Exploring nanoscale metallic multilayer Ta/Cu films: Structure and some insights on deformation and strengthening mechanisms
本研究通过磁控溅射制备周期6-80 nm的Ta/Cu纳米多层膜，结合压痕、TEM和rCLS模型揭示其塑性变形主要集中于软Cu层，位错难以穿越非共格界面。
2025-08-26 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
Skyrmions at room temperature : From magnetic thin films to magnetic multilayers
面对不断增长的数据存储需求，很可能需要一种新的模式。磁性Skyrmions有望解决这个问题，因为它们可以说是自然界中磁性薄膜中最小的自旋纹理。我们设计了钴基多层薄膜，其中钴层夹在两种重金属之间，提供添加剂界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，在Ir/Co/Pt多层膜的情况下达到约2 mJ/m2。使用磁化敏感的扫描X射线透射显微镜技术，我们成像磁泡状域在这些多层膜。通过对它们在磁场中行为的研究，我们得出结论：它们实际上是由Dzyaloshinsskii-Moriya相互作用稳定的磁性skyrmion。这种在室温下在技术相关材料中发现的稳定skyrmions为不久的将来的设备应用开辟了道路。
2015-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Direct measurement of giant electrocaloric effect in BaTiO3 multilayer thick film structure beyond theoretical prediction
采用直接测量和理论计算相结合的方法研究了BaTiO 3多层厚膜结构的电热效应。样品采用流延法制备，平均厚度为1.4μm，共180层介质层。根据极化-温度曲线进行热力学计算，在176 kV/cm电场下，80 ° \circC的最大热吸附量为0.32 J/g。通过差示扫描量热仪直接测量，在相同的电场下，在80 μ \circC下的电热效应高得多，为0.91 J/g。这种差异可能是由于电场作用下电极化的强度和晶格弹性能的变化趋势不同所致。
2010-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Structural Changes and Ferroelectric Properties of BiFeO<sub>3</sub>-PbTiO<sub>3</sub> Thin Films Grown via a Chemical Multilayer Deposition Method
采用化学溶液沉积法在Pt/Si衬底上制备了（1-x）BiFeO<sub>3</sub>-xPbTiO<sub>3</sub>（BF-xPT）薄膜（x ~ 0.60）。这些多层沉积的前体膜在氮气中在700°C下退火时显示出纯钙钛矿相形成。与BF：PT：：40：60的总摩尔组成的平衡四元结构相反，我们发现MA型的单斜结构的BF-xPT相。<sub></sub>压电力显微镜证实了铁电开关的薄膜，并揭示了不同的正常和横向域分布的样品。室温电性能测试表明，铁电材料具有良好的电滞回线，其回复极化强度Pr高达18 μC/cm<sup>2</sup>，漏电流低至10<sup>- 7A</sup>/cm<sup>2</sup>。
2010-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Grain Boundary Driven Plateau-Rayleigh Instability in Multilayer Nanocrystalline Thin Film: A Phase-field Study
纳米晶多层薄膜的热稳定性是非常重要的，因为应用通常涉及高温。在这里，我们报告的层不稳定现象，在二元多晶薄膜在较高的温度下从晶界迁移启动使用相场模拟。层的厚度，双层间距和晶界的存在下，层的稳定性也随着各相的晶界流动性的影响进行了研究。层的不稳定性在多晶薄膜中示出产生的晶界开槽，这起源于自发地从晶界的存在。结果表明，由微分曲率产生的扰动的增长遵循Plateau-Rayleigh不稳定性判据。层厚度的增加、较低的双层厚度以及较低的晶界迁移率提高了层稳定性。相场模拟显示了类似的微观结构的演变，已经观察到在我们的锆（Zr）/氮化锆（ZrN）系统的实验。在这项工作中进行的详细分析，以了解层不稳定性的机制，使我们预测的措施，这将提高多层纳米薄膜的热稳定性。
2016-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Highly Uniform 300 mm Wafer-Scale Deposition of Single and Multilayered Chemically Derived Graphene Thin Films
报道了在300 mm SiO2/Si晶片上沉积原子级薄、高度均匀的化学衍生石墨烯（CDG）薄膜的方法。我们证明了非常薄的薄膜可以被剥离，形成均匀的膜，而不是可以自立或转移到任何基板上。使用拉曼光谱和原子力显微镜（AFM）的高度分布的厚度的详细地图显示，膜厚度是非常均匀和高度可控的，范围从1-2层到30层。在使用各种方法还原之后，CDG膜是透明的并且与FET器件电活性，从而在约70%透明度下产生约15 cm 2/Vs的异常高的迁移率和约lk欧姆/平方的薄层电阻。
2009-12-10 cond-mat.mtrl-sci
Static and dynamic properties of ferroelectric thin film multilayers
