Nonlinear effects for island coarsening and stabilization during strained film heteroepitaxy
通过连续弹性模型和控制薄膜形貌的非线性动力学方程，研究了异质外延薄膜中三维应变岛或量子点的非线性演化。岛阵列演化的所有三个制度的识别和检查，包括在早期阶段的膜不稳定制度，在中间时间的非线性粗化制度，和交叉到饱和渐近状态，详细的行为取决于膜-基板失配应变，但不定性的有限系统尺寸。在较小的失配应变下，对应于形成稳定但无序的应变量子点阵列的岛稳定和饱和现象发生在较晚的时间。它被发现是由膜-基润湿相互作用的强度，这将限制谷-峰质量输运，从而岛的高度的增长，也决定了表面岛和高阶应变能的岛屿之间的弹性相互作用的效果在演化后期阶段。结果进行了比较，以前的实验和理论研究量子点粗化和饱和。
2012-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Surface morphology coarsening in a nonlocal system
直接比较了局部系统及其非局部推广系统的稳态和粗化动力学。示例系统是在强电场中的固体膜的表面;在长波长近似下，通过膜高度函数的振幅PDE来描述表面的形态演化。结果表明，稳态的振幅和表面结构的粗化率是非常敏感的长程相互作用的半径，并且这两个数量的增加，随着半径的减小。
2015-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Topological Phase Transitions Induced by Disorder in Magnetically Doped (Bi, Sb)$_2$Te$_3$ Thin Films
利用大尺度输运模拟方法研究了磁掺杂（Bi，Sb）$_2$ Te $_3$薄膜中无序诱导的拓扑相变.在未掺杂和清洁的情况下，富相图除了与无序强度有关外，还与磁交换场、费米能级和初始拓扑状态密切相关。在非零交换场的初始平凡系统中，改变无序强度可以诱导从正常绝缘态到量子反常Hall态，然后是自旋-陈氏绝缘态，最后是安德森绝缘态的一系列跃迁。而对于最初具有拓扑结构的系统，可以诱导出类似的序列，但只能从量子反常霍尔态开始。通过改变费米能级，我们发现了一个类似的丰富的相图，包括从量子反常霍尔到自旋-陈绝缘态的跃迁，通过一个表现为量子反常霍尔和金属态的混合物的状态，类似于最近的实验报告。
2020-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Noise-assisted Mound Coarsening in Epitaxial Growth
我们提出沉积噪声是薄膜外延生长不稳定的一个重要因素。我们的分析得出了典型丘高W、丘大小L和薄膜厚度H之间的几何关系H=（RWL）^2。实际系统的模拟表明，参数R是生长条件的特征，并且通常在0.2-0.7的范围内。粗化后期R的恒定性产生粗化指数1/z和丘高指数β之间的标度关系，在饱和丘斜率的情况下，β= 1/z = 1/4。
1997-03-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Shape and coarsening dynamics of strained islands
我们研究了应变外延半导体薄膜中岛的形成和粗化动力学。由于弹性毛细效应的存在，这些岛通常在经历形态不稳定性的薄膜中观察到。我们首先描述了分析和数值的形成一个平衡岛使用一个二维连续模型。我们已经发现，这些平衡岛状溶液具有最大高度$h_0$，并且它们位于具有厚度$h_w$的平坦润湿层的顶部。然后，我们考虑两个岛屿，我们报告说，他们经历了不间断的粗化，遵循两个阶段的动态。第一阶段可以由准静态动力学描述，其中质量传递与岛的化学电势差成比例。它与时间尺度$t_c$相关联，该时间尺度是岛之间的距离$d$的函数，并且导致最小岛的收缩。一旦其高度变得小于最小平衡高度$h_{0}^{*}$，其质量就散布在整个系统上。我们的研究结果铺平了道路，为未来的分析粗化的组装岛屿。
2016-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci nlin.PS
Magnetically induced signatures in a thin film superconductor
研究了一维磁性纳米结构与薄膜超导体的相互作用。结果表明，不同的磁场分布产生的特征磁场签名。此外，磁结构可以在超导膜中感应出弱连接，或者直接位于预定义的非超导弱连接上方。我们估计与这样的结构相关的磁通量，并讨论在伦敦模型内计算的能量的一般表达式。
2002-11-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Electrically and Magnetically Tunable Charge-Density-Wave Transport in Quasi-2D h-BN/1T-TaS2 Thin-Film Heterostructures
