Large thickness dependence of the carrier mobility in a transparent oxide semiconductor, La-doped BaSnO3
在（001）SrTiO_3和（001）MgO衬底上制备的2%La掺杂BaSnO_3（LBSO）薄膜的载流子迁移率与薄膜厚度密切相关，而与晶格失配无关（SrTiO_3为+5.4%，MgO为-2.3%）。虽然我们观察到晶格参数有很大的差异，（SrTiO 3约85 nm，MgO约20 nm）、表面形貌和失配位错密度，迁移率几乎同时随厚度增加，并在约100 cm 2 V-1 s-1处饱和，同时接近标称载流子浓度（=[2%La3 +]），清楚地表明迁移率的行为取决于膜厚度。这些结果有助于理解LBSO薄膜的迁移率行为，并对进一步提高LBSO薄膜的迁移率具有重要意义。
2018-05-03 cond-mat.mtrl-sci
Directional atomic layer etching of MgO-doped lithium niobate using Br-based plasma
California Institute of Technology（加州理工学院）；University of Nevada, Reno（内华达大学雷诺分校）
本研究提出了一种基于Br基等离子体的定向原子层蚀刻方法，用于制备MgO掺杂的铌酸锂器件，有效减少再沉积并提高蚀刻精度。
2025-12-23 cond-mat.mtrl-sci
Millimeter-sized magnetic domains in perpendicularly magnetized ferrimagnetic Mn4N thin films grown on SrTiO3
使用外延层的畴壁为基础的自旋电子应用程序往往受到阻碍钉扎网站的存在。在这里，我们表明，当沉积Mn4N（10 nm）外延膜，MgO（001）的替代SrTiO 3（001）衬底允许最大限度地减少失配，并获得改善的结晶质量，更尖锐的开关，一个完整的剩磁，高各向异性和显着的毫米级磁畴，直和光滑的畴壁。在电流感生畴壁运动的背景下，
2018-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Perpendicular magnetic anisotropy of an ultrathin Fe layer grown on NiO(001)
本研究探究Fe/NiO(001)界面的磁各向异性，发现富氧NiO层上的超薄Fe层可出现垂直磁化，界面磁各向异性能温度依赖性弱，矫顽力受温度和NiO厚度影响显著，揭示了铁磁-反铁磁界面的交换相互作用不可忽略。
2023-05-01 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic characteristics of epitaxial NiO films studied by Raman spectroscopy
利用Raman光谱研究了等离子体辅助分子束外延技术在MgO（100）衬底上生长的异质外延NiO薄膜的磁特性。对于Néel温度的测定，我们证明了一个可靠的方法，通过分析的温度依赖性的拉曼峰起源于二阶散射的磁振子。反铁磁耦合强度被发现是强烈的生长条件的影响。低温磁振子频率和Néel温度依赖于双轴晶格应变和由点缺陷控制的结构无序度。
2020-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Strain Relaxation on Magnetotransport properties of epitaxial La_0.7Ca_0.3MnO_3 films
本文研究了在相同条件下用脉冲激光沉积技术制备的La_（0.7）Ca_（0.3）MnO_3外延薄膜（厚度为200 nm）的应变弛豫对磁输运性质的影响。所有的薄膜都是外延的，具有立方晶胞。采用SrTiO_3、LaAlO_3和MgO三种不同的单晶衬底，研究了应变弛豫量的变化。已经发现，对于较厚的膜的应变得到放松，并产生变量的无序依赖于应变松弛的强度。在SrTiO_3，LaAlO_3和MgO上沉积的薄膜的晶格弛豫幅度分别为0.384，3.057和6.411%。LaAlO_3和SrTiO_3上的薄膜显示出较高的T_{IM}（分别为243 K和217 K），而MgO上的薄膜的T_{IM}（191 K）较低。同样，SrTiO_3和LaAlO_3上的薄膜的T_C较陡，分别为245 K和220 K，而MgO上的薄膜的T_C为175 K。高弛豫度会产生更多的缺陷，因此MgO上的薄膜的TIM（T_C）显著低于SrTiO_3和LaAlO_3。我们采用了不同的方法，通过Mott的VRH模型来评估电阻率的变化，从而关联应变弛豫对LCMO薄膜磁输运性质的影响。用Mott的VRH模型分析了由于晶格弛豫引起的厚膜中无序的变化，这进一步证明了晶格弛豫的强度主要是通过增加层错、位错等缺陷的密度而产生无序，这些缺陷影响了厚外延La_（0.7）Ca_（0.3）MnO_3薄膜的磁输运性质。
2005-03-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exchange Anisotropy in Epitaxial and Polycrystalline NiO/NiFe Bilayers
(001)用离子束溅射法在单晶MgO（001）衬底上生长了取向NiO/NiFe双层膜，研究了NiO反铁磁层的晶向对NiFe铁磁层磁化曲线的影响。简单的模型预测（001）取向的表面没有交换各向异性，在其体终止磁补偿。尽管如此，交换各向异性存在于外延膜中，尽管它大约是同时生长的多晶膜中的一半大。实验表明，多晶和外延NiFe/NiO双层膜对之间的交换场和介电性的差异，由于诱导的表面各向异性的变化，而不是从终止NiO平面的补偿程度的差异。这些意见的影响，在NiO/NiFe双层夫妇的诱导交换各向异性模型将进行讨论。
1997-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Sub-unit cell layer-by-layer growth of Fe3O4, MgO, and Sr2RuO4 thin films
