In-situ growth optimization in focused electron-beam induced deposition
我们提出了一种进化遗传算法的应用程序，在原位优化的纳米结构制备的聚焦电子束诱导沉积。它使我们能够通过使用测量的原位电导率变化率的时间梯度作为算法的适应性参数来调整沉积物朝向最高电导率的性质。的前体W（CO）6以及后处理的Pt-C沉积物通过解离的MeCpPt（Me）3的程序的有效性。对于W（CO）6基结构，可以实现电导率增加一个数量级，而MeCpPt（Me）3的效果在很大程度上被抑制。所提出的技术可以应用于所有的束流诱导沉积过程，并具有很大的潜力，进一步优化或调整的参数制备的FEBID或相关技术的纳米结构。
2013-12-11 cond-mat.mtrl-sci
In situ Monitoring of Composition and Sensitivity to Growth Parameters of Pulsed Laser Deposition
复合氧化物钙钛矿因其具有多种功能特性而被广泛研究。当尺寸减小到外延薄膜和异质结构时，这些性质是经常可调的，并且薄膜结构固有的破坏性可导致新的、新颖的现象和性质的出现。然而，控制和利用这些结构的能力依赖于对生长过程的原子级理解和控制，由于缺乏合适的原位组成表征工具而具有挑战性。利用俄歇电子能谱和非原位薄膜X射线衍射研究了脉冲激光沉积SrTiO 3薄膜的成分与生长参数的关系，并通过简单的逃逸深度模型进行了验证。我们表明，这是一个合适的技术，用于监测沉积过程中发生的微妙的成分变化，具有广泛的影响，薄膜合成技术的持续发展。
2021-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Imaging Pulsed Laser Deposition oxide growth by in-situ Atomic Force Microscopy
为了可视化生长过程中的薄氧化膜的形貌，从而能够准实时地研究其生长行为，我们设计并集成了一个原子力显微镜（AFM）在脉冲激光沉积（PLD）真空设置。AFM扫描仪和PLD目标集成在一个单一的支撑框架，结合快速样品转移方法，使得原位显微镜可以在随后的沉积脉冲后使用。原位显微镜可在室温（RT）至高达700 $^\circ$ C和（工艺）压力范围从10 $^{-6}$ mbar至高达1 mbar的真空基础压力下操作，这是用于氧化物膜生长的典型PLD条件。该仪器的性能证明，通过解决典型的氧化物PLD生长条件下的晶胞高度，表面台阶和表面形貌。
2017-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Origin of the two-dimensional electron gas at LaAlO3/SrTiO3 interfaces: The role of oxygen vacancies and electronic reconstruction
原子缺陷和电子转移的相对重要性，解释在结晶LaAlO 3/SrTiO 3界面的导电性一直是一个争论的话题。金属界面上的非晶氧化物覆盖层SrTiO 3产生的类似的电子性能的问题，原来的极化突变模型。我们解决了这个问题的全面比较（100）-取向SrTiO 3基板与结晶和非晶覆盖层的LaAlO 3的不同厚度下制备不同的氧压。对于这两种类型的覆盖层，对于电导率的出现存在临界厚度，但是对于氧退火的结晶情况，其值总是4个晶胞（约1.6nm），而在非晶情况下，临界厚度可以根据沉积条件在0.5至6 nm的范围内变化。随后的离子铣削的覆盖层恢复氧退火的晶体异质结构的绝缘状态，但不是非晶的。氧后退火去除了氧空位，并且在非晶情况下界面变得绝缘。然而，具有结晶覆盖层的界面保持导电，具有降低的载流子密度。这些结果表明，当LaAlO 3覆盖层为非晶态时，氧空位是载流子的主要来源，而在未退火的晶态LaAlO 3/SrTiO 3异质结构中，氧空位和极化突变对界面电导率都有贡献，而在氧退火的晶态LaAlO 3/SrTiO 3异质结构中，极化突变单独对界面电导率有贡献.此外，我们发现，结晶的LaAlO 3层的结晶度是至关重要的极化突变机制的情况下，结晶LaAlO 3覆盖层。
2013-05-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fabrication of Nb/Al2O3/Nb Josephson Junctions using in situ Magnetron Sputtering and Atomic Layer Deposition
原子层淀积（ALD）技术为低缺陷密度隧道势垒的制备提供了一种很有前途的方法，并在高真空磁控溅射系统中实现了在超导体-绝缘体-超导体（SIS）约瑟夫森结中原位淀积ALD-Al_2 O_3隧道势垒。在Al润湿的Nb底部电极上生长光滑的ALD-Al 2 O3阻挡层，然后使用溅射生长顶部Nb电极。由这些三层制成的约瑟夫森结的电流-电压特性（IVC）的初步低温测量证实了ALD-Al 2 O 3阻挡层的完整性。然而，IcRN产品的交界处是远远小于预期的值从Ambegaokar-Baratoff公式表明一个显着的对断裂机制的接口。
2013-09-17 cond-mat.mtrl-sci
In situ Auger electron spectroscopy of complex oxide surfaces grown by pulsed laser deposition
本文报道了用脉冲激光沉积（PLD）法生长的复合氧化物薄膜表面的俄歇电子能谱（AES）。作者证明了该技术在研究化学成分的实用性，通过收集样品，如复合氧化物薄膜和单晶以及金属箔的元素的特征俄歇光谱。在薄膜的情况下，AES研究可以通过在沉积期间用反射高能电子衍射（RHEED）监测厚度以单个单元电池精度进行。作者解决了一些挑战，在实现原位和实时AES研究PLD生长的复合氧化物薄膜。持续的层-层PLD生长的CaTiO 3/LaMnO 3超晶格允许在生长过程中的深度分辨的化学成分分析。俄歇光谱的演变的元素从各个层被用来进行化学分析与单层深度分辨率。
