Comparative study of LaNiO$_3$/LaAlO$_3$ heterostructures grown by pulsed laser deposition and oxide molecular beam epitaxy
与不同沉积技术相关联的生长条件的变化可以极大地影响复合氧化物异质结构的相稳定性和缺陷结构。我们合成的超晶格的顺磁性金属LaNiO 3和大带隙绝缘体LaAlO 3原子层的分子束外延（MBE）和脉冲激光沉积（PLD），并比较其结晶度，微观结构所揭示的高分辨率透射电子显微镜图像和电阻率。MBE样品显示出更高的堆垛层错密度，但更光滑的界面和通常更高的电导率。我们的研究确定了MBE和PLD生长的机遇和挑战，并作为钙钛矿氧化物沉积技术选择的一般指南。
2017-01-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Oxidation of copper during physical sputtering deposition: mechanism, avoidance and utilization
本文系统地研究了在不引入氧气流的情况下，在高纯低压Ar气氛中物理溅射沉积Cu时Cu的氧化行为。结果表明，通过简单地调节沉积参数，可以得到各种柔性的铜基薄膜。电学和光学测试结果表明，所制备的纯Cu薄膜和Cu+Cu2O复合薄膜均呈现出金属和半导体特性的有趣结合。这类具有优异导电性和太阳能窗带隙的铜基薄膜有望在高电子迁移率晶体管、电极和太阳能电池等方面具有潜在的应用前景。进一步探讨了物理溅射沉积过程中不同沉积参数和主要氧气源下铜的氧化机制。
2014-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Sputter-Induced Cross-Contaminations in Analytical AES and XPS Instrumentation: Utilization of the effect for the In-situ Deposition of Ultrathin Functional Layers
如果将多个样品安装在一个样品架上，并对相邻样品进行溅射深度分析，则通过AES和XPS在样品表面上观察到交叉污染。在溅射深度剖析期间，溅射材料沉积在仪器的内表面上。在二次溅射过程中，这是由于物质以更高的动能离开主溅射靶，先前沉积的材料从内表面传输到安装在样品保持器上的其他样品。这种反射溅射用于在样品表面沉积超薄层，用于XPS结合能参考目的，并建立超薄导电层，以实现绝缘样品的AES测量。
2013-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Cu2O porous nanostructured films fabricated by positive bias sputtering deposition
在这项工作中，作者制备的Cu2O多孔纳米结构薄膜（PNF）的玻璃载玻片基板上的新开发的正偏压沉积方法在平衡磁控溅射（MS）系统。结果表明，沉积产物的表面形貌、晶体结构和光学性能与衬底偏压有很大关系。当衬底偏压为+50 V和+150 V时，所制备的Cu2O PNF均呈现出独特的三角形结构，具有明显的棱角和较小的胶合，（111）择优取向，带隙在2.35 eV处发生蓝移.定量计算结果表明，在平衡质谱系统中，传统的电子轰击效应和溅射氩离子的影响都可以忽略不计。相反，提出了一个新的尖端充电效应的模型来解释通过平衡偏压溅射沉积的PNF的可控形成。
2018-09-22 cond-mat.mtrl-sci
RF Sputter Deposition of Epitaxial Nanocrystalline Nd1-xSrxCoO3 Thin Films
本文报道了用射频磁控溅射法在SrTiO_3和LaAlO_3单晶衬底上沉积Nd_（1-x）Sr_xCoO_3（x=0，0.2和0.5）外延薄膜。沉积的薄膜都是完全取向和外延的，其特征在于纳米晶形态。沉积膜的平均粗糙度约为1 nm，而在热处理后，这增加到20 nm，同时保持纳米晶形态。沉积在SrTiO 3上的所有膜都显示出处于一定程度的拉伸应变下，而在LaAlO 3上的那些膜经历压缩应变，因此表明在约50 nm处，即使在热处理之后，膜也没有完全松弛。对于x=0.2的组合物，已经研究了三种不同的厚度，揭示了更薄的膜的应变增加。
2006-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Combinatorial sputter deposition of CrMnFeCoNi high entropy alloy thin films on agitated particles
提出了一种在微粒上组合溅射沉积薄膜的方法。该方法是为实验室规模的磁控溅射系统开发的，并使用压电致动器，通过振荡的微粒。定制组件可同时分离多达9批颗粒。由于搅拌，颗粒的整个表面可以暴露于溅射焊剂，因此可以完全被薄膜覆盖。通过溅射CrMnFeCoNi高熵合金靶，用均匀的薄膜同时涂覆单独批次的聚苯乙烯微球（500 μ m单分散直径）、Fe合金颗粒（300 μ m平均尺寸）和NaCl盐颗粒（350 μ m平均尺寸）。相比之下，沉积在团聚Al颗粒（5 μ m平均尺寸）上的CrMnFeCoNi薄膜仅部分覆盖颗粒的表面。通过共溅射CrMn、FeCo和Ni靶，用具有组分梯度的CrMnFeCoNi薄膜涂覆九批单独的Al颗粒（平均尺寸25 μ m）。这些沉积证明了用均匀的膜（从元素到多元组合物）涂覆不同类型的颗粒和在均匀颗粒上沉积具有组合物梯度的膜的能力。
2022-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Pulsed Laser Deposition of LaAlO3-Ba0.5Sr0.5TiO3 Thin Films for Tunable Device Applications
