RF Sputter Deposition of Epitaxial Nanocrystalline Nd1-xSrxCoO3 Thin Films
本文报道了用射频磁控溅射法在SrTiO_3和LaAlO_3单晶衬底上沉积Nd_（1-x）Sr_xCoO_3（x=0，0.2和0.5）外延薄膜。沉积的薄膜都是完全取向和外延的，其特征在于纳米晶形态。沉积膜的平均粗糙度约为1 nm，而在热处理后，这增加到20 nm，同时保持纳米晶形态。沉积在SrTiO 3上的所有膜都显示出处于一定程度的拉伸应变下，而在LaAlO 3上的那些膜经历压缩应变，因此表明在约50 nm处，即使在热处理之后，膜也没有完全松弛。对于x=0.2的组合物，已经研究了三种不同的厚度，揭示了更薄的膜的应变增加。
2006-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Thermal evolution of nanocrystalline co-sputtered Ni-Zr alloy films: Structural, magnetic and MD simulation studies
利用自行研制的三枪直流/射频磁控溅射装置，采用共溅射法在室温下成功地制备了单相均匀的Ni 10 Zr 7纳米晶薄膜。该膜可以在合金中以长程晶体学和化学顺序产生，从而克服了广泛公认的玻璃形成Ni-Zr对非晶化的固有倾向。这些合金的结晶度是关于在诸如储氢、催化活性和核反应堆工程等应用中改进功效的期望特征。该结晶相的热稳定性，是至关重要的过渡到可行的应用程序，通过系统的合金膜在473 K，673 K和923 K的退火不同的持续时间进行了研究。虽然膜在473 K下是稳定的，但在673 K下退火的效果是产生偏析成纳米晶Ni（超顺磁性）和非晶Ni+Zr（非磁性）相。采用几种分析层状结构的有效方法，对退火前后的物理结构和磁结构进行了详细的分析，得到了一致的结果。极化中子和X射线反射计，掠入射X射线衍射，飞行时间二次离子质谱和X射线光电子能谱学被用来衡量在纳米尺度上的相分离。基于SQUID的磁强计被用来研究宏观磁性。用分子动力学计算对该体系进行模拟退火，结果与实验结果吻合较好。这项研究提供了一个全面的了解的创建和结晶Ni-Zr合金的热演化。
2021-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Nanocrystalline equiatomic CoCrFeNi alloy thin films: Are they single phase fcc?
四元等原子CoCrFeNi大块合金在文献中被广泛研究。在实验条件下，该合金为单相fcc结构，其物理机械性能与五元等原子CoCrFeMnNi合金相似。大量的研究集中在块体纳米晶高熵合金或成分复杂合金的力学性能及其退火后的微观结构演变。薄膜加工路线为形成纳米晶合金提供了一种极好的替代方案。由于溅射法制备的薄膜具有成核率高、缺陷密度大等特点，其微结构演化的动力学过程往往比体材料中发生的过程要快。在这里，薄膜被用来研究在Si/SiO2和c-蓝宝石衬底上通过磁控共溅射从元素源沉积的纳米晶CoCrFeNi的相演变。与块体合金相比，薄膜的相和微观结构进行了讨论。主要结论是，只要有足够的形核位置，即使在室温下也可以形成第二相。
2021-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Fe-Sn nanocrystalline films for flexible magnetic sensors with high thermal stability
Fe 3Sn 2晶体中Fe kagome晶格上的磁性和自旋轨道耦合的相互作用产生了独特的能带结构，导致比常规铁磁金属大一个数量级的反常霍尔效应。在这项工作中，我们证明了Fe-Sn纳米晶薄膜也表现出大的反常霍尔效应，适用于满足高灵敏度和热稳定性的磁传感器。在室温下通过共溅射技术制备的薄膜中，晶格有序的部分发展出现为Fe-Sn kagome层的纳米晶体。切线霍尔角，霍尔电阻率与纵向电阻率的比率，在接近Fe 3Sn 2的最佳合金组合物中大大增强，即使膜由非晶和非晶状畴组成，也例证了可果美起源。这些铁磁Fe-Sn薄膜具有很大的优势，作为霍尔传感器的热稳定性比半导体，由于弱的温度依赖性的异常霍尔响应。此外，室温制造使我们能够在有机衬底上开发机械柔性霍尔传感器。这些演示表明了可果美金属作为设计新功能设备的未开发资源的潜力。
2019-03-07 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
Structural, chemical and optical characterizations of nanocrystallized AlN:Er thin films prepared by r.f. magnetron sputtering
采用真空化学气相沉积法在（001）硅衬底上制备了n-AlN：Er纳米薄膜。F.研究了1.54 $μ$ m红外光致发光（PL）强度与AlN晶体结构和Er浓度比之间的相关性。本研究首先介绍了如何通过结合EDSX和电子探针显微分析（EPMA）结果的参考样品的X射线能量色散谱（EDSX）的铒克利夫洛里默灵敏度因子α = 5。其次，它提出了纳米掺杂样品的相对PL强度与Er浓度的函数相同的溅射参数制备。用透射电子显微镜观察了AlN薄膜中的微晶结构。
2020-10-26 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Impact of post deposition annealing in O2 ambient on structural properties of nanocrystalline hafnium oxide thin film
