Anisotropy, band-to-band transitions, phonon modes, and oxidation properties of cobalt-oxide core-shell slanted columnar thin films
采用掠射角沉积法在硅衬底上制备了高度有序、空间相干的钴倾斜柱状薄膜，并在475 $^{\circ}$ C下退火氧化。扫描电子显微镜，拉曼散射，广义椭圆偏振，和密度泛函理论的调查揭示了形状不变的转变的倾斜纳米柱从金属到透明的金属氧化物核壳结构的尖晶石钴氧化物的特性。我们发现Co-SCTF的钝化产生CoAl $_2$ O $_3$核壳结构，该结构通过使用原子层沉积的几纳米氧化铝的共形沉积产生，完全防止了钴在环境中的氧化和退火至高达475 $^{\circ}$ C。
2015-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Growth of Spinel Cobalt Ferrite Films on MgAl$_2$O$_4$ Substrates by Direct Liquid Injection Chemical Vapor Deposition
采用直接液相注入化学气相沉积（DLI-CVD）技术在（100）取向MgAl $_2$ O $_4$（MAO）基片上生长了钴铁氧体（CFO）薄膜。在优化的沉积条件下，获得了具有$\mathrm{MAO} (100)\:[001] \parallel \mathrm{CFO} (100)\:[001]$外延关系的光滑且高度外延的钴铁氧体薄膜。该薄膜具有块状结构和磁性，在室温下的面外晶格常数为$8.370\;\mathrmÅ$，饱和磁化强度为$420\;\mathrm{kA/m}$。MgAl $_2$ O $_4$上薄膜的拉曼光谱支持Fe $^{3+}$ -和Co $^{2+}$ -离子以有序的方式分布在反尖晶石结构的B-位上的事实。DLI-CVD技术已经扩展用于在各种其它衬底（包括MgO和压电铅镁石酸盐-钛酸铅和铅锌石酸盐-钛酸铅衬底）上生长光滑且高度取向的钴铁氧体薄膜。
2013-09-16 cond-mat.mtrl-sci
Co-occurrence of Superparamagnetism and Anomalous Hall Effect in Highly Reduced Cobalt Doped Rutile TiO2 Films
我们报告了一个详细的磁性和结构分析高度还原钴掺杂金红石型二氧化钛薄膜显示异常霍尔效应（AHE）。磁化强度的温度和场依赖性，以及透射电子显微镜清楚地建立了在界面处的膜中存在8-10 nm尺寸的纳米尺寸的超顺磁性钴簇。超顺磁性和AHE的共同出现提出了关于使用AHE作为稀释磁性半导体中铁磁性的内在性质的测试的问题。
2004-03-01 cond-mat.mtrl-sci
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
Comparative study on magnetoresistance of carbon-cobalt nanocomposite thin films grown by pulsed laser deposition
采用脉冲激光沉积技术在$Si$衬底上生长了$C_{1-x}Co_x$薄膜（含$x=0.1$、$0.15$和$0.2$），研究了外加磁场对薄膜电阻的影响。结果表明，磁电阻（MR）的行为强烈依赖于温度。也就是说，在低温下，MR是积极的，其行为是由场介导的弱本地化方案。而在高温下，MR变为负值，其行为主要是电子在铁磁钴原子上的散射。
2018-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Effect(s) of Cobalt Substitution in $L1_{0}$-(Fe,Co)Pt Thin Films
利用X射线磁性圆二色性（XMCD）和第一性原理计算研究了钴在$L1_{0}$ -Fe $_{1-x}$ Co $_{x}$ Pt薄膜中的替代效应。利用XMCD推导的Fe（$\sim$ 2.5 $μ_{\rm B}$）和Co（$\sim$ 1.5 $μ_{\rm B}$）的磁矩在Co掺杂后几乎不变，并且净磁化强度随着Co含量的增加而减小。计算还表明，3 $d$电子，已被添加的Co取代只占据自旋下降带。
2017-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Perpendicular magnetic anisotropy of cobalt films intercalated under graphene
利用自旋极化低能电子显微镜（SPLEEM）和俄歇电子能谱（AES）研究了石墨烯/Ir（111）界面纳米Co薄膜的磁性。我们表明，石墨烯顶层促进垂直磁各向异性的Co膜下面，即使相对较厚的插层沉积。石墨烯/Co界面的磁各向异性能明显大于自由Co表面。石墨烯和Co电子轨道的杂化被认为是所观察到的垂直磁各向异性的起源。
2014-04-02 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic resonance force microscopy on microscopic cobalt single layer films
本文报道了用磁共振力显微镜（MRFM）对Co单层薄膜的铁磁共振信号进行机械检测。在厚度为500埃和1000埃、横向尺寸为40 × 200微米^2的微观Co薄膜的铁磁共振谱中，可以清楚地观察到磁各向异性场的变化和的不均匀性。这表明了重要的潜力，MRFM检测FMR持有的磁性层状材料和设备的磁性能的空间分布的微观表征。
1998-08-28 cond-mat.mtrl-sci
