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
Tuning Molecule-Mediated Spin Coupling in Bottom-Up Fabricated Vanadium-TCNE Nanostructures
利用低温扫描隧道显微镜，通过原子操控的方法制备了钒原子与四氰基乙烯（TCNE）配体的杂化磁性配合物。使用隧道光谱，我们观察自旋极化的分子轨道以及近藤行为。对于具有两个V原子的络合物，近藤行为可以淬灭不同的分子排列，即使自旋极化轨道保持不变。这可以通过可变自旋-自旋（即，V-V）铁磁耦合通过一个单一的TCNE分子，支持密度泛函计算。
2009-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Structural and electrical properties of tantalum nitride thin films fabricated by using reactive radio-frequency magnetron sputtering
TaN薄膜是[FeN/TaN]（n）多层膜中的一种有吸引力的中间层和扩散阻挡层，在高密度磁纪录中具有潜在的应用前景。采用反应射频溅射法，在不同的N-2分压下，在5 mAr/N-2气氛下，分别在玻璃和Si衬底上制备了两个系列的TaN薄膜，并对薄膜进行了系统的表征分析。当N2分压从0.0%增加到30%时，薄膜中的相发生了明显的变化，从bcc结构的Ta转变为bcc结构的Ta（N）和六方结构的Ta_2N的混合相，然后依次转变为fcc结构的TaN和TaN与富N相的混合相。这些变化与晶粒形状以及薄膜的择优晶向的变化有关，从bcc Ta [100]到[110]，然后到随机，最后到fcc TaN [111]。在77-295 K范围内，它们还与薄膜电阻率从金属到类超导体行为的变化有关。薄膜呈现典型的多晶织构结构，具有小的结晶畴和不规则的晶粒形状。在薄膜中观察到平行于衬底表面的清晰的优选（111）堆叠，其中嵌入有非晶区。在25%N-2分压下获得了电阻率为6.0m Ω cm、具有[ 111]择优取向的TaN薄膜，可作为[FeN/TaN]（n）多层膜的中间层。
2003-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Properties of Nb3Sn films fabricated by magnetron sputtering from a single target
采用磁控溅射方法，在蓝宝石和细晶Nb衬底上制备了Nb 3Sn超导薄膜。研究了在800-1000 °C退火24 h后薄膜的结构、形貌和超导性能。在1000 °C下退火1、12和24小时，检查退火时间的影响。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线能谱仪和拉曼光谱仪对薄膜的性能进行了表征。直流超导性能的薄膜的特点是由一个四点探针测量到低温温度。使用7.4 GHz的射频加载Nb腔，在6-23 K的温度范围内测量薄膜的RF表面电阻。蓝宝石衬底上沉积的Nb 3Sn薄膜的超导临界温度为17.21 K，经800 °C退火24 h后，超导临界温度提高到17.83 K。对于在1000 °C下退火的膜，表面Sn含量在12 h的退火时间下降低至~ 11.3%，并且在24 h的退火时间下降低至~ 4.1%。薄膜的拉曼光谱证实了退火后的微结构演变。Nb基Nb 3Sn薄膜的射频超导临界温度为16.02 K，经800 °C退火24 h后，该临界温度提高到17.44 K。
2020-07-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.app-ph
ZrO$_2$ tapes as an alternative low-cost flexible substrate to artificially nanostructured materials
我们将流延和磁控溅射技术相结合，以ZrO $_2$绿带为基底，设计柔性纳米结构。我们系统地研究了NiFe/Cr/NiFe三层纳米结构的结构，磁和电性能，具有可变的NiFe和Cr层的厚度值，生长在刚性玻璃和柔性ZrO $_2$磁带基板。我们验证了这些属性在三层纳米结构的镜像，无论所采用的基板的种类。三层纳米结构可以在不同的基底上复制的事实对应于其适用性的重要进展。结果将ZnO $_2$生带作为一个有吸引力的候选人的应用程序作为低成本的柔性基板在开发具有高灵敏度的机械应力的电和磁传感器元件。