2019-07-16 cond-mat.mtrl-sci
New approach for obtaining ceramic NASICON (Na$_3$Zr$_2$ (SiO$_4$)$_2$PO$_4$) films sintered in situ by a sol-gel method, using spray deposition and Near-Infra Red Sintering
本研究提出一种结合溶胶-凝胶喷雾沉积与近红外超快烧结的新方法，首次在约1000℃高温下原位制备出NASICON陶瓷薄膜，大幅缩短了制造时间。
2024-09-11 cond-mat.mtrl-sci
Cluster Beam Deposition and in situ Characterization of Carbyne-rich Carbon Films
用原位拉曼光谱研究了超音速团簇束沉积法制备的纳米结构碳膜。拉曼光谱显示形成的sp2固体与一个非常大的分数的sp-协调的碳炔物种显示在超高真空下的长期稳定性。不同的拉曼光谱的贡献，从聚炔和cumulene物种已被观察到。富碳薄膜的长期稳定性和在不同气体暴露下的行为已被表征，显示出不同的sp配置的不同演变。我们的实验证实了理论预测，并证明了容易产生稳定的富含卡宾的纯碳固体的可能性。sp2-sp网络的稳定性对天体物理学和新型碳基系统的产生具有重要意义。
2002-09-13 cond-mat.mtrl-sci
Integrating Atomic Layer Deposition and Ultra-High Vacuum Physical Vapor Deposition for In Situ Fabrication of Tunnel Junctions
原子层沉积（ALD）是一种很有前途的技术，用于在金属衬底上生长无杂质的原始金属，这对许多电子器件至关重要。隧道结是一个很好的例子，它需要在两个金属电极之间有一个典型厚度约为1 nm的无泄漏、无电介质隧道势垒。在使用ALD开发介电隧道势垒的过程中的挑战是控制介电层金属的成核，同时在金属表面处形成最少的天然氧化物，以获得隧道势垒和金属电极之间的高质量界面。这提出了将ALD与超高真空（UHV）物理气相沉积集成的关键需求。为了应对这些挑战，设计了一种粘性流动ALD室，并通过负载锁与UHV磁控溅射室连接。实施样品运输系统，用于在ALD室、装载锁室和溅射室之间进行原位样品转移。利用该集成ALD-UHV溅射系统制备了超导体-绝缘体-超导体（SIS）Nb/Al/Al 2 O3/NbJosephson隧道结，隧道势垒厚度从亚nm到~ 1 nm。采用椭圆偏振法、原子力显微镜和电输运测量法研究了使用Al润湿层引发ALD Al 2 O3隧道势垒的适用性。通过优化工艺条件，获得了无泄漏的SIS隧道结，证明了这种集成ALD-UHV溅射系统用于制造由金属-电介质-金属多层膜组成的隧道结和器件的可行性。
2014-05-05 cond-mat.mtrl-sci
Protective capping of topological surface states of intrinsically insulating Bi$_2$Te$_3$
我们已经将外延生长的元素Te确定为适合于保护本征绝缘Bi $_2$ Te $_3$的拓扑表面状态的覆盖材料。通过使用角分辨光电子能谱，我们能够表明，Te覆盖层留下的表面状态的色散带完好无损，它不改变的Bi $_2$ Te $_3$薄膜的化学势。从原位四点接触测量，我们观察到，覆盖膜的导电性仍然主要是由金属表面状态和覆盖层的贡献是次要的。此外，Te覆盖层可以在真空中退火去除，以产生即使在覆盖膜暴露于空气之后也处于其原始状态的清洁的Bi $_2$ Te $_3$表面。我们的研究结果将有助于明确和可靠的非原位实验的性质的Bi $_2$ Te $_3$表面态的非平凡拓扑结构。
2015-09-02 cond-mat.mtrl-sci
In-situ formation of SiGe alloy by electron beam evaporation and the effect of post deposition annealing on the energy band gap
本文报道了在500 °C低温下，通过Si/Ge多层薄膜在Si和玻璃衬底上的固相反应合成多晶（poly）-SiGe合金薄膜。原始的薄膜沉积使用电子束蒸发与优化的原位基板加热。我们的研究结果表明，在原始的薄膜中，非晶Si（a-Si）相与多晶SiGe相共存。发现a-Si相在600至800 °C的温度范围内的沉积后退火时subcrystalline进入SiGe相。此外，在退火后的多晶SiGe薄膜的光学性质中可以观察到双能带隙。原始的薄膜的化学计量演变及其随后的退火后的带隙的影响进行了讨论的基础上的扩散特性的Si在多晶SiGe。
2017-12-04 cond-mat.mtrl-sci
Atomic layer deposition-based tuning of the pore size in mesoporous thin films studied by in situ grazing incidence small angle x-ray scattering
原子层沉积（ALD）能够对多孔材料进行保形涂覆，使该技术适合在原子水平上调节孔径，例如，用于催化、气体分离和传感。然而，获得关于沉积在具有低中孔范围（< 10 nm）的直径的孔中的ALD涂层的保形性的信息并不简单。在这项工作中，它表明，在原位同步加速器为基础的掠入射小角X射线散射（GISAXS）可以提供有价值的信息，在ALD过程中的密度和内表面积的变化，在多孔二氧化钛薄膜与小的介孔（3-8 nm）。结果表明，与原位X射线荧光数据表示的多孔膜中沉积的Ti原子的量的演变是在良好的协议。两个数据集的分析表明，可以通过ALD实现的最小孔径由Ti前体分子的尺寸决定。
2015-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Sputter-Induced Cross-Contaminations in Analytical AES and XPS Instrumentation: Utilization of the effect for the In-situ Deposition of Ultrathin Functional Layers
