High quality monolayer graphene synthesized by resistive heating cold wall chemical vapour deposition
新兴的柔性和可穿戴技术，如医疗电子和能量收集设备，可以通过石墨烯的独特性能进行改造。石墨烯驱动的工业革命的愿景正在激励对（1）高质量和（2）低成本石墨烯合成的深入研究。热壁化学气相沉积（CVD）是最具竞争力的生长方法之一，但其长的处理时间与生产线不兼容。在这里，我们展示了使用比标准热壁CVD快100倍的技术生长高质量单层石墨烯，从而降低了99%的生产成本。拉曼光谱、原子力显微镜、扫描电子显微镜和电磁输运测量的全面互补研究表明，我们的冷壁CVD生长石墨烯具有与天然石墨烯相当的质量。最后，我们展示了第一个透明和灵活的石墨烯电容式触摸传感器，可以为机器人开发人造皮肤。
2015-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Carbon Impurities on Graphene Synthesized by Chemical Vapor Deposition on Platinum
我们报告了纳米晶碳杂质与通过化学气相沉积（CVD）在铂上合成的石墨烯共存。我们观察到微米尺寸的岛状杂质层，其在光学显微镜或次级电子显微镜（SEM）中容易被误认为第二石墨烯层。岛的取向取决于Pt的结晶取向，如电子背散射衍射（EBSD）所示，表明石墨烯下方的无定形碳的生长。暗场TEM表明，除了均匀的单晶石墨烯之外，我们的样品还装饰有空间不均匀分布的纳米晶碳杂质。拉曼光谱显示出大的D峰，然而电特性显示出高迁移率（~ 6，000 cm 2/Vs），表明拉曼光谱在表征石墨烯的电子质量方面的局限性。
2013-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
From Deposition Stress to Surface Reactivity: Strain-Dependent Hydrogen Evolution on Sputtered Platinum Thin Films
Ruhr-University Bochum（波鸿鲁尔大学）；University Duisburg-Essen（杜伊斯堡-埃森大学）；Center for Interface-Dominated High Performance Materials, (ZGH) Ruhr-University Bochum（波鸿鲁尔大学界面主导高性能材料中心）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）
研究通过调节溅射压力改变铂薄片的应力状态，发现低压力下薄片具有更高的氢演化反应活性，而高压力导致活性降低，揭示了残余应变、微结构和氢覆盖度的相互作用机制。
2026-05-07 cond-mat.mtrl-sci
Few-Layered Graphyne Growth by an On-Surface Coupling Reaction via Alkynyl Vapour Deposition
石墨炔（GY）族是一种具有良好应用前景的碳的同素异形体，它由三键（sp）和双键（sp2）杂化的碳原子组成。与石墨烯不同，由于单体不稳定性和副反应，含有碳sp键的GY家族在有效的二维（2D）生长中仍然是一个未解决的问题。在本文中，我们使用1，3，5-三溴-2，4，6-三乙炔基苯（TBTEB），通过化学气相沉积（CVD）在低温下将GY合成为单个2D层，以防止意外反应。通过铜表面上TBTEB单体之间的表面限制偶联的CVD生长的GY可以通过副反应摆脱一维（1D）或三维（3D）生长。CVD生长的GY具有六方晶格结构，在两个相邻的六边形之间的连接中包含单个sp-碳键，与γ-GY的结构一致。这项工作开辟了一条新的途径，合成大规模和单晶GY，可以是能够与理论上预期的性能的多功能应用。
2020-10-26 cond-mat.mtrl-sci
Dynamic Growth/Etching Model for the Synthesis of Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides via Chemical Vapour Deposition
以工业相关规模制备二维过渡金属二硫属化物将严重依赖于自下而上的方法，例如化学气相沉积。为了获得足够大数量的高质量材料，必须开发用于合成过程的基于知识的优化策略。尚未考虑的一个主要问题是由于高生长温度，在合成期间通过蚀刻使材料降解。为了解决这个问题，我们引入了一个数学模型，占两个增长，第一次，蚀刻来描述二维过渡金属二硫属化物的合成。我们考虑几个实验观察，导致一个微分方程的基础上对应于不同的供应机制，描述了随时间变化的薄片尺寸的几个条款。通过求解该方程并拟合两个独立获得的实验数据集，我们发现片状面积是我们模型中的主导项。我们表明，微分方程可以解析求解时，只考虑这一项，这种解决方案提供了一个复杂的增长和收缩现象的一般描述。从物理上讲，这种优势表明，通过薄片本身提供的材料对它的净增长贡献最大。这一发现也意味着插入和释放的原子和它们的运动之间的主要相互作用的形式，在一个高度动态的过程中的薄片。与以前的假设相反，我们表明，在化学气相沉积过程中，在二维过渡金属二硫属化物薄片的实际尺寸变化中，薄片边缘不起重要作用。
2022-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Control of surface and bulk crystalline quality in single crystal diamond grown by chemical vapour deposition
为了改进基于通过化学气相沉积（CVD）生长的单晶金刚石的现有技术的性能，并且为了在诸如量子计算或固态和半导体盘状激光器的领域中开辟新技术，对表面和体晶体质量的控制是非常重要的。使用Ar/Cl气体混合物的电感耦合等离子体（ICP）蚀刻被证明可以去除机械加工表面的亚表面损伤，同时保持宏观平面度和微观尺度上的低粗糙度。高品质单晶CVD金刚石中的位错被证明是通过使用具有低表面损伤和低密度扩展缺陷的组合的衬底来减少的。衬底工程，使得只有少数的缺陷相交的外延表面也被示出导致位错密度的减少。本文报道了单晶CVD金刚石双折射的各向异性。超低双折射板（< 10-5）现在可用于固态盘状激光器的腔内散热器，并且应用不再受去偏振损耗的限制。沿垂直于CVD生长方向的方向小于5 × 10-7的BiNbO 3已在异常高质量的样品中得到证实。
