Fabrication of Nb/Al2O3/Nb Josephson Junctions using in situ Magnetron Sputtering and Atomic Layer Deposition
原子层淀积（ALD）技术为低缺陷密度隧道势垒的制备提供了一种很有前途的方法，并在高真空磁控溅射系统中实现了在超导体-绝缘体-超导体（SIS）约瑟夫森结中原位淀积ALD-Al_2 O_3隧道势垒。在Al润湿的Nb底部电极上生长光滑的ALD-Al 2 O3阻挡层，然后使用溅射生长顶部Nb电极。由这些三层制成的约瑟夫森结的电流-电压特性（IVC）的初步低温测量证实了ALD-Al 2 O 3阻挡层的完整性。然而，IcRN产品的交界处是远远小于预期的值从Ambegaokar-Baratoff公式表明一个显着的对断裂机制的接口。
2013-09-17 cond-mat.mtrl-sci
Chemical state detection and charge transfer in complex oxide heterostructures via in situ Auger Electron Spectroscopy
University of Southern California（南加州大学）
本研究通过原位Auger电子能谱技术，实现了对复杂氧化物异质结构中氧化状态和电荷转移过程的高精度检测，为界面化学的监控与控制提供了新的方法。
2025-12-27 cond-mat.mtrl-sci
In-Situ Low-Angle Cross Sectioning: Bevel Slope Flattening due to Self-Alignment Effects
低角度截面内产生的俄歇微探针使用配备的深度剖面离子溅射枪。简单地说，样品部分被掩模覆盖。利用该掩模的边缘，用离子溅射样品。由于掩模的阴影，在样品中产生截面。该截面的斜率比几何设置给出的斜率小得多。这是由于自对准效应，这是由于在溅射和遮蔽样品区域之间的过渡区域中缺少溅射级联以及掩模边缘的倒角。这些自对准效应研究在这里使用104.6 nm厚的SiO2层热生长在Si衬底上。在这项研究中，一方面，对于作为溅射时间的函数的15.8°的固定离子撞击角，产生了几个原位小角度截面。通过这种方式，实现了0.014°和0.085°的最终低倾斜角之间的倾斜角。另一方面，对于固定的溅射时间，离子撞击角在14.8°和70.8°之间变化。对于这些样品，观察到截面的倾斜角在0.031°和0.32°之间。这些结果表明，在现场横断面的明显的斜坡平坦化。
2015-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Auger parameter analysis for TiN and AlN thin films via combined in-situ XPS and HAXPES
该研究利用配备 Al Kα 与 Cr Kα 源的原位 XPS/HAXPES 系统测量 TiN 和 AlN 薄膜的 Auger 参数，并考察空气暴露与 Ar+ 溅射刻蚀的影响。
2025-06-16 cond-mat.mtrl-sci
Improving Reproducibility of Sputter Deposited Ferroelectric Wurtzite Al0.6Sc0.4N Films using In-situ Optical Emission Spectrometry
高Sc含量的Al 1-xScxN薄膜由于其优异的压电和铁电性能而受到广泛关注，但随着x的增加，薄膜的整体质量和可重复性受到影响。在这项研究中，我们关联的结构和电学性质的Al 0.6Sc 0.4N与原位观察生长过程中的辉光放电光发射。该原位技术利用生长期间辉光放电的Ar（I）和N2（I）发射线的变化来识别随后表现出不可接受的结构和电性能的膜。结果表明，在整个薄膜生长过程中，薄膜的稳定沉积可以产生极化强度为80 μ Ccm-1、矫顽场为3.1MVcm-1的铁电Al_（0.6）Sc_（0.4）N薄膜。在使用相同设置沉积的其他膜中，Ar（I）和N2（I）线强度两者的波动对应于降低的纤锌矿相纯度、膜微结构的nm尺度变化和非铁电响应。这些结果说明了功率的光学发射光谱跟踪变化时，制造工艺敏感的样品，如高钪铝1-xScxN薄膜。
2021-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Electrical characterization of gadolinium oxide deposited by high pressure sputtering with in situ plasma oxidation
本研究采用先溅射金属钆再原位等离子体氧化的两步高压溅射法制备Gd₂O₃薄膜，通过表征证实优化条件下可获得具有稳定介电性能、低漏流等优异特性的完全氧化薄膜。
2024-01-30 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
High-k gadolinium scandate on Si obtained by high pressure sputtering from metal targets and in-situ plasma oxidation