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；University of Georgia（佐治亚大学）
研究通过电和磁场调控二维h-BN/1T-TaS2薄膜异质结构中的电荷密度波输运，发现电场可使脱 pin 阈值非单调变化，磁场可提高域脱 pin 阈值并驱动相变，揭示了电荷密度波域动态机制。
2026-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetically Compensated Nanometer-thin Ga-Substituted Yttrium Iron Garnet (Ga:YIG) Films with Robust Perpendicular Magnetic Anisotropy
研究了纳米级厚度Ga取代钇铁石榴石（Ga:YIG）薄膜的磁特性，发现降低饱和磁化强度可显著增加有效磁化强度，从而实现稳健的垂直磁各向异性，为微调磁子自旋波器件开辟新参数空间。
2025-04-04 cond-mat.mtrl-sci
The Formation and Coarsening of the Concertina Pattern
手风琴是一种磁化模式在细长的薄膜元件的软材料。它是在小元件的长轴方向上的磁化反转过程中出现的普遍存在的磁畴图案。Van den Berg认为，当外场减少时，这种模式从通量闭合域中生长出来。基于实验观察和理论，我们认为，在足够长的薄膜元件，手风琴图案，而从振荡屈曲模式分叉。使用一个简化的模型，通过渐近分析和数值模拟研究，我们定量预测的平均周期的手风琴图案和定性预测其滞后。特别是，我们认为，实验观察到的粗化的手风琴图案是由于二次分叉相关的埃克豪斯不稳定性。我们还链接的手风琴图案的磁化波纹，并讨论了弱（结晶或诱导）各向异性的影响。
2011-06-16 cond-mat.mtrl-sci math.AP nlin.PS
Practical Insights to Thin Film Dewetting
Research and Technology Center, Robert Bosch LLC（罗伯特博世有限责任公司研究与技术中心）；Research Center Pharamceutical Engineering GmbH（制药工程研究中心有限公司）
本文通过格子玻尔兹曼方法研究薄膜厚度、表面能等参数对失湿动力学的影响，揭示了失湿时间的幂律关系及长时形态演化规律，为涂层设计提供理论指导。
2026-04-29 cond-mat.mtrl-sci
Windowless Observation of Evaporation-Induced Coarsening of Au-Pt Nanoparticles in Polymer Nanoreactors
纳米粒子和溶剂之间的相互作用在复杂的亚稳态纳米结构的形成中起着关键作用。然而，这种相互作用的高空间和时间分辨率的直接观察是具有挑战性的与传统的液池透射电子显微镜（TEM）实验。在这里，一个无窗的系统组成的聚合物纳米反应器通过扫描探针嵌段共聚物光刻（SPBCL）沉积在无定形碳膜上被用来研究超细（1-3 nm）Au-Pt纳米粒子的粗化作为溶剂蒸发的函数。在这样的反应器中，均匀的Au-Pt纳米颗粒在电子辐照下由金属离子前体原位合成。薄聚合物膜的不均匀蒸发不仅使纳米颗粒集中，而且还加速了后退聚合物边缘处的聚结动力学。对影响聚结的颗粒力的定性分析表明，聚合物边缘的毛细拖曳在加速这一过程中发挥着重要作用。总的来说，这项工作：1）提供了对溶剂在多元素纳米结构合成过程中纳米颗粒的化学和粗化行为中的作用的基本见解，2）提供了对颗粒如何通过SPBCL过程形成的见解，以及3）显示了SPBCL生成的圆顶，而不是液体细胞，如何用于研究纳米颗粒的形成。更一般地说，它显示了为什么传统的颗粒粗化模型，不考虑溶剂蒸发，不能用来描述发生在薄膜，液体为基础的纳米结构的合成。
2018-06-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Addendum to "Anomalous scaling and super-roughness in the growth of CdTe polycrystalline films"
通过Mata \textit{et al.} [Phys. Rev. B \textbf{78}，115305（2008）]研究了玻璃衬底上CdTe膜生长的缩放。部分分析包括使用高度-高度关联函数的衰减估计关联长度$ξ$。然后，使用标度假设$ξ\sim t^{1/z}$确定动力学指数$z$。在本附录中，我们表明，Mata \textit{et al.}得到的相关长度提供了一个长波长粗化指数，不对应于动力学指数$z$。我们还表明，短波长粗化指数与Nascimento \textit{et al}得到的指数$z$是一致的。[arXiv：1101.1493]通过通用动力学标度理论。
2011-01-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Effect of the applied magnetic field on formation of complex polyaniline films