2009-09-07 cond-mat.mtrl-sci
A simple, space constrained NIRIM type reactor for chemical vapour deposition of diamond
本文详细介绍了一种简单的、空间受限的金刚石化学气相沉积反应器的设计。基于NIRIM的设计，反应器由放置在2.45 GHz波导内的石英放电管组成，以创造金刚石亚稳态生长所需的条件。该反应器主要利用现成的组件和模块化设计，可以在生长运行之间轻松进行修改，维修和清洁。反应器设计的元素与CAD文件、零件列表和控制文件一起布局，这些文件易于复制。最后，用SEM和拉曼光谱研究了所产生的纳米晶金刚石膜的质量，观察到清晰的小面和大的金刚石部分，这表明该设计提供了具有最小复杂性的金刚石沉积。
2018-03-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Substrate free synthesis of graphene nanoflakes by atmospheric pressure chemical vapour deposition using Ni powder as a catalyst
采用常压化学气相沉积法，在不引入衬底的情况下，以Ni（salen）粉末为原料，以丙烷（C3H8）为溶剂合成了石墨烯纳米片（GNF）。通过X射线衍射方法检查石墨纳米纤维的石墨性质。扫描电子显微镜结果显示，GNF堆叠在彼此之上，并具有高纵横比。透射电子显微镜研究表明，GNF由许多结晶石墨烯层组成，其中一些甚至是单晶，如从选定区域衍射图案中明显看出的。最后，拉曼光谱证实了GNF的高质量。
2019-09-09 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Physisorption of an organometallic platinum complex on silica. An ab initio study
用从头计算方法研究了三甲基甲基铂（MeCpPtMe 3）与完全羟基化的SiO2表面的相互作用.选择从羟基化β-方石英SiO2（111）表面切出的大平板模型来模拟二氧化硅表面。密度泛函理论计算进行评估的能量MeCpPtMe 3吸附到SiO2表面。我们的研究结果表明，分子的物理吸附是依赖于（i）的吸附质的取向和（ii）在基板上的吸附位点。最稳定的配置被发现与MeCp和Me 3基团的分子朝向表面。最后，我们观察到范德华修正是至关重要的稳定的分子在表面上。我们讨论的相关性，我们的研究结果为Pt基纳米结构材料的生长，通过沉积过程，如电子束诱导沉积。
2012-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Chemical Vapour Deposition Graphene-PMMA Nanolaminates for Flexible Gas Barrier
充分利用石墨烯和相关材料的优异结构和多功能性能的成功方法具有极大的科学和技术兴趣。新的机会是由一类新的纳米复合材料与纳米层压结构的制造。在这项工作中，通过使用迭代剥离/浮上工艺结合湿法沉积，我们将通过化学气相沉积产生的cm-大小的石墨烯单层纳入聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA）基质中，并具有受控的交替分层结构。所生产的纳米层压材料显示出机械性能的显著改善，具有增强的刚度、强度和韧性，仅添加0.06体积%的石墨烯。此外，在不同相对湿度水平下进行的氧气和二氧化碳渗透性测量揭示，与纯PMMA相比，石墨烯的添加导致渗透性的显著降低。总体而言，我们证明了所产生的石墨烯-PMMA纳米层压材料在气体阻隔性能方面超过了具有类似填料含量的传统的不连续石墨烯-颗粒复合材料。此外，我们发现，通过纳米复合材料的气体渗透率偏离作为相对湿度的函数的单调下降，这在纯PMMA纳米层压材料的情况下是明显的。这项工作表明，化学气相沉积石墨烯聚合物纳米层压材料可能用作柔性气体屏障，从而扩大了这种新型材料的应用范围。
2022-08-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Nitrogen overgrowth as a catalytic mechanism during diamond chemical vapour deposition
氮通常包含在化学气相沉积进料气体中以加速金刚石生长。虽然这种效应的原子机制还没有达成共识，但现有的研究主要集中在次表面氮和氮基吸附物的作用上。在这项工作中，我们证明了表面嵌入氮在成核（100）金刚石新层中的催化作用。为此，我们使用密度泛函理论建立了氮的过度生长模型。新层的成核通过C插入C-C表面二聚体而发生。然而，我们发现，C插入到C-N二聚体有显着降低的能量需求。特别地，在氮的存在下，关键二聚体开环和闭环机制的速率增加400倍。然后，通过电子从氮孤对电子转移到表面上的电荷受体，促进取代氮缺陷的完全并入。这项工作提供了一个令人信服的机制，表面嵌入氮的作用，通过新层的成核增强（100）金刚石生长。此外，它展示了在化学气相沉积过程中替代氮形成的途径，可以扩展到研究技术相关的氮基缺陷的产生。
2020-11-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Cr2O3 thin films grown at room temperature by low pressure laser chemical vapour deposition
由于氧化铬（Cr2 O3）在单一氧化物材料中具有多种机械、物理和化学性质，因此为了开发广泛的工业应用而对其进行了广泛的研究。各种方法已被用于大面积合成Cr2 O3薄膜。然而，对于选择性区域生长和热敏材料上的生长，可以有利地应用激光辅助化学气相沉积（LCVD）。在这里，我们报告的单层纯Cr2 O3蓝宝石衬底上的生长在室温下通过低压光解LCVD，使用UV激光辐射和Cr（CO）6作为铬前体。论证了LCVD技术用于选择性区域沉积氧化铬薄膜的可行性。最好的结果，获得了120毫焦耳cm-2的激光能量密度和分压比的O2的Cr（CO）6的1.0。用这些实验参数生长的样品是多晶的，并且它们的微观结构的特征在于其尺寸遵循对数正态分布的高密度颗粒。测得这些薄膜的沉积速率为0.1 nm s-1，平均粒径为1.85 μm。
