Simulating alternating bias assisted annealing of amorphous oxide tunnel junctions
University of Connecticut（康涅狄格大学）；KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）
本研究通过结合从头计算分子动力学和机器学习势能，复现并揭示了ABAA对非晶氧化物隧道屏障能量景观的影响，以减少缺陷并提升量子比特性能。
2025-12-20 cond-mat.mes-hall 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
Understanding the catalyst-free transformation of amorphous carbon into graphene by current-induced annealing
我们揭示了无催化剂生长的石墨烯从无定形碳（a-C）的电流诱导退火通过见证机制与原位透射电子显微镜和分子动力学模拟。在实验和模拟中，我们观察到石墨烯衬底上的小a-C簇重新排列并结晶成石墨烯片。该过程是由高温和范德华力与基板的相互作用。此外，在a-C的存在下，石墨烯可以从孔的边界生长并形成无缝的石墨烯片，这是一个以前没有报道过的新发现，并且也通过模拟再现。这些发现为石墨烯基设备的自下而上工程开辟了新的途径。
2012-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Ultrashort Pulse Laser Annealing of Amorphous Atomic Layer Deposited MoS$_2$ Films
本文提出利用超短脉冲激光退火实现低温原子层沉积的非晶MoS$_2$薄膜结晶化，详细分析了加工参数对薄膜形貌的影响，展示了激光退火诱导的自组织图案转变，并对比了不同退火方式的效果。
2023-05-18 cond-mat.mtrl-sci nlin.PS
In situ observation of the generation and annealing kinetics of E' centers induced in amorphous SiO2 by 4.7eV laser irradiation
本文研究了4.7eV激光在SiO_2中诱发E'心的动力学，原位观察了E'心在5.8eV处的光吸收带。在暴露之后，缺陷由于与辐射分解来源的扩散分子氢反应而衰减。氢相关的退火是活跃的，也在曝光和竞争的光诱导生成的中心，直到达到饱和。饱和时E'和H2的浓度成正比，表明这两种物种的紫外诱导生成过程是相关的。这些结果与其中E'和氢由共同前体Si-H产生的模型一致。
2005-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Annealing of swift heavy ion tracks in amorphous silicon dioxide
本研究利用SAXS和蚀刻方法探究了a-SiO2中快重离子径迹的退火动力学，发现表面附近退火更快且径迹密度变化微小，并揭示了氧扩散与应力松弛对径迹各向异性愈合的影响。
2023-04-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Effects of mixing and annealing on the optical and mechanical properties of TiO$_{2}$:Ta$_{2}$O$_{5}$ amorphous coatings
非晶态钛钽混合涂层是引力波探测器布拉格反射器的关键部件。在涂层中获得最低可能的光学吸收和机械损耗值对于GWD是至关重要的，并且这需要对涂层沉积和沉积后退火进行复杂的优化。本文系统地研究了用离子束溅射法生长的非晶态二氧化钛-钽氧化物混合薄膜的光学性质和内耗。我们认为涂层与六种不同的阳离子混合比，我们研究他们都在沉积和退火状态。通过利用光谱椭偏数据和建模，以及辅助技术，我们检索了在很宽的光谱范围内的涂层的介电函数。当改变混合比并进行退火时，我们发现上述大多数性质的单调趋势。值得注意的是，退火后的Urbach能量显示出对于约20%的混合比的确定的最小值，非常接近于显示出对于GWD应用的最低光学吸收的涂层的组成。我们认为，所观察到的最低Urbach能量不仅取决于混合比，但也对退火参数。另一方面，最小涂层损失角被发现是弱依赖于所考虑的测量频率，并位于一个相当宽的范围内的Ti含量，这表明，搜索一个绝对最小的沉积后退火，而应寻求在研究中的最佳退火参数为每个特定的阳离子比例考虑。这项工作构成了一个参考的非晶混合二氧化钛-钽涂层的光学性能，并突出了Urbach能量的高性能布拉格反射器的材料的优化过程中的相关性。
2022-09-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
A method for diffraction-based identification of annealing-produced restructuring of amorphous fullerene
提出了一种估算真空退火制备的无定形富勒烯及其衍生物结构性质的方法。该方法是基于中子或X射线粉末衍射图的散射波矢模在几个单位到几十个纳米的范围内的拟合。相应的逆问题假设样品的结构化组分可以用有限数量Nstr的有限数量原子Natom的候选sp2碳结构（富勒烯、具有石墨烯样原子排列的平坦和弯曲薄片）来描述。这些结构被不均匀地堆积在具有不同平均原子密度和不同结构有序度的域中，使用具有相邻刚性体纳米结构中原子对相互作用的可变参数的刚体分子动力学。应用该方法解释了在600、800、850、900和1000 ℃退火的非晶富勒烯的中子衍射数据。Nstr等于36和Naatom在14至285范围内的结果使得我们能够根据sp2碳结构的平均尺寸和曲率来量化样品的结构性质，并分析结果对这些结构在域中的布局的敏感性（每个域中各种结构的混合物与相同结构的域的混合物）。