本研究采用金属靶高压溅射结合原位等离子体氧化法制备Gd2-xScxO3高k介质薄膜，经中等温度退火后介电常数达32且漏电流适中，同时验证了Ti栅界面清除的可行性，可为微电子高k介质材料制备提供新路径。
2024-01-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Preparation of the Silver Boride: Preliminary Results
制备了AgB_2块体和薄膜样品。用共溅射法和顺序溅射法分别制备了块状颗粒和薄膜。对试样进行退火处理，并进行X射线和俄歇分析。初步结果表明，AgB_2是一个不稳定相。
2002-12-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Machine learning for in-situ composition mapping in a self-driving magnetron sputtering system
Materials Science and Engineering, Uppsala University（材料科学与工程，乌普萨拉大学）；Computer Science, RISE Research Institutes of Sweden（计算机科学，瑞典RISE研究机构）；Information Technology, Uppsala University（信息技术，乌普萨拉大学）；Physics and Astronomy, Uppsala University（物理学和天文学，乌普萨拉大学）
本研究提出了一种基于机器学习的自驱动磁控溅射系统，通过原位传感器和高斯过程主动学习，快速生成多元素薄膜的成分分布图，提高材料探索效率。
2026-01-09 cond-mat.mtrl-sci cs.LG
Reducing the Aspect Ratio of Contact Holes by In-Situ Low-Angle Cross Sectioning
集成微电子器件高深宽比接触孔的俄歇分析是一项具有挑战性的分析任务。由于几何遮蔽，初级电子束和能量分析器不具有同时到分析区域的所需的直接视线。为了解决这个问题，需要进行样品制备以使三维几何形状变平。在这里，新的方法，在原位低角度横截面应用。通过这种方法，材料在俄歇仪器内被去除，同时利用部分覆盖样品的掩模的边缘以接近掠入射的方式通过Ar+离子溅射样品。相对于样品表面产生非常浅的斜面。因此，沿斜面接触孔具有合适的纵横比可用于俄歇分析。
2015-04-16 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
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
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
Facilitating Atom Probe Tomography of 2D MXene Films by In Situ Sputtering
针对二维 MXene 薄膜原子探针层析成像分析中样品易碎的问题，提出通过原位溅射涂覆稳定自支撑薄膜样品的方法，为其他二维材料的原子探针分析提供了可行路径。
2023-11-30 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
In situ atomic force microscopy depth-corrected 3-dimensional focused ion beam based time-of-flight secondary ion mass spectroscopy: spatial resolution, surface roughness, oxidation
原子力显微镜（AFM）是一种用于研究表面粗糙度和收集关于样品顶部原子层特征的深度信息的公知工具。通过将二次离子质谱（SIMS）与扫描电子显微镜（SEM）中的聚焦离子束（FIB）铣削相结合，可以可视化溅射结构的化学信息并以高的横向和深度分辨率定位。在本文中，一个高真空（HV）兼容的原子力显微镜已安装在TESCAN FIB扫描电镜仪器，配备了飞行时间二次离子质谱（ToF-SIMS）检测器。为了研究由ToF-SIMS溅射引起的凹坑的深度，随后在多层垂直腔面发射激光器（VCSEL）样品上进行AFM测量。表面粗糙度和铣削深度用于辅助溅射体积的化学组成的精确3D重建。分析了溅射过程中的分辨率、表面粗糙度和表面氧化问题。因此，互补检测器的集成开启了确定样品特性以及理解分析方法在分析期间对样品表面的影响的能力。
2020-03-30 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Achieving superconductivity in infinite-layer nickelate thin films by aluminum sputtering deposition