在氧化物电子器件中使用氧化物材料需要它们的受控外延生长。最近，它表明，反射高能电子衍射（RHEED）允许监测氧化物薄膜的生长，即使在高氧气压力。在这里，我们报告的子单元电池分子或块层生长的氧化物材料Sr2RuO4，MgO，和磁铁矿使用脉冲激光沉积（PLD）从化学计量的目标。而对于钙钛矿如SrTiO 3或掺杂的LaMnO 3，发现单个RHEED强度振荡对应于单个晶胞的生长，在晶胞由具有相同化学计量的几个分子层或块组成的材料中，建立子晶胞分子或块层生长，导致在单个晶胞生长期间的几个RHEED强度振荡。
2002-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Isotropic atomic layer etching of MgO-doped lithium niobate using sequential exposures of H$_2$ and SF$_6$ plasmas
针对薄膜铌酸锂器件因表面粗糙度导致性能受限的问题，提出基于多种等离子体顺序曝光的各向同性原子层刻蚀工艺，可有效降低波导侧壁粗糙度，提升集成光子器件性能。
2024-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Anti-damping spin transfer torque through epitaxial Nickel oxide
制备了高质量的MgO（001）[100]/Pt（001）[100]/NiO（001）[100]/FeNi/SiO2外延薄膜，研究了NiO反铁磁绝缘层中的自旋输运。通过自旋霍尔效应从Pt注入自旋电流下的FeNi的铁磁共振测量揭示了铁磁共振线宽的变化取决于自旋电流注入的量。结果可以解释为存在通过NiO的角动量转移。我们在外延NiO中观察到的高效角动量转移可以归因于注入自旋电流的反铁磁磁矩和自旋量子化轴的明确取向。
2015-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial spin glass mediated unusual spontaneous exchange bias effect in epitaxial self-assembled La0.7Sr0.3MnO3:NiO nanocomposite thin films
采用脉冲激光沉积法在（001）SrTiO 3单晶衬底上外延生长了La 0. 7Sr 0. 3 MnO 3（LSMO）：NiO自组装纳米复合薄膜，观察到了零场冷却的自发交换偏压（SEB）。SEB是由复合膜的磁滞回线中的新的不对称性以及场冷却的常规交换偏置（CEB）效应显示的。训练效应表明，交换偏向松弛是无序介导的。直流磁化结果表明，这种纳米复合薄膜表现出类似自旋玻璃的行为，这是由于在铁磁LSMO和反铁磁NiO的各种界面上相互竞争的铁磁和反铁磁作用引起的.也证实了X-射线磁圆二色性（XMCD）测量，我们得出结论，SEB主要是起源于不稳定的界面反铁磁自旋由于NiO与铁磁LSMO在无序界面的铁磁耦合。这些自组装薄膜的研究结果为认识和理解SEB的微观起源和器件应用提供了有用的输入。
2018-11-28 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic strains and magnetoresistance of La_{0.7}Ca_{0.3}MnO_{3}
采用脉冲激光沉积法在SrTiO 3（100）、MgO（100）和LaAlO 3（100）衬底上外延生长钙钛矿锰氧化物薄膜La_{0.7} Ca_{0.3} MnO_{3}。这些薄膜样品以及散装样品的微观结构，充分确定由X-射线衍射测量。三种膜的晶胞具有不同的形状，即，SrTiO_3、MgO和LaAlO_3的晶胞分别为收缩的四方晶系、立方晶系和拉长的四方晶系，而块体的晶胞为立方晶系。结果表明，立方晶胞样品的峰值磁电阻小于非立方晶胞样品。本研究结果表明，La_{0.7} Ca_{0.3} MnO_{3}的磁电阻可以通过外部施加的应变通过晶格畸变来控制。
1997-02-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Identifiying the domain wall spin structure in current-induced switching of antiferromagnetic NiO/Pt
本研究通过电流脉冲在反铁磁NiO/Pt双层膜中产生圆形T-畴结构，发现畴壁自旋指向两畴平均方向，利用MgO衬底应变分布建模并测得畴壁半高宽为98±10 nm。
2022-09-05 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial thin film growth in the U-Ge binary system
School of Physics, University of Bristol（布里斯托大学物理学院）
通过直流磁控溅射共沉积U和Ge，在不同基底上稳定了UGe₃和UGe混合相薄膜，并观察到UGe₂和UO₂的形成，同时部分样品表现出高残余电阻比。
2026-08-20 cond-mat.mtrl-sci
Absence of Superconductivity in Nd$_{0.8}$Sr$_{0.2}$NiO$_x$ Thin Films without Chemical Reduction
最近报道了在SrTiO_3衬底上沉积前驱体Nd_（0.8）Sr_（0.2）NiO_3薄膜，采用软化学拓扑还原法制备的Nd_（0.8）Sr_（0.2）NiO_2/SrTiO_3异质结构在9-15 K范围内的超导电性，引起了人们的研究兴趣。为了探索一种替代化学还原的物理途径来实现该化合物的超导电性，我们采用脉冲激光沉积法，在不同的氧化物衬底上，在宽氧分压范围内系统地制备了63 Nd 0.8Sr 0.2NiOx（NSNO）薄膜.在所有63个薄膜样品中，传输测量没有发现任何超导性的特征。随着通过降低沉积氧压来降低NSNO膜中的氧含量，NSNO膜变得更电阻并且最终变为绝缘的。此外，我们试图在150 mTorr的高氧压下沉积的Nd 0.8 Sr 0.2 NiO 3薄膜上覆盖20 nm厚的非晶LaAlO 3层，以在其表面上产生氧空位，并且在更高的电导率方面也没有成功。我们的实验结果与最近的报告，在合成的大块Nd0.8Sr0.2NiO2晶体的超导性的情况下表明，化学还原的方法可能是独特的NSNO/SrTiO 3异质结产生超导性。然而，SrTiO 3衬底也可以在化学还原过程中被还原以产生氧空位，这因此可以部分地有助于导电性。
