Suppressing Kirkendall Void Density in Circuit Interconnections by Strain Annealing
在电路互连的界面处不可预测的Kirkendall空隙形成是电子器件退化的基础，然而缺乏有效的方法来抑制这些空隙的量。在这里，我们开发了一种应变退火的方法来定制晶粒尺寸分布在铜基板的互连，并定量地证明，不仅去除杂质，但也在基板的晶粒尺寸的增加，导致在空隙密度的明显下降。在高温退火下再结晶的衬底上的互连显示出大量的孔隙和空洞对晶粒尺寸的敏感性增加。我们的研究结果具有广泛的影响，在许多其他异质界面的空隙倾向的操纵，是必不可少的高性能电路键合在高温/高功率电子器件的基础上宽带隙半导体。
2017-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Selective Direct Bonding of High Thermal Conductivity 3C-SiC Film to \b{eta}-Ga2O3 for Top-Side Heat Extraction
β-Ga 2 O3是一种宽带隙半导体，其电学性能优于SiC和GAN，这使得它在下一代功率器件中的应用前景广阔。然而，\b{eta} -Ga 2 O3的热导率比SiC和GAN的热导率低一个数量级以上，导致严重的热管理问题，限制了器件性能和可靠性。本文报道了利用表面活化键合（SAB）技术在室温下将生长在Si上的高热导率3C-SiC薄膜选择性地转移到β-Ga_2 O_3（001）衬底上，试图从器件表面提取热量。在接合状态的3C-SiC/β-Ga 2 O 3界面形成4.5 nm厚的界面晶体缺陷层。界面晶体缺陷层的厚度随退火温度的升高而减小，在1000 ℃退火后，界面缺陷层的厚度仅为1.5 nm。即使在高达1000 ℃的温度下退火后，在界面处也没有观察到空隙和未结合区域。采用时域热反射法（TDTR）测量了3C-SiC/beta-Ga_2 O_3界面的热边界电导（TBC）和beta-Ga_2 O_3衬底的热导率。3C-SiC/β-Ga 2 O3 TBC值被确定为244 MW/m2-K，这是有史以来报道的SiC/Ga 2 O3界面的最高值，这是由于高质量的异质界面。我们的工作表明，选择性地将3C-SiC薄膜转移到β-Ga_2 O_3衬底上是改善\b{eta} -Ga_2 O_3功率器件散热的有效途径。
2022-09-13 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Annealing of focused ion beam damage in gold microcrystals: An in situ Bragg coherent X-ray diffraction imaging study
聚焦离子束（FIB）技术通常用于加工、分析和成像微米和纳米级的材料。然而，FIB通过产生导致晶格扭曲的缺陷来改变样本的完整性。已经开发了减少FIB诱导的应变的方法，但是需要评估这些方案的有效性。在这里，我们使用非破坏性的布拉格相干X射线衍射成像研究原位退火的光纤研磨金微晶。我们同时测量两个不同的晶体在一个单一的退火周期的两个非共线反射，证明了在热退火过程中可靠地跟踪多个布拉格峰的位置的能力。每个晶体的热晶格膨胀被用来计算局部温度。这与热电偶读数进行比较，热电偶读数显示出受到热阻的显著影响。为了评估退火过程，我们分析每个反射，考虑面面积的演变，互相关图的位移场和二值化形态，和平均应变图。晶体的应变和形貌随温度的升高而演变，这很可能是由于镓在~280 ℃以下的金中扩散和~280 ℃以上的金自扩散造成的大多数FIB诱导的应变通过380-410 \degree C去除，这取决于所考虑的反射。我们的观察突出了测量多重反射的重要性，以明确地解释材料的行为。
2021-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Kinetics of dislocation annealing and the effect of trapped hydrogen, investigated with in-situ diffraction
原位粉末衍射被用来研究原型氢吸收剂Pd和LaNi 5中位错的退火。利用热诱导脱附探讨了位错与俘获氢之间的关系。发现Pd中的位错是由氢吸收在宽温度范围内退火引起的，并且尽管它们在低于250 $^\circ$ C时开始退火，但是需要远高于750 $^\circ$ C的温度来完全退火金属。结果表明，在较低温度下允许进一步的时间不会进一步退火金属。有人认为，这是由于位错缠结和钉扎，导致不同的钉扎缺陷需要不同的温度。结果发现，在LaNi 5中捕获的氢在很宽的温度范围内被释放，因此得出结论，氢被捕获在位错应变场和位错核以及空位中。氘释放和位错密度的直接比较显示没有相关性，与以前的间接比较。LaNi 5中的位错在低至150 $^\circ$ C的温度下退火，与先前的报告相反，先前的报告建议需要超过500 $^\circ$ C。这种较低的位错退火温度至少部分地解释了为什么低温老化会增加氢循环LaNi 5中的压力滞后。
2016-09-18 cond-mat.mtrl-sci
Strong Photoluminescence Enhancement of MoS2 through Defect Engineering and Oxygen Bonding
我们报告了一个强大的光致发光（PL）增强单层二硫化钼通过缺陷工程和氧键合。显微光致发光和拉曼图像清楚地揭示了在高温真空退火过程中形成的裂纹/缺陷处发生的光致发光增强。在考虑激光光斑尺寸后，裂纹/缺陷位置处的PL增强可以高达数千倍。这种巨大的PL增强的主要原因包括：（1）氧化学吸附导致的重p掺杂和从三电子到激子的转换;（2）低温PL测量证实的缺陷位置处激子的非辐射复合的抑制。第一性原理计算揭示了一个强大的结合能为2.395 eV的氧分子吸附在一个S空位的二硫化钼。化学吸附的氧还提供了一个更有效的电荷转移（0.997电子每O2）相比，物理吸附的氧在理想的二硫化钼表面。我们还表明，缺陷工程和氧键合可以很容易地实现氧等离子体辐照。X射线光电子能谱学进一步证实了Mo-O键的形成。我们的结果为二维半导体的光学性质的调制提供了一条新的途径。MoS 2缺陷位产生的强而稳定的光致发光在光电子器件中具有广阔的应用前景。
