简单的s波BCS很好地描述到$\sim$ 10 K，表明一个相当干净的超导相，带隙为10.2（1.1）meV。其结果是一个明确的指示，存在于整个大的FeSe/STO接口的二维涡旋晶格的逐渐形成，并提供了明确的证据，在60 K以下的…
2018-01-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Ultrathin BaTiO3 templates for multiferroic nanostructures
研究了高质量BaTiO_3薄膜的结构、电学和介电性能。薄膜，这是通过臭氧辅助的分子束外延生长在Nb掺杂的SrTiO 3（001）衬底上，并具有薄的8个晶胞（3.2 nm）的厚度，是未重构的和原子级光滑的大结晶平台。应变驱动的过渡到3D岛的形成，观察膜的13个单元电池的厚度（5.2 nm）。高结构质量的表面，与介电性能类似的散装钛酸钡和主要是TiO 2表面终止，使这些薄膜的合适的模板，用于合成高品质的金属氧化物多铁性异质结构的基础研究和开发的磁电效应，如最近提出的界面效应在Fe/BaTiO 3异质结构的基础上Fe-Ti界面键。
2011-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Coexistence of multiple silicene phases in silicon grown on Ag(111)
本研究利用低能电子衍射和显微学技术研究Ag(111)上Si的生长，发现多种旋转不等效的硅烯结构共存，其相对丰度受Si覆盖度和生长温度控制，且无法形成单相硅烯单层。
2023-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Optical characterization of a-Si:H thin films grown by Hg-Photo-CVD
汞敏化光辅助化学气相沉积（Hg-Photo-CVD）技术为降低薄膜生长温度和在低成本柔性塑料基板上生产适合于未来一代高效薄膜太阳能电池的新型半导体材料开辟了新的可能性。本文提供了用这种淀积技术生长的氢化非晶硅薄膜的光学特性的一些实验数据。实验已经进行了沉积层和热退火的。保留字：光伏，太阳能电池，薄膜，纳米晶硅，氢化非晶硅，光学性能，热退火PACS编号：68.60.Dv，78.66.Jg，78.66.- w，73.50，Pz，81.15。z，84.60.Jt
2006-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism and structure of in-situ grown FeN films studied using N K-edge XAS and nuclear resonance scattering
研究了\textit{in-situ}生长的一氮化铁（FeN）薄膜的结构和磁性。利用基于同步辐射的软X射线吸收近边光谱（XANES）在N $K$ -边缘和核共振散射（NRS）的膜生长的初始阶段被捕获。采用直流磁控溅射法，分别在SXAS光束线（BL 01，Indus 2）和NRS光束线（P01，Petra III）的实验站上生长薄膜。结果发现，薄膜生长的初始阶段不同于它的散装。超薄FeN薄膜，表现出更大的能量分离之间的t $_{2g}$和e $_g$功能和强烈的e $_g$功能的N $K$ -边缘图案。这表明当薄膜厚度超过5 nm时，FeN薄膜的结构发生了从岩板（RS）型向锌板（ZB）型的转变.这种N $K$ -边缘特征的行为与在100 K的NRS图案中出现的磁性分量的出现非常好地相关。结合\textit{in-situ} XANES和NRS测量，看来初始FeN层生长在具有磁性基态的RS型结构中。随后，结构变为已知为非磁性的ZB型。观察到的结果有助于解决长期存在的争论的结构和磁性基态的FeN。
2019-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Terahertz ellipsometry study of the soft mode behavior in ultrathin SrTiO3 films
我们提出了一个联合研究与传统的远红外和时域太赫兹椭圆偏振的SrTiO 3薄膜（85和8.5 nm），通过脉冲激光沉积LSAT衬底上生长的温度相关的光学响应。我们表明，太赫兹椭圆偏振是非常敏感的这些薄膜的光学响应，特别是软模式的SrTiO 3。我们表明，对于85 nm的薄膜的软模式的本征频率强烈降低退火在1200 C，而对于8.5 nm的薄膜，它是hardy影响。对于后者，退火后的模式保持在125 cm-1在300 K和仅表现出弱软化到约90 cm-1在10 K。这表明，由于LSAT衬底，该抗拉膜几乎不经历压缩应变的任何松弛。