2020-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.app-ph
Full angular dependence of the spin Hall and ordinary magnetoresistance in epitaxial antiferromagnetic NiO(001)/Pt thin films
本文报道了在没有任何铁磁元素的反铁磁绝缘体NiO（001）和重金属Pt的双层膜中，自旋霍尔磁阻（SMR）的三维角度依赖性的观测结果.通过在高达11 T的磁场中沿着三个正交平面（xy、yz和xz旋转平面，其中z轴与样品平面正交）旋转样品来测量检测到的角度相关纵向和横向磁阻。总的磁电阻有贡献所产生的SMR和普通的磁电阻。SMR信号的开始发生在1 T和3 T之间，并且在高达11 T时没有可见的饱和。SMR的三维角度依赖性可以通过考虑NiO（001）中磁致伸缩反铁磁S-和T-畴的可逆场致重新分布的模型来解释，该模型源于非磁性MgO衬底的塞曼能量和弹性夹紧效应之间的竞争。从观察到的SMR比，我们估计在NiO/Pt界面的自旋混合电导大于$2\times10^{14}$ $Ω^{-1}$ $m^{-2}$。我们的研究结果表明，在稳定的NiO（001）薄膜，在xy-和xz-平面的旋转电检测的Néel矢量方向的可能性。此外，我们表明，仔细减去普通的磁阻贡献是至关重要的，正确估计的SMR的幅度。
2021-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Growth of Sr1-xCaxRuO3 thin films by metalorganic aerosol deposition
本文报道了用金属有机气溶胶沉积法在SrTiO_3和MgO衬底上生长Sr_（1-x）Ca_xRuO_3薄膜。用X射线衍射仪和室温扫描隧道显微镜（STM）分别对样品的结构和显微结构进行了表征。STM表明在SrTiO 3上的膜的面内外延和小的表面粗糙度。高品质的薄膜是由高达29的大剩余电阻率比支持。
2009-06-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A superconducting praseodymium nickelate with infinite layer structure
各种氧化镍化合物因其各种相关电子现象的表现而长期被研究。最近，在Nd $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_2$的纳米级无限层镍酸盐薄膜中观察到超导性，所述镍酸盐薄膜通过从钙钛矿前体相的拓扑还原而外延稳定在SrTiO $_3$衬底上。本文介绍了在SrTiO $_3$上制备PrNiO $_2$薄膜的方法和性质。在Pr $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_2$中掺杂后，我们观察到具有7-12 K转变温度的超导电性，以及在2 K下334 kA/cm $^2$的稳健临界电流密度。这些发现表明，在无限层镍酸盐的超导性是相对不敏感的稀土4 $f$配置的细节。此外，他们激发了探索更广泛的家庭的化合物的基础上的二维NiO $_2$平面，这将使系统的研究超导和正常状态的属性和它们的基本机制。
2020-06-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Aspects of the Synthesis of Thin Film Superconducting Infinite-Layer Nickelates
最近在Nd $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_{2}$中观察到的超导电性要求进一步研究和优化这种亚稳态无限层镍酸盐结构的合成。在这里，我们提出了我们目前的理解，通过脉冲激光沉积SrTiO $_{3}$（001）衬底上的母钙钛矿化合物的生长的重要方面，和随后的拓扑还原。我们发现，要实现单晶，单相超导Nd $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_{2}$，它是必不可少的前体钙钛矿Nd $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_{3}$薄膜是稳定的高结晶度和无杂质相，特别是，Ruddlesden-Popper型的第二相经常观察到。我们进一步研究了软化学拓扑异构还原条件的演变，以实现完全转变为无限层结构，而没有膜分解或形成其他相。我们发现，覆盖的镍酸盐膜与随后的SrTiO $_{3}$层提供了一个外延模板的镍酸盐膜的顶部区域，很像基板。因此，对于目前优化的生长条件，我们可以稳定超导单相Nd $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_{2}$（001）外延薄膜高达~ 10 nm。
2020-05-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Evolution of magnetic properties in the vicinity of the Verwey transition in Fe3O4 thin films
本文系统地研究了在MgO（001）、MgAl_2 O_4（MAO）（001）和SrTiO_3（STO）（001）衬底上外延生长的高质量Fe_3 O_4薄膜的磁性演化，特别是在Verwey转变温度（TV）附近的矫顽力和剩磁比。我们观察到磁化强度、矫顽力和剩磁比在TV处的快速变化，这与不同薄膜的电阻率-温度[ \r{ho}（T）]曲线的行为一致。特别地，我们发现MgO上的薄膜与MAO和STO上的薄膜有很大不同的磁行为，其中畴尺寸和应变状态起着非常重要的作用。磁化率主要由磁畴尺寸决定，而退磁过程主要取决于应变状态。此外，我们观察到的剩磁比在电视上的厚度为MgO上生长的薄膜反转：从40 nm的快速增强到急剧下降的200 nm厚的膜，和临界厚度约为80 nm。最后，我们发现在MgO衬底上生长的Fe_3 O_4薄膜中，在T_V附近存在明显的矫顽力（或剩磁比）随温度变化的滞后回线，对应于\r{ho}（T）曲线的滞后回线。