发展了铁电薄膜多层膜的热力学理论。自由能函数使用多层模型写下，其中一种铁电材料的c-畴层与第二铁电材料的a-畴层交替。我们假设界面是完全尖锐的，并且在这些边界处的极化为零。考虑到由于薄膜中的应力和去极化场的自由能系数的重正化，以及极化梯度系数的重正化。平衡非均匀极化温度和它的厚度依赖性确定从Euler-Lagrange方程的自由能泛函的最小化所产生的解决方案。结果表明，存在厚度诱导铁电相变，其相变温度和临界层厚度依赖于畴取向。通过自由能量密度和层厚系数计算并表示了“a/c”、“c/c”和“a/a”畴多层的判据。计算的多层膜的磁化率发散的厚度诱导铁电相的转变温度。这种分歧被证明是在一些多层膜中观察到的巨介电响应的起源。该理论对最近在PbTiO $_{3}$ -Pb $_{1-x}$ La $_{x}$ TiO $_{3}$（$x=0.28$）多层膜中观察到的巨磁化率的温度依赖性给出了很好的拟合。
2000-04-15 cond-mat.mtrl-sci
Phase Transitions of Chiral Spin Textures via Dipolar Coupling in Multilayered Films with Interfacial DMI
在正确的条件下，Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interactions）可以导致拓扑保护的自旋纹理，如skyrmions。自旋为基础的计算和存储器技术的应用是有前途的，需要详细考虑的作用的内在能量稳定的各种纹理观察到目前为止。在这里，我们的实验研究的偶极能量从层间耦合的rexonspin纹理发现在室温下的[ Pt \ Co \ Ir ] $_{\times N}$的界面多层膜的效果。通过增加层的重复次数N来修改总偶极能量，这导致不同相的手征磁织构。我们使用的相变，以估计的能量存在于dielectric薄膜D = 2.1 $\pm$ 0.1 mJ m $^{-2}$。与传统的垂直磁各向异性薄膜不同，这些多层膜具有有限的介电常数，表现出孤立的hedgehog skyrmion气泡以及具有摆线纯手性Néel壁的亚100 nm迷宫域，其依赖于介电常数以及总偶极能量。
2016-11-01 cond-mat.mtrl-sci
High frequency magnetic behavior through the magnetoimpedance effect in CoFeB/(Ta, Ag, Cu) multilayered ferromagnetic thin films
通过对磁控溅射CoFeB/（Ta，Ag，Cu）多层薄膜磁阻抗效应的研究，研究了CoFeB/（Ta，Ag，Cu）多层薄膜的磁化动力学。阻抗测量进行了分析，在负责他们的变化在不同的频率间隔和多层膜的磁性和结构特性的机制。根据频率和外部磁场的磁阻抗的机制的分析表明，对于CoFeB/Cu多层膜，铁磁共振（FMR）有助于显着的磁阻抗效应的频率接近470 MHz。当与CoFeB/Ta和CoFeB/Ag多层膜所获得的结果相比时，该频率较低，并且是该样品中的各向异性分布和不形成规则双层的结果。根据所使用的非磁性金属，MImax值出现在不同的频率下。在CoFeB/Ta和CoFeB/Ag的情况下，局部频带的变化在25%和30%之间，在CoFeB/Cu的情况下，频率范围很宽。
2011-07-01 cond-mat.mtrl-sci
High electrical conduction of Sb square net in anti-ThCr$_2$Si$_2$ type La$_2$O$_2$Sb thin film grown by multilayer solid-phase epitaxy
迄今为止，具有Sb方形网的反ThCr $_2$ Si $_2$型$RE_2$ O $_2$ Sb（$RE$ =稀土）显示出绝缘导电性。本文首次报道了采用多层固相外延法合成La $_2$ O $_2$ Sb外延薄膜。从X射线光电子能谱测量中估计Sb的价态约为-2，并且观察到0.17eV的间接带隙。La $_2$ O $_2$ Sb外延薄膜显示出作为窄禁带半导体的出乎意料的高导电性，其在室温下的电阻率比La $_2$ O $_2$ Sb块状多晶的电阻率低约一万倍，这归因于可能由于抑制Sb二聚而增加的载流子迁移率。
2021-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Reverse depth profiling of electrodeposited Co/Cu multilayers by SNMS
电沉积制备的多层薄膜的整体质量受到表面和界面粗糙度的强烈影响，该粗糙度随着层数的增加而增加。正因为如此，前几层的可靠分析可能是必要的。然而，在基于溅射技术的深度剖析方法中，第一层总是在溅射坑的底部发现。由于在溅射过程中深度分辨率降低，因此前几层的分析是困难的。为了解决这个问题，我们使用反向二次中性质谱（SNMS）深度剖析方法的电沉积多层膜。我们用两种方法制备了薄膜样品。首先，在Si/Cr/Cu衬底上电沉积Co/Cu多层膜，并从最上层方向进行SNMS深度剖析。其次，电沉积的Co/Cu多层堆叠被涂覆有几微米厚的Ni层，并从Si衬底分离，以便从衬底侧研究膜结构。使用后一种方法，我们能够以高分辨率分析薄膜结构的第一层，可能是最均匀的层。
2009-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Conversion of multilayer graphene into continuous ultrathin sp3-bonded carbon films on metal surfaces
通过第一性原理计算表明，多层石墨烯在金属表面上转化为sp^3键合的碳膜（通过氢化或氢化顶部石墨烯层的外表面）。这种转换的主要驱动力是碳的sp^3轨道和金属表面的dz^2轨道之间的杂化。碳层中的诱导电子能隙态被限制在金属表面的0.5 nm内的区域中。转化是否发生取决于氢化（氟化）C原子的分数和堆叠的石墨烯层的数量。在对反磁性金属上sp^3碳膜的Eliashberg光谱函数的分析中，金属-sp^3碳的强共价键诱导了软声子模，而软声子模主要促成了大的电子-声子耦合，这表明声子介导的超导性是可能的。我们的研究结果为在金属表面上实现大面积碳膜的实验提供了一条途径。
2013-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Quasi-Freestanding Multilayer Graphene Films on the Carbon Face of SiC
