Enhancing electrical conductivity of room temperature deposited Sn-doped In$_2$O$_3$ thin films by hematite seed layers
赤铁矿Fe $_2$ O $_3$种子层被证明构成了一条路径，通过室温磁控溅射制备高导电性的透明掺锡氧化铟（ITO）薄膜。观察到高达$σ= 3300\,{\rm S/cm}$的电导率。改进的导电性不限于界面，但与增强的结晶的膜，这在菱面体相进行。
2019-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Room temperature multiferroism in polycrystalline thin films of gallium ferrite
采用溶胶-凝胶法在n-Si（100）和Pt/Si（111）衬底上沉积了（010）织构的镓铁氧体（GaFeO 3或GFO）多晶薄膜，并对其室温多铁性进行了表征。使用X-射线衍射和拉曼光谱的结构表征证实了与纳米尺寸的微晶的单相的形成。磁化强度随温度变化的研究表明，在~300 K时铁向顺磁转变。室温piezoresponse力显微镜分析显示，在非常高的矫顽场EC，~ 1350 kV/cm的铁电畴的局部180度的相位切换与最近的实验和第一性原理研究一致。我们的研究开辟了将多晶GFO集成到新型室温多铁性器件中的可能性。
2016-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature multiferroic hexagonal LuFeO$_3$ films
用X射线、电子和中子衍射方法研究了六方晶系LuFeO $_3$单晶薄膜的晶体结构和磁性。这些薄膜的极性结构被发现坚持到1050 K，并在室温下观察到的极性行为的可切换性，表明铁电性。在440 K以下出现反铁磁有序，随后在130 K以下出现弱铁磁有序的自旋重取向。这种共存的多铁性顺序的观察表明，六角LuFeO $_3$薄膜是室温多铁性。
2013-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Ni-Mn-Ga films in the austenite and the martensite structures at room temperature: Uniaxial texturation and epitaxial growth
采用直流磁控溅射技术在奥氏体和室温马氏体组织中制备了Ni-Mn-Ga薄膜。研究了两种加工工艺。使用抗蚀剂牺牲层沉积第一批样品，以便在真空退火之前从衬底释放膜。该过程导致具有强（022）纤维织构的多晶膜。用光学显微镜和扫描电子显微镜研究了这种多晶自支撑薄膜的马氏体相变。第二批样品使用不同的沉积温度在（100）MgO衬底上外延生长。用四圆X射线衍射分析了织构。研究了室温下在奥氏体和马氏体结构中结晶的外延膜。
2011-01-14 cond-mat.mtrl-sci
Comparative study of room temperature and quench condensed bismuth films: morphology and electronic characteristics
Department of Materials Science and Engineering, Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学材料科学与工程系）；Department of Physics, Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学物理系）
研究比较了室温和淬冷沉积条件下铋薄膜在不同基底上的形貌与电子特性，揭示了基底温度对结晶度、电导率及晶粒大小的影响。
2026-04-01 cond-mat.mtrl-sci
Observation of room-temperature ferroelectricity in tetragonal strontium titanate thin films on SrTiO3 (001) substrates
研究了在SrTiO 3（001）基片上沉积的钛酸锶（STO）薄膜的铁电性能。STO层在SrTiO 3衬底上相干生长，没有面内晶格弛豫，但其面外晶格常数随着沉积过程中氧压的降低而增加。使用压电响应力显微镜和P-V测量，我们表明，我们的tetrahydrosto薄膜具有室温铁电性。我们讨论了所观察到的铁电性的可能来源。
2007-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Co-Fe substitutions on the room-temperature spin polarization in Co_3-xFe_xSi Heusler-compound films
本文用低温分子束外延技术研究了在Si和Ge衬底上生长的Co_3-xFe_xSi Heusler化合物薄膜中Fe原子对Co原子的替代。即使对于低温生长的Heusler化合物薄膜，也可以通过转换电子穆斯堡尔谱的测量来证实A和C位的Co-Fe原子替代。结果表明，由非局域自旋阀测量估计的磁矩和室温自旋极化随Co-Fe取代发生了系统的变化。实验证实了Co_3-xFe_xSi Heusler化合物中Co-Fe替代对室温自旋极化的影响。
2013-01-12 cond-mat.mtrl-sci
The driving force governing room temperature grain coarsening in thin gold films
研究了聚酰亚胺衬底上金膜在周期性单轴机械应变作用下的室温晶粒粗化。详细的电子背散射衍射分析表明，与剪切耦合晶界迁移模型的预测相反，晶粒粗化是各向同性的，粗化晶粒不表现出任何特定的晶体学取向或与相邻晶粒的取向差。结果表明，热力学模型的驱动力出现由于不同尺寸的晶粒之间的屈服应力的差异提供了一个足够的解释的实验数据。