采用脉冲激光沉积法（PLD）在Pt/Ti/SiO2/Si和（100）LaAlO 3衬底上制备了不同LAO含量的LaAlO 3-Ba0.5Sr0.5TiO3（LAO-BST）薄膜。利用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对LAO-BST薄膜的相组成和微观结构进行了表征。LAO-BST薄膜为LAO和BST的固溶体，晶格常数随LAO含量的增加而减小。根据由1/6、2/6和3/6 LAO靶得到的薄膜的晶格常数估算的（LAO）x（BST）1-x的组成分别为0.143、0.278、0.476。BST中掺入LAO后，薄膜的晶粒尺寸减小。在低频（100 kHz）下测量了Pt/Ti/SiO2/Si衬底上LAO-BST薄膜的介电性能，在高频（~7.9 GHz）下测量了LaAlO 3衬底上LAO-BST薄膜的介电性能。在Pt/Ti/SiO_2/Si衬底上，由纯BST靶和LAO面积比分别为1/6、2/6和3/6的靶制备的薄膜的介电常数分别为772、514、395和282，介电损耗分别为0.096、0.023、0.024和0.025，介电调谐率分别为65%、53%、43%和14%。在最大外加电压为2.4 kV（~9.2 kV/cm）时，薄膜的介电常数分别为2436、2148、2018、1805，最大介电调谐率分别为11%、13%、10%和8%。
2003-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Sputtering based epitaxial growth and modeling of Cu/Si thin films
采用磁控溅射法制备了外延铜薄膜。沉积过程中的吸附原子受到沉积参数的影响，从而导致薄膜性能的变化。通过XRD和FESEM研究了薄膜的生长机理。对溅射外延薄膜生长过程进行了模拟。对溅射过程中的溅射产额、压强、温度、电流密度、沉积时间等参数进行了关联，并对溅射过程进行了分析。
2015-08-20 cond-mat.mtrl-sci
Novel Physical Vapor Deposition Approach to Hybrid Perovskites: Growth of MAPbI3 Thin Films by RF-Magnetron Sputtering
基于溶液的方法代表了用于沉积低成本但高效的太阳能电池的混合有机-无机钙钛矿膜的最广泛的方法。然而，溶液工艺技术对膜形态和结晶度提供有限的控制，并且最重要的是不允许顺序膜沉积以产生钙钛矿-钙钛矿异质结构。本文报道了用射频磁控溅射法成功地制备了CH_3 NH_3 PbI_3（CH_3）薄膜，这是一种经过工业试验的、具有精确控制化学计量比的大面积器件生长方法。从由CH 3 NH3 I（MAI）和PbI 2制成的单靶开始生长外延膜。薄膜为单相，未反应的PbI 2含量几乎检测不到，表面完全覆盖，厚度从小于200 nm到大于3 μm。沉积膜的光吸收和发射特性与生长的溶液处理的纳米薄膜相当。气相沉积方法的发展对于推进钙钛矿光伏器件具有制造钙钛矿多结太阳能电池或在整个可见光谱中的超亮发光器件的可能性是有意义的。
2018-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Thickness dependence of surface diffusion in epitaxial LaAlO3 on SrTiO3(001)
利用脉冲激光沉积过程中的原位X射线漫散射和镜面反射研究了LaAlO 3/SrTiO 3（001）薄膜材料体系。使用这种方法，我们能够测量的特征表面长度尺度和特征时间的平面内和下坡扩散的时间依赖性。这些数据允许作为LaAlO 3厚度的函数的各种扩散过程的活化能的测定。此外，我们表明，第一单层的下坡扩散速率是明显不同于随后的层。这些结果直接比较，在同质外延SrTiO 3（001）的沉积过程中看到以前的实验观察。
2010-10-27 cond-mat.mtrl-sci
Construction and evaluation of an ultrahigh-vacuum-compatible sputter deposition source
本文介绍了一种用于超高真空（UHV）的溅射沉积源，并对其性能进行了分析。操作原理基于Mayr等人[Rev. Sci.仪器84，094103（2013）]，其中从灯丝发射的电子激发氩气，并且Ar $^+$离子被加速到靶。与原始设计相比，使用两个栅格将大部分Ar $^+$离子引导到靶，并且源具有由液氮冷却的外壳以减少污染。该源已被用于沉积锆，一种难以在标准超高真空蒸发器中蒸发的材料。在超高真空室中的氩气压力为$9\times 10^{-6}$ mbar和中等的发射电流下，在250 s内实现了$\approx 1$单层的高度可重复的沉积速率（在距靶$\approx 50$ mm的距离处）。更高的沉积速率是容易实现的。X-射线光电子能谱学表明沉积膜的纯度高。根据栅极电压的不同，衬底会被Ar $^+$离子轻度溅射;此外，来自负偏置溅射靶的电子也会到达衬底。
2017-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Molecular dynamics simulation of gold cluster growth during sputter deposition
我们提出了一个分子动力学模拟方案，我们应用于研究的时间演化的自组织生长过程中形成的金属簇组装体的金原子沉积在一个平面表面。该模拟模型结合了等离子体辅助沉积工艺的特点，并允许在很宽的沉积参数范围内的调查。它被用来获得团簇性质的数据，这些数据可以直接与最近发表的聚苯乙烯上金的实验数据进行比较（M。Schwartzkopf \textit{et al} .，ACS应用材料Interfaces \textbf{7}，13547（2015））。虽然两者之间有很好的一致性，模拟还提供了宝贵的时间依赖性的真实空间数据的表面形态的一些细节是隐藏在用于实验分析的倒空间散射图像。
2016-02-18 cond-mat.mtrl-sci
RF-Sputtering Deposition of Nd1-xsrxcoo3 Oriented Thin Films
在本文中，我们报告，据我们所知，第一次沉积高度取向的薄膜（厚度约90 nm）的NdCoO 3和Nd 0.8Sr 0.2CoO 3钴酸盐单晶STO和LAO衬底。我们的研究表明，高度取向的NCO和NSCO的单相薄膜，可以成功地沉积通过射频溅射，如果在高温（700 ℃）的基板加热;较低的基板温度已被证明会导致多相材料具有低的结晶度。LAO衬底显示出为NSCO靶材料的面外晶格常数的完美匹配提供了来源。
2005-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Differences in Sb2Te3 growth by pulsed laser and sputter deposition
