Non-polar (11-20) InGaN quantum dots with short exciton lifetimes grown by metal-organic vapor phase epitaxy
我们报告的非极性a-平面InGaN量子点（QD）的光学特性的金属有机气相外延生长使用短氮退火处理在生长温度。在8 K温度下，通过阴极发光实现了量子点的空间和光谱映射。量子点的显微光致发光研究揭示了分辨率有限的尖锐峰，在4.2 K时具有1 meV的典型线宽。时间分辨光致发光研究表明，这些量子点中的激子具有538 ps的典型寿命，比c-平面量子点的寿命短得多，这是内部电场显著抑制的有力证据。
2013-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Rotationally Aligned Hexagonal Boron Nitride on Sapphire by High-Temperature Molecular Beam Epitaxy
采用超高温分子束外延（MBE）技术在蓝宝石衬底上生长了六方氮化硼（hBN）薄膜。已经探索了宽范围的衬底温度和硼通量，揭示了在高衬底温度（$>$ 1600 $^\circ$ C）和低硼通量（$\sim1\times10^{-8}$ Torr束等效压力）下生长高结晶质量的hBN层。\emph{In-situ}反射高能电子衍射（RHEED）揭示了具有$60^\circ$旋转对称性和hBN的$[11\bar20]$轴平行于蓝宝石衬底的$[1\bar100]$轴的hBN层的生长。不同于粗糙，多晶薄膜先前报道，原子力显微镜（AFM）和透射电子显微镜（TEM）表征这些薄膜表现出光滑，分层，几纳米hBN薄膜的氮化蓝宝石衬底上。这种通过分子束外延实现高质量hBN生长的示范是将其整合到现有外延生长平台、应用和技术中的一步。
2019-06-17 cond-mat.mtrl-sci
Hydride Vapor Phase Epitaxy of GaN on Silicon Covered by Nanostructures
采用两步氢化物气相外延（HVPE）工艺在硅衬底上沉积了几十个$μ$ m GAN。衬底已被覆盖的AlN层和GAN纳米结构生长的等离子体辅助分子束外延。在第一个低温（低T）HVPE步骤，堆垛层错（SF）的形式，显示出不同的发光线和条状特征的阴极射线发光图像的横截面的层。这些阴极射线发光的功能允许洞察到的生长过程。在第二高温（高T）步骤期间，SF消失，并且GAN层的这部分的发光由施主束缚激子主导。对于由薄AlN缓冲层和GAN纳米结构组成的模板，没有观察到通过HVPE生长的GAN中的硅掺入。此外，（高T）HVPE步骤的生长模式取决于AlN/GAN模板的具体结构，其中在第一种情况下，外延由缓慢生长的刻面的形成主导，而在第二种情况下，外延直接沿着c轴进行。
2016-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetism in (In,Mn)As alloy thin films grown by metalorganic vapor phase epitaxy
研究了In_（1-x）Mn_xAs薄膜的铁磁特性。室温铁磁秩序观察到名义上的单相薄膜与x = 0.01-0.10。磁化强度测量表明，这些In 1-xMnxAs样品的居里温度为333 K。居里温度与Mn浓度无关。随温度变化的磁化强度的大小的饱和磁化强度和微观结构的数据表明，在单相薄膜的高温铁磁性的来源是不属于MnAs纳米沉淀。高的转变温度归因于近邻Mn对的存在。
2003-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Photoluminescence enhancement in quaternary III-nitrides alloys grown by molecular beam epitaxy with increasing Al content
该研究测量了分子束外延生长的四元III族氮化物合金的光学特性，发现Al含量提升会通过增强激子局域化提升光致发光强度，为高效发光器件有源区选材提供了依据，并推导得到In相关弯曲参数。
2024-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetism in (In,Mn)As Diluted Magnetic Semiconductor Thin Films Grown by Metalorganic Vapor Phase Epitaxy
采用金属有机物气相外延（MOVPE）生长了In 1-xMn xAs稀磁半导体（DMS）薄膜。使用三羰基（甲基）锰作为Mn源。在生长温度Tg>475 ℃时，获得了Mn含量高达x=0.14的名义单相外延膜。对于较低的生长温度和较高的Mn浓度，纳米尺度的MnAs沉淀物中检测到的In 1-xMnxAs矩阵。利用超导量子干涉仪（SQUID）磁强计研究了薄膜的磁性。在x=0.1的样品中观察到室温铁磁有序。磁化强度测量表明居里温度为333 K，室温饱和磁化强度为49 emu/cm ^3。剩余磁化强度和矫顽场都很小，分别为10 emu/cm ^3和400 Oe。根据最近提出的几个磁性原子的小团簇形成理论，讨论了这种高温铁磁性的机制。
2002-05-28 cond-mat.mtrl-sci
Growth and Characterization of Metalorganic Vapor-Phase Epitaxy-Grown \b{eta}-(AlxGa1-x)2O3/\b{eta}-Ga2O3 Heterostructure Channels
本文报道了金属有机气相外延生长的\b{eta} -（AlxGa 1-x）2 O3/ \b{eta} -Ga 2 O3调制掺杂异质结的生长和表征。通过利用δ掺杂的\b{eta} -（AlxGa 1-x）2 O3势垒在异质结构中实现电子沟道。采用传输长度法、电容-电压法和霍尔法研究了电子沟道特性。在室温下测得霍尔片电荷密度为1.06 × 1013 cm-2，迁移率为111 cm 2/Vs。制造的晶体管显示出22 mA/mm的峰值电流和8 X IO 6的通断比。在室温下测得薄层电阻为5.3 kΩ/平方，其中包括来自\b{eta} -（AlxGa 1-x）2 O3中的平行沟道的贡献。