2014-05-17 cond-mat.mtrl-sci
An In-situ Annealing effect of Graphene-Graphene Interlayer Conduction
报道了扭曲双层石墨烯的层间距调制。这是通过原位退火技术实现的。基于实验结果，报道了SiO2表面扭曲双层CVD石墨烯系统真空和氢气退火效应的转变。在扭曲双层器件中观察到非相干层间导电。原位退火有效地去除了石墨烯-石墨烯界面中的残留物并增强了层间导电性。我们证明了石墨烯-石墨烯层间电阻在5 K下由磁铁矿的顺序调制。我们还报道了在大气压下，使用栅压依赖电阻作为温度的函数，分子氢在石墨烯夹层上的行为。据观察，在氢气/氩气环境中的层间传导降低。结果表明，石墨烯-石墨烯结的层间距离的调制，如通过输运测量研究所确定的。总的来说，这一结果导致了使用扭曲双层石墨烯制造电可调器件的可能性。
2019-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct Wafer Bonding of Crystal-Ion-Sliced GaP Thin Films for Photonic Applications
Fraunhofer-Institute for Applied Optics and Precision Engineering IOF（弗劳恩霍夫应用光学和精密工程研究所）；Institute of Ion Beam Physics and Materials Research, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（德累斯顿罗森多夫亥姆霍兹中心离子束物理与材料研究所）；Leibniz Institute of Photonic Technology（莱布尼茨光子技术研究所）；Institute of Solid-State Physics, Friedrich Schiller University（弗里德里希·席勒大学固体物理研究所）；Institute of Applied Physics, Abbe Center of Photonics, Friedrich Schiller University（弗里德里希·席勒大学阿贝光子学中心应用物理研究所）
本研究采用晶体离子切割与直接晶圆键合技术制备高质量GaP薄膜，实现其灵活集成，为兼容异质集成与后端CMOS工艺的GaP薄膜光子学提供了可扩展途径。
2026-08-04 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Superconducting properties of nanocrystalline MgB$_2$ thin films made by an in situ annealing process
研究了脉冲激光沉积原位退火制备的$_2$薄膜的结构和超导性能。横截面透射电子显微镜揭示了具有非常小的晶粒尺寸的织构化MgO和MgB $_2$的纳米晶混合物。零电阻转变温度（$T_{c0}$）为34 K，零场临界电流密度（$J_c$）为$1.3 \times 10^6$ A/cm $^2$。的不可逆性领域是$\sim$ 8 T在低温下，虽然观察到严重的钉扎不稳定性。这些块状超导特性表明原位沉积工艺可以成为MgB $_2$约瑟夫森结技术的可行候选者。
2001-05-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
In situ annealing effects on the iron-based ladder material BaFe_2S_3: A route to improve the crystal quality
我们采用不同的生长条件，在高压下生长了铁基梯形材料BaFe_2S_3的单晶。通过比较这些样品的行为，发现原位退火过程可以影响晶体结构和电输运，提高反铁磁转变温度，减少系统的非本征铁磁成分。深入分析表明，原位退火既减少了样品中的铁缺陷，又减少了铁杂质，从而提高了晶体质量。样品质量的提高将有助于研究该材料的内在性能。
2017-12-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Crystal structure, Chemical Bonding, Electrical and Thermal Transport in Sc5Rh6Sn18
从Sn助熔剂中生长了Sc_5 Rh_6Sn_（18）单晶。晶体结构（SG：I41/acd，a = 13.5529（2）nm，c = 27.0976（7）nm）。所有的方法都证实它是Sc_5Ir_6Sn_（18）（空间群I41/acd）型晶体。进行的结构研究表明，也存在局部域的平均平移对称性破缺。化学键合情况的分析揭示了高极性的Sc2-Sn 1，Sn-Rh和Sc2-Rh键，涉及Sn原子的两个和三个中心键以及Sc 1键合的离子性质。Sc 5 Rh 6Sn 18的热电势是各向同性的、小的和负的（即，类电子载流子占主导地位）。由于结构无序，与常规金属系统相比，热导率降低。
2020-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Ex-situ control of fine-structure splitting and excitonic binding energies in single InAs/GaAs quantum dots
系统地研究了退火对单个InAs/GaAs量子点电子性质的影响。我们能够记录单量子点阴极射线发光光谱，并跟踪一个和相同的量子点在几个步骤的退火的演变。一个系统的减少激子精细结构分裂的报告。此外，不同激子复合物的结合能变化剧烈。结果解释的电子和空穴波函数的形状和相互位置的变化。
2006-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Microstructural Changes Influencing the Magnetoresistive Behavior of Bulk Nanocrystalline Materials