Kinetically-controlled thin-film growth of layered $β$- and $γ-$Na$_{x}$CoO$_{2}$ cobaltate
报道了用脉冲激光沉积法在（001）蓝宝石衬底上外延生长$β$-Na $_{0.6}$ CoO $_{2}$和$γ$-Na $_{0.7}$ CoO $_{2}$薄膜的特性。降低沉积速率可以使Na $_{x}$ CoO $_{2}$薄膜的结构由岛状生长模式的$β$ -相转变为逐层生长模式的$γ$ -相。与$β$-Na $_{0.6}$ CoO $_{2}$薄膜相比，$β$-Na $_{0.7}$ CoO $_{2}$薄膜表现出具有多台阶岛和高度结晶织构的螺旋表面生长.这种异质外延膜生长可以提供机会的应变效应的物理性质和生长动力学的Na $_{x}$ CoO $_{2}$以及微妙的性质的结构变化。
2005-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Magnetization and Anisotropy of Cobalt Ferrite Thin Films
铁酸钴薄膜的磁化强度经常远低于455 kAm-1的体值，这对应于尖晶石结构中的反阳离子分布，其具有与八面体配位的Co 2+离子相关的约0.6 μ B的有效轨道矩。轨道矩是负责磁致伸缩和磁晶各向异性，以及它的敏感性施加的应变。我们系统地研究了在不同衬底（TiO_2、MgO、MgAl_2 O_4、SrTiO_3、LSAT、LaAl_3）上用脉冲激光沉积制备的薄膜的结构和磁性随温度（500-700 ℃）和氧分压（10 ~（-4）- 10 Pa）的变化。室温磁化强度为60 ~ 440 kAm-1，单轴衬底感生各向异性为+220 kJm-3（MgO（100））~-2100 kJm-3（MgAl 2 O 4（100）），室温各向异性场达到14 T。四面体和八面体位置上的高自旋Fe 3+和Co 2+阳离子没有重排可以将磁化强度降低到体值以下，但是八面体位置上从Fe 3+和Co 2+到Fe 2+和低自旋Co 3+的切换将使低温磁化强度降低到120 kAm-1，并且随后居里温度的降低可以使室温值接近于零。讨论了薄膜中出现低自旋钴的可能原因。关键词;钴铁氧体;薄膜;脉冲激光沉积;低自旋钴离子;磁化应变工程
2017-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Control of conductivity in Fe-rich cobalt-ferrite thin films with perpendicular magnetic anisotropy
该研究制备绝缘与导电的富铁钴铁氧体薄膜，结合谱学表征和第一性原理计算，揭示 B 位 Fe2+ 丰度及阳离子空位对垂直磁各向异性薄膜电导率的调控机制。
2023-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen-modified inverse Spin Hall Effect in palladium-cobalt bi-layer films
测量了含Pd层和Co层的双层膜中Pd层对氢气的吸收对材料中逆自旋霍尔效应（iSHE）的影响。iSHE由钴层中的铁磁共振驱动。在这些条件下，iSHE被视为跨Pd层的直流电压。在氢气的存在下，iSHE峰与材料的铁磁共振吸收峰一起在所施加的场中向下移动。同时，观察到iSHE峰高及其宽度的增加。我们的分析表明，这些观察结果可能被解释为在氢气的存在下，钯层的自旋霍尔角的减少。
2017-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Evolution of magnetic anisotropy in cobalt film on nanopatterned silicon substrate studied in situ using MOKE
研究了纳米图形硅衬底上钴薄膜的磁化特性随薄膜厚度的变化规律。在原位磁光克尔效应测量薄膜沉积过程中，使我们能够研究真正的厚度依赖性的磁化行为，所有其他参数，如表面拓扑结构，沉积条件保持不变。该薄膜具有单轴磁各向异性，其大小随薄膜厚度的增加而减小。分析表明，各向异性有贡献，从两个，i）交换能量，这是体积依赖性和，ii）杂散偶极场在表面/界面。这表明局部磁化仅部分遵循波纹表面的拓扑结构。从能量的考虑预期，对于小的膜厚度，局部磁化紧密遵循的波纹的表面轮廓，使体积项作为主要的贡献。随着膜厚的增加，局部磁化强度逐渐偏离局部斜率，并沿宏观膜面趋于均匀磁化强度，表面项起主导作用。与基于理论考虑预期的各向异性能的显着偏差可以归因于几个因素，例如表面拓扑结构与理想正弦波的偏差、沿着波纹方向的连续性破坏、图案位错等缺陷以及可能的表面调制深度随着膜厚的增加而减小。
2019-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Unipolar resistive switching in cobalt titanate thin films
报道了多晶钙钛矿型钴钛氧化物（CoTiO 3 ~ CTO）薄膜的10 4量级的巨阻开关、长达10 4 s的长时间电荷保持特性、非重叠的SET和SET电压、低阻态欧姆特性和高阻态空间电荷限制电流（SCLC）特性。对LRS和HRS状态进行了阻抗谱研究，这表明在电阻切换后仅体电阻发生变化，然而，在两种状态下体电容值都有很小的变化（<10%，在pF范围内）。这些结果表明，在LRS状态下，电流细丝在并联配置的许多小电容器中断开电容器，这进而在两种状态下提供相同的电容，即使相位角有90度变化和正切损耗的变化顺序。
2017-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Perpendicular anisotropy of ultrathin epitaxial cobalt films on graphene