本文采用溅射法制备了HfO2薄膜（100 nm），并在氧气气氛中于400~1000 \degree（以200 \degree为步长）的温度范围内退火10 min。利用XRD研究了氧气氛中退火温度对微晶尺寸、物相、取向、应力等结构性能的影响。红外吸收光谱中的Hf-O声子峰位于512，412 cm ^-1处。在720 cm ^-1和748 cm ^-1处的伸缩振动模式对应于HfO2。AFM数据显示平均晶粒尺寸在38 nm至67 nm的范围内。该膜揭示了结构性质的变化，这似乎是负责在氧的百分比，折射率（1.96至2.01）在632 nm波长和粗糙度（6.13 nm至16.40 nm）的变化。退火温度以及环境条件对应力、晶体尺寸以及原子排列有显著影响。对于高质量的膜，退火温度大于600 \degree是期望的。
2016-05-04 cond-mat.mtrl-sci
On Tailoring Structural and Optoelectronic Properties of TiO2 Thin Films Synthesized via 'Room' Temperature High Power Impulse Magnetron Sputtering (HiPIMS)
本研究针对TiO₂集成柔性/温度敏感器件需低温沉积的问题，通过近室温HiPIMS调控总压力和氧气流量实现TiO₂薄膜相比例与结晶质量可调，为其在能源领域的应用提供低温制备方案。
2025-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Quantitatively Predicting Modal Thermal Conductivity of Nanocrystalline Si by full band Monte Carlo simulations
纳米晶硅的热输运特性对热电材料的应用具有重要意义。更好地理解纳米晶硅的模态热导率将有助于提高热电效率。本文采用全频声子色散的减方差蒙特卡罗模拟研究了纳米晶硅的模式热导率。重要的是，声子模式传输通过晶界的非晶Si界面模拟计算的模式分辨原子格林函数方法。在很宽的晶粒尺寸范围内，预测的纳米晶硅的热导率与体硅的热导率之比与实验测量值吻合得很好。当晶粒尺寸从550 nm减小到10 nm时，纳米晶Si的热导率从54%减小到3%，平均自由程大于晶粒尺寸的声子的贡献从30%增加到96%.研究表明，基于模式分辨原子格林函数方法的声子模式传输的全带蒙特卡罗模拟可以捕捉到复杂纳米结构中的声子输运图像，从而为设计高性能硅基热电器件提供指导。
2021-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Reactive pulsed direct current magnetron sputtering deposition of semiconducting yttrium oxide thin film in ultralow oxygen atmosphere: A spectroscopic and structural investigation of growth dynamics
本研究通过反应脉冲直流磁控溅射在超低氧气氛下沉积半导体氧化钇薄膜，利用光谱与结构表征揭示一氧化钇在过渡区形成及非晶主导特性，旨在理解异常价态钇的生长动力学。
2023-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Interaction of UV photons with solid and nanocrystalline silicon
通过飞行时间（TOF）质谱法研究UV光子与体硅和纳米晶硅的相互作用，可以揭示两种Si离子单体。即使在低激光能量密度下，第一个快速的人口喷射也归因于由光电子发射引起的表面电荷之间的哥伦比亚排斥。当激光能量密度增加时，出现第二慢离子布居。该群体起源于辐照材料中的热过程。这项工作的最初结果是观察到的非热离子人口的激光诱导羽流的相当一部分。
2003-11-14 cond-mat.mtrl-sci
In situ high-cycle fatigue reveals the importance of grain boundary structure in nanocrystalline Cu-Zr
纳米晶体金属通常具有高的疲劳强度，但对裂纹扩展的抵抗力低。非晶晶界膜是无序的晶界络合物，其已被证明在单调加载期间通过扩散晶界应变集中来延迟裂纹成核和减缓裂纹扩展，这表明它们也可能有益于疲劳性能。为了探讨这一假设，在原位透射电子显微镜疲劳循环进行Cu-1原子%。Zr薄膜经热处理后，要么只具有有序的晶界，要么含有非晶的晶间膜。只有有序晶界的样品经历了晶粒粗化裂纹萌生，然后由不稳定的裂纹扩展和广泛的nanocracking，而含有非晶间膜的样品没有晶粒粗化裂纹萌生，然后由稳定的裂纹扩展和分布的塑性活动。通过简单的热处理控制这些行为的微结构设计可以允许纳米晶金属疲劳韧性的改善。
2018-11-18 cond-mat.mtrl-sci
Preparation of Cobalt Thin Films by Sputtering Systems and Its Magnetic Characterization
采用磁控溅射沉积技术制备了不同厚度的钴薄膜。用X射线光电子能谱学（XPS）和石英晶体监测（QCM）对薄膜厚度进行了测定。XPS也被用来确定膜的质量。利用铁磁共振技术（FMR）测试了薄膜的磁性能.