2018-10-01 cond-mat.mtrl-sci
Superconducting Dome in Nd$_{1-x}$Sr$_x$NiO$_2$ Infinite Layer Films
本文报道了在SrTiO $_3$上生长的Nd $_{1-x}$ Sr $_x$ NiO $_2$无限层薄膜的相图。超导圆顶跨越$0.125 < x < 0.25$被发现，非常相似的铜酸盐，虽然在一个较窄的掺杂窗口。然而，虽然铜氧化物超导性是由绝缘体的欠掺杂和金属的过掺杂，在这里，我们观察到弱绝缘行为的圆顶的两侧。此外，正常状态的霍尔系数总是很小，并接近于一个连续的零交叉掺杂和温度，相反的$\sim 1/x$依赖观察铜酸盐。这表明存在电子和空穴类能带，与能带结构计算一致。
2020-06-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Anomalous Hall Effect in perpendicularly magnetized Mn(_{3-x})Ga thin films
研究了MgO和SrTiO $_3$衬底上Mn $_{3-x}$ Ga（x = 0.1，0.4，0.7）薄膜垂直于膜面的磁各向异性。在D 0 $_{22}$相中观察到四元畸变晶格的反常霍尔效应。霍尔电阻率$\varrho_{xy}$在20 - 330 K的温度范围内测量。所确定的斜散射和侧跳系数进行了讨论，相对于薄膜的组成和使用的基板和比较的晶体学和磁性能。
2012-12-17 cond-mat.mtrl-sci
From Fe$_3$O$_4$/NiO bilayers to NiFe$_2$O$_4$-like thin films through Ni interdiffusion
具有（反）尖晶石结构的铁氧体显示出各种各样的电子和磁性，使得它们中的一些在自旋电子学中具有潜在的应用。研究了Ni $^{2+}$离子从NiO中热扩散到Fe $_3$ O $_4$薄膜中的过程，得到了非化学计量比的类镍铁氧体薄膜.采用反应分子束外延技术在Nb掺杂的SrTiO $_3$（001）衬底上制备了Fe $_3$ O $_4$ /NiO双层薄膜。随后，我们在氧气背景气氛下在400 μ l，$^{\circ}$ ℃、600 μ l，$^{\circ}$ ℃和800 μ l，$^{\circ}$ ℃的温度下进行退火循环，包括三个步骤。我们研究了化学和电子性质的变化，作为每个退火步骤的结果与硬X射线光电子能谱的帮助下，发现一个相当均匀的分布后，整个整个薄膜的整体退火周期的Ni和Fe阳离子。对于一个样品，我们观察到接近尖晶石铁氧体NiFe $_2$ O $_4$的阳离子分布。进一步的证据来自低能电子衍射图案，表明退火后表面处的尖晶石型结构。通过X射线磁性圆二色性进行的位点和元素特异性磁滞回线揭示了八面体配位的Ni $^{2+}$和Fe $^{3+}$离子与四面体配位的Fe $^{3+}$之间的反铁磁性排列。我们发现，一个相当低的矫顽场为0.02T，表明在薄铁氧体薄膜中的一个相当低的缺陷浓度。
2016-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Dislocation-templated antiferromagnetic domains in epitaxial NiO
The Ohio State University（俄亥俄州立大学）
利用扫描电子显微镜电子通道衬度成像，发现外延NiO/MgO(001)中界面位错网络在纳米尺度上钉扎反铁磁孪晶畴壁，并通过热循环和厚度系列实验揭示了位错网络对反铁磁畴结构的模板化机制。
2026-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Correlated interface electron gas in infinite-layer nickelate versus cuprate films on SrTiO$_3$(001)
基于包含库仑排斥项的第一性原理计算，我们确定了$A$ NiO $_2$ /SrTiO $_3$（001）（$A=$ Pr，La）和$A$ CuO $_2$ /SrTiO $_3$（001）（$A=$ Ca，Sr）的电子重构趋势.所有情况的共同之处是在SrTiO $_3$（001）中出现准二维电子气（q2 DEG），尽管镍酸盐与铜酸盐相对于非极性SrTiO $_3(001)$衬底的界面处的较高极性失配（${3+}/0$与${2+}/0$）导致q2 DEG载流子密度增强。模拟结果表明，界面Ti $3d_{xy}$带弯曲对镍酸盐薄膜中的稀土离子有显著的依赖性，PrNiO $_2$和NdNiO $_2$的$20$ - $30\%$大于LaNiO $_2$。相反的预期，从正式的极性不匹配，在薄膜中的静电掺杂是两倍强的铜酸盐镍酸盐。我们表明，耗尽的自掺杂稀土$5d$状态提高了镍酸盐和铜酸盐费米表面的薄膜几何形状的相似性，反映了一个单一的空穴在Ni和Cu $3d_{x^2-y^2}$轨道。最后，我们表明，NdNiO $_2$薄膜上生长的极性NdGaO $_3(001)$衬底的功能，同时抑制q2 DEG的形成以及Nd~ $5d$自掺杂。
2021-02-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Bulk-like structural, magnetic and optical properties of (111)- and (001)-NiO thin films
该研究用PLD制备(111)和(001)取向NiO薄膜，通过磁性、拉曼、带隙及光致发光表征证明其在30 nm厚度下仍保持类块体性质并可能存在激子-磁振子耦合。
2024-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Charge and spin order dichotomy in NdNiO$_2$ driven by SrTiO$_3$ capping layer