2019-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Room Temperature Nanoscale Ferroelectricity in Magnetoelectric GaFeO3 Epitaxial Thin Films
我们展示了室温铁电性的磁电GaFeO 3的外延薄膜。压电力的测量结果表明，180度相移的piezoresponse开关时的电场表示纳米级铁电性外延薄膜的镓铁氧体。此外，在存在和不存在外部磁场的情况下的温度相关阻抗分析清楚地揭示了跨磁转变温度的显著磁介电效应。此外，我们的第一性原理计算表明，铁离子不仅负责亚铁磁性，如前所述，但也引起了所观察到的铁电性，使GFO一个独特的单相多铁性。
2013-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Observation of Skyrmions at Room Temperature in Co2FeAl Heusler Alloy Ultrathin Films
磁skyrmions是拓扑自旋结构具有巨大的潜力，能源效率的自旋电子器件。然而，在室温下对skyrmions的观测仅限于图案化的纳米结构。在这里，我们报告的观察稳定的skyrmions在未图案化的Ta/Co2 FeAl（CFA）/MgO薄膜异质结在室温下，在零外部磁场采用磁力显微镜。在由重金属（HM）/铁磁体（FM）/氧化物界面组成的三层结构中观察到skyrmions，这导致强的界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（i-meskiy），如布里渊光散射测量所证明的，与微磁模拟的结果一致。我们还强调在室温下观察的多个skyrmions，可以稳定合适的选择CFA层的厚度，垂直磁各向异性，和i-dielectric。这些结果为设计基于FM连续薄膜中Skyrmions的室温自旋电子器件开辟了一个新的范例。
2017-03-29 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of nanocrystalline d-MoN by thermal annealing of amorphous thin films grown on (100) Si by reactive DC sputtering at room temperature
本文报道了用反应溅射法在（100）Si衬底上生长非晶薄膜，并在室温下晶化得到纳米晶δ-MoN。使用5毫托的沉积压力和Ar/（Ar+N2）=0.5的反应混合物生长具有化学组成MoN的膜。所生长的薄膜显示主要是非晶结构。在高于600 °C的温度下退火后获得纳米晶δ-MoN相。超导临界温度Tc取决于薄膜厚度。在700 °C下退火30分钟的厚膜（170 nm）显示Tc = 11.2 K（接近于体样品所报道的Tc：13 K），对于40 nm厚的δ-MoN膜，其逐渐被抑制到7.2 K。我们的研究结果提供了一个简单的方法来合成超导氮化物薄膜在硅晶片上的Tc以上的传统超导体，如Nb。
2018-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Emergence of strong room-temperature ferroelectricity and multiferroicity in 2D-Ti$_3$C$_2$T$_x$ free-standing MXene film
二维（2D）多铁性材料是智能技术发展的关键候选材料。在这里，我们采用了一种简单的合成方法来实现人们期待已久的开发铁电和多铁性2D材料的梦想，特别是在称为MXenes的新型材料中。蚀刻的Ti $_3$ C $_2$ T $_x$ MXene首先在HF处理之后合成，然后进行分层工艺以成功合成自支撑Ti $_3$ C $_2$ T $_x$膜。然后将自支撑膜在室温下暴露于空气以及在不同温度下加热以形成衍生自Ti $_3$ C $_2$ T $_x$ MXene本身的TiO $_2$层。TiO $_2$是一种初期铁电材料，具有复合铁电相。结构和形貌分析证实了自支撑膜的成功合成，拉曼光谱揭示了不同相的TiO $_2$的形成。铁电体的测量表明，在室温下的一个明确的极化滞后回线。此外，在薄膜中观察到的磁滞表明在室温下的铁电和铁磁相之间的耦合的可能性。还进行了磁电耦合测试，其显示在施加的磁场下的清晰的、可切换的自发极化。这是首次报道室温下二维自支撑MXene薄膜中存在铁电相和多铁性耦合，这开辟了室温下基于二维材料的电和磁数据存储应用的可能性。
2022-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature magnetism and controlled cation distribution in vanadium ferrite thin films
本研究通过脉冲激光沉积法在MgO衬底上首次成功制备出高质量外延Fe₂VO₄反尖晶石薄膜，证实其具有室温磁性，拓展了尖晶石钒氧化物薄膜体系。
2023-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Investigation of Room Temperature Ferroelectricity and Ferrimagnetism in Multiferroic AlxFe2-xO3 Epitaxial Thin Films
多铁性材料开辟了在电子设备中设计新功能的可能性，具有低能耗。然而，很少有材料在室温下表现出多铁性，这对于实际使用至关重要。AlxFe_（2-x）O_3（x-AFO）薄膜属于k-Al_2 O_3家族，具有室温亚铁磁性和极性晶体结构。然而，由于薄膜电阻率低，在室温下很难实现其铁电性能。本文采用脉冲激光沉积法在SrTiO_3衬底上制备了低泄漏的x-AFO（0.5 <= x <= 1）外延薄膜<111>。磁性测量证实了室温亚铁磁性的薄膜，但居里温度被发现是由沉积条件的影响。第一性原理计算表明，铁电畴切换发生通过剪切面内的氧层，并预测了24 uC/cm 2的高极化值。然而，实际的铁电测量表明，极化是两个订单less. Presence的多个面内畴，反对相邻畴的极化切换，被认为是观察到的小极化的原因。比较介电弛豫研究和铁电表征表明，氧空位缺陷有助于畴壁运动，这反过来又有利于极化切换。
