La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO) films with extraordinarily wide atomic terraces are epitaxially grown on SrTiO3 (100) substrates by pulsed laser deposition. Atomic force microscopy measurements on the LSMO films show that the atomic step is ~ 4 Å and the atomic terrace width is more than 2 micrometers. For a 20 monolayers (MLs) LSMO film, the magnetization is determined to be 255 +- 15 emu/cm3 at room temperature, corresponding to 1.70 + - 0.11 Bohr magneton per Mn atom. As the thickness of LSMO increases from 8 MLs to 20 MLs, the critical thickness for the temperature dependent insulator-to-metal behavior transition is shown to be 9 MLs. Furthermore, post-annealing in oxygen environment improves the electron transport and magnetic properties of the LSMO films.
Tuning metal-insulator transitions in epitaxial V$_2$O$_3$ thin films
采用直流反应磁控溅射法在$c$平面Al $_2$ O $_3$衬底上外延生长V $_2$ O $_3$薄膜。结果揭示了一个温度窗口,在大大低于以前报道的值,其中外延膜时,可以得到沉积在[0001]取向的表面。该薄膜显示金属-绝缘体的转变与高达四个数量级的电阻的变化,强烈依赖于在沉积过程中的O $_2$分压。虽然薄膜的电子性质显示出对薄膜沉积过程中存在的O $_2$的量的敏感性,但它们的晶体结构和原子级平坦的台阶结构的表面形态具有高达微米的尺寸被保持。的转变温度,以及金属-绝缘体转变的规模,相关的化学计量和局部应变的薄膜中的沉积参数可控。
Atomically precise triple-step staircase on a vicinal silicon surface: Is it Si(5 5 7), Si(7 7 10) or Si(8 8 11)?
Osipyan Institute of Solid State Physics Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院奥西皮扬固体物理研究所);Institute for Physics of Microstructures Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院微结构物理研究所);Center for Advanced Mesoscience and Nanotechnology, Moscow Institute of Physics and Technology(莫斯科物理技术学院先进介观与纳米技术中心);Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod(下诺夫哥罗德罗巴切夫斯基国立大学);National Research University Higher School of Economics (HSE University)(国立研究高等经济学院)
Epitaxial Growth and Domain Structure Imaging of Kagome Magnet Fe$_3$Sn$_2$
具有可果美晶体结构的磁性材料具有丰富的物理性质,如阻挫磁性、Skyrmion形成、拓扑平带和Dirac/Weyl点。直到最近,大多数关于可果美磁体的研究都是在大块晶体或多晶薄膜上进行的。本文报道了用原子层分子束外延法合成高质量的拓扑型可果美磁体Fe $_3$ Sn $_2$外延膜。外延Pt(111)上的Fe $_3$ Sn $_2$的结构和磁性表征确定了具有c面取向和面内磁易轴的高度有序的膜。局部磁结构的异常能斯特效应成像的研究揭示了在平面取向的微米尺寸的域。通过原子层分子束外延实现高质量薄膜打开了探索该系统的丰富物理的大门,并通过将Fe $_3$ Sn $_2$与其他材料连接来研究新的自旋电子现象。
Atomic-Scale Surface Imaging of bulk Epitaxial CsPbBr3 Perovskite Single Crystals on Mica using Light Assisted Scanning Tunneling Microscopy at Low-Temperature (80 K)
Institut FEMTO-ST, Univ. Marie et Louis Pasteur, CNRS(FEMTO-ST研究所,玛丽和路易·巴斯德大学,法国国家科学研究中心);Department of Physics and Astronomy, Rutgers, the State University of New Jersey(物理与天文学系,新泽西州立罗格斯大学);Institut des Sciences Moléculaires d’Orsay (ISMO), CNRS, Univ. Paris Sud, Université Paris-Saclay(奥赛分子科学研究所(ISMO),法国国家科学研究中心,巴黎南大学,巴黎-萨克雷大学)
Step-edge assisted large scale FeSe monolayer growth on epitaxial Bi2Se3 thin films