无限层镍酸盐的超导电性与铜酸盐的超导电性具有令人兴奋的相似之处，它们具有相似的结构和$3d$电子数。利用共振非弹性X射线散射（RIXS）研究了Nd $_{1-x}$ Sr $_{x}$ NiO $_2$薄膜中的电子和磁激发以及电荷密度相关性。我们观察到分散磁振子仅在加盖的样品中，在更高的掺杂逐渐减弱。此外，我们还在未封端的$x=0$化合物中检测到一个波矢为（1/3，0）的弹性共振散射峰，与空穴掺杂铜氧化物中的电荷有序信号完全不同。该峰在$x=0.05$处减弱，在超导$x=0.20$膜中消失。未封端的样品还呈现出较高程度的Ni $3d$ -Nd $5d$杂化和相对于封端的样品较小的Ni $3d$占据的各向异性。盖帽的作用，可能的氢掺入或其他机制负责电子重建远离界面仍有待了解。
2021-12-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
On the temperature dependence of the optical band gap in the material system of lithium niobate and lithium tantalate
Paderborn University（帕德博恩大学）；Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）
研究铌酸锂与钽酸锂的光学带隙温度依赖性，揭示其带隙差异源于电子-声子耦合与声子能量，开发PhoQS-Treat软件，推动铌酸锂基器件发展
2026-08-21 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
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
Strain-driven magnetic anisotropy and spin reorientation in epitaxial Co V 2 O 4 spinel oxide thin films
Université de Strasbourg, CNRS, IPCMS, UMR 7504（斯特拉斯堡大学）；SIMaP, Université Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；Université Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut Néel（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）
通过应变工程调控CoV₂O₄薄膜的磁各向异性和自旋取向，实现电子与磁性性质的精细调控。
2026-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Thin Film Substrates from the Raman spectroscopy point of view
我们研究了十种标准的复合氧化物单晶衬底，考虑到它们在基于拉曼光谱的薄膜研究中的适用性。在这项研究中，我们提出了一个光谱归一化程序，利用比较的基板拉曼光谱的那些完善的拉曼参考材料。我们发现MgO，LaGaO3，（LaAlO3）0.3（Sr2AlTaO6）0.7（LSAT），DyScO3，YAlO3和LaAlO3可以用于拉曼薄膜的研究。同时，TiO 2（金红石）、NdGaO 3、SrLaAlO 4和SrTiO 3单晶显示出伴随有强拉曼背景的多声子模式，这实质上阻碍了基于拉曼的薄膜实验。
2013-10-29 cond-mat.mtrl-sci
Structural and magnetic properties of CoPt mixed clusters
在本工作中，我们报告的混合Co 58 Pt 42团簇的结构和磁性的研究。MgO、Nb和Si基质可用于嵌入团簇，避免颗粒之间的任何磁相互作用。透射电子显微镜（TEM）观察表明，Co_（58）Pt_（42）担载的孤立团簇直径约为2nm，呈A1面心立方化学无序相。掠入射小角X射线散射（GISAXS）和掠入射广角X射线散射（GIWAXS）表明，掩埋团簇保存这些属性，与基质原子的相互作用仅限于其第一原子层。考虑到60%的粒子原子位于表面，这种相互作用导致磁特性的急剧变化，这是用传统的磁力计和X射线磁性圆二色性（XMCD）研究。镶嵌在Nb中的团簇的磁化强度和阻断温度比MgO中的弱，而在硅中形成硅化物时完全消失。MgO中团簇的磁性体积与GIWAXS实验测定的结晶体积接近。团簇可以看作是由团簇-基质混合壳包围的纯铁磁CoPt结晶核。外壳在磁性能中起着主导作用，特别是对于嵌入在铌中的簇，其具有比嵌入在MgO中的簇小3倍的阻断温度。
2006-05-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Pulsed Laser Deposition of Rocksalt Magnetic Binary Oxides
在这里，我们系统地探索使用脉冲激光沉积技术（PLD）生长三种基本的氧化物，具有岩盐结构，但在环境气氛中的化学稳定性不同：NiO（稳定），MnO（亚稳）和EuO（不稳定）。通过调节激光能量密度，可以在10至750 °C的较宽温度范围内实现外延单相氧化镍薄膜生长。在最低生长温度下，薄膜的面外应变达到1.5%，是750 °C下生长的NiO薄膜的5倍。通过适当调整沉积参数，在MgO衬底上成功沉积了具有长程有序性的MnO薄膜。MnO相的生长受衬底温度和激光能量密度的强烈影响。采用PLD法在最低氧浓度条件下制备了质量良好的EuO薄膜。EuO薄膜的合成在相当低的生长温度下防止热驱动的晶格弛豫，并允许应变膜的生长。总之，PLD是一种快速、可靠的生长岩盐结构二元氧化物的高质量方法，可以满足应用和基础研究的要求。
2019-09-20 cond-mat.mtrl-sci
Understanding the origins of the intrinsic dead-layer effect in nanocapacitors