2019-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Multiferroic Iron Oxide Thin Films at Room-Temperature
尽管与新一代信息存储器件的开发高度相关，但在室温以上显示磁性和铁电性顺序的单相材料并不多。此外，这些不常见的材料通常在铁电顺序之一中显示出不显著的磁矩值，或者是复杂的多组分氧化物，这将非常具有挑战性地集成到设备中。在这里，我们报告的战略，以稳定的亚稳ε-Fe 2 O3的薄膜形式，我们表明，除了其已知的亚铁磁性的性质，薄膜也是铁电在300 K的反射极化1微C/cm 2。薄膜极化显示出长的保留时间，并可以在小的施加电压下切换。这些特性使得ε-Fe 2 O3成为第一个在室温下具有铁磁性和铁电性的单离子过渡金属氧化物。这种新的多铁性氧化物的简单组成和其薄膜生长的稳健路径的发现可能会促进新型器件中的ε-Fe 2 O 3的开发。
2014-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Room Temperature Ferroelectricity in Continuous Croconic Acid Thin Films
在室温下的铁电性已被证明在纳米薄准2D克酮酸薄膜，在宏观电容器几何的极化磁滞回线测量，随着观察和操纵的纳米级域结构的压电响应力显微镜。通过在高真空中使用低蒸发温度抑制热分解，结合远离热平衡的生长条件，实现了氢键键合的克糖酸的连续薄膜的制造。对于标称覆盖率>=20 nm，可以获得平均晶粒尺寸为50-100 nm和粗糙度为3.5 nm的准2D和多晶膜。自发的铁电畴结构的薄膜已被观察到，并出现相关的晶粒图案。这种无溶剂生长方法的应用可能是开发用于电子应用的柔性有机铁电薄膜的关键。
2016-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Voltage controlled inversion of magnetic anisotropy in a ferromagnetic thin film at room temperature
利用电场控制磁性是磁学和磁电子学的一个重要方面。在这里，我们利用磁弹性耦合的铁磁/压电混合体实现在室温下的磁化方向的电压控制。样品由蒸发到压电致动器上的多晶镍薄膜组成。这些多功能的混合物的磁性能进行了研究，在室温下作为一个功能的电压控制的应力施加的致动器上的Ni膜。铁磁共振谱表明，在Ni膜平面中的磁易轴旋转90度时，改变施加到致动器的电压Vp的极性。换句话说，Ni膜的面内单轴磁各向异性可以通过施加适当的电压Vp而反转。使用SQUID磁强计，记录磁化矢量的演变作为Vp和外部磁场的函数。改变Vp允许在大约70度的范围内可逆地调节Ni膜平面中的磁化取向。所有的磁力测量数据都可以用铁磁共振实验确定的磁自由能来定量地理解。这些结果表明，在混合结构中的磁弹性耦合确实是一个可行的选择，以控制在技术相关的铁磁薄膜在室温下的磁化取向。
2008-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Giant electrocaloric effect in the thin film relaxor ferroelectric 0.9 PbMg_(1/3)Nb_(2/3)O_3 - 0.1 PbTiO_3 near room temperature
我们最近在350 nm的溶胶-凝胶PbZr_（0.95）Ti_（0.05）O_3薄膜中观察到了巨大的电热效应（12 K，25 V）。本文报道了弛豫铁电体0.9PbMg_（1/3）Nb_（2/3）O_3 - 0.1PbTiO_3的260 nm溶胶-凝胶薄膜在居里温度60 ℃附近具有巨大的电热效应（5 K，25 V）。这种工作温度的降低拓宽了在新型冷却系统中的应用潜力。
2006-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Initiation and stagnation of room temperature grain coarsening in cyclically strained gold films
尽管大量的实验表明，金属材料中的晶粒可以在室温下由于施加的机械载荷而生长，但机械诱导的晶粒粗化的机制和驱动力仍然不清楚。在这里，我们提出了一个系统的研究在室温下的颗粒粗化引起的循环应变薄聚合物支撑的金膜。通过详细的电子背散射衍射分析，我们能够捕捉到单个晶粒的生长和整个微观结构的演变的基础上的统计数据超过数千个晶粒。实验数据报告三个膜厚度略有不同的微观结构和三个不同幅度的循环机械载荷。虽然观察到不同种类的晶粒尺寸随循环次数增加的演变取决于膜厚度和应变幅度，一个单一的模型的基础上的热力学驱动力被证明是能够解释在所有情况下的晶粒粗化的起始和停滞。该模型的主要含义是具有较低的屈服应力的晶粒优先粗化。此外，它表明，施加在晶界上的局部剪切应力的存在是不是一个必要的条件，室温晶粒粗化。
2019-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Observation of room temperature magnetic skyrmions and their current-driven dynamics in ultrathin Co films
磁skyrmions是拓扑保护自旋织构，表现出迷人的物理行为和高能效自旋电子器件应用的巨大潜力。到目前为止，主要的障碍是，skyrmion已被观察到只有少数奇异的材料和在低温下，和操纵个别skyrmion尚未实现。本文报道了用磁透射软X射线显微镜在室温下观察到的过渡金属铁磁体中稳定的磁skyrmion。我们证明了产生稳定的skyrmion晶格和驱动列车的个人skyrmion短电流脉冲沿磁赛道的能力。我们的研究结果提供了实验证据，最近的预测，并打开了大门，在强大的薄膜异质结室温skyrmion自旋电子学。