如果将多个样品安装在一个样品架上，并对相邻样品进行溅射深度分析，则通过AES和XPS在样品表面上观察到交叉污染。在溅射深度剖析期间，溅射材料沉积在仪器的内表面上。在二次溅射过程中，这是由于物质以更高的动能离开主溅射靶，先前沉积的材料从内表面传输到安装在样品保持器上的其他样品。这种反射溅射用于在样品表面沉积超薄层，用于XPS结合能参考目的，并建立超薄导电层，以实现绝缘样品的AES测量。
2013-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Unveiling the role of Co-O-Mg bond in magnetic anisotropy of Pt/Co/MgO using atomically controlled deposition and in-situ electrical measurement
尽管界面垂直磁各向异性在Co（Fe）/MgO基磁性隧道结中起着至关重要的作用，但其内在机制仍存在争议。本文报道了在真空系统中，通过重复的原位反常霍尔效应测量、控制氧暴露和Mg沉积，对氧和Mg对Pt/Co双层膜的影响进行了解剖学研究。我们发现，化学吸附的氧不仅淬灭了Co表面层的有效磁矩，而且软化了其磁各向异性。然而，随后在氧预暴露的Pt/Co表面上的Mg粉化可以恢复磁各向异性。对费米能级附近的交换劈裂和轨道杂化的从头计算给出了清晰的物理解释。结果表明，Co（Fe）-O-M键在实现Co（Fe）/MgO异质结界面垂直磁各向异性中起着比Co（Fe）-O键更重要的作用.
2017-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Revealing mechanism of pore defect formation in laser directed energy deposition of aluminum alloy via in-situ synchrotron X-ray imaging
该研究采用原位高速高分辨率同步辐射X射线成像，揭示激光定向能量沉积中气孔源于外部气体溶解再析出和金属蒸气析出，并据此优化工艺以抑制气孔。
2024-04-10 cond-mat.mtrl-sci
In-situ dielectric Al2O3/\b{eta}-Ga2O3 Interfaces Grown Using Metal-organic Chemical Vapor Deposition
高质量的电介质-半导体界面对于可靠的高性能晶体管至关重要。我们报道了原位金属有机化学气相沉积（MOCVD）Al $_2$ O $_3$在$β$ -Ga $_2$ O $_3$上的沉积，作为最常用的原子层沉积（ALD）的潜在更好的替代。Al $_2$ O $_3$的生长在与Ga $_2$ O $_3$相同的反应器中进行，使用三甲基铝和O $_2$作为前体，在600 $^0$ ℃的生长温度下不破坏真空。在Al $_2$ O $_3$/$β$-Ga $_2$ O $_3$界面处的快和慢近界面陷阱被识别并使用金属氧化物半导体电容器（MOSCAP）结构上的应力电容-电压（CV）测量来量化。用紫外辅助CV技术测量了浅、深能级初始填充陷阱（D $_{it}$）的密度。MOSCAP的平均D $_{it}$测定为7.8 $\times$ × 10 $^{11}$ cm $^{-2}$ eV $^{-1}$。Al $_2$ O $_3$ / Ga $_2$ O $_3$界面的导带偏移也由CV测量确定，并且发现为1.7 eV，这与ALD Al $_2$ O $_3$ / Ga $_2$ O $_3$界面的现有文献报道非常一致。还分析了电流-电压特性，并提取了平均击穿场约为5.8 MV/cm。具有改进的介电性质的在$β$-Ga $_2$ O $_3$上的这种原位Al $_2$ O $_3$电介质可以实现基…
2021-03-29 cond-mat.mtrl-sci
Effects of ozone post deposition treatment on interfacial and electrical characteristics of atomic-layer-deposited Al2O3 and HfO2 films on GaSb substrates
采用原位臭氧后处理（PDT）技术对GaSb衬底上原子层沉积的Al 2 O3和HfO 2薄膜进行处理。研究了臭氧光动力疗法对GaSb衬底上Al 2 O3和HfO 2栅介质膜的界面和电学性能的影响。结果表明，臭氧光动力疗法可以改善Al 2 O3和HfO 2薄膜的介电性能和界面特性。在原位臭氧PDT 5 min后，GaSb衬底上的Al 2 O3和HfO 2薄膜表现出改善的电学和界面特性，如降低的频率色散，栅极漏电流，边界陷阱和界面陷阱。界面陷阱密度减少了约24%的Al 2 O3/GaSb堆栈和约27%的HfO 2/GaSb堆栈。原位臭氧PDT被证明是一种很有前途的技术，在提高质量的高k栅堆叠在GaSb衬底上。
2013-10-24 cond-mat.mtrl-sci
Nearly strain-free heteroepitaxial system for fundamental studies of pulsed laser deposition: EuTiO3 on SrTiO3
采用脉冲激光沉积法在SrTiO_3的（001）面上生长了高质量的EuTiO_3外延薄膜。原位X射线反射率测量表明，生长是二维的，并使实时监控的薄膜厚度和粗糙度在生长过程中。的膜厚度，表面马赛克，表面粗糙度和应变进行了详细的表征，使用非原位X射线衍射。用卢瑟福背散射证实了其厚度和组成。EuTiO 3薄膜生长的二维，外延，赝晶，没有可测量的面内晶格失配。
2004-05-18 cond-mat.mtrl-sci
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