2020-12-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electronic transport properties of titanium nitride grown by molecular beam epitaxy
本研究探究MBE生长TiN薄膜的电子输运特性，通过调控生长温度获得高RRR的TiN薄膜，结合实验与第一性原理计算揭示其电子结构及超导相干性提升，为氮化物基超导材料在量子计算中的应用提供基础。
2025-04-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Molecular beam epitaxy synthesis of ternary nitride PrTaN$_2$ and its crystal structure determination
Basic Research Laboratories, NTT Inc.（NTT公司基础研究实验室）；SAGA Light Source（佐贺光源）
该研究通过分子束外延合成新型三元氮化物PrTaN₂，开发基于结构因子的拟合程序完成其晶体结构测定，为探索新型复杂氮化物材料提供了方法途径。
2026-08-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Molecular Beam Epitaxy growth of MoTe$_2$ on Hexagonal Boron Nitride
本文首次在六方氮化硼衬底上实现MoTe$_2$的分子束外延生长，并通过AFM和拉曼光谱揭示了2H与1T'相共存及退火对扩散常数的显著调控作用。
2023-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Controlled epitaxy of room-temperature quantum emitters in gallium nitride
School of Engineering, Cardiff University（卡迪夫大学工程学院）；Translational Research Hub（转化研究枢纽）；Department of Materials Science and Metallurgy, University of Cambridge（剑桥大学材料科学与工程系）
通过可控深度外延生长技术，在硅基板上实现室温高亮度氮化镓量子点的制备，具有强反束发射特性。
2026-01-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Hydride Vapor-Phase Epitaxy Reactor for Bulk GaN Growth
研制了一台用于生长直径为50 mm的GAN体晶的HVPE反应器。生长速率的不均匀性为1%，实现了使用轴对称的垂直气体注入器与驻点流。在反应器热区中使用耐化学性耐火材料代替石英。高容量的外部镓前体源被开发用于体GAN层的不停止生长。为了提高生长过程的重复性，采用了真空室和干燥原位生长室清洁技术。用该反应器生长了直径为50 mm的独立GAN晶体。
2019-12-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Kinetically Controlled Condensation Boundary Governing Indium Incorporation in InGaN Metal Organic Vapor Phase Epitaxy
Peking University（北京大学）；Nagoya University（名古屋大学）
结合原位同步辐射X射线晶体截断杆测量与二元Burton-Cabrera-Frank模型，量化InGaN生长中In掺入的非线性依赖关系，定义动力学控制的凝聚边界，为优化高In组分生长提供预测框架。
2026-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Growth and Characterization of Bulk Aluminum Nitride by Physical Vapor Transport
氮化物基材料技术发展中的一个主要问题是衬底的选择。这些层的结构和光学性质与外延生长中使用的衬底材料密切相关。关键问题包括衬底和外延层的晶格匹配以及衬底和外延层之间的热膨胀差异。由于氮在氮化镓（GAN）上具有极高的蒸气压，因此很难生产纯GAN衬底，目前几乎所有的氮化物基器件都是通过在蓝宝石或碳化硅（SiC）上异质外延来制造的。或者，AlN具有显著较低的氮蒸气压，并且可以以块体形式生长。在本文中，我们报告了我们的结果，在AlN的生长的物理气相传输。建立了一个理论模型来研究生长过程，以确定最佳的生长参数。研究了几种不同的晶种，奇异的6 H-SiC、3.50离轴6 H-SiC和80离轴4 H-SiC，以及通过氢化物气相沉积在硅衬底上生长的AlN（随后通过蚀刻去除硅衬底）。俄歇电子显微镜，透射电子显微镜，和各种X射线衍射技术被用来研究生长的样品。
2002-04-13 cond-mat.mtrl-sci
Delta-doped \b{eta}-Ga2O3 thin films and \b{eta}-(Al0.26Ga0.74)2O3/\b{eta}-Ga2O3 heterostructures grown by metalorganic vapor-phase epitaxy
我们报道了使用硅烷前体的金属有机气相外延生长的\b{eta} -Ga 2 O 3薄膜的硅δ掺杂。δ掺杂\b{eta} -Ga 2 O 3外延膜的特征在于使用电容-电压分布和二次离子质谱。测量了电子面电荷密度在2.9e12 cm-2至8 e12 cm-2范围内，半峰半宽在6.2 nm至3.5 nm范围内。我们还利用δ掺杂的\b{eta} -（Al0.26Ga0.74）2 O3/ \b{eta} -Ga 2 O3异质结证实了高密度（6.4e ~（12）cm ~（-2））的简并二维电子气，总电荷还可能包括\b{eta} -（Al0.26Ga0.74）2 O3合金势垒中平行沟道的贡献.