利用高分辨角分辨光电子能谱研究了生长在SiC碳表面上的石墨烯和掺杂石墨烯的电子能带结构，观察到相邻层之间的旋转和AB-堆叠。将准独立AB-双层的能带结构与在SiC的Si面上生长的双层石墨烯直接比较，以研究衬底对外延石墨烯的电子性质的影响。我们的研究结果表明，从电子的角度来看，由于石墨烯层之间的旋转，C面膜几乎是独立的。
2011-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Multilayer Thin-Film Flake Dispersion Gel for Surface-Enhanced Raman Spectroscopy
银纳米棒阵列/银纳米棒/镜面结构的多层薄膜是众所周知的高灵敏度表面增强拉曼散射（SERS）基底，其通过光的干涉增强拉曼散射截面。然而，使用这些固体基质直接从人类皮肤提取生物标志物是困难的。为了克服这个问题，我们提出了一种多层薄膜薄片分散凝胶离心混合的多层薄膜和羟乙基纤维素（HEC）凝胶。采用动态倾斜角沉积技术，通过连续双沉积制备多层薄膜。对混合过程进行了优化，以获得约10 μm的薄片，从而可以保持多层膜的光学特性，并且不会对人体产生不良影响。用4，4 ′-联吡啶（BPY）测试了片状分散凝胶的表面增强拉曼光谱（SERS）特征。BPY分子在几秒钟内扩散通过高度多孔的凝胶，产生显著的SERS信号。多层膜薄片分散凝胶显示SERS信号比没有多层膜结构的凝胶分散的Ag纳米棒阵列好约20倍。这些SERS活性薄片分散凝胶可直接用于皮肤表面，从汗液中收集体液，用于生物标志物传感。
2020-06-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Frustration Driven Stripe Domain Formation in Co/Pt Multilayer Films
我们报告的一个不寻常的磁化反转行为在Co/Pt多层膜的一阶反转曲线突出的主要回路外的微观机制。透射X射线显微镜揭示了一个破碎的条纹域地形时，磁场被逆转之前饱和，在相反的互连图案时，从饱和状态逆转。不同的域成核和传播行为是由于来自先前场扫描的未湮灭域。这些残留的域有助于随机偶极场，其阻碍随后的域生长并防止域像互连图案那样紧密地生长在一起。
2009-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Roughness-induced domain structure in perpendicular Co/Ni multilayers
我们研究了在不同厚度的Cu种子层上生长的Co/Ni薄膜的粗糙度、剩磁和矫顽力之间的相关性。增加Ta/Cu/8 x [Co/Ni]薄膜的Cu种子层厚度会增加薄膜的粗糙度。面内磁化循环表明，剩磁和矫顽力都随着种子层粗糙度的增加而增加。极化克尔显微镜和磁力显微镜显示，畴密度也增加与粗糙度。对具有周期性调制表面的结构进行的有限元微磁模拟提供了进一步的见解。他们证实了畴密度和粗糙度之间的联系，并确定了畴壁的微观结构作为粗糙薄膜中剩磁增加的来源。模拟预测，畴壁的字符变化从布洛赫类在光滑的薄膜Néel类粗糙的薄膜。
2017-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Element-selective tracking ultrafast demagnetization process in Co/Pt multilayer thin films by the resonant magneto-optical Kerr effect
利用X射线自由电子激光在Pt~N ${}_{6,7}$和Co~M ${}_{2,3}$边缘的共振极性磁光克尔效应测量，研究了铁磁Co/Pt薄膜的光致动力学，证明了垂直磁各向异性的元素特异性.结果表明，光致退磁时间尺度$τ_\textrm{demag.}^\textrm{Co}=80\pm60~\textrm{fs}$和$τ_\textrm{demag.}^\textrm{Pt}=640\pm140~\textrm{fs}$具有明显的元素依赖性。这种依赖性被解释由Pt原子的感应力矩由电流从Co层通过接口。观察到的Co和Pt的磁化动力学可以归因于光致Co/Pt薄膜现象的特征，包括全光开关。
2019-10-03 cond-mat.mtrl-sci
Phenomenological theory of magnetic anisotropy in thin films and multilayers
在唯象方法中，纳米结构中的感生单轴各向异性的密度K（r）被视为磁化强度M（r）的附加物理场。K（r）的平衡分布是在表面和内部相互作用的影响下形成的。计算了两个磁隔离层之间的磁性层的函数K（r）和M（r）。它示出，从平面内的磁化相的垂直相位的过渡连续发生通过一个中间相，这是不均匀的整个层厚度。该理论解释了实验观察到的有效各向异性的厚度依赖性，并给出了一种方法，从实验数据中获得的理论的特征参数的值。结果表明，分离的诱导各向异性的体积和表面的贡献是有效的，只有厚膜。
2001-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties of Co/Cu/Py antidot films
研究了在纳米多孔氧化铝膜上制备的不同孔径的有序纳米Co/Cu/Py多层反点膜的磁性。通过使用由Cu薄层分离的Co和Py膜，并调整NAMS的孔径，我们能够发挥膜的磁化率，并观察阶梯磁化曲线，作为Co和Py膜的不同磁化率的结果。多层反量子点的磁性能进行了测量，并与Cu/Py反量子点的结果进行了比较。通过微磁模拟研究了在每个单独的层和多层中发生的磁化反转过程。
2014-06-27 cond-mat.mtrl-sci
Hybrid Skyrmions in Magnetic Multilayer Thin Films are Half-Integer Hopfions
该研究证明多层磁性薄膜中的混合斯格明子可描述为半整数霍普夫子，其三维畴壁螺旋性扭转形成霍普夫纤维化纽结结构，从而解释了其在环境条件下的优异稳定性，并建立了表面畴壁螺旋性与拓扑荷之间的直接联系。
2024-07-26 cond-mat.mtrl-sci