Indications for Dzyaloshinskii-Moriya Interaction at the Pd/Fe Interface Studied by \textit{In Situ} Polarized Neutron Reflectometry
用\textit{in situ}极化中子反射计测量了Pd/Fe/Pd三层薄膜在生长过程中磁性和结构的深度分辨演化。Pd/Fe的初始膜结构在底层中显示出小的邻近感应磁性，并且在Fe层中显示出每个Fe原子的$\approx1.6$ 1、$μ_{\text{B}}$的磁化强度，小于$2.2$ 1、$μ_{\text{B}}$的预期体值。Pd覆盖层的沉积最初遵循岛状生长模式，随后合并。随着Pd沉积量的增加，Pd覆盖层中的Fe磁矩和邻近感生磁性降低。在Pd覆盖层的最终沉积之后，磁性分布在整个Fe层上是结构上和磁性上对称的，其中在Pd中感应的磁性距离界面高达0.92nm。在整个Pd沉积过程中，Pd/Fe/Pd三层结构变得越来越对称，这一事实表明Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用是观察到的磁性行为的可能原因。
2019-06-27 cond-mat.mtrl-sci
Autonomous synthesis of thin film materials with pulsed laser deposition enabled by in situ spectroscopy and automation
本研究结合脉冲激光沉积（PLD）、原位光谱、自动化与机器学习，实现了2D材料WSe2的自主合成，在仅采样0.25%的4D参数空间下发现了生长窗口与工艺-性能关系，将吞吐量提升10倍，可广泛加速材料发现与优化。
2023-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Route to in situ synthesis of epitaxial Pr2Ir2O7 thin films guided by thermodynamic calculations
原位生长烧绿石铱酸盐薄膜一直是一个长期存在的挑战，这是由于Ir在低温下的低反应性以及诸如IrO 3（g）和IrO 2（g）的挥发性气体物质在高温和高氧分压下的蒸发。为了解决这一挑战，我们结合热力学分析的Pr-Ir-O2系统的实验结果从传统的物理气相沉积（PVD）技术的共溅射。我们的研究结果表明，只有高的生长温度产生足够的结晶度利用和定制所需的拓扑电子性能的薄膜。热力学计算表明，需要高沉积温度和气体种类O2（g）和IrO 3（g）的高分压来稳定Pr 2 Ir 2 O 7。我们进一步发现，气体种类的分压要求是超出了可实现的任何传统的PVD技术。我们的实验表明，传统的PVD生长参数只产生Pr 3 IrO 7，这一结论，我们再现与理论计算。我们的研究结果提供了坚实的证据表明，在原位合成的Pr 2 Ir 2 O 7薄膜的束缚不能生长与氧分压的顺序为10托，固有的PVD工艺的限制。因此，我们建议高压技术，特别是化学气相沉积（CVD），作为合成Pr 2 Ir 2 O 7的途径，因为这可以支持原位稳定Pr 2 Ir 2 O 7所需的高压下的薄膜沉积。
2020-09-22 cond-mat.mtrl-sci
SnS2 thin film with in-situ and controllable Sb doping via atomic layer deposition for optoelectronic applications
本文通过原子层沉积超循环工艺实现SnS2薄膜的原位可控Sb掺杂，发现掺杂可提高功函数并显著提升光电探测器性能，为下一代光电应用提供指导。
2024-01-15 cond-mat.mtrl-sci
Instrument for in situ hard x-ray nanobeam characterization during epitaxial crystallization and materials transformations
针对固相外延等三维结晶过程的纳米尺度表征难题，研发了集成紧凑沉积系统的原位同步辐射硬X射线纳米束表征装置，可实现沉积与结晶过程的多模态表征，并通过SrTiO₃/BaTiO₃多层膜实验验证了其可行性。
2020-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Realizing Scalable Chemical Vapour Deposition of Monolayer Graphene Films on Iron with Concurrent Surface Hardening by in situ Observations
本文通过原位XRD和NAP XPS揭示铁上石墨烯CVD生长的关键机制，包括铁氧化物碳热还原和Fe-C共析点附近的碳吸收动力学平衡，并利用碳吸收实现同步表面硬化，建立了在铁上可扩展生长高质量单层石墨烯薄膜的框架。
2025-04-07 cond-mat.mtrl-sci
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
One-step deposition of nano-to-micron-scalable, high-quality digital image correlation patterns for high-strain in-situ multi-microscopy testing