2020-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Chemical Vapor Deposition-Assembled Graphene Field-Effect Transistor on Hexagonal Boron Nitride
我们研究了通过化学气相沉积（CVD）组装的单层石墨烯的关键电学性质，这些电学性质受支撑衬底材料的影响。石墨烯场效应晶体管（GFET）的碳沟道直接放置在六方氮化硼（h-BN）和SiO2，分别。与SiO2衬底相比，h-BN衬底的小信号载流子迁移率（gm）和有效载流子迁移率（μeff）分别提高了8.5倍和4倍。与在SiO2上具有剥离的石墨烯的GFET相比，从在h-BN衬底上具有CVD石墨烯的器件测量的gm和μeff表现出相当的值。实验表明，采用h-BN作为大面积碳电子学的平台材料的潜力。
2011-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Enabling III-V-based optoelectronics with low-cost dynamic hydride vapor phase epitaxy
由于各种原因，包括性能和成本，硅是许多半导体器件应用中的主要半导体。与硅相比，III-V族材料具有更高的性能，但由于缺乏低成本，高质量的生产技术，目前它们被降级为高价值或利基市场的应用。在这里，我们提出了一种先进的III-V族材料合成使用氢化物气相外延，有可能降低III-V族半导体沉积成本的数量级，同时保持必要的光电材料的质量，使III-V族为基础的技术，以超越硅。我们证明了这一进步的影响，通过解决使用III-V在陆地photopolics，一个高度成本约束的市场。低成本III-V族沉积技术的出现将使III-V族电子和光电器件及其带来的所有好处渗透到整个现代社会。
2018-11-15 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Island dynamics and anisotropy during vapor phase epitaxy of m-plane GaN
使用在原位掠入射X射线散射，我们已经测量了漫散射从岛，形成在GAN的（1010）m-平面表面上的金属有机物气相外延逐层生长过程中。漫散射在倒易空间中在（0001）面内方向上延伸，表明具有沿[1 $\overline{2}$ 10]伸长并沿[0001]紧密间隔的岛的强各向异性。这是证实了淬火样品的原子力显微镜。岛屿的特点是作为一个函数的增长率G和温度。在第一单层的生长过程中观察到的沿[0001]的岛间距服从幂律依赖于生长速率G $^{-n}$，具有指数$n = 0.25 \pm 0.02$。结果与最近的动力学蒙特卡罗模拟，表明细长的岛屿的结果从占主导地位的各向异性的台阶边缘能量，而不是从表面扩散各向异性。观察到的幂律指数可以用一个简单的稳态模型来解释，该模型给出n = 1/4。
2017-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced optical properties of MoSe$_2$ grown by molecular beam epitaxy on hexagonal boron nitride
本研究通过分子束外延在六方氮化硼上生长单层MoSe$_2$，实现窄至5.5 meV的低温光致发光线宽，并观察到室温发光及激子特征，为集成电子器件奠定基础。
2024-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Surface organization of homoepitaxial InP films grown by metalorganic vapor-phase epitaxy
我们提出了一个系统的研究的形貌同质外延InP薄膜生长的金属有机气相外延，这是与非原位原子力显微镜成像。这些薄膜显示出不同的表面形貌作为生长条件和衬底的函数（生长温度，V/III比，以及错切角<0.6度和朝向A或B位点的取向）的戏剧性范围，从稳定的阶梯流动到先前未报道的强阶梯聚束，高度超过10 nm。这些观察结果表明，最佳质量的外延层的生长参数的窗口。我们还提出了一个理论模型，这些增长模式，考虑到沉积，扩散和分子前体的解离，以及扩散和步骤纳入前体释放的原子。该模型再现了台阶流和台阶聚束的实验条件，台阶聚束的不稳定性是由台阶边缘上下分子解离的差异引起的，正如前面对GaAs（001）所讨论的那样。
2012-11-01 cond-mat.mes-hall 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
Boron Nitride Substrates for High Mobility Chemical Vapor Deposited Graphene
化学气相沉积（CVD）石墨烯通常作为石墨烯器件制造的可扩展解决方案呈现，但迄今为止，这种石墨烯表现出比通过剥离产生的石墨烯更低的迁移率。使用氮化硼底层，我们实现了高达37，000 cm^2/Vs的迁移率，比通常报道的CVD石墨烯高一个数量级，并且优于大多数剥离的石墨烯。该结果表明，可扩展的高迁移率CVD石墨烯的障碍不是生长技术，而是选择使载流子散射最小化的衬底。
2011-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-Yield Proximity-Induced Chemical Vapor Deposition of Graphene Over Millimeter-Sized Hexagonal Boron Nitride
我们提出了一种在六方氮化硼（h-BN）晶体上通过化学气相沉积石墨烯的无转移制备方法，该方法通过催化邻近效应，即通过Cu催化剂附近活化。我们证明了完全覆盖由单层石墨烯的半毫米大小的六方氮化硼晶体剥离在铜箔上生长之前。我们证明了铜催化剂的接近确保了高收率，生长速率估计在2μm/min至5μm/min之间。光学显微镜和电子显微镜以及共焦显微拉曼映射证实，石墨烯覆盖了h-BN晶体的顶表面，我们认为这是从支撑催化铜衬底的横向生长。原位生长的石墨烯的结构和电子输运表征呈现出约20，000 cm 2/（V.s）的电子迁移率。与通过将类似的CVD石墨烯手动转移到h-BN上获得的石墨烯/h-BN堆叠体的比较证实了自组装结构所达到的更好的中性。