采用室温高压扭转的剧烈塑性形变方法制备了中、小铁磁含量的块体纳米晶材料。在形变态材料中发现了巨磁阻效应，通过热处理调整材料的微观结构，可以进一步改善材料的巨磁阻效应。适当的退火温度范围进行了评估与原位同步辐射衍射测量。热处理后的CuCo材料在300 ℃下退火1 h后显示出较大的巨磁电阻，而CuFe材料的退火温度过高，降低了磁电阻性能。通过热处理的磁阻的改善进行了讨论相对于通过电子显微镜和非原位同步辐射衍射测量观察到的微观结构的演变。
2020-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Cleaning graphene: comparing heat treatments in air and in vacuum
表面杂质和污染通常会严重降低石墨烯等二维材料的性能。为了去除污染，通常使用热退火。我们提出了在空气中和真空中的退火处理，非原位和“预原位”，其中超高真空处理室直接连接到像差校正的扫描透射电子显微镜的比较分析。虽然非原位处理确实去除了污染物，但在环境转移后获得原子级清洁的表面是具有挑战性的。然而，利用辐射或激光加热的预原位清洁似乎是可靠的，并且非常适合于清洁石墨烯而不会对其结构造成不适当的损坏。
2017-04-26 cond-mat.mtrl-sci
Enhancing and Mapping Thermal Boundary Conductance across Bonded Si/SiC Interface
本研究通过室温表面活化键合制备Si-on-SiC晶圆，测得TBC达293 MW/m²K，较先前提高78%，并利用TDTR映射揭示退火前后空间分布差异，强调热管理中需考虑TBC分布。
2024-06-25 cond-mat.mtrl-sci
In-Situ Monitoring of the Charge Carrier Dynamics of CH$_3$NH$_3$PbI$_3$ Perovskite Crystallization Process
尽管甲基碘化铅铵（CH $_3$ NH $_3$ PbI $_3$）钙钛矿在过去十年左右吸引了巨大的科学关注，但关于钙钛矿器件中的电荷提取动力学和复合过程的重要信息仍然缺失。在这里，我们提出了一种新的方法来评估CH $_3$ NH $_3$ PbI $_3$层的质量，通过在热退火结晶过程中的钙钛矿层载流子动力学的原位监测，通过时间分辨飞秒瞬态吸收光谱（TAS）。特别地，CH $_3$ NH $_3$ PbI $_3$膜沉积在两种类型的聚合物空穴传输层（HTL）上，聚（3，4-亚乙基二氧噻吩）-聚-（苯乙烯磺酸盐）（PEDOT：PSS）和聚-（三芳基胺）（PTAA），已知这两种类型的聚合物空穴传输层在钙钛矿太阳能电池中提供不同的载流子传输特性。为了监测钙钛矿载流子动力学在结晶过程中的演变，通过TAS在三个不同的退火温度（即90、100和110 oC）下原位研究了如此形成的CH $_3$ NH $_3$ PbI $_3$ /HTL结构。据透露，为了实现最佳的钙钛矿薄膜质量的衰减动力学方面所需的退火时间段强烈依赖于退火温度，以及，在所采用的HTL。对于两种HTL，所需的时间随着使用更高的退火温度而减少，而对于更疏水的PTAA聚合物，需要更长的退火时间以获得最佳的载流子动力学。TAS发现的钙钛矿薄膜的结构和形态特征的相关性进行了分析，并提供了有用的见解钙钛矿光电子器件中的电荷提取动力学和复…
2020-11-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
High-Temperature Activation of Single-Photon Emitters in monolayer WS2
Ecole polytechnique（巴黎综合理工学院）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）
本研究通过高温退火在单层WS₂中实现单光子发射体的可控激活，揭示了缺陷束缚激子态的特性及单光子发射的机制。
2025-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Dependence of Magnetic Anisotropy and Magnetoresistance of Ni81Fe19-Films on Annealing
坡莫合金（Py：Ni 81 Fe 19）表现出各向异性磁阻（AMR），其经常用于从存储设备读取磁信号。采用直流磁控溅射法在热氧化硅晶片上在磁场中制备了厚度为20 nm的Py薄膜，并在高达1000 K的温度下进行非原位退火，以研究磁各向异性和磁电阻对热处理的依赖性。该薄膜在制备后表现出单轴各向异性，在高于520 K的退火过程中发生变化。在700 K左右热处理使样品沿前易磁轴的磁电阻和相应的场灵敏度分别提高了8%和1.5%/Oe。我们讨论了各向异性的变化，即应变效应，不均匀性，和局部原子顺序的变化可能的来源。
1999-02-16 cond-mat.mtrl-sci
Understanding the catalyst-free transformation of amorphous carbon into graphene by current-induced annealing
我们揭示了无催化剂生长的石墨烯从无定形碳（a-C）的电流诱导退火通过见证机制与原位透射电子显微镜和分子动力学模拟。在实验和模拟中，我们观察到石墨烯衬底上的小a-C簇重新排列并结晶成石墨烯片。该过程是由高温和范德华力与基板的相互作用。此外，在a-C的存在下，石墨烯可以从孔的边界生长并形成无缝的石墨烯片，这是一个以前没有报道过的新发现，并且也通过模拟再现。这些发现为石墨烯基设备的自下而上工程开辟了新的途径。
2012-11-21 cond-mat.mtrl-sci
In situ studies of evolution of microstructure with temperature in heavily deformed Ti-modified austenitic stainless steel by X-ray Diffraction technique