2011-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
TiN Films Deposited by Laser CVD: A Growth Kinetics Study
本文介绍了用热解激光诱导化学气相沉积（LCVD）方法在低碳钢基体上沉积氮化钛（TiN）薄膜的化学成分、结构和生长动力学的研究结果。用连续波TEM_（00）CO_2激光束作为热源，在TiCl_4、N_2和H_2的反应气体混合物中沉积出金色的TiN线条。用电子探针（EPMA）和掠入射X射线衍射（GIXRD）分析了薄膜的化学成分和结构。使用非接触式激光轮廓仪测量膜的厚度轮廓。使用在TiN激光写入线的稳态区域中获得的数据，推导出在每秒3.7至6.9微米的范围内的生长速率。沉积速率和沉积温度之间的Arrhenius关系产生的表观活化能为46.9（+-）3.8 kJ·mol-1。这一结果使我们能够得出结论，在我们的沉积条件下，TiN的LCVD是由气相中的传质控制的。关键词：涂层;氮化钛（TiN）;激光化学气相沉积（LCVD）;生长机理。
2002-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Preliminary Synthesis of Carbon Nitride Thin Films by N$_2$/CH$_4$ Microwave Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition: Characterisation of the Discharge and the Obtained Films
采用微波等离子体辅助化学气相沉积法在N $_2$ /CH $_4$混合气体中制备了晶态氮化碳薄膜。通过光学发射光谱的放电分析表明，N $_2$ /CH $_4$比率的增加涉及CN和C $_2$自由基的重要产生。在薄膜中的X射线能量色散谱表明，当N $_2$中的CH $_4$百分比增加时，N/C比降低。用X射线衍射和电子衍射研究了氮化碳薄膜的性质。扫描电子显微镜显示薄膜由纳米晶粒组成。对于CH $_4$百分比高于4%，碳球也存在于膜表面上。透射电子显微镜证实了薄膜的纳米结构，并显示了各向同性蚀刻的基板，在薄膜生长过程中。
2021-09-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Improving the electrical conductivity of Pt nanowires deposited by focused electron beam induced deposition using thermal annealing
Texas State University（德克萨斯州立大学）
通过热退火显著提升FEBID沉积铂纳米线的电导率，使其在极低温下具备良好的导电性能，为毫开尔文温度下的纳米电子器件提供新可能。
2026-01-19 cond-mat.mes-hall 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
Laser-induced etching of few-layer graphene synthesized by Rapid-Chemical Vapour Deposition on Cu thin films
石墨烯出色的电气和机械性能使其在多个应用领域非常有吸引力，尤其是纳米电子学。然而，生产高质量、大规模面积、单层石墨烯片的可再现且非破坏性的方法仍然缺乏。在Cu催化薄膜上化学气相沉积石墨烯代表了实现该目标的有前景的方法，因为在该过程中涉及的低温（T < 900摄氏度）和理论上预期的单层自限制生长。相反，在实验中通常观察不到这种自限性生长，因此使得开发允许更好地控制石墨烯生长的技术是非常期望的。在这里，我们报告的局部烧蚀效应，在拉曼分析中产生的，由于热传递诱导的激光入射光束到石墨烯样品。
2012-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microwave plasma modelling in clamshell chemical vapour deposition diamond reactors
本文提出了一种用于理解金刚石在硅上空间异质外延生长的化学气相沉积（CVD）反应器的微波等离子体模型。本文在TM_0（n> 1）p蛤壳式反应器（Seki Diamond/ASTEX SDS 6K，Carat CTS 6U，ARDIS-100型）上，用简化的H_2等离子体模型描述了不同样品架上小样品生长速率的径向变化。该模型使用几个步骤：电磁（EM）本征频率解、频率瞬变EM/等离子体流体解以及低和高微波功率密度下的瞬变传热解。实验增长提供了模型验证与表征使用拉曼光谱和扫描电子显微镜。这项工作表明，浅持有人的结果在不均匀的金刚石薄膜，与径向变化类似的电子密度和温度分布在晶片表面。对于相同的工艺条件，对于较高的保持器观察到更大的均匀性，然而，如果高度太极端，则金刚石质量降低。从建模的角度来看，EM解决方案是有限的，但有用的检查电场集中在样品边缘，导致加速金刚石生长。为了更好的准确性，等离子体流体和传热解决方案是必不可少的空间生长变化建模。
2021-11-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Spontaneous growth of perfectly circular domains of MoS2 monolayers using chemical vapour deposition technique
Department of physics, Indian institute of technology, Bombay（印度孟买印度理工学院物理系）
利用化学气相沉积技术，研究人员在SiO2/Si基底上成功生长出大尺寸MoS2圆形单层，发现其内部缺陷较少，光致发光更强，且内部区域载流子迁移率显著高于外围区域。
2026-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic relaxation in bilayers of yttrium iron garnet/platinum due to the dynamic coupling at the interface
