Piezo films with adjustable anisotropic strain for bending actuators with tunable bending profiles
我们提出了一种方法，以产生一个自由可调的比例在正交的平面内方向的应变的平面内极化压电薄膜。它们可用于具有可调曲率轮廓的压电弯曲致动器。从一个合适的双叉指电极结构产生的周期性极化图案的平均应变的应变。这种机制是证明了几个例子，使用PZT片。我们进一步讨论如何调整和电极布局的参数影响的位移的整体幅度。
2014-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Mg-Ni-H films as selective coatings: tunable reflectance by layered hydrogenation
与其他可切换镜不同，Mg 2NiHx薄膜在反射率方面显示出很大的变化，在不同的氢含量下产生非常低的反射率（高吸收率），远未达到半导体状态。所得到的反射图案是干涉起源，由于自组织分层氢化机制，在基板界面处开始，因此可以通过改变膜厚度进行调整。这种可调谐性，以及在太阳能和热能之间观察到的高吸收率对比度，强烈表明这些膜在用于太阳能应用的智能涂层中的用途。
2004-01-07 cond-mat.mtrl-sci
A Processing Route to Chalcogenide Perovskites Alloys with Tunable Band Gap via Anion Exchange
通过硒化BaZrS3薄膜实现阴离子交换，制备带隙可调（1.5-1.9 eV）的硫族化物钙钛矿合金，其光电导响应增强100倍且缺陷密度更低，有望推动钙钛矿太阳能电池发展。
2024-03-14 cond-mat.mtrl-sci
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
Tunable Snell's law for spin waves in heterochiral magnetic films
薄铁磁薄膜与界面诱导的磁共振表现出非平凡的非对称色散关系，导致独特的和有用的磁振子特性。在这里，我们推导出一个解析表达式的磁振子传播角内的微磁框架，并显示如何色散关系可以近似与一个可理解的几何解释在k-空间的自旋波的传播。我们进一步探讨了自旋波的折射在异手性磁性薄膜的界面，推导出一个广义的斯涅耳定律可调的面内磁场，产生的临界入射角的解析表达式。在不同磁场强度区域的界面处发现的非对称布儒斯特角，可由磁场调节，支持异手性铁磁结构是多功能自旋波导的理想平台的结论。
2018-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Infrared-transmittance tunable metal-insulator conversion device with thin-film-transistor-type structure on a glass substrate
采用热致变色二氧化钒（VO 2）作为三端薄膜晶体管型器件的有源层，以玻璃为衬底，以水渗透玻璃为栅绝缘体，实现了红外透射率可调的金属-绝缘体转换。交替施加正/负栅压诱导VO 2通道的可逆质子化/去质子化，并且通过VO 2的金属-绝缘体相变以非挥发的方式在室温下同时表现出两个数量级的薄层电阻调制和49%的红外透射率调制。本发明的装置可在全固态结构中通过室温质子化来操作，因此它将作为先进的智能窗为未来节能技术提供新的途径。
2017-04-29 cond-mat.mtrl-sci
Strain-Tunable Magnetocrystalline Anisotropy in Epitaxial Y3Fe5O12 Thin Films
我们证明了在晶格失配的Y3 Al 5 O 12衬底上生长的具有优良结晶质量的外延Y3 Fe 5 O 12薄膜中，磁晶各向异性的应变调谐范围超过一千高斯。铁磁共振（FMR）测量结果显示，Y3 Fe 5 O 12的应变引起的四元畸变的面外和面内单轴各向异性的线性依赖。重要的是，我们发现由逆自旋霍尔效应和FMR线宽展宽确定的自旋混合电导G_r仍然很大：Pt/Y3 Fe 5 O 12/Y3 Al 5 O 12异质结构中的G_r = 3.33 x 10^14 Ohm^-1 m ^-2，与在晶格匹配的Gd 3Ga 5 O 12衬底上生长的Pt/Y3 Fe 5 O 12中发现的值相当。
2013-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Amorphous GdFeCo Films Exhibiting Large and Tunable Perpendicular Magnetic Anisotropy
我们报告的非晶GdFeCo薄膜的磁补偿的成分和温度依赖性。磁性补偿是由于稀土离子与过渡金属离子之间的反铁磁耦合作用和过渡金属离子之间的铁磁相互作用之间的竞争。20 ~ 34at. %被发现表现出补偿现象，其特征在于低饱和磁化强度和垂直磁各向异性（PMA）附近的补偿温度。在52 ~ 59 ℃的高Gd区未观察到补偿温度。%，与最近的模型计算结果定性一致。然而，在室温下实现了低磁化，伴随着大的PMA，其磁化率达到~6.6 kOe。所观察到的垂直磁各向异性的非晶GdFeCo薄膜可能具有与原子尺度各向异性的某些方面相一致的结构起源。我们的研究结果拓宽了用于设计PMA薄膜的过渡金属-稀土合金的组成范围，使其在纳米器件中具有可调的磁各向异性。
2013-06-27 cond-mat.mtrl-sci
Light-tunable optical cell manipulation via photoactive azobenzene-containing thin film bio-substrate
在体内，实时研究的局部和集体的细胞生物力学响应需要精细和选择性的细胞环境的操纵。一种创新的途径是使用光活性生物基质，如含偶氮苯的材料，其表现出壮观的光机械性能，以光学触发细胞的局部机械刺激。兴奋的细胞表现出壮观的形态变化和面积缩小，这是依赖于照明。这证明了光机械活性基底研究细胞与其环境的机械相互作用所产生的现象的能力。