2009-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Comparative Analysis of the Electronic Energy Structure of Nanocrystalline Polymorphs of Y2O3 Thin Layers: Theory and Experiments
报道了立方相和单斜相Y_2O_3纳米晶薄层的制备和原子结构的表征结果。实验数据表明，在纳米晶薄膜的平均晶粒尺寸为10-14 nm的立方和单斜研究结构的晶体有序。基于密度泛函理论（DFT）的模拟表明，这些相的电子结构在体和表面上的差异不大。理论模型还指出，显着的扩展所造成的能级分裂与实验数据（X射线光电子和光致发光光谱）的价带和导电带。各种内在和外在的缺陷（包括表面吸附的一氧化碳和二氧化碳）的存在下，不促进可见的变化，在两个研究阶段的Y2 O3表面的电子结构。光学吸收和发光测量表明，微不足道的带隙减少的Y2 O3纳米晶层和非常小的贡献，从缺陷态。非本征压缩和膨胀的模拟表明，即使在显着的应变下，纳米Y2 O3的电子结构的稳定性。综合研究的结果表明，氧化钇基纳米晶薄膜作为一种稳定的材料，具有广泛的光学应用前景。
2022-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Light-weight sodium alanate thin films grown by reactive sputtering
本文报道了在氢原子反应气氛中用共溅射法制备铝酸钠薄膜的方法。我们研究了相的形成和分布，以及氢的脱附，与光学和红外透射光谱相结合。我们表明，氢的脱附，相分离和掺杂剂在这些复杂的金属氧化物中的作用，可以监测与光学测量。这一结果表明，薄膜方法可用于技术相关的轻金属陶瓷的模型研究。
2009-10-13 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature near-infrared silicon carbide nanocrystalline emitters based on optically aligned spin defects
块体碳化硅（SiC）是一种在生物应用和量子传感方面具有广阔应用前景的材料体系。然而，由于大的禁带能隙，其光学活性超出了用于体内成像和光纤通信的近红外光谱窗口。在这里，我们报告的SiC纳米晶体的制造和隔离不同的纳米级分的范围从600 nm到60 nm的大小。结构分析揭示了最小的纳米晶体进一步碎裂成ca。10纳米大小的高结晶质量的集群，由非晶化区域分开。我们使用中子辐照来产生硅空位，展示近红外光致发光。最后，我们检测到，第一次，这些硅空位托管在SiC纳米晶体的室温自旋共振。这开辟了有趣的前景，不仅将它们用作体内发光标记，而且还用作磁场和温度传感器，允许监测各种物理，化学和生物过程。
2014-09-02 cond-mat.mtrl-sci
A cylindrical sintering method for more realistic grain boundaries in nanocrystalline thin films
Institute of Physics of Materials, The Czech Academy of Sciences（材料物理研究所，捷克科学院）；Central European Institute of Technology, Brno University of Technology（中欧技术研究所，布尔诺理工大学）；Charles University, Faculty of Mathematics and Physics（查理大学，数学与物理学院）
本文提出圆柱烧结方法生成具有更宽无序晶界的纳米晶铝薄膜样品，相比Voronoi方法更真实，且力学性能更低，并发现几何与势函数影响独立可加，存在反Hall-Petch关系。
2026-09-15 cond-mat.mtrl-sci
MgyNi1-y(Hx) thin films deposited by magnetron co-sputtering
在这项工作中，我们已经合成了薄膜的MgyNi 1-y（Hx）金属和金属氢化物与y之间的0和1。该薄膜是通过磁控共溅射Mg和Ni的金属靶沉积的。金属MgyNi_（1-y）薄膜用纯Ar等离子体沉积，而MgyNi_（1-yH_x）氢化物薄膜用Ar等离子体中30%H_2反应沉积。用固定的衬底载体进行沉积，产生在Mg和Ni组合物中具有空间梯度的膜。的组合方法的共溅射提供了一个洞察MgyNi 1-y和MgyNi 1-yHx的相图，并允许我们调查所得合金的结构，光学和电学性能。结果表明，反应溅射法可以直接沉积出纯度较高的Mg~2NiH~4金属氢化物薄膜。在暴露于环境条件几个月后，我们观察到有限的氧化。MgyNi_（1-y）和MgyNi_（1-yH_x）薄膜可用于智能窗的光学控制、光学传感器和光伏太阳能电池的半导体材料。
2012-02-29 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of Colloidal Mn2+:ZnO Quantum Dots and High-TC Ferromagnetic Nanocrystalline Thin Films
本文报道了胶体Mn ~（2+）掺杂ZnO（Mn ~（2+）：ZnO）量子点的合成及室温铁磁纳米晶薄膜的制备。采用水解缩合法在DMSO中制备了Mn 2+：ZnO纳米晶。通过电子吸收和电子顺磁共振（EPR）光谱监测合成。发现Zn（0Ac）2强烈抑制Mn 2+被O2氧化，从而允许在有氧条件下进行Mn 2+：ZnO的合成。使用十二胺从所制备的纳米晶体的表面去除Mn 2+离子，以产生高质量的内部掺杂的Mn 2+：ZnO胶体，其具有接近球形的形状和均匀的直径（6.1 +/- 0.7 nm）。模拟的高分辨率的X-和Q-波段的EPR谱，结合磁磁化率的定量分析，证实了锰是取代纳入到ZnO纳米晶体的Mn 2+非常均匀的物种，不同的散装Mn 2+：ZnO只有在D-应变的幅度。在纳米晶的旋涂薄膜中观察到了强的铁磁性，300 K饱和磁矩高达1.35 Bohr磁子/Mn 2+，TC > 350 K。在铁磁薄膜的EPR谱中观察到明显的铁磁共振信号。在Mn 2+：ZnO的铁磁性的发生及其对合成变量的依赖性的背景下，这些和以前的理论和实验结果进行了讨论。
2004-07-20 cond-mat.mtrl-sci