在退火的最早阶段，最低长度尺度的子结构的存在铺平了道路，形成所谓的亚晶粒的变形组织的演变的机制，已被研究的第一次。利用X射线衍射技术对大变形钛变质奥氏体不锈钢进行了高温研究。观察到显着的变化的域的大小的值，无论是与时间和温度。两种不同类型的机制已被提出参与在退火的最早阶段的微观结构演变。在不同温度下随着时间的增长的域的性质已被建模使用这些机制。高分辨率透射电子显微镜已被用来查看变形和退火样品的微观结构，其结果已被证实成功地与那些发现从X射线衍射技术。
2010-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Evolution of magnetic and microstructural properties of thick sputtered NdFeB films with processing temperature
采用磁控溅射法（沉积速率~ 18 $μ$ m/h）在Si衬底上沉积了Ta（100 nm）/ NdFeB（5 $μ$ m）/ Ta（100 nm）薄膜。使用2步程序：在高达400 ℃的温度下沉积，然后在更高温度下进行非原位退火。需要高于650 ℃的沉积后退火温度以形成高的结晶度值。退火时间的持续时间是更关键的各向异性样品沉积到加热基板上比各向同性样品在较低的温度下沉积。对于给定的一组退火条件（750 ℃/10 ′），高加热速率（2000 ℃/ h）有利于各向同性和各向异性膜的高结晶性。Nd_2Fe_（14）B晶粒的形状和尺寸强烈地依赖于加热速率。
2007-03-29 cond-mat.mtrl-sci
Tracking visible pulsed laser annealing of Hf$_{0.5}$Zr$_{0.5}$O$_2$ heterostructures with in situ transmission electron microscopy
Institut national de la recherche scientifique (INRS)（法国国家科学研究学院）；McGill University（麦吉尔大学）
研究通过原位透射电镜监测可见光纳秒脉冲激光退火对Hf₀.₅Zr₀.₅O₂异质结构的结晶过程，发现激光能量阈值行为及最佳退火条件。
2026-05-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Nanogranular MgB2 thin films on SiC buffered Si substrates prepared by in-situ method
采用电子束连续蒸发B-Mg双层膜并原位退火的方法在SiC缓冲的Si衬底上制备了MgB 2薄膜。SiC缓冲层的应用使得最大退火温度为830 ℃。透射电子显微镜分析证实了纳米颗粒状MgB 2膜的生长和膜表面处Mg 2Si化合物的存在。薄膜厚度为150-200 nm，最大零电阻临界温度TC_0大于37 K，临界电流密度J_C在11 K时为106 A/cm ~ 2。
2005-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Controlling Metastability through Annealing of High-Entropy Nanoalloy Electrocatalysts to Boost Performance towards the Oxygen Evolution Reaction
针对高熵纳米合金电催化剂的相稳定性问题，本文提出利用碳掺杂Cantor合金基非晶高熵纳米颗粒的亚稳性，通过600°C退火形成异质结构，使析氧反应活性提升5-7倍。
2025-11-12 cond-mat.mtrl-sci
Controlling the Electrical Properties of Undoped and Ta-doped TiO2 Polycrystalline Films via Ultra-Fast Annealing Treatments
研究了未掺杂和Ta掺杂的TiO 2非晶薄膜的晶化过程。特别是，超快退火处理的效果，其特征在于不同的氧浓度的环境中，通过原位电阻测量研究。对这一过程中的关键参数的精确检测使我们能够减少获得高导电和透明多晶薄膜所需的时间（电阻率约为$6 \times 10^{-4}$ Ωcm，可见光范围内的平均透射率约为$81\%$）至仅5分钟（相对于标准真空退火处理所需的180分钟）（20 ppm氧浓度）。通过采用不同浓度的可追溯的18 O同位素在超快退火处理过程中，在薄膜中的表面氧掺入和其对导电性的有害作用的实验证据。结果进行了讨论，鉴于可能实施的超快速退火工艺的TiO 2基透明导电氧化物以及太阳能电池器件中的电子选择层;利用已实现的超快速结晶过程的高度控制，这两个功能层被证明是可获得从单一的均匀薄膜的结晶。
2015-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Dislocation healing during hydrogen absorption and desorption in palladium
用中子衍射原位研究了Pd-D2体材料中位错的退火和愈合过程。α和β氢化物相之间的晶格失配在相变期间在任一方向上产生位错，从而减轻弹性应变，这反映在与旋节滞后相比减小的压力滞后中。通过测量退火和氢循环过程中的衍射峰宽度，研究了在真空下退火金属、在β氢化物相中退火以及相变本身对位错密度的影响。在真空退火过程中，位错在比先前报道的更低的温度下被去除，但在β相中退火得到几乎相同的结果。然而，当循环氢进出样品时，与退火相比，位错密度随着温度的升高而下降得更快。换句话说，相变过程允许位错在比纯粹通过加热退火所需的温度更低的温度下愈合。在吸收和解吸过程中都观察到这种愈合效果。这一结果阐明了失配位错可以以与它们在经历吸收-解吸循环的样品中产生的相同速率愈合的机制，如压力滞后起源的理论模型中所提出的。
2022-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Effect of annealing in the formation of well crystallized and textured SrFe$_{12}$O$_{19}$ films grown by RF magnetron sputtering