石墨烯由于其长自旋寿命和高迁移率而对自旋电子学具有吸引力。到目前为止，只有厚的多晶板被用作铁磁电极。我们报道了在石墨烯上生长的平坦的外延Co-Co薄膜。在0.5- 1 nm的厚度范围内，它们显示出垂直磁各向异性，这是由理论证实的。PMA、外延和石墨烯厚度为基于石墨烯的自旋电子器件带来了新的前景，例如任意磁化方向的零场控制、电极和石墨烯之间的能带匹配以及诸如Rashba和电场控制磁性的界面效应。
2010-04-09 cond-mat.mtrl-sci
Evidence of Formation of Superdense Nonmagnetic Cobalt
由于地球核心存在磁性，高密度三维过渡金属的磁性一直受到人们的广泛关注。对于铁磁性钴，虽然有理论预测其磁矩会在密度增加到正常值的1. 4倍左右时消失，但到目前为止还没有实验证据。我们发现多晶钴薄膜中存在超薄超致密非磁性钴层。这些层的密度约为1.3-1.4倍的正常密度的Co。这已被揭示的X射线反射实验，它提供了一个深度分布的电子散射长度密度，并证实了极化中子反射（PNR）实验。超致密的Co层具有fcc结构，不同于体Co的hcp结构，如通过透射电子显微镜所揭示的。PNR得到的磁深度分布表明，在膜-基界面处和膜顶部附近的超致密Co层是致密的。Co膜的主要部分具有通常的密度和磁矩。
2016-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Strain Engineering of Magnetic Anisotropy in Epitaxial Films of Cobalt Ferrite
在本研究中，通过在外延畸变钴铁氧体Co $ _{x} $ Fe $ _{3-x} $ O $ _{4} $（x = 0.72）（001）薄膜中诱导超过3%的晶格畸变，证明了在该研究中，可达到$K_{\mathrm{u}}=6.1\pm0.8$ MJ m $^{-3}$的永磁各向异性（PMA）能量。虽然薄膜材料不包括稀土元素或贵金属，但观察到的$ K_{u} $大于用于高性能永磁体的钕铁硼化合物的$ K_{u} $。大的PMA归因于显著增强的磁弹性效应，这在具有外延晶格结构的畸变膜中是显著的，在引入成分为Mg $ _{2-x} $ Sn $_{1+x}$ O $ _{4} $的畸变控制层后。令人惊讶的是，诱导的$ K_{u} $可以定量地解释在Co $ ^{2+} $和唯象磁弹性模型的局部晶体场之间的协议，表明诱导的$K_u$的线性响应是足够有效的，即使在晶格畸变高达3.2%。使用铁氧体的非磁性尖晶石层来控制四方晶格变形可能是开发具有大磁各向异性的材料的有前途的协议。
2021-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Electric-field-induced changes of magnetic moments and magnetocrystalline anisotropy in ultrathin cobalt films
在这项研究中，电压控制的磁各向异性（VCMA）在三维铁磁金属的微观起源被揭示。使用原位X射线荧光光谱，提供了一个高的量子效率，电场诱导的变化，轨道磁矩和磁偶极子Tz项在Co-Co薄膜的证明。轨道磁矩差为0.013μB。在+（-）0.2 V/nm的电场存在下产生。根据微扰理论模型，利用轨道磁矩的变化估算了Co的VCMA。磁偶极子Tz项的变化对3d铁磁金属中的VCMA只有轻微的贡献。
2017-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Evidence of Strong Dzyaloshinskii-Moriya Interaction at the Cobalt/Hexagonal Boron Nitride Interface
本研究通过对比实验提取了 Co/h-BN 界面的 DMI，发现其强度堪比 Pt/Co 界面，并证实其 Rashba 型起源；结合 Pt/Co 后，异质结构在室温和低磁场下稳定了 skyrmions。
2023-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Electrocatalytic properties of manganese and cobalt polyporphine films toward oxygen reduction reaction
首次报道了多金属卟啉的新成员，即Ⅰ型锰多金属卟啉（pMnP-Ⅰ），它是由Ⅰ型镁多卟啉（pMgP-Ⅰ）经离子交换得到的，并与其钴类似物（pCoP-Ⅰ）进行了比较。这两种聚合物膜已获得通过两步程序：通过其暴露于三氟乙酸溶液的pMgP-I电极膜的脱金属，导致形成的无金属的聚卟啉的类型I（pH 2P-I），然后通过电化学诱导掺入的钴或锰离子从钴和锰高氯酸盐的乙腈溶液。pCoP-I、pMnP-I聚合物膜的进一步氧化转化已经导致相应的II型聚卟啉、pCoP-II和pMnP-II，其具有这样的独特特征，如在非常宽的电势范围内具有非常高密度的活性位点和高电子电导率的缩合聚合物结构，包括对应于聚合物基质的中性（不带电）状态的电势范围。这两种聚合物的类型II也表现出有趣的电催化活性，对氧气电还原在水性中性（pH 6.7）和碱性（pH 13）的介质，这是在循环伏安法和稳态条件下进行评估。结果表明，两种聚金属卟啉的效率（与电解质无关）与裸铂电极相当。还考虑了聚合物修饰电极的退火对其催化性能的影响。
2018-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Effect of surface morphology on magnetization dynamics of cobalt ultrathin films