高质量的范德瓦耳斯硫族化合物在相变数据存储、热电和自旋电子学中是重要的。利用统计实验设计和密度泛函理论相结合的方法，我们阐明了非平衡范德华外延沉积方法是如何提高Sb 2 Te 3薄膜的晶体质量的。我们比较了射频溅射和脉冲激光沉积（PLD）生长的薄膜。每种方法影响晶体质量的生长因素是不同的。对于PLD生长的薄膜，薄的非晶Sb_2Te_3籽晶层最显着地影响晶体质量。相比之下，通过溅射生长的膜的结晶质量对沉积温度相当敏感，并且受种子层的存在的影响较小。这种差异有些令人惊讶，因为这两种方法都是基于热平衡等离子体的方法。非绝热量子分子动力学模拟表明，这种差异源于等离子体中激发原子的密度。PLD等离子体比溅射中使用的等离子体更强烈并且具有更高的能量，并且这增加了沉积原子的电子温度，这伴随地增加了PLD中的吸附原子扩散长度。与此相反，吸附原子的扩散率主要由溅射生长的薄膜的热温度。这些结果解释了文献中观察到的Sb2Te3和超晶格晶体质量的宽范围。这些结果表明，与流行的看法相反，基于等离子体的沉积方法适合于生长高质量的晶体硫属化物。
2020-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Systematic control of carrier concentration and resisitivity in RF sputtered Zinc oxide thin films
射频溅射ZnO和Al：ZnO薄膜是制备光电器件的理想透明导电氧化物。在本文中，我们提出的努力，以控制载流子浓度和迁移率的ZnO/Al：ZnO薄膜的沉积参数（RF功率，压力和衬底温度）。在250°C的沉积温度下，获得了电阻率低至$ρ$ = $3.8\times 10^{-4}$ $Ω$ .cm的Al：ZnO薄膜。在250°C的沉积温度下获得了低电阻率$ρ$ = $3.7\times 10^{-2}$ $Ω$ .cm和高电子迁移率$30$ $\mathrm{cm^{-2}V^{-1}s^{-1}}$的ZnO薄膜，并研究了不同衬底温度下沉积的Al：ZnO和ZnO薄膜的透光率。研究了沉积温度对溅射在硅和玻璃衬底上的ZnO/Al：ZnO光致发光谱（PL）的影响。研究了溅射在Si和玻璃衬底上的ZnO/Al：ZnO的近带边（NBE）和深能级发射（DLE）光致发光峰随沉积温度的变化。
2014-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Preparation and Characterization of High Quality Bi1-xSbx Thin Films: A Sputtering Deposition Approach
本研究采用共沉积磁控溅射技术制备不同Sb组分的高质量Bi₁₋ₓSbₓ拓扑绝缘体薄膜，证实可在SiO₂衬底上得到形貌均匀、择优生长的样品，且晶体织构与组分、沉积温度相关。
2024-09-26 cond-mat.mtrl-sci
Copper Thin Film Deposition by An Indigenous Unbalanced Type DC Magnetron Sputtering System
利用自行研制的非平衡式直流磁控溅射系统，在载玻片和硅基片上进行了不同时间间隔的铜沉积。这项工作的主要目的是研究沉积材料的晶体结构，并计算晶粒尺寸。作为一种过渡金属，铜纳米颗粒和结构在光催化和传感器应用领域具有多种用途。这种结构用于提供增强光催化传感器材料的光学和电学性质的自由电子。这些纳米催化剂提高了沉积速率和石墨氮化碳（一种流行的光催化剂）的成核。本工作利用X射线荧光光谱仪和X射线衍射仪对合成的铜薄膜进行了表征。
2020-01-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
An Automated Magnetron Sputtering Chamber for Ferroelectric Thin Film Deposition
Materials Research Institute, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学材料研究所）；Materials Science and Engineering, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程系）
本文提供将手动沉积腔室升级为自动自主实验设备的模板，以磁控溅射腔室为例实现自动化，用于半自主确定Al$_{1-x-y}$Sc$_x$B$_y$N薄膜的工艺-性能关系，助力材料合成优化。
2026-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Phase-selective growth of water-soluble strontium aluminate via sputtering deposition for freestanding oxide membranes
TU Wien（维也纳工业大学）；Université Caen Normandie（诺曼底大学）；CEA（法国原子能和替代能源委员会）；ENSICAEN（恩西西安高等学院）；CNRS（法国国家科学研究中心）；CIMAP UMR6252（CIMAP联合研究实验室6252）；Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2)（加泰罗尼亚纳米科学和纳米技术研究所）；CSIC（西班牙国家研究委员会）；BIST（巴塞罗那科学与技术研究院）；University of Geneva（日内瓦大学）；Leibniz-Institut für Kristallzüchtung（莱布尼兹晶体生长研究所）；ALBA Synchrotron Light Source（阿尔巴同步辐射光源）
通过溅射沉积调控气氛，选择性生长水溶性铝酸锶牺牲层，成功制备性能媲美外延薄膜的铁磁性自支撑Sm2NiMnO6薄膜。
2026-09-29 cond-mat.mtrl-sci
From Deposition Stress to Surface Reactivity: Strain-Dependent Hydrogen Evolution on Sputtered Platinum Thin Films