Instituto de Química Física “Rocasolano”, CSIC（罗卡索拉诺物理化学研究所，西班牙国家研究委员会）；Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC（陶瓷与玻璃研究所，西班牙国家研究委员会）；Alba Synchrotron Light Facility, CELLS（阿尔巴同步辐射光源，加泰罗尼亚高等研究理事会）
研究退火处理对射频磁控溅射沉积在Si(100)衬底上的SrFe$_{12}$O$_{19}$薄膜结晶生长的影响，发现退火后薄膜形成具有c轴面内取向的锶六角铁氧体结构。
2022-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Multi-modal Spectroscopic Study of Surface Termination Evolution in Cr2TiC2Tx MXene
MXene的表面功能化的控制具有很大的潜力，特别是，可能会导致最近报道的磁性Cr2 TiC 2 Tx的磁和电子顺序的调谐。在这里，Cr2 TiC 2 Tx的真空退火实验报告与原位电子能量损失谱和新的原位Cr K边扩展能量损失精细结构分析，直接跟踪MXene表面配位环境的演变。这些原位探针伴随着基准同步加速器X射线吸收精细结构测量和密度泛函理论计算。使用这里使用的蚀刻方法，MXene具有Cr2TiC2O1.3F0.8的初始终止化学。退火至600 C会导致-F完全消失，但-O末端在高达（至少）700 C的温度下仍保持热稳定。这些研究结果表明，在Cr2 TiC 2 Tx的-F终止热控制，并提供了第一步终止工程这MXene的磁性应用。此外，这项工作表明，高能电子能谱作为一个强大的方法在二维材料的表面表征。
2021-01-05 cond-mat.mtrl-sci
In situ coherent X-ray scattering reveals polycrystalline structure and discrete annealing events in strongly-coupled nanocrystal superlattices
该研究结合 Bragg 相干衍射成像与 X 射线光子相关光谱，原位揭示强耦合纳米晶超晶格的多晶本质及晶界剪切雪崩驱动的持续退火机制。
2024-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
In-situ characterization of ultrathin nickel silicides using 3D medium-energy ion scattering
我们展示了一种新的方法，非破坏性的原位表征的相变的硅化镍薄膜使用三维中能离子散射。该技术提供了同时使用单个样品在退火过程中的硅化物薄膜的组合物和实空间晶体学。我们发现，对于10 nm的Ni膜在Si上，它们的组成遵循正常的过渡序列，如Ni-Ni 2Si-NiSi。对于初始Ni厚度为3 nm的样品，使用位置敏感探测器的深度分辨晶体学表明，Ni膜在~290 °C的相对较低温度下从沉积态无序层转变为外延硅化物层。
2019-10-21 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
In situ x-ray diffraction study of epitaxial growth of ordered Fe3Si films
用掠入射X射线衍射法原位研究了GaAs（001）衬底上Fe_3Si的分子束外延生长。在低生长速率和接近200摄氏度的衬底温度下观察到Fe3Si膜的逐层生长。发现了生长过程中由于表面逐渐粗糙化而引起的X射线强度振荡的衰减，并得到了相应的不同阶地覆盖率的序列。沉积后表面恢复非常缓慢。在310摄氏度下退火结合单层Fe3Si的沉积使表面恢复到高度完美和最小粗糙度。我们的化学计量薄膜具有长程序和高质量的异质外延界面。
2007-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Formation of metallic nano-crystals from gel-like precursor films for CVD nanotube growth: An in-situ TEM characterization
在透射电子显微镜（TEM）中通过原位退火观察连续Fe（NO3）3催化剂膜的演变。这种催化剂通常用于碳纳米管的催化生长。实验表明，在300 ℃左右，凝胶状膜已经形成结晶颗粒。在通常的700 ℃的碳纳米管生长温度下，颗粒是具有对数正态尺寸分布的单晶。观察结果还表明，尽管颗粒具有晶体结构，但仍具有高迁移率。实验允许获得有关催化剂膜的化学性质和结晶度的详细信息，这为解释通过化学气相沉积的碳纳米管生长提供了有价值的信息。
2005-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Exploring the origins of perpendicular magnetic anisotropy in amorphous Tb-Co via changes in medium-range ordering
本研究通过TEM纳米衍射测量非晶Tb-Co薄膜的中程有序变化，发现生长温度升高增加MRO并增强磁各向异性，退火则相反，表明定向MRO与垂直磁各向异性相关。
2023-06-25 cond-mat.mtrl-sci
$\sqrt{2}$$\times$$\sqrt{2}R45^\circ$ surface reconstruction and electronic structure of BaSnO$_3$ film