2015-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Metal nanoparticle film-based room temperature Coulomb transistor
如果室温操作和工业兼容的制造是可能的，单电子晶体管将代表用于低功耗微电子器件的方法。我们提出了一个概念的基础上的条纹小，自组装，胶体，金属纳米粒子的背栅器件架构，从而导致定义明确和可控的晶体管特性。这种库仑晶体管有三个主要优点：通过采用可扩展的Langmuir-Blodgett方法，我们将高质量的化学合成金属纳米颗粒与标准光刻技术相结合。由此产生的晶体管显示开/关比超过90%，可靠的和正弦库仑振荡和室温操作。此外，该概念允许对器件特性（如库仑-能隙、阈值电压以及振荡的周期、位置和强度）进行多功能调谐。
2017-07-15 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties of epitaxial Fe$_3$O$_4$ films with various crystal orientations and TMR effect in room temperature
Fe $_3$ O $_4$是在室温（RT）下表现出导电性的亚铁磁性尖晶石铁氧体。虽然根据从头计算已经预测该材料是半金属，但是具有Fe $_3$ O $_4$电极的磁性隧道结（MTJ）已经证明了小的隧道磁阻效应。甚至连TMR比率的符号都没有在实验中确定。在这里，我们报告的磁性外延Fe $_3$ O $_4$薄膜与各种晶体取向。薄膜的磁滞曲线显示出明显的晶体取向依赖性。特别地，Fe $_3$ O $_4$（110）膜表现出面内单轴磁各向异性。对于磁滞回线的矩形度，Fe $_3$ O $_4$（111）表现出最大的矩形度。此外，我们还制备了Fe $_3$ O $_4$（110）电极的MTJ，在室温下获得了-12\%的TMR效应。负的TMR比对应于能带计算预测的Fe $_3$ O $_4$的负自旋极化。
2014-06-05 cond-mat.mtrl-sci
Room temperature zero field skyrmions in Fe-based thin film stacks
需要一种新的范式来促进对未来巨大数据存储容量和更快数据处理的需求。纳米结构，如磁性skyrmions已被预测解决这个问题，因为这些涡旋结构是最小的颗粒状磁性特征，并从拓扑学上保护免受晶体缺陷或磁性无序。本文报道了电子束蒸发Ir Fe Ir MgO薄膜叠层在室温和零外加电场下的稳定skyrmions。微磁学模拟表明，这些skyrmions是由界面Dzyaloshinskii Moriya之间的铁磁和重金属超薄层值在3.1至3.6之间的相互作用引起的。我们还显示了场的skyrmion的宽度和密度的依赖关系。室温零场宽度为110 nm，与Fert等人和Boulle等人对于多层薄膜所示的值大致相当。DFT计算证实了我们的实验结果，预测的α值为3.67。
2017-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Observation of near room temperature thin film superconductivity of atmospherically stable Ag-Au mesoscopic thin film
在注入Ag+的氧化物衬底上热淀积了一定厚度的介观金薄膜，形成了接近室温的超导体。该薄膜在两个不同的阶段中沉积。首先，溶胶-凝胶衍生的离子导电金属氧化物（ICMO）薄膜已通过旋涂沉积。然后，通过化学方法将Ag+引入ICMO薄膜中。在此之后，通过热蒸发在Ag离子注入氧化物的顶部沉积一薄层Au。用四探针法研究了电阻率随温度的变化。在高温到低温扫描期间，在240 K左右，该薄膜样品显示出从0.7欧姆到0.1微欧姆的电阻突然下降。在<0.1K的温度变化范围内，可以立即观察到这种6-7阶的电阻下降。当温度从低向高侧增加时，该转变温度（TC）向高温度移动5-6度。在第二次和第三次温度循环期间，这两个转变相对于较早的转变都向室温移动了约10 K。然而，经过三个连续的温度循环，TC变得稳定，并反复发生接近0 oC的转变。在低电阻阶段，电流水平已经从+100 mA变化到-100 mA，这显示了在10 nV范围内的电压降的随机波动，表明在这种情况下的电阻太低而不能通过Delta模式电测量（0.1微欧姆）来测量。另外，在垂直于薄膜方向施加1特斯拉磁场后，薄膜的相变温度降低了4 K。在致谢部分旁边给出了这种薄膜的温度依赖性电气特性的几个YouTube视频链接。
2023-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Novel single phase vanadium dioxide nanostructured films for methane sensing near room temperature
首次报道了新型二氧化钒（VO_2）纳米结构薄膜的甲烷（CH_4）气敏特性。采用脉冲直流磁控溅射V靶，然后在550 ° C氧气气氛中氧化的方法制备了单相纳米结构。通过控制氧分压，得到了具有金红石单斜对称性和棒状纳米结构的VO_2。这些纳米结构的膜在60-70 ° C的温度范围内表现出可逆的半导体到金属的转变。在25 ~ 200 ℃的温度范围内，对CH_4气体进行了气敏实验。这些实验表明，在半导体状态下，薄膜在低至50 ° C的温度下响应非常好。
2015-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature relaxor ferroelectricity and photovoltaic effects in SnTiOx/Si thin film heterostructures