2014-12-23 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Influence of microwave annealing on GMI response and magnetization of an amorphous Fe73.5Nb3Cu1Si13.5B9 ribbon
本文研究了非晶Fe_（73.5）Nb_3Cu_1 Si_（13.5）B_9薄带经淬火和微波退火后的磁阻抗电阻和电抗分量随直流偏置磁场（-60 ~+60 Oe）和激励频率（0.1，1，10和20 MHz）的变化。的磁阻抗（两个组件）的响应大大减少微波退火带的变化是在更高的激励频率更可辨。磁阻抗的虚部表现出最大值在有限（非零）的直流磁场淬火和微波退火带。磁化强度测量淬火和微波退火的薄带显示后者的磁硬度。初始磁化率降低了两个数量级的微波退火带。XRD测量表明，带的表面从非晶态到晶态的转变。
2007-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Effect of photons on atoms in crystallization of amorphous silicon films
采用光子参与的快速热退火方法对非晶硅薄膜进行退火处理，制备出了（220）择优取向的多晶硅薄膜。与此相反，常规的非晶硅薄膜的热退火导致（111）取向结晶的优先选择。这种差异揭示了光子对硅原子的影响被忽视，这导致晶格平面的优先取向在其投影平面上具有最小的原子密度，而不是最低的能量。
2017-01-13 cond-mat.mtrl-sci
Structural transformation of implanted diamond layers during high temperature annealing
近年来，离子束诱导非晶层石墨化成为金刚石器件制造的基本工具。可以去除可蚀刻石墨层以形成独立式膜，可以使用FIB研磨将期望的结构雕刻到该独立式膜中。采用锐金刚石-空气界面模型对用这种方法制备的器件的光学特性进行了假设。该界面的真实质量取决于退火后非晶损伤层的石墨化程度。在目前的工作中，石墨化过程进行了研究，使用常规和分析TEM。发现在550 °C下退火导致注入体积的部分石墨化，形成夹在四面体非晶碳层之间的纳米结晶石墨相。在1400 °C下退火导致非晶层的完全石墨化。石墨纳米晶体的平均尺寸不超过5 nm，具有垂直于样品表面的c-平面的主要取向。
2016-08-25 cond-mat.mtrl-sci
How Thermal Annealing Process Determines the Inherent Structure Evolution in Amorphous Silicon: An Investigation from Atomistic Time Scales to Experimental Time Scales
先进制造工艺中的退火处理，例如，激光辅助制造决定了玻璃的最终状态，这对玻璃的热、电和机械性能至关重要。基于势能面的能垒分析提供了一种有效的方法来研究退火过程中内在结构的微观演变，在一个加宽的时间尺度范围内，即，从原子时间尺度（~ ps）到实验时间尺度（~ s）。发现激活能势垒在势能面上的分布可分为三个区域：1.当退火速率Rdot <1 e15 K/s时，激活能势垒的分布主要服从瑞利分布; 2.两种不同的模式，当退火速率为1 e15 K/s < Rdot < instant时，谱图呈现指数衰减模式和瑞利分布模式; 3.当系统处于瞬时退火过程时，谱图几乎遵循指数衰减模式。然而，弛豫能垒的谱仅显示出衰减参数递减的指数衰减模式。提出了一种适用于任何特定退火速率的多时间尺度模型，该模型超出了传统原子模拟的限制，分子动力学模拟，然后提出了基于分布的能量障碍。这样的模型能够定量解释和预测的热释放过程中的纳米量热测量或激光辅助制造。
2021-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Evidence of polyamorphic transitions during densified SiO$_2$ glass annealing
通过原位X射线散射监测致密化SiO₂玻璃退火过程，发现密度涨落与中间程相干性在相同弛豫时间出现极大值，证实了中间过渡无序态及非晶-非晶转变，并表明从埃到5纳米尺度存在相似机制。
2024-02-07 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Growth and Characterization of Polycrystalline NbO2 Thin Films on Crystalline and Amorphous Substrates
NbO2是纳米忆阻器件的潜在材料，无论是在非晶和晶体形式。我们采用射频磁控溅射法从化学计量比靶制备了NbO2薄膜。无论溅射参数如何，所沉积的薄膜都是非晶的。沉积后的薄膜的真空退火是必要的，以实现结晶。通过优化退火时间和温度，获得了较高的结晶度。材料的电阻率随着其经历从非晶到结晶的结构转变而增加，其中结晶膜的电阻率高一个数量级。
2019-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Medium range structural order in amorphous tantala spatially resolved with changes to atomic structure by thermal annealing