2021-12-28 cond-mat.mtrl-sci
Effective reduction of PdCoO2 thin films via hydrogenation and sign tunable anomalous Hall effect
PdCoO2属于三角形氧化物家族，称为铜铁矿，是最导电的氧化物之一。它的面内电导率与最好的金属相当，并在低温下表现出具有极长平均自由程的流体动力学电子输运。尽管如此，尽管存在钴离子，它仍是稳定的。在这里，我们表明，一个温和的氢化过程减少PdCoO2薄膜的原子混合合金的PdCo具有强的面外铁磁性和符号可调的异常霍尔效应。考虑到许多其他化合物在类似的氢化条件下几乎没有受到影响，这一发现可能提供一种途径，以创造新的自旋电子异质结构结合强铁磁性，涉及氧化物和其他功能材料。
2021-04-28 cond-mat.mtrl-sci
Molecular Beam Epitaxy Grown $Cr_2Te_3$ Thin Films with Tunable Curie Temperatures
具有高居里温度的垂直磁各向异性（PMA）效应的材料（$T_C$）在应用中是必不可少的。在这项工作中，通过分子束外延（MBE）技术在$Al_2O_3$上成功生长了具有PMA的$T_C$范围为165 K至295 K的$Cr_2Te_3$薄膜。通过结构分析、磁输运和磁性表征，研究了改进后的$T_C$的物理成因。特别是，铁磁（FM）和反铁磁（AFM）有序竞争进行了研究。提出了一个基于FM和AFM有序化之间耦合程度的唯象模型来解释观察到的$T_C$增强。我们的研究结果表明，$Cr_2Te_3$薄膜的$T_C$是可以调节的，这使得它具有各种磁性应用的潜力。
2019-12-23 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Semimetallic State in Compressive-strained SrIrO3 Films Revealed by Transport Behaviors
正交晶系SrIrO 3是一种典型的自旋-轨道耦合关联金属，在外界刺激下表现出多样化的物理性质。在SrTiO_3衬底上外延生长的SrIrO_3薄膜中观察到非线性霍尔效应和弱的温度依赖性电阻。推测SrIrO_3为斜方晶系的半金属氧化物。然而，在（La，Sr）（Al，Ta）O3（LSAT）衬底上生长的SrIrO 3薄膜中观察到线性霍尔效应和不敏感的温度依赖性电阻，这表明由于SrIrO 3薄膜在不同的压缩应变下的能带结构变化而导致的可调谐半金属态。通过倒易空间映射和电子衍射的应变状态分析、载流子密度和迁移率计算以及压应变下电子能带结构的演化（紧束缚近似预测），详细探讨了这种演化的机制。这可能表明，应变引起的能带位移导致的半金属调谐SrIrO 3薄膜上生长的SrTiO 3到LSAT衬底。我们的研究结果说明了SrIrO 3性能的可调谐性，并铺平了道路，以诱导新的物理状态SrIrO 3，如拟议的拓扑绝缘体状态的异质结构。
2014-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Strain-Tunable Magnetic Compensation Temperature of Epitaxial Tb$_3$Fe$_5$O$_{12}$ Thin Films
本研究通过在不同晶格常数的（111）取向石榴石衬底上外延生长TbIG薄膜引入应变，发现其磁补偿温度随应变单调变化，结合密度泛函理论计算解释了机制，为优化ReIG基自旋轨道矩器件提供新途径。
2023-10-27 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced and Tunable Spin-Orbit Coupling in Tetragonally Strained Fe-Co-B Films
我们在Au_（55）Cu_（45）缓冲层上外延生长了20 nm厚的四方应变间隙Fe-Co-B合金薄膜。应变轴垂直于薄膜平面，相应的晶格常数c相对于面内晶格参数a增大。通过添加0、4和10at.%的间隙硼，我们能够在20 nm的Fe-Co膜中分别稳定具有1.013、1.034和1.02的不同c/a比的四角应变。利用铁磁共振（FMR）和X射线磁圆二色性（XMCD）研究发现，随着c/a比的增加，轨道磁矩增加，表明在较大的应变下自旋轨道耦合（SOC）增强.我们的研究结果表明，仔细掺杂的铁磁薄膜允许通过稳定各向异性应变状态来控制SOC。这些发现适用于自旋电子学应用的材料设计。讨论了B掺杂对Fe-Co薄膜微结构、磁性能和磁弛豫的影响。
2015-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Titanium oxynitride thin films with tunable double epsilon-near-zero behaviour
采用反应磁控溅射法制备了氮氧化钛（TiOxNy）薄膜。解释了它们的生长形成机制，并介绍了它们的光学性质。当背景真空中的残余氧水平在5E-9 Torr至20 E-9 Torr之间时生长的膜表现出双ε-近零（2-ENZ）行为，ENZ 1和ENZ 2波长分别在700-850 nm和1100-1350 nm光谱范围内可调。当背景真空中的残余氧水平高于2 E-8 Torr时制造的样品表现出非金属行为，而当背景真空中的残余氧水平低于5E-9 Torr时沉积的层显示出具有单一ENZ值的金属行为。双ENZ现象与背景真空中的残余氧水平有关，并且归因于薄膜中TiN和TiOxNy/TiOx相的混合物。在沉积期间改变氮的分压可进一步控制膜中TiN、TiOx和TiOxNy化合物的量，并因此调整屏蔽的等离子体波长。一个很好的近似的椭圆偏振行为实现与麦克斯韦-加内特理论的复合膜形成的混合物的TiO 2和TiN相表明双ENZ TiOxNy膜形成的TiO 2基质内的TiN夹杂物。这些氮氧化合物可以被认为是在可见光和近红外光谱范围内表现出双ENZ的新材料。