研究了在p型（001）Si衬底上原子层沉积（ALD）40 nm厚SnTiO $_{x}$薄膜的铁电性和光伏效应。这些膜显示出良好饱和的、方形的和可重复的磁滞回线，在室温下剩余极化为1.5 $μ$ C/cm $^{2}$，如通过面外极化对电场（P-E）和场循环测量所检测到的。在白光照射下，自发极化增加，铁电性也随之增强。铁电性表现为弛豫特性，介电峰从约0.001向约0.001移动。T = 600 K，f = 1 MHz至约500 K，100 Hz。此外，我们的薄膜在从可见光到紫外光的宽光谱照射下表现出铁电光伏行为。实验和理论计算相结合，给出了SnTiO $_{x}$薄膜的光学带隙，其光学带隙位于白光光谱的可见光区。我们的研究为开发绿色铁电SnTiO $_{x}$薄膜开辟了一条道路，该薄膜与半导体工艺兼容，可用于各种铁电和介电应用。
2017-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Giant reversible nanoscale piezoresistance at room temperature in Sr2IrO4 thin films
层状铱酸盐由于其异常强的自旋-轨道耦合而成为人们密切关注的对象，这在一种原本是金属的材料中打开了一个狭窄的缺口。这种绝缘状态对外部扰动非常敏感。在这里，我们表明，在纳米级的垂直压缩，提供使用一个标准的扫描探针显微镜的尖端，是能够诱导五个数量级的变化，在室温下的电阻率Sr 2 IrO 4。电子结构对各向异性变形的极端敏感性开辟了对这种材料的新的兴趣角度，并且巨大且完全可逆的垂直压阻使铱酸盐成为室温压电器件的有前途的材料。
2015-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Deformation-induced charge redistribution in Ceria thin film at room temperature
通过金属氧化物的应变工程调整电子特性是理解能量存储和转换装置中的电化学和催化反应的重要一步。传统上，应变工程研究的重点是氧离子在高温（500 °C及以上）下的运动，通过引入混合的电子和离子导电性使电学性质复杂化。在这项研究中，我们证明了室温下的电荷重新分配的CeO 2薄膜作为一个局部区域的机械变形的相变的结果。CeO 2薄膜在室温下的机械压痕导致不可逆变形。导电针尖原子力显微镜（C-AFM）分析表明，通过CeO 2薄膜的局部变形区域的电流增加。电子能量损失谱（EELS）分析配备了透射电子显微镜（TEM）表明，在变形区域中的电流对比度的增加来自于Ce 3+离子浓度的增加。基于分子动力学（MD）模拟和第一性原理密度泛函理论（DFT）计算的原子尺度计算工作，我们讨论了变形区域中Ce 3+离子量增加的根本原因。塑性形变诱导立方萤石CeO 2相变为新形成的T-CeO 2结构。这种相变主要通过氧离子移动靠近铈离子以释放CeO 2薄膜中吸收的机械能，随后电荷从初始CeO 2重新分布到新产生的T-CeO 2结构而发生。
2020-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature multiferroicity in GaFeO$_3$ thin film grown on (100)Si substrate
用脉冲激光沉积技术在具有重要经济技术价值的（100）Si衬底上生长了c轴取向的GaFeO $_3$（空间群$Pna2_1$）薄膜，观察到了室温磁电多铁性。结构分析和全面映射的Ga：Fe比在10 $^4$的长度尺度范围内揭示了外延和化学应变的共存。在$\sim$ 50 kOe下，它诱导形成更精细的磁畴和更大的磁电耦合--使Rex-极化降低了$\sim$ 21%.磁力显微镜显示存在较细（$<$ 100 nm）和较粗（$\sim$ 2 $μ$ m）磁畴。在（100）Si衬底上外延生长的GaFeO $_3$薄膜具有很强的多铁性，使其与Si基电子学集成的前景更加光明，并为开发经济高效的机电、电光或磁电传感器件铺平了道路。
2022-11-20 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
Indication of intrinsic room-temperature ferromagnetism in Ti1-xCoxO2-d thin film: An x-ray magnetic circular dichroism study
室温下Co掺杂的金红石型TiO_2的Co L2，3边的软X射线磁性圆二色性（XMCD）测量显示出明显的铁磁性Co ~（2+）离子与O ~（2-）离子配位的多重峰特征，与Co金属或金属团簇的无特征XMCD谱形成鲜明对比。的吸收光谱和XMCD光谱同意与全原子多重态计算的Co 2+高自旋态的D2 h-对称晶体场在金红石型TiO 2的Ti网站。结果表明，Co ~（2+）离子取代Ti ~（4+）离子是铁磁性的主要来源。
2006-03-07 cond-mat.mtrl-sci
Robust Room-Temperature Quantum Spin Hall Effect in Methyl-functionalized InBi honeycomb film
二维III-V族蜂窝薄膜由于其在量子计算和纳米电子学等领域的潜在应用而引起人们极大的兴趣。寻找具有高结构稳定性和大禁带宽度的二维III-V族薄膜是利用量子自旋霍尔效应实现无耗散输运边态的关键。基于第一性原理计算，我们预测，甲基官能化的InBi单层（InBiCH 3）没有动态不稳定性，并主机QSH态的带隙高达0.29 eV，表现出有趣的电子行为，适用于室温应用。通过s-pxy能带反转、拓扑不变的Z2数和时间反演对称性保护的螺旋边态证实了其拓扑特性。值得注意的是，QSH状态是可调的，并且对机械应变、电场和不同水平的甲基覆盖度具有鲁棒性。我们还发现，在h-BN衬底上负载的InBiCH 3保持了一个非平凡的QSH态，它包含了位于衬底带隙内的边缘态。这些发现表明，甲基官能化的III-V族薄膜可能是一个很好的QSH平台，用于自旋电子学中的器件设计和制造。