非晶钽（a-Ta_2 O_5）是一种重要的工艺材料，在电子、光学和生物医学工业中有着广泛的应用。它被用作最新一代引力波干涉仪以及其他精密干涉仪中多层介质镜涂层的高折射率层。目前引力波探测器灵敏度的限制之一是由钽镜涂层引起的布朗热噪声。测量结果表明，反射镜涂层的机械损失的差异，这是直接相关的布朗热噪声，在热退火。我们利用扫描电子衍射进行波动电子显微镜（FEM）的离子束溅射（IBS）的非晶钽涂层，明确显示增加中程秩序（MRO），从扫描中的衍射图案之间的差异，由于在增加的温度下的热退火确定。此外，我们采用虚拟暗场成像（VDFi）空间解析的FEM信号，使调查的持久性的片段负责的中程秩序，以及在纳米长度尺度的有序程度，并显示有序补丁大于5纳米的最高温度退火样品。这些结构变化与观察到的机械损失变化直接相关。
2016-03-29 cond-mat.mtrl-sci
Measurements of Optical Scatter Versus Annealing Temperature for Amorphous Ta2O5 and TiO2:Ta2O5 Thin Films
由非晶氧化物薄膜形成的光学膜在精密测量中有许多应用。高级激光干涉仪引力波天文台（LIGO）和高级处女座使用SiO $_2$（二氧化硅）和TiO $_2$：Ta $_2$ O $_5$（二氧化钛掺杂的钽）涂层，并在沉积后退火至500 $^\circ$ C，以实现低热噪声和低光吸收。这些涂层的光散射是限制探测器灵敏度的关键因素。本文描述了在熔融石英衬底上离子束溅射的单层薄膜的光散射测量：两个样品的Ta $_2$ O $_5$和两个样品的TiO $_2$：Ta $_2$ O $_5$。在12.8 $^\circ$的固定散射角下使用成像散射仪，在真空中沉积后退火至500 $^\circ$ C期间评估每个样品的光学散射的原位变化。在退火过程中，观察到四个涂覆的光学器件中的三个的散射降低，对于氧化钽降低25-30 $\%$，对于二氧化钛掺杂的氧化钽降低高达74 $\%$，而来自第四个样品的散射保持恒定。真空退火前后进行的角度分辨散射测量表明，四个样品中有三个有所改善。这些结果表明，单层氧化钽和掺杂氧化钛的氧化钽薄膜在真空中的沉积后高温退火不会导致散射的增加，并且实际上可以改善它们的散射。
2021-04-28 astro-ph.IM cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Atomic Structure of Amorphous Optical Coatings of TiO$_2$-doped GeO$_2$ by Grazing-Incidence Total X-ray Scattering Measurements
Kennesaw State University（肯尼索州立大学）；Northeastern University（东北大学）；Sungkyunkwan University（成均馆大学）；Colorado State University（科罗拉多州立大学）；Université de Montréal（蒙特利尔大学）；Stanford University（斯坦福大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；Xerion Advanced Battery Corp.（Xerion先进电池公司）；California Institute of Technology（加州理工学院）
通过掠入射X射线对分布函数测量和原子结构建模，研究了TiO$_2$掺杂GeO$_2$非晶薄膜中Ti浓度和退火对短程和中程有序的影响，发现退火减少边共享和面共享多面体连接，与机械损耗降低最相关。
2026-05-25 cond-mat.mtrl-sci
Structural modifications induced in hydrogenated amorphous Si/Ge multilayers by heat treatments
本文研究了用溅射法制备的氢化非晶Si/Ge多层膜在退火条件下的结构变化。退火改变了所沉积的多层膜的结构，除了这里应用的不太严格的条件（150 oC，时间<22 h）。对于较高的温度和/或时间，改性包括层混合和凹凸和弹坑形状的表面降解。它们被认为是由于加热时形成的H气泡。氢应该主要从非晶Ge层释放。
2009-02-11 cond-mat.mtrl-sci
Infrared spectroscopy of hydrogenated and chlorinated amorphous silicon
给出了氢化和氯化非晶硅薄膜的红外透射谱随氯浓度和退火温度的变化。随着氯含量的增加，观察到2100 cm-1带强度的增加。我们将这种效应与SiH 2Cl 2的存在，混合配置。的Sic 1伸缩带，位于545 cm-1的未退火的样品中，连续移位高达590 cm-1的退火温度的增加。这种置换归因于SiCl 2物质在500°C左右占优势以及它们在700°C以上转化为SiCl 2物质和SiCl 2分子。
2021-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Interplay of Crystallization and Amorphous Spinodal Decomposition during Thermal Annealing of Organic Photoactive Layers
Helmholtz Institute Erlangen-Nürnberg for Renewable Energy, Forschungszentrum Jülich（亥姆霍兹埃尔朗根-纽伦堡可再生能源研究所，于利希研究中心）；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学）；Technion Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