On the melting of the nanocrystalline vortex matter in high-temperature superconductors
对高各向异性高温超导体Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_8$中的涡旋物质进行了多能级蒙特卡罗模拟.我们引入了满足$B_ϕ\le B$的低浓度柱状缺陷。同时考虑了薄饼涡之间的电磁相互作用和约瑟夫森相互作用。纳米晶，纳米液体和均匀的液相被确定与实验一致。我们观察到的两步熔融过程，也注意到增强的结构因子之前的熔融过渡。提出的理论模型与我们的研究结果是一致的。
2005-06-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
The role of graphitic filaments in resistive switching behaviour of amorphous silicon carbide thin films
报道了单复合靶磁控溅射法制备的非晶碳化硅（a-SiC）薄膜的电阻开关特性。开关性能作为薄膜厚度（50，100和300 nm）的函数，以及不同的顶部金属电极（铜，铂和银）与底部电极固定为金，进行了研究。的开关参数（形成电压，设置和复位电压和相应的电流）被发现是依赖于SiC膜的厚度，它被观察到，100 nm是最佳的耐久性的最佳厚度。金属电极与a-SiC薄膜之间的界面在实现开关性能方面起着更重要的作用。最佳器件的电阻关/开比为108，保持时间>104 s，耐久性为50次循环。横截面扫描电子显微镜提供的证据表明，开关的机制涉及碳纤维的形成和拉曼光谱表明，这些纤维是纳米晶石墨的性质。目前的工作清楚地表明，在开关周期过程中，SiC发生解离，从而形成纳米晶石墨丝。除了金属丝之外，这些有助于a-SiC基电阻式存储器器件中的切换。
2019-08-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Phase selection and texturing in molybdenum oxide films grown by reactive magnetron sputtering
本研究通过反应磁控溅射，发现氧流量比精确控制氧化钼薄膜的相选择（MoO2或alpha-MoO3）及织构，为合成相纯薄膜提供框架。
2025-03-28 cond-mat.mtrl-sci
FeCuNbSiB thin films with sub-Oersted coercivity
研究通过磁控溅射与热处理制备低矫顽力、高有效磁化的纳米晶 FeCuNbSiB 薄膜，并结合显微结构与磁性表征揭示厚度对矫顽力的影响。
2024-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical Properties and Raman Studies of Partially Edge Terminated Vertically Aligned Nanocrystalline MoS2 Thin Film
报道了在大绝缘衬底上制备的由边缘终止垂直取向（ETVA）和（001）取向混合区组成的纳米晶MoS 2薄膜的光学和振动特性。从高分辨率透射电子显微镜（HRTEM），ETVA纳米晶体的平均尺寸为约5 nm，并且每个纳米晶体仅由3至5个MoS 2单层组成。薄膜具有很高的透光率（~80%），但当入射光的能量接近带隙时，透射率百分比降低。此外，在吸收光谱和透射光谱中都观察到弱激子峰。室温拉曼研究表明，E12 g和A1 g模式都显着更宽，并观察到一些额外的拉曼模式相比，散装二硫化钼。A1 g模的加宽使用声子限制模型进行了分析，计算的颗粒尺寸与TEM观察结果吻合得很好。此外，A1 g模的温度系数估计从温度依赖的拉曼研究。
2013-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of Al content on the hardness and thermal stability study of AlTiN and AlTiBN coatings deposited by HiPIMS
分析了反应大功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）制备的AlTiN和AlTiBN涂层的显微组织、力学性能和热稳定性随Al/（Al+Ti）比x在0.5 ~ 0.8之间变化的规律。涂层主要由面心立方Ti（Al）N晶相形成，具有和不具有B，甚至对于高达0.6的x比率，其高于通过反应磁控溅射沉积的AlTiN涂层通常遇到的比率。B掺杂，结合高能沉积条件提供的HiPIMS，结果在抑制的柱状晶粒形态通常遇到的AlTiN涂层。与此相反，通过HiPIMS生长的AlTiBN涂层呈现出致密的纳米复合型组织，由纳米晶Ti（Al）N畴和由Ti（Al）B2和BN组成的非晶区形成。结果表明，高Al含量（x>0.6）的AlTiBN涂层比AlTiN涂层具有更高的硬度、弹性和断裂韧性。此外，热稳定性和热硬度显著提高，将有害的六方AlN相的形成开始从AlTiN情况下的850 ℃延迟到AlTiBN情况下的1000 ℃。
2021-07-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Segregation and Preferential Sputtering of Cr in WCrY Smart Alloy
本文用低能He ~+离子散射方法研究了Cr在钨基WCrY合金表面的温度偏聚。由于高表面灵敏度，这些测量仅探测最外层单层的组成。Cr的表面浓度略有增加时，样品的温度增加到700 K，并表现出更强的增加时，样品温度进一步升高。从Langmuir-McLean关系式获得Cr的偏析焓，其值为0.7 eV。Y的表面浓度显示出与Cr浓度类似的行为。对于Cr和Y，表面密度缓慢增加和加速增加之间的温度阈值几乎相同。在1000 K的温度下，低能离子散射检测到几乎没有W的表面上。由于分离的物质，即混合的Cr/Y层，改性的表面组成在样品冷却期间保持稳定。使用250 eV的D原子的离子轰击，导致在室温下的W的表面密度的增加的优先溅射进行了研究。这种效应在高温下被抵消，在高温下，偏析使表面上较轻的元素消失，并防止形成全W表面层。从溅射侵蚀和偏析之间的平衡来评估向表面偏析的Cr原子的通量。
2019-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Structural, Raman and photoluminescence studies on nanocrystalline diamond films: Effects of ammonia in feedstock