高介电常数纳米电容器的薄膜被认为是实现用于下一代能量存储和纳米电子应用的高电荷密度纳米电容器的理想候选物。然而，实验观察到的这种薄膜纳米电容器的电容比预期的低一个数量级。电容的这种急剧下降归因于所谓的死层-金属-电介质界面处的低介电常数层与高介电常数电介质串联。死亡层的确切性质及其起源的原因仍然有些不清楚。基于最近发表的SrRuO3/SrTiO3/SrRuO3从头算工作和我们的第一原理模拟Au/MgO/Au和Pt/MgO/Pt纳米电容器的见解，我们构建了一个分析模型，隔离各种物理机制的贡献的内在死层。特别是我们认为，应变梯度自动出现在非常薄膜，即使在没有外部应变诱导剂，由于flexoelectric耦合，是占主导地位的贡献者的死层效应。我们的理论结果比较以及与现有的，以及我们自己的从头计算，并建议列入flexoelectricity是必要的原子结果的定性和解。我们的研究结果还暗示了一些新的补救措施，以减轻死层效应。
2008-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Structural origins of the properties of rare earth nickelate superlattices
在LaNiO 3/SrTiO 3超晶格的NiO 6八面体倾斜定量使用位置平均会聚束电子衍射在扫描透射电子显微镜。结果表明，保持氧八面体连接整个接口控制的八面体倾斜的LaNiO 3层，它们的晶格参数和它们的输运性质。与在一侧连接到衬底的膜和层不同，超晶格中的后续LaNiO 3层表现出八面体倾斜向体值的弛豫。这种弛豫促进SrTiO 3层的相关倾斜，并与导电性增强的LaNiO 3层的超晶格相对于个别薄膜。
2013-01-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Image charge screening: a new approach to enhance magnetic ordering temperatures
我们已经测试了图像电荷屏蔽的概念，作为一种新的方法，以提高磁有序温度和超交换相互作用的超薄膜。以在Ag（100）衬底上生长的3层NiO（100）薄膜和在MgO（100）衬底上生长的3层NiO薄膜为模型系统，观察到在高极化金属衬底上生长的NiO薄膜的Neel温度为390 K，而在低极化绝缘体衬底上生长的NiO薄膜的Neel温度低于40 K。这表明，筛选高度极化介质可能指向一个实用的方法来设计强相关的氧化物纳米结构，大大提高了磁性能。
2008-06-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A Robust Approach for the Growth of Epitaxial Spinel Ferrite Films
采用脉冲激光沉积（PLD）技术在不同温度（175 - 690 °C）和10 mTorr的O3/O2气压下制备了异质外延尖晶石铁氧体NiFe_2 O_4和CoFe_2 O_4薄膜。由于增强的动能的烧蚀物种在低压和增强的臭氧氧化能力，外延已实现在显着低于以前报道的温度。在低于550 °C的温度下生长的薄膜显示出一种新的生长模式，我们称之为“垂直阶梯流”生长模式。外延尖晶石铁氧体薄膜具有原子级的大面积平坦表面和增强的磁矩，可以常规地获得。有趣的是，生长模式是独立的衬底（尖晶石MgAl 2 O 4，钙钛矿SrTiO 3，和岩盐MgO）和膜厚度的性质。讨论了潜在的生长机制。
2010-06-07 cond-mat.mtrl-sci
The Onset of Phase Separation in the Double Perovskite Oxide La$_2$MnNiO$_6$
确定控制晶体成核和生长的动力学和热力学因素是材料合成中的一个核心挑战。在这里，我们报告，显然无缺陷的生长的La $_2$ MnNiO $_6$（LMNO）薄膜支持SrTiO $_3$（STO）的收益高达$1-5$ nm，之后，它被破坏的NiO相沉淀。局部几何相分析和整体平均的X-射线倒易空间映射显示没有变化的膜应变远离界面，表明应变弛豫以外的机制诱导形成的NiO相。$Ab \, initio$模拟表明，随着厚度的增加，氧空位变得更有可能，由于与膜-衬底界面处的极性失配相关联的静电势积聚，这反过来又促进了富Ni区域的形成。这些结果表明，无沉淀物区域可以通过使用升高的氧压或通过掺入电子再分布掺杂剂以抑制内建电位来增加氧化学势而进一步扩展。
2018-04-15 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoelastic coupling induced magnetic anisotropy in Co$_2$(Fe/Mn)Si thin films
本文报道了外延应变对生长在（001）SrTiO $_{2}$（STO）和MgO上的CoPDMATHABMM FeSi（CFS）和CoPDMATHABMM MnSi（CMS）Heusler合金薄膜单轴磁各向异性的影响。面内双轴应变易于通过改变STO上的膜的厚度来调谐，而在MgO上，膜显示面内易磁化轴（\overrightarrow{M}）而与它们的厚度无关。在Stoner-Wohlfarth相干旋转模型下对STO薄膜的磁自由能泛函进行了变分分析，结果表明，STO薄膜存在磁弹性各向异性，其磁致伸缩常数为$\approx$（12.22 $\pm$ 0.07）$\times 10^{-6}$和（2.02 $\pm$ 0.06）$\times 10^{-6}$，除了CFS和CMS固有磁晶各向异性$\approx$-1.72 $\times 10^{6}$ erg/cm $^{3}$和-3.94 $\times 10^{6}$ erg/cm $^{3}$之外，分别单畴相图揭示了一个逐渐过渡，从面内到面外的磁化取向与薄膜厚度的减少。预测STO上最薄（12 nm）CFS膜的磁化强度最大倾斜角为41.5 $^{\circ}$。STO上较薄薄膜中\overrightarrow{M}的独特行为归因于应变诱导的四元畸变。
2013-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen is not necessary for superconductivity in topotactically reduced nickelates
本研究利用二次离子质谱和理论计算考察多种超导与非超导镍酸盐薄膜，证明其中不存在显著氢掺入且掺氢在能量上不利，从而说明氢并非层状方形平面镍酸盐超导的必要条件。
2024-03-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