2016-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Room temperature biaxial magnetic anisotropy in La0.67Sr0.33MnO3 thin films on SrTiO3 buffered MgO (001) substrates for spintronic applications
自旋电子学利用磁电阻效应来存储或感测磁信息。由于磁阻严格依赖于系统的磁各向异性，因此为系统设置定义的各向异性是基本的。本文利用矢量磁光克尔磁测量（v-MOKE）研究了在MgO（001）衬底上生长的半金属La_（0.67）Sr_（0.33）MnO_3（LSMO）薄膜的双轴磁各向异性。通过这种方式，我们可以避免可能对特定应用有害的不必要的单轴磁各向异性贡献。对磁化反转路径、临界场（矫顽磁力和开关）的角度演变的详细研究可以揭示磁各向异性的起源，磁各向异性本质上是磁晶的，在任何温度下都表现出四重对称性。
2018-10-12 cond-mat.mtrl-sci
Diamond-Like Carbon film from Liquid Gas on Metallic Substrates
采用直流等离子体技术，利用液态气体在铜、铝和钢基体上制备了类金刚石薄膜。红外光谱的吸收表明，生长的薄膜为类金刚石薄膜。通过对50 mAh和200 ${}^\circ$ C下生长的薄膜的室温紫外-可见光谱的解卷积，除了得到CL、PL、PLC和ESR的谱线外，还得到了一些新的谱线。我们还观察到了激子在室温下的吸收线。
1998-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Room Temperature In-plane <100> Magnetic Easy Axis for Fe3O4/SrTiO3(001):Nb Grown by Infrared PLD
我们研究了用红外脉冲激光沉积法在SrTiO_3：Nb上生长的化学计量比的磁铁矿薄膜的磁易轴方向。自旋极化低能电子显微镜显示，个别磁畴沿面内<100>薄膜方向磁化。磁光克尔效应测量表明，剩磁和矫顽力的最大值也沿面内<100>薄膜方向。这种易轴取向不同于大块磁铁矿和其他技术制备的薄膜，建立了磁各向异性可以通过薄膜生长来调节。
2013-07-25 cond-mat.mtrl-sci
A route to room temperature ferromagnetic ultrathin SrRuO$_3$ films
尽管基于密度泛函理论（DFT）和DFT+U的期望，但迄今为止稳定过渡金属氧化物薄膜铁磁性的实验努力都失败了。在这里，我们调查的最有前途的材料之一，SrRuO $_3$，并包括超越DFT的相关效应通过动力学平均场论。与实验结果一致，我们发现SrRuO $_3$薄膜中金属铁磁性存在一个本征厚度限制。事实上，我们证明，实现的铁磁薄膜是遥不可及的标准薄膜技术。提出载流子掺杂作为一种新的方法来操纵薄膜，我们预测室温铁磁性的电子掺杂SrRuO $_3$超薄膜。
2015-03-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Room-Temperature Terahertz Anomalous Hall Effect in Weyl Antiferromagnet Mn$_3$Sn Thin Films
太赫兹（THz）频率下的反铁磁自旋运动引起了人们对快速自旋电子学越来越多的兴趣，然而其对外场的较小响应抑制了器件的应用。非共线反铁磁体Mn $_3$ Sn是Weyl半金属的候选化合物，最近报道了它在室温下具有与铁磁体相当的反常霍尔效应（AHE）。这种大响应的动力学方面是一个重要的问题，以澄清未来的太赫兹数据处理。利用偏振分辨光谱研究了Mn $_3$ Sn薄膜的THz反常霍尔电导。大的反常霍尔电导率Re $σ_{xy} (ω) \sim$ 20 $\rm{Ω^{-1} cm^{-1}}$在太赫兹频率被清楚地观察到作为极化旋转。相比之下，Im $σ_{xy} (ω)$小到几个THz，表明AHE在大的频率范围内保持无耗散。一个特殊的温度依赖性相应的自旋织构的对称性的破坏/恢复进行了讨论。室温下THz AHE的观测证实了Mn $_3$ Sn的反铁磁自旋电子学的超快读出，也为研究Weyl反铁磁体的非平衡动力学开辟了新的途径。
2020-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio structure modeling of complex thin-film oxides: thermodynamical stability of TiC/thin-film alumina
我们提出了一个有效的和一般的方法来确定有前途的候选配置薄膜氧化物和确定（亚稳态）薄膜结构的从头计算的结构特性。该方法的核心是氧化物体结构的复杂性，从该氧化物体结构中可以提取出大量的具有结构构建块的薄膜，即来自亚稳态体氧化物系统的基序。这些跨越一个粗糙的，但定义明确的网络的初始配置，密度泛函理论（DFT）的计算预测和实施戏剧性的原子弛豫在相应的，从而产生薄膜候选人。薄膜候选物的网络（对于各种膜厚度和化学计量）可以根据它们在从头算总能量或从头算平衡吉布斯自由能中的变化来排序。最有利的结构的弛豫原子结构的分析提供了洞察稳定和亚稳薄膜氧化物的性质。我们以TiC上成核的Al_2O_3为模型系统来说明这一方法。
2009-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Ru doping induced spin frustration and enhancement of the room-temperature anomalous Hall effect in La2/3Sr1/3MnO3 films
针对氧化物异质结构室温大反常霍尔效应难以实现的问题，通过Ru掺杂La2/3Sr1/3MnO3薄膜引入自旋阻挫与自旋玻璃态，增强斜散射过程，实现室温反常霍尔效应量级提升，为氧化物自旋电子器件优化提供新途径。