Ruhr-University Bochum（波鸿鲁尔大学）；University Duisburg-Essen（杜伊斯堡-埃森大学）；Center for Interface-Dominated High Performance Materials, (ZGH) Ruhr-University Bochum（波鸿鲁尔大学界面主导高性能材料中心）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）
研究通过调节溅射压力改变铂薄片的应力状态，发现低压力下薄片具有更高的氢演化反应活性，而高压力导致活性降低，揭示了残余应变、微结构和氢覆盖度的相互作用机制。
2026-05-07 cond-mat.mtrl-sci
Growth Kinetics of Ion Beam Sputtered Al-thin films by Dynamic Scaling Theory
本文报道了离子束溅射铝薄膜生长动力学的研究。动力学标度理论被用来推导动力学从AFM测量。AFM成像显示，表面包含明显不同的形态。沉积时间的变化导致了这种独特性。已经确定的增长管理静态（α）以及动态（β）标度指数。指数（α）随着沉积时间从3分钟增加到15分钟而降低。因此，界面宽度（xi）也随着临界长度（Lc）而减小，并伴随着表面粗糙度的增加。表面扩散成为在3分钟的短时间内进行的沉积期间发生的主要表面粗糙化现象。将沉积时间延长至15分钟使体扩散过程占主导地位，这最终导致连续膜的平滑化。
2014-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Effect of RF Sputtering Process Parameters on Silicon Nitride Thin Film Deposition
本工作的目的是研究射频溅射沉积氮化硅薄膜的工艺参数优化。选择改变的工艺参数为沉积功率、沉积持续时间、氩气流速和氮气流速。根据田口L9正交表，在三个水平上改变参数。利用SEM、XRD、表面轮廓仪、半导体器件分析仪和紫外光谱仪分别对涂层的表面形貌、膜层组成、涂层厚度、涂层电阻率和折射率进行了测定。在沉积速率为1.47 ~ 10.1 nm/min时，测得薄膜厚度为127.8 ~ 908.3 nm，电阻率为1.53 ~ 7.85 × 10 ~（13）ohm-m。薄膜的折射率计算为1.84 - 2.08。从结果可以看出，当没有氮气流时，膜性能趋于差，而当氮气输入量少时，膜性能趋于改善。此外，SEM图像显示氮化硅的非晶结构，这由XRD图案证实。
2017-11-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
High throughput optimization of hard and tough TiN/Ni nanocomposite coatings by reactive magnetron sputter deposition
结合高通量分析方法的组合薄膜合成方法被成功地应用于合成TiN/Ni涂层具有最佳的机械性能。合成方法由TiN/Ni涂层的沉积组成，其中Ni含量范围为约0至20原子%。通过反应磁控溅射，具有明确的成分梯度，使得几乎所有可能的成分在相同条件下在一个单一涂层中产生，消除了加工条件的不确定性。分析方法连续筛选TiN/Ni涂层的显微组织，残余应力，硬度和断裂韧性。结果表明，在8 ~ 12 Ni at.%的成分范围内，形成了等轴纳米晶δ-TiN镶嵌在富Ni非晶相中的纳米复合组织。这种微结构提供了一个优越的硬度和韧性的组合，并同时减少残余应力相对于TiN涂层在相同的条件下生长。然而，较高的Ni含量是有害的，因为它们损害涂层的完整性。
2021-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Periodic Variation of Stress in Sputter Deposited Si/WSi2 Multilayers
在溅射Si上溅射沉积1nm的WSi2后，在低Ar气压下观察到张力增量。多层膜上的晶片曲率数据被发现具有对应于多层膜周期的周期性变化，并且这允许统计分析以提高对小应力的灵敏度。在生长的初始阶段观察到的是张力而不是压缩，这是新的，并调用了一个调用表面重排的模型。这些数据还承担一个不寻常的表面平滑现象溅射硅表面所造成的溅射沉积的WSi2。我们还报告说，对于低Ar压力的Si层的主要来源的建立应力。
2011-06-10 cond-mat.mtrl-sci
A Python-Based Approach to Sputter Deposition Simulations in Combinatorial Materials Science
本文提出基于Python的SIMTRA封装器，通过并行蒙特卡洛模拟实现多阴极溅射沉积建模，并在Ni-Pd-Pt-Ru四元体系中验证了模拟与实测成分的平均欧氏距离仅为3.5%，显著扩展了SIMTRA在组合材料研究中的适用性。
2024-11-21 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Growth Kinetic studies of ion beam sputtered AlN-thin films: Effect of reactive assistance of nitrogen plasma
采用反应双离子束溅射沉积方法制备了AlN薄膜，并利用原子力显微镜对其表面生长特性进行了分析。用动态标度理论分析了粗糙度随沉积时间的变化规律。两个不同的指数，静态和动态的被用来解开薄膜生长特性。随着沉积时间的增加，静态标度指数逐渐减小，衬底表面覆盖率增加，这表明临界长度Lc减小。随着沉积时间从3分钟增加到15分钟，膜的均方根粗糙度从1.99增加到3.42 nm。动态标度指数为0.36。在生长过程中，表面扩散（n = 4）成为主要的粗糙化现象，而体扩散（n = 3）变成主要的平滑化现象。
2014-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Electrical and optical properties of ITO thin films prepared by DC magnetron sputtering for low-emitting coatings
优化直流磁控溅射系统的沉积透明导电氧化物（TCO），如铟锡氧化物（ITO）在玻璃基板上已被应用，以实现低发射（低e）的透明涂层。为了获得相应的电阻和高红外反射率，首先研究了溅射功率和氧气流量对薄膜性能的影响。其他沉积参数保持不变。在400摄氏度的温度下，在3标准立方厘米/分钟的氧气流中，膜沉积产生透明和红外反射涂层。在此条件下，在红外（λ=3-25微米）中获得的最高平均反射率为89.5%（最低发射率等于小于11%），而在可见光中的透明度约为85%。测量等离子体波长和载流子浓度。