2017-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Low Temperature Homoepitaxy Of (010) $β$-Ga$_2$O$_3$ By Metalorganic Vapor Phase Epitaxy : Expanding The Growth Window
在这项工作中，我们报告的高迁移率$β$ -镓$_2$ O $_3$同质外延薄膜的生长温度远低于传统的生长温度窗口的金属有机气相外延生长。在600 $^{\circ}$ C下在Fe掺杂的（010）块体衬底上生长的低温$β$-Ga $_2$ 0 $_3$薄膜表现出显著的结晶质量，这从对于非故意掺杂的膜的186 cm $^2$ /Vs的测量的室温霍尔迁移率是明显的。通过使用Si作为掺杂剂来实现N型掺杂，并且研究了在2 $\times$ 10 $^{16}$ - 2 $\times$ 10 $^{19}$ cm $^{-3}$范围内的可控掺杂。硅掺入和激活的研究通过比较硅浓度从二次离子质谱（SIMS）和电子浓度从随温度变化的霍尔测量。即使在该生长温度下，膜也表现出高纯度（低C和H浓度）和非常低浓度的补偿受体（2 $\times$ 10 $^{15}$ cm $^{-3}$）。此外，通过在较低温度下生长，证明了具有$\sim$ 5 nm/dec的正向衰减的突变掺杂分布（与在810 $^{\circ}$ C下生长的薄膜所观察到的相比提高了10倍）。
2020-08-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
CBVB-nH complexes as prevalent defects in metal-organic vapor-phase epitaxy-grown hexagonal boron nitride
Warsaw University of Technology（华沙理工大学）；Center for Physical Sciences and Technology (FTMC)（物理与工程技术中心）
研究通过从头计算探讨了CBVB-nH复合物的热力学稳定性及光学性质，揭示其在氮气富集条件下形成机制，并解释了1.90 eV和2.24 eV发射峰的起源。
2025-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Metalorganic chemical vapor deposition of hexagonal boron nitride on (001) sapphire substrates for thermal neutron detector applications
本文报道了六方氮化硼（hBN）的生长和表征及其在固态热中子探测中的应用。在1350 ℃的温度下通过金属有机化学气相沉积在蓝宝石衬底上生长hBN外延层。从（002）hBN平面在26.7度的2 θ角处的X射线衍射峰显示这些膜的c-晶格常数为6.66 μ m。在1370.5/cm处有一个强峰对应于hBN的高频拉曼激活模。制造基于hBN的固态中子探测器，并且用具有1 mm的电极间距和2.5微米的hBN厚度的金属-半导体-金属配置进行测试。制作的探测器对深紫外光也有很强的响应。本征热中子探测效率为0.86%，这是接近理论预期的效率为0.87%。这些结果表明，外延hBN薄膜是有前途的热中子探测应用。
2016-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Chemical Vapor Deposition of Nitrides by Carbon-free Brominated Precursors
Fraunhofer Institute for Applied Solid State Physics IAF（弗劳恩霍夫应用固态物理研究所）
本研究采用无碳溴化前驱体进行氮化物化学气相沉积，以减少碳相关缺陷并提升高频高功率器件性能。
2025-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Pulsed-mode metalorganic vapor-phase epitaxy of GaN on graphene-coated c-sapphire for freestanding GaN thin films
本文提出在石墨烯涂覆的c面蓝宝石上采用脉冲模式金属有机气相外延生长高质量GaN薄膜，并通过机械剥离制备自支撑GaN，用于可转移LED器件。
2023-12-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Structural and Magnetic Phase Transitions in Chromium Nitride Thin Films Grown by RF Nitrogen Plasma Molecular Beam Epitaxy
研究了射频等离子体分子束外延（RF-plasma-molecular beam epitaxy，RF-MBE）生长在MgO（001）衬底上的CrN薄膜的磁结构相变。当仍然在真空环境中的MBE生长后，$\it in-situ$低温扫描隧道显微镜，$\it in-situ$可变低温反射高能电子衍射，揭示了一个原子级光滑和金属CrN（001）表面，和$\it in-plane$结构的转变，从1 $\times$ 1（原始CrN晶胞）到$\mathrm{\sqrt{2}\times\sqrt{2}-R45^\circ}$的转变温度为$\sim$ 278 K，分别。还进行了$\it Ex-situ$温度相关测量，包括X射线衍射和中子衍射，观察结构峰，同样揭示了沿[001]和[111] $\it out-of-plane$方向的一级结构转变，转变温度分别为256 K和268 K。转向磁峰，中子衍射证实了一个明确的磁过渡，从顺磁性在室温下的反铁磁性在低温下与尖锐的，一阶相变和N $é$ EL温度为270 K或280 K的两种不同的膜。除了结构和磁有序的实验测量，我们还讨论了第一性原理理论计算，探索各种可能的磁结构模型的结果。