我们发现，在铁磁（FM）/正常金属（NM）双层膜的动态耦合在界面处转移一个额外的磁弛豫的重阻尼运动的传导电子自旋在NM层的FM自旋。而FM弛豫率由于两个磁振子散射和自旋泵随FM膜厚度的增加而迅速下降，由于动态耦合的阻尼不依赖于FM膜厚度。所提出的机制解释了非常大的加宽的铁磁共振线在厚膜的钇铁石榴石后，沉积的Pt层。
2012-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced chemical vapour deposition of monolayer MoS2 films via a clean promoter
School of Physics, Trinity College Dublin（都柏林三一学院物理系）；School of Chemistry, Trinity College Dublin（都柏林三一学院化学系）；Centre for Research on Adaptive Nanostructures and Nanodevices (CRANN) and Advanced Materials and Bioengineering Research (AMBER) Research Centers, Trinity College Dublin（都柏林三一学院自适应纳米结构与纳米器件研究中心及先进材料与生物工程研究中心）；School of Physics and Materials Science, Nanchang University（南昌大学物理与材料科学学院）
本研究通过清洁促进剂优化CVD工艺，实现了高质量单层MoS2薄膜的可控合成，提高了晶粒结构和光电性能，为下一代电子器件应用提供了可行方案。
2025-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Synthetic Graphene Grown by Chemical Vapor Deposition on Copper Foils
石墨烯是一种单层共价键合的碳原子，它的发现引起了人们的强烈兴趣。使用机械剥离的石墨烯的初步研究揭示了其显着的电子，机械和热性能。大面积制备石墨烯薄膜及其应用的需求日益增长，发展迅速。在铜上的化学气相沉积已经成为获得质量与剥离的石墨烯相当的大规模石墨烯膜的最有前途的方法之一。在本章中，我们回顾了常压化学气相沉积法在铜箔衬底上生长石墨烯的合成和表征。我们还讨论了这种大规模合成石墨烯的潜在应用。
2013-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlled Growth of large area bilayer MoS$_2$ films on SiO$_2$ substrates by chemical vapour deposition technique
本研究针对大面积均匀双层TMD薄膜制备难题，通过调控CVD前驱体流动模式，在无衬底等离子体处理下制备出平方毫米级双层MoS₂薄膜，表征验证了其结构特性，制备的FET器件开关比达10⁶，为激子器件发展提供了材料基础。
2024-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of a 3D network of Pt nanowires by atomic layer deposition on carbonaceous template
由独立和互连的Pt纳米线组成的3D网络的形成通过两步法实现，该两步法由通过原子层沉积（ALD）在碳纳米管森林上共形沉积Pt和随后去除碳质模板组成。通过透射电子显微镜（TEM）和电化学阻抗谱（EIS）对这种新型三维纳米结构进行了详细的表征。这些表征表明，铂的这种纯3D纳米结构是自支撑的，并且提供了50倍的电化学活性表面积的增强。
2014-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Erbium doped yttrium oxide thin films grown by chemical vapour deposition for quantum technologies
研究通过化学气相沉积在不同基底上生长铒掺杂氧化钇薄膜，发现基底影响薄膜形态与结晶取向，且Er3+离子在各样品中均表现出可比的可见与红外发射特征，为光量子技术可扩展器件集成提供了新途径。
2024-11-15 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Tailored Vapor Deposition Unlocks Large-Grain, Wafer-Scale Epitaxial Growth of 2D Magnetic CrCl3
Indian Institute of Science（印度科学学院）；Russian Quantum Center（俄罗斯量子中心）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）
研究通过定制化蒸气沉积方法实现了CrCl3二维磁性材料的大粒径、晶圆级外延生长，结合光谱、结构和磁性表征验证了其结晶性和纯相性，展示了可控厚度和选择性区域生长技术。
2025-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Selective metal deposition at graphene line defects by atomic layer deposition
石墨烯中的一维缺陷对其物理性质，如电荷传输和机械强度有很大的影响。随着化学反应性的增强，这种缺陷也可以让我们选择性地功能化材料，并系统地调整石墨烯的特性。在这里，我们展示了通过原子层沉积在化学气相沉积的石墨烯的线缺陷，特别是晶界处的金属的选择性沉积。原子层沉积使我们能够沉积铂主要在石墨烯的晶界，褶皱，和裂缝，由于这些线缺陷，这是直接证实了透射电子显微镜成像的增强的化学反应。石墨烯缺陷位点的选择性功能化，连同沉积的Pt的纳米线形态，产生用于传感应用的优越平台。使用Pt-石墨烯混合结构，我们展示了高性能的氢气传感器在室温下，并显示其优于其他蒸发Pt沉积方法，其中Pt装饰石墨烯表面非选择性。
2014-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Ge incorporation inside 4H-SiC during Homoepitaxial growth by chemical vapor deposition