Absence of Morphotropic Phase Boundary Effects in BiFeO3-PbTiO3 Thin Films Grown via a Chemical Multilayer Deposition Method
在这里，我们报告的不寻常的行为所示的（BiFeO 3）1-x-（PbTiO 3）x（BF-xPT）薄膜制备使用多层沉积方法通过化学溶液沉积法。通过改变BF或PT层厚度，通过沉积几个BF和PT前体的双层来制备各种组成的薄膜样品。X射线衍射显示，所有组合物的最终样品显示两种化合物的混合，产生单相混合物，也通过透射电子显微镜证实。与体相平衡组成相反，我们的样品显示出单斜（MA型）结构，表明在体相中观察到的x = 0.30左右的准同型相界（MPB）消失。正如铁电测量所示，这伴随着MPB处剩余极化没有任何增强。磁性测量表明，样品的磁化强度随着BF含量的增加而增加。样品的显著磁化表明BF-xPT中的自旋螺旋的熔化，其由铁原子在膜上的随机分布引起。通过X射线光电子能谱学测量证实了薄膜中没有Fe 2+离子。结果表明，所使用的薄膜加工方法显着改变的结构演变，从平衡相图的预测相反，以及修改的功能特性的BP-xPT系统显着。
2010-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Examples for the improvements in AES Depth Profiling of Multilayer Thin Film Systems by Application of Factor Analysis Data Evaluation
因子分析已被证明是一个强有力的工具，充分利用所测得的AES深度剖析谱的峰形和峰位的化学信息。由于它能够提取独立的化学成分的数量，它们的光谱和它们的深度分布，它的信息量超过了通常的AES深度剖面数据的峰到峰高评估之一。使用具有图形交互式用户界面的现代软件，分析师可以在物理直观的水平上使用因子分析，尽管它基于所有的矩阵代数数学。通过对两个薄膜系统的分析，说明了因子分析法对薄膜AES深度分布的改进。第一种是Pt/Ti金属化作为铁电薄膜的底电极，第二种是多层系统，其中Ti硅化物形成的埋Ti/Si双层已被诱导。这两个例子表明，AES深度分布数据的因子分析评价能够获得化学计量信息，并揭示界面层相，这是很难从传统的峰到峰高数据评价获得的信息。
2015-02-12 cond-mat.mtrl-sci
How to measure the local Dzyaloshinskii Moriya Interaction in Skyrmion Thin Film Multilayers
在$10^6$ A/m量级的电流密度下，MnSi和FeGe薄化单晶中Skyrmion的电流驱动运动可以开始，比磁畴壁的电流密度小5个数量级。将这些结果复制到薄膜中的技术关键步骤迄今尚未成功，但原因尚不清楚。阐明它们需要在几个纳米尺度上分析系统特性，其中关键的Dzyaloshinskii Moriya（DM）相互作用各不相同，并且在接近应用条件下这样做，即在室温下的氧化保护系统。在这项工作的磁力显微镜（MFM）的磁控溅射的Ir/Co/Pt多层膜的研究，我们显示skyrmions比以前观察到的更小，不是圆形对称的，并钉扎到50 nm宽的区域比平均DM相互作用高出75%。这一发现与我们测量的Co层厚度不均匀性的顺序为$\pm$ 1.2原子单层每0.6 nm层相匹配，并表明必须以更高的精度控制层的平坦度，以排除skyrmion钉扎。
2016-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Nernst Effects of [CoSiB/Pt] Multilayer Films
本文报道了在具有垂直磁各向异性的[CoSiB/Pt]多层膜中由温度梯度引起的反常能斯特效应的测量结果。能斯特电压显示出一个特征磁滞，它反映了在异常霍尔效应的情况下的膜的磁化。与局部加热的几何形状，我们还测量的异常能斯特电压的依赖性上的距离d从加热元件。它大致与1/d^1.3成比例，可以从热方程中沿着样品的预期温度梯度来计算。
2013-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layer-by-layer connection for large area single crystal boron nitride multilayer films
针对厚单晶BN薄膜难规模化生长的问题，本研究在不同化学计量相的面心立方Fe-Ni（111）合金上通过化学气相沉积制备大面积多层单晶BN膜，揭示了逐层“先接触先连接”的拼接机制，证实其为Bernal和菱方堆叠相。
2024-04-13 cond-mat.mtrl-sci
Manipulation of the spin helix in FeGe thin films and FeGe/Fe multilayers
不具有结构反转对称性的磁性材料可以表现出Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，其表现为手性磁性基态。这些手征态可以以复杂的方式与由手征态的长度尺度的数量级的有限样本大小提供的施加场和边界条件相互作用。在这里，我们研究外延薄膜的FeGe的厚度接近螺旋基态的螺旋间距，这是约70 nm，通过常规的磁力计和极化中子反射计。我们发现，在FeGe膜的螺旋反转下的应用领域通过变形成螺旋形的形式，与扭曲的螺旋面被迫出膜表面的方式饱和。一个额外的边界条件施加交换耦合铁磁Fe层的FeGe层的界面之一。这迫使FeGe在界面处的自旋指向与Fe相同的方向，防止节点驱逐，并提供一个手柄，通过该手柄可以控制螺旋磁体的反转。
2015-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Quantum States of Neutrons in Magnetic Thin Films
我们从实验和理论上研究了极化中子与磁性薄膜和磁性多层膜的相互作用。特别是，我们分析了在这两种情况下的全外反射的临界边缘的行为。对于一个单一的薄膜，我们已经观察到实验和理论上的一个简单的行为：临界边缘保持固定和强度变化的极化轴和磁化矢量之间的角度在膜内。对于多层膜的情况下，我们发现，自旋向上和自旋向下极化中子的临界边缘向对方移动作为相邻铁磁膜的磁化矢量之间的角度的函数。虽然多层膜和单层厚膜的结果似乎不同，但实际上相同的旋量方法解释了这两种结果。作为铁磁和反铁磁态的叠加的多层膜的临界边缘行为的解释。