利用磁光克尔效应（MOKE）和四探针电阻率测量，对表面粗糙度为0.5 nm和1.6 nm的SiO2衬底上Co薄膜的生长进行了原位研究。原位测量联合建议沃尔默-韦伯生长过程，并通过在两个基板上的铁磁，超顺磁性和铁磁相的形成进行。岛被发现聚结在膜厚度为0.6 nm和1.5 nm的连续膜形成周围的膜厚度为1.5 nm和3.0 nm的光滑和粗糙的基板，分别。铁磁长程有序，即，在聚结阶段之后立即观察到在两种膜中出现磁滞回线。所观察到的方位角的依赖性bavity证实存在一个弱的单轴磁各向异性在这两种膜，而在单轴磁各向异性与基板粗糙度的差异被解释在畴壁钉扎和内部应力的膜的综合效应。的起源更高的UMA的情况下的Co膜沉积在类似的均方根粗糙度的波纹图案化的基板上的是由于修改后的长程偶极杂散场的表面上。
2023-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Preparation and electrical properties of cobalt-platinum nanoparticle monolayers deposited by the Langmuir-Blodgett technique
利用并优化了Langmuir-Blodgett技术，以在广阔的区域内产生封闭的钴-铂纳米颗粒单层。结果表明，样品制备，“倾角”，和亚相类型有很大的影响所产生的薄膜的质量。纳米颗粒表面配体的量必须最小化，倾角必须在105 $^{\circ}$左右，而乙二醇亚相对于获得纳米颗粒单层是必要的。通过扫描电子显微镜（SEM）和掠入射X射线散射（GISAXS）对所获得的薄膜进行了表征。沉积膜的电性能进行了研究，直流（DC）测量显示的差异，从颗粒金属模型的可变范围跳跃运输，有利于简单的热激活电荷传输。SEM，GISAXS以及直流测量证实了一个狭窄的尺寸分布和高度有序的沉积膜。
2009-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Localized ferromagnetic resonance force microscopy in permalloy-cobalt films
本文报道了用铁磁共振力显微镜（FMRFM）对坡莫合金和钴的连续薄膜进行的实验研究。我们的研究表明FMRFM的能力，执行本地光谱不同的铁磁材料。薄膜边缘附近的均匀共振模式的理论分析与实验数据定量一致。我们的实验表明，微米尺度的横向分辨率在确定连续铁磁样品的局部磁性能。
2009-07-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Consequences of niobium doping for the ferromagnetism and microstructure of anatase Co: TiO2 films
结果表明，稀铌掺杂对稀钴掺杂的TiO_2薄膜的铁磁性和微结构有显著的影响。用脉冲激光沉积法在875 ℃、不同氧分压下生长了含3%Co、不含和含1%铌掺杂的TiO_2外延膜。对于在10^{-5} Torr下生长的薄膜，铌掺杂抑制了铁磁性，而在10^{-4} Torr下生长的薄膜中，铌掺杂增强了铁磁性。高分辨率Z衬度扫描透射电子显微镜和电子能量损失谱显示富钴Ti_{1-x-y} Co_{x} Nb_{y} O_{2-d}相的均匀表面偏析，但没有钴金属簇。
2006-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic moment orientation and in depth distribution of dysprosium near the surface of DyCo$_{4.6}$ thin films determined by the analysis of their X ray circularly polarized absorption Dy $M_{5}$ spectra
研究了具有垂直磁各向异性（PMA）的DyCo $_{4.4 \& 4.6}$亚铁磁非晶薄膜表面附近区域的稀土原子分布及其磁矩取向。在2 K和300 K的温度下，并在样品取向范围从0 $^{\circ}$到70 $^{\circ}$相对于磁易轴的薄膜的XMCD光谱在Dy $M_{4,5}$和Co $L_{2,3}$边缘使用总电子产额（TEY）检测进行。测量结果表明，钴和镝磁性亚晶格之间存在明显的部分去耦。在室温下，如果所有镝的磁矩都与钴AF耦合，则每个镝原子的磁矩低于预期的最小值。在2K时，钴亚晶格表现出比镝亚晶格更强的磁各向异性行为。详细分析的圆偏振光谱的Dy $M_{5}$边缘，在其相关的平行，反平行和横向的$J_{z}$光谱分量的光谱的基础上的反卷积，表明光谱是由不同的磁矩分布的镝。使用$J_{z}$光谱分量拟合Dy $M_{5}$光谱证明了由于TEY探测区域的分离导致的镝浓度的分级。最上层与钴磁解耦。在室温下，发现下层中的镝磁矩的25个PDMATHAMS平均取向与钴相同。这些镝原子与钴的预期弱磁耦合将解释镝子晶格的磁各向异性与2K下TEY探测的钴相比令人惊讶地低。
2021-03-18 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
Electron-beam evaporated cobalt films on molecular beam epitaxy prepared GaAs(001)
我们用电子束蒸发法在GaAs（001）表面沉积了Co薄膜。用X射线反射率和卢瑟福背散射测量了Co薄膜的厚度。用超导量子干涉仪测量了薄膜的磁性能。薄膜的磁化强度随着薄膜厚度的增加而减小。磁性能的轻微退化是由于在Co沉积过程中Co表面或Co/GaAs界面上的粗糙度增加。
2015-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of dopants on thermal stability and self-diffusion in iron nitride thin films