2016-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Imaging and registration of buried atomic-precision donor devices using scanning capacitance microscopy
我们表明，扫描电容显微镜（SCM）可以通过最近开发的原子精度扫描隧道显微镜（STM）光刻技术在Si中制造的掩埋δ掺杂施主纳米结构的图像。完成原子精度纳米电子器件的一个关键挑战是精确地将介观金属接触对准STM定义的纳米结构。利用SCM的能力，以图像掩埋的掺杂剂纳米结构，我们已经开发出一种技术，通过该技术，我们能够将金属电极定位在表面上，以形成接触到下面的STM制造的供体纳米结构，测量精度为300 nm。低温（T=4K）传输测量证实了接触到供体纳米结构的成功放置。
2014-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Physical characteristics and cation distribution of NiFe2O4 thin films with high resistivity prepared by reactive co-sputtering
采用直流反应磁控共溅射法在MgAl_2 O_4（001）基片上制备了NiFe_2 O薄膜。薄膜的性质进行了研究，通过各种技术，重点是它们的结构，表面形貌，磁特性，和输运性能。结构分析表明，具有良好的结晶与外延生长和低粗糙度和类似的质量，通过脉冲激光沉积生长的薄膜。电导率测量显示高的室温电阻率（12欧姆），但低活化能，表明一个外在的运输机制。通过光学光谱发现约1.55 eV的带隙。详细的X射线光谱研究证实，样品是亚铁磁性的完全补偿Fe的时刻。通过与多重谱计算结果的比较，我们发现这些阳离子的价态在很大程度上是Ni ~（2+）和Fe ~（3+）。
2013-12-04 cond-mat.mtrl-sci
A nanograins-attached and ultrathin Cu flake powder fabricated by high energy mechanical milling and dealloying
具有分级纳米结构的金属粉末通常是通过脱合金与或不与其他制造工艺相结合来设计和制造的。但目前主要是纳米多孔金属粉末及其衍生物，其单一的纳米结构限制了其应用，因此需要进一步开发具有新型纳米结构的金属粉末以满足各种应用需求。本文中，高能机械研磨和去合金化可以结合在一起用于制造具有可控纳米结构的大量生产的金属粉末。作为一个实例，纳米颗粒附着的和分散的Cu薄片粉末可以通过高能机械研磨Cu-42 wt.% Al粉末混合物和随后的去合金化。脱合金后的Cu粉颗粒呈球形，表面附着大量的Cu颗粒，球磨态Cu粉的显微组织为42 wt.%研究了Al粉颗粒与脱合金Cu粉颗粒的形貌，阐明了脱合金Cu粉独特形貌的形成机理。
2019-09-15 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Epitaxial magnetic perovskite nanostructures
由磁性氧化物钙钛矿制成的亚100 nm直径纳米点的精确阵列的总覆盖面积高达5 mm2。通过横截面TEM证实了纳米点的外延单晶结构。低温MFM研究证实了所产生的颗粒的铁磁性。
2005-07-12 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic and extrinsic origins of low-frequency noise in GaAs/AlGaAs Schottky-gated nanostructures
研究了不同层结构和工艺条件下GaAs/AlGaAs异质结量子点接触中电流的低频噪声。与以前的报告相比，有没有门依赖的随机电报噪声（RTN），起源于隧道通过肖特基势垒在使用标准的低损伤工艺制造的设备。栅依赖RTN只出现在与高损伤过程，诱导电荷陷阱网站制造的设备。我们发现，在AlGaAs势垒中插入AlAs/GaAs超晶格有助于抑制陷阱的形成。我们的研究结果使制造抗损伤，从而低噪声设备。
2013-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical spin injection into InGaAs/GaAs quantum wells: a comparison between MgO tunnel barriers grown by sputtering and molecular beam epitaxy methods