在这项工作中，我们报告的GeH 4气体的添加过程中同质外延生长的4 H-SiC的化学气相沉积。Ge的引入虽然伴随着Ge液滴在表面的聚集，但对表面形貌和缺陷密度没有显著影响。4 H-SiC基体中Ge的掺入量在1017 ~ 1018at.cm-3之间，主要受生长温度和GeH 4流量的影响。其他生长参数，如C/Si比，极性，或偏离取向没有表现出任何显着的影响。另一方面，添加GeH 4导致有意的n型掺杂水平增加2至5倍，这取决于气相中的C/Si比。
2014-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Large Area Automated Characterisation of Chemical Vapour Deposition Grown Monolayer Transition Metal Dichalcogenides Through Photoluminescence Imaging
CVD生长能够在大面积衬底上产生原子级薄的TMD的多个单晶岛，具有对它们的形态、横向尺寸和与具有六边形对称的衬底的外延对准的潜在控制。外延域的随后合并可以导致单晶单层片-朝向高质量TMD的可规模化生产的一步。为了使CVD生长有效地用于这种生产，有必要能够快速评估整个大面积衬底上的材料质量。迄今为止，表征仅限于0.1 mm 2以下的区域，其中测量的特性不一定代表整个样品。在这里，我们应用光致发光（PL）成像和计算机视觉技术来创建半导体TMD的大面积样品的自动化分析，测量岛的大小，岛的密度，相对PL强度和均匀性，以及三角域的取向的属性。将该分析应用于20倍放大的光学显微镜图像，其完全映射尺寸为5.0 mm X 5.0 mm的hBN上的WSe 2和尺寸为11.2 mm X 5.8 mm的SiO2/Si上的MoSe 2-WS 2的样品。对于后一个样本，识别了100，245个物体并测量了它们的属性，从显示三角形形态的27，779个物体中提取了方向。在研究的衬底中，两个流行的取向的外延生长中观察到的WSe 2上生长的hBN和四个主要取向中观察到的MoSe 2，最初生长在c-平面蓝宝石。拟议的分析将大大减少研究大面积基底上新鲜合成材料所需的时间，并提供反馈以优化生长条件，推进生产高质量TMD单层片材的技术，以用于商业应用。
2019-11-09 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Understanding adhesion at as-deposited interfaces from ab initio thermodynamics of deposition growth: thin-film alumina on titanium carbide
我们研究了化学气相沉积薄膜氧化铝在TiC上的化学组成和粘附性，使用并扩展了最近提出的沉积生长从头算热力学（AIT-DG）的非平衡方法[Rohrer J和Hyldgaard P 2010 Phys. Rev. B 82 045415]。该系统的先前研究[Rohrer J，Ruberto C和Hyldgaard P 2010 J. Phys.：康登斯Matter 22 015004]发现，使用平衡热力学导致非结合TiC/氧化铝界面的预测，尽管工业上用作耐磨涂层。平衡理论和实验之间的这种差异是解决的AIT-DG方法预测界面强粘附。AIT-DG方法结合了密度泛函理论计算、沉积环境压力演化的速率方程模型和热化学数据。AIT-DG方法以前用于预测二元材料的生长或沉积表面的普遍终止。在这里，我们扩展的方法来预测生长或沉积薄膜在衬底上的表面和界面组合物，并发现，包括非平衡沉积环境的埋界面的性质有重要的影响。
2010-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Properties of CdTe layers deposited by a novel method -Pulsed Plasma Deposition
CdTe和CdS正成为实现栅极平价的最有前途的薄膜光电材料。电网平价进步的主要挑战是在低制造成本的同时实现高质量。本文报道了一种新的沉积技术，脉冲等离子体沉积（PPD），用于生长的CdTe层的CdS/ZnO/石英和石英衬底上的结果。PPD方法允许在低温下沉积。沉积层的光学带隙为1.50 eV，与文献中报道的CdTe结晶立方相的值完全一致。该膜是高度结晶的，具有主要的立方相、膜的晶粒的随机取向，并且具有4.6 \pm 0.7 nm r.m.s.的极低的表面粗糙度。与传统的热沉积方法（近空间升华和气相传输）相比，低粗糙度允许减少活性吸收体和n型半导体层，导致材料使用和相关沉积问题（如安全性、沉积速率和最终成本）的显著减少
2011-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Real time optical observation and control of atomically thin transition metal dichalcogenide synthesis
理解化学气相沉积（CVD）合成原子级薄的过渡金属二硫属化物（TMDC）的机制需要精确控制许多生长参数。所有提出的机制和它们的关系的生长条件推断出从表征中间形成通过停止盲目的增长。为了充分了解导致单层形成的反应路线，需要实时观察和控制生长。在这里，我们演示了如何定制的CVD室，允许实时光学监测可以用来研究的反应路线，是至关重要的生产所需的层状薄晶体在盐辅助TMDC合成。我们的实时观察揭示了盐和金属前体之间的反应，形成中间化合物，导致层状晶体的形成。我们发现气-固-固和气-液-固两种生长途径是相互作用的。此外，我们证明了H $_{2}$在盐辅助的WSe $_{2}$合成中的作用。最后，我们通过引导液体中间体化合物通过预先图案化的通道来引导晶体形成。本文中介绍的方法可以扩展到其他可以通过CVD合成的材料。
2018-08-15 cond-mat.mtrl-sci
The optical properties of transferred graphene and the dielectrics grown on it obtained by ellipsometry