2005-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric performance of spin Seebeck effect in Fe3O4/Pt-based thin film heterostructures
本文系统地研究了基于Fe_3O_4/Pt结系统的自旋Seebeck器件的热电性能。我们探讨了两种类型的设备的几何形状：自旋霍尔热电堆和自旋塞贝克多层结构。自旋霍尔热电堆增加了自旋塞贝克效应的灵敏度，而样品内阻的增加对输出功率有不利影响。我们发现，自旋Seebeck多层膜可以克服这一限制，因为多层膜表现出的热电电压的提高和降低的内部电阻的同时，因此导致显着的功率增强。这一结果表明，多层结构是有用的，以提高自旋塞贝克效应的热电性能。
2016-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic hysteresis control in thin film Fe/Si multilayers by incorporation of B4C
本研究通过掺入B4C调控Fe/Si薄膜多层结构的磁滞特性，发现添加B4C可降低矫顽力、调节磁化强度并诱导反铁磁耦合，其机制为B原子占据间隙位置破坏结晶度，为磁器件应用提供了可调谐方案。
2025-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Tunable optical properties of multilayers black phosphorus thin films
黑磷薄膜可能提供有吸引力的替代窄间隙化合物半导体的光电子学跨越中到近红外频率。在这项工作中，我们使用有效低能汉密尔顿内的久保公式计算多层黑磷薄膜的电导率张量。多层黑磷的光吸收光谱随厚度、掺杂和光偏振态的变化而敏感。结合从红外吸收光谱获得的实验光谱，我们还讨论了所观察到的各向异性吸收光谱的带间耦合和无序的作用。
2014-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Elastic Characterization of Transparent and Opaque Films, Multilayers and Acoustic Resonators by Surface Brillouin Scattering: A Review
目前有一个新的兴趣，在实验方法的发展，以实现薄膜，多层膜和声谐振器在GHz的频率范围内工作的弹性特性。本文综述了表面布里渊光散射（surf-BLS）在这方面的潜力，讨论了不同类型结构可能发生的各种情况。特别是，实验方法和信息量，可以获得取决于膜材料的透明度或不透明度，以及膜厚度和光波长之间的比率，进行了讨论。还提供了一个概括的情况下，多层样品，连同展望的能力，最近开发的微聚焦扫描版本的冲浪-BLS技术，这开辟了新的机会，在声学谐振器和人工图案化的超材料，如声子晶体的声场的空间分布的成像。
2019-08-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Role of stress/strain in tailoring the magnetic and transport properties of magnetic thin films and multilayers
本文研究应力/应变对磁性薄膜和多层膜磁各向异性及输运性质的调控作用，通过原位MOSS技术揭示应力与磁各向异性的关系，并提出斜角沉积制备单一材料多层膜的新方法以增强磁各向异性并改善有机自旋阀结构。
2024-04-14 cond-mat.mtrl-sci
Electrical Detection of Self-Assembled Polyelectrolyte Multilayers by a Thin Film Resistor
利用SOI（silicon-on-insulator）薄膜电阻器观察了多层膜的形成。吸附到传感器表面的带电荷的聚电解质导致限定的电位偏移，其随着沉积的层数而减小。我们模拟的设备的响应，假设静电屏蔽的质子交换膜内的移动离子的电荷。的德拜屏蔽长度内的质子交换膜被发现是增加相对应的散装解决方案的值。此外，移动离子在体相和薄膜之间的分配被用来计算质子交换膜的介电常数和移动电荷的浓度。
2006-01-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Melanin Made by Dopamine Oxidation: Thin Films and Interactions with Polyelectrolyte Multilayers
基于Lee等人的工作[Science，318：426-430，2007]研究了多巴胺在弱碱性溶液中的自发氧化，并且反应产物被鉴定为多巴胺-黑色素。通过定量多巴胺-黑色素聚集体上相应的结合位点，证实了黑色素共价结合胺官能团的能力。此外，还可以在强碱性溶液中重新溶解多巴胺-黑色素聚集体。将所得的小黑色素颗粒用于与聚（二烯丙基二甲基铵）构建逐层沉积物。开发了在固-液界面上生长黑色素膜的多巴胺氧化的不同方法。所有检查的方法导致连续的多巴胺-黑色素膜具有非常相似的表面形态。多巴胺-黑色素膜在10 nm范围内的厚度下变得对电化学探针不可渗透。在这种情况下，证实了一种制备方法对带正电荷和中性探针的渗透性高于带负电荷的探针。蛋白质在多巴胺-黑色素涂层上的吸附被解释为静电和强的（最可能是共价的）相互作用的组合。为了得到这个解释，已经测量了多巴胺-黑色素沉积物的zeta电位作为pH的函数。（L-赖氨酸）（PLL）和透明质酸盐（HA）进行了研究：黑色素能够均匀地填充$(\text{PLL-HA})_n$膜，并且所获得的聚电解质-黑色素复合物可以以游离形式与其基底分离。在温和的条件下，通过仿生方法制备的固定膜。
2014-04-09 cond-mat.mtrl-sci