Laboratoire Albert Fert, CNRS, Thales, Université Paris-Saclay（阿尔伯特·费尔特实验室，法国国家科学研究中心，泰雷兹集团，巴黎萨克雷大学）；Laboratoire de Physique des Solides, CNRS, Université Paris-Saclay（固体物理实验室，法国国家科学研究中心，巴黎萨克雷大学）；Synchrotron SOLEIL（索莱尔同步辐射中心）
通过铝溅射沉积法合成无限层镍酸盐薄膜，实现17K超导转变温度，提供更可控的拓扑转变方法。
2024-11-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
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
Pure phase BiFeO$_3$ thin films sputtered over Si: A new route towards high magnetization
采用射频磁控溅射法在（100）取向的Si衬底上生长了BiFeO $_3$（BFO）薄膜，并在无氧$_2$的低压Ar气氛下研究了薄膜的结构和磁性。单相BFO薄膜沉积在加热的基板和后退火原位。新的路线允许高沉积速率，并产生多晶BFO纯相，通过高分辨率X射线衍射证实。扫描电子显微镜和原子力显微镜显示非常低的表面粗糙度和平均粒径为33纳米。通过透射电子显微镜和线扫描能量色散X射线光谱仪在透射电子显微镜模式下确认BFO相和组成。通过X射线光电子能谱学分析的薄膜的表面化学揭示了Fe $^{3+}$和Fe $^{2+}$以2：1的比例存在，这强烈表明该膜含有氧空位。沿薄膜垂直和平行方向测量了具有室温高饱和磁化强度$\sim 165 \times 10^3$ A/m的磁滞铁磁行为。这种高的磁化强度，从这个新的路线，解释的范围内的氧空位，反铁磁摆线顺序的打破和增加自旋倾斜的表面/体积比的变化。理解多铁性薄膜的磁性行为是开发异质层状结构和多层器件的关键，并且在Si衬底上生产多铁性材料为开发可以直接集成到现有半导体和自旋电子技术中的材料开辟了新的可能性。
2018-03-31 cond-mat.mtrl-sci
In situ Monitoring of Composition and Sensitivity to Growth Parameters of Pulsed Laser Deposition
复合氧化物钙钛矿因其具有多种功能特性而被广泛研究。当尺寸减小到外延薄膜和异质结构时，这些性质是经常可调的，并且薄膜结构固有的破坏性可导致新的、新颖的现象和性质的出现。然而，控制和利用这些结构的能力依赖于对生长过程的原子级理解和控制，由于缺乏合适的原位组成表征工具而具有挑战性。利用俄歇电子能谱和非原位薄膜X射线衍射研究了脉冲激光沉积SrTiO 3薄膜的成分与生长参数的关系，并通过简单的逃逸深度模型进行了验证。我们表明，这是一个合适的技术，用于监测沉积过程中发生的微妙的成分变化，具有广泛的影响，薄膜合成技术的持续发展。
2021-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic electron-doping in nominal "non-doped" superconducting (La,Y)$_2$CuO$_4$ thin films grown by dc magnetron sputtering
采用直流磁控溅射和真空原位退火的方法成功地制备了超导标称“非掺杂”$La_{1.85}Y_{0.15}CuO_4$（LYCO）薄膜。在具有高纯C轴取向T '型结构的LYCO薄膜中，最佳的$T_{C0}$超过13 K。在正常状态下，T '-LYCO薄膜的电阻率与温度的准二次关系、负霍耳系数以及氧含量的影响与典型的Ce掺杂T'-214铜氧化物十分相似，表明T '-LYCO具有n型铜氧化物的电子掺杂性质，而不是以前提出的能带超导体。载流子被认为是由缺氧引起的。
2006-11-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hydrogen partial pressure as a key parameter in the reactive sputtering of photochromic YHO thin films
Institute of Solid State Physics, University of Latvia（拉脱维亚大学固体物理研究所）
该研究探究反应溅射YHO薄膜时氢分压的关键作用，发现低氢分压可提升薄膜光学透明度、光致变色对比度并加快漂白动力学，其结果与YHO氧含量和光致变色响应的普遍相关性存在偏差。
2026-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Thermal annealing of sputtered Nb3Sn and V3Si thin films for superconducting radio-frequency cavities