2017-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Delta-doped \b{eta}-Ga2O3 Films With Low FWHM Charge Profile Grown By Metalorganic Vapor-Phase Epitaxy
本文报道了用低温MOVPE法生长低半高宽的硅δ掺杂\b{eta} -Ga_2 O_3薄膜。使用二次离子质谱、电容电压和霍尔技术对生长的薄膜进行了表征。二次离子质谱测量表明，表面偏析是MOVPE生长薄膜大半峰宽的主要原因。观察到表面偏析系数（R）随着生长温度的降低而降低。在600 °C下生长的膜显示出9.7 X 1012 cm-2的电子浓度和3.2nm的FWHM。外延膜的高分辨率扫描/透射电子显微镜没有揭示δ片层和周围区域的晶体质量的任何显著的可观察到的退化。在Fe掺杂衬底上的δ掺杂膜的霍尔测量显示，薄层电荷密度为6.1 × 1012 cm-2，载流子迁移率为83 cm 2/V. s。在MOVPE生长的\b{eta} -Ga 2 O 3中实现尖锐的delta掺杂分布对于高性能器件应用是有希望的。
2020-08-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Effect of the growth temperature and the AlN mole fraction on In incorporation and properties of quaternary III-nitride layers grown by molecular beam epitaxy
该研究探究了生长温度和AlN摩尔分数对等离子体辅助分子束外延生长的四元III族氮化物InₓAlᵧGa₁₋ₓ₋ᵧN层中In掺入及性能的影响，明确了In掺入的变化规律与材料结构、光学特性的关联。
2024-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Direct synthesis and chemical vapor deposition of 2D carbide and nitride MXenes
本文提出通过金属与金属卤化物同石墨、甲烷或氮气反应直接合成MXenes的可扩展方法，并实现CVD生长MXene地毯及球晶状形貌，所得材料在锂离子存储中表现优异。
2023-05-27 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Step-directed Epitaxy of Uni-directional Hexagonal Boron Nitride on Vicinal Ge(110)
本研究利用邻位Ge(110)原子台阶导向CVD外延，制备单方向排列的大规模单层单晶hBN，并通过逐层组装获得洁净界面、可提升石墨烯与MoS₂载流子输运。
2025-07-25 cond-mat.mtrl-sci
Impact of Nitrogen incorporation on pseudomorphic site-controlled quantum dots grown by Metalorganic Vapour Phase Epitaxy
本文报道了在GaAs（111）B衬底上用金属有机物气相外延生长的稀释氮化物InGaAs_（1-y）N_y /GaAs（y<<1）金字塔形位控量子点的一些令人惊讶的光学性质。显微光致发光表征显示反束缚激子/双激子行为，激子寿命的传播，否则非常均匀的样品，与意想不到的长中性激子寿命（高达7纳秒）和几乎为零的精细结构分裂的大多数点。
2011-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Grain Boundaries in Chemical Vapor Deposited Atomically Thin Hexagonal Boron Nitride
用于技术应用的大面积二维（2D）材料现在可以通过化学气相沉积（CVD）来生产。不幸的是，由于具有不同结晶取向的晶粒的聚结而普遍引入晶界（GB）。众所周知，材料的性能在很大程度上取决于GB结构。本文利用透射电子显微镜对CVD生长的h-BN多晶单层膜中的GB结构进行了系统的研究。有趣的是，这些GB中的大多数都是通过相邻晶粒之间的重叠形成的，这与在其他2D材料中通常观察到的共价键合的GB不同。进一步的密度泛函理论（DFT）计算表明，氢在重叠GB的形成中起着至关重要的作用。本工作对CVD生长h-BN薄膜中晶界的微观结构和形成机制有了深入的了解，对大面积单晶h-BN和其他二维材料的精确控制合成具有指导意义。
2018-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Chiral Epitaxy: Enantioselective Growth of Chiral Nanowires on Low-Symmetry Two-Dimensional Materials
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Federal University of ABC（ABC联邦大学）；State University of Campinas（坎皮纳斯州立大学）；De Shalit High School（德沙拉希特高中）；Tel Aviv University（特拉维夫大学）
研究通过气相合成在低对称二维材料ReSe2上实现手性纳米线的定向生长，揭示了手性由核化时Te异构体与手性基底界面能差决定，为半导体和量子制造提供无溶剂路线。
2026-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Electrical homogeneity of large-area chemical vapor deposited multilayer hexagonal boron nitride sheets