Effect of layer thickness on structural, morphological and superconducting properties of Nb$_3$Sn films fabricated by multilayer sequential sputtering
通过控制Sn的原子浓度，可以制备出Nb_3Sn超导薄膜。多层连续溅射Nb和Sn薄膜，然后高温退火被认为是一种方法来制备Nb3Sn薄膜，其中沉积的薄膜的Sn成分可以通过交替的Nb和Sn层的厚度来控制。本文报道了在蓝宝石衬底上多层连续溅射Nb和Sn薄膜，然后在950 °C退火3 h制备的Nb3Sn薄膜的结构、形貌和超导性能。我们研究了Nb和Sn层厚度以及Nb：Sn比对Nb_3Sn薄膜性能的影响。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）和X射线能谱仪（EDS）对薄膜的晶体结构、表面形貌、表面形貌和薄膜成分进行了表征。结果表明，由于在退火过程中的蒸发，Sn从表面损失。制备了临界温度高达17.93 K的Nb3Sn超导薄膜。
2020-04-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.app-ph
Toward Mass-Production of Transition Metal Dichalcogenide Solar Cells: Scalable Growth of Photovoltaic-Grade Multilayer WSe2 by Tungsten Selenization
本研究通过硒化预图案化钨实现晶圆级多层WSe2薄膜的可扩展合成，载流子寿命达144 ns，封装太阳能电池转换效率约22%，为低成本量产高效TMD太阳能电池铺平道路。
2024-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Stress-driven instability in growing multilayer films
我们研究了应力驱动的外延生长多层膜的形态不稳定性，这是相干和位错自由。我们构建了一个直接的弹性分析，从我们确定的弹性状态的系统递归的旧状态的埋层。反过来，我们使用的弹性状态的结果，推导出的表面轮廓的形态演化方程的一阶扰动，与解决方案明确表示的所有沉积层的生长条件和材料参数。我们将这些结果应用到两种多层结构。一个是交替拉伸/压缩多层结构，我们确定有效的稳定性，包括在不同的层，其相互作用与全球失配的多层膜的不同表面迁移率的影响，以及非对称结构的压缩和拉伸层对系统稳定性的影响。在稳定性图中发现的不对称性质的性质与实验观察一致。我们研究的其他多层结构是由堆叠的应变/间隔层组成的。我们还计算了动力学临界厚度的形态不稳定性的发病，并获得其减少和饱和的沉积层数的增加，这是符合最近的实验结果。与单层薄膜生长相比，上应变层的动力学临界厚度行为出现偏差。
2003-01-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Spin Coated Multilayered Cupric Oxide Thin Films and their structural properties
采用溶胶-凝胶旋涂技术在1500 rpm、2200 rpm和2400 rpm下合成CuO薄膜30秒，随后在150-550°C下退火1小时。制备了3层和5层CuO薄膜。利用XRD、FTIR和偏光显微镜对这些薄膜进行表征。XRD和FTIR分析证实了在350 °C以上退火的薄膜中CuO相的结晶，并且观察到相应的微晶尺寸随着退火温度的增加而增加。对CuO薄膜的X射线衍射图的（111）和（112）峰采用Scherrer公式。由峰值数据可知，随着退火温度从350 ℃升高到500 ℃，平均晶粒尺寸从0.801增加到55.20。
2016-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Self-Diffusion of Iron in L10 FePd films Upon He-irradiation (alternative title: An alternative for diffusion studies in isotopic FePd multilayers)
对提高磁存储器件容量的持续需求需要具有强垂直磁各向异性的材料。FePd、CoPd和它们的Co（Fe）Pt对应物对于这种目的是非常有吸引力的候选物。这些膜的磁性能在很大程度上取决于L10 FePd相分数的取向和局部分布，其主要由扩散过程控制，并涉及几埃的扩散路径。采用分子束外延技术在MgO（001）衬底上制备了高度有序和无序的同位素周期性57 FePd/natFePd（001）薄膜。研究了室温下130 keV He+辐照FePd薄膜引起的不同相的短程扩散，辐照剂量高达30 \times 10 15 ions/cm 2。转换电子穆斯堡尔谱和同步辐射穆斯堡尔反射率实验表明，57 FePd/natFePd界面原子间扩散主要通过富铁区进行。L10、fcc和富铁结构中的扩散长度之比分别为1：1.4：5.6。假设fcc相中的扩散系数介于L10相在结晶c方向和垂直于结晶c方向上的扩散系数之间，发现L10相在c方向上的扩散系数比a-b平面中的扩散系数低1.9倍以上。
2011-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Measurements of Thermophysical Property of Thin Films by Light Pulse Heating Thermoreflectance Methods
皮秒脉冲加热和纳秒脉冲加热的热反射方法已经由日本国家计量研究所（AIST）在与激光闪光方法相同的几何配置下开发。使用这些光脉冲加热方法，多层薄膜的每一层的热扩散率和层之间的边界热阻可以基于响应函数法从所观察到的瞬态温度曲线确定。将介绍用于平板显示器的透明导电膜、硬涂层膜和下一代相变光盘的多层膜等各种薄膜的测量结果。
2007-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Proximity-free enhancement of anomalous Nernst effects in metallic multilayers
