Novel Multifunctional Materials Based on Oxide Thin Films and Artificial Heteroepitaxial Multilayers
过渡金属氧化物具有高温超导性、铁磁性、反铁磁性、铁电性甚至多铁性等优良的物理性质。氧化物薄膜技术的巨大进步使我们能够将这些材料与半导体、正常导电、介电或非线性光学氧化物集成在复杂的氧化物异质结构中，为新型多功能材料和各种器件应用提供了基础。在这里，我们报告的组合铁磁，半导体，金属和介电材料的性能在薄膜和人工异质结构，使用激光分子束外延。我们讨论了氧化物为基础的铁磁隧道结，过渡金属-杂质半导体，本征多铁性和人工铁电/铁磁异质结构的制造和表征-后者允许应变效应的详细研究，形成自旋力学的基础。对于表征，我们使用X射线衍射，SQUID磁强计，磁输运测量，和先进的方法，透射电子显微镜的目标是相关的宏观物理性能与微观结构的薄膜和异质结构。
2010-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Epitaxially Stabilized Oxide Composed of Twisted Triangular-Lattice Layers
层状氧化物由于其高的可设计性而得到了广泛的研究。在这里，我们合成了一种新的氧化物作为外延薄膜的形式，通过脉冲激光沉积。薄膜表征，包括横截面和平面图透射电子显微镜证实，该膜是由扭曲的三角晶格的铑和铋层堆叠。我们预见，扭曲氧化物层的概念将开辟一条新的路线，设计进一步的功能层状氧化物。
2016-02-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Molecular beam epitaxy growth of the highly conductive oxide SrMoO$_3$
SrMoO $_3$具有良好的导电性，是一种很有前途的材料，但制备高质量的薄膜仍是一个挑战。在这里，我们合成的SrMoO $_3$的外延薄膜，使用分子束外延（MBE）技术在低氧气流量。在膜和（001）取向的SrTiO $_3$或KTaO $_3$基底之间引入4- 8晶胞的SrTiO $_3$缓冲层对于去除膜表面的杂质和/或粗糙度是至关重要的。与通过其他技术获得的膜相比，所获得的膜显示出改善的电导率。高品质的SrMoO $_3$膜也验证了角分辨光电子能谱（ARPES）测量显示清晰的费米面。
2020-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Manipulating the anisotropic phase separation in strained VO2 epitaxial films by nanoscale ion-implantation
在相关氧化物材料中控制应变诱导的多晶畴和相变对于高性能器件的制造是非常重要的。虽然可以直接测量宏观尺度下应变氧化物膜中的电子输运，但纳米尺度下的各向异性电子态和跨越绝缘体-金属转变的可控相分离仍然是难以捉摸的。在此，我们选择VO 2晶体薄膜作为原型氧化物，通过在室温下向VO 2薄膜中注入He+纳米束实现了各向异性电子相分离的操纵。此外，这种纳米级的相分离是直接可视化的红外近场成像测量，显示出明显的和独特的CR轴依赖于VO 2表面的各向异性。我们的研究结果为理解应变金属氧化物薄膜中的各向异性纳米级相分离提供了新的见解。
2021-10-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spatially extended nature of resistive switching in perovskite oxide thin films
利用电流测量原子力显微镜（AFM）技术直接观察了La_（1-x）Sr_xMnO_3（LSMO）薄膜的纳米级电脉冲电阻变化（EPIR）效应。在通过AFM针尖跨样品施加一个极性的切换电压之后，AFM针尖周围的局部纳米区域中的电导率增加，并且在施加相反极性的切换电压之后，局部电导率降低。在连续和短脉冲电压开关条件下都观察到这种可逆电阻开关效应。这对于未来的纳米级非易失性存储器器件应用是重要的。
2006-01-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Signatures of symmetry-stabilized Dirac fermions in correlated oxide CaNbO3 thin films
Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；Kyung Hee University（庆熙大学）；Pusan National University（釜山国立大学）；Florida State University（佛罗里达州立大学）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；Gachon University（嘉泉大学）
