Three-step growth of vapor-deposited ice under mesospheric temperature and water vapor conditions
该研究结合RHEED与IRRAS揭示120 K下气相沉积水冰由无定形水、立方冰到六方冰的三步纳米尺度生长机制。
2025-07-24 astro-ph.EP cond-mat.mtrl-sci physics.ao-ph
A Taxonomy of Snow Crystal Growth Behaviors: 1. Using c-axis Ice Needles as Seed Crystals
我描述了一种新的方法来分类雪晶形态，重点是最常见的生长行为，出现在正常的空气中恒定的应用温度和水蒸气过饱和的条件下。由此产生的形态结构通常是稳健的，相对于小的环境变化，因此应该特别适合于计算建模。由于自发结构的形成取决于初始条件，籽晶的选择可能是一个重要的考虑因素，我发现细长的c轴冰针为这一系列的研究提供了一个非常好的起点。尖锐的针尖暴露出一个单一的基底表面，这通常简化了随后的形态学发展，并且附近基底的缺乏允许探索具有良好控制的边界条件的宽范围的过饱和。这项工作的首要目标是促进实验室冰生长实验和相应的计算模型之间的详细定量比较，这将大大提高我们对冰/蒸汽分子附着动力学的理解，以及我们在冰/蒸汽系统中模拟扩散限制生长动力学的能力。水冰的这个特定的案例研究广泛地连接到水化学，低温生物学和环境科学的许多领域，而分子附着动力学和扩散限制生长的物理原理更普遍地适用于晶体生长和材料科学的其他系统。
2021-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Controllable Water Vapor Assisted Chemical Vapor Transport Synthesis of WS2-MoS2 Heterostructure
二维过渡金属二硫属化物（MX2）及其异质结构的气相合成通常再现性差并且对不受控的环境湿度敏感。最近认识到，水蒸气可以通过在高温下与MX2反应以形成挥发性金属羟基氧化物（MOx（OH）y）和氢硫属化物（H2 X）而在MX2的生长中发挥重要作用，所述挥发性金属羟基氧化物（MOx（OH）y）和氢硫属化物（H2 X）显著改变生长过程。在这里，我们报告的WS 2，二硫化钼，和它们的异质结构的可控合成使用水辅助化学气相传输（CVT）。通过二水硫酸钙（CaSO 4 2 H2O）固体前体的热脱水可以可调地输送水蒸气，不仅提供比液态水低得多的蒸气压基线和更宽的可调范围，而且可以很容易地集成到化学气相沉积过程中。这允许WS 2的单层、多层和螺旋纳米片的受控生长，以及MX 2边缘上的横向外延生长，以及大面积WS 2-MoS 2异质结构的更可再现的生长。拉曼和光致发光光谱映射证实了WS 2-MoS 2异质结构的各种类型。这些结果揭示了MX2的生长机理，并为其他金属硫属化物的可控生长提供了一种通用方法。
2019-09-03 cond-mat.mtrl-sci
In-situ NMR Measurements of Vapor Deposited Ice
原位NMR自旋晶格弛豫测量进行了几个气相沉积冰。的测量，跨越超过6个数量级的弛豫时间，显示出一个复杂的自旋晶格弛豫模式，这是强烈依赖于样品的生长条件。的弛豫模式的变化，从多时间尺度的弛豫样品生长在温度低于非晶-结晶转变温度的单指数恢复的转变温度以上的样品生长。在冷生长样品中看到的慢弛豫贡献表现出温度依赖性，并且在200 K下退火后样品变得更慢。在这些样品中看到的快速弛豫贡献，似乎没有改变或消失，即使加热到样品蒸发的温度。使用环境电子扫描显微镜进一步检查的可能性，即快速弛豫组件连接到微孔结构的无定形冰样品。这些图像揭示了复杂的中尺度微孔结构，其在其解吸温度下保持其形态。这些发现，支持的可能性，在孔隙表面的水分子可能是负责的快速弛豫的贡献。此外，本研究的结果表明，在过去的无定形冰中使用其他实验技术观察到的孔塌缩动力学，可能会有效地抑制在样品中生长的相对较快的气相沉积。
2018-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of Large-Area MoS2 Atomic Layers with Chemical Vapor Deposition
以MoO3和S粉为反应物，采用化学气相沉积法在SiO2衬底上制备了大面积的MoS2原子层。光学，显微镜和电学测量表明，合成过程导致的二硫化钼单层的生长。TEM图像证实合成的MoS2片是高度结晶的。
2012-02-24 cond-mat.mtrl-sci
Low wavenumber Raman spectroscopy of highly crystalline MoSe2 grown by chemical vapor deposition
过渡金属二硫属化合物（TMDs）由于其有趣的电学和光学性质而引起人们的关注。以可靠和简便的方法制造这些材料对于未来的应用非常重要，表征材料质量的方法也是如此。在这里，我们介绍了MoSe 2单层和少层晶体的化学气相沉积。这些结果表明使用化学气相沉积可靠地制造这些材料的实用性。首次给出了MoSe_2的低频拉曼光谱和剪切模式与层呼吸模式的映射。我们将这些模式的行为与材料中的层数相关联。低频拉曼映射探测CVD生长的二维材料的对称性，质量和单层存在的有用性被强调。
2015-05-09 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