2014-09-18 cond-mat.mtrl-sci
Evolution of magnetic and microstructural properties of thick sputtered NdFeB films with processing temperature
采用磁控溅射法（沉积速率~ 18 $μ$ m/h）在Si衬底上沉积了Ta（100 nm）/ NdFeB（5 $μ$ m）/ Ta（100 nm）薄膜。使用2步程序：在高达400 ℃的温度下沉积，然后在更高温度下进行非原位退火。需要高于650 ℃的沉积后退火温度以形成高的结晶度值。退火时间的持续时间是更关键的各向异性样品沉积到加热基板上比各向同性样品在较低的温度下沉积。对于给定的一组退火条件（750 ℃/10 ′），高加热速率（2000 ℃/ h）有利于各向同性和各向异性膜的高结晶性。Nd_2Fe_（14）B晶粒的形状和尺寸强烈地依赖于加热速率。
2007-03-29 cond-mat.mtrl-sci
Effect of substrate temperature on the deposition of Al-doped ZnO thin films using high power impulse magnetron sputtering
本研究通过高功率脉冲磁控溅射在不同衬底温度下沉积铝掺杂氧化锌薄膜，发现600°C时获得最低电阻率（3×10⁻⁴ Ω·cm），归因于结晶度提升改善迁移率和稳定性，并避免负氧轰击。
2025-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Transparent yttrium hydride thin films prepared by reactive sputtering
早先已经建议将金属氧化物用于太阳能电池中。以此为出发点，我们采用反应磁控溅射法制备了氢化钇薄膜。所得膜在沉积期间对于低氢分压是金属的，并且对于较高氢分压是黑色或黄色透明的。金属和半导体透明YHx薄膜已直接原位制备，而不需要覆盖层和沉积后氢化。光学薄膜是类似的YHx薄膜由其他技术制备的发现，但透明薄膜的晶体结构不同于众所周知的YH3相，因为它们有一个fcc晶格，而不是hcp。
2011-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Bimodal substrate biasing to control γ-Al2O3 deposition during reactive magnetron sputtering
采用反应磁控溅射法，在500°C ~ 600°C的衬底温度范围内制备了Al 2 O3薄膜，并通过外加衬底偏压来调节入射离子的能量分布。采用X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对薄膜进行了表征。非晶，纳米晶，或结晶的膜结构与特征离子能量分布。不断发展的晶体结构与不同水平的位移每个原子（dpa）在生长的薄膜中，来自TRIM模拟。对于500°C的衬底温度，结晶膜和非晶或纳米晶膜的形成之间的边界为0.9dpa。对于在550°C下生长的膜，该阈值移动到0.6dpa。
2013-05-21 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
Some aspects of epitaxial thin film growth
本文由四个部分组成，都涉及溅射过程的计算建模。第一部分讨论了不同极角和离子偏转时铋原子层沉积的差异。在第二部分中，原子层沉积作为入射氩离子能量的函数在不同的压力条件下进行了研究。在第三部分中，我们模拟了TiOx薄膜的生长过程。改变溅射参数以获得不同的原子层。揭示了覆盖度随粘附系数的变化规律。最后一节涉及基于溅射的TiN膜沉积。考虑了部分溅射产率随覆盖率的变化率。通过改变沉积压力和沉积时间，得到不同厚度的薄膜。所有的部分都是分开存放的
2016-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic field strength influence on the reactive magnetron sputter deposition of Ta2O5
反应磁控溅射使得能够沉积各种薄膜以用于保护以及光学和电子应用。然而，在溅射期间进行的靶侵蚀导致靶表面处的磁场强度增加。因此，辉光放电，靶中毒，并因此所制备的薄膜的形态，晶体结构和化学计量的影响。因此，通过在0.50和1.00 A之间改变阴极电流Im，在45和90 mT之间改变磁场强度B，以及在0和100%之间改变O2/（Ar+O2）流速比来研究这些效应。随着氧气流量比的增加，在金属Ta靶表面形成亚化学计量的TaOx氧化物，其进一步转移到非导电的五氧化二钽Ta 2 O 5，阻碍稳定的DC辉光放电。这两个过渡区（从Ta到TaOx和从TaOx到Ta 2 O 5）转变为更高的氧气流速以增加靶电流。相反，增加磁场强度（例如，由于溅射腐蚀）主要将TaOx到Ta 2 O 5的转变转变为较低的氧气流速，同时略微影响Ta到TaOx的转变。为了即使在100%的流量比下也能够稳定地进行DC辉光放电（并且抑制在靶处形成非导电性Ta 2 O 5），需要高的靶电流（Im ≥ 1 A）或低的磁场强度（B ≤ 60 mT）。需要这些条件来制备化学计量和完全结晶的Ta 2 O 5膜。我们的调查清楚地表明，磁场强度的重要性，在溅射腐蚀过程中的变化，对靶中毒和由此产生的薄膜质量。
2012-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Deposition of Ga2O3 thin films by liquid metal target sputtering