铁硫族化物非常规超导体的兴趣是强烈的后,FeSe的临界温度被报道提高了一个以上的数量级的单层限制在界面处的绝缘氧化物衬底。在包括FeSe与拓扑绝缘体的界面的异质结构中,预测会出现例如{ \it拓扑超导性}形式的另外的感兴趣的物理现象。到目前为止,铁硫系单分子膜的超导特性主要是通过局域扫描隧道谱实验来研究的,局域扫描隧道谱实验可以检测到态密度中的赝能隙,作为库珀配对的指示。由于难以生长具有均匀材料性质的薄膜,因此很少报道可以证明或证伪超导相的直接宏观输运性质。在这里,我们报告了一个有前途的生长方法,以制造单层厚FeSe分子束外延生长的Bi $_2$ Se $_3$拓扑绝缘体薄膜的连续地毯。与先前使用原子级平坦解理的块体Bi $_2$ Se $_3$晶体表面的工作相比,我们观察到高台阶边缘密度(平台宽度约10 nm)对MBE生长的Bi $_2$ Se $_3$衬底的强烈影响,这显著地促进了具有小的四方晶体畸变的聚结FeSe畴的生长,而不损害下面的Bi $_2$ Se $_3$晶体结构。
Epitaxial Films as Model Platform for Understanding Compositionally Complex Electrocatalysts
Ruhr University Bochum(鲁尔大学波鸿分校);University of Duisburg-Essen(杜伊斯堡-埃森大学);Max Planck Institute for Sustainable Materials(马克斯·普朗克可持续材料研究所);University of Shanghai for Science and Technology(上海理工大学);Ruhr-University Bochum(鲁尔大学波鸿分校)
Magnetotransport in Bi$_2$Se$_3$ thin films epitaxially grown on Ge(111)
像Bi $_2$ Se $_3$的拓扑绝缘体(TI)是一类具有拓扑保护的表面态的材料,其中自旋-动量锁定可以实现自旋极化和缺陷容限传输。在本工作中,我们实现了在微电子关键材料锗上外延生长Bi $_2$ Se $_3$薄膜。锗还表现出关于电子自旋的有趣性质,例如在室温下几微米的自旋扩散长度。通过在锗上生长Bi $_2$ Se $_3$,我们旨在将Ge的长自旋扩散长度与Bi $_2$ Se $_3$表面的自旋-动量锁定结合起来。我们首先进行了彻底的结构分析的Bi $_2$ Se $_3$薄膜,使用电子和X射线衍射以及原子力显微镜。然后,在低温下的磁输运测量表明,由于二维运输的拓扑保护的表面状态的Bi $_2$ Se $_3$的签名弱反本地化。有趣的是,磁输运测量还指出,导电沟道可以通过偏置电压或施加的磁场在Bi $_2$ Se $_3$膜和下面的Ge层之间调谐。这一结果表明,Bi $_2$ Se $_3$ /Ge结是一个很有前途的候选人,用于调谐在TI和半导体之间的界面处的自旋相关现象。
Ultra-high-vacuum cluster tool for epitaxial synthesis and optical spectroscopy of reactive 2D materials
Walter Schottky Institute and TUM School of Natural Sciences, Technical University of Munich(慕尼黑工业大学沃尔特·肖特基研究所与自然科学学院);Cavendish Laboratory, University of Cambridge(剑桥大学卡文迪许实验室)
Atomic Layer Epitaxy of Kagome Magnet Fe${_3}$Sn${_2}$ and Sn-modulated Heterostructures
具有可果美晶体结构的磁性材料具有丰富的物理性质,如阻挫磁性、Skyrmion形成、拓扑平带和Dirac/Weyl点。直到最近,大多数关于可果美磁体的研究都是在大块晶体或多晶薄膜上进行的。在这里,我们报告原子层分子束外延合成高品质薄膜的拓扑可果美磁铁Fe ${_3}$ Sn ${_2}$。外延Pt(111)上的Fe ${_3}$ Sn ${_2}$的结构和磁性表征确定了具有c面取向和面内磁易轴的高度有序的膜。局部磁结构的异常能斯特效应成像的研究揭示了在平面取向的微米尺寸的域。由Fe ${_3}$ Sn ${_2}$和Fe ${_3}$ Sn组成的超晶格结构也通过原子层分子束外延合成,展示了在原子水平上调制样品结构的能力。通过原子层分子束外延实现高质量薄膜打开了探索该系统的丰富物理的大门,并通过将Fe ${_3}$ Sn ${_2}$与其他材料连接来研究新的自旋电子现象。
Nanoscale Spatial Tuning of Superconductivity in Cuprate Thin Films via Direct Laser Writing
Politecnico di Milano(米兰理工大学);Institut de Ciència de Materials de Barcelona, ICMAB-CSIC(巴塞罗那材料科学研究所);Universitat Autònoma de Barcelona(巴塞罗那自治大学);Université de Liège(列日大学)
Second-Harmonic Imaging of Magnetic Domains in Thin Film Hematite
Walter Schottky Institute and Physics Department, Technical University of Munich(慕尼黑工业大学沃尔特·肖特基研究所与物理系);Munich Center of Quantum Science and Technology (MCQST)(慕尼黑量子科学与技术中心);Walther-Meißner-Institut, Bayerische Akademie der Wissenschaften(巴伐利亚科学院瓦尔特·迈斯纳研究所);Physics Department, TUM School of Natural Sciences, Technical University of Munich(慕尼黑工业大学自然科学学院物理系);Institute of Physics and Center for Integrated Sensor Systems (SENS), University of the Bundeswehr Munich(联邦国防军慕尼黑大学物理研究所与综合传感器系统中心)