利用低能电子衍射（LEED）和角分辨光电子能谱（ARPES）技术研究了锡酸钡（BaSnO $_3$）薄膜的表面结构和电子结构。使用脉冲激光沉积（PLD）方法生长BaSnO $_3$ /Ba $_{0.96}$ La $_{0.04}$ SnO $_3$ /SrTiO $_3$（10 nm/100 nm/0.5 mm）样品，并将\emph{ex-situ}从PLD室转移到超高真空（UHV）室用于退火、LEED和ARPES研究。从300 $^{\circ}$ C开始到550 $^{\circ}$ C的超高真空退火，随后进行LEED和ARPES测量，结果表明1 $\times$ 1表面具有非色散的能量-动量带。在700 $^{\circ}$ C的退火温度下，1 $\times$ 1表面重建为$\sqrt{2}$ $\times$ $\sqrt{2}R45^\circ$ 1，其中ARPES数据显示出清晰的色散带，价带最大值位于费米能级以下约3.3 eV。虽然$\sqrt{2}$ $\times$ $\sqrt{2}R45^\circ$表面重构在进一步的UHV退火下是稳定的，但通过在400 mTorr氧气中在600 $^{\circ}$ ℃下退火样品，它被反转为1个$\times$ 1表面。另一个在600 $^{\circ}$ C下的UHV退火，随后进行LEED和ARPES测量，表明LEED…
2020-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Effect of UHV annealing on morphology and roughness of sputtered $Si(111)-(7\times7)$ surfaces
该研究利用原位 STM 考察 UHV 中低能 $Ar^+$ 溅射及不同温度退火对 $Si(111)-(7\times7)$ 表面的影响，确定 $650^\circ C$ 为最佳再结晶温度。
2024-12-16 cond-mat.mtrl-sci
Thermal Stability of Thermoelectric Materials via In Situ Resistivity Measurements
本文详细介绍了一种测定几种热电材料在20 < T < 550 ℃温度范围内电阻率的实验装置。还解释了在温度循环期间对于Cu 0.01Bi2Te2.7Se 0.3的电阻率测量，而在400 ℃下对Yb 0.35Co4Sb 12进行作为时间的函数的第二测量。两次测量均证实材料在所测量的温度范围和时间段内是热稳定的。在温度循环过程中进行的测量表明，当测量温度超过压制温度时，Cu0.01Bi2Te2.7Se0.3的电阻率不可逆地降低。这种系统的几种其他可能的用途包括但不限于研究退火和/或氧化作为温度和时间两者的函数的影响。
2012-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Erbium Silicide Growth in the Presence of Residual Oxygen
研究了高真空蒸发和快速热退火非原位生长的Ti/Er/n-Si（100）叠层的化学变化。重点研究了退火温度对Er-Si固态反应和氧向Ti中渗透及其与Er相互作用的影响。为此，分析了三种类型的试样：沉积态、在300°C下退火和在600°C下退火。结果发现，残留的氧气进入退火气氛的存在下，导致在一个实质性的氧化的Er膜表面，无论退火温度。然而，Er膜与Si块体紧密接触的部分形成了总是不含氧的硅化物（在300°C下为非晶，在600°C下为结晶），如通过X射线光电子能谱学深度分布和在600°C下0.3 eV的肖特基势垒高度提取所证明的。这证明，即使Er对氧污染高度敏感，在n-Si上形成低肖特基势垒Er硅化物接触也是相当稳健的。最后，在工艺优化后，生产剥离无氧硅化铒。
2011-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Hybrid Epitaxial Al/InGaAs system: Solid-state dewetting and Al facet formation
University of Waterloo（滑铁卢大学）；Waterloo Institute for Nanotechnology, University of Waterloo（滑铁卢大学纳米技术研究所）；Quantum Nanofabrication and Characterization Facility (QNFCF), University of Waterloo（滑铁卢大学量子纳米加工与表征设施）；Canadian Light Source Inc.（加拿大光源公司）；Institute for Quantum Computing, University of Waterloo（滑铁卢大学量子计算研究所）
本研究通过分子束外延在In₀.₇₅Ga₀.₂₅As上生长稳定的Al薄膜，并探讨其热稳定性及退火条件，为制备高质量超导体-半导体混合平台提供指导。
2026-01-20 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
Surface Driven Mn-Doping of Ge Quantum Dots - Mn-Interaction with the Ge QD{105} Facet and the Wetting Layer
用扫描隧道显微镜（STM）研究了Mn与{105}面为界的Ge量子点（QD）和（001）面为界的应变Ge润湿层（WL）的相互作用。Mn以亚单层浓度沉积在Ge QD和WL表面上，随后退火至400 ℃的温度。在退火过程中，用STM测量键合和表面形貌。Mn在Ge {105}面上形成平坦的岛，其形状和位置由再键合台阶重构引导。图像显示Mn-d带和Ge{105}面的空态的杂化。对QD上的Mn岛的统计分析产生对边缘位置的轻微偏好，而QD应变场不影响Mn岛。超小Mn团簇的形成在Ge（001）WL上占主导地位，这与未应变的Ge（001）表面的Mn相互作用形成对比。退火（<160 ℃）使WL上的Mn团簇保持不变，而Ge{105}面上的Mn岛经历成熟过程，随后是可归因于与Ge的混合开始的体积增益。这是支持的统计分析岛屿的体积和大小分布。提高退火温度（220- 375 ℃）导致Mn-表面扩散的快速增加，这由纳米尺寸簇的形成证明，其通过质量平衡分析被鉴定为锗化物Mn 5Ge 3。该反应伴随着原始Mn表面结构的消失，完成Mn去润湿。这项研究揭示了锰锗相互作用的细节，并证明了表面扩散作为一个决定因素在锰掺杂的锗材料的生长中的作用。