研究了掺杂剂（Al，Ti，Zr）对直流磁控溅射法制备的氮化铁薄膜热稳定性的影响。沉积样品的结构和磁性表征表明，铁氮化物薄膜的热稳定性和软磁性能得到显着改善掺杂。为了理解所观察到的结果，进行了详细的Fe和N自扩散测量。据观察，N自扩散得到抑制与Al掺杂，而Ti或Zr掺杂的结果在一定程度上更快的N扩散。另一方面，Fe自扩散似乎得到抑制与任何掺杂剂的氮化物形成的热量是显着小于氮化铁。重要的是，据观察，N的自扩散只起到微不足道的作用，相比，Fe的自扩散，在影响氮化铁薄膜的热稳定性。在此基础上讨论了掺杂对自扩散过程的影响。
2014-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Beryllium nitride thin film grown by reactive laser ablation
在分子氮气氛中，采用激光烧蚀铍箔的方法在硅衬底上生长了氮化铍薄膜。用俄歇能谱（AES）、X射线光电子能谱（XPS）和能量损失谱（EELS）测定了样品的组成和化学状态。一个低的吸收系数在可见光区，和3.8 eV的光学带隙，由反射椭圆偏振法确定，获得在氮气压力高于25毫托生长的薄膜。结果表明，采用该方法，铍与氮气的反应是非常有效的，可以制备出高质量的薄膜。
2001-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Field emission properties of nano-composite carbon nitride films
采用改进的阴极电弧技术在n+ Si衬底上直接沉积了氮化碳薄膜。透射电子显微镜显示，富勒烯样纳米颗粒簇嵌入在沉积材料中。在真空中从生长的膜的场发射开始于3.8 V/微米的电场强度。当膜在HF：NH 4F溶液中蚀刻10分钟时，阈值场降低至2.6V/微米。讨论了碳纳米颗粒在场发射过程中的作用以及化学刻蚀处理的影响。
1999-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Giant perpendicular magnetic anisotropy in Fe/III-V nitride thin films
过渡金属薄膜中大的垂直磁各向异性（PMA）为实现纳米磁性的有趣物理和发展广泛的自旋电子学应用提供了途径。经过几十年的探索，过渡金属薄膜的PMA能级尺度仍然只有1 meV左右。这种限制已经成为超密度存储和存储设备发展的主要瓶颈。通过第一性原理计算，我们在III-V族氮化物的$(000\bar{1})$ N端表面上的Fe薄膜生长中发现了前所未有的PMA。PMA范围为24.1 meV/u.c.在Fe/BN中，至53.7meV/u.c。在Fe/InN中。$x^2-y^2$和$xy$轨道之间的对称性保护简并以及自旋轨道耦合对它的提升起着主导作用。因此，Fe/III-V氮化物薄膜中的PMA由自旋轨道耦合的一阶微扰主导，而不是常规过渡金属/氧化物薄膜中的二阶微扰。这种改变游戏规则的情况也将在过渡金属/氮化物界面上开辟一个新的磁性领域。
2018-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Spotting 2-D Atomic Layers on Aluminum Nitride Thin Films
大面积衬底的可用性对由层状材料制成的装置的技术和商业实现施加了重要约束。硅上的氮化铝薄膜被证明是有前途的候选材料，作为大面积的衬底，这样的设备。在此，作为在这些衬底上实现器件的必要的第一步，已经研究了AlN膜上的示例性2D层-MoS 2和石墨烯-的光学对比度。显着的对比度增强的预测和观察AlN薄膜相比，传统的SiO2薄膜。实验对比度的定量估计，使用反射光谱显示非常好的协议与预测值。
2015-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Origin of mixed anisotropy in crystalline Permalloy and amorphous Cobalt thin films individually deposited on Si substrate
Shiv Nadar Institution of Eminence（施瓦纳德卓越学院）
研究通过射频磁控溅射在Si基底上沉积晶态Permalloy和非晶态钴薄膜，探讨其混合各向异性的起源及磁化轴取向变化对自旋电子器件性能的影响。
2026-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Effect of the nitrogen-argon gas mixtures on the superconductivity properties of reactively sputtered molybdenum nitride thin films
本文报道了用直流反应溅射法在室温下用N2：Ar混合气体生长的氮化钼薄膜的超导特性。使用5%N2浓度生长的薄膜显示Tc = 8K，其逐渐降低并且在40%N2浓度下突然消失。这种抑制可以与从Mo2N到MoN的氮化学计量的变化相关联。本文的研究结果为制备Tc可调的Mo_2Nx薄膜提供了一条简单有效的途径，对Mo_2Nx薄膜的基本性质研究和工艺应用具有重要意义。
2017-08-17 cond-mat.mtrl-sci
Compositon of Tantalum Nitride Thin Films Grown by Low-Energy Nitrogen Implantation: A Factor Analysis Study of the Ta 4f XPS Core Level