2015-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Structural and optical properties of self-catalytic GaAs:Mn nanowires grown by molecular beam epitaxy on silicon substrates
利用分子束外延技术在氧化的Si（100）表面自催化生长了Mn掺杂的GaAs纳米线，并通过扫描和透射电子显微镜、拉曼散射、光致发光、阴极发光和电子输运测量等方法对纳米线进行了表征。透射电子显微镜的研究证明了大量的积累内的催化Ga液滴在纳米线的顶部的Mn。光学和输运测量揭示了GaAs纳米线自催化生长的Mn含量的极限对应于掺杂水平，即，比MBE生长过程中使用的Mn/Ga流量比（约3%）低得多。个别纳米线的电阻率测量证实，它们是导电的，根据光致发光测量，其显示存在的Mn 2+受体位于Ga网站的GaAs主晶格的纳米线。Mn掺杂GaAs纳米线的激子相关的光致发光的异常温度依赖性被证明。
2013-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Probing the Dzyaloshinskii-Moriya interaction in CoFeB ultrathin films using domain wall creep and Brillouin light spectroscopy
我们的特点是界面Dyzaloshinskiii-Moriya相互作用的强度在垂直磁化的CoFeB/MgO薄膜，生长在不同的底层的W，TaN，和Hf，使用两种实验方法。首先，我们确定了有效的磁场从测量的场驱动的畴壁运动的蠕变制度，其中所施加的面内磁场诱导的壁传播的各向异性，这是相关的磁感应强度。第二，布里渊光光谱被用来量化CoFeB层中自旋波的频率非互易性，这产生了对自旋波的独立测量。通过结合这些结果，我们表明，从不同的技术，估计的净收益率只产生定性的协议，这表明，开放的问题仍然是用于解释这些结果的基本模型。
2016-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Phonon-confinement theory of thermal conductivity in ultrathin silicon films
本文提出声子限制理论，揭示超薄硅薄膜热导率随厚度变化的极小值现象，并通过理论预测和分子模拟验证，为调控材料热导率提供新方法。
2025-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Significant enhancement of hole mobility in [110] silicon nanowires compared to electrons and bulk silicon
利用sp 3d 5s * 紧束缚能带结构和电子和空穴的波函数，我们证明了在[110]生长的硅纳米线（SiNWs）中声学声子限制的空穴迁移率大于电子迁移率。所考虑的SiNW的室温声学限制的空穴迁移率可以高达2500 cm 2/Vs，这是几乎三倍大于体声学限制的硅空穴迁移率。结果还表明，[110]生长的硅纳米线的电子和空穴迁移率超过了类似直径的[100]硅纳米线，空穴迁移率相差近两个数量级。由于小直径的硅纳米线主要沿[110]方向生长，结果强烈表明这些硅纳米线可能在未来的电子学中有用。我们的研究结果也与最近的实验测量硅纳米线的流动性。
2008-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Polarization dependent femtosecond laser modification of MBE-grown III-V nanostructures on silicon
我们报告了一种新的，偏振相关的，飞秒激光诱导的修改表面纳米结构的铟，镓，砷生长在硅上通过分子束外延，产生形状控制从线性和圆偏振的激光激发。线性偏振导致伸长效应，超出未暴露的纳米结构的尺寸，范围从88 nm到超过1 μ m，并且圆偏振导致纳米结构变平或形成材料环，达到约195 nm的直径。在激发过程中，还观察到从基底和表面纳米结构产生的二次和三次谐波信号随着曝光时间增加。
2017-06-01 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Ultrathin ferrimagnetic GdFeCo films with very low damping
铁磁材料作为自旋电子器件中的磁活性元件占主导地位，但具有诸如大杂散场和低操作频率的缺点。补偿亚铁磁体提供了一种替代方案，因为它们将反铁磁体的超快磁化动力学与铁磁体类自旋轨道扭矩（SOT）行为相结合。然而，为了在自旋电子器件中使用亚铁磁体，它们的有利性质必须在非晶薄膜（t < 10 nm）中也被保留。在本研究中，在高阻Si（100）衬底上生长了厚度为t = 2-20 nm的铁磁Gdx（Fe 87.5Co 12.5）1-x薄膜，并在室温下用宽带铁磁共振测量方法进行了研究。通过调整它们的化学计量比，在2nm的Gdx（Fe_（87.5）Co_（12.5））_（1-x）Sr_2O_3薄膜中首次观察到了近似补偿的行为，其有效磁化强度为Meff = 0.02 T，有效吉尔伯特阻尼常数为α = 0.0078，与迄今报道的30 nm薄膜的最低值相当。这些结果为超快和节能的亚铁磁自旋电子器件的发展展示了巨大的前景。