数字图像相关（DIC）在实验力学领域中至关重要，然而，尽管文献中有大量的图案化技术，但为要求苛刻的原位力学测试产生合适的DIC图案仍然具有挑战性，特别是对于超细图案。因此，我们提出了一种简单，灵活，一步技术（只需要一个传统的沉积机），以获得可扩展的，高品质的，强大的DIC模式，适用于一系列的微观技术，通过沉积的低熔点焊料合金在所谓的“岛生长”模式，而不升高衬底温度。通过InSn图案的（近）室温沉积示出了原理的证明，在大面积上产生高度致密、均匀的DIC图案，其特征尺寸可以从小至10nm调整至2um，并且通过改变沉积参数来控制特征形状和密度。图案优化，在特征尺寸，密度和对比度方面，证明与原子力显微镜，扫描电子显微镜（SEM），光学显微镜和轮廓成像。此外，InSn DIC图案的性能及其对大变形的鲁棒性在两个具有挑战性的原位微机械测试案例研究中得到了验证：（i）粗，提供微观3D变形场的双峰InSn图案（针对聚酰亚胺衬底上的铝互连的分层示出）和（ii）在精细得多的InSn图案的SEM图像上的DIC，其允许对断裂位置附近的高应变进行量化（示出了Fe箔的破裂）。因此，DIC图案的高可控性、性能和可扩展性为更常规的基于DIC的原位微机械测试提供了有希望的一步。
2019-08-19 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
In-situ Polarized Neutron Reflectometry: Epitaxial Thin Film Growth of Fe on Cu(001) by DC Magnetron Sputtering
本文报道了用原位极化中子反射法研究Fe在Cu（001）/Si（001）上外延生长的实验结果。溅射沉积系统集成到瑞士中子溅射源SINQ的中子反射计AMOR中，这使得能够分析Fe层的所有沉积步骤期间的微观结构和磁矩。我们报告的渐进演变的可访问的参数描述的微观结构和磁性的Fe膜，再现已知的功能和扩展我们的知识的行为的Fe 3 O 4铁膜。
2017-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Pulsed laser deposition with simultaneous in situ real-time monitoring of optical spectroscopic ellipsometry and reflection high-energy electron diffraction
我们提出了一个脉冲激光沉积（PLD）系统，可以同时使用在原位光学椭圆偏振光谱（SE）和反射高能电子衍射（RHEED）监测生长。RHEED可精确监测沉积过程中薄膜层的数量和表面结构，SE可同时测量样品的光谱。从RHEED获得的薄膜厚度信息有利于SE建模过程，这允许提取原位光谱，即在生长过程中的薄膜的介电函数。原位介电函数包含了薄膜电子结构的重要信息。我们通过在SrTiO 3（001）衬底上生长LaMnO 3 +δ（LMO）薄膜来展示该系统的性能。通过同时使用原位SE和RHEED，我们表明，实时的LMO薄膜的厚度和介电函数可以有效地提取。光学SE和RHEED的同时监测为理解原子尺度薄膜的生长机制提供了重要线索。
2013-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Achieving superconductivity in infinite-layer nickelate thin films by aluminum sputtering deposition
Laboratoire Albert Fert, CNRS, Thales, Université Paris-Saclay（阿尔伯特·费尔特实验室，法国国家科学研究中心，泰雷兹集团，巴黎萨克雷大学）；Laboratoire de Physique des Solides, CNRS, Université Paris-Saclay（固体物理实验室，法国国家科学研究中心，巴黎萨克雷大学）；Synchrotron SOLEIL（索莱尔同步辐射中心）
通过铝溅射沉积法合成无限层镍酸盐薄膜，实现17K超导转变温度，提供更可控的拓扑转变方法。
2024-11-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
A platform for in situ synthesis in a STEM
本文提出并验证了一种用于扫描透射电子显微镜的原位热沉积平台，实现了Sn原子从灯丝蒸发并输送到样品上，为原子级材料合成与实时原子分辨率成像提供了新途径。
2023-02-27 cond-mat.mtrl-sci
In situ monitoring of atomic layer epitaxy via optical ellipsometry
我们报告使用时间分辨光学椭圆偏振监测亚原子灵敏度的单原子层的沉积。采用金属有机气溶胶沉积法在SrTiO_3（100）、LSAT（100）和DyScO_3（110）衬底上生长了SrO（SrTiO_3）n=4的Ruddlesden-Popper薄膜。通过一个简单的光学模型，考虑原子层SrO和TiO 2的顺序与相应的体折射率的椭圆偏振角，$Δ(t)$和$Ψ(t)$，测量的时间依赖性进行了描述。结果，获得了关于生长过程、膜结构和缺陷的有价值的在线信息。非原位表征技术，即透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）和X射线反射计（XRR）验证了晶体结构并证实了光学椭圆偏振法的预测。
2017-08-23 cond-mat.mtrl-sci
Microstructure and phase transformation of nickel-titanium shape memory alloy fabricated by directed energy deposition with in-situ heat treatment
增材制造由于其灵活性而被广泛应用于制造镍钛（NiTi）记忆合金的各种结构，以产生具有最小缺陷的复杂结构。然而，组织不均匀性和第二相的形成是阻碍NiTi合金进一步应用的两个主要问题。虽然通常采用后热处理来改善或控制NiTi合金的性能，但它不能实现NiTi合金的热性能和/或机械性能的空间控制。为了克服均匀后热处理的局限性，本研究提出了一种原位热处理策略，该策略被集成到NiTi合金的定向能量沉积中。所提出的方法将可能导致新的制造能力，以实现位置相关的性能或属性操纵。研究了原位热处理对NiTi印刷结构的热性能和力学性能的影响。通过三维有限元模拟和实验表征，对热循环、组织演变和力学性能进行了研究。采用低功率激光束将原位热处理仅定位于当前印刷层，从而依次促进逆包封反应和瞬时高固溶处理。原位热处理后，试样的差示扫描量热曲线上出现明显的相变峰，Ti 2Ni相体积减少约50%~70%，显微硬度降低约35 HV。