在此，我们报告的结构质量的改善和增强的光致发光（PL）发射的最佳N掺杂的纳米金刚石（NCD）薄膜。采用热丝化学气相沉积法，以NH_3：CH_4：H_2为原料，在不同的N/C比（即0，0.13，0.35，0.50和0.75）下，在Si衬底上制备了纯金刚石薄膜和N掺杂金刚石薄膜。X射线衍射分析表明，随着原料中N/C比的增加，微晶尺寸先增大后减小。此外，金刚石拉曼谱线的线宽和峰位的单调增加表明金刚石晶格中的压缩应变作为N/C比的函数增加到0.50。然而，在0.75的较高N/C比下，压缩应变稍微松弛并产生较低的应变。此外，观察到1195 cm-1处的独特拉曼模式，对应于C=N-H振动，表明NCD薄膜中存在显着的N浓度。此外，可见光和紫外光致发光的研究表明，存在几个N相关的颜色中心与多个发射线在380至700 nm的范围内。在原料中N/C比为0.35时生长的最佳N掺杂金刚石膜显示出在约505和700 nm处的室温PL发射的显著增强。在355和532 nm激光激发下，这种PL增强归因于H3和其他与N相关的缺陷中心的聚集体。
2020-06-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Pressure-dependent transition from atoms to nanoparticles in magnetron sputtering: Effect on WSi2 film roughness and stress
我们报道了在Ar磁控溅射沉积WSi 2过程中从几个原子簇到更大的纳米颗粒的两种状态之间的转变，以及纳米颗粒对非晶薄膜和多层膜性能的影响。溅射沉积的薄膜监测原位x射线散射，包括x射线反射率和掠入射小角度x射线散射。结果表明，在Ar背景压力Pc的突变的过渡与高能粒子热化的阈值，这是已知的规模作为产品的Ar压力和磁控管源和衬底表面之间的工作距离。低于Pc光滑的薄膜产生，而上述Pc粗糙度突然增加，与模型一致，其中颗粒聚集在沉积通量到达生长表面之前。WSi 2薄膜的结果与WSi 2/Si多层膜中应力的原位测量相关，该多层膜在Pc处表现出从压应力到张应力的相应过渡。拉伸应力归因于纳米颗粒的聚结和纳米空隙的消除。
2010-08-01 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous thermal oxidation of gadolinium thin films deposited on silicon by high pressure sputtering
研究通过高压溅射在硅上沉积钆薄膜并热氧化，发现500 $^\circ$C时结构转变，750 $^\circ$C下界面陷阱密度最低但介电常数仅7.4，原因是氧化产生的表面凸起降低了电容。
2024-01-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Hydrogen partial pressure as a key parameter in the reactive sputtering of photochromic YHO thin films
Institute of Solid State Physics, University of Latvia（拉脱维亚大学固体物理研究所）
该研究探究反应溅射YHO薄膜时氢分压的关键作用，发现低氢分压可提升薄膜光学透明度、光致变色对比度并加快漂白动力学，其结果与YHO氧含量和光致变色响应的普遍相关性存在偏差。
2026-10-15 cond-mat.mtrl-sci
RF magnetron sputtering deposition of multilayers optical filters for ultra-broadband applications with a large number of thin layers
Normandie Université, ENSICAEN, UNICAEN, CNRS UMR6252, CEA（诺曼底大学，ENSICAEN，UNICAEN，CNRS UMR6252，CEA）
通过改进射频磁溅射技术，实现超宽带应用中多层光学滤波器的高可靠性制造，支持超过100层的复杂结构开发。
2026-03-13 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph physics.optics
A thin film source in a solid-state diffusion experiment: CoO on SrTiO3
本文制备并表征了STO上的CoO薄膜扩散源，确定保持平坦稳定界面的退火条件，并用EDX、APT和TOF SIMS验证了Co扩散剖面的一致性。
2025-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Process stabilization by peak current regulation in reactive high-power impulse magnetron sputtering of hafnium nitride
提出了一种简单有效的方法来稳定反应大功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）过程中过渡区的溅射过程。该方法是基于实时监测和控制的放电电流波形。为了将工艺条件稳定在给定的设定点，实施了反馈控制系统，该反馈控制系统自动调节脉冲频率，从而调节平均溅射功率，以保持恒定的最大放电电流。在本研究中，脉冲电流波形的变化在很宽的范围内的反应气体流量和脉冲频率在反应HiPIMS过程中的Hf-N在Ar-N2气氛说明，放电电流波形是一个很好的指标的过程条件。激活无功HiPIMS峰值电流调节，当通过将脉冲频率从600 Hz自动调节到1150 Hz并因此将平均功率从110 W增加到270 W而将N2流量从2.1 sccm改变到3.5 sccm时，保持稳定的工艺条件。使用峰值电流调节沉积的Hf-N膜表现出稳定的化学计量比，几乎恒定的功率归一化沉积速率，和多晶立方相Hf-N与（111）-优选的取向在整个反应气体流量范围内调查。详细讨论了不同工艺条件下电流脉冲波形变化的物理原因。