该研究以关联氧化物CaNbO3薄膜为对象，利用氧八面体旋转调控对称性，通过对比不同应变薄膜的输运特性与理论计算，证实其存在对称稳定的狄拉克费米子，为拓扑电子态工程提供了新调控手段。
2026-10-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
New Materials, New Functionalities: Molecular Beam Epitaxy of Ultra-High Conductivity Oxides
Western Michigan University（西密歇根大学）；University of Delaware（特拉华大学）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；Rutgers, The State University of New Jersey（新泽西州立罗格斯大学）
本文综述了利用分子束外延（MBE）技术制备超高电导率氧化物薄膜的方法，探讨了其在全氧化物微电子学、自旋电子学及量子技术中的关键应用与发展前景。
2025-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Single Crystal High Entropy Perovskite Oxide Epitaxial Films
合成高熵钙钛矿氧化物的单晶外延薄膜的第一实例。采用脉冲激光沉积法在SrTiO 3和MgO衬底上外延生长了结构无序的ABO 3钙钛矿结构Ba（Zr0.2Sn0.2Ti0.2Hf0.2Nb0.2）O3。X射线衍射和扫描透射电子显微镜表明，薄膜是具有良好的结晶性和原子突变的界面下基板的单相。原子分辨电子能量损失谱图显示所有B-位点阳离子的均匀和随机分布。稳定具有这种水平的构型无序的钙钛矿的能力为从更广泛的组合阳离子托盘设计材料提供了新的可能性，同时为强相关量子材料的基础研究提供了新的途径，其中局部无序可以在确定宏观性质方面发挥关键作用。
2018-06-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spintronic oxides grown by laser-MBE
最近对氧化物的研究发现了几种新的迷人的物理现象。高温超导性、巨磁阻、稀磁掺杂或多铁性在过渡金属氧化物中被发现和研究，代表了一类强相关电子系统的原型。这种发展伴随着关于薄膜制造的巨大进步。在过去的二十年中，使用激光分子束外延技术可以获得晶体质量接近半导体标准的外延薄膜。这一进展进行了审查，特别是强调过渡金属氧化物薄膜，他们的多功能的物理性能，以及它们对自旋电子学领域的影响。首先，介绍了铁磁半金属氧化物，如掺杂锰氧化物、双钙钛矿和磁铁矿的物理性质以及基于磁性隧道结的可能应用。其次，讨论了宽带隙半导体氧化锌的过渡金属离子的稀磁掺杂的争议和实现p型导电性的可能性。第三，介绍了氧化物多铁性材料的研究进展，包括单相多铁性钙钛矿薄膜材料和复合多铁性杂化材料的研究进展。
2011-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrostatic Control of the Evolution from Superconductor to Insulator in Ultrathin Films of Yttrium Barium Copper Oxide
的电输运性质的Al2O3 YBCO薄膜已被修改使用双电层晶体管配置采用离子液体。采用高压氧溅射法在SrTiO3衬底上生长薄膜。一个明确的演变，从超导体绝缘体观察到名义上7个单位电池厚的薄膜。利用有限尺寸标度分析，发现在6 K到22 K的温度范围内，电阻随温度的变化曲线R（T）塌缩为单一标度函数，这表明存在量子临界点。然而，缩放失败，在最低的温度表明超导和绝缘制度之间存在一个额外的阶段。
2011-04-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Large Rashba parameter for 4d strongly correlated perovskite oxide SrNbO3 ultrathin films
通过测量不同厚度SrNbO3超薄膜的输运性质，利用弱反局域化理论分析磁电阻，发现自旋轨道散射时间与动量散射时间成反比，证实Rashba效应主导，并获得了迄今金属氧化物超薄膜中最大的Rashba参数。
2022-09-20 cond-mat.str-el
Spin and orbital degrees of freedom in transition metal oxides and oxide thin films studied by soft x-ray absorption spectroscopy
过渡金属化合物具有丰富的物理性质，如金属-绝缘体转变、巨磁阻、超导、磁光和自旋相关输运。现在越来越清楚的是，为了描述过渡金属化合物，电荷，轨道，自旋和晶格自由度都应该考虑在内。随着人们认识到局部轨道占据在许多过渡金属化合物中起着重要作用，需要能够测量轨道占据的实验技术。该技术是软X射线吸收光谱法。在这个PhD本文将通过以下几个例子来说明这种技术的实用性：1）NiO薄膜的磁场线性二向色性与晶场线性二向色性。2)自旋-轨道耦合在CoO块材和CoO薄膜中的重要性。3)利用反铁磁体对准反铁磁薄膜中的自旋。4)钴酸盐的自旋态之谜。5)LaTiO_3中轨道动量和晶场分裂的测定。6)VO 2中的轨道辅助金属-绝缘体转变。
