Growth of Thin Oxidation-Resistive Crystalline Si Nanostructures on Graphene
我们报道了硅纳米结构的生长，无论是作为薄膜或纳米颗粒，在石墨烯衬底上。所示的Si纳米结构是单晶的，空气稳定和抗氧化性，所示的单晶Si拉曼模式在约520 cm-1，在环境条件下的有序表面结构的STM图像，和与石墨的肖特基结的观察。超薄硅区表现出类似硅的行为，包括在约550 cm-1处的拉曼模式，STM中的三角形晶格结构，其具有与石墨烯或较厚Si的晶格间距明显不同的晶格间距，以及比石墨高高达500倍的金属导电性。这项工作提出了一种自下而上的方法来形成硅纳米结构阵列上的大规模图案化的石墨烯基板制造纳米硅电子器件。
2018-03-30 cond-mat.mtrl-sci
Controlling of ZnO nanostructures by solute concentrationand its effect on growth, structural and optical properties
采用化学浴沉积法在玻璃衬底上制备了ZnO纳米结构薄膜。研究了溶质浓度对纯纤锌矿型ZnO纳米结构形貌的影响。控制溶质浓度有助于控制纳米针和纳米棒形式的纳米结构。
2017-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Single-crystalline Aluminum Nanostructures on Semiconducting GaAs Substrate for Ultraviolet to Near-infrared Plasmonics
铝作为一种用于等离子体的金属材料，由于其将表面等离子体共振的应用扩展到紫外（UV）区域并且在天然丰度、成本和与现代半导体制造工艺的兼容性方面优于贵金属而引起极大兴趣。在这里，我们提出了紫外近红外（NIR）等离子共振单晶铝纳米缝和纳米孔。采用分子束外延（MBE）方法在半导体GaAs衬底上生长了超光滑的单晶铝膜，利用聚焦离子束（FIB）铣削技术在其上制备了高清晰度的纳米结构。单晶铝膜由于超光滑的表面而显示出改善的反射率和降低的双光子光致发光（TPPL）。线性散射和非线性TPPL进行了详细研究。纳米缝阵列显示出清晰的类Fano共振，纳米孔被发现支持光子模式和局域表面等离子体共振。我们还发现，TPPL的产生是更有效的激发偏振平行，而不是垂直于铝膜的边缘。这种违反直觉的现象归因于GaAs衬底的高折射率。我们表明，从铝TPPL的偏振很好地保留了激发极化，是独立的薄膜或基板的晶体取向。我们的研究深入了解了高折射率半导体GaAs衬底上铝纳米结构的光学性质，并说明了一个实用的路线，以实现等离子体器件到半导体上的未来混合纳米器件。
2014-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlled Growth of ZnO Nanowire, Nanowall, and Hybrid Nanostructures on Graphene for Piezoelectric Nanogenerators
在生长过程中精确控制一维（1D）或2D纳米结构的形态并不容易，通常会降低器件性能，因此限制了各种先进的纳米级电子学和光电子学的应用。石墨烯由于其具有π电子的理想单层平坦度，可以作为用于形态控制和直接使用电极的基底的平台。在这里，我们报告说，通过使用石墨烯直接作为衬底，通过控制Au催化剂的厚度和生长时间，系统地获得了垂直排列良好的ZnO纳米线和球，而不会引起显着的热损伤的石墨烯层在热化学气相沉积ZnO在约900 ℃的高温。我们进一步证明了一个压电纳米发电机，这是从垂直排列的双晶-双晶ZnO混合/石墨烯结构制造产生一种新型的直流电。
2011-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Structural and electronic properties of hybrid graphene and boron nitride nanostructures on Cu
最近，已经合成了由交替的石墨烯和氮化硼（BN）域组成的二维纳米结构。这些系统具有有趣的电子和机械性能，在电子和光学器件中具有潜在的应用。在这里，我们进行了第一性原理的研究模型的BN-C混合单层和纳米带沉积在Cu（111）表面上，基板用于他们的生长在所述实验中。为了比较，我们也考虑BN和BC 2N纳米结构。我们发现BN和BC 2N单层与Cu（111）的结合较弱，而具有交替畴的单层由于局域界面态的存在而与B-C界面处的衬底强烈相互作用。这种结合导致单层的变形和相当大的n-掺杂。纳米带表现出类似的行为。此外，即使在钝化边缘的情况下，它们也与边缘处的基底显著相互作用。这些研究结果提出了一种基于纳米结构和衬底诱导效应之间的相互作用来调整BN-C混合模型的带隙和掺杂水平的途径。
2013-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Selective area epitaxy of in-plane HgTe nanostrcutures on CdTe(001) substrate
本研究针对HgTe对纳米加工敏感的问题，采用选择区域分子束外延在CdTe衬底上生长平面内HgTe纳米结构，实现了良好选择性与电学均匀性，为复杂HgTe基纳米结构制备奠定基础。
2024-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Ag induced zero- and one-dimensional nanostructures on vicinal Si(111)
报道了在向[11-2]错切的邻位Si（111）上形成Ag稳定的规则台阶晶格。通过单畴Si（111）-（3x 1）-Ag重构防止清洁表面的阶跃聚束特性。纳米结构的表面被用作生长一维阵列的1 nm大小的银量子点的模板，具有沿行的1.5 nm的优先间距。