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
A-site driven ferroelectricity in strained ferromagnetic L2NiMnO6 thin films
本文报道了在SrTiO_3衬底上生长的铁磁La_2NiMnO_6薄膜中A位驱动铁电性的理论和实验研究。结构分析和密度泛函理论计算表明，外延应变使菱面体La2NiMnO6晶格沿[111]立方方向伸展，引发双钙钛矿晶格中A位La离子的位移。晶格畸变和A位位移稳定了铁磁La2NiMnO6晶体中的铁电极性态。铁电态仅出现在菱形La2NiMnO6相中，其中MnO6和NiO6八面体倾斜被3重晶体对称性抑制。电子定位图表明，共价键与氧和6s轨道孤对形成在这种材料中是可以忽略不计的。
2015-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Structural, magnetic and electrical properties of sputter deposited Mn-Fe-Ga thin films
我们研究了溅射沉积的Mn-Fe-Ga化合物的结构、磁性和电学性质。Mn-Fe-Ga薄膜的结晶度用X射线衍射进行了确认。利用X射线反射和原子力显微镜测量研究了沉积的Mn-Fe-Ga的表面性质、粗糙度、厚度和密度。取决于化学计量以及所使用的衬底（SrTiO 3（001）和MgO（001））或缓冲层（TiN），Mn-Fe-Ga以立方或四方畸变相结晶。异常的霍尔效应和交变梯度磁强计测量证实了强垂直磁晶各向异性。通过调节组分，实现了低饱和磁化强度和硬磁行为。在闭合循环氦低温恒温器中测量了随温度变化的反常霍尔效应，发现随温度降低（300 K ~ 2 K），反常霍尔效应略有增加。TiN缓冲的Mn2.7Fe0.3Ga揭示了更尖锐的磁化切换相比，无缓冲层。
2016-08-01 cond-mat.mtrl-sci
Structural and Magnetic Properties of Co-rich bct CoMn Films
本研究测量了MgO(001)上bct CoMn薄膜的增强磁矩，并通过GGA计算表明选择更小晶格常数的衬底可进一步提高原子磁矩和结构稳定性。
2025-04-02 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Tunable, Low Optical Loss Strontium Molybdate Thin Films for Plasmonic Applications
锶氧化物（SrMoO 3）薄膜显示出等离子体行为的介电常数的实部的零交叉波长在600和950 nm（2.05 eV和1.31 eV）之间可调。薄膜外延生长钛酸锶（SrTiO 3），氧化镁（MgO），铝酸镧（LaAlO 3）衬底上的脉冲激光沉积。SrMoO 3的介电常数的实部等于-2的点处的光学损耗低于金的光学损耗，同时在室温下具有100 E-6欧姆cm的低电阻率。椭圆偏振光谱测量结果表明，SrMoO 3显示等离子体行为，此外，我们证明，近零（ENZ）波长是可调的工程薄膜中的残余应变。在SrMoO 3中观察到的相对宽带ENZ行为表明其在可见光至近红外光谱范围内的等离子体激元应用中用于变换光学的潜在适用性。
2016-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Structure and morphology of hydroxylated nickel oxide (111) surfaces
我们报告了NiO（111）表面sqrt（3）x sqrt（3）-R30和2x2重构的实验和理论分析，结合透射电子显微镜、X射线光电子能谱学和使用meta-GGA混合泛函TPSSh的合理精确的密度泛函计算。虽然这里的主要重点是表面结构，我们也观察到一个不寻常的台阶形态与梯田只包含偶数的单位电池在退火过程中的表面。实验数据清楚地表明，表面包含羟基封端的显著覆盖，并且表面结构与MgO（111）表面上报道的那些基本上相同，这意味着相同的动力学限制的水驱动的结构转变途径。八极结构，因此，可以排除所有，但在潮湿的空气中退火或通过运输的NiO单晶。.理论分析表明，正如预期的那样，简单的密度泛函理论方法，这种强相关的氧化物表面是边缘的，而更好地考虑金属d-电子有很大的影响，虽然，它仍然是不完美的。
2009-08-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Crystallization of GeO2 thin films into alpha-quartz: from spherulites to single crystals
压电石英SiO2晶体作为振荡器广泛应用于工业中。石英及其相关的硅酸盐矿物作为一种天然矿物，也是地学和矿物学研究的热点。然而，石英晶体的成核和生长很难控制，也没有完全了解。在这里，我们报告了成功的固态晶化薄膜的非晶GeO 2到石英的各种基板上，包括Al 2 O 3，MgAl 2 O 4，MgO，LaAl O 3和SrTiO 3。在相对较低的退火温度下，结晶过程是球晶：纤维从成核中心径向生长，晶格沿生长方向旋转，旋转角度与到核心的距离之间呈线性关系。对于越来越高的退火温度，石英晶体开始形成。样品的边缘起着重要的作用，促进成核，然后向内生长，直到整个薄膜结晶。控制生长允许合成单晶石英。我们的研究揭示了石英成核和生长过程的复杂性，并为进一步的研究提供了见解。
2021-09-02 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of as-grown superconducting MgB_2 thin films by molecular beam epitaxy in UHV conditions
采用分子束外延（MBE）方法，在超高真空低沉积速率共蒸发条件下，在SrTiO 3（001）、MgO（001）和Al 2 O 3（0001）衬底上生长了MgB 2超导薄膜。利用RHEED、XRD、电阻率测量和SQUID磁强计研究了薄膜的结构和物理性能。RHEED图表明MgB_2的生长是三维的。用电阻率法测得的最高T_c值约为36K。通过磁化率测量，在T_c以下观察到明显的迈斯纳效应。我们将讨论B缓冲层对结构和物理性能的影响。