Nb_3Sn和V_3Si薄膜是下一代超导射频（SRF）谐振腔的理想材料。然而，溅射膜在沉积和后退火期间经常遭受化学计量和应变问题。在这项研究中，我们探讨了热退火的结构和化学效应，包括原位和溅射后，在Nb或Cu衬底上DC溅射的不同厚度的Nb 3Sn和V3 Si薄膜，从我们的初步研究[1]延伸。通过在950 °C下退火，我们成功地使具有化学计量和无应变晶粒的Nb衬底上的100 nm薄Nb 3Sn膜再结晶。对于2 μ m厚的膜，我们观察到应变的去除和晶粒尺寸随着温度的升高而略有增加。退火使V_3Si薄膜的结构从不稳定到稳定的相变，而我们观察到显着的Sn损失在2 μ m厚的Nb_3Sn薄膜高温退火后。我们观察到类似的Sn和Si的损失上的薄膜顶部的铜基板在退火过程中，可能是由于Cu-Sn和Cu-Si相的产生和随后的Sn和Si蒸发。这些结果鼓励我们改进我们的工艺以获得用于SRF的高质量溅射膜。
2023-01-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.app-ph
Chemical segregation in Ge2Sb2Te5 thin films during in-situ heating
碲化锗锑由于其合适的结晶温度、非晶与结晶电阻对比度以及非晶相的稳定性而成为电子存储器中使用和研究最多的相变材料。在这项工作中，在30 nm厚的Ge 2 Sb 2 Te 5薄膜在加热过程中的透射电子显微镜内的Ge的偏析进行了观察和表征。Ge 2Sb 2 Te 5膜使用溅射沉积在Protochips Fusion支架上，并在大气中不加盖放置约四个月。氧结合在膜内发挥了显着的作用，在观察到的化学偏析，导致在非晶锗-O晶界和Sb和Te丰富的结晶域。当相变材料与集成器件中的绝缘氧化物层接合时，可能发生这种成分变化，并且会显著影响其电学和热学性质。
2020-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous thermal oxidation of gadolinium thin films deposited on silicon by high pressure sputtering
研究通过高压溅射在硅上沉积钆薄膜并热氧化，发现500 $^\circ$C时结构转变，750 $^\circ$C下界面陷阱密度最低但介电常数仅7.4，原因是氧化产生的表面凸起降低了电容。
2024-01-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
In-situ x-ray diffraction and the evolution of polarization during the growth of ferroelectric superlattices
在外延应变铁电薄膜和超晶格中，铁电转变温度可以高于生长温度。铁电极化和领域，然后应演变过程中的样品的生长，和静电边界条件可能发挥重要作用。本文采用同步X射线衍射技术，在离轴射频磁控溅射法在SrTiO $_3$衬底上生长BaTiO $_3$ /SrTiO $_3$超晶格的过程中，对铁电畴、表面终止、平均晶格参数和双层膜厚度进行了同步监测。所使用的技术允许扫描时间比单层材料的生长快得多。通过在SrTiO $_3$衬底上交替生长相同的超晶格和在SrTiO $_3$衬底上交替生长20 nm SrRuO $_3$薄膜，研究了电边界条件的影响。这些实验提供了重要的见解铁电畴的形成和演变时，样品是铁电在生长过程中。
2015-12-04 cond-mat.mtrl-sci
Layer-by-layer epitaxial growth of polar FeO(111) thin films on MgO(111)
本文报道了用分子束外延法在MgO（111）衬底上生长的外延FeO层的结构特性。成功稳定的极性FeO膜厚为16单层（ML），通过沉积和随后的氧化单铁层，提出。采用低能电子衍射、俄歇电子能谱和转换电子穆斯堡尔谱（CEMS）对FeO/MgO（111）薄膜进行了化学和结构表征。详细的原位CEMS测量作为膜厚度的函数表现出的尺寸效应引起的演变的超精细参数，最厚的膜表现出的散装浮氏体超精细图案。非原位CEMS研究证实了在液氮温度下的磁有序的浮氏体薄膜相。
2011-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Route to in situ synthesis of epitaxial Pr2Ir2O7 thin films guided by thermodynamic calculations
原位生长烧绿石铱酸盐薄膜一直是一个长期存在的挑战，这是由于Ir在低温下的低反应性以及诸如IrO 3（g）和IrO 2（g）的挥发性气体物质在高温和高氧分压下的蒸发。为了解决这一挑战，我们结合热力学分析的Pr-Ir-O2系统的实验结果从传统的物理气相沉积（PVD）技术的共溅射。我们的研究结果表明，只有高的生长温度产生足够的结晶度利用和定制所需的拓扑电子性能的薄膜。热力学计算表明，需要高沉积温度和气体种类O2（g）和IrO 3（g）的高分压来稳定Pr 2 Ir 2 O 7。我们进一步发现，气体种类的分压要求是超出了可实现的任何传统的PVD技术。我们的实验表明，传统的PVD生长参数只产生Pr 3 IrO 7，这一结论，我们再现与理论计算。我们的研究结果提供了坚实的证据表明，在原位合成的Pr 2 Ir 2 O 7薄膜的束缚不能生长与氧分压的顺序为10托，固有的PVD工艺的限制。因此，我们建议高压技术，特别是化学气相沉积（CVD），作为合成Pr 2 Ir 2 O 7的途径，因为这可以支持原位稳定Pr 2 Ir 2 O 7所需的高压下的薄膜沉积。