Understanding the nucleation mechanisms of Carbon Nanotubes in catalytic Chemical Vapor Deposition
采用紧束缚模型结合巨正则蒙特卡罗模拟研究了碳帽在小团簇上的成核过程。它发生在一个明确定义的碳化学势范围内，当达到表面碳原子的临界浓度时。碳在最外层Ni层中的溶解度取决于催化剂的初始、结晶或无序状态以及热力学条件，因此是控制成核的关键量。
2007-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Devitrification and Melting Dynamics in Vapor Deposited Water Ice
IBM Research Europe, Hartree Centre（IBM欧洲研究中心，哈特里中心）
本研究通过模拟mW水模型，探讨了气相沉积水冰在加热下的脱玻璃化与熔化动力学，发现其熔化行为与结构稳定性及键环统计有关。
2025-06-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
High Throughput Production of Transparent Conductive Single-Walled Carbon Nanotube Films via Advanced Floating Catalyst Chemical Vapor Deposition
单壁碳纳米管（SWCNT）膜是用于透明导电膜（TCF）的有前途的材料，在柔性显示器、触摸屏、太阳能电池和固态照明中具有潜在的应用1，2。然而，进一步降低SWCNT膜的电阻率和成本对于高质量的TCF产品是必要的3。在这里，我们报告了一种改进的浮动催化剂化学气相沉积方法，以直接和连续地生产在百米规模的单壁和独立的单壁碳纳米管薄膜。碳转化效率和SWCNT TCF产率相对于常规浮动催化剂化学气相沉积增加了三个数量级。在掺杂之后，膜表现出40欧姆/平方的薄层电阻。在90%的透射率下，代表大规模SWCNT膜的记录性能。我们的工作提供了一个新的途径，以加快工业化的单壁碳纳米管薄膜作为TCF。
2019-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Chemical Vapor Deposition-Assembled Graphene Field-Effect Transistor on Hexagonal Boron Nitride
我们研究了通过化学气相沉积（CVD）组装的单层石墨烯的关键电学性质，这些电学性质受支撑衬底材料的影响。石墨烯场效应晶体管（GFET）的碳沟道直接放置在六方氮化硼（h-BN）和SiO2，分别。与SiO2衬底相比，h-BN衬底的小信号载流子迁移率（gm）和有效载流子迁移率（μeff）分别提高了8.5倍和4倍。与在SiO2上具有剥离的石墨烯的GFET相比，从在h-BN衬底上具有CVD石墨烯的器件测量的gm和μeff表现出相当的值。实验表明，采用h-BN作为大面积碳电子学的平台材料的潜力。
2011-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Improved chemical vapor transport growth of transition metal dichalcogenides
在化学气相传输法（CVT）生长过渡金属二硫属化物晶体过程中，传输剂的选择起着关键作用。我们研究了各种化学元素和化合物对TiSe 2、MoSe 2、TaS 2和TaSe 2生长的影响，发现纯I2最适合生长TiSe 2，而过渡金属氯化物对Mo-和Ta-硫属化物的性能最好。在CVT过程中使用TaCl 5作为运输剂允许选择性地生长TaS 2和TaSe 2的多晶型物，并报道了最佳生长条件。此外，通过使用TaCl 5并调整温度和卤素起始比率，可以生长化合物TaS 2、TaSe 2、TaTe 2、TaS 3和TaSe 3的晶须。
2014-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Strong Enhancement of Thermal Properties of Copper Films after Chemical Vapor Deposition of Graphene
我们证明了在Cu膜上化学气相沉积石墨烯强烈地增强了它们的热扩散率和热导率。石墨烯的沉积使9微米（25微米）厚的Cu膜的热导率在室温附近增加高达24%（16%）。有趣的是，所观察到的石墨烯涂覆的Cu膜的热性能的改善主要是由于在石墨烯沉积期间Cu形态的变化以及与其相关的温度处理，而不是石墨烯作为额外的热传导通道的作用。通过石墨烯涂层提高金属薄膜的热性能可能导致在电子电路和冶金中的应用。
2013-11-23 cond-mat.mtrl-sci
High mobility and high on/off ratio field-effect transistors based on chemical vapor deposited single-crystal MoS2 grains
我们报告了场效应晶体管（FET）与单晶二硫化钼（MoS 2）的化学气相沉积（CVD）合成的通道。对于双层MoS 2 FET，迁移率为~17 cm ~ 2 V ~（-1）s ~（-1），开/关电流比为~108，这比基于CVD多晶MoS 2膜的FET高得多。通过避免由转移过程引入的晶界和污染的有害影响，直接沉积在SiO2上的CVD MoS 2原子层的质量与最佳剥离的MoS 2薄片相当。结果表明，CVD法是制备高质量MoS_2原子层的一种可行方法。