2017-03-28 cond-mat.mtrl-sci
Gate-tunable Intrinsic Anomalous Hall Effect in Epitaxial MnBi2Te4 Films
反常霍尔效应（AHE）是揭示磁性材料拓扑性质和自旋织构的重要输运特征。最近，反铁磁MnBi 2 Te 4已被证明是一种内在的磁性拓扑绝缘体，在剥离的纳米片中表现出量子AHE。然而，其复杂的AHE行为可能为磁性和能带结构之间尚未探索的相关性提供了机会。在这里，我们显示的Berry曲率占主导地位的本征AHE在晶圆级的MnBi 2 Te 4薄膜。利用高介电SrTiO_3作为背栅，我们揭示了~7七层MnBi_2 Te_4的双极导电和电子空穴载流子（n-p）跃迁。饱和AHE阻力与纵向阻力呈二次曲线关系，揭示了AHE的内在机理。而对于~ 37层MnBi_2 Te_4，在电门控作用下，AHE的符号由原来的负变为正。第一性原理计算表明，这种行为是由于极化的自旋少数主导的表面态和自旋多数主导的内带之间相互竞争的Berry曲率引起的.我们的研究结果揭示了MnBi_2 Te_4薄膜中门控可调本征AHE的物理机制，并为设计其AHE提供了一种可行的方法。
2021-10-01 cond-mat.mtrl-sci
Tunable damping, saturation magnetization, and exchange stiffness of half-Heusler NiMnSb thin films
半金属半Heusler合金NiMnSb由于其低的磁阻尼和丰富的各向异性而在自旋电子器件中具有很好的应用前景。在这里，我们使用铁磁共振（FMR）的测量和计算的第一原理来研究如何组成的外延生长的NiMnSb的影响的磁动力学特性的饱和磁化强度$M_S$，吉尔伯特阻尼$α$，和交换刚度$A$。$M_S$和$A$被示出为具有化学计量组成的最大值，而吉尔伯特阻尼是最小的。我们发现$M_S$和$α$的理论和实验之间的定量协议。计算得到的$A$与实验数据具有相同的趋势，但幅度较大。除了材料的独特的面内各向异性之外，当在磁振子装置中采用NiMnSb膜时，可以利用磁动力学性质的这些可调谐性。
2015-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Thickness-dependent, tunable anomalous Hall effect in hydrogen-reduced PdCoO$_2$ thin films
本文系统研究氢还原 PdCoO$_2$ 薄膜，揭示 25 nm 临界厚度以下 AHE 符号随退火温度正负振荡，且 PMA 与多机制竞争起关键作用。
2023-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Pulsed Laser Deposition of LaAlO3-Ba0.5Sr0.5TiO3 Thin Films for Tunable Device Applications
采用脉冲激光沉积法（PLD）在Pt/Ti/SiO2/Si和（100）LaAlO 3衬底上制备了不同LAO含量的LaAlO 3-Ba0.5Sr0.5TiO3（LAO-BST）薄膜。利用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对LAO-BST薄膜的相组成和微观结构进行了表征。LAO-BST薄膜为LAO和BST的固溶体，晶格常数随LAO含量的增加而减小。根据由1/6、2/6和3/6 LAO靶得到的薄膜的晶格常数估算的（LAO）x（BST）1-x的组成分别为0.143、0.278、0.476。BST中掺入LAO后，薄膜的晶粒尺寸减小。在低频（100 kHz）下测量了Pt/Ti/SiO2/Si衬底上LAO-BST薄膜的介电性能，在高频（~7.9 GHz）下测量了LaAlO 3衬底上LAO-BST薄膜的介电性能。在Pt/Ti/SiO_2/Si衬底上，由纯BST靶和LAO面积比分别为1/6、2/6和3/6的靶制备的薄膜的介电常数分别为772、514、395和282，介电损耗分别为0.096、0.023、0.024和0.025，介电调谐率分别为65%、53%、43%和14%。在最大外加电压为2.4 kV（~9.2 kV/cm）时，薄膜的介电常数分别为2436、2148、2018、1805，最大介电调谐率分别为11%、13%、10%和8%。
2003-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Zn(x)Fe(3-x)O(4) Thin Films: A Spintronic Material with Tunable Electrical and Magnetic Properties
亚铁磁性尖晶石氧化物Zn（x）Fe（3-x）O（4）结合了高居里温度和自旋极化以及可调的电和磁性能，使其成为自旋电子器件的有前途的功能材料。我们用激光分子束外延技术在MgO（001）衬底上生长了0<=x<=0.9的外延薄膜，在纯Ar气氛和Ar/O2混合气氛中生长了具有优良结构特性的薄膜。我们发现，在生长过程中的电导率和饱和磁化强度可以在很宽的范围内调谐。我们对薄膜的广泛表征提供了这种尖晶石亚铁磁体在A和B子晶格上具有反平行Fe磁矩的基本物理学的清晰图像：（i）Zn取代从A子晶格去除Fe 3+矩和从B子晶格去除巡游载流子，（ii）在有限氧分压下的生长在B子晶格上产生Fe空位，也去除巡游载流子，和（iii）Zn替代和过量氧两者的应用导致补偿效应，因为Zn替代部分地去除Fe空位。载流子密度的降低（增加）导致双交换的减弱（加强），从而导致电导率和饱和磁化强度的降低（增加）。通过观察到饱和磁化强度与纵向电导率成比例，证实了这种情况。定制的薄膜与半导体材料如ZnO在多功能异质结构的组合似乎是特别有吸引力的。
2009-03-20 cond-mat.mtrl-sci