六方氮化硼（h-BN）是具有优异介电性能的二维（2D）层状绝缘体，其提供与其他2D材料（例如石墨烯、MoS 2）的优异相互作用。大面积h-BN可以通过化学气相沉积（CVD）容易地在金属衬底上生长，但是局部不均匀性对h-BN的电性能的影响及其在电子器件中的作用是未知的。在这里，它示出的多晶Pt上生长的h-BN叠层的电性能变化很大，取决于Pt晶粒的结晶取向，但在相同的晶粒内的h-BN的电性能是非常均匀的。原因在于CVD生长的h-BN叠层的厚度在每个Pt颗粒上不同。导电原子力显微镜（CAFM）的地图显示，在h-BN堆栈的隧道电流波动高达3个数量级，从一个Pt颗粒到另一个。然而，探针台实验表明，在相同的Pt晶粒内制造的电子器件的可变性是令人惊讶的小。由于尖端电子器件是超尺度的，并且由于金属衬底晶粒的尺寸可以容易地超过100 μm（直径），CVD生长的h-BN堆叠可以用于制造具有低可变性的电子器件。
2018-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Ultrathin film of 3D topological insulators by vapor-phase epitaxy: Surface dominant transport in wide temperature revealed by Seebeck measurement
实现拓扑绝缘体（TI）在宽温区的本征表面优势输运是推动TI向未来电子学方向发展的重要前沿研究课题。本文报道了用物理气相沉积法生长的高质量Bi 2-xSbxTe 3-ySey（BSTS）单晶薄膜，系统测量了纵向电输运、Shubnikov-de-Haas（SdH）量子振荡、霍尔系数（R_H^2D）和塞贝克系数随薄膜厚度（d）和温度的变化。的厚度依赖性的片电导和塞贝克系数清楚地表明，通过减少膜厚度的半导体空穴载流子的体状态的抑制，达到在DC=14 nm以下的表面占主导地位的运输。本文用R_H^2D（n_Hall^2D）和SdH（n_SdH）两种方法对如何抑制流动载波数（n）的贡献作了定量的讨论。有趣的是，n_Hall^2D的值接近直流以下n_SdH的两倍。虽然R_H^2D在整个温度范围内都是负的，但当d较厚时，在高温下可以清楚地观察到S从负极性到正极性的变化。我们指出，在R_H^2D和S之间观察到的这种不一致性是3D-TI中固有的，其根源是体和拓扑表面之间载流子迁移率的巨大差异。我们认为，即使在没有磁场的情况下，Seebeck系数也可以成为一种方便而有力的工具来评估3D-TI中拓扑表面的本征载流子浓度。
2018-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Vapor phase epitaxy of antimonene-like nanocrystals on germanium by an MOCVD process
本文提出在 Au 纳米颗粒辅助的 Ge（111）表面上用 MOCVD 外延生长类锑烯纳米晶，并结合显微分析与从头算阐明其生长机制。
2023-07-15 cond-mat.mtrl-sci
Dynamics of Atomic Steps on GaN (0001) during Vapor Phase Epitaxy
GAN（0001）表面的形貌图像通常显示半晶胞高度的台阶，这些台阶将具有交替的大宽度和小宽度的台阶序列分开。这可以通过纤锌矿晶体结构的$αβαβ$堆叠序列来解释，其导致对于最低能量阶梯方位角具有交替的$A$和$B$边缘结构的阶梯，即垂直于$[0 1 \bar{1} 0]$型方向的阶梯。在$A$和$B$步骤的吸附原子附着动力学的预测差异将导致交替的$α$和$β$平台宽度。然而，由于难以通过实验鉴定哪一步是$A$或$B$，因此不可能确定它们行为的绝对差异，例如哪一步具有较高的吸附原子附着速率常数。在这里，我们表明，表面X射线散射可以测量的$α$和$β$梯田的分数，从而明确区分的生长动力学的$A$和$B$步骤。我们首先提出的GAN晶体截断棒（CTR）的强度分布的计算，表现出显着的依赖于$α$平台分数$f_α$。然后，我们提出的表面X射线散射测量进行\textit{in situ}在（0001）GAN的气相外延同质外延生长。通过分析$(1 0 \bar{1} L)$和$(0 1 \bar{1} L)$ CTR的形状，我们确定稳态$f_α$在较高的生长速率下增加，表明在$A$步骤的附着速率常数高于在$B$步骤的附着速率常数。我们还观察了生长条件改变后$f_α$的动力学。使用Burton-Cabrera-Frank模型对具有交替台阶类型的表面的结果进行分析，以提取$A$和$B$台阶的动力学参数…
2020-07-09 cond-mat.mtrl-sci
Groove-shaped defects in as-grown (001)-oriented $β$-Ga$_2$O$_3$ epilayers prepared by halide vapor phase epitaxy
Mie University（三重大学）；Japan Fine Ceramics Center（日本精细陶瓷中心）
本研究通过同步辐射X射线形貌和电子显微镜，揭示了卤化物气相外延生长的β-Ga2O3外延层中沟槽状缺陷的形貌、形成机制，发现其与晶圆曲率和表面台阶供给相关，而非衬底位错所致。
2026-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Decomposition, diffusion, and growth rate anisotropies in self-limited profiles during metalorganic vapor-phase epitaxy of seeded nanostructures
我们提出了一个模型的基本现象之间的相互作用，负责形成纳米结构的金属有机气相外延图案（001）/（111）B GaAs衬底。实验已经证明，V形槽量子线和金字塔量子点的形成是分别在V形槽和倒金字塔的底部形成的自限制轮廓的结果。我们的模型是基于一个系统的反应扩散方程，一个为每个晶体方面，定义的模式，并包括第三组前体，其分解和扩散动力学（我们讨论的实验证据），以及随后的扩散和合并动力学的第三组原子释放的前体。这种方法可以适用于任何方面的配置，包括金字塔量子点，但我们专注于V型槽模板的特殊情况下，并提供了一个解释的自限性的配置文件和Ga偏析中观察到的V型槽。前体分解动力学和原子物种的扩散的明确包括修改和概括Basiol等人的早期工作。81，2962（1998）; Phys.Rev.B65，205306（2002）]，并且被证明对于获得自限性生长的完整描述是必不可少的。方程组的解产生空间分辨的吸附原子浓度，从该浓度计算平均小面生长速率。这为确定产生自限性生长的条件提供了基础。先前用于解释MOVPE期间邻位GaAs（001）的生长模式和用V形槽图案化的邻位表面的脊上的台阶边缘轮廓的前述方案可用于描述由不同刻面组成的任何模板的形态演变。