2005-05-09 cond-mat.str-el
Electric control of two-dimensional Van Hove singularity in oxide ultra-thin films
发散态密度（DOS）可以引起诸如超导电性的显著增强和意外的相变等异常现象。此外，范霍夫奇点（VHS）是已知的，导致发散DOS在二维（2D）系统。尽管最近对VHS感兴趣，但迄今为止仅报告了少数可控病例。在这项工作中，我们调查的电子能带结构的2D VHS角分辨光电子能谱和控制输运性质，利用原子取向的SrRuO $_3$膜。通过用碱金属沉积和离子液体门控方法施加电场，我们精确地控制了2D VHS和载流子的符号。在原子级平坦的氧化物膜中使用可调谐的2D VHS可以作为实现费米能级附近的无限DOS的新策略，从而允许有效地调节电性能。
2023-02-17 cond-mat.str-el
Superconductivity in the insulating phase above the field-tuned superconductor-insulator transition in disordered indium oxide films
我们研究了无序氧化铟薄膜的绝缘相，它经历了场调谐的超导体-绝缘体转变。在一个垂直的磁场中的运输测量显示强烈波动的顺序参数的振幅和相位的不同制度，并揭示了广泛的绝缘体强度的样品与不同的障碍，尽管在SIT附近的行为相似。我们表征的绝缘相的强度，并比较它的超导强度。我们发现，即使在高垂直磁场，所有对应该被打破，这表明在高场超导剩余的存在下，薄膜不返回到预期的正常状态。
2005-05-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic ferroelectricity and magneto-electric effect in phase separated magnetic oxidesElectronic ferroelectricity and magneto-electric effect in phase separated magnetic oxides
本文研究磁性氧化物（MO）薄膜中的相分离态。我们证明了这些态具有非零的电极化的强度。此外，极化与膜中磁化强度的空间分布密切相关。具有相反极化和相反磁位形的极化态是简并的。外部电场消除简并允许在两种状态之间切换。因此，可以用外部电场控制相分离MO薄膜的电极化的强度和磁结构。
2019-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Phase transitions via selective elemental vacancy engineering in complex oxide thin films
缺陷工程为硅基半导体带来了独特的控制水平，从而优化了各种光电性能和器件。关于钙钛矿过渡金属氧化物，氧空位已经是缺陷工程中的关键成分，因为它们在确定晶体场和随后的电子结构中起核心作用，导致重要的电子和磁性相变。因此，理解复合氧化物中缺陷作用的实验方法在很大程度上限于控制氧空位。在这项研究中，我们报告的选择性形成不同类型的元素空位和它们各自的作用，在确定的原子和电子结构的钙钛矿SrTiO 3（STO）同质外延薄膜由脉冲激光外延制造。通过选择性控制Sr和氧空位浓度，分别实现了结构和电子转变，表明两个相变之间的解耦。特别是，氧空位负责金属-绝缘体转变，但不影响Sr空位诱导的STO薄膜中的ε-到-四ε结构转变。通过利用选择性空位工程来独立控制复杂氧化物中的多个相变，为理解和定制复杂氧化物薄膜开辟了前所未有的机会。
2016-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Percolation via combined electrostatic and chemical doping in complex oxide films
受电解质选通方法的实验进展的刺激，我们从理论上研究了非均匀复合氧化物薄膜中的渗透，如La $_{1-x}$ Sr $_{x}$ CoO $_{3}$（LSCO），由体化学和表面静电掺杂的组合引起的。使用数值和分析方法，我们确定了两种机制，描述了体掺杂剂如何减少达到渗滤所需的静电表面电荷的量：（i）体辅助表面渗滤，和（ii）表面辅助体渗滤。我们表明，临界表面电荷强烈依赖于膜的厚度时，膜是接近的化学渗透阈值。特别地，薄膜可以通过适度的表面电荷密度\emph{via}表面辅助的本体逾渗来驱动跨过逾渗转变。如果渗流是与铁磁性的发病，如在LSCO，我们进一步证明，从膜表面延伸到散装的结果在相当大的体积增强的饱和磁化强度的临界磁簇的存在下，与显着的实验结果。这些结果应显着指导实验工作，试图验证在这种材料中的栅极诱导的渗流转变。
2016-05-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