2002-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Uniting Superhydrophobic, Superoleophobic and Lubricating Fluid Infused Slippery Behavior on Copper Oxide Nano-structured Substrates
具有球形（0 D）、针状（1D）和分级菜花状（3D）形貌的氧化铜纳米结构被用于展示超疏水、超疏油和光滑行为。这些纳米结构的合成镀锌钢基板上使用一个简单的化学浴沉积方法，通过调整前体浓度。随后涂覆低表面能聚合物聚二甲基硅氧烷，产生超疏水性，水接触角约为160（2）°，临界滑动角约为2°。当用低表面能全氟烷基硅烷官能化时，这些表面对低表面张力油和烃显示出高排斥性。其中，分级菜花形态表现出更好的凹入结构，因此显示出最好的超疏油性，对于具有表面张力25.3 mNm-1的十二烷具有149°的接触角。如果这些纳米结构的基板注入润滑剂硅油，它们表现出良好的光滑性能的水滴。由于硅油的润滑性质，硅油浸渍的光滑表面（SOIS）显示出低接触角滞后（~2°）和临界倾斜角（~2°）。与其他纳米结构表面相比，分级花椰菜纳米结构表现出更好的光滑特性和稳定性。
2016-02-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Low-field microwave absorption and magnetoresistance in iron nanostructures grown by electrodeposition on n-type lightly-doped silicon substrates
在本研究中，我们研究了电沉积在轻掺杂（100）n型硅衬底上的铁纳米团簇的磁性、表面形貌和晶体结构。我们的目标是研究Fe/Si横向结构中的自旋注入和探测。在电渗流下获得的样品的特征在于通过磁阻和磁共振测量与循环扫描施加的场，以了解在所产生的样品中的自旋动力学。在磁共振谱中观察到的磁滞现象，加上在非饱和状态下确认低场微波吸收（LFMA）的宽峰的存在，与在磁阻曲线中发现的峰和斜率相关。结果表明，在低阻硅的长距离自旋注入和检测和磁共振技术在这里介绍了作为一个有前途的工具，用于分析电非接触磁阻样品。
2015-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Indium segregation during III-V quantum wire and quantum dot formation on patterned substrates
我们报告了一个模型的非平面衬底上的金属有机物气相外延，特别是V型槽和金字塔形的凹陷，我们适用于InGaAs纳米结构的生长。该模型基于一组耦合的反应-扩散方程，一个方程用于系统中的每个方面，考虑了所有动力学过程的方面依赖性（例如，前体分解、吸附原子扩散和吸附原子寿命），并且先前已被应用于说明具有V形凹槽和金字塔形凹部的GaAs（111）B表面上的AlGaAs纳米结构的温度、浓度和时间依赖性。在本研究中，在V型槽的底部的In $_{0.12}$ Ga $_{0.88}$ As量子线的生长被用来确定一组优化的动力学参数。基于这些参数，我们模拟了生长的In $_{0.25}$ Ga $_{0.75}$ As纳米结构形成的金字塔网站控制的量子点系统，成功地产生了定性的解释，其光学性质的温度依赖性，这在以前的研究中已经报道。最后，我们提出了扫描电子和横截面原子力显微镜图像，显示以前未报告的刻面在底部的金字塔形的凹陷，允许量子点形成。
2016-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Aluminium as catalyst for ZnO nanostructures growth
本文报道了用热蒸发法生长Al催化的ZnO纳米线，在生长之前，在衬底上分布Al纳米岛作为种子。我们发现纳米线的密度随着种子密度的增加而增加，证实了Al的催化性能。生长的关键参数是衬底温度、氧分压和形成种子的初始Al层的厚度。结果表明，氧分压对纳米线的结构特性有很大的影响：当氧分压较低时，纳米线在（00 l）面内择优取向;当氧分压较高时，纳米线变为多晶。我们认为，生长发生通过气-固-固（VSS）的过程作为主要的生长机制。
2014-12-30 cond-mat.mtrl-sci
Nanostructured electrodes for thermionic and thermo-tunneling devices
近年来，人们在脊量子阱（RQW）领域研究了新的量子特性。量子阱层表面上的周期性脊对电子波函数施加了附加的边界条件并降低了量子态密度。被排斥出禁量子态的电子必须占据具有更高能量的态。结果，RQW中的费米能增加，功函数（WF）减小。我们研究了由金属RQW层和基底构成的低WF电极。选择衬底材料，使得电子被限制在RQW中。WF值取决于脊的几何形状和电子约束。我们计算了在半导体和金属衬底上生长的金属RQW薄膜的WF。在半导体衬底的情况下，宽带隙材料是优选的，因为它们允许RQW功函数的更多降低。在金属衬底的情况下，低费米能材料是优选的。对于大多数材料对，WF显著降低。这样的结构可以用作室温电子和热隧道能量转换器和冷却器的电极。
2010-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gold assisted molecular beam epitaxy of Ge nanostructures on Ge(100) Surface
我们报道了在超高真空（UHV）条件下（\approx 3 \times 10-10 mbar）在干净的Ge（100）表面上金辅助外延生长Ge纳米结构。对于这项研究，\approx 2.0 nm厚的金样品生长在衬底表面上的分子束外延（MBE）。在温度\approx 500°C下在UHV室内进行热退火，然后形成置于基座Ge上的有序金纳米结构。在上述表面上进一步沉积\approx 2 nm Ge膜，同时将衬底保持在\approx 500 ℃的温度下。随着小Ge岛的形成，Ge（基座）在黄金下面的高度增加。详细讨论了衬底温度和金的作用对上述结构形成的影响。利用电子显微镜（TEM，SEM）研究了Au - Ge纳米体系的结构.