Gate-tunable electronic properties of epitaxial Bi (111) films using a printable hexagonal boron nitride ionogel
Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；Northwestern University（西北大学）；Case Western Reserve University（凯斯西储大学）；University of California, Riverside（加州大学河滨分校）
本研究采用可印刷六方氮化硼离子凝胶实现外延Bi (111)薄膜的低压顶栅调控，发现其电子输运存在非刚性带响应，确立了该离子凝胶门控可有效调控拓扑半金属多带输运的方法。
2026-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Finite-Sized Chains to Control Magnetic Relaxation
利用酞菁铁薄膜研究了低维铁离子链的磁性动力学。沉积温度通过将平均晶体尺寸限制在40至110 nm的范围内来改变薄膜生长期间的扩散长度。使用一种常见的单链磁体的方法，每个链长度的磁弛豫时间从时间剩磁数据确定，并适合在低于5 K的温度范围内的拉伸指数形式，磁滞的发病。一个与温度无关的主曲线是通过缩放剩磁由其弛豫时间，以适应自旋反转的能量势垒，和单自旋弛豫时间。发现95 K的能垒与链长无关。相比之下，单自旋弛豫时间随着较长的链从1 ps以下增加到800 ps。我们发现，薄膜提供的纳米结构来控制磁弛豫和一个试验台，以研究在低维磁性系统的有限尺寸效应。
2016-12-22 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic low-spin state and strain-tunable anomalous Hall scaling in high-quality SrRuO3 (111) films
NTT, Inc.（日本电信电话株式会社）；The University of Tokyo（东京大学）；Japan Synchrotron Radiation Research Institute (JASRI)（日本同步辐射研究所）
研究高质量SrRuO3(111)薄膜的内禀低自旋态和应变可调的异常霍尔效应。
2026-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Sputtered terbium iron garnet films with perpendicular magnetic anisotropy for spintronic applications
我们报道了磁控溅射法制备的外延铽铁石榴石（TbIG）薄膜的结构、磁性和界面自旋输运性质。通过在高温下或在室温下在钆镓石榴石（GGG）衬底上生长膜，然后在两种情况下均高于750 °C进行热退火，来实现高结晶度。该薄膜显示出由压缩应变引起的大的垂直磁各向异性（PMA），并且通过生长条件或衬底晶格参数的选择来调节结构和磁性。利用Pt/TbIG异质结的温度相关反常霍尔效应（AHE）测量了TbIG薄膜的亚铁磁补偿温度（TM）。在所研究的膜中，发现TM在190-225 K之间，即，X射线光电子能谱学测量表明，该温度比体相温度低约25-60 K，这是由于石榴石晶格中Tb缺陷和氧空位的共同作用。本文报道的溅射TbIG薄膜具有大的PMA和高度可调的性能，可以为广泛的自旋电子学实验和器件应用提供合适的材料平台。
2023-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectrically tunable topological phase transition in In$_2$Se$_3$ thin films
该研究通过第一性原理计算揭示In$_2$Se$_3$多层膜中可由层间极化耦合和偶极锁定效应调控的拓扑相变，为可切换拓扑功能器件提供平台。
2024-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Spin Splitting Tunable Optical Bandgap in GdN Thin Films for Spin Filtering
本文研究了GdN薄膜厚度对其光学带隙自旋分裂的影响，发现随薄膜减薄自旋分裂幅度增加60%，为自旋电子器件设计提供了新方法。
2023-09-13 cond-mat.mtrl-sci
Tunable polar distortions and magnetism in Gd$_x$La$_{1-x}$PtSb epitaxial films
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Rutgers University（罗格斯大学）
通过稀土取代调控Gd$_x$La$_{1-x}$PtSb薄膜的极化弯曲和4f时刻浓度，实现手性自旋纹理和拓扑相的调控。
2024-08-15 cond-mat.mtrl-sci
Highly tunable magnetic coupling in ultrathin topological insulator films due to impurity resonances
我们从理论上研究了磁性杂质之间的交换相互作用，考虑到低能量的杂质产生的拓扑绝缘体薄膜。我们发现局域感生杂质共振强烈影响磁矩之间的交换相互作用。特别是，我们发现一个非共线的对齐是更有利的比共线的铁磁对齐时，杂质状态被忽略，只考虑原始的拓扑绝缘体能带结构。此外，我们表明，通过施加一个电场垂直于薄膜，交换相互作用可以大大增强。这为通过电场实现高度可调的磁性开辟了可能性。
2020-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Self-assembly of Au-nanoparticles with Near-Perfect Monodispersity