在室温下，用0.5- 5 keV的能量对金属钽进行原位氮注入，生长了氮化钽薄膜。用X射线光电子能谱学（XPS）和因子分析（FA）对薄膜的化学成分进行了表征。氮注入过程中形成的不同Ta-N相的数量，以及它们的光谱形状和浓度，已经获得使用主成分分析（PCA）和迭代目标转换因子分析（ITTFA），没有任何事先的假设。FA结果表明，氮化钽薄膜的成分主要由金属钽、β-TaN 0.05、γ-Ta 2 N和立方/六方TaN相组成，与离子注入剂量和离子注入能量有关。
2004-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Role of charge carriers for ferromagnetism in cobalt-doped rutile TiO2
综述了一种高温铁磁氧化物半导体--掺钴金红石型TiO 2的电磁性质。采用激光分子束外延技术在蓝宝石衬底上生长了不同电子密度和钴含量的掺钴金红石型TiO 2外延薄膜。磁化强度，磁性圆二色性，和异常霍尔效应测量的结果进行了检查，样品与系统地变化的电子密度和钴含量。高电子密度和钴含量的样品表现出高温铁磁性，说明铁磁性是由载流子引起的。
2008-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Study of magnetic iron nitride thin films deposited by high power impulse magnetron sputtering
本文研究了用高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）和直流磁控溅射（dc-MS）方法制备的氮化铁（Fe-N）薄膜的相组成、结构和磁性。在沉积过程中的氮分压系统地改变在HiPIMS和dc-MS。所得的Fe-N薄膜的微观结构，磁性能和氮浓度进行了表征。我们发现，HiPIMS沉积的Fe-N薄膜显示出球状纳米晶结构和改善的软磁性能。此外，有人发现，氮的反应性阻碍在HiPIMS相比，DC-MS。所获得的结果可以理解在不同的等离子体性质的HiPIMS。
2014-11-22 cond-mat.mtrl-sci
Analytical Model for the Optical Functions of Indium Gallium Nitride with Application to Thin Film Solar Photovoltaic Cells
本文介绍了采用等离子体增强蒸发法在二氧化硅上沉积的中等铟含量（0.38<x<0.68）的纤锌矿型铟氮化镓（InxGa 1-xN）薄膜的椭圆偏振光谱光学特性的初步结果。采用Kramers-Kronig自洽参数分析模型，利用高斯振子描述InxGa_（1-xN）薄膜的吸收谱，提取了InxGa_（1-xN）薄膜介电函数的实部和虚部（ε_1，ε_2）。扫描电子显微镜（SEM）的图像，以检查膜的微观结构和验证膜厚度确定从椭圆偏振建模。这种拟合过程，模型和参数可以在未来提取的物理参数从椭圆偏振数据从其他InxGa 1-xN薄膜。
2012-01-13 cond-mat.mtrl-sci
Structural and optical properties of cobalt slanted columnar thin films conformally coated with graphene by chemical vapor deposition
采用掠射角沉积法制备了倾斜的钴雕刻柱状薄膜，随后采用低温化学气相沉积工艺涂覆石墨烯。石墨烯沉积过程保留了雕刻薄膜的形状和几何形状，这通过扫描电子显微镜证实。根据拉曼光谱结果，石墨烯涂层为两到三个单层厚，并且具有高缺陷浓度。在雕刻的薄膜内的石墨烯覆盖率由使用广义各向异性Bruggeman有效介质近似的广义光谱椭圆偏振法确定。石墨烯覆盖率以及薄膜的结构参数与电子显微镜和拉曼观察结果非常一致，并表明石墨烯涂层是保形的。
2013-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Using a dual plasma process to produce cobalt--polypyrrole catalysts for the oxygen reduction reaction in fuel cells -- part II: analysing the chemical structure of the films
用X射线光电子能谱学（XPS）、近边X射线吸收谱（NEXAFS）、X射线衍射（XRD）、能量色散X射线能谱（EDX）和扩展X射线吸收谱（EXAFS）等方法分析了双等离子体法制备的钴-聚吡咯的化学结构。具有钴的低温晶体结构的纳米存在于化合物内。此外，还观察到钴-氮和碳-氧结构。此外，当增加磁控管功率时，产生越来越多的钴-氮结构。将化学结构的信息与薄膜催化活性的结果联系起来-这在本文的第一部分中介绍-得出结论，钴-氮结构是可能的催化活性位点。计算得到钴-氮键长为2.09\，π，碳-氮键长为1.38\，π。
2012-09-19 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.plasm-ph
Synthesis of atomically thin hexagonal boron nitride films on nickel foils by molecular beam epitaxy
六方氮化硼（h-BN）是一种层状二维材料，其特性使其在各种应用中有希望作为电介质。我们报道了用分子束外延法在Ni箔上从元素B和N生长h-BN薄膜。通过拉曼光谱证实了整个衬底上结晶h-BN的存在。原子力显微镜用于检查合成的薄膜的形貌和连续性。使用较短的沉积获得的薄膜的扫描电子显微镜研究提供了深入了解的成核和生长行为的h-BN在Ni基板上。随着生长温度的升高，h-BN的形貌从树枝状、星形岛演变为更大、更光滑的三角形。
2015-05-28 cond-mat.mtrl-sci