2013-03-01 cond-mat.mtrl-sci
One step growth of GaN/SiO2 core/shell nanowire in vapor-liquid-solid route by chemical vapor deposition technique
采用酞菁钴催化剂辅助气-液-固法生长GAN/SiO2核/壳纳米线，以镀有镓铟混合物的硅片为Ga和Si源，以氨为氮和氢的前驱体。镓在铟和氨分解产生的氢的存在下，在约910摄氏度的生长温度下形成Si-Ga-In合金。该合金充当Si、Ga和In的源。使用各种表征工具的详细研究表明，这些线，这是几十微米长，具有范围从20至50 nm的芯的直径分布，而无定形SiO2壳层的厚度约为10 nm。这些金属丝沿着方向生长.还观察到，这些线的平均宽度减小，而它们的密度随着Ga-In混合物中镓比例的增加而增加。
2017-07-04 cond-mat.mtrl-sci
Dark defect charge dynamics in bulk chemical-vapor-deposition-grown diamonds probed via nitrogen vacancy centers
虽然化学气相沉积（CVD）是合成金刚石晶体的首选途径之一，但对生长过程中产生的点缺陷的全面了解仍然不完整。在这里，我们利用1b型CVD金刚石中氮空位（NV）中心的电荷和自旋特性来暴露光学和磁性暗点缺陷，尽管与取代氮的丰度相当（如果不大于），但迄今为止几乎未被注意到。间接检测到的光致发光光谱表明，施主态1.6电子伏特以上的价带，但缺陷的微观结构和成分仍然难以捉摸。我们的研究结果可能会证明相关的依赖CVD生长的单晶金刚石的应用程序的增长。
2020-04-14 cond-mat.mtrl-sci
Thermal decomposition and chemical vapor deposition: a comparative study of multi-layer growth of graphene on SiC(000-1)
本工作提出了一种比较的结构，化学和电子性能的多层石墨烯生长在SiC（000-1）通过使用两种不同的生长方法：热分解和化学气相沉积（CVD）。利用原子力显微镜（AFM）对样品的形貌进行了研究，并利用扫描电子显微镜（SEM）对样品进行了大规模的观察。拉曼光谱用于评估多层石墨烯的结晶度和电子行为，并以非侵入性方式估计其厚度。虽然用两种不同方法获得的样品的结晶度是相当的，但我们的结果表明，CVD方法允许更好地控制生长的石墨烯的厚度。
2018-05-02 cond-mat.mtrl-sci
Direct Patterning of Boron-doped Amorphous Carbon Using Focused Ion Beam-assisted Chemical Vapor Deposition
采用聚焦离子束辅助化学气相沉积方法，以三苯基硼烷（C18 H15 B）和硼酸三苯酯（C18 H15 BO3）为原料，在SiO2衬底上制备了掺硼非晶碳薄膜。通过芯能级X射线光电子能谱学分析证实了在前体温度为90 °C的情况下由三苯基硼烷沉积的膜中硼的存在。该膜表现出半导体的行为与285 meV的带隙。虽然带隙降低到197毫电子伏后，退火过程中，薄膜仍然是半导体。此外，从使用金刚石对顶砧单元的原位电输运测量观察到通过施加压力在沉积膜上的电阻的急剧减小。
2019-08-25 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
Electrical properties of boron-doped MWNTs synthesized by hot-filament chemical vapor deposition
我们采用热灯丝化学气相沉积法合成了大量的硼掺杂多壁碳纳米管。在烧瓶中使用硼酸的甲醇溶液作为源材料进行合成。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和显微拉曼光谱对所制备的MWNTs进行了结构表征。为了评估电性能，在具有四个金属电极的单个MWNT中测量电阻率的温度依赖性。拉曼位移表明载流子注入到硼掺杂的多壁碳纳米管，但多壁碳纳米管的电阻率是高的，并随着温度的降低而强烈增加。由等离子体引起的缺陷可能导致这种增强的电阻率。
2008-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial graphene prepared by chemical vapor deposition on single crystal thin iridium films on sapphire
采用脉冲激光沉积法在蓝宝石晶片上制备了几纳米厚的单晶Ir薄膜，并在薄膜上生长了均匀的单层石墨烯。这些石墨烯层具有单一的晶体取向和非常低的缺陷密度，如衍射、扫描隧道显微镜和拉曼光谱所示。它们的结构质量与在Ir块体单晶上生产的石墨烯的结构质量一样高，即比迄今为止使用的金属薄膜上的结构质量高得多。
2011-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Modeling Diffusion-Limited Crystal Growth from Vapor using a Commercial Finite-Element Analysis Code