本研究通过相场建模揭示热退火过程中晶体生长与非晶分相的相互作用，为有机光电材料的形态控制提供理论依据。
2025-12-18 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
Effects on Amorphous Silicon Photovoltaic Performance from High-temperature Annealing Pulses in Photovoltaic Thermal Hybrid Devices
人们对光伏太阳能热（PVT）混合系统重新产生了兴趣，该系统收集太阳能用于热和电。通常，PVT系统的主要焦点是冷却光伏（PV）电池以提高电性能，然而，这导致热部件与太阳能集热器相比表现不佳。非晶硅（a-Si：H）的低温度系数允许PV电池在较高温度下操作，并且是更共生的PVT系统的潜在候选者。a-Si：H PV的基本挑战是光诱导降解，称为Staebler-Wronski效应（SWE）。幸运的是，SWE是可逆的，并且如果电池退火，a-Si：H PV效率可以返回到其初始状态。因此，存在将a-Si：H直接沉积在太阳能热吸收器板上的机会，其中电池可以达到退火所需的高温。在这项研究中，这个机会是实验探索。首先，a-Si：H PV电池以12小时循环在100 \degreeC下退火1小时，并且对于剩余时间，电池在50 \degreeC下降解，以便每天一次模拟PVT系统的停滞1小时。发现当比较在正常50 \degreeC降解下稳定后的细胞时，与仅在50 \degreeC降解的细胞相比，该退火序列导致10.6%的能量增益。
2012-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Decoupling between propagating acoustic waves and two-level systems in hydrogenated amorphous silicon
用热线化学气相沉积法制备的氢化非晶硅的比热测量结果表明，低温下氢化非晶硅具有较大的二能级系统密度。在远低于生长温度的200 °C下退火，不会显著影响已经很低的内摩擦或声速，但在2 K下不可逆地将非德拜比热降低了一个数量级，这表明二能级系统的密度大大降低。比热的内部摩擦的比较表明，两个级别的系统是反常的声波去耦，退火之前和之后。分析得出一个非常低的耦合常数值，该值在退火后增加，但仍然保持非常低。结果表明，氢的存在降低了耦合常数值。
2021-05-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Perspectives on Novel Refractory Amorphous High-Entropy Alloys in Extreme Environments
本文用磁控溅射法合成了W-Ta-Cr-V和W-Ta-Cr-V-Hf两种新的难熔非晶高熵合金，并在高温退火和置换辐照下用\textit{in situ}透射电镜进行了测试。虽然发现WTaCrV RAHEA在这样的测试下是不稳定的，但发现在构成新的五元WTaCrVHf RAHEA的该系统中添加Hf是在退火和辐照下实现稳定性的途径。观察到的WTaCrVHf RAHEA内发生的纳米沉淀物的重新组装的一个新的效果，在辐照下表明，由非晶基体与结晶纳米尺寸的沉淀物组成的双相微结构增强了系统的辐射响应。它表明，可调的化学复杂性出现作为一种新的合金设计策略，以促进极端环境中使用新的RAHEAs。介绍了化学成分复杂的非晶态金属合金在极端环境下的合金设计和应用的新观点，重点讨论了高温退火和置换辐照时的热力学相稳定性。
2022-11-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Alternating Bias Assisted Annealing of Amorphous Oxide Tunnel Junctions
本研究提出交替偏置辅助退火技术，可调控非晶氧化铝隧道结的电学特性，提升电阻并降低损耗与缺陷，适用于多种电子器件。
2024-08-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.app-ph
Investigation of Sb diffusion in amorphous silicon
非晶硅材料及其合金在大面积微电子和光电子器件中得到了广泛的应用。然而，非晶-晶转变、偏析和扩散过程仍有许多未解之谜。本文利用二次中性质谱（SNMS）研究了Sb在非晶硅膜中的扩散。采用直流磁控溅射法在室温下制备了Sb含量为5at%的非晶Si/Si 1-xSbx/Si三层结构样品。样品的退火在真空（p<10-7毫巴）和100巴高纯度（99.999%）Ar压力中在不同温度下进行。在退火过程中，观察到Sb合金化和非晶Si层之间的相当缓慢的混合。在考虑浓度无关扩散的情况下，计算得到的扩散系数在823 K时为10-21 m ~ 2·s ~（-1）。
2009-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Aging and rejuvenation during elastostatic loading of amorphous alloys
利用分子动力学模拟，我们研究了单轴弹性静态压缩对二元玻璃的势能、结构弛豫和力学性质的影响。我们考虑的三维Kob-Andersen二元混合物，这是最初从液体状态冷却到玻璃相，在零压力下，以缓慢的速度。然后，在延长的时间间隔期间，在退火温度下对玻璃施加静态应力。结果表明，当退火温度小于玻璃化转变温度的一小部分时，屈服点以下的静应力会引起大规模的塑性形变和明显的年轻化。相比之下，老化效应变得占主导地位，在足够小的值的静态应力和较高的退火温度。弹性静态压缩后的力学测试表明，弹性模量和屈服应力都在再生样品中降低，而松弛的玻璃观察到相反的趋势。这些结果可能对优化力学性能的金属玻璃的形变热处理有帮助。