2012-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Flux dependent MeV self-ion- induced effects on Au nanostructures: Dramatic mass transport and nano-silicide formation
我们报告了在高通量（3.2x10^10至6.3x10^12离子cm-2 s-1）条件下，1.5 MeV Au 2+离子对沉积在Si（111）衬底上的平均尺寸为7.6 nm，高度为6.9 nm的孤立Au纳米结构的直接观察结果。发现从纳米结构的质量传输延伸到基板中约60 nm的距离，远远超过其尺寸。这种向前的质量输运进行了比较反冲注入轮廓使用SRIM模拟。观测到的异常与理论和模拟进行了讨论。在给定的能量下，入射通量在质量输运及其再分布中起主要作用。质量传输的基础上解释的热效应和创建的快速扩散路径在纳米级政权的过程中的离子辐照。不寻常的质量传输被发现与形成的金硅化物纳米合金在次表面。离子-纳米结构相互作用过程的复杂性已被讨论与熔化（在表面上的球形碎片的形式）现象的直接观察。采用透射电子显微镜、扫描透射电子显微镜和卢瑟福背散射光谱法对样品进行了分析。
2008-04-01 cond-mat.mtrl-sci
Fluorinated surfaces: towards a universal matrix-free substrates for Laser Desorption Ionization
基质辅助激光解吸电离（MALDI）是一种软电离方法，广泛应用于高通量质谱分析。这种技术的主要限制之一是它需要使用基质：这些分子使分析物能够解吸和电离（D/I）过程，但也在低质谱区域产生强干扰信号，从而阻止低分子量化合物的适当检测。避免使用它们的可能性将简化样品制备和质谱（MS）解释。近年来，纳米结构表面已被提出作为一种可行的方法来实现这一目标，但结果仅限于特定类别的化合物和方法缺乏一般性。在这里，我们证明了表面的活化是激活目标和实现无基质操作所需的唯一步骤，使用纳米结构芯片获得相同的检测限。这项工作的结果表明，D/I是一个纯粹的界面效应，与下面的基板的化学性质的贡献可以忽略不计，只要基板是导电的，并能够有效地吸收紫外激光束。
2016-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Surface Diffusion Control Enables Tailored Aspect Ratio Nanostructures in Area-Selective Atomic Layer Deposition
区域选择性原子层沉积是现代微电子学的关键技术，因为它通过仅在特定区域中实现材料沉积来消除传统方法固有的对准误差。通常，选择性源自允许或阻止前体吸附的基底的表面改性。沉积过程的控制目前仍然是一个主要的挑战，因为非生长区域的选择性迅速丧失。在这里，我们表明，衬底的表面改性强烈操纵表面扩散。TiO $_2$在聚甲基丙烯酸甲酯和SiO $_2$上的选择性沉积产生具有定制纵横比的局部纳米结构。控制表面扩散允许调整这样的纳米结构，因为它提高了生长区域和非生长区域的界面处的生长速率。动力学Monte-Carlo计算表明，物种从高扩散区向低扩散区移动。此外，我们确定的催化活性的TiCl $_4$在聚（甲基丙烯酸甲酯）上的羧酸形成的反应机制负责的损失的选择性，并表明，工艺优化导致更高的选择性。我们的工作使得精确控制区域选择性原子层沉积在纳米尺度上，并提供了新的策略，在区域选择性沉积过程中，通过利用表面扩散效应。
2020-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen adsorption and diffusion around Si(001)/Si(110) corners in nanostructures
虽然氢在硅表面上的扩散已经在实验和理论上得到了比较好的表征，但是在纳米线和纳米结构上发现的表面之间的拐角周围的扩散还没有被研究。受图形化原子层外延（PALE）纳米结构制造的启发，我们采用密度泛函理论（DFT）研究了氢在硅中正交（001）和（110）面形成的边缘附近的扩散.我们发现从（001）到（110）的势垒比从（110）到（001）的势垒低约0.3 eV，并且它与清洁表面上的行之间的扩散相当，在所使用的生长温度下对氢图案没有显著影响。
2014-05-16 cond-mat.mtrl-sci
NC-AFM and XPS Investigation of Single-crystal Surfaces Supporting Cobalt (III) Oxide Nanostructures Grown by a Photochemical Method
本论文的工作包括广泛的非接触原子力显微镜（NC-AFM）表征清洁的金属氧化物（YSZ（100）/（111）和MgO（100））和石墨（HOPG）支持作为模板的新型，光化学诱导成核的钴氧化物纳米结构，特别是钴（III）氧化物。还通过X射线光电子能谱学（XPS）研究了纳米结构支撑表面，以验证支撑的钴氧化物的性质并证实表面形貌和相NC-AFM数据。Co2 O3纳米结构的异质外延生长被证明表现出基于支撑表面的结构的各种不同的生长模式。在此基础上，选择了从非极性到极性和原子级平坦到高度缺陷和反应性的单晶支撑表面，再次产生了许多可以通过高性能表面科学技术探测的基底-纳米结构相互作用。
2017-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Mobility enhancement in CVD-grown monolayer MoS2 via patterned substrate induced non-uniform straining
本文研究了周期性纳米结构衬底诱导的非均匀应变对CVD生长单层MoS2光电及输运性质的调控作用，发现应变区域电子密度积累使场效应迁移率提高60倍，并证明可通过改变纳米结构周期性实现宏观可控。
2023-03-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Non-collinear Korringa-Kohn-Rostoker Green function method: Application to 3d nanostructures on Ni(001)