研究了顺磁性和铁磁性金属交替叠层多层膜的反常能斯特效应。我们发现，ANE的增强与增加的顺磁体/铁磁体接口的数量保持薄膜的总厚度不变，并出现增强，即使在没有磁性邻近效应;类似的行为不仅观察到在Pt/Fe多层膜，但也在Au/Fe和Cu/Fe多层膜免费邻近铁磁性。这种普遍的增强ANE的金属多层膜表明存在非常规的界面诱导的热电转换附着在顺磁体的Fe膜。
2015-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Skyrmion generation from irreversible fission of stripes in chiral multilayer films
竞争相互作用在无数的凝聚态系统中产生有限尺寸的纹理，通常形成细长的条纹或圆形气泡域。由场或温度驱动的条纹相和气泡相之间的转变预期在性质上是可逆的。在这里，我们报告的手性Co/Pt为基础的多层膜，已知主机Néel skyrmions，使用显微镜，磁强计，和微磁模拟的纳米级自旋纹理的类似过渡的独特字符。随着场的增加，单个条纹分裂成多个skyrmion，这种转变表现出宏观上的不可逆性。至关重要的是，在场反转时，skyrmion不会融合回条纹，许多skyrmion会保持它们的形态直到零场。宏观不可逆性和微观零场skyrmion密度都由决定手征畴稳定性的热力学材料参数决定。这些结果建立了热力学和微观框架下的环境skyrmion生成和稳定性的手性多层膜，并提供直接的方向，其功能化的设备。
2021-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal evolution of skyrmion formation mechanism in chiral multilayer films
磁性skyrmions形成手征多层膜的收缩或分裂的细长条纹纹理。在这里，我们报告的实验和理论研究的温度依赖性的条纹到skyrmion过渡在Co/Pt为基础的多层膜。超过100 - 350 K的场反转磁力测量和洛伦兹显微镜实验证实，在更高的温度下，条纹到skyrmion裂变的功效会增加--主要由关键磁相互作用的热演化驱动--从而提高skyrmion密度。原子计算阐明了裂变的能垒控制着Skyrmion形成的热力学。我们的研究结果建立了一个机械图片的条纹到skyrmion过渡和推进使用的热旋钮有效的skyrmion生成。
2022-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric HfO$_2$-ZrO$_2$ multilayers with reduced wake-up
本研究通过溶液法制备了50纳米厚的HfO₂-ZrO₂多层膜，实现了铁电性，剩余极化达9 μC/cm²，并因多层界面增强了击穿强度而加速唤醒，为厚铁电氧化铪薄膜提供了更快的唤醒机制。
2025-03-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
The dominancy of damping like torque for the current induced magnetization switching in Pt/Co/W multilayers
两类自旋轨道耦合（SOC）机制被认为是自旋轨道矩（SOT）的候选源：强SOC重金属中的自旋霍尔效应（SHE）和由材料表面和界面的反转对称性破缺引起的Rashba效应。在这项工作中，我们研究了垂直磁化的Pt/Co/W薄膜的SOT，并与Pt/Co/AlOx薄膜的结果进行了比较。理论上，在自旋霍尔角符号相反的三层非对称结构的情况下，由于SHE和Rashba效应引起的类阻尼力矩和类场力矩都将得到增强。利用谐波测量，我们表征了类阻尼力矩和类场力矩对应的有效场，但我们发现类阻尼力矩在Pt/Co/W薄膜中占主导地位。这与Pt/Co/AlOx薄膜中的结果有很大的不同，在Pt/Co/AlOx薄膜中，类阻尼扭矩和类场扭矩都很强。
2018-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Theory of surface-induced multiferroicity in magnetic materials, thin films and multilayers
本文从理论上研究了磁性材料、薄膜和多层膜中靠近表面电极化的强度现象。我们考虑两种不同的路径，导致在材料的边界，是散装共线铁磁体或反铁磁体的多铁性行为的发病。这两条路径的区别是表面诱导的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的存在或不存在，可以考虑通过系统的自由能中的Lifshitz不变量。实验结果进行了讨论，根据发达的理论。
2021-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enhancement of the electronic contribution to the low temperature specific heat of Fe/Cr magnetic multilayer
我们测量了低温比热的溅射$(Fe_{23Å}/Cr_{12Å})_{33}$磁性多层膜，以及单独的$1000Å$厚Fe和Cr膜。对多层膜的磁电阻和磁化强度测量表明Fe层之间存在反平行耦合。使用我们小组制造的微量热计，我们测量了$4<T<30 K$的比热以及多层膜在磁场高达$8 T$的比热。在$4<T<14 K$温度范围内，多层的低温电子比热系数为$γ_{ML}=8.4 mJ/K^{2}g-at$。这明显大于对Fe或Cr膜测得的值（分别为5.4和$3.5 mJ/K^{2}mol$）。直至$8 T$，未观察到$γ_{ML}$的磁场依赖性。这些结果可以解释由软化的声子模式中观察到的相同的数据和在界面处的Fe-Cr合金相的存在。
2001-09-05 cond-mat.mtrl-sci
Toward Air-Stable Multilayer Phosphorene Thin-Films and Transistors