利用CoFeB/MgO自旋注入器实现了InGaAs/GaAs量子阱发光二极管的有效自旋注入。织构MgO隧道势垒层的制备采用溅射和分子束外延两种不同的工艺。两种方法的最大自旋注入效率相当。此外，退火的效果也研究了这两种类型的样品。两种样品显示出相同的趋势：随着退火温度的升高，电致发光圆偏振（Pc）增加，随后超过350°C退火，Pc饱和。由于Pc的增加开始低于整个CoFeB块体层的结晶温度，这种趋势可能主要是由于在顶部CoFeB/MgO界面的化学结构的改善。研究表明，CoFeB/MgO界面的控制对半导体的最佳自旋注入至关重要。
2020-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Production of ordered silicon nanocrystals by low-energy ion sputtering
我们报告的生产有序组装的硅纳米结构的装置的Si（100）衬底的照射与1.2 keV的Ar离子在垂直入射。原子力和高分辨率透射电子显微镜表明，硅结构是结晶的，显示均匀的高度，并自发地排列成短程六方有序。在长时间的照射下（长达16小时），所有的网点特征基本保持不变，在长波长下会出现小的斑点。我们解释的点的形成作为一个不稳定的结果，由于溅射产量依赖于局部表面曲率
2001-06-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Morphology dependent surface properties of nanostructured GaN films grown by molecular beam epitaxy
分析了分子束外延生长的氮化镓外延膜的表面形貌对其表面化学和能带结构的影响。用扫描电子显微镜和原子力显微镜研究了薄膜的形貌，用X射线光电子能谱学和阴极发光光谱研究了薄膜的能带结构、缺陷和发射特性。结果发现，高度多孔的GAN半导体网络显示出最高的相对电导率，并且不具有与缺陷相关的发光。较平坦的膜更电阻，并显示黄色发光，由于Ga空位。GAN半导体网络在价带最大值以上（1.8 $\pm$ 0.2）eV处表现出费米能级钉扎，表明GAN半导体网络表面存在Ga吸附层。发现Ar离子溅射优先溅射N原子导致表面金属化。
2018-01-08 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
Thermoelectric properties of lead chalcogenide core-shell nanostructures
我们提出了完整的热电特性的纳米结构的散装PbTe和PbTe-PbSe样品制备胶体核壳纳米粒子，然后放电等离子体烧结。在这两种材料中发现了一个异常大的热电势，并讨论了能量过滤的可能性，而不是作为解释的晶界散射。德拜温度的降低和摩尔比热的增加与最近对纳米结构材料的预测是一致的。在这些结果的基础上，我们提出了合适的核-壳材料的组合，为未来的热电材料的大电导率的组合，通过能量过滤增加热电。
2012-06-03 cond-mat.mtrl-sci
High Sensitive $α$-Fe$_2$O$_3$ Nano-structured Gas Sensor Fabricated through Annealing Technique for Detecting Ethanol
在推进传感技术的道路上，各种基于纳米材料的策略已经被引入以改善气体传感器的性能。在这项研究中，我们介绍了一个简单的制造过程退火赤铁矿监测乙醇气体。由于该导电平台的大比表面积，检测到更多可用的目标分子（乙醇气体）。为了构建这个平台，最初，通过退火过程创建大规模分离良好的氧化铁（赤铁矿）纳米结构。通过退火温度和乙醇气体的操作温度来优化纳米结构的形貌。对于通过500 ° C的退火温度和225 $^\circ$ C的操作温度制备的赤铁矿纳米结构，实现了气敏传感器的最佳响应。制造的纳米结构在空气环境条件下测试从50至1000 ppm的各种乙醇气体浓度。修饰后的传感器具有良好的选择性和重现性，无干扰效应。为了研究在三个退火温度下的赤铁矿纳米结构的X射线衍射图案，使用Rietveld方法和FullProf软件，其中已经获得了平均晶体尺寸。显然，随着退火温度的升高，晶体的平均尺寸增大。紫外-可见光谱结果表明，随着退火温度的升高，薄膜的能隙减小。赤铁矿花状纳米结构的最大传感响应在1000 ppm的浓度下获得。此外，对于浓度为200 ppm的乙醇，最短响应时间估计为约27秒。该传感器的检测限为50 ppm。