采用椭圆偏振光谱（SE）、拉曼光谱（Raman）和X射线光电子能谱学（XPS）等方法研究了化学气相沉积（CVD）法生长的石墨烯层及其从铜箔转移到氧化硅衬底上的过程。由于转移过程中使用的化学品的污染，转移的CVD石墨烯层的光学性质并不总是对应于剥离的石墨烯的光学性质。然而，如果考虑SiO2层的实际厚度，则可以使用椭圆偏振法来发现转移的CVD石墨烯层的实际厚度和平均性质。采用脉冲层沉积（PLD）和原子层沉积（ALD）方法在转移的石墨烯上生长电介质层，并使用光学方法对所获得的结构进行表征。在这项工作中展示的方法可能是有用的各种材料生长在石墨烯上的表征。
2018-02-22 cond-mat.mtrl-sci
One-step synthesis of graphene containing topological defects
本文提出一步化学气相沉积法，以azupyrene为前驱体在铜基底上生长含拓扑缺陷的石墨烯单层，通过调控温度控制缺陷形态，可转移至其他基底，应用于纳米电子、传感与催化。
2024-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast synthesis of SiC nanowire webs by floating catalysts rationalised through in-situ measurements and thermodynamic calculations
本工作提出了合成SiC纳米线漂浮在气流中通过气-液-固（VLS）机制使用气溶胶的催化剂纳米颗粒。这些条件导致8.5 μm/s（最大50 μm/s）的超快生长，这比传统的基于衬底的化学气相沉积高出3个数量级。纳米线的高纵横比（高达2200）有利于它们的缠结和完全由SiCNW组成的独立网络材料的形成。浮动催化剂化学气相沉积生长过程是合理的，通过原位取样的反应产物和催化剂气溶胶从气相中，和热力学计算的散装三元Si-C-Fe相图。该相图表明SiCNW的选择性生长的机械路径的描述，与没有其他类型的纳米线（Si或C）生长的催化剂的观察相一致。SiCNW生长发生在1130 °C，接近计算的共晶。根据计算的相图，当添加Si和C时，富Fe液体分离碳壳，并且随后液体中Si的富集导致SiC的形成。相对于基于衬底的方法的异常快的生长速率归因于用于并入到催化剂中的前体的增加的可用性，这是由于这种新的合成模式固有的高碰撞速率。
2022-12-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Intercalated structures formed by platinum on epitaxial graphene on SiC(0001)
本研究通过实验揭示了Pt在SiC(0001)上外延石墨烯中的插层机制，发现缓冲层区域促进插层，形成单层或双层Pt插层结构，并产生准自由站立石墨烯的电荷中性π带，为相关应用提供见解。
2025-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Correlations between morphology, crystal structure and magnetization of epitaxial cobalt-platinum films grown with pulsed laser ablation
研究了生长速率（G_r）、沉积温度（T_d）、薄膜厚度（t_F）和衬底诱导应变（T_S）对PLD法制备的等原子CoPt外延薄膜的形貌、晶体学和磁性的影响。MgO、STO和LAO的（001）衬底为CoPt的无序面心立方（fcc）和有序面心四方（L1_0）相的生长提供了不同程度的外延应变。在T_d~600 ^0 C时，三种衬底上沉积的薄膜均为面心立方结构，具有面内磁化强度和宽度约为200 Oe的窄磁滞回线，当T_d增加到800 ^0 C时，仅在T_d~700 ^0 C时稳定的L1_0相变为主要的c轴取向。薄膜的晶体结构只取决于薄膜的T_d，而薄膜的微观结构和磁化特性则取决于薄膜的生长速率。在较高的G_r（~1A/sec）下，L1_0薄膜具有迷宫状结构，随着t_F从20增加到50 nm，这种迷宫状结构转变为连续薄膜。随着L1_0相含量的增加，薄膜的H_c逐渐增大，且L1_0相的取向逐渐偏离薄膜平面。在较低的生长速率（~0.4A /sec）下，微结构随T_d的演化有显著差异。当T_d从700升高到800 ^C时，结构从自相似的分形图案变为纳米点的集合体，并且根据应变和界面能之间的不平衡来理解。这种薄膜的MFM揭示在纳米岛内没有明显的畴壁，而在反向磁化的岛之间看到明显的对比。简单的图片的相干旋转的时刻出现不兼容的时间依赖性在这些薄膜中的recrystallization磁化。
2008-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Ionomer-free Iridium Anodes with Low Loading for Zero-gap Electrolyzers via Direct Atomic Layer Deposition
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学）
本研究开发了两种直接原子层沉积工艺制备低负载无离聚物铱阳极，用于零间隙电解槽，其性能优异且适配多种膜材料，总铂族金属负载低。
2026-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Growth of Epitaxial Tungsten Nanorods
采用简单的气相沉积技术制备了WO3一维纳米结构。在大气中，在相对较低的温度（550 1 C）下，将WO3升华，升华物种在500 1 C下凝聚在云母衬底上。在云母表面外延生长单晶纳米棒，其生长轴分别沿[0 1 0]和（0 0 1）方向。提出了一种以一维四方钨青铜为前驱体的生长过程。
2005-06-21 cond-mat.mtrl-sci
Apparent Differences between Single Layer Molybdenum Disulfide Fabricated via Chemical Vapor Deposition and Exfoliation