非磁性或磁性基底上的磁性纳米结构由于具有原子分辨率的新实验方法的发展而引起了强烈的关注。受此进展的推动，我们扩展了全势Korringa-Kohn-Rostoker（KKR）格林函数方法来处理表面上的非共线磁性纳米结构。我们专注于磁性三维杂质纳米团簇，作为吸附原子坐在或在第一表面层Ni（001），并调查的大小和取向的本地的时刻，而且非共线磁解决方案的稳定性。虽然Fe，Co，Ni原子团簇是磁共线的，但预期Cr和Mn团簇在元素铁磁体表面上的非共线磁耦合。阻挫的起源是Cr或Mn原子之间的反铁磁交换耦合与杂质和衬底之间的反铁磁（对于Cr）或铁磁（对于Mn）交换耦合的竞争。发现Ni（001）上Cr和Mn的第一邻二聚体和Mn的三聚体表现出非共线行为，并具有最稳定的共线构型。增加二聚体原子之间的距离导致共线行为，类似于单一杂质的行为。最后，我们比较了一些非共线的{ \it从头算}的结果内得到的经典海森堡模型，其中的交换常数拟合的共线态的总能量，协议是令人惊讶的好。
2005-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Structure and magnetic properties of nanostructured Pd-Fe thin films produced by pulse electrodeposition
采用电沉积技术在铜和黄铜基体上制备了不同Fe含量的纳米Pd-Fe薄膜。在沉积后退火之前，研究了薄膜的结构和磁性能。通过X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）测定了x = 0.14、0.24和0.52的Pd 1-xFex薄膜的结构，其为铁在钯面心立方晶格中的固溶体，纳米颗粒相对于基底表面具有（111）取向。具有较高铁浓度的膜，x = 0.74，0.91，具有基于体心立方晶格的固溶体结构。通过扫描电子显微镜（SEM）测定的前两种合金的平均晶粒尺寸为7-10 nm，后两种合金的平均晶粒尺寸为约120 nm。薄膜的饱和磁化强度与铁含量呈线性关系，但磁化强度与x呈非单调关系，x = 0.68的薄膜磁化强度最高。用铁磁共振谱研究了样品的磁各向异性。
2011-08-19 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric and galvanomagnetic properties of bismuth chalcogenide nanostructured hetero-epitaxial films
采用热壁技术在云母（白云母）衬底上生长了Bi_2Te_3块状单晶薄膜和Bi_（0.5）Sb_（1.5）Te_3固溶体薄膜。X射线衍射研究表明，在薄膜中的结晶c轴是垂直于基板平面。在77-300 K温度区间和磁场高达14 T的磁场和电场的不同取向下测量了Seebeck系数、电导率和磁阻张量分量。根据能谱的多谷模型，利用简并参数和Seebeck系数的温度依赖性，研究了薄膜中载流子的散射机制。结果表明，由于载流子在界面和晶间界面上的散射，有效散射参数与弱简并薄膜中载流子的声散射参数有很大的差别。这些载流子散射的特征被认为影响了薄膜中的电子输运并提高了品质因数。
2014-07-12 cond-mat.mtrl-sci
Strong impact of grain boundaries on the thermoelectric properties of non-equilibrium synthesized p-type Ce1.05Fe4Sb12.04 filled skutterudites with nanostructure
通过在压力下将非晶薄带快速转变为晶化颗粒，合成了p型Ce_（1.05）Fe_（12.04）填充方钴矿，并对其热电性能进行了研究。据发现，这一过程大大抑制晶粒生长和第二相的形成/偏析，并因此在样品中的纳米尺寸的晶粒与强耦合晶界组成的结果，通过透射电子显微镜观察。在这些样品中的室温载流子迁移率是显着更高的（近两倍）比那些在相同的起始组合物的样品，通过常规的固态反应。纳米结构降低了晶格热导率，而更清洁的晶界允许更高的电子传导。
2010-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Transient and self-limited nanostructures on patterned surfaces
在GaAs（111）B衬底上通过金属有机物气相外延沉积（Al）GaAs层期间形成的位置控制的量子点导致沿模板的垂直轴的几何和成分自排序。我们描述了一个理论方案，再现实验观察到的时间依赖性的行为，这个过程中，包括凹槽的演变和增加Ga掺入沿模板的基础上固定值由合金成分和其他生长参数。我们的工作阐明了动力学和几何形状之间的相互作用，用于在图案化表面上开发自有序纳米结构，这对于量子光学应用的受限系统的可靠按需设计至关重要。
2013-06-10 cond-mat.mtrl-sci
Thermal transport in SiC nanostructures
SiC是一种坚固的半导体材料，由于其材料稳定性和由非常快的声子定义的大体积热导率，被认为是高功率应用的理想选择。然而，在本文中，我们表明，材料界面散射和全内反射显着限制SiC纳米结构的声子输运，因此在一个典型的设备中的散热。为了简单起见，我们专注于平面SiC纳米结构和计算的热传输都平行于衬底/SiC/氧化物异质结构中的层和跨SiC/金属栅极或接触。我们发现，声子界面散射产生的异质结构的热导率显着小于在传统的热传输计算预测。我们还记录了金属/SiC界面上的高温热流受到全内反射效应的限制，并在金属/SiC声速差异很小的情况下最大化。
2004-07-06 cond-mat.mtrl-sci
Nontrivial temperature behavior of the carrier concentration in the nanostructure "graphene channel on ferroelectric substrate with domain walls"