2023-02-14 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.ins-det
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
Proximitized Topological Insulator Charge Island Fabricated via In Situ Multi-Angle Stencil Lithography
Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）
通过原位多角度光刻技术制备近接拓扑绝缘体电荷岛，结合选择区域生长和角度控制沉积，实现拓扑绝缘体与超导体的高效结合，展现鲁棒的库仑阻塞和低能导电抑制，为拓扑量子器件研究提供新途径。
2026-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Fresnel diffraction imaging of surface nanostructure using coherent resonant X-ray scattering
University of Wisconsin-Milwaukee（密尔沃基威斯康星大学）；Northwestern University（西北大学）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）
该研究采用direct-CXI技术研究MnBi₂Te₄的表面纳米结构，阐明其成像原理可由菲涅耳衍射积分解释，证明该技术兼具直观实空间成像与相位信息获取能力。
2026-08-19 cond-mat.mtrl-sci
Method to make a single-step etch mask for 3D monolithic nanostructures
目前通过蚀刻的纳米结构制造通常限于平面结构，因为它们由平面掩模限定。通过蚀刻实现三维（3D）纳米结构需要平面掩模之外的技术。我们提出了一种方法来制造一个三维掩模，允许蚀刻三维单片纳米结构，仅使用CMOS兼容的过程。掩模被写入沉积在Si晶片的两个相邻倾斜表面上的硬掩模层中。通过在单个步骤中将两个不同的2D图案投影在两个倾斜表面上的一个3D掩模内，确保了图案之间的相互对准。因此，在限定掩模图案之后，在两个倾斜方向上蚀刻深孔在Si中产生三维结构。作为一个概念的证明，我们展示了三维硅类金刚石光子带隙晶体的三维掩模制造。所制造的晶体在光学反射率测量中揭示了宽的停止间隙。我们提出了如何实现具有五种不同布拉维晶格的3D纳米结构，即立方、四方、斜方、单斜和六边形，并演示了3D六边形晶体的掩模。我们还展示了一个钻石结构的晶体与三维阵列的腔的掩模。通常，不同表面的2D图案可以是完全独立的，并且仍然处于完美的相互对准中。事实上，我们观察到倾斜表面上的2D掩模图案之间的对准精度优于3.0 nm，这允许蚀刻明确定义的单片3D纳米结构。
2015-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Nanostructuring Graphene by Dense Electronic Excitation
制造定制石墨烯纳米结构的能力是充分利用其巨大技术潜力的关键因素。我们研究了快速重离子诱导折叠在石墨烯中产生的纳米结构。对于我们的实验，单层的石墨烯剥离各种基板和独立的石墨烯已被照射和原子力和高分辨率透射电子显微镜以及拉曼光谱分析。我们表明，密集的电子激发后的穿越离子产生特征的纳米结构，其中每一个可以通过选择适当的照射条件制造。这些纳米结构包括独特的形态，例如具有给定手性的封闭双层边缘或支撑的以及独立的石墨烯内的纳米孔。纳米孔的长度和取向以及因此相关联的闭合双层边缘的长度和取向可以简单地通过入射离子束的方向来控制。在独立式石墨烯中，快速重离子辐照诱导极小的开口，从而提供了以受控方式包覆石墨烯膜的可能性。
2015-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Additional scaling regions of ion-sputtered surfaces
在连续介质理论中，离子轰击侵蚀表面的时间演化是由随机偏微分方程（SPDE）模拟的。这些决定了不断发展的表面的标度制度和普适性类。目前的知识，这些缩放制度是基于现有的连续理论计算的地形相图的溅射参数的函数，这是有限的溅射参数的小值和各向同性的情况下。它主要解释了波纹图案和粗糙表面。最近的工作已经证明了存在的非波纹纳米结构的各向异性碰撞级联参数不考虑在现有的连续理论分析可能的缩放制度的溅射表面。在这项工作中，我们计算相图代表了更广泛的溅射条件下，各向异性碰撞级联一般。结果揭示了新的缩放制度尚未解释。结果还揭示了用θ \leq 30°的相同SPDE模拟各种材料的可能性，从而表明了一个重要的普适性类。