2012-10-29 cond-mat.mtrl-sci
Twins and their boundaries during homoepitaxy on Ir(111)
用扫描隧道显微镜、低能电子衍射和表面X射线衍射研究了Ir（111）上强孪晶同质外延薄膜的生长和退火行为。原位表面X射线衍射薄膜生长过程中和之后被证明是一个有效的工具，用于确定在多层膜中的孪晶分数，并揭示侧孪晶边界的性质。退火的孪晶结构被示出发生在一个两步的过程中，首先减少不同堆叠区域之间的边界的长度，然后才是孪晶本身。侧孪晶界的结构提出了一个模型，这是一致的扫描隧道显微镜和表面X射线衍射数据。
2010-06-14 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
Independence of surface morphology and reconstruction during the thermal preparation of perovskite oxide surfaces
使用CO $_2$激光器从背面直接加热晶体，可以原位热制备SrTiO $_3$衬底用于外延，而不需要非原位蚀刻和退火。我们发现，在900-1100 °C下形成具有直台阶的大平台与外延的理想表面重构的形成无关，这需要超过1200 °C的温度才能完成。该方法可以是通用的，至少对于钙钛矿氧化物表面是通用的，因为它在不同温度下也适用于LaAlO $_3$和NdGaO $_3$，这两种其它广泛使用的氧化物衬底材料。
2018-02-23 cond-mat.mtrl-sci
On the exceptional temperature stability of ferroelectric AlScN thin films
本文通过原位高温XRD、介电常数及电镜和滞回测量，证明AlScN薄膜在1100°C仍保持铁电结构与极化，温度稳定性超过几乎所有现有薄膜铁电体。
2021-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Measurements of Optical Scatter Versus Annealing Temperature for Amorphous Ta2O5 and TiO2:Ta2O5 Thin Films
由非晶氧化物薄膜形成的光学膜在精密测量中有许多应用。高级激光干涉仪引力波天文台（LIGO）和高级处女座使用SiO $_2$（二氧化硅）和TiO $_2$：Ta $_2$ O $_5$（二氧化钛掺杂的钽）涂层，并在沉积后退火至500 $^\circ$ C，以实现低热噪声和低光吸收。这些涂层的光散射是限制探测器灵敏度的关键因素。本文描述了在熔融石英衬底上离子束溅射的单层薄膜的光散射测量：两个样品的Ta $_2$ O $_5$和两个样品的TiO $_2$：Ta $_2$ O $_5$。在12.8 $^\circ$的固定散射角下使用成像散射仪，在真空中沉积后退火至500 $^\circ$ C期间评估每个样品的光学散射的原位变化。在退火过程中，观察到四个涂覆的光学器件中的三个的散射降低，对于氧化钽降低25-30 $\%$，对于二氧化钛掺杂的氧化钽降低高达74 $\%$，而来自第四个样品的散射保持恒定。真空退火前后进行的角度分辨散射测量表明，四个样品中有三个有所改善。这些结果表明，单层氧化钽和掺杂氧化钛的氧化钽薄膜在真空中的沉积后高温退火不会导致散射的增加，并且实际上可以改善它们的散射。
2021-04-28 astro-ph.IM cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Superconducting Mg-B films by pulsed laser deposition in an in-situ two-step process using multi-component targets
利用脉冲激光烧蚀产生的Mg-B等离子体，采用两步原位法制备了超导薄膜。靶由Mg和MgB 2粉末的混合物组成，以补偿Mg的挥发性，从而确保膜中的高Mg含量。薄膜在室温至300摄氏度的温度下沉积，然后进行低压原位退火。已经使用了各种基板，并且应用了各种方式来增加膜中的Mg含量。薄膜的零电阻转变温度为22-24 K，电阻率发生了急剧的转变。
2001-03-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconducting magnesium diboride films on Silicon with Tc0 about 24K grown via vacuum annealing from stoichiometric precursors
采用脉冲激光沉积技术，以化学计量比的MgB 2为靶材，在Si衬底上成功地制备了Tc为0 ~ 24 K、相变温度为1 K的MgB 2超导薄膜。与以前的报道相反，在630度和2 × 10 ^（-4）Ar/4%H2的背景下进行退火，而不需要Mg蒸气或Mg盖层。这种超导MgB 2膜在硅上的集成因此可以证明能够在超导体-半导体器件应用中实现。通过扫描电子显微镜（SEM）的表面形貌和横截面轮廓的图像表明，薄膜具有均匀的表面形貌和厚度。能量色散谱（EDS）显示这些薄膜被氧气污染，氧气来自生长环境或样品暴露于空气中。氧污染可以解释那些原位退火膜的低Tc，而使用Si作为衬底与其他衬底相比不会导致Tc降低。
2001-03-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconducting magnesium diboride films with Tc \approx 24K grown by pulsed laser deposition with in-situ anneal
用脉冲激光沉积（PLD）法在不同氧化物衬底上制备了Tc为\approx 24 K的二硼化镁（MgB 2）超导薄膜，并进行了原位退火。系统地研究了各种原位退火参数的影响，结果表明，在0.7大气压的背景下，最佳退火温度约为600 ℃。对于由镁和硼的混合物组成的层，Ar/4%H2。与非原位方法（例如，使硼膜与镁蒸气在900 ℃下反应）相反，这些膜在低于MgB 2的分解温度下处理。这可能证明使在形成多层，结，和外延膜在未来的工作。这些薄膜的改进和MgB 2在高温下可能的原位生长有关的问题进行了讨论。