这项工作探讨了一个非平凡的温度行为的载流子浓度，这决定了石墨烯沟道电导的纳米结构的“铁电衬底上的石墨烯沟道”，这是一个基本要素的FET在非易失性存储器单元的新一代。我们揭示了从单到双反铁电的浓度-电压依赖性的磁滞回线，发生与温度的增加，然后存在于一个很宽的温度范围内（从350至500 K）的过渡。出乎意料的是，我们揭示了极化和浓度的双环可以具有不规则的形状，只要计算发生，并且不同特征（跳跃，次极大值等）的电压位置就保持不规则。从一个时期到另一个时期的变化，导致准混沌行为的印象。这似乎是源于铁电极化的石墨烯载体的非线性屏蔽，以及它是由铁电衬底中的畴结构动力学的温度演化的条件。这种非线性控制了石墨烯二维层极化屏蔽的电压行为，同时诱导了分离畴壁的运动，并伴随着pn结沿石墨烯沟道的运动（Hann效应的二维模拟）。由于可以通过改变温度来控制畴壁的结构、周期和动力学，因此我们得出结论，所考虑的基于铁电体上石墨烯的纳米结构对于基于石墨烯pn结的新一代调制器的制造是有希望的。
2017-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Determination of Surface Morphology of TiO2 nanostructure using synchrotron X-ray standing wave technique
正在研究氧化钛（TiO 2）的纳米结构用于许多有前景的应用，例如，太阳能光伏发电、太阳能水分解产生H2燃料等，由于它们优异的光催化性能。我们通过气相连续CO2激光热解合成了低维TiO 2纳米颗粒。激光合成工艺已被优化为高纯度，几乎单分散的二氧化钛纳米粒子在硅衬底上的沉积。硬X射线驻波场（XSW）的测量进行了全反射几何结构的BL-16光束线的Indus-2同步辐射装置结合X射线反射率和掠入射X射线荧光测量沉积的TiO 2纳米结构的表面形貌的测定。使用透射电子显微镜（TEM）估计的TiO 2纳米结构的平均粒径被发现与XSW和掠入射X射线衍射（GIXRD）的结果密切一致。
2016-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Ultra-clean high-mobility graphene on technologically relevant substrates
通过化学气相沉积（CVD）在铜箔上生长的石墨烯已成为一种高质量、可扩展的材料，可以很容易地集成到技术相关的平台上，以开发光电子和光子学领域的有前景的应用。这些应用中的大多数需要低污染的高迁移率石墨烯（即，在室温下接近10000 $cm^2 V^{-1} s^{-1}$），以减少器件损耗并实现紧凑的器件设计。迄今为止，这些迁移率值仅在悬浮或包封石墨烯时获得。在这里，我们展示了一种快速，简便和可扩展的清洁过程，直接在最常见的技术相关衬底上产生高迁移率石墨烯：硅上二氧化硅（SiO $_2$ /Si）。原子力显微镜（AFM）和空间分辨X射线光电子能谱学（XPS）证明，这种方法有助于快速消除转移和制造后留在石墨烯上的大部分聚合物残留物，并且对石墨烯的电性能具有不利影响。拉曼测量显示石墨烯掺杂和应变的显著减少。50个霍尔条（HB）的输运测量产生高达9000 $cm^2 V^{-1} s^{-1}$的空穴迁移率$μ_h$和高达8000 $cm^2 V^{-1} s^{-1}$的电子迁移率$μ_e$，其中平均值$μ_h$ 7500 $cm^2 V^{-1} s^{-1}$和$μ_e$ 6300 $cm^2 V^{-1} s^{-1}$。超净石墨烯的载流子迁移率达到用丙酮清洗处理的石墨烯HB中测量的值的近两倍，丙酮清洗是该领域广泛采用的方法。值得注意的是，这些迁移率值是在没有封装的情况下大规模获得的…
2021-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Prediction of Self-Assembled Dewetted Nanostructures for Photonics Applications via a Continuum Mechanics Framework
当液体膜位于非粘性基底上时，该构型是不稳定的，并且该膜然后从固体基底缩回以形成液滴。这种现象称为去湿，通常导致不希望的形态变化。然而，最近的工作已经证明了通过采用具有与用于高性能纳米光子应用的先进光刻工艺相当的精度的模板化衬底来利用去湿的可能性。由于共振行为对几何变化高度敏感，因此定量预测去湿动力学具有很大的意义。在这项工作中，我们开发了一个连续模型，预测的演变薄膜上的图案化基板，从最初的回流孔的成核和生长。我们提供了一个操作框架的基础上宏观测量模型的分子间相互作用的起源的去湿过程中，涉及的长度尺度，从亚纳米到微米的范围。实验和模拟结果的比较表明，该模型可以准确地预测最终的分布，从而提供了新的预测工具，以定制去湿纳米结构的光学响应。
2021-05-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.flu-dyn
Self-assembly and electron-beam-induced direct etching of suspended graphene nanostructures
我们报告悬浮单层石墨烯沉积的转移印刷方法的基础上聚二甲基硅氧烷邮票。转印方法允许从块状石墨样品剥离石墨薄片并将其无残留物沉积在二氧化硅基底上。该沉积系统由于由转移过程本身引起的应变而产生了沸腾的石墨烯表面。通过拉曼光谱、扫描电子显微镜和原子力显微镜测量的组合来证明单层石墨烯沉积及其在衬底上的“起泡”。最后，我们证明了气泡状悬浮石墨烯是自支撑的单层结构，可以通过采用基于电子束诱导蚀刻的空间分辨直接光刻技术来平坦化。
2011-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unusual nanostructures of "lattice matched" InP on AlInAs
我们发现，通过金属有机气相外延生长的Al0.48In0.52As上InP的初始单层的形态并不遵循晶格匹配系统的预期逐层生长模式，而是发展了许多低维结构，例如，量子点和线。我们讨论了局部相分离/合金化引起的应变对宏观无应变异质外延的强烈影响，以及衬底表面吸附原子的择优聚集和InP在AlInAs表面润湿性的降低可能是导致异常（台阶）组织和形貌的原因