Chemical Vapor Deposition of Epitaxial Chromium Nitride Thin Films
Uppsala University（乌普萨拉大学）；AB Sandvik Coromant（桑维克科拉曼特有限公司）
本研究通过热CVD法成功制备了无碳无氯的取向CrN薄膜，其导电性能与PVD法相当，为缺陷工程和合金化提供了新途径。
2026-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Surface zeta potential and diamond seeding on gallium nitride films
测量了Ga和N面氮化镓的zeta电位随pH值的变化。在pH值为5.5-9的范围内，两个面均显示负zeta电位。Ga面的等电点为pH 5.5。N-面由于吸附的氧浓度较大而显示出较高的负zeta电位。Zeta电位数据清楚地表明，在pH 8的H-终止的金刚石种子溶液将是最佳的金刚石纳米颗粒在GAN表面上的单层的自组装。随后在用H-终止的金刚石晶种接种的GAN上生长金刚石薄膜产生完全聚结的膜，证实接种密度超过10 $^{12}$ cm $^{-2}$。该技术消除了对低导热籽晶层如GAN上的氮化硅的要求。
2017-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Advancing Antiferromagnetic Nitrides via Metal Alloy Nitridation
本文提出金属合金氮化技术制备高质量单晶反铁磁氮化物薄膜，并通过NV探针磁成像、X射线磁线二色性和输运测量证实其零净磁矩的反铁磁特性，为相关器件应用奠定基础。
2025-05-08 cond-mat.mtrl-sci
XMCD studies of thin Co films on BaTiO$_3$
本文研究了在铁电体BaTiO $_3$上沉积不同厚度的钴（Co）薄膜（从2.6 μ m（1.5 ML）到55 μ m（30.5 ML））的磁性能。层已被其特征在于使用XMCD光谱在reversible磁化。经过仔细的数据分析后，钴的磁矩可以使用求和规则形式主义来确定。在120 K下测量时，钴的厚度为9 μ m（5 ML）时，磁性突然开始，在室温下测量时，钴的厚度为10 μ m（5.5 ML）时，磁性突然开始。最初的岛屿生长和随后的合并的钴钛酸钡$_3$建议解释突然发病。在这种情况下，没有观察到磁死层。
2015-08-11 cond-mat.mtrl-sci
DC transport properties and microwave absorption in bulk ceramic sample and film of La_{0.5}Sr_{0.5}CoO_{3-δ}: magnetic inhomogeneity effects
在体陶瓷样品和La $_{0.5}$ Sr $_{0.5}$ CoO $_{3-δ}$的膜（220 nm厚）中测量DC输运性质和微波吸收（在41 GHz下）。样品是多晶的。的微波电导率，这是主要相关的晶内电导率，增加的数量级在过渡到铁磁状态。该增加远远大于在已知的DC测量中发现的最佳晶体完整性的掺杂的钴酸盐。所发现的微波效应归因于掺杂钴酸盐的固有磁不均匀状态。依靠所获得的结果，可以建议，与锰氧化物相比，掺杂的钴酸盐中的磁阻相当低，这是由于它们的更不均匀的磁状态。
2002-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Robust ferroelectric properties of organic Croconic Acid films grown on spintronically relevant substrates
在有机铁电材料克酮酸中发现了稳定的室温铁电性，其极化值与无机铁电材料中发现的极化值相当，并且是有机铁电材料中最高的，这开辟了实现基于有机铁电体的无数纳米电子和自旋电子器件的可能性。这种可能性需要充分了解的铁电性能的克酮酸生长在表面上，通常采用在设备制造。虽然已经对相对较大的克酮酸晶体进行了一些宏观研究，但对薄膜的研究仅处于早期阶段。我们在自旋电子器件中常用的金属电极金和钴表面上生长了克酮酸薄膜，并在室温下用非原位压电力显微镜研究了薄膜的铁电响应。我们发现，在克酮酸领域的极化反转是敏感的基板表面。使用相同的实验协议，我们观察到一个单一的，主要是在平面内的电域的钴基板的强大的极化反转，而极化反转是很难观察到的金基板。我们将这种差异归因于底物对克酮酸分子网络的影响。我们的研究表明，为了实现器件，必须注意克酮酸将沉积在其上的基底。在钴表面上的偏振转换是稳健的这一事实可以用于制造利用钴-克酮酸界面的多功能器件。
2020-04-09 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis pathways to thin films of stable layered nitrides
本研究揭示了以元素气相前驱体制备热力学稳定有序层状三元氮化物薄膜的合成路径，阐明亚稳态中间相的形成机制，该方法可拓展至多类氮化物体系，为新型功能氮化物材料合成提供新思路。
2024-09-11 cond-mat.mtrl-sci
Correlations between morphology, crystal structure and magnetization of epitaxial cobalt-platinum films grown with pulsed laser ablation