本应用笔记介绍了如何使用QuickField（一种商用有限元分析代码）对气相扩散限制晶体生长进行建模。晶体生长问题被铸造成一个稳态的热扩散问题的格式，这是一种类型的问题QuickField的目的是解决，我们推导出相关的转换因子和变量之间的对应关系。我们还描述了晶体生长问题中的三种边界条件和热扩散问题中相应的边界条件。作为一个例子，我们研究了冰的晶体生长从水蒸气在背景气体中使用各种混合边界条件。
2006-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Argon assisted chemical vapor deposition of CrO$_2$: an efficient process leading to high quality epitaxial films
以CrO $_3$为铬源，氧气或氩气为载气，采用化学气相沉积（CVD）法在（110）和（100）TiO $_2$金红石单晶衬底上生长了CrO $_2$薄膜，并对薄膜的结构、微结构和磁性进行了比较研究。我们的研究结果表明，氩气载气下的生长导致高品质的CrO $_2$外延层的结构和磁性能类似于那些使用更标准的氧载气。此外，我们解释了更大的磁性观察到的（110）取向的薄膜在其微观结构，特别是最高的应变和边缘粗糙度的建筑结构的CrO $_2$外延层，这是解决的衬底晶体取向。
2016-11-24 cond-mat.mtrl-sci
A Dual Diffusion Chamber for Observing Ice Crystal Growth on c-Axis Ice Needles
我们描述了一个双扩散室，用于观察空气中的水蒸气作为温度和过饱和度的函数的冰晶生长。在第一个扩散室中，尖端半径约为100 nm的薄c轴冰针生长到约2 mm的长度。然后将针状晶体输送到第二个扩散室，在那里温度和过饱和度可以独立控制。通过在第二腔室中产生线性温度梯度，对流被抑制，并且过饱和可以高精度地建模。与其他实验相比，c轴针状晶体提供了独特的起始几何形状，双扩散室允许在广泛的环境条件下快速定量观察冰的生长行为。
2014-05-06 cond-mat.mtrl-sci
Second Harmonic Generation in Chemical Vapor Deposition Synthesized CuS Crystals
本研究通过化学气相沉积合成了厚度低至14纳米的超薄CuS晶体，并发现其因晶格缺陷而产生意外的二次谐波，展示了其在非线性光学领域的应用潜力。
2023-05-15 cond-mat.mtrl-sci
The influence of residual oxidizing impurities on the synthesis of graphene by atmospheric pressure chemical vapor deposition
采用常压化学气相沉积法，在无抽气装置的条件下，在铜衬底上生长石墨烯。重点放在石墨烯合成和冷却过程中氢气存在的必要性。在生长步骤期间不存在氢或以缓慢速率冷却的情况下，在铜催化剂上获得主要由氧化碳和无定形碳组成的弱碳覆盖。氧化源于反应器气氛中不可避免地出现的残留氧化杂质。只有在生长步骤期间允许氢气进入时，才能在无真空炉内生长具有可观覆盖率的石墨烯。在形成之后，一旦通过快速冷却或氢气流将暴露在高温下的时间最小化，则保护其免受残余氧化污染物的破坏性影响。在这些条件下，实现了具有高结构质量的微米级六边形石墨烯畴。
2013-06-15 cond-mat.mtrl-sci
45-degree rotated epitaxial nucleation of diamond on silicon using chemical vapor deposition
45-利用化学气相沉积和通过电子发射的成核增强，观察到在硅衬底的（001）和{111}平面上的度旋转外延金刚石成核。金刚石和Si之间的外延关系在两种情况下都是D（001）//Si（001）和D<100>//Si<110>。虽然金刚石在Si（001）上成核的情况可以用Verwoerd的模型来解释，但另一种情况还没有理论模型。用扫描电子显微镜和拉曼光谱对金刚石进行了表征。低温和低CH_4浓度的适当组合导致低成核速率，这可能有利于45 °旋转外延而不是平行注册。这一观察结果揭示了金刚石在Si衬底上的外延生长机理，对金刚石单晶外延薄膜的参数控制具有重要意义。
1997-08-17 cond-mat.mtrl-sci
Measurements of Ice Crystal Growth Rates in Air at -5C and -10C
我们目前的实验研究冰晶的生长从水蒸气在空气中使用自由落体对流室。我们在-5 ℃和-10 ℃的温度下测量了生长速率，作为在接近一巴的气压下过饱和度的函数。我们将我们的数据与基于元胞自动机的扩散限制生长的数值模型进行比较，以提取不同温度和过饱和度下的表面生长参数。从这些调查，我们希望更好地了解表面分子动力学，决定晶体生长速率和形态。
2009-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Molecular Dynamics Simulation of Chemical Vapor Deposition of Amorphous Carbon: Dependence on H/C Ratio of Source Gas