2004-04-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Grain boundary effects on magnetotransport in bi-epitaxial films of La$_{0.7}$Sr$_{0.3}$MnO$_3$
研究了生长在SrTiO $_3$衬底上的La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_3$（LSMO）薄膜的低场磁输运性质。高质量的LSMO薄膜表现出各向异性的磁电阻效应（AMR），并且在LSMO的居里温度附近有一个磁电阻峰值。使用MgO的种子层和CeO的缓冲层$_2$制备的Bi外延膜显示出由晶界主导的电阻。一个膜被制备为具有完整的种子层和缓冲层，而第二个样品被制备为晶界的2D正方形阵列。这些薄膜表现出i）在低场磁电阻中的低温尾部; ii）具有恒定高场斜率的磁电导;以及iii）非常大的AMR效应。一个模型的基础上的两步隧穿过程，包括自旋翻转隧穿，进行了讨论，并示出与双外延膜的实验结果是一致的。
2000-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Towards magnetic control of magnetite
采用红外脉冲激光沉积（IR-PLD）技术在不同表面制备了高质量的化学计量比的Fe 3 O 4薄膜，研究了衬底、取向和厚度对薄膜磁性的影响。不同的单晶（001）取向衬底，即，SrTiO_3（001）、MgAl_2 O_4（001）和MgO（001）已用于制备外延Fe_3 O_4（001）薄膜。通过比较，在单晶Al_2 O_3（0001）和非晶Si/SiO_2衬底上都获得了多晶磁铁矿薄膜。厚度在50 - 400 nm之间变化。所有薄膜都由纳米晶化学计量的磁铁矿组成，具有非常小的应变（<1%），并且在110-120 K之间呈现Verwey转变（Tv），即，接近块状磁铁矿（122 K）。一般来说，Tv取决于微观结构和厚度，主要随着厚度的增加而增加。室温下的角度相关测量揭示了所有生长在（001）取向表面上的薄膜的面内四重对称磁性行为，并且易磁化轴位于Fe 3 O 4 [010]和[100]方向。值得注意的是，四重磁对称性显示了高达400 nm厚的薄膜。反过来，在单晶Al 2 O3（0001）和非晶Si/SiO2表面上生长的薄膜显示各向同性的磁性行为。矫顽力（Hc）取决于薄膜的微观结构和厚度。最大（最低）的Hc值对应于在单晶SrTiO 3（001）（非晶Si/SiO2）表面上生长的较薄的膜，其呈现最大（最低）的应变（结晶度）。此外，非线性度与膜厚呈反比关系。我们的研究结果表明，我们可以人为地控…
2019-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Electron-Beam Writing of Atomic-Scale Reconstructions at Oxide Interfaces
提出利用STEM电子束在独立SrTiO₃薄膜与承载衬底间隙中原位写入离子键晶体的方法，实现原子级锐利界面重构，为非外延构筑新型氧化物异质结构提供新途径。
2024-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interface engineering of the anomalous Hall effect in Ni-based heterostructures
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）；Indian Association for the Cultivation of Science（印度科学促进协会）
本研究通过实验和第一性原理理论结合的方法，揭示了Ni基 epitaxial 薄膜异质结构中异常霍尔效应的界面工程，发现界面反演对称性破缺诱导的Rashba自旋轨道相互作用是调控异常霍尔电导的关键机制，并展示了通过外部电场连续调制异常霍尔电导的可行性。
2026-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Single Crystal High Entropy Perovskite Oxide Epitaxial Films
合成高熵钙钛矿氧化物的单晶外延薄膜的第一实例。采用脉冲激光沉积法在SrTiO 3和MgO衬底上外延生长了结构无序的ABO 3钙钛矿结构Ba（Zr0.2Sn0.2Ti0.2Hf0.2Nb0.2）O3。X射线衍射和扫描透射电子显微镜表明，薄膜是具有良好的结晶性和原子突变的界面下基板的单相。原子分辨电子能量损失谱图显示所有B-位点阳离子的均匀和随机分布。稳定具有这种水平的构型无序的钙钛矿的能力为从更广泛的组合阳离子托盘设计材料提供了新的可能性，同时为强相关量子材料的基础研究提供了新的途径，其中局部无序可以在确定宏观性质方面发挥关键作用。
2018-06-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Epitaxial growth and structural characterization of Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 thin films
采用脉冲激光沉积法在（0 0 1）SrTiO 3基片上生长了Pb（Fe 1/2 Nb 1/2）O3（PFN）铁酸铅薄膜。研究了沉积条件对相纯度的影响。由于相似的热力学稳定性空间，烧绿石相通常与PFN钙钛矿相共存。通过优化动力学参数，我们成功地确定了一个沉积窗口，导致在外延钙钛矿相PFN薄膜中没有可识别的痕迹出现在X射线衍射图中的杂质相。厚度在20和200 nm之间的PFN膜是光滑的，并且与衬底外延取向，并且如通过与衬底轴对齐的RHEED条纹所证明的。X射线衍射分析表明，薄膜完全c轴取向，具有良好的结晶质量和较低的镶嵌率（X射线摇摆曲线FWHM<0.09）。用原子力显微镜研究了薄膜的表面粗糙度。均方根粗糙度在50 nm厚的膜的0.9 nm至100 nm厚的膜的16 nm之间变化。我们还观察到晶粒尺寸，表面粗糙度和薄膜厚度之间的相关性。
2009-02-27 cond-mat.mtrl-sci