2011-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Flaw-driven Failure in Nanostructures
了解纳米材料的失效对于设计可靠的结构材料和具有纳米长度尺度组件或微观结构元件的小型设备至关重要。在大块纳米结构材料或纳米结构中，缺陷对断裂的影响还没有达成共识。提出的理论包括纳米级缺陷容限和在纳米级保持宏观断裂关系，几乎没有实验支持。我们通过对具有预制表面缺陷的纳米结构进行纳米力学实验，结合分子动力学模拟，探索纳米材料的断裂机制。纳米晶Pt圆柱体直径为120 nm，故意引入的表面缺口创建使用模板辅助电镀方法，并在原位SEM单轴拉伸测试。实验表明，12个样品中有8个在缺口处失效，拉伸失效强度为1.8 GPa，无论失效发生在缺陷处还是远离缺陷处。这些结果表明，故障位置是敏感的缺陷的存在下，而强度是不敏感的。分子动力学模拟支持这些意见，并表明，初期塑性形变开始通过成核和运动的位错与晶界滑动。我们假设，这种局部塑性降低应力集中的缺陷之前的水平与内在的微观结构特征，如晶界三重连接，纳米尺度的固体，包含一个内部的微观结构的能量景观独特的现象的强度相媲美。这种机制导致失效发生在最薄弱的环节，无论是内部不均匀性还是具有高局部应力的表面特征。
2013-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Ion-beam induced 1D to 3D periodic transformation in nanostructured multilayers
用透射电子显微镜（TEM）分析了含Fe杂质的周期性Pt/C多层膜系统的离子辐照改性。在玻璃衬底上制作了具有16个Pt/C层对（周期4.23 nm）的多层堆叠。将2 MeV Au $^{2+}$离子束光栅扫描在样品上以获得具有从1 $\times10^{14}$到1 $\times10^{15}$ $ions/cm^2$的注量的均匀照射的条带。已经发现离子辐照导致Fe向Pt层的优先迁移[Nucl. Instr. B212（2003）530]。横截面透射电子显微镜（XTEM）显示在最高离子注量（1 $\times10^{15}$ $ions/cm^2$）的辐射相当大的原子再分布。这个结构中的个体实体就像一个集群。周期性多层膜仅在垂直于多层膜表面的方向上具有周期性。然而，傅立叶变换的XTEM图像的样品照射在最高的能量密度显示新的非正常傅立叶分量的超晶格周期性所产生的离子辐照。通过对这种现象的正确理解，可以制造纳米团簇的三维周期性结构。
2005-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Induced Optical Losses in Optoelectronic Devices due to Focused Ion Beam Damages
研究了镓聚焦离子束（FIB）对Ⅲ-Ⅴ族化合物的损伤。局部加热，离子注入，和选择性溅射所造成的潜在损害。初步分析表明，局部加热可以忽略不计。镓注入显示发生在几十纳米厚的区域。镓的积累以及选择性溅射在III-V族化合物研磨预期。特别地，对于GaAs，这种效应导致镓偏析和金属簇的形成。使用FIB铣削不同的发射电流来制造微盘谐振器，以分析这些对器件的影响。结果表明，对于较高的发射电流，从而较高的注入剂量，腔品质因数迅速下降，由于注入镓原子引起的光散射损耗。
2012-07-10 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Compositional and Magnetic Characterisation of Oblique Co and Fe Nanowire Structures Fabricated Using Focused Electron Beam Induced Deposition
University of Glasgow（格拉斯哥大学）；Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）
本文通过FEBID技术制备斜向纳米线结构，研究其组成和磁性变化，利用电子能损谱和偏轴电子全息术分析不同生长角度下的元素组成和磁感应强度，发现金属含量随斜向生长角度增加而减少，通过调节电子束参数可控制金属含量。