2021-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Capacitance investigation of Ge nanoclusters on a silicon (001) surface grown by MBE at low temperatures
研究了低温下生长在硅（001）表面的锗纳米团簇多层阵列的电学性质。从STM估计的量子点（QD）密度和从C-V特性提取的QD层积累的电荷之间的相关性被揭示。研究了C-V特性的温度依赖性。在低温下，观察到滞后。在具有不同QD排列的结构上测量的DLTS谱表现出本质的区别。
2009-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of the GaAsP shell on optical properties of self-catalyzed GaAs nanowires grown on silicon
利用分子束外延技术在Si衬底上实现了GaAs/GaAsP核壳结构纳米线的自催化生长。单个GaAs/GaAsP纳米线的透射电子显微镜（TEM）证实了它们的高晶体质量，并显示出锌-β相的主导地位。这在使用连续波和时间分辨光致发光（PL）研究的单个纳米线的光学中得到进一步证实。与未覆盖的GaAs纳米线的详细比较强调了GaAsP覆盖在抑制非辐射表面态方面的作用：在10 K下观察到核壳结构中显着的PL增强超过2000倍;在未覆盖的纳米线中，PL在60 K下被猝灭，而单核壳GaAs/GaAsP纳米线即使在室温下也表现出明亮的发射。从PL的温度依赖性在这两种类型的NW的分析，我们能够确定的主要载流子逃逸机制导致PL淬火。
2012-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Anharmonic Quantum Transport Analysis of Thermal Transport Anomalies in Ultrathin Silicon Nanowires
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）
采用非谐非平衡格林函数结合密度泛函理论训练的神经进化势，揭示了超薄硅纳米线热导率随直径非单调变化的量子机制，包括Poiseuille-like声子流体动力学和低温准弹道输运。
2026-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of interface on mid-infrared photothermal response of MoS2 thin film grown by pulsed laser deposition
本文报道了用脉冲激光沉积（PLD）技术在晶态（p型硅和c轴取向的单晶蓝宝石）和非晶态（Si/SiO_2和Si/SiN）衬底上生长的多层MoS_2薄膜的中红外光热响应。用中红外（7 ~ 8.2 μm）光源照射MoS_2薄膜，测量了薄膜的光热响应，并测量了薄膜电阻的变化。我们发现，它是可能的，以提高电阻的温度系数（TCR）的二硫化钼薄膜通过控制界面，通过适当的选择衬底和生长条件。用XRD、Raman、AFM、XPS和TEM对PLD生长的薄膜进行了表征。高分辨透射电子显微镜（HRTEM）图像显示，MoS 2薄膜在蓝宝石衬底上以逐层方式生长，并存在失配位错。当在具有金刚石立方结构的衬底（例如硅）上生长时，由于生长孪晶的形成，层生长形态被破坏。在Si/SiO2或Si/SiN等非晶衬底上的生长形态有很大不同。与其它衬底上的膜相比，在硅上生长的MoS 2膜显示出非常高的TCR（~ 2.9%K-1）、中等IR灵敏度（delR/R= 5.2%）和响应度（8.7V/W）。
2016-07-15 cond-mat.mtrl-sci
Spatially-Modulated Silicon Interface Energetics via Hydrogen Plasma-Assisted Atomic Layer Deposition of Ultrathin Alumina