采用分子动力学模拟，研究了石墨和金刚石表面化学气相沉积无定形碳的过程。特别地，我们研究了源H/C比（源气体中氢原子的数目与碳原子的数目的比率）对沉积过程的影响。在本模拟中，测试了以下两种源气体条件：一种是源气体作为孤立的碳原子和氢原子注入，另一种是源气体作为烃分子注入。在前一种条件下，我们发现随着源H/C比的增加，碳原子的沉积速率呈指数下降。沉积速率随源H/C比的增加呈指数下降，这与实验数据一致。然而，在后一种分子源条件下，由于源气体中的烃类所特有的化学反应，沉积速率并没有呈指数下降。
2010-09-08 cond-mat.mtrl-sci
One pot chemical vapor deposition of high optical quality large area monolayer Janus transition metal dichalcogenides
我们报告了一锅化学气相沉积（CVD）生长的大面积Janus SeMoS单层，与不对称的顶部（Se）和底部（S）硫族元素原子平面相对于中心过渡金属（Mo）原子。这些二维半导体单层的形成发生在热力学平衡驱动的交换的初始生长的MoSe 2单晶的底部Se原子的金箔上的S原子。生长过程的特征在于通过互补的实验技术，包括拉曼光谱和X-射线光电子能谱学和第一原理计算的生长机制是合理的。通过光学和磁光测量证明了合成Janus单层的显着高的光学质量，其揭示了强的激子-声子耦合，并能够获得-3.3的激子g因子。
2022-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Direct dry transfer of chemical vapor deposition graphene to polymeric substrates
我们证明了大面积化学气相沉积石墨烯的直接干转移到几种聚合物（低密度聚乙烯，高密度聚乙烯，聚苯乙烯，聚乳酸和聚（偏氟乙烯-共-三氟乙烯）通过只有适度的热量和压力，和后来的原始石墨烯基板的机械剥离。通过对不同实验条件下石墨烯-聚合物相互作用、流变学测试和石墨烯转移的模拟，表明控制石墨烯-聚合物界面是控制石墨烯转移的关键。拉曼光谱和光学显微镜用于鉴定和量化转移到聚合物基底的石墨烯。结果表明，石墨烯转移到聚合物中的量，从无石墨烯转移到完全石墨烯转移，可以通过微调转移条件来实现。作为直接干转移技术的结果，石墨烯-聚合物粘附性比石墨烯对Si/SiO2晶片的粘附性更强。
2014-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Chemical Vapor Deposition Growth of Graphene using Other Hydrocarbon Sources
石墨烯因其独特的性质和广泛的应用前景吸引了众多的研究兴趣。来自气态烃源的化学气相沉积（CVD）已经显示出大规模石墨烯生长的巨大前景。然而，这种生长需要高生长温度，通常为1000°C。在这里，我们展示了一种改进的CVD路线，采用固体和液体烃原料，在低温下在铜箔上生长石墨烯。对于固体PMMA和聚苯乙烯前体，在低至400°C的生长温度下合成厘米级单层石墨烯膜。当使用苯作为烃源时，在低至300°C的生长温度下获得具有优异质量的单层石墨烯薄片。从第一性原理计算可以定性地理解成功的低温生长。我们的工作可能为经济方便的石墨烯生长铺平道路。
2011-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Chemical vapor deposition of carbon nanotubes on monolayer graphene substrates: reduced etching via suppressed catalytic hydrogenation using C2H4
在大多数设想的应用中，充分利用石墨烯-碳纳米管（CNT）结构需要在CNT生长步骤期间保持石墨烯层的完整性。在这项工作中，我们展示了一种控制CNT在石墨烯衬底上生长的方法，其中源烃分解和碳饱和到催化剂纳米颗粒中并从催化剂纳米颗粒沉淀之间的反应平衡向CNT生长而不是石墨烯消耗转移。通过利用C2 H4原料，我们证明了这种气体允许的低温生长抑制了不期望的催化氢化，并显著减少了石墨烯层的蚀刻，以显示具有连续的、未损坏的结构的石墨烯-CNT混合物。
2013-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Chemical Vapor Deposition of Epitaxial Chromium Nitride Thin Films
Uppsala University（乌普萨拉大学）；AB Sandvik Coromant（桑维克科拉曼特有限公司）
本研究通过热CVD法成功制备了无碳无氯的取向CrN薄膜，其导电性能与PVD法相当，为缺陷工程和合金化提供了新途径。
2026-03-04 cond-mat.mtrl-sci
An atomic force microscopy and optical microscopy study of various shaped void formation and reduction in 3C-SiC films grown on Si using chemical vapor deposition