2022-02-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
In-situ Growth of Ultrathin Magnetic Films and Tuning the Magnetic Properties by Ion-sculpting
磁各向异性是磁性材料的关键参数，因为它决定了在存在外部磁场的情况下的响应。通过控制表面和界面形貌来实现磁各向异性的人工剪裁，在自旋电子学和磁存储器件中的应用引起了广泛的兴趣。因此，本论文的主要研究重点是通过结构和表面/界面形态的工程化来诱导和剪裁基于薄膜的系统中的磁各向异性。为了这个目的，而不是多步骤，昂贵的光刻技术，我们已经利用低能量的IBE作为一个方便的，具有成本效益的，和有用的工具，用于生产磁性纳米结构和定制其表面结构，形态和磁各向异性。此外，我们还提出了各种新的和非常规的方法（倾斜角沉积在波纹衬底上，顺序沉积-腐蚀），以提高UMA，并通过实验证明其有效性。我们已经完成了本论文的大部分工作，在现场利用超高真空室，以获得真正的特性，并了解它们的相互依赖性。然而，也利用了先进的同步加速器技术，如GISAXS和NFS，以补充现场观测。
2023-02-23 cond-mat.mtrl-sci
Compact pulsed laser deposition system for in-situ polarized neutron reflectometry
Immanuel Kant Baltic Federal University（伊曼努尔·康德波罗的海联邦大学）；Koenigssystems UG；Lund University（隆德大学）；Institut Laue-Langevin（朗之万研究所）
本文介绍了一种紧凑型脉冲激光沉积与原位极化中子反射仪结合的系统，用于研究单层和多层磁性薄膜的垂直磁各向异性形成。
2025-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci nucl-ex
One-step deposition and in-situ reduction of graphene oxide in glass microcapillaries and application to photonics
通过插入GO水悬浮液，然后用热指快速干燥（不需要先前的表面官能化），在玻璃微毛细管的内壁上产生氧化石墨烯（GO）的膜。来自阵列的各个毛细管也可以被选择性地GO涂覆。拉曼高光谱图像显示，薄膜是连续的沿数十厘米。此外，薄膜可以通过退火过程进行热还原，这也降低了缺陷的浓度。作为原理应用的证明，用GO膜覆盖光子晶体光纤的微毛细管，从而导致用于脉冲光纤激光器的光纤偏振器和锁模器的演示。GO-和减少GO-涂覆的光纤之间的比较显示，后者获得较短的脉冲。
2017-08-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
In situ epitaxial MgB2 thin films for superconducting electronics
与多层器件制造兼容的薄膜技术对于探索39-K超导体二硼化镁的超导电子学潜力至关重要。使用混合物理化学气相沉积（HPCVD）工艺，它表明，保持MgBPDMATHABMM相结晶稳定所需的高Mg蒸气压可以实现MgBPDMATHABMM薄膜的{ \it in situ}生长。薄膜在（0001）蓝宝石和（0001）4 H-SiC衬底上外延生长，$T_c$为39 K，$J_c$（4.2 K）为$1.2 \times 10^7$ A/cm $^2$，平行磁场下的$H_{c2}(0)$为29.2 T。SiC上MgB $_2$薄膜的表面光滑，均方根粗糙度为2.5 nm。这种沉积方法为使用MgB $_2$的超导电子器件提供了巨大的机会。
2002-03-27 cond-mat.mtrl-sci
In-situ real-time evolution of intrinsic stresses and microstructure during growth of cathodic arc deposited (Al,Ti)N coatings
残余应力在使用薄膜涂层的器件性能的确定中起着至关重要的作用，因此精确地确定应力并利用工艺参数对其进行优化是几十年来正在进行的研究工作。与此一致，原子尺度的应力的微观起源及其在薄膜沉积期间的发展是重大科学兴趣的问题。应力的发展是一个复杂的现象，并具有复杂的依赖于工艺参数，薄膜的微观结构和它的形态。本文利用自行设计的阴极电弧沉积系统和基于同步辐射的二维X射线衍射（XRD）技术，研究了Si-100衬底上不同Al含量（x=0.0，0.25，0.50和0.67）的AlxTi 1-xN薄膜的应力、晶粒尺寸及其择优取向的实时演化。通过施加不同的直流衬底偏压（Vs =浮置电位，-20、-40、-60、-80和-100 V）来调节进入离子的能量以及因此调节膜中的应力。瞬时应力通过众所周知的d与sin 2 π技术进行评估，而微晶尺寸通过分析X射线衍射图的线轮廓来确定。应力和微晶尺寸的演变与多个数值模型，从其中提取与薄膜沉积的动力学参数建模。利用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）对AlxTi 1-xN涂层的非原位组织进行了表征。考虑到从原位XRD数据得到的结果，膜的非原位微结构的形成进行了讨论。最后，我们表明，这里使用的方法是一个强大的方法对估计的断裂韧性的薄膜涂层。
2023-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Atomic Layer Deposition Nucleation Dependence on Diamond Surface Termination