2019-05-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Evolution of local atomic structure accompanying devitrification of amorphous Ni-Zr alloy thin films
薄膜金属玻璃的失透可以形成具有新颖结构和磁性的部分晶化或完全晶化材料。这些系统的期望和可调特性的发展驱动了在原子水平上理解其热演化机制的需要。共溅射非晶态Ni-Zr合金薄膜经200 ℃到800 ℃的热退火后，发生了非晶态到晶态的转变。局部原子结构的演变，包括氧化物的形成和耗尽，在此脱玻过程中，确定使用组合的X射线反射率（XRR），掠入射X射线衍射（GIXRD）和扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）技术。合金的最可能相被确定为Ni 7Zr 2;经历多晶型转变。还注意到，随着退火的进行，膜中的轻微氧化物含量迅速降低;使结晶途径不受阻碍。XRR和GIXRD数据的模拟和分析表明，薄膜厚度随着退火而减小，而长程序增加。观察到对分布函数峰宽随着退火而减小，表明当它从非晶态转变为晶态时，对系统中的结构无序的控制。在退火的每个阶段，通过EXAFS测量，这给了适当的洞察原子尺度的变化，目前的秩序，每个组成部分的环境中的部分原子分布进行了检查。通过这些技术进行的详细分析给出了一致的结果，从而提供了这种技术上有用的材料中失透的热演化过程的真实情况。
2022-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Kinetics of Amorphous Defect Phases Measured Through Ultrafast Nanocalorimetry
本研究利用超快纳米量热法探究四种铝基纳米晶合金中晶界约束非晶缺陷相的动力学，测定了Al-Ni体系的临界冷却速率，验证其高温下微观结构的稳定性，为先进材料设计提供依据。
2025-06-13 cond-mat.mtrl-sci
The effect of thermal history on the atomic structure and mechanical properties of amorphous alloys
采用分子动力学模拟研究了热处理对金属玻璃势能、原子结构和力学性能的影响。我们研究的三维二元混合物，这是第一次放松附近的玻璃化转变温度，然后迅速冷却到玻璃相。结果发现，在较高的退火温度下制备的玻璃被重新定位到更高的能量状态和它们的平均玻璃结构仍然更加无序，如反映在对关联函数的形状。力学性能测试结果表明，当退火温度从上到下接近$T_g$时，剪切模量和屈服峰均显著增加。此外，只有在足够高的温度下平衡的样品的剪切模量成为应变率的强函数。基于非仿射位移的空间分布，我们表明，随着退火温度的升高，变形模式从脆性转变为韧性。这些结果可用于设计和优化具有改善塑性的大块非晶合金的制备工艺。
2019-08-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Accelerating Simulated Annealing of Glassy Materials with Data Assimilation
玻璃化转变的超长弛豫时间使得用常规方法很难建立非晶材料的原子模型。我们提出了一种新的方法来建立这样的原子模型，使用模拟退火的数据同化方法与精确计算的原子间的潜力从实验数据的惩罚增强。这种方法的优点是不仅可以像逆蒙特卡罗方法那样再现实验数据，而且可以得到原子间势能的合理结构。此外，由于原子间相互作用势，我们不需要高的$Q$范围的衍射数据，这是必要的，以考虑到短程秩序。持久的同源性分析表明，由新方法获得的无定形冰确实是更有序的中程。
2022-09-02 cond-mat.mtrl-sci
Determination of fracture toughness of thin-film amorphous silicon using spiral crack structures
我们用液相聚硅烷沉积法在玻璃衬底上制备了非晶硅薄膜。拉曼散射提供了证据，在硅中的残余拉伸应力，这是定量评估。在氢氟酸处理下，这种应力导致硅中的螺旋裂纹。我们解释了裂纹形成的过程，并研究这一现象的分析和数值，后者与有限元法（FEM）。根据Griffith准则，有限元法给出了螺旋裂纹的几何修正系数。这使得首次可以确定非晶硅的断裂韧性，与晶体硅相比，其断裂韧性大大增强。
2019-08-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
The Fate of Shear-Oscillated Amorphous Solids
采用粗晶模型研究了剪切振荡非晶材料的行为。样品在不同程度的退火，然后进行非热和准静态振荡变形在各种固定的振幅。几次振荡后达到的稳定状态完全由初始准备和振荡幅度决定，如从频闪应力和能量测量中所见。在小的振荡下，退火不良的材料显示剪切退火，而超稳定的材料对它们不敏感。然而，超过一个临界振幅，这两种材料显示出一个不连续的过渡到相同的混合状态，由流体剪切带嵌入边缘固体。建立了均匀剪切与该协议达到的稳态之间的定量关系。还研究了表征剪切带生长和运动的瞬态区域。
2022-02-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Crystallization kinetics and role of stress in Al induced layer exchange crystallization process of amorphous SiGe thin film on glass