2001-03-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
In-situ high resolution TEM observation of Aluminum solid-state diffusion in Germanium nanowires: fabricating sub-10 nm Ge quantum dots
铝-锗纳米线（NWs）热激活固态反应是一种很有前途的系统，因为可以在金属和半导体之间产生非常尖锐和良好限定的一维接触，如果尺寸变得足够小，则可以成为量子点。在寻找没有可变性的高性能器件时，高度关注的是允许纳米线量子点的确定性制造，避免样品可变性并获得制造的点尺寸的原子尺度精度。在本文中，我们提出了一个可靠的制造工艺，以生产亚10 nm的Ge量子点（QD），使用非原位热退火通过快速热退火（RTA）和原位焦耳加热技术在透射电子显微镜（TEM）的组合。首先，我们提出了在原位直接焦耳加热实验，显示如何加热电极可能会被损坏，由于在金属/NW接触附近的Al晶体和空隙的形成，可能与电迁移现象。我们表明，接触质量可以保存包括一个额外的非原位RTA步骤之前，原位加热。原位观察还实时显示了交换反应如何从Al接触垫下方的几个位置同时开始，并且Al晶体在初始Ge NW内逐渐生长，生长界面沿着Ge（111）晶格平面。一旦反应前沿从接触金属下方移出，两个因素会危及Al/Ge反应界面的原子精确控制。在透射电子显微镜中观察到由于电子束照射引起的反应界面的局部加速以及未钝化Ge丝中界面的大跳跃的出现，而在表面上具有Al 2 O3保护壳的丝中观察到反应界面的平滑推进。仔细控制交换反应的各个方面，我们展示了一个制造过程相结合的非原位和原位加热技术，以精确控制和生产轴向Al/Ge/Al NW异质结构的超短Ge段下降到8纳…
2020-01-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Tracking solid oxide cell electrode microstructural evolution during annealing by scanning 3D X-ray diffraction microscopy
本研究使用空间分辨率达100 nm的S3DXRD技术监测Ni/YSZ固体氧化物电池退火过程中的微观结构演变，发现Ni相由晶粒生长驱动发生显著变化，最小晶粒在孔隙附近消失导致局部曲率减小，为提升器件长期稳定性提供了新见解。
2024-10-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Oxygen-induced in-situ manipulation of the interlayer coupling and exciton recombination in Bi2Se3/MoS2 2D heterostructures
2D异质结构不仅仅是母体2D材料的总和，而且是层间耦合的产物，这可以诱导新的性质。在本文中，我们提出了一种方法来调整层间耦合的Bi_2Se_3/MoS_2二维异质结构，通过调节空气中的氧的存在，同时施加激光或热能。我们的数据表明层间耦合是通过氧分子的扩散嵌入和脱嵌来调节的。当一层Bi 2Se 3生长在单层MoS 2上时，形成了有影响力的层间耦合，其猝灭了签名光致发光（PL）峰。然而，在氧存在下的热退火破坏了层间耦合，促进了MoS 2 PL峰的出现。DFT计算预测，插层氧使层间分离增加约17%，破坏了层间耦合并诱导层表现出更电子独立性。然后可以通过在N2或Ar中热退火来恢复层间耦合，其中峰将重新淬灭。因此，这是一个有趣的氧诱导的“非辐射”和“辐射”激子复合之间的切换。这种切换也可以使用低功率聚焦激光器局部、可控且可逆地完成，同时将环境从纯N2改变为空气。这允许以亚微米空间分辨率精确地操纵层间耦合，促进其发射强度可以精确地变化超过200倍的因子的位点可编程2D发光像素。我们的研究结果表明，这些原子薄的二维异质结构可能是氧传感的优秀候选人。
2019-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Oxygen passivation mediated tunability of trion and excitons in MoS$_2$
使用宽光谱范围的原位椭圆偏振光谱仪与系统的超高真空退火和原位暴露于氧气，我们报告了复杂的介电功能的MoS $_2$隔离环境的影响，并揭示了未钝化和钝化的硫空位的关键作用。在退火时，介电函数中的A（$1.92$ eV）和B（$2.02$ eV）激子峰的光谱权重显著降低，伴随着宽能量范围内的光谱权重转移。有趣的是，原始光谱权重恢复后，受控的氧气暴露。这种可调谐的激子效应可能是由于钝化和重新出现的带隙状态在氧吸附和脱附过程中，分别由从头计算密度泛函理论计算结果表明。这项工作揭示并强调了吸附氧在MoS $_2$的光谱和多体相互作用中的重要作用。
2017-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Nanoscale graphitization and defect evolution in silicon-vacancy center-containing nanodiamonds under high-pressure high-temperature annealing
Chimie ParisTech, UMR CNRS 8247, PSL Research University（巴黎化学研究院）；Synchrotron SOLEIL（索雷尔同步辐射中心）；University of Ottawa（渥太华大学）
该研究通过原位同步辐射X射线衍射确定了含SiV色心的纳米金刚石高温高压退火的石墨化阈值，建立了规避石墨化的工艺窗口，改善了其光学响应以用于量子技术。
2026-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