原子层沉积（ALD）是用于半导体器件的持续缩放的关键技术，其越来越依赖于用于在原子尺度上的3D结构化表面的界面操纵的可再现且可缩放的工艺。虽然ALD允许在低温下合成保形膜，并对厚度进行最大限度的控制，但由于成核期间的三维生长，原子限定的封闭涂层和表面改性仍然非常难以实现。在这里，我们提出了一种途径，对亚纳米薄和连续的氧化铝（AlOx）涂层的硅（Si）基板上的表面电荷密度和界面能量的空间控制。我们使用三甲基铝（TMA）与远程氢等离子体的组合，而不是气相氧化剂的氧化硅转化为氧化铝（AlOx）。在最初的ALD循环期间，TMA与硅上的表面氧化物（SiO2）反应，直到存在结合位点的饱和，之后来自下面的表面氧化物的氧被消耗，从而将硅氧化物转化为用AlOx覆盖的Si。根据ALD循环的数量，SiO2可以部分或完全转化，我们利用它来创建亚纳米薄且连续的AlOx层，该AlOx层沉积在通过光刻图案化限定的选定区域中。所得图案化表面的特征在于具有小至0.3 nm的台阶高度和超过0.4 V的表面电位台阶的横向AlOx/SiO2界面。此外，引入$9 \times 10^{12}$ cm $^{-2}$的固定负电荷使得能够调制表面能带弯曲，这与Si的场效应钝化和跨接触界面的低阻抗电荷转移有关。
2022-09-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Large area and structured epitaxial graphene produced by confinement controlled sublimation of silicon carbide
在佐治亚理工学院（GT）对石墨烯基电子产品进行开创性研究之后，在碳化硅（EG）上开发外延石墨烯作为一种新的电子材料方面取得了巨大进展。EG不仅展示了其大规模应用的潜力，它还成为基础二维电子气物理学的宝贵材料，表明只有EG才能定义未来的石墨烯科学。众所周知，石墨烯单层和多层在超高真空中的高温下在SiC晶体上生长。在这些温度下，硅从表面升华，富碳表面层转化为石墨烯。然而，由于在相对较低的温度下的高升华速率，在真空中生产的石墨烯的质量较差。GT团队开发了将SiC晶体封装在石墨外壳中的生长方法，从而隔离蒸发的硅并使生长过程更接近平衡。在这种约束控制升华（CCS）工艺中，在SiC晶体的两个极性面上生长非常高质量的石墨烯。自2003年以来，超过50篇出版物使用CCS生长的石墨烯，其中它被称为“炉生长”石墨烯。使用CCS方法在SiC的碳终止面上生长的石墨烯多层膜被示出由解耦的高迁移率石墨烯层组成。CCS方法现在应用于结构化碳化硅表面，以产生高迁移率的纳米图案化石墨烯结构，从而证明EG是下一代电子产品的可行竞争者。在这里，我们介绍了CCS方法，并展示了几个外延石墨烯的突出性能和应用。
2011-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Interband $π$-like plasmon in silicene grown on silver
硅烯是硅的二维同素异形体，被预测存在于低屈曲的蜂窝晶格中，其特征在于半金属电子带在费米能级周围具有石墨烯般的能量-动量色散（由接触的狄拉克锥表示）。硅烯的单层主要是通过在银的顶部沉积硅来合成的，然而，迄今为止观察到的不同相与基底的杂化如此强烈，以至于不仅狄拉克锥，而且理想硅烯的整个价态和导电态似乎都丢失了。在这里，我们提供的证据表明，这种半金属行为的至少一部分是由更多的硅烯相，外延生长在Ag（111）的共存保存。特别是，我们结合电子能量损失谱和含时密度泛函理论来表征在控制硅覆盖率和生长温度下制备的多相硅烯/Ag（111）样品的低能等离子体。我们发现，这种模式生存与基板的相互作用，与理想硅烯的类π等离子体完美匹配。因此，我们认为，多相硅烯与衬底的相互作用减弱，可能提供一个独特的平台，有可能开发基于二维硅系统的不同应用。
2018-01-03 cond-mat.mtrl-sci
On the nature of large-scale defect accumulations in Czochralski-grown silicon
用小角中红外光散射和电子束感应电流技术研究了直拉法生长的掺硼硅单晶。发现在这种材料中检测到的电活性杂质的大规模积累在其性质和形成机制上与浮区生长硅中众所周知的杂质云不同。本文对直拉硅中的大尺度杂质积累进行了分类，并对构成大尺度杂质积累的点中心进行了分析。本文还提出了直拉法生长Si：B中大规模杂质积累的模型。
2010-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Large Second Harmonic Kerr rotation in GaFeO3 thin films on YSZ buffered Silicon
采用脉冲激光沉积（PLD）技术，以钇稳定的氧化锆（YSZ）为缓冲层，在（001）硅衬底上生长了镓铁氧化物（GaFeO 3）外延薄膜。晶体模板缓冲层通过高温剥离本征硅表面氧化物的步骤原位PLD生长。X射线衍射图显示在Si（100）衬底上YSZ的c轴取向和GaFeO 3的b轴取向。铁磁转变温度（TC ~ 215 K）与体相数据符合较好.在铁磁状态下，薄膜表现出约15度的非线性二次谐波克尔旋转。
2005-08-05 cond-mat.mtrl-sci