2015-09-23 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Study of ZrO2 Thin Films Deposited at Glancing Angle by Magnetron Sputtering under Varying Substrate Rotation
在本工作中，一组ZrO 2薄膜已被沉积在82度角的沉积在几个基板旋转速度和0度。研究了衬底旋转对薄膜光学、结构、形貌和残余应力的影响。从椭偏测量和适当的建模估计的折射率描绘了一个有趣的降低行为与衬底旋转，并已解释在光的柱状结构与衬底旋转。GLAD ZrO 2薄膜的折射率在1.901到2.011之间变化。正常沉积的膜表现出2.178的折射率值，其显著大于GLAD膜的折射率值。掠射角沉积膜的折射率降低是掠射角处占主导地位的原子阴影的属性。此外，相关长度，这是表面晶粒尺寸的代表，从原子力显微镜数据的适当建模，它表现出随着衬底旋转减小的趋势。这种趋势也归因于随着衬底旋转而变化的柱状微观结构。所有的掠射角沉积的ZrO 2膜具有均方根粗糙度在4.6和5.1 nm之间，而正常沉积的膜描绘1.0 nm的均方根粗糙度。占主导地位的原子阴影是负责GLAD膜的高粗糙度。无论是掠射角和正常沉积的薄膜表现出单斜相在不同方向上取向的优先生长。GLAD膜还描绘了归因于精细纳米微晶尺寸（~13 nm）的四氢呋喃峰。当沉积角由法线角变为掠射角时，残余应力由大压应力变为小拉应力
2016-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Growth Mechanisms and Mechanical Response of 3D Superstructured Cubic and Hexagonal Hf$_{1-x}$Al$_x$N Thin Films
该研究揭示离子辅助磁控溅射 HfAlN 薄膜中 Ar 中性粒子主导的相分离机制，发现立方相三维棋盘超结构可显著提升硬度与屈服强度。
2025-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Physics-separating artificial neural networks for predicting initial stages of Al sputtering and thin film deposition in Ar plasma discharges
Ruhr University Bochum（波鸿鲁尔大学）；Kiel University（基尔大学）
本研究针对铝薄膜溅射沉积模拟中表面相互作用模型原子保真度不足的问题，引入演化表面状态与缺陷结构，构建物理分离人工神经网络代理模型，可高保真解析等离子体-表面相互作用动力学，且适用于实验输入数据。
2022-11-09 cond-mat.mtrl-sci cs.LG physics.plasm-ph
Bias sputtering of granular $\text{L1}_0$-FePt films with hexagonal boron nitride grain boundaries
本文研究通过射频衬底偏压溅射在FePt晶界中形成h-BN纳米片，实现核壳FePt/h-BN柱状颗粒结构，在800°C高温下获得高有序L1₀相和优异磁性能，为HAMR应用提供新方案。
2023-03-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Amorphous, ultra-nano- and nano-crystalline tungsten-based coatings grown by Pulsed Laser Deposition: mechanical characterization by Surface Brillouin Spectroscopy
脉冲激光沉积允许获得具有不同纳米结构的W和W-Ta合金涂层，通过X射线衍射监测。这种结构和弹性性能之间的相关性进行了研究，通过调整沉积过程中的气体压力，退火温度和Ta浓度获得的非晶状，超纳米和纳米晶涂层。充分的弹性表征实现表面布里渊光谱，解释各向同性和各向异性的薄膜模型。在几十Pa的He气压下获得了类非晶态涂层。与体W相比，它们具有较低的刚度，约60%，与质量密度密切相关（低约40%）。在纳米晶制度的刚度更相关的平均晶粒尺寸，接近体积值增加微晶尺寸。非晶类涂层的真空退火导致超纳米晶种的成核，其嵌入具有质量密度和刚度的中间值的非晶基质中。这里，刚度是由晶体尺寸和密度之间的相互作用产生的。与Ta合金化导致与纳米晶制度中的杠杆规则一致的性质，并且当干扰晶体生长的较高Ta浓度诱导超纳米晶体结构时偏离该规则。
2017-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Combinatorial sputter deposition of CrMnFeCoNi high entropy alloy thin films on agitated particles
提出了一种在微粒上组合溅射沉积薄膜的方法。该方法是为实验室规模的磁控溅射系统开发的，并使用压电致动器，通过振荡的微粒。定制组件可同时分离多达9批颗粒。由于搅拌，颗粒的整个表面可以暴露于溅射焊剂，因此可以完全被薄膜覆盖。通过溅射CrMnFeCoNi高熵合金靶，用均匀的薄膜同时涂覆单独批次的聚苯乙烯微球（500 μ m单分散直径）、Fe合金颗粒（300 μ m平均尺寸）和NaCl盐颗粒（350 μ m平均尺寸）。相比之下，沉积在团聚Al颗粒（5 μ m平均尺寸）上的CrMnFeCoNi薄膜仅部分覆盖颗粒的表面。通过共溅射CrMn、FeCo和Ni靶，用具有组分梯度的CrMnFeCoNi薄膜涂覆九批单独的Al颗粒（平均尺寸25 μ m）。这些沉积证明了用均匀的膜（从元素到多元组合物）涂覆不同类型的颗粒和在均匀颗粒上沉积具有组合物梯度的膜的能力。
2022-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Ethanol and Hydrogen gas-sensing properties of CuO-CuFe2O4 nanostructured thin films
本研究通过射频溅射结合热氧化制备多孔纳米晶CuO-CuFe₂O₄复合薄膜气敏层，测试其对乙醇和氢气的传感性能，25nm厚薄膜在400℃下对500ppm氢气响应达79%，响应时间短，且响应与10-500ppm气体浓度相关。