金纳米粒子的形状和大小具有近乎完美的单分散性，自组装，非常缓慢，在室温下，在聚苯乙烯膜的膜厚度< 4 R_{g} $，R_{g}是未扰动的聚合物回转半径。纳米颗粒的形状和尺寸可以通过改变聚合物膜的厚度来调节，而不牺牲单分散性。自组装是由增强的二维扩散上的表面能的变化，明确界定和可调的尺寸，对应于低凝聚力的薄膜表面上的回转球沉积的Au团簇的分布。凝聚力的降低和表面扩散的增强与约束引起的旋转球沿膜深度分层明显相关。
2006-03-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Breaking symmetry to create a parallel-plate varactor dielectric with unparalleled microwave performance
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；Cornell University（康奈尔大学）；Rice University（莱斯大学）；Penn State University（宾夕法尼亚州立大学）；NTNU – Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Boise State University（博伊西州立大学）；Leibniz-Institut für Kristallzüchtung（莱布尼兹晶体生长研究所）
通过打破Ruddlesden-Popper相的晶体对称性，实现了低损耗、面外可调的平行板变容二极管介质薄膜，在10 GHz下优值提升十倍。
2026-06-19 cond-mat.mtrl-sci
Transition metal nitride thin films deposited at CMOS compatible temperatures for tunable optoelectronic and plasmonic devices
过渡金属氮化物在等离子体和光电子器件中的应用受到了极大的关注。然而，沉积温度仍然是将过渡金属氮化物作为等离子体材料集成在CMOS制造工艺内的重要障碍。采用高功率脉冲磁控溅射法（HIPIMS）制备了以氮化钛和氮化铌为基体的二元、三元和层状过渡金属氮化物薄膜。在HIPIMS工艺中实现的增加的等离子体密度允许在小于300°C的CMOS兼容温度下沉积高质量等离子体薄膜。薄膜被沉积在一系列工业相关的衬底上，并在紫外到可见光谱范围内显示可调谐的等离子体频率。薄膜质量与沉积工艺的可扩展性相结合，表明氮化物膜的HIPIMS沉积是工业上可行的技术，并且可以为下一代等离子体和光电子器件的制造铺平道路。
2020-05-11 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Nanosecond light induced, thermally tunable transient dual absorption bands in a-Ge5As30Se65 thin film
在这篇文章中，我们首次观察到纳秒激光诱导的瞬态双吸收带，一个在带隙（TA 1）和另一个在亚带隙（TA 2）区域的a-Ge 5 As 30 Se 65薄膜。引人注目的是，这些带是热可调的，并表现出独特的对比特性：随着温度的升高，TA 1的幅度减小，而TA 2的幅度增加。此外，这些带的衰减动力学强烈地受温度的影响，这意味着强烈的温度依赖性激子复合机制。诱导吸收与激光能量密度呈二次函数关系，衰减时间常数与激光能量密度呈线性关系。
2015-09-24 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Two-dimensional metal-chalcogenide films in tunable optical microcavities
准二维（2D）层状金属-硫属化合物薄膜具有吸引人的光电性质。然而，薄膜的光子应用可能由于弱的光吸收和表面效应导致量子产率降低而受到限制。在光学微腔中集成2D薄膜将允许克服这些限制，这是由于与薄膜的改性光耦合。在这里，我们提出了可调微腔嵌入单层二硫化钼或几个单层砷化镓薄膜。我们观察到显着的修改的光谱和时间特性的光致发光（PL）：PL发射光谱窄，波长可调腔模式的品质因数高达7400，PL寿命缩短了10倍，实现了Purcell增强的自发发射率的结果。这项工作有可能铺平道路的微腔增强发光器件的基础上分层的二维材料及其异质结构，也开辟了可能性腔QED在一个新材料系统的范德华晶体。
2014-08-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Chemical vapor deposition synthesis of (GeTe)n(Sb2Te3) gradient crystalline films as promising planar heterostructures
本文提出一种无需更换前驱体的CVD方法，在单次实验中实现GST体系多种晶相的梯度合成，并证明所得梯度薄膜在存储和光学应用中具有可调的多级开关阈值及折射率与吸收特性。
2025-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Laser-generated GHz surface acoustic waves with tunable amplitude during the magnetostructural phase transition in FeRh thin films
Ioffe Institute（约费研究所）；P.N. Lebedev Physical Institute of the RAS（俄罗斯科学院列别杰夫物理研究所）；Institute of Metal Physics of the Ural Branch of the RAS（俄罗斯科学院乌拉尔分校金属物理研究所）；Faculty of Mechanical Engineering, University of Ljubljana（卢布尔雅那大学机械工程学院）；Lomonosov Moscow State University（莫斯科罗蒙诺索夫国立大学）