少层黑磷（BP），也称为磷烯，由于其接近石墨烯的高迁移率，以及其厚度可调的带隙可以与二硫化钼一样大，因此有望成为最有吸引力的石墨烯类似物。从本质上讲，磷烯代表了备受追捧的高迁移率，大直接带隙二维层状晶体，是光电子和柔性器件的理想选择。然而，它在空气中的不稳定性是实际应用中最重要的问题。在这里，我们展示了具有介电和疏水封装的空气稳定BP设备。显微镜，光谱学和运输技术来阐明老化机制，这可以从裸露样品的BP表面，或边缘的样品与薄介电涂层突出的无效性，传统的规模化的老化。我们长达数月的开创性研究表明，双层Al2O3和疏水性含氟聚合物首次为BP器件和晶体管提供了无限的空气稳定性，克服了应用研究和开发的关键材料挑战。
2014-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Multilayer engineering of CaVO$_3$ thin films with SrTiO$_3$ and LaAlO$_3$ from DFT+DMFT
本文采用密度泛函理论结合动力学平均场理论（DFT+DMFT）研究了关联金属CaVO $_3$薄膜与两种典型衬底材料SrTiO $_3$和LaAlO $_3$之间的界面效应。我们发现，CaVO $_3$ /SrTiO $_3$界面上的CaVO $_3$薄膜只有一个边际的影响，与占主导地位的效果是（bulklike）的外延应变所施加的大晶格失配，使CaVO $_3$膜绝缘由于增强的轨道极化与强的水平分裂之间的t $_{\mathrm{2g}}$轨道。相反，在极性CaVO $_3$ /LaAlO $_3$界面处，界面的存在可以对薄膜性质具有巨大影响，这取决于特定界面终止以及由多层几何形状施加的特定边界条件。我们比较了三种不同的方法来模拟相关的金属CaVO $_3$和带绝缘体LaAlO $_3$，这都施加了一组不同的（静电）边界条件的电子结构之间的接口。从我们的计算得到的光谱特性揭示了强烈的影响的超晶胞几何形状，从散装高度掺杂和结构扭曲的阶段，表明通过多层工程的界面特性的潜在可调性。
2020-05-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Film structure of epitaxial graphene oxide on SiC: Insight on the relationship between interlayer spacing, water content, and intralayer structure
在碳化硅上生长的多层石墨烯的化学氧化产生的膜表现出可再现的特性，横向均匀性，大面积的光滑度和可管理的化学复杂性，从而打开机会，以加速这种形式的氧化石墨烯膜的基本理解和技术应用。在这里，我们调查这些超薄氧化膜的垂直层间结构。X射线衍射、原子力显微镜和IR实验表明，多层膜表现出优异的层间配准，少量（<10%）的插层水，以及约9.35 μ m的出乎意料的大的层间分离。密度泛函理论计算表明，“氧化石墨烯膜中水少但层间距大”的明显矛盾可以通过考虑由碳层形成的多层膜来解释，该多层膜在纳米级上呈现非均匀氧化，其中非氧化和高度氧化的纳米-畴共存，并且其中在堆叠层的氧化区域之间捕获的少量水分子足以解释所观察到的大的层间分离。这项工作揭示了在碳化硅上生长的氧化石墨烯薄膜的垂直和层内结构，更一般地说，它提供了关于石墨烯/氧化石墨材料的层间间距，水含量和结构之间关系的新见解。
2014-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Rotation of the dislocation grid in multilayer FeSe films and visualization of electronic nematic domains via orbital-selective tunneling
了解铁基高温超导体中结构对称性破缺和电子对称性破缺的相互作用仍然具有很高的兴趣。在这项工作中，我们使用分子束外延生长应变图案化的多层FeSe薄膜的厚度范围。我们使用扫描隧道显微镜和光谱学研究了电子畴的形成和空间变化的应变。我们直接可视化的刃型位错的形成，引起一个二维的刃型位错网络中的电影。有趣的是，我们观察到位错网络的45度面内旋转作为薄膜厚度的函数，沿着不同方向产生反对称应变。这导致电子畴和反对称应变之间的不同耦合比。最后，我们能够通过揭示两个区域之间的微分电导图中的小能量依赖性差异来区分不同的正交介电区域。这可以用轨道选择性尖端样品隧穿来解释。我们的观测结果为外延薄膜中位错网络的形成带来了新的见解，并为探索铁基超导体中的电子向列性提供了另一种纳米尺度的工具。
2022-11-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Perpendicular magnetic anisotropy and magnetization process in CoFeB/Pd multilayer films
利用磁滞回线和克尔效应研究了[CoFeB $t$ nm/Pd 1.0 nm] $_n$（$t$ = 0.4，0.6，0.8，1.0和1.2 nm; $n$ = 2 - 20）多层膜的垂直磁各向异性和动态磁化反转过程.强和可控的PMA的有效单轴各向异性高达7.7 $\times$ 10 $^6$ J.m $^{-3}$和低至200 emu/cc的饱和磁化强度。CoFeB/Pd界面的表面/界面各向异性，PMA的主要贡献，是从有效的单轴各向异性的膜分离，并出现增加的CoFeB/Pd双层的数量。在磁化反转过程中，使用极性磁光克尔显微镜观察的磁畴示出了详细的行为的成核和位移的域壁。
2014-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-principles modeling of zincblende AlN layer in Al-AlN-TiN multilayers
建立了一种氮原子向Al晶格扩散的亚稳Zn掺杂AlN薄膜生长机理。利用第一性原理密度泛函理论，我们研究了AlN作为锌层相的热力学稳定性的可能性，由于外延应变和界面效应，这不能解释锌层AlN的形成。通过氮原子直接扩散到Al八面体和四面体晶体中，比较了岩盐和锌盐AlN在面心立方Al中的形成能。锌掺杂AlN薄膜的形成是一个动力学驱动的过程，而不是热力学驱动的过程。
2016-05-02 cond-mat.mtrl-sci