2018-05-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Disorder-driven transport in ZrN thin films grown by ion-beam-assisted sputtering
Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；Drexel University（德雷塞尔大学）
本研究通过离子束辅助溅射生长ZrN薄膜，系统调控生长条件实现从金属到绝缘的输运转变，发现绝缘态符合三维Mott变程跳跃，超导转变温度与无序脱耦，相边界由自由指数幂律描述，确立了可调平台。
2026-09-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Tailoring mechanical properties and electrical conductivity of flexible niobium carbide nanocomposite thin films
碳含量为0至99原子%的柔性NbC纳米复合薄膜在室温下，在Si（100）和聚苯乙烯衬底上，通过非反应磁控溅射从纯Nb和C靶沉积，而不向衬底施加偏压。HRTEM图像显示，该薄膜表现出纳米复合结构的NbC纳米晶体（2至15 nm的大小）嵌入在无定形碳基体。通过简单地调节等离子体中的Nb通量，我们可以监测薄膜中的晶粒尺寸和游离碳相的百分比，这反过来又允许定制薄膜的机械性能和电导率。结果表明，由~8 - 10%游离碳组成的薄膜具有较高的硬度和弹性回复率，分别约为23GPa和85%，在22 ℃时的电导率为2.2 × 106S/m。这项研究表明，这种非反应性溅射方法在低温下沉积硬，弹性和导电的纳米复合薄膜，这是特别有用的温度敏感的聚合物或塑料基板上的纳米和微电子应用的薄膜制备的潜力。
2014-11-18 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric imprint in annealed Bi0.9La0.1Fe0.9Mn0.1O3 thin films
本文研究了用射频溅射法在镀铂硅衬底上制备Bi_（0.9）La_（0.1）Fe_（0.9）Mn_（0.1）O_3薄膜的最佳工艺条件。在相对较低的衬底温度下沉积，然后进行适当的非原位退火的组合导致具有光滑表面形貌的薄膜和具有（100）c优选取向的高质量的单相层的形成。退火后的薄膜显示出铁电印记。
2016-03-21 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetism and Ferroelectricity in epitaxial ultra-thin BiMnO3 films
研究了用射频磁控溅射法生长的压应变和无应变BiMnO_3薄膜的铁电和铁磁性质。在（001）SrTiO3和（110）DyScO3上沉积的BiMnO3样品呈现二维立方叠立方生长模式和伪立方结构，厚度分别为15 nm和25 nm。在这些厚度之上，我们观察到切换到3D岛生长，并且同时结构变化到单斜结构，其特征在于单斜晶胞的（00l）取向。虽然铁磁性观察到低于Tc = 100 K的所有样品，室温下的铁电性的签名，发现只有在伪立方超薄膜，表明电子和结构之间的相关性秩序。
2013-06-05 cond-mat.mtrl-sci
Physics-separating artificial neural networks for predicting sputtering and thin film deposition of AlN in Ar/N$_2$ discharges on experimental timescales
Ruhr University Bochum（波鸿鲁尔大学）；Kiel University（基尔大学）
针对等离子体-表面相互作用模拟计算成本高、难以在实验时间尺度预测的问题，研究开发有效填充参数空间的方案，构建物理分离人工神经网络，可分析45分钟工艺内AlN溅射沉积的粒子通量及系统状态演化。
2023-01-09 cond-mat.mtrl-sci cs.LG physics.plasm-ph
Depth resolution optimized sputter depth profiling of a polycrystalline Al layer
利用惰性气体溅射技术对薄膜进行深度剖析是俄歇电子能谱和X射线光电子能谱学的重要应用之一。这种分析监测薄膜系统的元素深度组成并控制制造过程的质量。溅射深度轮廓测量的一个挑战性任务是确定界面污染。界面污染只有在深度剖面数据以足够的深度分辨率测量时才能检测到。界面污染是至关重要的，因为它们强烈地影响整个薄膜系统的机械和电性能。多晶样品的单向溅射深度剖析的深度分辨率受到归因于相对于入射离子束具有不同晶体取向的晶粒的溅射产率差异的限制。因此，多晶薄膜的深度分辨率优化溅射深度剖析需要专门的实验方法。如果样品在离子溅射过程中旋转，则由于相对于晶粒取向的离子撞击方向变化，因此以更好的深度分辨率记录深度分布。如果可以仅对单个颗粒执行深度剖析，则深度分辨率也得到改善。这些方法被应用到5000 nm厚的多晶Al层的深度剖析和界面污染分析。利用这些高深度分辨率的深度剖析方法检测到在Al到Si衬底的界面处的O污染。
2021-01-02 cond-mat.mtrl-sci
Effect of the nitrogen-argon gas mixtures on the superconductivity properties of reactively sputtered molybdenum nitride thin films
本文报道了用直流反应溅射法在室温下用N2：Ar混合气体生长的氮化钼薄膜的超导特性。使用5%N2浓度生长的薄膜显示Tc = 8K，其逐渐降低并且在40%N2浓度下突然消失。这种抑制可以与从Mo2N到MoN的氮化学计量的变化相关联。本文的研究结果为制备Tc可调的Mo_2Nx薄膜提供了一条简单有效的途径，对Mo_2Nx薄膜的基本性质研究和工艺应用具有重要意义。
2017-08-17 cond-mat.mtrl-sci
Modification of low-temperature silicon dioxide films under the influence of technology factors
研究了离子注入、激光辐照、热退火和光子退火等工艺因素对低温二氧化硅薄膜的结构、组成和电物理特性的影响。采用等离子体化学氧化法、反应阴极溅射法和正硅酸乙酯热分解法制备了二氧化硅薄膜。在衬底的容量中，使用锗、硅、砷化镓和氮化镓。用红外透射光谱和受抑内反射光谱分析了薄膜的结构和成分。分析了低温二氧化硅薄膜的改性效率与衬底类型、薄膜结构和性质、透湿性、介质淀积工艺、注入离子类型和剂量、退火温度和退火方式等因素的关系。