2020-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric imprint in annealed Bi0.9La0.1Fe0.9Mn0.1O3 thin films
本文研究了用射频溅射法在镀铂硅衬底上制备Bi_（0.9）La_（0.1）Fe_（0.9）Mn_（0.1）O_3薄膜的最佳工艺条件。在相对较低的衬底温度下沉积，然后进行适当的非原位退火的组合导致具有光滑表面形貌的薄膜和具有（100）c优选取向的高质量的单相层的形成。退火后的薄膜显示出铁电印记。
2016-03-21 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis and physical properties of uranium thin-film hydrides UH2 and \b{eta}-UH3
本研究通过反应直流溅射合成了UH₂和β-UH₃无氧铀氢化物薄膜，表征其结构与物性，发现二者均具铁磁性且铁磁稳定性不受结构细节影响，电阻率反映出材料的无序性。
2022-11-11 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism and structure of in-situ grown FeN films studied using N K-edge XAS and nuclear resonance scattering
研究了\textit{in-situ}生长的一氮化铁（FeN）薄膜的结构和磁性。利用基于同步辐射的软X射线吸收近边光谱（XANES）在N $K$ -边缘和核共振散射（NRS）的膜生长的初始阶段被捕获。采用直流磁控溅射法，分别在SXAS光束线（BL 01，Indus 2）和NRS光束线（P01，Petra III）的实验站上生长薄膜。结果发现，薄膜生长的初始阶段不同于它的散装。超薄FeN薄膜，表现出更大的能量分离之间的t $_{2g}$和e $_g$功能和强烈的e $_g$功能的N $K$ -边缘图案。这表明当薄膜厚度超过5 nm时，FeN薄膜的结构发生了从岩板（RS）型向锌板（ZB）型的转变.这种N $K$ -边缘特征的行为与在100 K的NRS图案中出现的磁性分量的出现非常好地相关。结合\textit{in-situ} XANES和NRS测量，看来初始FeN层生长在具有磁性基态的RS型结构中。随后，结构变为已知为非磁性的ZB型。观察到的结果有助于解决长期存在的争论的结构和磁性基态的FeN。
2019-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Highly reproducible low temperature scanning tunnelling microscopy and spectroscopy with in situ prepared tips
提出了一种与超低温、高磁场扫描隧道显微镜兼容的针尖原位制备方法。该过程不需要额外的制备技术，例如热退火或离子研磨。它依赖于局部电场诱导的材料从尖端沉积到所研究的表面上。随后，在溅射的簇上进行重复的压痕，以机械退火尖端顶点，从而确保尖端的稳定性。通过比较在Ru（0001）上生长的外延石墨烯上用未制备的或原位制备的尖端获得的形貌和光谱数据来证实该方法的效率。我们证明，使用原位制备的提示增加了扫描隧道图像的稳定性和光谱测量的再现性。
2012-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nitrogen and oxygen transport and reactions during plasma nitridation of zirconium thin films
本文研究锆薄膜在NH3等离子体辅助热氮化中的ZrN生长机制，揭示低温氧化、高温氮氧交换及氧的双向扩散，并提出ZrN/ZrOx/Zr层状模型，证明等离子体可实现完全氮化并显著降氧。
2025-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Ultrathin AlScN for low-voltage driven ferroelectric-based devices
AlScN中铁电性的厚度缩放是其在神经形态计算和存储设备中的潜在应用的决定因素。在这封信中，我们报告在室温下铁电开关的10 nm的Al0.72Sc0.28N薄膜。采用磁控溅射法在GAN/蓝宝石衬底上生长了全外延Al0.72Sc0.28N/Pt异质结构，并采用原位Pt覆盖法避免了Al0.72Sc0.28N薄膜表面的氧化。通过X射线衍射和透射电子显微镜的结构表征揭示了既定的外延。由此获得的高品质的界面结合原位盖帽预计将促进铁电开关的AlScN在dielectric制度。的相对介电常数和矫顽场的依赖关系的Al0.72Sc0.28N膜厚度在100 nm至10 nm的范围内的分析表明，只有适度的缩放效应，这表明铁电性的临界厚度尚未接近。此外，沉积的层堆叠证明了使用溅射沉积技术将外延铁电AlScN包括到全外延GaN基器件中的可能性。因此，我们的工作突出了集成和缩放潜力的所有外延外延AlScN提供高存储密度与低电压操作所需的最先进的铁电存储器设备的状态配对。