本文报道了用反应脉冲直流磁控溅射法从液态镓靶在熔融（f-）石英和c面（c-）蓝宝石衬底上沉积非晶和晶态Ga 2 O 3薄膜，衬底温度从室温（RT）变化到800°C。沉积速率（在室温下在f-石英上高达37 nm/min，在800°C下在c-蓝宝石上高达5 nm/min）比文献中给出的射频溅射数据高2至5倍。沉积在未加热的基底上，薄膜是X射线非晶的。\b{eta} -Ga 2 O 3的明确的X射线衍射峰在衬底温度为500 ℃时开始出现。在高于600°C的温度下在c-蓝宝石上生长的膜是外延的。然而，{ \approx } 2.4-2.5°的高摇摆曲线半峰全宽值指示存在缺陷。在电子显微镜图像中观察到致密且无空隙的微观结构。成分分析表明化学计量接近Ga 2 O3，没有痕量杂质。在可见光范围内的低吸收率（<1%）和光学带隙约为5 eV的光学性质与文献中的数据一致的其他沉积方法生产的Ga 2 O3薄膜。
2023-01-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Molecular Dynamics Study on the Role of Ar Ions in the Sputter Deposition of Al Thin Films
分子动力学模拟常用于研究溅射和薄膜生长。这些薄膜中的压应力通常被认为是由正向溅射（喷丸）的内置颗粒和截留的工作气体原子的组合引起的。虽然前者被认为是占主导地位的作用，后者的相互作用动力学以及薄膜性能的影响几乎没有澄清（并发或因果关系）。离子轰击引起的过程的固有重叠使得分离它们的贡献是不切实际的。在这项工作中，这一问题是通过比较两个案例研究的结果在Ar工作气体中溅射沉积Al薄膜。在第一轮中，Ar原子被完全保留。在第二轮中，它们被人为地忽略了，因为注入的Ar原子被假设为无论如何都会脱气，并且不会显著改变正在进行的动力学。两个案例研究的共同点是100个颗粒的连续撞击（即，Ar $^+$离子，Al原子）到Al（001）表面上的离子能量在3 eV到300 eV的范围内以及Al/Ar $^+$通量比从0到1被考虑。混合反应分子动力学/力偏置蒙特卡罗模拟的表面相互作用进行了模拟，其特征在于在质量密度，Ar浓度，双轴应力，剪切应力，环统计连通性配置文件，Ar气体孔隙率，Al空位密度，和均方根粗糙度。最终，发现注入的Ar原子形成亚纳米尺寸的最终除气团簇的离子能量超过100 eV。它们从根本上控制着各种表面过程（例如，正向溅射/喷丸）和表面性质（例如，压缩应力）。
2022-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Bayesian optimization for stable properties amid processing fluctuations in sputter deposition
Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）
本文提出用贝叶斯优化指导钼薄膜溅射沉积，通过自定义目标函数优化功率与压力，并融合应力-压力先验知识，以在满足残余应力和电阻要求的同时降低对随机波动的敏感性。
2024-05-06 cond-mat.mtrl-sci cs.LG math.OC
Deposition and characterization of TiZrV-Pd thin films by dc magnetron sputtering
TiZrV薄膜主要应用于储存环的超高真空管道。采用直流磁控溅射法，以氩气为溅射气体，在TiZrV薄膜上镀制了一层钯薄膜，以提高吸气剂的使用寿命和抽气速度。采用原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱学（XPS）和X射线衍射（XRD）等测试手段对TiZrV-Pd薄膜的性能进行了研究。TiZrV和Pd薄膜的晶粒尺寸分别为0.42~ 1.3nm和8.5~ 18.25nm。结果表明，TiZrV薄膜的粗糙度较小，约为2~4 nm，而Pd薄膜的粗糙度较大，约为17~19 nm。PP At.根据XPS测试结果，TiZrV/Pd膜中的Pd %从86.84变化到87.56。
2015-03-31 cond-mat.mtrl-sci physics.acc-ph
Ultrathin, sputter-deposited, amorphous alloy films of ruthenium and molybdenum
本文介绍了用标准溅射法制备的钌钼二元合金薄膜的显微镜和衍射测量结果。对于接近Ru 50 Mo 50的组合物，我们发现薄膜是非晶的。膜的非晶性伴随着相对于钌或钼的同等厚度膜的粗糙度的粗糙度的显著降低。我们将此归因于缺乏颗粒结构，这是分离元件的多晶膜的特征。
2022-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A laser-ARPES study of LaNiO3 thin films grown by sputter deposition
相关过渡金属氧化物LaNiO $_3$的薄膜在其厚度减小到几个晶胞时经历金属-绝缘体转变。在这里，我们使用角分辨光电子能谱研究的电子结构的演变在一系列的外延LaNiO $_3$膜的厚度范围从19到2 μ C的过渡。通过RF磁控溅射原位生长。我们的数据显示，当厚度减小到5 μ c以下时，电子平均自由程强烈减小。这防止了系统变成电子二维，正如我们实验中看到的费米表面基本不变所证实的那样。在绝缘态下，我们观察到相干准粒子峰的强抑制，但没有明显的能隙。这些特征类似于以前观察到的绝缘状态的NdNiO $_3$。
2020-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of substrate temperature on the optoelectronic properties of DC magnetron sputtered copper oxide films
采用直流磁控溅射法在石英衬底上制备了氧化铜薄膜，研究了沉积温度对其光电性能的影响。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、拉曼光谱、紫外-可见光谱和四探针薄层电阻测量分别表征了薄膜的表面形貌、结构、光学和电学性能。沉积在室温和200 - 300 °C下进行。XRD分析表明，氧化物主要为Cu $_2$ O，吸收光谱表明薄膜在300 nm附近有一个临界吸收边。随着沉积温度的升高，薄层电阻逐渐减小，从而增加这些薄膜的导电性。还观察到带隙从室温沉积的2.20 eV增加到300 °C下的2.35 eV。光学带隙和方块电阻随温度的变化表明，微结构在其行为中起着至关重要的作用。这些转换特性具有巨大的技术重要性，具有包括透明太阳能电池制造的各种应用。