研究了生长速率（G_r）、沉积温度（T_d）、薄膜厚度（t_F）和衬底诱导应变（T_S）对PLD法制备的等原子CoPt外延薄膜的形貌、晶体学和磁性的影响。MgO、STO和LAO的（001）衬底为CoPt的无序面心立方（fcc）和有序面心四方（L1_0）相的生长提供了不同程度的外延应变。在T_d~600 ^0 C时，三种衬底上沉积的薄膜均为面心立方结构，具有面内磁化强度和宽度约为200 Oe的窄磁滞回线，当T_d增加到800 ^0 C时，仅在T_d~700 ^0 C时稳定的L1_0相变为主要的c轴取向。薄膜的晶体结构只取决于薄膜的T_d，而薄膜的微观结构和磁化特性则取决于薄膜的生长速率。在较高的G_r（~1A/sec）下，L1_0薄膜具有迷宫状结构，随着t_F从20增加到50 nm，这种迷宫状结构转变为连续薄膜。随着L1_0相含量的增加，薄膜的H_c逐渐增大，且L1_0相的取向逐渐偏离薄膜平面。在较低的生长速率（~0.4A /sec）下，微结构随T_d的演化有显著差异。当T_d从700升高到800 ^C时，结构从自相似的分形图案变为纳米点的集合体，并且根据应变和界面能之间的不平衡来理解。这种薄膜的MFM揭示在纳米岛内没有明显的畴壁，而在反向磁化的岛之间看到明显的对比。简单的图片的相干旋转的时刻出现不兼容的时间依赖性在这些薄膜中的recrystallization磁化。
2008-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Spin dependent photoelectron tunnelling from GaAs into magnetic Cobalt
本文研究了从GaAs薄膜到面外磁化Co薄膜的光电子隧穿电流随自旋的变化规律。由光螺旋度的变化引起的测量的自旋不对称性（A）在零施加的隧道偏压附近达到+/-6%，并且在施加到GaAs的-1.6V的偏压下下降到+/-2%。这种减少是由于光电子自旋极化的下降，结果从GaAs表面复合速度的减少。A的符号随着钴磁化方向的符号而改变。相比之下，在（Au）金膜上，A ~ 0%。
2010-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong localization of oxidized Co3+ state in cobalt-hexacyanoferrate
二次电池是用于移动设备、电动汽车和大规模能量存储的重要能量存储装置。然而，电池材料在充电（或氧化）过程中的局部电子状态的变化仍然不清楚。本文利用具有高能量分辨率（~100 meV）的共振非弹性X射线散射（RIXS）研究了六氰合铁酸钴（Na $_x$ Co[Fe（CN）$_6$ ] $_{0.9}$）的局域电子态。L-edge RIXS是一种功能强大的光谱技术，具有元素和价态选择性。在部分带电的Na $_{1.1}$ Co $^{2+}$ $_{0.5}$ Co $^{3+}$ $_{0.5}$ [Fe $^{2+}$（CN）$_6$ ] $_{0.9}$薄膜中，发现Co $^{2+}$附近的局域电子态（x = 1.1）与放电的Na $_{1.6}$ Co $^{2+}$ [Fe $^{2+}$（CN）$_6$ ] $_{0.9}$膜的相同（x = 1.6），表明Co $^{2+}$周围的局域电子态对部分氧化是不变的。此外，氧化的Co $^{3+}$周围的局部电子态基本上与完全充电的膜Co $^{3+}$ [Fe $^{2+}$（CN）$_6$ ] $_{0.3}$ [Fe $^{3+}$（CN）$_6$ ] $_{0.6}$（x = 0.0）膜的局部电子态相同。氧化的Co $^{3+}$状态的这种强局部化对于氧化还原过程的可逆性是有利的，因为局部化减少了材料内的额外反应和所产生的劣…
2017-10-24 cond-mat.mtrl-sci
Prospects of Direct Growth Boron Nitride Films as Substrates for Graphene Electronics
我们提出了一种通过聚硼氮烯到h-BN转化过程直接生长氮化硼的途径。当与在Al 2 O3（0001）和Si（111）衬底上的高温生长相比时，这种两步生长过程最终导致h-BN膜的RMS表面粗糙度降低> 25倍。此外，化学计量被证明是高度依赖于初始聚硼氮烯沉积温度。重要的是，在400°C下转移到Al 2 O3上的直接生长的氮化硼膜的CVD石墨烯与分别转移到Al 2 O3和SiO2衬底的CVD石墨烯相比，导致迁移率提高> 1.5倍和> 2.5倍，这归因于远程带电杂质散射和表面粗糙度散射的组合减少。迁移率与载流子浓度的模拟证实了限制在h-BN膜中引入带电杂质的重要性，并突出了这些结果在生产用于高性能石墨烯和TMD器件的优化h-BN衬底中的重要性。
2013-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Optical properties of ZnCoO films and nanopowders
ZnCoO是自旋电子学领域研究最多、最有应用前景的半导体材料之一。在这项工作中，我们讨论的光学和电学性能的ZnCoO薄膜和纳米粒子在低温下生长的原子层沉积或微波驱动的水热法。我们报道了掺杂钴淬灭ZnO的可见光致发光（PL）。我们可以观察到一个可见的PL的ZnO只有非常低的Co分数（高达1%）的样品。讨论了ZnCoO的PL猝灭机理。我们还发现，ZnO薄膜与Co掺杂后保持n型导电，表明高电子浓度和钴2+电荷状态可以共存。
2014-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Thin-Film Stabilization and Magnetism of η-Carbide Type Iron Nitrides
National Laboratory of the Rockies（落基山国家实验室）；University of Michigan（密歇根大学）；Stanford University（斯坦福大学）
本研究通过薄膜合成探索了η-氮化物的相稳定性与磁性，发现Fe-Mo-N体系在更宽的组成和热力学范围内稳定，并揭示了磁性行为对化学计量比的敏感性。
2026-03-04 cond-mat.mtrl-sci