2023-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Room-Temperature Silicon Band-Edge Photoluminescence Enhanced by Spin-Coated Sol-Gel Films
在室温下使用未图案化的本体p型硅晶片样品从Si中的声子辅助的带间发射（1.067eV峰值）观察到光致发光，所述本体p型硅晶片样品旋涂有掺杂Er（6at. %）硅胶膜（0.13微米）并真空退火;在~700 ℃下获得最强发射。退火行为的比较研究表明，两个数量级的效率提高。从Er+3离子在二氧化硅膜的发射是用来衡量相对发射强度。利用溶胶-凝胶膜中的应力诱导硅发射的机制进行了讨论。
2012-02-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Appearance of room temperature ferromagnetism in Cu-doped TiO$_{2-δ}$ films
本研究在脉冲激光沉积制备的Cu掺杂TiO₂薄膜中观测到室温铁磁性，结合从头算证实Cu最近邻的氧空位是铁磁性出现的关键，且Cu掺杂可促进氧空位形成，为稀磁半导体及自旋电子学材料研究提供了新依据。
2007-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Modulating Curie Temperature and Magnetic Anisotropy in Nanoscale Layered Cr_{2}Te_{3} Films: Implications for Room-Temperature Spintronics
纳米尺度的层状铁磁体已经表现出迷人的二维磁性，直到原子层，为研究基础物理和自旋电子学应用提供了一个特殊的自旋有序的操场。然而，用于生长具有设计的磁特性的膜的策略还没有很好地建立。在此，我们提出了一种通用的方法来控制居里温度（T_{C}）和磁各向异性的生长过程中的超导Cr_{2} Te_{3}薄膜。我们证明增加的TC从165 K到310 K同步磁各向异性切换从面外取向到面内的，分别通过控制Te源通量在薄膜生长过程中，导致不同的c-晶格参数，同时保持化学计量和薄膜的厚度。我们使用X射线磁性圆二色性分析，将这种磁各向异性的调制归因于轨道磁矩的切换。我们还推断，不同的c-晶格常数可能是负责磁各向异性的变化，理论计算支持。这些研究结果强调了潜在的可吸收的Cr_{2} Te_{3}薄膜作为候选开发室温自旋电子学应用和类似的生长策略可以适用于制造其他纳米级层状磁性化合物。
2021-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature nonlinear transport and microwave rectification in antiferromagnetic MnBi$_2$Te$_4$ films
本文研究了分子束外延生长的反铁磁MnBi$_2$Te$_4$薄膜，实现了室温下的非线性横向响应和1-8千兆赫微波整流，揭示了斜散射和侧向跳跃机制，为高频能量收集与探测提供了新途径。
2024-12-20 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
Density and Microstructure of Amorphous Carbon Thin Films
本工作中，我们研究了用直流和高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）技术沉积的非晶碳（$a$ -C）薄膜。两种方法制备的$a$ -C薄膜的微观结构和电学性质存在细微差别.虽然用dcMS沉积的膜具有通常在$a$薄膜中发现的平滑纹理，但用HiPIMS沉积的那些膜由被多孔微结构包围的致密小丘组成。$a$ -C薄膜的密度是判断其质量的决定性参数。通常，X射线反射率（XRR）已被用于测量碳薄膜的密度。从目前的工作中，我们发现，碳薄膜，特别是那些厚度为几十纳米的密度的测定，可能是不准确的XRR由于薄膜和衬底之间的散射对比度差。通过利用飞行时间模式中的中子反射率（NR）（一种不常用于碳薄膜的技术），我们可以精确地测量使用dcMS和HiPIMS沉积的$a$薄膜的密度差异。
2018-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature nanoseconds spin relaxation in WTe2 and MoTe2 thin films
Weyl半金属WTe 2和MoTe 2具有拓扑保护的自旋极化态，可以携带非常大的电流密度，因此在产生大自旋电流方面具有很大的潜力。此外，WTe 2和MoTe 2的非中心对称性赋予了它们独特的晶体学控制的自旋-轨道力矩特性。自旋电子器件的发展需要回答的一个重要问题是WTe 2和MoTe 2中的自旋如何弛豫。在这里，我们报告了1.2 ns（0.4 ns）的室温自旋弛豫时间在WTe 2（MoTe 2）薄膜使用时间分辨克尔旋转（TRKR）。基于从头计算，我们确定了长寿命的自旋极化的机制，导致导带底部附近的大的自旋分裂，低的电子-空穴复合率和抑制背散射所需的时间反转和晶格对称操作。此外，我们还发现自旋极化沿着由大的自旋分裂引起的强内部面外磁场被牢牢钉扎。我们的工作提供了一个深入了解的物理起源的长寿命自旋极化外尔半金属，这可能是有用的，在室温下长时间操纵自旋。
2018-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Preparation of Cobalt Thin Films by Sputtering Systems and Its Magnetic Characterization
采用磁控溅射沉积技术制备了不同厚度的钴薄膜。用X射线光电子能谱学（XPS）和石英晶体监测（QCM）对薄膜厚度进行了测定。XPS也被用来确定膜的质量。利用铁磁共振技术（FMR）测试了薄膜的磁性能.