2011-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Diffusion of Mn in gallium nitride: Experiment and modelling
对结构均匀性的控制对于三元氮化物化合物至关重要-由于其在光电子学和高功率/高频电子学中无与伦比的适用性，三元氮化物化合物是仅次于Si的第二重要的半导体材料类别。因此，研究影响材料晶体结构的可能机制是及时的。本文研究了Mn注入有机金属气相外延生长的GAN和分子束外延生长的（Ga，Mn）N固溶体两种外延层中Mn在氮化镓中的扩散机制。通过二次离子质谱法确定Mn扩散的程度。在无限源扩散的框架中的注入样品中的Mn分布的分析导致建立的指前因子DO = 2x 10 -4 cm 2/s和扩散激活能EA = 1.8 eV描述的Mn在GAN中的扩散系数的第一次。基于这些值的Mn从（Ga，Mn）N层的向外扩散的建模又允许提供对普遍观察到的Mn在（Ga，Mn）N中的近表面相当大的耗尽的起源的解释，所述耗尽是由Mn氧化物和相应地在表面上形成的空间电荷层阻挡Mn向外扩散而产生的。
2018-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric AlBN Films by Molecular Beam Epitaxy
本研究通过分子束外延在Nb2N电极上生长AlBN薄膜，发现其具有铁电性，剩余极化15 uC/cm2，矫顽场1.45 MV/cm，因漏电导致唤醒不完整，但保留AlN超宽带隙，可外延集成于GaN/AlN，为电子、光子和存储器件提供新机遇。
2024-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Illumination and annealing characteristics of two-dimensional electron gas systems in metal-organic vapor-phase epitaxy grown AlGaN/AlN/GaN heterostructures
研究了两种不同Al组分（x=0.15和x=0.25）的AlGaN/AlN/GAN异质结的持续光电导（PPC）效应。利用Shubnikov-de Haas和Hall测量方法研究了AlN/GAN异质界面处形成的二维电子气。利用光学照射，我们能够将Al 0.15 Ga 0.85 N/AlN/GAN样品的载流子密度从1.6 × 10 ^{12} cm^{-2}增加到5.9 × 10 ^{12} cm^{-2}，同时在T = 1.6 K时电子迁移率从9540 cm 2/Vs增加到21400 cm 2/Vs。在这两个样品中的持续光电流表现出强烈的依赖于照明波长，是最高的接近带隙和降低在较长的波长。PPC效应对于长于530 nm的照明波长变得相当弱，并且在光谱的红外区域（>700 nm）中显示出具有初始负光电导的更复杂的响应。Al0.25Ga0.75N/AlN/GAN和Al0.15Ga0.85N/AlN/GAN样品在390 nm照射下的最大PPC效率分别为0.011%和0.005%。在光照后，可以通过退火样品来降低载流子密度。在20-280 K温度范围内研究了PPC效应的退火特性。我们发现，在280 K退火是不足以完全恢复的载流子密度。事实上，即使在室温下，PPC效应也发生在这些样品中。比较两种样品的测量结果，Al0.25Ga0.75N/AlN/GAN样品具有较大的光照响应，并显示出较小的恢复与…
2006-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Chemical vapor deposition of hexagonal boron nitride and its use in electronic devices
电介质是用于许多不同电子设备的绝缘材料，并在所有这些设备中发挥重要作用。目前先进的电子器件使用具有高介电常数的介电材料，并避免高泄漏电流。然而，这些材料显示出一些固有的问题，并且与相邻材料的不良相互作用。因此，为当前和未来的电子设备寻找合适的介电材料的竞赛仍然是开放的。在这种情况下，二维[2D]材料已成为一个重要的选择，不仅由于其先进的性能，而且由于可扩展的合成方法的发展。石墨烯是电子设备中探索最多的2D材料。然而，石墨烯没有带隙，因此不能用作电介质。MoS 2和其他2D过渡金属二硫属化物（TMD）是半导体2D材料，可以在电子器件中提供更多的通用性。在这篇博士论文中，我研究了单层和多层六方氮化硼（h-BN）作为电子器件电介质的用途，因为它是一种带隙为~5.9 eV的二维材料。我的工作主要集中在使用化学气相沉积合成h-BN，研究其在纳米尺度下的内在形态和电学性质，以及其在不同电子器件（如电容器和忆阻器）中作为电介质的性能。总的来说，我们的实验表明h-BN是一种非常可靠的介电材料，并且它可以成功地用于电容器和忆阻器。此外，h-BN还显示出传统MOSFET中从未观察到的额外性能，例如易失性电阻开关，这也可能为新的应用打开大门。
2018-11-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Structural and electrical properties of fiber textured and epitaxial molybdenum thin films prepared by magnetron sputter epitaxy
本文系统研究生长温度对纤维织构与外延AlN上磁控溅射Mo薄膜结构及电学性能的影响，揭示晶粒尺寸和晶界类型对电阻率的作用规律。