2022-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Hydrothermally-Assisted Sintering of Calcium Hydroxide Sputtering Targets: A Route to Quantum-Grade CaO Thin Films
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
通过水热辅助烧结（冷烧结）制备高致密氢氧化钙陶瓷靶材，用于沉积高质量CaO薄膜，实现(002)取向外延生长。
2026-06-01 cond-mat.mtrl-sci
Modulation of conductance and superconductivity by top-gating in LaAlO3/SrTiO3 2-dimensional electron systems
我们报告的电顶栅的2维电子气（2DEG）形成在LaAlO 3/SrTiO 3界面，使用电子束蒸发的金栅电极。在这些结构中，通过脉冲激光沉积生长的外延LaAlO 3薄膜在与SrTiO 3衬底的界面处诱导2DEG，并同时充当栅极电介质。结构化的顶栅使得能够局部调谐和界面（超）导电性的完全开/关切换，同时在不施加栅极电压时保持这些LaAlO 3/SrTiO 3界面的通常的本征特性。
2013-06-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Physics-separating artificial neural networks for predicting initial stages of Al sputtering and thin film deposition in Ar plasma discharges
Ruhr University Bochum（波鸿鲁尔大学）；Kiel University（基尔大学）
本研究针对铝薄膜溅射沉积模拟中表面相互作用模型原子保真度不足的问题，引入演化表面状态与缺陷结构，构建物理分离人工神经网络代理模型，可高保真解析等离子体-表面相互作用动力学，且适用于实验输入数据。
2022-11-09 cond-mat.mtrl-sci cs.LG physics.plasm-ph
Deposition and photoluminescence of zinc gallium oxide thin films with varied stoichiometry made by reactive magnetron co-sputtering
本文通过反应磁控共溅射制备不同Ga:Zn比的锌镓氧化物薄膜，研究了沉积条件对结构、带隙及光致发光的影响，发现ZnGa2O4发光显著依赖化学计量比。
2024-02-05 cond-mat.mtrl-sci
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
Tailoring interface mixing and magnetic properties in (111) Permalloy/Pt multilayers
我们目前的沉积和表征的多层膜组成的20个重复的15 $Å$厚坡莫合金镍$_{80}$铁$_{20}$在。5例$Å$ Pt.通过两种不同的溅射沉积方法，即直流磁控溅射（dcMS）和高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS），这代表低和中等离子化通量分数的成膜材料，分别制备样品，用于沉积的Py层。研究了衬底粗糙度、工作气压和溅射功率对薄膜面内单轴磁各向异性的影响。用X射线衍射、反射率和磁光克尔效应对多层膜进行了表征。它示出，HiPIMS沉积产生具有独特的表面粗糙度的多层膜，无论基板的表面粗糙度。通过dcMS和HiPIMS沉积制备的多层膜呈现出垂直于膜平面的强（111）织构。结果显示，与在溅射功率下进行的dcMS沉积相比，利用HiPIMS沉积Py层导致各个层之间的最小界面混合。这与通过HiPIMS沉积的Py的光滑表面有关。然而，这种尖锐的界面导致更高的介电常数和开口的难轴磁滞回线，而多层与混合存在明确定义的平面内单轴各向异性，即线性难轴。与Py/Cu和Py/CuPt多层膜，在相同的条件下使用HiPIMS制备的比较表明，差的面内单轴各向异性是在Py/Pt的情况下，由Py和Pt之间的大晶格失配所产生的逆磁致伸缩引起的。表现出界面混合的Py/Pt多层膜具有更松弛的界面，因此呈现可忽略的逆磁致伸缩，并具有更好定义的各向异性。
2021-07-18 cond-mat.mtrl-sci
The role of ionization fraction on the surface roughness, density and interface mixing of the films deposited by thermal evaporation, dc magnetron sputtering and HiPIMS: An atomistic simulation
研究了室温下电离分数对Cu（111）衬底上Cu薄膜外延生长的影响。我们比较了热蒸发、直流磁控溅射（dcMS）和高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）。三种沉积条件，即完全中性，50%电离和100%电离通量被认为是热蒸发，dcMS和HiPIMS，分别为~20000吸附原子。结果表明，较高的电离分数的沉积通量导致更光滑的表面，通过两个主要的机制，即减少在气相中的集群和双碰撞的高能量离子在膜表面。双碰撞事件由局部非晶化组成，其填充岛之间的间隙，随后由于二次碰撞而结晶。我们发现双碰撞事件是非常重要的，以防止岛屿的增长成为主导，并增加表面粗糙度。无论沉积方法，外延铜薄膜遭受堆垛层错区（孪晶界）与最近的实验结果一致。此外，HiPIMS沉积呈现出相当大的界面混合，而在热蒸发和dcMS沉积中可以忽略不计，这些沉积相应地呈现出较小的粘附力。
2019-04-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Conducting LaAlO3/SrTiO3 heterointerfaces on atomically flat substrates prepared by deionized-water