基于二维固体的创新应用需要具有成本效益的制造工艺，从而产生大面积的高质量材料。化学气相沉积是满足这些要求的最有前途的方法之一。然而，对于以这种方式制备的2D材料，通常认为它们与基础研究中常用的剥离的2D材料相比质量较差。在这项工作中，我们挑战这一假设，并旨在量化的原型过渡金属dichalcogenide MoS $_2$的质量差异。为此，单层的MoS $_2$通过不同的技术（剥离，生长通过不同的化学气相沉积方法，转移技术，并作为垂直异质结构与石墨烯）进行了研究，拉曼和光致发光光谱，原子力显微镜的补充。我们表明，制备的MoS $_2$，直接生长在SiO $_2$，不同剥离的MoS $_2$在较高的光致发光，较低的电子浓度，和增加的应变。一旦插入水膜（例如，通过转移）在生长的MoS $_2$下面，特别是（光）电子性质变得实际上与剥离的MoS $_2$的那些相同。两种最常见的前体的比较表明，与MoO $_3$的生长导致更大的应变和/或缺陷密度偏差比生长与七钼酸铵。作为异质结构的一部分，直接生长的MoS $_2$与衬底的相互作用强得多，并且在这种情况下，插层水膜不会导致完全解耦，这对于剥离或转移是典型的。我们的工作表明，生长的2D过渡金属二硫属化物的质量较差确实是一种误解。
2020-06-10 cond-mat.mtrl-sci
Control of Graphene Layer Thickness Grown on Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition of Molybdenum Carbide
我们显示了等离子体增强原子层沉积（PEALD）的催化衬底的化学气相沉积（CVD）石墨烯生长的优点。碳化钼（$MoC_{x}$）薄膜上的高质量多层石墨烯（MLG）在大面积上表现出优异的均匀性和层均匀性。此外，我们演示了如何实现控制石墨烯层的厚度和性能，通过改变特定的催化膜的化学和物理性能。生长的控制不是数字的，而是从几层石墨烯到在相应ALD催化基底上生长的$\sim{75}$石墨烯层的石墨膜的宽范围。MLG的表征已经使用拉曼光谱、X射线光电子能谱学（XPS）、光谱椭圆偏振法（SE）和扫描低能电子显微镜（SLEEM）进行。通过以均匀的方式改变MLG厚度，我们可以针对不同的应用需求定制所需的MLG特性。此外，PEALD工艺可以容易地适应于大批量制造工艺，并与现有的生产线组合。
2019-12-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Robust Spin Interconnect with Isotropic Spin Dynamics in Chemical Vapour Deposited Graphene Layers and Boundaries
利用化学气相沉积（CVD）生长的大面积石墨烯对于开发全自旋存储器和逻辑电路中的可扩展自旋互连至关重要。然而，多层石墨烯片及其边界的存在对自旋动力学的根本影响尚未得到解决，这对于基本理解和应用鲁棒自旋互连是必要的。在这里，我们报告了在特别设计的单层，双层和三层石墨烯通道及其层边界和通常存在于CVD石墨烯样品中的折叠中的通用自旋输运和动态特性。我们观察到均匀的自旋寿命与各向同性自旋弛豫的不同取向的石墨烯层及其边界在室温下的自旋。在所有的非均匀的石墨烯通道，自旋极化面外和面内的自旋寿命各向异性比测量接近统一。我们的分析显示了Elliott-Yafet和Dyakonov-Perel机制的重要性，后者机制在多层通道中的作用越来越大。这些在室温下具有多层补丁及其边界和折叠的大面积非均匀CVD石墨烯上的普遍和各向同性自旋输运的结果证明了其出色的自旋互连功能，有利于可扩展的自旋电子电路的开发。
2020-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Optical Properties of Mono-Dispersed AlGaN Nanowires in the Single-Prong Growth Mechanism
报道了用化学气相沉积技术在气-液-固工艺中生长单分散的三元纤锌矿相AlGaN纳米线。讨论了Au催化剂纳米颗粒的分布对AlGaN纳米线的尺寸和形状的影响。纳米线形态的这些变化被理解为在高温下Au催化剂纳米颗粒的奥斯特瓦尔德熟化（Ostwald ripening），随后是单叉和多叉生长机制的效果。能量过滤的透射电子显微镜被用来作为在所制备的样品中的Al的存在的证据。在直径约为100 nm的纳米线中，在没有量子限制效应的情况下，带隙的显著蓝移被用作AlGaN合金形成的支持性证据。偏振共振拉曼光谱与强电子-声子耦合以及由于纳米线相对于周围介质的介电对比度的光学限制，被用来理解使用325 nm波长的约100 nm的亚衍射极限中的单个纳米线的晶体取向，为第一次。结果进行了比较与结构分析，使用高分辨率透射显微镜研究。
2015-09-01 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
Low-friction, wear-resistant, and electrically homogeneous multilayer graphene grown by chemical vapor deposition on molybdenum
化学气相沉积（CVD）是制备大规模石墨烯（Gr）的一种有前途的方法。然而，生长在传统的金属基板，如铜或镍上的Gr的微观不均匀性导致Gr性能的空间变化，这是由于当金属基板在生产周期的冷却部分收缩时形成的长皱纹。最近，钼（Mo）已成为CVD生长的Gr的替代衬底，主要是由于一个更好的匹配的热膨胀系数的衬底和GR。我们调查的质量多层Gr生长在Mo和Gr的形态和纳米级的机械和电气性能之间的关系，和空间均匀性这些参数。用原子力显微镜（AFM）的划痕，开尔文探针力显微镜，和导电AFM，我们测量摩擦和磨损，表面电位，和局部电导率，分别。我们发现，生长在Mo上的Gr没有在其他金属上生长时常见的大皱纹，尽管它包含密集的小皱纹网络。我们证明，由于这种独特的和有利的形态，这里研究的Gr具有低摩擦，高耐磨性，和优良的均匀性的表面电位和导电性。
2019-11-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Partial oxidation of Step-Bound Water Leads to Anomalous pH Effects on Metal Electrode Step-Edges