研究通过FeRh薄膜磁结构相变产生可调幅度的GHz表面声波，利用光弹性效应检测，并揭示晶格变换是声波生成的主要机制。
2026-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Scanning Tunneling Microscopy of Gate Tunable Topological Insulator Bi2Se3 Thin Films
拓扑绝缘体（TI）载流子密度的电场控制极大地扩展了这些材料的实际应用。然而，低温局部探针研究和栅极可调TI器件的组合仍然具有挑战性。我们已经克服了这一限制，通过扫描隧道显微镜和光谱测量原位分子束外延生长Bi2Se3薄膜SrTiO 3衬底上的预图案化电极。使用这种门控方法，我们能够移动费米能级的顶面态由250毫电子伏的3纳米厚的Bi2Se3设备。我们报告的表面态色散，带隙，在费米能级的电子结构的场效应研究。
2013-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically tunable surface-to-bulk coherent coupling in topological insulator thin films
我们研究了由拓扑绝缘体（TI）Bi 2Se 3薄膜图案化的密度可调微器件中的相干输运。该器件表现出明显的电场效应，包括开/关比为500%的电阻双极调制。我们发现，弱反局域化（WAL）校正电导是敏感的相干耦合通道的数量，其中在TI包括顶部和底部表面和散装载流子。通过施加栅极电压和在升高的温度下，这些被分离成相干独立的通道。我们的结果是一致的模型，其中通道分离是由相干时间和表面-体散射时间之间的竞争。
2012-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum-confinement and Structural Anisotropy result in Electrically-Tunable Dirac Cone in Few-layer Black Phosphorous
众所周知，2D材料由于量子限制而表现出有趣的现象。在这里，我们表明，量子限制，加上结构各向异性，导致在二维黑磷电场可调狄拉克锥。利用密度泛函理论计算发现，垂直于二维黑磷薄膜施加的电场E_ext，可以减小少层黑磷的直接带隙，导致在临界电场E_c处发生绝缘体-金属转变。当黑磷膜足够薄时，增大E_ext，使之超过E_c，可以在系统中诱导出狄拉克锥。电场强度可以调节狄拉克锥的位置和狄拉克-费米速度，后者的大小与石墨烯中的相似。我们表明，狄拉克锥产生于各向异性之间的相互作用项的前沿轨道，空间上分离，由于所施加的字段，在不同的一半的2D板。当这种相互作用项变得非常小，较厚的膜，狄拉克锥不再可以诱导。自旋-轨道耦合可以在一定的电场下使狄拉克锥产生间隙;然而，场强的进一步增加会减小自旋-轨道诱导的间隙，最终导致拓扑绝缘体到狄拉克半金属的转变。
2015-03-12 cond-mat.mtrl-sci
Electric-field tunable Dirac semimetal state in phosphorene thin films
利用密度泛函理论研究了磷烯薄膜的电场可调电子性质。我们发现磷烯薄膜提供了一个多功能的材料平台，研究二维狄拉克费米子的横向电场的应用。当横向电场的强度超过某一临界值时，在磷烯中形成两个对称性受保护的、能量色散各向异性的无带隙狄拉克费米子态.自旋-轨道耦合将这些狄拉克态中的每一个分裂成两个自旋极化的狄拉克锥，这两个狄拉克锥也受到非对称晶体对称性的保护。我们的研究表明，自旋极化的狄拉克锥态的位置和载流子的速度可以通过外加电场的强度来控制。
2016-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Experimental and Numerical Understanding of Localized Spin Wave Mode Behavior in Broadly Tunable Spatially Complex Magnetic Configurations
铁磁共振力显微镜（FMRFM）扫描微磁针尖产生的空间不均匀磁场将自旋波模式限制在铁磁薄膜中，从而实现了纳米级磁性器件内部磁场和自旋动力学的显微成像。在这里，我们报告了一个详细的研究自旋波模式在一个薄的铁磁薄膜局部磁场配置经常遇到FMRFM实验，包括几何形状中的探针磁矩是平行和反平行的均匀磁场。我们证明，本地化模式的特性，如共振场和限制半径，可以广泛地调谐通过控制相对于膜平面的外加场的方向。微磁模拟准确地再现我们的FMRFM光谱允许定量的本地化模式的理解。我们的研究结果揭示了一个一般的方法，产生紧密限制的自旋波模式在各种几何形状具有良好的空间分辨率，显着促进FMRFM的广泛应用。这为在各种背景下成像磁性和自旋波动力学铺平了道路，以揭示纳米级自旋激发的新物理。
2014-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Anisotropic Thermal Transport in Super-Aligned Carbon Nanotube Films
超取向碳纳米管薄膜由于其自身的各向异性和取向的重要作用而具有独特的各向异性热输运特性。然而，由于在制备高质量的超取向CNT膜样品和这种高度各向异性和多孔薄膜的热表征方面的挑战，取向和各向异性热导率之间的关系还没有得到很好的理解。在这里，超对准的碳纳米管薄膜具有不同的取向配置的设计和测量其各向异性的热导率使用时域热反射（TDTR）与椭圆束的方法。结果表明，该取向结构可以将薄膜的跨面热导率kz从6.4调整到1.5 W/mK，面内各向异性比从1.2调整到13.5。这项工作证实了碳纳米管对齐的重要作用，在调整超对齐的碳纳米管薄膜的热传输性能，并提供了一种有效的方法来设计热各向异性薄膜的热管理。