2017-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Molecular Dynamics Study on the Role of Ar Ions in the Sputter Deposition of Al Thin Films
分子动力学模拟常用于研究溅射和薄膜生长。这些薄膜中的压应力通常被认为是由正向溅射（喷丸）的内置颗粒和截留的工作气体原子的组合引起的。虽然前者被认为是占主导地位的作用，后者的相互作用动力学以及薄膜性能的影响几乎没有澄清（并发或因果关系）。离子轰击引起的过程的固有重叠使得分离它们的贡献是不切实际的。在这项工作中，这一问题是通过比较两个案例研究的结果在Ar工作气体中溅射沉积Al薄膜。在第一轮中，Ar原子被完全保留。在第二轮中，它们被人为地忽略了，因为注入的Ar原子被假设为无论如何都会脱气，并且不会显著改变正在进行的动力学。两个案例研究的共同点是100个颗粒的连续撞击（即，Ar $^+$离子，Al原子）到Al（001）表面上的离子能量在3 eV到300 eV的范围内以及Al/Ar $^+$通量比从0到1被考虑。混合反应分子动力学/力偏置蒙特卡罗模拟的表面相互作用进行了模拟，其特征在于在质量密度，Ar浓度，双轴应力，剪切应力，环统计连通性配置文件，Ar气体孔隙率，Al空位密度，和均方根粗糙度。最终，发现注入的Ar原子形成亚纳米尺寸的最终除气团簇的离子能量超过100 eV。它们从根本上控制着各种表面过程（例如，正向溅射/喷丸）和表面性质（例如，压缩应力）。
2022-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Oxide-stabilized microstructure of severe plastically deformed CuCo alloys
纳米晶体材料因其有益的机械和物理性质而众所周知。然而，在高温下稳定微观结构以拓宽应用窗口是至关重要的，例如通过杂质或氧化物钉扎晶界。CuCo合金，严重的塑性变形，使用高压扭转，被用来研究退火后的氧化物的演变。这些调查进行了电子显微镜，同步辐射高能X射线散射和原子探针断层扫描。通过原位小角散射研究监测氧化物的演变表明，在高温下，初级氧化物的生长以及另一种氧化物的形成。在热处理样品中可以观察到略微不同的粗化，这可以追溯到不同氧化物量的影响。最初过饱和的CuCo基质的变化，分解过程以及钴和铜基氧化物的形成和生长。已经发现，退火后存在的主要数量的氧化物已经可以在起始材料中找到。
2022-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Phonon Boundary Scattering at High Temperatures in Hierarchically Disordered Nanostructures
分级无序纳米材料的边界散射是降低热电材料热导率、提高其性能的有效途径。在这项工作中，我们研究了在硅基纳米结构材料中的热输运的纳米结晶和纳米孔的存在下，在300 K至900 K的范围内使用蒙特卡罗模拟的方法。在纳米晶体存在下的热导率遵循与原始材料相同的降低趋势。然而，我们发现，相对减少是较强的与温度的存在下的纳米晶体结构，一个后果的波矢依赖（q依赖）性质的声子散射的域边界。特别地，随着温度升高，大波矢声子的比例增加。由于这些声子更容易受到边界散射，我们表明，相比波矢独立的热导率值，这种依赖于q的表面散射可以占甚至约。纳米晶硅的热导率降低40%。引入具有随机位置的纳米孔增强了这种效果，这表明分层纳米结构实际上在高温下比以前认为的更有效。
2019-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Chemical segregation in Ge2Sb2Te5 thin films during in-situ heating
碲化锗锑由于其合适的结晶温度、非晶与结晶电阻对比度以及非晶相的稳定性而成为电子存储器中使用和研究最多的相变材料。在这项工作中，在30 nm厚的Ge 2 Sb 2 Te 5薄膜在加热过程中的透射电子显微镜内的Ge的偏析进行了观察和表征。Ge 2Sb 2 Te 5膜使用溅射沉积在Protochips Fusion支架上，并在大气中不加盖放置约四个月。氧结合在膜内发挥了显着的作用，在观察到的化学偏析，导致在非晶锗-O晶界和Sb和Te丰富的结晶域。当相变材料与集成器件中的绝缘氧化物层接合时，可能发生这种成分变化，并且会显著影响其电学和热学性质。
2020-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Novel single phase vanadium dioxide nanostructured films for methane sensing near room temperature
首次报道了新型二氧化钒（VO_2）纳米结构薄膜的甲烷（CH_4）气敏特性。采用脉冲直流磁控溅射V靶，然后在550 ° C氧气气氛中氧化的方法制备了单相纳米结构。通过控制氧分压，得到了具有金红石单斜对称性和棒状纳米结构的VO_2。这些纳米结构的膜在60-70 ° C的温度范围内表现出可逆的半导体到金属的转变。在25 ~ 200 ℃的温度范围内，对CH_4气体进行了气敏实验。这些实验表明，在半导体状态下，薄膜在低至50 ° C的温度下响应非常好。
2015-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Ballistic Deposition of Nanoclusters
纳米多孔薄膜是一类重要的材料，提供了一种观察基本表面和体过程的方法，颗粒大于单个原子，但足够小，可以通过应力和表面迁移率等机制相互作用。原位X射线反射率和掠入射小角X射线散射（GISAXS）用于监测由二硅化钨（WSi $_2$）和铜（Cu）纳米团簇生长的薄膜。纳米团簇的尺寸范围从2 nm到6 nm的直径，并通过高压磁控溅射通过等离子体气体冷凝。X射线反射率（XRR）测量的薄膜在不同阶段的增长表明，所得的薄膜表现出非常低的密度，接近15%的体积密度。这与简单的非晶格弹道沉积模型一致，其中颗粒在第一接触点处粘附而不进一步重构。此外，在这些膜中，团簇几乎没有合并或烧结。
2016-03-19 cond-mat.mtrl-sci