用光学显微镜和原子力显微镜研究了Si衬底上外延3C-SiC薄膜中各种形状不规则的空洞以及规则的三角形和正方形空洞的形成。在电阻加热化学气相沉积反应器中，用六甲基二硅烷在Si（001）和（111）衬底上异质外延生长了3C-SiC薄膜。已清楚地观察到的Si衬底的取向在确定的空隙的形状的影响。此外，生长周期和生长温度被认为是控制空洞尺寸、密度和形状的主要参数。通常，空隙沿{111}面刻面，但取决于生长条件，也观察到具有较高表面能的其它刻面。最后，通过适当的生长技术，空隙的尺寸和密度显著减小。
2019-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Elastic Properties of Chemical-Vapor-Deposited Monolayer MoS2, WS2, and Their Bilayer Heterostructures
材料的弹性性能是其在应用中集成的重要因素。化学气相沉积（CVD）单层半导体被提议作为工业规模的柔性器件和2D范德华异质结构的构建块中的关键部件。然而，它们的机械和弹性性能尚未完全表征。在这里，我们报告了CVD单层MoS2和WS2的高2D弹性模量（~170 N/m），其非常接近剥离的MoS2单层的值，并且几乎是最强材料石墨烯的值的一半。它们的双层异质结构的二维模量低于每层的二维模量之和，但与相应的双层同质结构相当，这意味着异质单层之间的相互作用与同质单层之间的相互作用相似。这些结果不仅提供了深刻的见解，以了解层间相互作用的二维范德华结构，但也可能允许工程的弹性性能所需的。
2014-07-10 cond-mat.mtrl-sci
Graphene synthesis by chemical vapor deposition and transfer by a roll-to-roll process
我们通过化学气相沉积（CVD）在Ni箔上合成了厘米级单层到多层石墨烯（FLG）薄膜。我们证明了沉淀机制可能不是在Ni系统中通过CVD形成石墨烯的唯一重要机制，并且控制CVD过程中的冷却速率可能不是控制石墨烯膜厚度的适当方式。此外，我们是第一个展示厘米级FLG从镍箔转移到透明的柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯基板通过一个有效的卷到卷的过程。与刚性基底相比，在柔性Ni箔上合成石墨烯需要使用卷对卷转移工艺。
2010-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Laser Annealing for Radiatively Broadened MoSe2 grown by Chemical Vapor Deposition
我们报告的激光退火程序，大大提高了质量的化学气相沉积（CVD）生长的MoSe 2的悬浮单层。用绿色激光进行退火，将悬浮的薄片局部加热到约600 K，这既去除了污染物又降低了应变梯度。在4 K，我们观察到的线宽为3.5毫电子伏（1.6nm）的半峰全宽（FWHM）的光致发光（PL）和反射。还观察到高达47%的大峰值反射率。这些值与最高质量的六方氮化硼（hBN）封装样品的值相当。我们证明，这种激光退火过程可以产生高度空间均匀的样品，与均匀性的长度尺度主要由悬浮区域的大小限制。退火区域非常稳定，在低温下超过24小时表现出可忽略的劣化。退火方法也是非常可重复的，在每个测试点（> 40）上的样品质量都有实质性的改善。
2018-04-21 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis and optical properties of large-scale single-crystalline two-dimensional semiconductor WS2 monolayer from chemical vapor deposition
二维过渡金属二硫属化合物，特别是MoS 2和WS 2，由于其丰富的物理性质和潜在的应用前景，近年来受到了广泛的关注。与石墨烯相比，MS 2（M = Mo/W）单分子膜在可见光范围内具有天然的直接能隙。这预示着MS 2在光电子领域的广阔前景。为了开发MS 2的性能和进一步开发更多的应用，迫切需要通过简单的方法制备大规模的MS 2单晶。在这里，我们报告的合成大规模的WS 2单层的三角形单晶的化学气相沉积过程和系统的光学研究，这样的WS 2单层。高的光发射率和谷选择性圆二色性的观察实验证明了WS 2单分子膜的高光学质量。这项工作为制造大规模单晶2D半导体和研究其基础铺平了道路。这对开发WS 2在未来光电子领域的巨大潜力具有重要意义。
2013-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the surface energy of fluorinated diamond-like carbon coatings via plasma immersion ion implantation plasma-enhanced chemical vapor deposition with 1,1,1,2-tetrafluoroethane
本文提出利用PIII-PECVD和1,1,1,2-四氟乙烷制备氟掺杂类金刚石碳涂层，实现氟含量高达40%，并证实氟掺入可降低表面能，适用于生物医学和抗污损表面。
2025-05-02 cond-mat.mtrl-sci
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