2009-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature formation of Pt$_3$Si/Pt$_2$Si films on poly-Si substrates
提出了一种在室温下用Pt磁控溅射和湿法腐蚀在多晶硅衬底上制备Pt $_3$ Si/Pt $_2$ Si双层薄膜的方法，获得了这种薄膜，研究了它的结构和相组成，并估算了它的层厚。我们通过直接的X射线光电子能谱测量验证了我们以前观察到的Pt $_2$ Si层formaton之间的Pt和多晶Si膜作为结果的Pt磁控溅射在室温下。该层可能是由于磁控管等离子体中的Pt离子的温度足够高，足以在Si表面上形成硅化物膜的化学反应而出现的。Pt $_3$ Si层可能由Pt-Pt $_3$ Si层（Pt $_{95}$ Si $_5$）形成，该层在磁控溅射期间由于通过湿蚀刻除去Pt而在Pt膜下产生。
2016-07-18 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Synthesis of Perovskite SrIrO3 Thin Films by Sputtering Technique
本文报道了用溅射法制备钙钛矿型SrIrO_3薄膜。在SrTiO 3（001）衬底上外延生长了单相（110）取向的SrIrO $_3$薄膜。利用离轴XRD $θ-2θ$扫描，我们证明这些薄膜具有（1 - 10）面外取向，（001）和（1-10）位于面内。溅射生长的薄膜具有光滑、均匀的表面和与衬底良好的共格界面。
2016-10-13 cond-mat.mtrl-sci
Observation of magnetism in Au thin films
本文介绍了金薄膜的直接磁化测量。这些测量整合了来自所研究的薄膜的信号和薄膜与衬底的界面的磁贡献。对来自体衬底的信号的抗磁性贡献与噪声水平具有相同的量级。我们发现薄的金膜可以表现出正磁化。它们的磁行为具有强烈的衬底依赖性。
2006-06-14 cond-mat.mtrl-sci
Optical and electronic properties in amorphous BaSnO3 thin films
宽禁带钙钛矿型锡酸盐由于其无与伦比的室温电子迁移率而在新兴的全氧化物透明电子器件中受到关注。考虑到非晶材料在与非半导体平台集成方面的优势，本文报道了典型的锡酸盐--非晶锡酸钡（BaSnO 3）薄膜的光学和电学性质。随着退火温度的升高，非晶BaSnO 3薄膜中的缺陷能级得到抑制，但仍保持非晶状态。
2020-10-12 cond-mat.mtrl-sci
Comparison of room-temperature multiferroics in Bi4Fe2TiO12 film and bulk
报道了Bi_4Fe_2TiO_（12）薄膜在室温下的介电性和磁性都比Bi_4Fe_2TiO_（12）体材料有明显的提高。X射线衍射分析表明，两种薄膜具有相似的结晶性质和无规取向，但X射线光电子能谱学（XPS）实验表明，薄膜中的核心态O 1 s的结合能比体相低1.4eV，因此薄膜中的多铁性的提高归因于氧空位和高比例的界面。研究结果在多功能集成器件中具有广阔的应用前景。
2006-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room temperature ferromagnetism in transparent and conducting Mn-doped $SnO_{2}$ thin films
在室温下，磁化强度随磁场的变化表现出滞后行为。根据磁化强度的温度依赖性，居里温度$(T_{C})$高于350 K。Mn掺杂的氧化锡薄膜在可见光区（400-800 nm）表现出低电阻率和高透光率。Mn掺杂的$SnO_{2}$薄膜中铁磁性、高可见光透明度和高电导率的共存有望成为自旋电子器件的理想特性。
2017-09-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Thin Film growth of Solid State materials
磁控溅射也已用于沉积某些材料的薄膜，并且它具有重要的技术重要性。对钇稳定氧化锆（YSZ）外延薄膜的沉积过程进行了模拟，研究了表面吸附原子的扩散。在溅射过程中，等离子体中形成的离子之间存在强相互作用。在Si上沉积Cu薄膜。SiCN纳米复合薄膜呈树枝状生长。
2016-11-17 cond-mat.mtrl-sci