2020-02-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Gate tunable quantum Hall effects in defect-suppressed Bi2Se3 films
尽管多年的努力，尝试达到拓扑表面态（TSS）的量子制度的电可调拓扑绝缘体（TI）平台上迄今失败的二元TI化合物，如Bi2Se3由于高密度的界面缺陷。在这里，利用一个最佳的缓冲层上的栅极衬底，我们证明了第一个电调谐量子霍尔效应（QHE）TSS的Bi2Se3。在n侧，出现了定义明确的QHE，但它在电荷中性点（CNP）附近减小，并在p侧完全消失。此外，随着磁场的增加，在CNP周围，系统从金属态转变为高阻态，其温度依赖性表明在高磁场下存在绝缘基态。
2019-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically Tunable Quantum Spin Hall State in Topological Crystalline Insulator Thin films
结合$k \cdot p$理论、能带拓扑分析和电子结构计算，预测了SnTe类三维拓扑晶体绝缘体（111）薄膜在较宽的厚度范围内实现量子自旋霍尔相.非平凡拓扑结构源于三维极限下TCI拓扑表面态的面间耦合。表面间耦合改变符号，并引起拓扑相变作为膜厚度的函数。此外，这种耦合可以强烈地受到外部电场的影响，因此量子自旋霍尔相位可以在实验可达的电场下有效地调谐。研究结果表明，（111）薄膜是实现量子自旋霍尔绝缘体新应用的理想平台。
2015-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pulsed laser deposition of Sb2S3 films for phase-change tunable nanophotonics
具有大光学对比度的非挥发性相变材料是未来可调谐纳米光子学的关键。三硫化锑（Sb2S3）由于其在可见光谱区的低吸收最近在该领域中得到普及。虽然在文献中已经报道了几种Sb2S3沉积技术，但是它们中没有一种在相变时关于最低可能的吸收和最大光学对比度进行优化。在这里，我们提出了一个全面的多参数优化的脉冲激光沉积Sb2S3为此。我们将特定的沉积和退火参数与所得的光学性质相关联，并提出了导致具有非凡品质的薄膜（在633 nm处Δn = 1.2）的组合。最后，我们确定晶体取向和振动模式与折射率的最大变化，并提出他们作为有用的指标的Sb2S3开关对比度。
2022-12-08 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Toward Tunable Magnetic Dirac Semimetals: Mn Doping of Cd$_3$As$_2$
National Laboratory of the Rockies（落基山国家实验室）；King's College London（伦敦国王学院）；National High Magnetic Field Laboratory（国家高磁场实验室）；National Renewable Energy Laboratory（美国国家可再生能源实验室）；University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
通过Mn掺杂Cd$_3$As$_2$狄拉克半金属薄膜，实现电子结构相变，展示磁性掺杂在拓扑半金属中的应用潜力。
2026-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Reconfigurable 3D magnonic crystal: tunable and localized spin-wave excitations in CoFeB meander-shaped film
在这项工作中，我们研究了实验宽带铁磁共振测量，自旋波激发光谱的依赖性CoFeB曲折形薄膜的磁场。探讨了两种不同方向的外部磁场，即平行或垂直于晶格核心。通过微磁学模拟得到了主要自旋波模式的频率和空间分布的场依赖性的解释。我们发现，垂直段导致易轴型的磁各向异性和支持在垂直段的同相和异相自旋波旋进振幅。后者可以潜在地用于可调谐超颖表面的设计或基于曲折的3D磁性膜的磁性存储器。
2021-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Molecular Beam Epitaxy Growth of [CrGe/MnGe/FeGe] Superlattices: Toward Artificial B20 Skyrmion Materials with Tunable Interactions
Skyrmions是一种局域化的磁性自旋织构，其稳定性在理论上已被证明取决于材料参数，包括体Dresselhaus自旋轨道耦合（SOC），界面Rashba SOC和磁各向异性。在这里，我们建立了一类新的人工skyrmion材料，即B20超晶格，这些参数可以系统地调整的增长。具体地说，我们报道了在Si（111）衬底上成功生长由FeGe、MnGe和CrGe单晶薄膜组成的B20超晶格。通过分子束外延生长薄膜和超晶格，并且通过反射高能电子衍射、X射线衍射和横截面扫描透射电子显微镜（STEM）的组合来表征。X射线能量色散谱（XEDS）区分层的元素映射，并表明良好的界面质量与相对较低水平的混合在[CrGe/MnGe/FeGe]超晶格。这种外延单晶B20超晶格的展示是对可调skyrmion系统的重大进展，用于基础科学研究和磁存储和逻辑的应用。
2017-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Electrically Tunable Conductance and Edge Modes in Topological Crystalline Insulator Thin Films: Tight-Binding Model Analysis