设计用于燃料电池和电解槽等应用的更好的多相催化剂需要从机理上理解电催化反应及其活性对操作条件（如pH）的依赖性。迄今为止，对铂表面电化学性质的意外pH依赖性的令人满意的解释仍然难以捉摸，先前的解释诉诸于多种物质的复杂共吸附，并导致有限的预测能力。这种知识差距表明，这些催化剂的基本性质尚未被理解，限制了系统的改进。在这里，我们使用密度泛函理论（DFT）分析吸附时的电荷和自由能的变化，以建立水吸附在铂阶边缘在很宽的电压范围内，包括双层区域，吸附时约0.2个电子的损失。我们将展示如何解释这种尚未报道的净表面电荷的变化，由于这种水的异常pH值的变化的氢欠电位沉积（Hupd）和零总电荷（PZTC）在已发表的实验数据中观察到的电位。水的这种部分氧化不限于铂金属台阶边缘，并且我们报道了水在常用催化金属（包括铜、银、铱和钯）的金属台阶边缘上的电荷，说明水的这种部分氧化广泛地影响金属电极的反应性。
2016-06-02 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Metal-Organic Chemical Vapor Deposition of PtSe2
本文展示了通过金属有机化学气相沉积法在厘米级衬底上生长高质量PtSe2薄膜，并系统表征其结构与厚度可控性，为未来电子器件应用奠定基础。
2023-02-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Area Selective Chemical Vapor Deposition of Gold by Electron Beam Seeding
本研究提出一种无掩模金区域选择性CVD技术，通过聚焦电子束局部分解前驱体制备自催化籽晶层，可在80℃低温下实现高长径比垂直纳米结构制备，还可精确测定电子束写入的局部温升。
2024-04-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Fabrication and Investigation of Nitrogen doped Ultra-Nano-Crystalline Diamond Hall-bar Devices
使用微波辅助等离子体化学气相沉积（CVD），将氮掺杂的超纳米晶体金刚石（N-UNCD）层沉积在非导电金刚石层的顶部上，所述非导电金刚石层本身位于硅晶片上。然后，使用光刻和干法蚀刻技术将该结构成形为各种尺寸的霍尔条器件。在不同温度下，使用无冷冻剂稀释制冷机的设备的电性能进行了研究。
2013-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Deterministic patterned growth of high-mobility large-crystal graphene: a path towards wafer scale integration
我们展示了快速确定性（播种）的石墨烯的大单晶生长的化学气相沉积（CVD）利用预图案化的铜基板与铬成核网站。石墨烯单晶阵列大到几百微米，生长周期高达1毫米。石墨烯转移到目标基板使用对齐和无污染的半干法转移。通过拉曼光谱和传输测量证实了合成石墨烯的高质量，当转移到六方氮化硼顶部时，证明室温载流子迁移率为21 000 cm 2/ V s。通过根据所需的器件几何形状定制大单晶的成核，将有可能生产基于单晶石墨烯的复杂器件架构，从而为在晶圆级制造中采用CVD石墨烯铺平道路。
2016-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature synthesis of graphene-like carbon sheets from C2H2, CO2 and CO on copper foils
对于一些催化反应，如合成大面积和高质量的石墨烯，需要高温。所提到的石墨烯可以通过在800 - 1000 ℃下在铜箔上的化学气相沉积（CVD）工艺获得。在这里，我们描述了一种室温合成方法，首次从不同的碳源，包括乙炔，二氧化碳和一氧化碳，在铜箔上使用启发式方法，这是从催化剂科学中的一些电子促进剂的作用的启发。促进剂是增加催化活性的物质，但它们本身不是催化剂。在这项研究中，我们使用电荷来修改的电子效应的催化剂，这是由压电材料。
2016-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resist and Transfer Free Patterned CVD Graphene Growth on ALD Molybdenum Carbide Nano Layers
采用化学气相沉积（CVD）法在碳化钼（$MoC_{x}$）衬底上制备了多层石墨烯（MLG）薄膜。我们采用等离子体增强原子层沉积法（PEALD）制备了催化$MoC_{x}$薄膜。研究和分析了非晶和晶态$MoC_{x}$薄膜的石墨烯生长机制。此外，催化衬底PEALD的独特优势在石墨烯器件制造的两种方法中得到了证明。首先，我们提出了一个完整的自下而上，无抗蚀剂图案化的石墨烯生长（GG）在预图案化的$MoC_{x}$ PEALD在50 $^{\circ}C$。选择性CVD GG消除了图案化或转移石墨烯膜以保持其原始的生长质量的需要。此外，我们直接在100 nm悬浮SiN膜上的PEALD $MoC_{x}$上制备MLG。我们用拉曼光谱对MLG的性质进行了表征，并用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪对样品进行了分析。这里展示的石墨烯器件制造技术为石墨烯应用的大规模生产铺平了道路。
2019-12-30 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Kinetics of Laser-Assisted Carbon Nanotube Growth
激光辅助化学气相沉积（CVD）生长是一种有吸引力的无掩模工艺，用于在温度敏感衬底上的选定位置生长局部对齐的碳纳米管（CNT）。局部化过程的性质导致碳纳米管的快速生长，具有高的实验吞吐量。在这里，我们报告有关的物理和化学过程特性的生长动力学的详细调查。具体而言，生长动力学的研究通过监测生长过程中反射激光束强度的动态变化。受益于快速生长和高实验通量，我们调查了广泛的实验条件，并提出了几种生长制度。速率限制步骤确定使用速率方程链接到建议的生长制度，其特征在于进一步通过拉曼光谱和扫描电子显微镜（SEM），因此直接连接生长制度的碳纳米管的结构质量。不同制度的活化能被发现在0.3 - 0.8 eV的范围内。
2014-01-10 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-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