本文报道了Al-Ge-Si三元系非晶（α）-SiGe在低温（~ 350 ℃）下的Al诱导晶化（AIC）。除了晶化，a-SiGe/AlOx/Al/角玻璃（CG）结构的等温退火被发现伴随着铝诱导层交换（ALILE）现象。在等温退火过程中的Al层中的残余应力的演变进行评估，使用X射线衍射为基础的技术，以确定在ALILE过程中的应力的作用。的应力与生长动力学的佐证，分析使用Avrami理论的相变给出了一个全面的了解在这个系统中的ALILE结晶过程。生长的多晶SiGe薄膜是半导体器件中新技术应用的潜在候选者。
2019-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Thermal Annealing on Boron Diffusion, Micro-structural, Electrical and Magnetic properties of Laser Ablated CoFeB Thin Films
本文报道了用脉冲激光沉积法在SiO $_2$ /Si（001）衬底上制备的CoPDMATHABMM Fe $_{40}$ B $_{20}$（CoFeB）薄膜的硼扩散和晶化过程。二次离子质谱显示硼扩散在非晶和结晶相的CoFeB的界面处。高分辨率透射电子显微镜揭示了一小部分的纳米微晶嵌入在非晶基体的CoFeB。而在400 $^\circ$ C退火时，CoFe晶化为（110）取向的\textit{bcc}结构.所沉积的膜本质上是非金属的，具有5 Oe的矫顽力（H $_c$），而在400 $^\circ$ C下退火的膜是金属的，具有135 Oe的H $_c$。
2013-05-31 cond-mat.mtrl-sci
Self-ion implantation and structural relaxation in amorphous silicon
本文利用FEM研究自离子注入非晶硅的热弛豫，揭示MRO先增强后减弱并最终再结晶，支持PC模型并解释高剂量缺陷与低温放热。
2025-07-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Structure Determination in a new Type of Amorphous Molecular Solids with Different Nonlinear Optical Properties: A Comparative Structural Analysis
研究了两种具有极端非线性光学性质的非晶材料的微观结构。其中一种材料表现出二次谐波产生，而另一种类似分子结构的材料在用简单的IR激光二极管照射时发出明亮的白光。结构差异进行了研究，使用X射线散射和EXAFS结合分子RMC。透射电子显微镜和扫描旋进电子衍射被用来了解所有长度尺度上的具体结构差异，从介观到相互分子排列。在所有尺度上都发现了特征差异。{SnS}簇之间的紧密的芯-芯间距以及特征簇畸变似乎是白光发射材料的特征。在另一种材料中，核心是不扭曲的，核心距离更大。在那里，在非晶基体中形成纳米晶结构也可以被确定为WLG抑制的原因。
2023-03-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Determination of the Interface between Amorphous Insulator and Crystalline 4H-SiC in Transmission Electron Microscope Image by using Convolutional Neural Network
Advanced Power Electronics Research Center, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)（先进电力电子研究中心，产业技术综合研究所（AIST））；Global Zero Emission Research Center, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)（全球零排放研究中心，产业技术综合研究所（AIST））
粗糙的界面似乎是SiC MOSFET沟道迁移率（电导率）低的可能原因之一。为了通过界面粗糙度评估迁移率，我们通过使用卷积神经网络（CNN）的深度学习方法，在通过透射电子显微镜（TEM）获得的横截面图像中绘制了非晶绝缘体和结晶4 H-SiC之间的边界线。我们表明，CNN模型可以很好地识别界面，即使界面过于粗糙，无法手动绘制边界线。计算了界面粗糙度的功率谱密度。
2020-10-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cs.LG
In-situ total scattering investigation of crystalline ordering in amorphous ion-beam sputtered thin films for interferometric gravitational wave detectors
通过同步辐射散射实验原位研究退火过程中非晶离子束溅射涂层的结构变化，结合X射线衍射和原子对分布函数分析揭示阳离子骨架快速形成与氧环境逐步重排的并行结晶机制。
2026-06-09 astro-ph.IM cond-mat.mtrl-sci
Shear band healing in amorphous materials by small-amplitude oscillatory shear deformation
采用分子动力学模拟研究了小振幅周期性剪切对二元玻璃中剪切带退火的影响。剪切带首先通过大振幅周期性剪切引入稳定的玻璃中，然后非晶样品在低于屈服应变的应变振幅下在数千个周期期间经受重复加载。结果发现，随着应变振幅的增加，玻璃被重新定位到更深的势能水平，而退火后的能量变化不受玻璃初始稳定性的影响。力学性能测试结果表明，剪切模量和屈服应力在前几百次循环中均向平台水平增加，且在接近屈服应变的应变幅下加载时，剪切模量和屈服应力的增加幅度最大。非仿射位移的分析表明，剪切带分裂成孤立的集群，随着时间的推移逐渐衰减，导致几乎可逆的变形范围内的弹性。这些结果可能对金属玻璃的机械加工和增材制造有用。