Ge incorporation inside 4H-SiC during Homoepitaxial growth by chemical vapor deposition
在这项工作中，我们报告的GeH 4气体的添加过程中同质外延生长的4 H-SiC的化学气相沉积。Ge的引入虽然伴随着Ge液滴在表面的聚集，但对表面形貌和缺陷密度没有显著影响。4 H-SiC基体中Ge的掺入量在1017 ~ 1018at.cm-3之间，主要受生长温度和GeH 4流量的影响。其他生长参数，如C/Si比，极性，或偏离取向没有表现出任何显着的影响。另一方面，添加GeH 4导致有意的n型掺杂水平增加2至5倍，这取决于气相中的C/Si比。
2014-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Optical spectroscopy of excitons in ReS2 monolayers grown by chemical vapor deposition
本研究通过化学气相沉积生长ReS2单层，利用多种光谱技术表征了其激子特性，观察到多个声子模式及位于1.2620 eV和1.4660 eV的激子跃迁，揭示了铼5d轨道在带间跃迁中的作用。
2024-04-20 cond-mat.mtrl-sci
The effect of Fe and Ni catalysts on the growth of multiwalled carbon nanotubes using chemical vapor deposition
研究了Fe和Ni催化剂对常压化学气相沉积法（APCVD）合成碳纳米管（CNTs）的影响。场发射扫描电子显微镜（FESEM）分析表明，样品通过尖端生长机制生长。高分辨透射电子显微镜（HRTEM）测量显示，多壁碳纳米管（MWCNTs）与竹结构的Ni催化剂，而铁填充的直管与Fe催化剂得到。X射线衍射（XRD）图谱表明，纳米管是石墨的性质，并有没有在这两种情况下的碳化物相的痕迹。低频拉曼分析的竹状和填充的碳纳米管证实了径向呼吸模式（RBM）的存在。高频拉曼光谱分析表明，Fe催化剂合成的碳纳米管的石墨化程度高于Ni催化剂。提出了简单的竹状和管状催化剂填充纳米管的生长模型。
2019-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Chemically driven isothermal closed space vapor transport of MoO$_2$: thin films, flakes and in-situ tellurization
一种新的程序，在一个封闭的空间气相传输（CSVT）配置的基础上，已被设计为生长薄膜或薄片的纯MoO2在还原性气氛中，在相对较低的温度和使用MoO3作为源。与传统的CSVT技术相比，在所提出的方法中，不需要温度梯度的生长发生，这是通过一个中间的挥发性运输物种，在复杂的还原反应中产生的MoO3。这种简单方法的附加值是将MoO2转化为MoTe2的可能性，MoTe2是过渡金属二硫族化物家族中最有趣的成员之一。这是在一个连续的过程中实现的，该过程包括在两个连续的步骤中生长Mo氧化物及其（原位）碲化。
2019-09-18 cond-mat.mtrl-sci
Grain Boundaries in Chemical Vapor Deposited Atomically Thin Hexagonal Boron Nitride
用于技术应用的大面积二维（2D）材料现在可以通过化学气相沉积（CVD）来生产。不幸的是，由于具有不同结晶取向的晶粒的聚结而普遍引入晶界（GB）。众所周知，材料的性能在很大程度上取决于GB结构。本文利用透射电子显微镜对CVD生长的h-BN多晶单层膜中的GB结构进行了系统的研究。有趣的是，这些GB中的大多数都是通过相邻晶粒之间的重叠形成的，这与在其他2D材料中通常观察到的共价键合的GB不同。进一步的密度泛函理论（DFT）计算表明，氢在重叠GB的形成中起着至关重要的作用。本工作对CVD生长h-BN薄膜中晶界的微观结构和形成机制有了深入的了解，对大面积单晶h-BN和其他二维材料的精确控制合成具有指导意义。
2018-11-19 cond-mat.mtrl-sci
High-Yield Proximity-Induced Chemical Vapor Deposition of Graphene Over Millimeter-Sized Hexagonal Boron Nitride
我们提出了一种在六方氮化硼（h-BN）晶体上通过化学气相沉积石墨烯的无转移制备方法，该方法通过催化邻近效应，即通过Cu催化剂附近活化。我们证明了完全覆盖由单层石墨烯的半毫米大小的六方氮化硼晶体剥离在铜箔上生长之前。我们证明了铜催化剂的接近确保了高收率，生长速率估计在2μm/min至5μm/min之间。光学显微镜和电子显微镜以及共焦显微拉曼映射证实，石墨烯覆盖了h-BN晶体的顶表面，我们认为这是从支撑催化铜衬底的横向生长。原位生长的石墨烯的结构和电子输运表征呈现出约20，000 cm 2/（V.s）的电子迁移率。与通过将类似的CVD石墨烯手动转移到h-BN上获得的石墨烯/h-BN堆叠体的比较证实了自组装结构所达到的更好的中性。
2017-01-21 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
Topological insulator Bi2Te3 films synthesized by metal organic chemical vapor deposition