我们研究了最近开发的原子级平坦SrTiO 3（STO）衬底的水浸出方法如何影响LaAlO 3（LAO）和STO异质界面的输运性质。在相同的生长条件下，采用脉冲激光沉积法在两种不同的STO衬底上制备了LAO外延薄膜，这两种衬底分别采用水浸法和缓冲氢氟酸（BHF）腐蚀法制备。的结构，运输，和光学性质的LAO/STO异质结构上生长的水浸衬底上生长的样品BHF蚀刻基板上显示出相同的高品质。这些结果表明，水浸法可以用来生长复杂的氧化物异质结构与原子定义良好的异质界面没有安全问题。
2016-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Stoichiometry control of the electronic properties of the LaAlO_3/SrTiO_3 heterointerface
研究了脉冲激光沉积的激光参数对LaAlO_3/SrTiO_3（001）异质结薄膜化学计量比和电子性质的影响。LaAlO_3薄膜中La/Al比在0.88 ~ 1.15的范围内变化，并对界面电导率有很大的影响。特别地，载流子密度被调制超过两个数量级。发现由阳离子空位引起的薄膜晶格膨胀是重要的功能参数。这些结果可以理解为产生的静电边界条件的变化，和他们的分辨率，与化学计量。
2013-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Growth and characterization of conducting LaAlO3/EuTiO3/SrTiO3 het-erostructures
研究了脉冲激光沉积法制备的LaAlO_3/EuTiO_3/SrTiO_3异质结的结构、磁性和输运性质。用电子衍射和扫描探针显微镜对样品进行了原位表征，用输运测量和x射线吸收光谱对样品进行了非原位表征。LaAlO 3/EuTiO 3/SrTiO 3薄膜在T<7.5 K时表现出与Eu 2+自旋有序化有关的铁磁转变，即使在只有两个EuTiO 3晶胞的样品中也是如此。只有在由一个或两个EuTiO 3晶胞和同时由等于或大于4个晶胞的LaAlO 3厚度组成的样品的情况下，才观察到有限的金属电导率。重点讨论了铁磁EuTiO 3对δ掺杂LaAlO 3/EuTiO 3/SrTiO 3体系输运性质的影响。
2014-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Physics-separating artificial neural networks for predicting sputtering and thin film deposition of AlN in Ar/N$_2$ discharges on experimental timescales
Ruhr University Bochum（波鸿鲁尔大学）；Kiel University（基尔大学）
针对等离子体-表面相互作用模拟计算成本高、难以在实验时间尺度预测的问题，研究开发有效填充参数空间的方案，构建物理分离人工神经网络，可分析45分钟工艺内AlN溅射沉积的粒子通量及系统状态演化。
2023-01-09 cond-mat.mtrl-sci cs.LG physics.plasm-ph
Growth kinetic study of sputter deposition: Ag on Si/SiO$_2$
利用掠入射X射线反射（GIXR）技术和原子力显微镜（AFM）研究了在Si（001）基片上沉积Ag超薄膜（40 $Å$ - 150 $Å$）的初始生长阶段的动力学。我们观察到，该膜由存在空隙的土堆组成。作为时间“t”的函数的膜的厚度“d_{xray}”和填充分数“η”遵循简单的幂律，d_{xray} $\thicksim t^{m} and η\thicksim $ t^{n} $ with the exponent m = 0.58 and n = 0.37 respectively. We have quantitatively determined that the voids between the mounds decrease at the initial growth stages with the increase in mound size using GIXR measurement. The mound size increases mainly by the coalescence process on the substrate. We have observed that as a function of time the mound size R(t) increases radially as $ \thicksim $t^{z}. The radia…
2001-11-30 cond-mat.mtrl-sci
On the Structural and Optical Properties of Sputtered Hydrogenated Amorphous Silicon Thin Films
本文主要研究了射频阴极溅射法制备的氢化非晶硅薄膜（a-Si：H）的光学和结构特性。我们分别研究薄膜沉积过程中的氢分压的影响，以及沉积后的热退火对层的主要光学特性，如折射率，光学带隙和Urbach能量的影响。使用掠射X射线反射测量技术，薄膜的结构特性检查后立即薄膜沉积以及表面氧化或退火后。我们表明，低氢压力允许层中的悬挂键饱和，而高剂量导致产生新的缺陷。我们还表明，在中等温度下的热退火提高了沉积层的结构质量。对于刚沉积后检查的膜，氢的作用出现在其密度的增加。对于那些在环境中短暂停留后进行分析的人来说，氢对他们的表面氧化起着保护作用。这种作用消失了很长一段时间留在周围。非晶硅;掠入射X射线;氢;光学性质;穿透深度;反射法;热退火;薄膜; PACS编号61.10.K - 61.43.D - 68.55.JK - 68.55.81.15.A
2002-08-30 cond-mat.mtrl-sci
In-situ Polarized Neutron Reflectometry: Epitaxial Thin Film Growth of Fe on Cu(001) by DC Magnetron Sputtering
本文报道了用原位极化中子反射法研究Fe在Cu（001）/Si（001）上外延生长的实验结果。溅射沉积系统集成到瑞士中子溅射源SINQ的中子反射计AMOR中，这使得能够分析Fe层的所有沉积步骤期间的微观结构和磁矩。我们报告的渐进演变的可访问的参数描述的微观结构和磁性的Fe膜，再现已知的功能和扩展我们的知识的行为的Fe 3 O 4铁膜。
2017-03-03 cond-mat.mtrl-sci