2022-07-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Engineering the microstructure and magnetism of La$_2$CoMnO$_6$ thin films by tailoring oxygen stoichiometry
本文报道了用射频溅射法在（001）STO衬底上生长的铁磁绝缘$_2$薄膜的磁性和结构特性。仔细的结构分析，通过使用同步加速器X射线衍射，允许识别两个不同的结晶取向，是密切相关的氧化学计量和功能（矫顽场和剩磁）的磁滞回线。居里温度和磁滞都取决于氧的化学计量比。原位退火条件允许定制的薄膜的氧含量，因此控制其微结构和磁性能。
2014-07-08 cond-mat.mtrl-sci
High quality cobalt ferrite ultrathin films with large inversion parameter grown in epitaxy on Ag(001)
具有反尖晶石结构的钴铁氧体薄膜是室温下自旋滤波的最佳候选材料之一。我们采用三步法在Ag（001）衬底上制备了高质量的CoFe 2 O 4外延层：首先在衬底上共格外延生长CoFe 2合金，然后用氧气处理两次，第一次在室温下，然后在退火过程中。结合LEED、STM、Auger和原位GIXRD等分析手段，对薄膜的外延取向、表面、界面和结构进行了解析。观察到轻微的四角畸变，由于这种材料的大磁弹性耦合，这应该驱动平面中的易磁化轴。所谓的反转参数，即占据铁氧体尖晶石结构中八面体位置的Co分数，是其自旋相关电子隙的关键元素。它是通过在现场的X-射线共振衍射测量收集在Co和Fe K边缘。使用FDMNES代码进行数据分析，并显示Co离子主要位于八面体位置，反演参数为0.88 ± 0.05。非原位XPS给出了根据通过衍射分析获得的值的估计。
2018-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Phase transitions in a perovskite thin film studied by environmental in-situ heating nano-beam electron diffraction
体相Pr $_{1-x}$ Ca $_{x}$ MnO $_3$具有丰富的相图，其物理性能具有很高的可调性，引起了人们对该材料的基础研究和应用前景的广泛关注。重要的是，作为强相关效应的结果，电子和晶格的自由度是有力地耦合。因此，这是有争议的，这种体相图是否可以转移到固有应变外延薄膜。本文研究了离子束溅射薄膜中$x=0.1$的结构从正交到准立方的转变，并通过原位加热纳米束电子衍射来跟踪晶格常数的温度依赖性，指出了与相应体系统的差异。此外，它表明，控制加热过程中的环境，即防止氧损失，是至关重要的，以避免不可逆的结构变化，这是一个普遍的问题，含有挥发性元素的化合物在非平衡条件下。
2020-10-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Ballistic Deposition of Nanoclusters
纳米多孔薄膜是一类重要的材料，提供了一种观察基本表面和体过程的方法，颗粒大于单个原子，但足够小，可以通过应力和表面迁移率等机制相互作用。原位X射线反射率和掠入射小角X射线散射（GISAXS）用于监测由二硅化钨（WSi $_2$）和铜（Cu）纳米团簇生长的薄膜。纳米团簇的尺寸范围从2 nm到6 nm的直径，并通过高压磁控溅射通过等离子体气体冷凝。X射线反射率（XRR）测量的薄膜在不同阶段的增长表明，所得的薄膜表现出非常低的密度，接近15%的体积密度。这与简单的非晶格弹道沉积模型一致，其中颗粒在第一接触点处粘附而不进一步重构。此外，在这些膜中，团簇几乎没有合并或烧结。
2016-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Low Loss Superconducting Titanium Nitride Coplanar Waveguide Resonators
TiN的薄膜被沉积到具有和不具有SiN缓冲层的Si和蓝宝石晶片上。薄膜制成RF共面波导谐振器，并采取内部品质因数测量在毫开尔文温度下的多光子和单光子的限制，即高和低功率制度，分别。在高功率下，对于主要具有（200）-TiN取向的TiN，测量到高于$10^7$的内部品质因数（$Q_i$）。显示出显著的（111）-TiN织构的膜总是具有低得多的$Q_i$，大约为$10^5$ .我们的研究表明，（200）-TiN是有利于生长在裸硅或SiN缓冲层在高温下。然而，在低温下在裸蓝宝石或Si（100）上生长主要导致（111）-TiN取向。椭偏仪和俄歇测量表明，在裸Si衬底上的（200）-TiN生长与在预沉积过程中形成薄的$\approx 2$ nm SiN层相关。在单光子状态下，这些薄膜的$Q_i$超过了$8\times10^5$，而较厚的SiN缓冲层导致在低功率下降低的$Q_i$.