2014-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Modified Electron Beam Induced Deposition of Metal Nanostructure Arrays using a Parallel Electron Beam
提出了一种改进的平行电子束诱导沉积方法。该方法依赖于暴露于电子束的绝缘表面上的表面电势的建立。绝缘表面上锐边的存在意味着大电场的存在，其导致金属蒸气在这些区域上的位点特异性成核。可以沉积小至20 nm的特征尺寸，而不需要使用精细探针，从而克服了探针尺寸对分辨率的限制。纯金属蒸汽的使用也使该工艺本身清洁。
2008-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Exchange engineering in 3d chains adsorbed on Cu$_2$N/Cu(001)
共价基底可以引起吸附的过渡金属原子之间的各种磁相互作用机制，构建原子纳米结构。我们通过计算沉积在Cu（001）上生长的单层Cu $_2$ N上的单原子3d链的基态磁性构型作为$d$填充和一维纳米结构的吸附位点的函数来证明这一点。
2012-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Nanostructure engineering of epitaxial piezoelectric α-quartz thin films on silicon
在硅基片上单片集成亚微米石英结构是未来GHz频率通信发展的关键问题。在这里，我们报告了前所未有的大规模制造的有序阵列的压电外延石英纳米结构的硅衬底上的软化学和三个成本效益的光刻技术相结合：（i）激光转移光刻，（ii）软纳米压印光刻Sr掺杂的二氧化硅溶胶-凝胶薄膜和（iii）自组装SrCO3纳米粒子反应性纳米掩模。首次获得了不同直径（小至50 nm）和高度（大至2000 nm）的外延α-石英纳米柱。这项工作证明了对石英薄膜的形状、微米和纳米图案化的控制，同时保持其结晶度、织构和压电性。这项工作开辟了机会，制造新的高频谐振器和高灵敏度传感器相关的不同领域的应用。
2019-08-19 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Preserving the 7x7 surface reconstruction of clean Si(111) by graphene adsorption
我们采用室温超高真空扫描隧道显微镜（UHV STM）和{ \em ab-initio}计算来研究吸附在Si（111）$-$ 7 $\times$ 7表面上的石墨烯薄片。该半导体衬底的特征7 $\times$ 7重构可以在所有扫描偏压下通过石墨烯解析，因此表明半导体衬底的原子构型在石墨烯吸附时不改变。大规模的{ \em ab-initio}计算证实了这些实验观察结果，并指出界面石墨烯和硅原子之间缺乏化学键合。我们的工作为石墨烯和高活性表面之间的原子级化学提供了深入了解，指导了石墨烯基异质结构中未来的钝化和化学相互作用工作。
2015-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Dissolution-Precipitation Growth of Uniform and Clean Two Dimensional Transition Metal Dichalcogenides
二维过渡金属二硫属化合物（TMDCs）的研究引起了人们极大的兴趣，并在许多应用领域显示出良好的前景。然而，获得具有清洁表面的均匀TMDC是具有挑战性的，因为在当前化学气相沉积（CVD）生长工艺中难以控制反应物供应到反应的方式。在这里，我们报告了一种新的生长方法，称为溶解-沉淀（DP）生长，其中金属源被密封在玻璃基板内，以控制它们对反应的进料。值得注意的是，玻璃内部的金属源向其表面的扩散在玻璃表面上提供了均匀的金属源，并且将TMDC生长限制为仅表面反应，同时消除了不需要的气相反应。这一特征使得高度均匀的单层TMDC在厘米级基底上具有干净的表面。DP生长适用于各种TMDCs及其合金，为通过精细控制金属源来控制TMDCs的生长提供了坚实的基础。
2020-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Polarization dependent femtosecond laser modification of MBE-grown III-V nanostructures on silicon
我们报告了一种新的，偏振相关的，飞秒激光诱导的修改表面纳米结构的铟，镓，砷生长在硅上通过分子束外延，产生形状控制从线性和圆偏振的激光激发。线性偏振导致伸长效应，超出未暴露的纳米结构的尺寸，范围从88 nm到超过1 μ m，并且圆偏振导致纳米结构变平或形成材料环，达到约195 nm的直径。在激发过程中，还观察到从基底和表面纳米结构产生的二次和三次谐波信号随着曝光时间增加。
2017-06-01 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Ion beam shaping and downsizing of nanostructures
我们报告了一种新的方法，逐步和良好控制的缩小纳米结构低于10 nm的规模。低能量离子束（Ar+）用于温和的表面腐蚀，逐渐缩小尺寸，精度约为1 nm。该方法能够使纳米结构几何形状成形并抛光表面。该工艺是洁净室/高真空兼容的，适用于各种应用。除了技术优势外，该方法还可以在离子束处理期间研究同一样品上的各种尺寸现象。
2008-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Molecular Beam Homoepitaxy of N-polar AlN on bulk AlN substrates
本研究采用PA-MBE技术结合原位热脱氧与Al辅助热脱附方法，在体AlN衬底N面实现N极性AlN同质外延，获得低缺陷、低杂质的光滑外延层。