2021-02-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Exploring the origins of perpendicular magnetic anisotropy in amorphous Tb-Co via changes in medium-range ordering
本研究通过TEM纳米衍射测量非晶Tb-Co薄膜的中程有序变化，发现生长温度升高增加MRO并增强磁各向异性，退火则相反，表明定向MRO与垂直磁各向异性相关。
2023-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Functionalization of Amorphous Chalcogenide and Titanium Oxide Layers by Gold Nanoparticles
本论文主要研究了在硫系玻璃/金纳米粒子/透明衬底、钛/氧化钛/金纳米粒子等层状复合材料中制备不同尺寸金纳米粒子的工艺问题。离子注入、等离子体沉积与退火工艺的组合产生了用于在所述结构中产生具有等离子体效应的金纳米颗粒的物理途径。这些功能化结构计划用于研究光学记录过程，钛植入物的生物相容性。
2014-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Preparation and properties of amorphous MgB$_2$/MgO superstructures: A new model disordered superconductor
本文介绍了一种制备MgB $_2$ /MgO多层膜的新方法，并展示了将其用作无序超导体的新模型的潜力。在这种方法中，我们控制的MgB $_2$的退火，以产生一个有趣的新类的无序（非晶）超导体具有相对较高的转变温度。多层膜呈现出准二维超导性和可控的各向异性。我们讨论的多层膜的性质作为双层膜的组件的厚度变化。
2007-10-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Structure and Magnetic Properties of Vacuum-Annealed CoFeB Thin Films: From Amorphous Alloy to Metastable (Co,Fe)23B6 tau-Boride
Immanuel Kant Baltic Federal University（伊曼纽尔·康德波罗的海联邦大学）；Nelson Mandela University（纳尔逊·曼德拉大学）；Koenigssystems UG（科尼格斯系统有限责任公司）
研究揭示了真空退火CoFeB薄膜中形成亚稳态τ-硼化物（Co，Fe）23B6的机制，提升了磁性性能，为下一代自旋电子器件设计提供新思路。
2025-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Monte Carlo Study of the Crystalline and Amorphous NaK Alloy
Metropolis蒙特卡罗模拟的共晶钠钾合金进行使用二阶矩近似（SMA）模型势在很宽的温度范围内，在恒定的压力。合金的结构和热力学分析以及原子水平的结构，使用各种结构鉴定方法。焓和密度都是沿着退火过程进行的，退火过程揭示了大约250 K的明确的熔点。在较低的温度下，两个热力学分支被确定为结晶和非晶态固体。
2017-07-15 cond-mat.mtrl-sci
Amorphous optical coatings of present gravitational-wave interferometers
我们报告的结果，一个广泛的运动的光学和机械特性的离子束溅射氧化层（Ta $_2$ O $_5$、TiO $_2$、Ta $_2$ O $_5$ -TiO $_2$、SiO $_2$）在Advanced LIGO、Advanced Virgo和KAGRA引力波探测器的高反射涂层内：测量了折射率、厚度、光吸收、组成、密度、内摩擦和弹性常数;评估了沉积速率和沉积后退火对涂层内摩擦的影响。对于Ta $_2$ O $_5$和SiO $_2$层，涂层的内耗随沉积速率的增加而增加，而退火处理消除或大大减小了具有不同沉积历史的样品之间的间隙。对于Ta $_2$ O $_5$ -TiO $_2$层，由于TiO $_2$掺杂引起的内耗的降低只有在与退火相结合时才变得有效.所有测量的样品显示出内摩擦对频率的弱依赖性（$ϕ_c(f) = af^{b}$，其中$-0.208 < b < 0.140$取决于所考虑的涂层材料）。SiO $_2$薄膜表现出模式依赖的损耗分支，这可能是由于在样品的涂覆边缘处的寄生损耗。高级LIGO和高级Virgo输入（ITM）和末端（ETM）反射镜HR涂层的参考损耗值已通过使用我们的Ta $_2$ O $_5$ -TiO $_2$层的杨氏模量估计值（120 GPa）进行了更新，并且比以前的估计高出约10%。
2019-09-09 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Bridging classical and quantum interpretation of chemical state analysis by XPS/HAXPES to resolve short-range order in amorphous alumina films