2010-07-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Characterization and In-situ Monitoring of Sub-stoichiometric Adjustable Tc Titanium Nitride Growth
反应溅射Ti-N薄膜的结构和电学性能取决于其生长参数，特别是Ar：N2气体比例。我们表明，氮的百分比改变的结晶相的薄膜从纯α-Ti，通过α-Ti相与间隙氮，化学计量的Ti 2N，并通过一个亚化学计量的TiNX化学计量的TiN。这些变化也会影响超导转变温度Tc，从而允许针对特定应用定制超导性质。在从纯Ti的0.4 K的Tc下降到Ti 2N点处的50 mK以下之后，Tc然后在氮掺入的窄范围内迅速增加到接近5 K。Tc的这种非常急剧的增加使得难以将膜的性质从晶片到晶片以及跨给定晶片控制在器件制造的可接受的裕度内。在这里，我们表明，氮的组合物，因此，nanoparticles的属性是相关的，并可以确定，椭圆偏振光谱。因此，该技术可用于在处理装置上投入时间之前的工艺控制和晶片筛选。
2012-09-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Growth and characterization of ultrathin cobalt ferrite films on Pt(111)
采用氧辅助分子束外延技术在Pt（111）衬底上生长了厚度分别为5 nm和20 nm的CoFe 2 O 4薄膜。它们的特点是在原位使用俄歇电子能谱，低能电子衍射，扫描隧道显微镜和转换电子穆斯堡尔谱。所生长的薄膜由小的纳米晶粒组成。退火的薄膜产生的晶粒尺寸的增加，并在室温下引起的磁秩序，虽然与一小部分的薄膜保持在顺磁状态。退火也诱导钴偏析到较厚的膜的表面。在低温下测得的穆斯堡尔谱表明钴铁氧体，两种薄膜显示出非常相似的超精细图案。在氧气或真空中退火影响的阳离子分布，这是更接近预期的情况下，在氧气气氛中退火的反尖晶石。
2022-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Aluminium substituted yttrium iron garnet thin films with reduced Curie temperature
本文通过射频溅射结合非原位退火在YAG和GGG衬底上成功生长了不同Al³⁺取代水平的YAlIG薄膜，发现随取代水平增加饱和磁化强度和磁有序温度均降低至室温以下，为不同磁相的自旋电子学与磁振子研究提供了新材料平台。
2023-07-06 cond-mat.mtrl-sci
Study of the microwave electrodynamic response of MgB2 thin films
研究了新型超导体MgB 2薄膜的微波表面阻抗与功率的关系。通过在900 ℃下在Mg蒸汽存在下对电子束蒸发的硼进行非原位后退火，合成了显示出范围在26和38 K之间的临界温度的500 nm厚的样品。还报道了从化学计量的MgB2和Mg靶通过高速率磁控溅射技术原位生长的膜的初步结果。在工作频率为19.8GHz、温度为4K的介质加载铌超导腔中进行了微波测量。研究表明，MgB2薄膜的电动力学响应是目前占主导地位的外部源的耗散，已经出现在低微波功率，可能是由于存在的晶界和正常的夹杂物的样品。
2001-09-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
An improved continuous compositional-spread technique based on pulsed-laser deposition and applicable to large substrate areas
介绍了一种基于脉冲激光沉积（PLD）的连续组分扩散（CCS）薄膜制备新方法。该方法基于衬底加热器的平移和准分子激光器的同步发射，其中沉积通过狭缝形孔径发生。合金化是在薄膜生长过程中（可能在升高的温度下）通过亚单层量的重复顺序沉积来实现的。我们的方法克服了严重的缺点，在以前的原位实施CCS的基础上溅射或PLD，特别是在整个组成的蔓延和不同的沉积能量作为位置的函数的厚度的变化。虽然移动快门技术适用于PLD方法，在小衬底上产生完整的扩展（即，与PLD中沉积参数变化的距离（通常约1cm）相比小），我们的方法可用于制造足够大的样品以用于通过常规技术分析各个组合物，包括电阻率和介电和磁性的温度相关测量（即SQUID磁力测量）。显示了（Sr，Ca）RuO $_3$分布的初步结果。
2003-06-17 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Co2Cr0.6Fe0.4Al thin films and magnetic tunneling junctions
采用直流磁控溅射法在不同衬底和缓冲层上制备了理论预测的半金属Co 2 Cr 0. 6 Fe 0. 4 Al外延薄膜。通过X射线和电子束衍射（RHEED）表征样品，证明Heusler化合物的B2阶在Co位点上仅具有小的无序分区。制备了Co2Cr0.6Fe0.4Al电极、AlOx势垒和Co对电极的磁隧道结。从Julliere模型推导出Co_2Cr_0.6Fe_0.4Al在T=4K时的自旋极化率为54%。研究了Heusler电极的退火温度与隧道磁电阻效应大小之间的关系，并在STM和RHEED原位研究的基础上从形态和表面有序度的角度讨论了结果。
2006-12-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Surface morphology and superconductivity of Nb thin films by biased target ion beam deposition