本研究针对金刚石表面终端调控需求，利用高分辨率原位光谱椭偏仪探究不同表面处理与形貌对ALD Al₂O₃成核的影响，明确了最优成核条件及不同钝化方式的适用场景，为固态量子器件界面调控提供支撑。
2023-04-26 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
In-situ Optical Characterization of Noble Metal Thin Film Deposition and Development of a High-performance Plasmonic Sensor
在本论文中解决的目前的工作介绍，第一次，使用倾斜光纤布拉格光栅（TFBG）传感器的准确，实时和原位表征的CVD和ALD工艺的贵金属，但特别关注金由于其理想的光学和等离子体特性。通过使用由光纤的包层-金属界面处的边界条件施加的正交偏振的横向电（TE）和横向磁（TM）谐振模式，由TFBG激发的偏振相关谐振容易地解耦。结果发现，对于来自CVD的金膜的最大厚度（~6-65 nm），这些膜的各向异性性质使得表征其有效光学性质（例如介电常数的实分量）是重要的。然而，TFBG为ALD和CVD社区引入了一个新的传感平台，用于极其敏感的原位过程监测。我们稍后还展示了薄膜生长在低（<10个循环）的知名的Al 2 O3热ALD工艺，以及等离子体增强的金ALD工艺的数字。最后，ALD生长的金涂层的使用已被用于开发具有最终折射灵敏度（~550 nm/RIU）的基于等离子体TFBG的传感器。
2017-11-15 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.optics
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
Spectroscopic characterization of graphene films grown on Pt (111) surface by chemical vapor deposition of ethylene
本工作报告了通过在高真空中在保持在高温下的良好取向和仔细清洁的Pt（111）晶体表面上化学气相沉积（CVD）乙烯制备的石墨烯膜的独特性质。原位和非原位表征技术（低能电子衍射，高分辨率电子能量损失谱，扫描电子显微镜和拉曼显微光谱）在这里使用的指示的单层区域和两个不同的取向的石墨烯片相对于Pt（111）衬底的存在下的流行。在大多数沉积区域中，发现石墨烯晶格的压缩应力的证据，这是金属基底上生长过程的净结果。这种生长在Pt（111）上的石墨烯膜相对于Si/SiO2上的剥离的石墨烯表现出较低的有序度和均匀度，正如通常对于金属上的石墨烯所发现的那样，但是几种表征技术表明比先前在相同金属基底上的沉积实验中更好的质量。
2013-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface morphology and superconductivity of Nb thin films by biased target ion beam deposition
铌（Nb）基超导器件的许多挑战之一是改善表面形貌和超导性能以及减少缺陷。我们采用一种新的沉积技术，即偏置靶离子束沉积技术（BTIBD）制备了具有可控结晶度和表面形貌的Nb薄膜。我们发现，目标电流（ITtarget）和目标偏压（VTarget）的Nb膜的结晶度和表面形貌的关键。沉积过程中的高靶电流（ITtarget>500 mA和VTarget = 400 V偏压）降低了Nb的结晶度，并随后降低了超导性的临界温度（Tc）。VTarget对表面形态，即晶粒尺寸和形状以及表面粗糙度至关重要。优化的生长条件产生了非常光滑的膜的RMS粗糙度为0.4 nm，这是一个数量级比Nb膜的溅射工艺平滑。超导性的临界温度也接近体Nb的值。Nb膜的质量在非常薄的邻近层（~ 0.8nm）的存在下是明显的。实验结果表明，用BTIBD法制备的Nb薄膜具有良好的超导性，可以作为超导电子器件中原位磁性层或绝缘层的基电极。
2017-08-10 cond-mat.mtrl-sci
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
Use of real-time Fourier Transform Infrared Reflectivity as an in situ monitor of YBCO film growth and processing
傅里叶变换红外光谱（FTIR）已被用于在高速电子束蒸发/沉积的YBa_2Cu_3O_7（YBCO）。结果表明，傅里叶变换红外光谱作为YBCO沉积和加工的原位监测的巨大效用。我们检测到不同的（非晶/精细多晶）绝缘预先存在的阶段的高Tc超导相，出现有明显的反射率指纹占主导地位的薄膜干涉效应，作为温度和氧气压力的函数。这些指纹揭示了YBCO生长过程中的一些动力学和热力学途径。
2007-01-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
In situ impedance spectroscopy tests of Li$_{4-x}$Ge$_{1-x}$P$_x$O$_4$ as potential solid state electrolyte for Micro Li ion Batteries
本研究提出Li$_{4-x}$Ge$_{1-x}$P$_x$O$_4$（LGPO）作为微型锂电池的薄膜固态电解质，通过脉冲激光沉积和原位阻抗谱测试发现，高温低压生长的多晶LGPO离子电导率比LiPON高一个数量级，证明其是兼容高温工艺的高性能替代品。
2025-07-10 cond-mat.mtrl-sci
High-Throughput In-Situ Fabrication of Fibrous Membranes Enables Scalable Passive Radiative Cooling