基于镜像对称性和离散旋转对称性，提出了拓扑晶体绝缘体（TCI）薄膜的最小紧束缚模型。基本项由描述外尔半金属的自旋-轨道相互作用组成，其中无隙狄拉克锥出现在动量空间中的所有高对称点处。然后，我们引入的质量项提供的差距狄拉克锥在我们的处置。它们模拟了由[001]、[111]和[110] TCI表面制成的薄膜。TCI薄膜是由镜像对称性保护的拓扑绝缘体。利用电场破缺镜像对称性，分析了镜陈数、边缘模和电导。我们提出了一种多位拓扑场效应晶体管，通过施加电场独立的纳米晶体管的右边缘和左边缘。我们的结果将为拓扑电子学开辟一条新的途径。
2014-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-tunable electron interaction in high-κ dielectric films
电荷间库仑相互作用的二维对数特性和由此产生的对数约束是高介电常数（high- $κ$）薄膜的显著固有特性，具有深远的意义。最重要的是，这是具有显著表现形式的电荷Berezinskiii-Kosterlitz-无电荷跃迁，低温超绝缘拓扑相。在这里，我们表明，限制的范围可以通过外部栅电极和解开各种静电相互作用的高$κ$膜。我们发现，通过减少从栅极到膜的距离，我们减少了2D长程对数相互作用的空间范围，将其改变为主要偶极或甚至指数在横向距离超过膜栅分离的尺寸。我们的研究结果提供了一个独特的实验室，深入研究拓扑相变和相关现象，从量子金属和超导体-绝缘体过渡的临界性到存储器纳米器件中的电荷捕获和库仑可扩展性的影响。
2021-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable plasmons in ultrathin metal films
当一个或多个维度降低到纳米尺度时，电子、光子及其等离子体相互作用的物理性质发生了巨大变化。例如，石墨烯显示出独特的电学、光学和等离子体性质，这些性质可以通过门控或化学掺杂来调节。类似地，低至原子厚度的双金属薄膜（UTMF）可以具有新的量子光学效应、奇特的介电性质和预测的强等离子体激元。然而，真正的二维金属等离子体激元迄今为止还难以实现，因为难以产生大面积的足够薄的连续膜。由于沉积技术，即使在1 nm的厚度，允许渗滤，我们展示了等离子体在几个纳米的金UTMF，新的分散制度和大的电调谐性的明确证据。在1.5-5微米波长处的共振峰被移动了数百纳米，并且通过使用相对较低的电压的选通被幅度调制了百分之几十。研究结果提出了在等离子体应用中使用金属的方法，例如电光调制，生物传感和智能窗户。
2019-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Ferromagnetism in LaCoO3 Epitaxial Thin Films
铁磁绝缘体在自旋电子学低耗散量子磁器件的发展中起着至关重要的作用。外延LaCoO 3薄膜是一种重要的铁磁绝缘体，在外延应变的作用下，LaCoO 3薄膜呈现出强的铁磁有序性。虽然很明显，强的自旋-晶格耦合诱导铁磁性，报道的外延应变LaCoO 3薄膜的铁磁性是高度一致的。例如，即使在很大程度上调制的应变下，所报道的外延应变LaCoO 3薄膜的居里温度在80-85 K之间，没有太大的偏差。在这项研究中，实质性的增强（~18%）的居里温度的外延LaCoO 3薄膜证明通过晶体取向依赖性。通过改变薄膜的晶向，降低了晶场能量，增强了Co和O轨道之间的电荷转移。这些修改导致了相当大的增强的铁磁性能（包括居里温度和磁化），尽管相同的名义程度的外延应变。这项研究的结果提供了深入了解通过结构对称性控制LaCoO 3的铁磁性能的轻便可调性。
2022-06-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Low-dimensionality-induced tunable ferromagnetism in SrRuO$_3$ ultrathin films
Seoul National University（首尔国立大学）；Jeonbuk National University（全北国立大学）；Sungkyunkwan University（成均馆大学）
通过调控SrRuO$_3$超薄薄膜中的DOS，在相交叉点实现铁磁性的可调性，为可调量子材料的设计提供新路径。
2025-12-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable asymmetric magnetoimpedance effect in ferromagnetic NiFe/Cu/Co films
通过磁阻抗效应研究了NiFe/Cu/Co铁磁薄膜的磁化动力学。我们观察到，磁阻抗响应是依赖于非磁性铜间隔材料的厚度，一个事实相关联的铁磁层之间的磁相互作用的种类。因此，我们提出了一个实验研究的非对称磁阻抗在铁磁薄膜的双相磁行为和探索的可能性调谐的线性区域的磁阻抗曲线在零磁场附近通过改变非磁性间隔材料的厚度，和探针电流频率。我们讨论的实验磁阻抗结果在不同的频率范围内，准静态磁性能，厚度的非磁性间隔材料，和铁磁层之间的磁相互作用的不同机制的磁化动力学。研究结果表明，具有非对称磁阻抗效应的双相磁性铁磁薄膜在自偏置线性磁场传感器中具有很好的应用前景。
2014-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable optical properties of multilayers black phosphorus thin films
黑磷薄膜可能提供有吸引力的替代窄间隙化合物半导体的光电子学跨越中到近红外频率。在这项工作中，我们使用有效低能汉密尔顿内的久保公式计算多层黑磷薄膜的电导率张量。多层黑磷的光吸收光谱随厚度、掺杂和光偏振态的变化而敏感。结合从红外吸收光谱获得的实验光谱，我们还讨论了所观察到的各向异性吸收光谱的带间耦合和无序的作用。
2014-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