拓扑绝缘体（TI）材料例如Bi 2 Te 3和Bi 2Se 3最近吸引了强烈的兴趣。大规模、高质量的TI薄膜对于开发TI基器件应用是重要的。本文采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）方法在GaAs（001）衬底上制备了Bi 2 Te 3薄膜，并通过X射线衍射（XRD）、拉曼光谱、角分辨光电子能谱（ARPES）和电子输运测量等方法对薄膜的结构和电子性质进行了研究。ARPES测量的电子能带结构清晰地揭示了具有单一Dirac锥的特征拓扑表面态（SS），证实了MOCVD Bi 2 Te 3薄膜的TI性质.电阻率和霍尔效应测量表明，体载流子迁移率相对较高，在300 K时约为350 cm^2/Vs，在15 K时约为7，400 cm^2/Vs。我们还测量了薄膜的塞贝克系数。我们的示范高品质的拓扑绝缘体薄膜生长的一个简单的和可扩展的方法是利益的基础研究和实际应用的热电和TI材料。
2012-08-20 cond-mat.mtrl-sci
On the Equilibrium Shape of an Ice Crystal
我们研究了一个孤立的，无位错的冰晶的形状时，它是在一个等温的封闭环境中的汽相平衡，作为温度的函数。从我们的分析中我们得出以下结论：1）冰晶的平衡形状还没有确定的测量; 2）表面能各向异性在小面角附近可能是尖点状的，尖点的大小可以从晶体生长测量中估计; 3）平衡形状可能是近似球形的，只有小面区域; 4）达到平衡所需的时间可能非常长，除非在特殊情况下;和5）当与附着动力学的作用相比时，表面能效应可能在冰晶生长动力学中起相对较小的作用。
2012-05-07 cond-mat.mtrl-sci
On the Formation of Thin Ice Crystal Plates: A New Type of Morphological Instability in Diffusion-Limited Growth
我们提出了一种新的形态不稳定性，在扩散限制生长的小面晶体从气相，可以解释形成的薄冰板在温度接近-15 ℃。当小平面生长的附着动力学强烈依赖于小平面表面的形态时，出现不稳定性。特别是，我们提出的冷凝系数的增长冰棱镜刻面的宽度时，刻面接近原子尺寸显着增加。这个模型调和了冰晶生长的几个相互矛盾的测量，并为未来的生长实验做出了额外的预测。其他刻面晶体材料可表现出类似的形态不稳定性，其促进薄板状或针状晶体结构的扩散限制生长。
2003-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Chemical Vapor Deposition Growth and Characterization of ReSe2
University of Arkansas（阿肯色大学）
本研究通过化学气相沉积法制备ReSe2二维薄膜，并通过多种光谱技术表征其结构与性质，确定了其带隙特性。
2026-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Low Resistivity and High Breakdown Current Density of 10-nm Diameter van der Waals TaSe3 Nanowires by Chemical Vapor Deposition
金属TaSe 3的半导体尺度单晶纳米线，形成-Ta-Se 3-Ta-Se 3-堆叠的材料，通过管状范德华（vdW）间隙彼此分离，已经使用化学气相沉积（CVD）在SiO2/Si衬底上合成，在与半导体工业要求兼容的工艺中。发现它们的电阻率不受从本体缩小到宽度和高度小至7 nm的影响，与相同尺寸的铜的电阻率形成鲜明对比。虽然TaSe 3的体电阻率显著高于体铜的体电阻率，但在纳米尺度下，TaSe 3线变得与类似尺寸的铜线竞争。此外，我们发现，VDW TaSe 3纳米线维持电流密度超过108 A/cm 2，并具有两倍的铜的电迁移能垒。结果突出了准一维过渡金属三硫属化物的电子互连应用的前景和范德华材料的缩小规模的电子产品的潜力。
2019-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Chemical Vapor Deposition Growth of Monolayer WSe2 with Tunable Device Characteristics and Growth Mechanism Study
过渡金属二硫属化合物（TMDCs）半导体材料由于其独特的电学、光学和力学性能，近年来引起了人们的广泛关注。在大量的TMDC中，二硒化钨（WSe 2）单层是特别感兴趣的，因为它具有直接的带隙和可调的电荷传输行为，这使得它适合于各种电子和光电应用。直接合成单层大畴WSe 2及其生长机理的研究是实现WSe 2应用的重要步骤。在这里，我们报告系统的研究环境压力化学气相沉积（CVD）生长单层和几层WSe 2薄片直接在二氧化硅衬底上。使用光学显微镜、原子力显微镜、拉曼光谱和光致发光光谱对WSe2薄片进行了表征。我们研究了生长参数，重点是生长温度和持续时间，影响的大小，层数，和形状的生长WSe2薄片。我们还表明，CVD生长的单层WSe 2，类似于机械剥离的样品的传输特性，可以调整到p型或双极性的电行为，这取决于金属接触的类型。这些结果加深了我们对WSe_2气相生长机理的理解，对这些CVD生长单层材料在电子学和光电子学中的应用有一定的参考价值。
2015-05-18 cond-mat.mtrl-sci