本研究整合XPS/HAXPES光谱、机器学习分子动力学模拟、DFT计算及经典静电建模，揭示ALD非晶氧化铝的短程有序结构与化学性质，为宽带隙非晶氧化物的XPS谱解析提供新途径。
2025-08-20 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Atomistic Models of Amorphous Metal-Organic Frameworks
人们对金属有机骨架（MOFs）和多孔配位聚合物的非晶态越来越感兴趣，它们可以通过压力诱导的非晶化、温度诱导的非晶化、熔融淬火、球磨、辐照等来制备。它们可以表现出有用的物理和化学性质，不同于在晶态下可实现的那些，以及更容易加工，以及优于晶体和粉末的固有优点，例如高透明度和机械坚固性。然而，这些无定形状态是特别具有挑战性的特征，并在微观尺度上的框架结构的确定是困难的，只有间接的结构信息可从衍射实验。在这个角度来看，我们审查和比较现有的方法可用于确定的微观模型的无定形MOFs，基于实验数据和模拟方法。特别是，我们提出的原子模型，可以使用反向蒙特卡罗（RMC）方法，连续随机网络（CRN），经典和\emph{ab initio}分子动力学，反应力场，和模拟组装/聚合算法。
2022-03-29 cond-mat.mtrl-sci
Point defects in models of amorphous silicon and their role in structural relaxation
我们用紧束缚分子动力学模拟研究了点缺陷（空位和杂质）对非晶硅结构弛豫的作用。我们的计算给出明确的证据，点缺陷可以定义在非晶态固体，显示异常的价电荷/Voronoi体积关系。在退火过程中发生的径向分布函数的变化被证明是在最近的，高精度的X射线衍射测量的密切一致。我们的计算提供了强有力的证据表明，在a-Si的结构弛豫进行的相互湮灭的空位和杂质，即，局部结构变化而不是网络的整体松弛。
2001-08-08 cond-mat.mtrl-sci
Modeling of amorphous carbon structures with arbitrary structural constraints
在本文中，我们描述了一种方法来生成具有任意结构约束的非晶结构。该方法采用模拟退火算法来最小化一个简单但仔细定制的成本函数（CF）。成本函数由两部分组成：能量相关项的简谐近似和惩罚在所需坐标中没有原子的配置的成本。使用这种方法，我们产生了一组无定形碳结构，产生了几乎所有可能的$sp$、$sp^2$和$sp^3$杂交组合。使用Brenner势计算这组无定形碳结构的体积模量。体积模量强烈依赖于平均配位，遵循指数为$ν=1.51 \pm 0.17$的幂律行为。还提出了分离具有不同杂交的碳的修改的成本函数，并且产生了另一组结构。对于这组新的无定形材料，体积模量和平均配位之间的相关性减弱。这种方法可以很容易地修改，以探索氢的存在，悬挂键，和结构特征，如碳环的物理性质的影响。
2010-07-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
The dielectric functions and optical band gaps of thin films of amorphous and cubic crystalline Mg~2NiH~4
氢化镁镍薄膜早期已被建议用于几种光电应用，但光学性质和带隙尚未确定。在这项工作中，使用椭圆偏振光谱法和分光光度法在0.7至4.2 eV的光子能量范围内，通过光学模型实验确定了Mg 2 NiH 4薄膜的介电函数和光学带隙。通过反应溅射制备样品，导致单层几何形状，可以很容易地通过椭圆偏振法进行研究。通过非晶薄膜的非原位退火制备了结晶样品。所得薄膜即使在冷却至室温后仍保持高温立方Mg 2NiH 4结构。介电函数的Tauc分析表明，Mg_2NiH_4的非晶结构薄膜的带隙为1.6 eV，立方晶体结构的带隙为2.1 eV。
2012-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical annealing and memories in a disordered solid
以恒定的应变幅度剪切无序或非晶态固体许多周期可以使其退火，使样品松弛到编码该幅度的记忆的稳定状态。这种稳定状态还具有对幅度变化的显著稳定性，允许读取存储器。在这里，我们通过考虑如何对样本进行机械退火以具有尽可能少的记忆内容，为退火和记忆提供了新的认识。在实验中，我们表明，一个“振铃”协议达到一个相当的稳定状态，但没有明显的记忆和最小的结构各向异性。我们介绍了一种方法来表征人口的样品内的重排，并显示它是如何连接的幅度变化和退火步骤的大小的响应。这些技术可以推广到其他形式的玻璃态物质和各种各样的无序固体，特别是那些通过均匀流动产生的。
2021-12-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Ultrafast annealing process of MTJ using hybrid microwave annealing
提出用于 MTJ 的混合微波退火工艺，在 1 分钟内实现 CoFeB 单晶化与界面 Fe-O 键形成，并通过 TMR、Hc、TEM 和 EELS 验证其磁化及结构效果。
2025-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Accurate determination of band tail properties in amorphous semiconductor thin film with Kelvin Probe Force Microscopy
本文提出了一种用于解释有限厚度非晶半导体KPFM谱数据的泊松方程解析解，可精确提取带尾宽度、掺杂密度和平带电势等DOS参数，并在IGZO-TFTs上验证了该方法的有效性。
2023-03-15 cond-mat.mtrl-sci