铌（Nb）基超导器件的许多挑战之一是改善表面形貌和超导性能以及减少缺陷。我们采用一种新的沉积技术，即偏置靶离子束沉积技术（BTIBD）制备了具有可控结晶度和表面形貌的Nb薄膜。我们发现，目标电流（ITtarget）和目标偏压（VTarget）的Nb膜的结晶度和表面形貌的关键。沉积过程中的高靶电流（ITtarget>500 mA和VTarget = 400 V偏压）降低了Nb的结晶度，并随后降低了超导性的临界温度（Tc）。VTarget对表面形态，即晶粒尺寸和形状以及表面粗糙度至关重要。优化的生长条件产生了非常光滑的膜的RMS粗糙度为0.4 nm，这是一个数量级比Nb膜的溅射工艺平滑。超导性的临界温度也接近体Nb的值。Nb膜的质量在非常薄的邻近层（~ 0.8nm）的存在下是明显的。实验结果表明，用BTIBD法制备的Nb薄膜具有良好的超导性，可以作为超导电子器件中原位磁性层或绝缘层的基电极。
2017-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Correlation of conductivity and angle integrated valence band photoemission characteristics in single crystal iron perovskites for 300 K < T < 800 K: Comparison of surface and bulk sensitive methods
在超高真空条件下对La0.9Sr0.1FeO3单晶体和La0.8Sr0.2Fe0.8Ni0.2O3薄膜进行了角积分价带电子能谱测量，并在300 ~ 800 K温度范围内进行了室温电导率测量。除了几次溅射和退火循环外，样品不是原位制备的。由于可逆相变和不可逆化学变化的结果，温度依赖性的体积代表性电导率分布的特殊变化由费米能附近的更多表面代表性价带谱中的强度变化半定量地反映。X射线光电子衍射图像反映了大块铁钙钛矿的对称性。在价带光电发射光谱（VB PES）的光谱细节的相关性和在温度变化过程中的电导率的细节表明，有价值的信息复杂的材料的电子结构和输运性质，可以得到没有原位制备。
2011-06-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Optical properties of oxygen-containing yttrium hydride thin films during and after the deposition
光致变色YHO薄膜的合成是基于沉积的氢化钇在环境条件下的氧化。在沉积过程中，膜的实际状态受沉积压力和由残留气体引起的氧化的影响，并不完全已知。报道了用反应脉冲直流磁控溅射法制备的YHxOy薄膜。由于可见光透射率与薄膜的相态和化学组成密切相关，因此在沉积过程中和沉积后进行了原位透射率测量。非原位椭圆偏振光谱法被用来确定整个薄膜厚度的YHxOy的光学常数。为了获得金属YH 2-x膜，需要具有高沉积速率的致密可能结构，否则膜在沉积期间可能已经是部分透明的。如果增加沉积压力，则透射率更高。这是因为在薄膜的表面和横截面图像处观察到的微结构的更多多孔生长促进了氧化。薄膜在垂直于衬底表面方向上呈现折射率梯度，这与薄膜的孔隙率和化学成分的变化有关。
2022-06-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Epitaxial growth and scanning tunneling microscopy of LiV$_2$O$_4$ thin films on SrTiO$_3$(111)
LiV $_2$ O $_4$是一种混合价尖晶石氧化物，也是少数几种在低温下具有重费米子相的过渡金属化合物之一。虽然许多实验研究试图阐明它的3个$d$电子如何经历巨大的质量重整化，但可能提供关键线索的光谱探针，如扫描隧道显微镜（STM），仍有待应用。先决条件是原子级平坦和原始的表面，在LiV $_2$ O $_4$的情况下，难以通过小的三维晶体的分裂获得。我们报道了用脉冲激光沉积法在SrTiO $_3$（111）表面外延生长具有块状性质的LiV $_2$ O $_4$薄膜，并对LiV $_2$ O $_4$（111）表面进行了稳定的STM成像.将所生长的膜转移到室温STM，其中随后在真空中任选溅射的退火使得能够解析具有光滑表面和六方1 $situ$ 1原子晶格的紧凑岛。我们的STM测量提供了对LiV $_2$ O $_4$在SrTiO $_3$（111）上的生长机制的深入了解，以及证明了对这种重费米子化合物进行表面敏感测量的可行性。
2023-02-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Study of nitrogen ion doping of titanium dioxide films
本研究报告的性质的氮掺杂钛白$TiO_2$薄膜考虑到应用作为透明导电氧化物（TCO）。通过在400或500°C下在氧气气氛下在石英衬底上溅射钛靶来制备多组薄膜。然后在相同的温度下通过150 eV的氮离子掺杂膜。薄膜在掺杂后保持锐钛矿相。通过原位X射线光电子能谱学（XPS）测定，在表面处获得高达30at%的氮浓度。在表面处的这种高氮浓度导致氮扩散到本体中，达到约25nm。霍尔测量表明，平均载流子密度达到了$10^{19} cm^{-3}$与$0.1$的范围内的$1 cm^2V^{-1}s^{-1}$的迁移率。在550 nm处的透光率为85%时，可以获得约$3.10^{-1} Ωcm$的电阻率。这些结果表明，低能量注入是一种有效的技术，$TiO_2$掺杂，允许一个精确的控制掺杂过程独立于TiO 2的制备。此外，这种掺杂路线似乎有望达到高掺杂水平，而不会显着影响薄膜结构。这种方法可能与制备$N:TiO_2$透明导电电极（TCE）有关。
2018-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