2022-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Tuning Fe Nucleation Density with Charge Doping of Graphene Substrate
我们已经证明，在外延薄膜生长的初始阶段的岛形核可以通过衬底表面电荷掺杂来调节。使用自旋密度泛函理论计算在石墨烯衬底上沉积Fe作为示例来研究这种电荷效应。结果表明，空穴掺杂能显著提高Fe原子的扩散势垒和中间分离时的Fe原子间排斥能，而电子掺杂能降低Fe原子的扩散势垒，但对Fe原子间排斥能的影响不大.进一步的动力学蒙特卡罗模拟表明，在空穴掺杂下，形核岛密度可以增加到10倍以上，并且可以降低到10倍以下。我们的研究结果表明，通过表面电荷掺杂的磁性金属纳米结构的自旋电子学应用定制的生长形态的新途径。
2014-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Raman Enhancement in Bowtie-Shaped Aperture-Particle Hybrid Nanostructures Fabricated with DNA-Assisted Lithography
该研究利用 DNA 辅助光刻制备银质领结颗粒与孔径对准的杂化 SERS 衬底，并通过实验和 FDTD 模拟验证其可实现四倍拉曼增强、抑制背景并引入额外共振。
2023-02-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Universal characteristics of resonant-tunneling field emission from nanostructured surfaces
我们对纳米结构半导体阴极的场发射进行了理论和实验研究。通过电场诱导的界面束缚态的共振隧穿被发现强烈地影响场发射特性。我们的分析理论预测幂律和洛伦兹形的电流-电压曲线的共振隧穿场发射从三维衬底和二维积累层，分别。这些预测的线形观察到的自组装硅纳米结构的场发射特性。一个简单的模型描述了在这些系统中的积累层和谐振水平的形成。
2007-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale heat transfer at contact between a hot tip and a substrate
热尖用于通过使用扫描热显微镜表征纳米结构或用于局部加热以辅助数据写入。尖端与样本的热相互作用涉及固-固接触处的传导以及通过环境气体和通过水弯月面的传导。结合实验数据和模型分析了这三种传热模式。我们得出结论，这三种模式有助于以类似的方式的热接触传导，但他们有不同的接触半径范围从30纳米到1微米。我们还表明，任何扫描热显微镜具有1-3微米的分辨率时，在环境空气中使用。
2008-02-14 cond-mat.mtrl-sci
A facile process for soak-and-peel delamination of CVD graphene from substrates using water
我们展示了一种简单的技术，以转移CVD生长的石墨烯从铜和铂基板使用浸泡剥离分层技术，仅利用热去离子水。化学蚀刻剂的缺乏导致更清洁的CVD石墨烯膜最小化无意掺杂，如拉曼和电学测量所证实的。该方法允许基底的再利用，因此能够使用取向的基底来生长更高质量的石墨烯，并且是用于大面积生产的固有的廉价和可扩展的方法。
2013-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Ultrathin BaTiO3 templates for multiferroic nanostructures
研究了高质量BaTiO_3薄膜的结构、电学和介电性能。薄膜，这是通过臭氧辅助的分子束外延生长在Nb掺杂的SrTiO 3（001）衬底上，并具有薄的8个晶胞（3.2 nm）的厚度，是未重构的和原子级光滑的大结晶平台。应变驱动的过渡到3D岛的形成，观察膜的13个单元电池的厚度（5.2 nm）。高结构质量的表面，与介电性能类似的散装钛酸钡和主要是TiO 2表面终止，使这些薄膜的合适的模板，用于合成高品质的金属氧化物多铁性异质结构的基础研究和开发的磁电效应，如最近提出的界面效应在Fe/BaTiO 3异质结构的基础上Fe-Ti界面键。
2011-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Nanostructured thin films of indium oxide nanocrystals confined in alumina matrixes
本研究通过共粉碎法制备尺寸小于10纳米的氧化铟纳米晶限域于氧化铝基体的薄膜，优化沉积与退火条件获得立方相晶序，并分析其光学带隙等性质。
2025-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-collinear magnetism induced by frustration in transition-metal nanostructures deposited on surfaces
当物理尺寸缩小到纳米结构的尺寸时，磁性是如何表现的？在这些系统中的磁态的多样性可以是非常丰富的，因为它们的性质取决于原子种类，簇的大小，形状和对称性或衬底的选择。簇参数的微小变化可以显著地改变性质。在这一领域的研究取得了很大的进展，许多新的实验方法和技术表现出原子分辨率。在这里，我回顾从头算的方法，专注于最近的计算磁挫折和发生的非共线磁性的反铁磁纳米结构沉积在表面上。
2014-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial growth of binary alloy nanostructures
用动力学蒙特卡罗模拟研究了二元合金在弱相互作用衬底上的随机生长。基础晶格模型与面心立方合金相关，动力学基于沉积、带有键断裂过程的原子迁移以及由最近邻跳跃步骤介导的交换过程。我们调查的表面过程和新兴的非平衡结构之间的相互关系，在生长表面下的条件下，在散装的原子可以被视为不动的。模型参数适用于CoPt_3合金。生长的纳米团簇表现出各向异性的短程有序，主要是由Pt偏析在表面。整体结构各向异性取决于Pt表面偏析和团簇形状，并可以解释最近在范德华衬底上的CoPt_3纳米团簇中测量的垂直磁各向异性（PMA）。团簇中的L1_2有序化是由表面过程引起的。同样的动力学模型也适用于连续的薄膜，它另外可以表现出小的体积贡献PMA。