2026-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
X-Ray Propagation in Tapered Waveguides: Simulation and Optimization
本文利用抛物型波动方程对X射线在锥形波导中的传播进行了数值模拟和优化。这项研究的目的是阐明如何在X射线光学纳米结构中最好地实现光束集中。这种优化的波导可以例如用于研究单个生物分子。在这里，我们比较锥形的几何形状，这可以通过线性和三阶（Bezier型）函数参数化，可以使用标准的电子束光刻单元制造。这些几何形状可以分别在二维和四维参数空间中描述。在这两种几何结构中，我们观察到优化问题的“增益平衡”的坚固结构。因此，X射线纳米结构的优化通常将是高度非平凡的优化问题。
2008-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Correlating the nanostructure and electronic properties of InAs nanowires
InAs纳米线的电子性质和纳米结构是相关的，通过创建多个场效应晶体管（FET）的纳米线生长具有低和高缺陷密度段。4.2 K载流子迁移率在导线的名义上无缺陷段中大约4倍。我们还发现，暗场光强度与迁移率相关，这表明一个简单的路线，选择具有低缺陷密度的线。在低温下，在InAs纳米线的高缺陷密度段上制造的FET显示出与单电子充电一致的传输特性，即使在具有低电阻欧姆接触的器件上也是如此。所获得的充电能量表明量子点形成在导线中的缺陷。这些结果加强了控制缺陷密度的重要性，以生产高品质的电气和光学器件使用InAs纳米线。
2010-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Suppression of surface roughening during ion bombardment of semiconductors
离子束通常用于半导体的处理，特别是溅射、离子注入和纳米结构的直写制造。然而，离子束技术的实用性受到晶体损伤和表面粗糙化的限制。通过在高温下进行辐照可以减少或消除损伤。然而，在这些条件下，由于吸附原子和表面空位的热迁移率，表面粗糙化是非常成问题的。在这里，我们解决了这个问题，使用氢气，我们用来稳定表面质量流和抑制元素和化合物半导体离子轰击过程中的粗糙化。我们在离子束处理过程中实现了光滑的表面，并表明该方法可以通过使用远程等离子体源的H2气体的激基化来增强。我们的方法是广泛适用的，并扩大了实用的离子束技术的功能材料和纳米结构的加工和制造。
2022-09-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Bulk Nanocrystalline Thermoelectrics Based on Bi-Sb-Te Solid Solution
采用不同的球磨工艺制备了粒径约为10 nm的p-Bi-Sb-Te纳米粉体。在不同条件下的冷压和热压以及SPS工艺用于将粉末固结成块状纳米结构和纳米复合材料。由于再结晶而使纳米颗粒生长减慢的主要因素是温度和压制持续时间的降低、压力的增加以及小价值添加剂（如MoS 2、热膨胀石墨或富勒烯）的添加。采用SPS方法制备的Bi_（0，4）Sb_（1，6）Te_3块体纳米结构的热电优值ZT=1.22（360 K）。从理论上研究了BixSb_（2-x）Te_3基块体纳米晶半导体热电效率提高的机理。纳米晶粒尺寸的减小可以导致热电优值的改善。BixSb_（2-x）Te_3块体纳米结构中的电导率、热导率和热电势随纳米颗粒尺寸的变化关系与实验数据吻合较好。
2012-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultra-low-resistivity nitrogen-doped p-type Cu2O thin films fabricated by reactive HiPIMS
本文通过反应性HiPIMS在玻璃上制备氮掺杂Cu2O薄膜，发现高能量模式利于保持结构并降低电阻率至5x10-2 ohm.cm，且N2取代Cu是可能的受主机制。
2025-06-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Hydrodynamic approach to surface pattern formation by ion beams