College of Chemical Engineering, Zhejiang University of Technology（浙江工业大学化学工程学院）；School of Physical Science and Technology, Ningbo University（宁波大学物理科学与技术学院）；Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering, Chinese Academy of Sciences（中国科学院宁波材料技术与工程研究所）；Institute of Vegetables, Ningbo Academy of Agricultural Sciences（宁波市农业科学院蔬菜研究所）
本研究提出了一种高通量原位制造纤维膜的方法，实现高效被动辐射冷却，适用于非导电表面，具备可回收性和可持续性。
2026-02-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Bottom-up Integration of TMDCs with Pre-Patterned Device Architectures via Transfer-free Chemical Vapor Deposition
本工作提出了一种无转移化学气相沉积方法，通过动力学主导的原位生长机制在Au和SiO2基底上生长WSe2，实现了TMDCs与预图案化器件架构的BEOL兼容集成，并成功制造出具有高迁移率、低亚阈值摆幅和高开关比的FET器件。
2023-05-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electrical and structural properties of MgB2 films prepared by sequential deposition of B and Mg on the NbN buffered Si(100) substrate
本文介绍了一种简单的在NbN缓冲的Si（100）衬底上用电子束连续蒸发B-Mg双层膜（随后进行原位退火）制备MgB 2薄膜的方法。透射电子显微镜分析证实生长均匀的纳米颗粒状的MgB 2薄膜，而不存在结晶MgO。微波损耗的温度依赖性的灵敏测量表明，仅在超导转变附近存在晶间弱连接。在13.2 K时，薄膜的最大零电阻临界温度为36 K，临界电流密度为3 × 10^7 A/cm^2
2004-01-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
A laser-ARPES study of LaNiO3 thin films grown by sputter deposition
相关过渡金属氧化物LaNiO $_3$的薄膜在其厚度减小到几个晶胞时经历金属-绝缘体转变。在这里，我们使用角分辨光电子能谱研究的电子结构的演变在一系列的外延LaNiO $_3$膜的厚度范围从19到2 μ C的过渡。通过RF磁控溅射原位生长。我们的数据显示，当厚度减小到5 μ c以下时，电子平均自由程强烈减小。这防止了系统变成电子二维，正如我们实验中看到的费米表面基本不变所证实的那样。在绝缘态下，我们观察到相干准粒子峰的强抑制，但没有明显的能隙。这些特征类似于以前观察到的绝缘状态的NdNiO $_3$。
2020-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dielectric Reliability and Interface Trap Characterization in MOCVD grown In-situ Al$_2$O$_3$ on $β$-Ga$_2$O$_3$
本文通过MOCVD在β-Ga$_2$O$_3$上原位生长Al$_2$O$_3$，表征界面陷阱，优化沉积工艺实现10年寿命和7.8 MV/cm击穿场强。
2024-08-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electrical tuning of the spin-orbit interaction in nanowire by transparent ZnO gate grown by atomic layer deposition
我们开发了一种InAs纳米线栅全包围场效应晶体管，使用透明导电氧化锌（ZnO）栅电极，这是在原位原子层生长后的Al 2 O 3的栅极绝缘体。我们进行了磁输运测量，发现从弱局域化到弱反局域化的交叉与增加栅极电压的影响，这表明Rashba自旋轨道耦合是由栅极电极调谐。的自旋轨道相互作用的栅极调谐的效率是高于那些获得的二维电子气，和高的栅极全周围的纳米线金属氧化物半导体场效应晶体管，这是以前报道的。本文讨论了自旋-轨道相互作用，不仅采用了传统的一维模型，而且采用了最近提出的考虑材料微观能带结构影响的模型。
2021-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Evolution of ordered nanoporous phases during h-BN growth: Controlling the route from gas-phase precursor to 2D material by $\textit{in-situ}$ monitoring
二维（2D）材料（例如石墨烯和六方氮化硼（h-BN））的大面积单晶单层可以通过化学气相沉积（CVD）来生长。然而，从气相前体到2D材料的转化出现的高温和快速时间尺度使得同时遵循原子排列极具挑战性。我们利用氦原子散射来发现和控制CVD过程中新型2D h-BN纳米多孔相的生长。我们发现，在从气相前体形成h-BN之前，形成亚稳态$(3\times3)$结构，并且在所得2D h-BN上的过量沉积导致出现$(3\times4)$结构。我们说明，这些纳米多孔结构是通过吸附后的环硼氮烷前体的部分脱氢和聚合产生的。这些步骤在2D材料的合成过程中基本上未被探索，我们揭示了CVD生长过程中的丰富相。我们的研究结果为CVD中的2D材料工程提供了重要的基础，通过调整或仔细控制生长条件，从而利用这些中间结构合成共价自组装2D网络。
2022-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