2024-10-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Optical and structural properties of Si doped $β$-Ga$_2$O$_3$ (010) thin films homoepitaxially grown by halide vapor phase epitaxy
报道了在（010）取向的$β$ -Ga $_2$ O $_3$衬底上用HVPE法生长的Si掺杂的$β$-Ga $_2$ O $_3$薄膜的光学、电学和结构特性.我们的结果表明，尽管生长速率比MOCVD快一个数量级以上，但使用该技术可以在载流子浓度为1.3 $\times$ × 10 $^{17}$ cm $^{-3}$下获得迁移率值高达95 cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$的膜，其中所有Si掺杂的样品显示出n型行为，载流子浓度在10 $^{17}$至10 $^{19}$ cm $^{-3}$的范围内。所有样品显示出相似的室温光致发光，只有具有最低载流子浓度的样品显示出蓝色发光的存在，并且拉曼光谱仅显示出属于$β$-Ga $_2$ O $_3$的声子模式，表明Ga $_2$ O $_3$膜是相纯的并且具有高晶体质量.我们进一步评估了薄膜的外延质量进行掠入射X射线散射测量，这使我们能够区分散装和薄膜的贡献。最后，使用ALD HfO $_2$制造MOS电容器以执行C-V测量。从C-V特性中提取的载流子浓度和介电值与霍尔探针测量结果吻合得很好。这些结果表明HVPE具有产生器件质量的$β$-Ga $_2$ O-$_3$膜的强大潜力，其可用于开发用于高功率电子应用的垂直器件。
2019-06-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Self-assembled nano-columns in Bi2Se3 grown by molecular beam epitaxy
通常假定通过物理气相沉积技术生长的层状范德华（vdW）材料在生长期间与衬底具有弱相互作用。这导致具有相对小的域的膜，所述域通常是三角形和阶梯状形态。在本文中，我们证明了Bi_2Se_3，一种典型的VDW材料，当生长在GaAs（001）衬底上时，将形成纳米柱形态。这种形态是由一个相对较强的膜/基板的相互作用，长吸附原子扩散长度，和高活性硒通量解释。这一发现为自组装VDW结构的生长铺平了道路，即使在没有应变的情况下。
2021-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Precisely aligned graphene grown on hexagonal boron nitride by catalyst free chemical vapor deposition
在没有金属催化剂的情况下在h-BN上生长精确取向的石墨烯是非常重要的，这允许以可控的方式研究石墨烯/h-BN异质结构的有趣的物理性质和器件。在这份报告中，这种异质结构的制造和原子分辨率扫描探针显微镜研究。观察到莫尔图案，并且莫尔干涉法的灵敏度证明石墨烯颗粒可以与下面的h-BN晶格精确对准，误差小于0.05度。莫尔条纹的出现清楚地表明石墨烯通过范德华外延锁定在h-BN中，其界面应力大大释放。值得注意的是，石墨烯晶粒的边缘主要沿着扶手椅方向取向。这种石墨烯薄片中的场效应迁移率在环境条件下超过20，000cm2/V. s。该工作为石墨烯在h-BN上的原子工程打开了大门，并为基于石墨烯/h-BN异质结构的基础研究和电子应用提供了启示。
2013-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Wafer-scale, epitaxial growth of single layer hexagonal boron nitride on Pt(111)
在2英寸Pt（111）/蓝宝石晶片上制备单层六方氮化硼。在1000和1300 K之间的工艺温度下，硼氮烷气相沉积的生长原位光电子产额测量研究。生长动力学在较高温度下较慢，并且遵循更适合于较高温度的双曲正切$^2$定律。用扫描低能电子衍射（x-yLEED）分析了h-BN/Pt（111）的晶体质量。这些数据表明外延对生长温度有很强的依赖性。主要结构是在9个Pt（1 $\times$ 1）晶胞上具有10个h-BN的对准重合晶格，并且遵循毫米尺度的衬底孪生。
2021-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Optimizing Metal-Organic Chemical Vapor Deposition for Ultrawide Band-Gap MgSiN2 Thin Films
本研究通过探索更高生长温度窗口优化 MgSiN2 薄膜的 MOCVD 生长工艺，在 GaN 衬底上成功实现高质量正交单晶外延，测得其超宽带隙，证实其与现有 III 族氮化物器件平台兼容。
2025-04-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Metal-organic chemical vapor deposition of MgSiN$_{2}$ thin films
本研究采用MOCVD技术在不同衬底上生长MgSiN₂薄膜，系统探究生长条件对薄膜的影响，成功制备出高质量单晶、带隙达6.13-6.27eV的超宽禁带II-IV族氮化物材料，为拓展III族氮化物兼容的材料平台提供了新方案。
2025-02-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Graphene growth on h-BN by Molecular Beam Epitaxy
采用固体碳源分子束外延技术在六方氮化硼（h-BN）片上生长单层石墨烯纳米结构。单层石墨烯的形成在拉曼光谱中是清楚明显的，其显示尖锐的光学声子带。原子力显微镜图像和拉曼图谱显示，石墨烯的生长取决于h-BN衬底的表面形貌。生长是由h-BN表面上的碳原子的高迁移率，在一种方式，这是一致的范德华外延。石墨烯层的成功生长取决于衬底温度，但与碳原子的入射通量无关。
2012-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