在适当的时间尺度上，非晶态固体可以流动。固体流动可以在冰川或铅管中宏观地观察到，但也可以通过制造缺陷来人为地增强。离子束溅射（IBS）是一种技术，其中能量在0.1-10 keV范围内的离子撞击固体靶，诱导缺陷产生和动力学，并侵蚀其表面，导致形成有序的纳米结构。尽管它的技术兴趣，在IBS的非晶目标下发生的纳米图案形成过程的基本理解还没有明确建立，最近的实验在很大程度上质疑在过去二十年中积累的知识。在过去已经提出了一些界面方程来描述这些现象，通常通过将来自表面扩散、离子溅射或质量再分布等的不同贡献以非系统的方式加在一起。在这里，我们利用一般的想法，固体流动由于离子的影响，以建立一个通用的框架，其中不同的机制（如粘性流，应力，扩散，或溅射）可以被纳入，通用的物理守恒定律。相对于制定现象学的界面方程，这种方法允许系统地评估IBS影响表面斑图形成的不同物理机制的相关性和相互作用。
2011-10-18 cond-mat.mtrl-sci physics.flu-dyn
Synthesis and physical properties of Na$_x$TO$_2$ (T=Mn, Co) nanostructures for cathode materials in Na--ion batteries
我们制备了Na $_x$ TO $_2$（T = Mn，Co）纳米结构用作钠离子电池的阴极材料。X射线衍射数据的Rietveld精修证实了六方对称性。扫描和透射电子显微镜测量显示六方和棒状形态T = Co和Mn，分别。磁性测量表明Mn/Co离子存在不同的氧化态，但在5~K之间没有长程有序。我们发现，Na $_{0.6}$ MnO $_2$是高度绝缘的，而Na $_{0.7}$ CoO $_2$是半导体性质。在Na $_{0.7}$ CoO $_2$中的传导通过可变范围跳跃（VRH）以及在不同温度范围内的激活机制发生。然而，对于Na $_{0.6}$ MnO $_2$，VRH在升高的温度下占优势。此外，硬币电池已被制造并使用循环伏安法测试电化学行为，这证实了在嵌入/脱嵌期间Na-离子的可逆性。
2018-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Comparison of measured and simulated spin-wave mode spectra of magnetic nanostructures
出于纳米磁体中磁化动力学对于磁性器件和传感器的开发和优化的重要性，我们测量并建模了图案化椭圆形纳米磁体中的自旋波谱。利用外差磁光微波显微镜测量了由电子束光刻法制备的具有200 nm或100 nm标称短轴的多个Ni80Fe20纳米磁体的铁磁共振谱。扫描电子显微镜图像拍摄的相同的纳米磁体被用来定义微磁模拟元件的形状。测量的光谱显示名义上相同的纳米磁体之间的显着差异，这只能部分归因于图案化过程中不受控制的形状变化，作为证据的测量和模拟的光谱之间的有限的协议。通过在模拟中的纳米磁体的边缘处包括降低的磁化和交换的区域，改善了测量和模拟之间的一致性。我们的研究结果表明，减少个别磁性随机存取存储器元件之间的形状变化可以潜在地提高其性能。然而，基于自旋波光谱的分析和建模的纳米磁体中的材料参数的明确确定仍然是有问题的。
2020-08-13 cond-mat.mes-hall 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
Low temperature 2D GaN growth on Si (111) 7x7 assisted by hypethermal nitrogen ions
随着现代自上而下器件的特征尺寸越来越小，这种器件达到了由量子力学给出的操作极限。因此，二维（2D）结构似乎是满足现代光电和自旋电子应用的最终挑战的最佳解决方案之一。III-V族半导体的代表氮化镓（GAN）是纳米级UV和高功率应用的绝佳候选材料。我们提出了一种在Si（111）7 x7表面上制备2D GAN的新方法，该方法使用在低衬底温度（T < 220°C）下通过高温（E < 50 eV）氮离子对Ga液滴进行后氮化。Ga液滴的沉积和它们的后氮化都是使用我们小组开发的一种特殊的原子-离子束源进行的。这种低温液滴外延（LTDE）方法在整个制造过程中提供了明确的超高真空生长条件，从而产生高纯度GAN纳米结构。通过TEM证实了GAN纳米结构与硅衬底之间的尖锐界面以及纳米结构的正确元素组成。此外，SEM、X射线光电子能谱学（XPS）、AFM和俄歇微区分析表明所制备的GAN纳米结构具有独特的特征。
2022-01-11 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