2006-07-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Structural, Electronic, and Vibrational Properties of 2D Graphdiyne-Like Carbon Nanonetwork Synthesized on Au(111): Implications for the Engineering of sp-sp2 Carbon Nanostructures
石墨二炔是一种基于sp-sp2杂化的原子级薄的二维碳纳米结构，是一种有吸引力的体系，可能显示出优异的机械和光电性能。卤化sp-碳基分子前体的表面催化偶联代表了一种有前途的自下而上的策略，以在金属基底上制造具有工程结构的扩展的2D碳系统。在这里，我们研究了原子尺度的结构和电子和振动性质的扩展graphdiyne-like sp-sp2碳纳米网络生长在Au（111）通过表面合成。通过扫描隧道显微镜（STM）、拉曼光谱并结合密度泛函理论（DFT）计算来监测沉积后作为退火温度的函数的这种2D纳米网络在其不同阶段的形成。高分辨率STM成像和拉曼光谱对键性质的高灵敏度为解开sp-sp2碳纳米结构的原子尺度性质提供了独特的策略。我们发现，2D碳纳米网络和底层衬底状态之间的杂交强烈影响其电子和振动特性，修改大幅度的状态和拉曼光谱的密度相比，独立的系统。这为电子性质的调制开辟了道路，在未来的催化，光转换和碳基纳米电子学的活性纳米材料的应用前景显着。
2020-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exploring the substrate-driven morphological changes in Nd0.6Sr0.4MnO3 thin films
锰氧化物薄膜是研究强关联电子系统的理想材料。了解锰氧化物薄膜的生长和形貌驱动的物理性质的变化是至关重要的，他们在氧电子学的应用。本文报道了采用脉冲激光沉积技术制备的纳米结构Nd0.6Sr0.4MnO3（NSMO）薄膜的形貌、结构和电输运性质。扫描电子显微镜（SEM）成像的薄膜揭示了两个突出的表面形态：颗粒状和独特的交叉纳米棒型形态。从X射线衍射（XRD）和原子力显微镜（AFM）分析，我们发现，所观察到的纳米结构导致从发生在梯田衬底表面上的生长模式改变。此外，对薄膜的电输运性质的研究表明，具有交叉纳米棒型形貌的薄膜在金属-绝缘体转变（MIT）附近显示出尖锐的电阻转变。一个增强的电阻温度系数（TCR）的一个数量级相比，也观察到的薄膜颗粒形态。这种通过调整形态的TCR %的增强使得这些薄膜成为开发基于氧化物的温度传感器和检测器的有希望的候选物。
2023-01-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Complex optical signatures from quantum dot nanostructures and behavior in inverted pyramidal recesses
本文研究了在（111）B取向的GaAs衬底上生长的InGaAs异质结的结构和光学性质。首先，组成的限制势垒材料（GaAs在这项工作中）和它的生长温度被示出的一些关键参数，确定的主要量子点的属性，包括非平凡的发射能量依赖性，激子图案和不寻常的光致发光能量排序的InGaAs集成纳米结构。其次，在我们的结构中，在众所周知的结构（一个量子点和三个横向量子线和量子阱）旁边，证明了以前未识别类型的InGaAs纳米结构-三个角量子点的形成。研究结果表明，金字塔量子点系统的复杂性，强烈依赖于样品的设计，这应该考虑在新设计的实验项目中选择高度对称（中心）量子点。
2014-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultra-Clean Freestanding Graphene by Platinum-Metal Catalysis
虽然独立的清洁石墨烯对于各种应用是必不可少的，但是在将石墨烯转移到期望的衬底之后用于去除聚合物层的现有技术仍然留下显著的污染物。我们发现了一种利用铂金属的催化性能制备超清洁独立石墨烯的方法。聚合物残留物的完全催化去除需要在175至350°C的温度下在空气中退火。低能电子全息研究证明，这种方法的结果在超干净的独立石墨烯。
2012-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mg nanostructures with controlled dominant c-plane or m-plane facets by DC magnetron sputter deposition
本研究通过直流磁控溅射物理法制备镁纳米结构，通过调节工艺参数控制c面或m面主导晶面，实现清洁、无废物且可大规模定制纳米结构镁涂层。
2024-02-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Direct Growth of Monolayer MoS$_2$ on Nanostructured Silicon Waveguides
我们首次报道了二硫化钼（MoS $_2$）单层纳米结构绝缘体上硅波导的直接生长。我们的研究结果表明，利用化学气相沉积（CVD）的纳米结构的光子器件在一个可扩展的过程的可能性。在纳米结构上直接生长2D材料纠正了基于转移的方法的许多缺点。我们表明，范德华材料共形生长的曲线，边缘，和硅-SiO $_2$界面的波导结构。这里，用作生长衬底的波导结构不仅在其几何形状方面是复杂的，而且由于所涉及的两种材料（Si和SiO $_2$）也是复杂的。像这样的无转移方法产生了一种新的方法，用于用光学活性直接半导体功能化纳米结构的集成光学架构。
2022-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