研究了在外加磁场作用下，反磁性TCNQ和顺磁性金属离子杂质复合聚苯胺（PANI）薄膜的形成。已经发现，所施加的磁场影响PANI链与杂质的相互作用，并诱导在由顺磁性金属离子掺杂的复合膜中形成磁有序区域，这与在环境条件下制备的具有相同组成的参考膜形成对比。利用扫描磁力显微镜直接观察到了磁有序区。结果发现，在分布的磁有序区域和特殊性的表面浮雕的薄膜。电子吸收光谱和电导率的测量表明，施加恒定的磁场可以抑制聚苯胺链和顺磁性金属离子的相互作用，并降低所得的复合膜的电导率高达一个数量级相比，参考膜。发现交变磁场可改善PANI与抗磁性TCNQ分子的相互作用。讨论了磁场对复合膜形成的影响机理。
2009-01-14 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
Electronic structure and magnetic properties of magnetically dead layers in epitaxial CoFe2O4/Al2O3/Si(111) films studied by X-ray magnetic circular dichroism
由于CoFe_2 O_4的自旋过滤效应，CoFe_2 O_4/Al_2 O_3双层外延膜有望成为Si中高效的自旋注入器。为了充分利用该系统的潜力，了解磁死层的微观起源在CoFe 2 O 4/Al 2 O3界面是必要的。本文研究了不同厚度的CoFe_2O_4（111）薄膜的晶体结构、电子结构和磁性（厚度d = 1.4，2.3，4，利用软X射线吸收谱（XAS）和X射线磁性圆二色性（XMCD）结合团簇吸收谱（GCD）研究了CoFe_2 O_4（111）/Al_2 O_3（111）/Si（111）外延结构中（10 nm和11 nm）的磁性。模型计算通过XMCD测量的CoFe 2 O 4的磁化强度随着厚度d的减小而逐渐减小，并且最终在d = 1.4nm处清楚地检测到磁死层。磁死层具有磁相互作用的挫折，这是从在300和6 K的磁化强度之间的比较中揭示的。从使用组态相互作用簇模型计算的分析，d的减少导致反尖晶石结构比的减少，并且在八面体位置处的Fe的平均价态也减少。这些结果强烈表明，磁死层在CoFe 2 O 4/Al 2 O3界面起源于各种复杂的网络的超交换相互作用，通过在晶体结构和电子结构的变化。此外，从d = 1.4和2.3 nm之间的磁性能的比较，发现在d = 1.4 nm处的磁死层的亚铁磁顺序通过在其上附加生长0.9 nm厚的CoFe 2 O 4层而恢复。
2017-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Analysis of a combined influence of substrate wetting and surface electromigration on a thin film stability and dynamical morphologies
基于偏微分方程（PDE）建立了一个结合表面电迁移和润湿的模型，用于分析固体薄膜的形貌稳定性。假设原子迁移率是各向异性的，讨论和对比了电场的两个方向（平行和垂直于表面）。线性稳定性分析的小斜率演化方程，然后通过计算完全非线性参数演化方程，允许表面悬垂。结果表明，参数域的不稳定性的润湿和非润湿膜和可变的电场强度，非线性稳态解在某些情况下，和有趣的粗化行为强润湿膜。
2013-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci nlin.AO
Isotropic orbital magnetic moments in magnetically anisotropic SrRuO3 films
外延应变SrRuO_3薄膜一直是理解金属氧化物磁各向异性的模型系统。在本文中，我们研究的Ru 4d和O 2 p的电子结构和磁性能的各向异性使用高品质的外延应变（压缩和拉伸）SrRuO 3薄膜的机器学习辅助分子束外延生长。用Ru M2、3边和O K边软X射线吸收谱和X射线磁性圆二色性测量表征了Ru的元素特异性磁性和Ru 4d和O 2 p轨道之间的杂化。Ru 4d和O 2 p磁矩的磁化曲线是相同的，与应变类型无关，表明Ru和O离子之间的强磁耦合。电子结构和相对于自旋磁矩的轨道磁矩是各向同性的，尽管在压应变和张应变SrRuO 3膜中存在垂直和面内磁各向异性;即，轨道磁矩对磁各向异性的贡献小得可以忽略。这一结果与布鲁诺模型相矛盾，在布鲁诺模型中，磁各向异性是由垂直方向和面内方向之间的轨道磁矩的差异引起的。讨论了应变诱导电四极矩对磁各向异性的贡献。
2022-05-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Application of Zeeman spatial beam-splitting in polarized neutron reflectometry
中子塞曼空间分束被认为是在反射磁非共线薄膜。本文讨论了塞曼分束现象在极化中子反射测量中的两个应用。一是高偏振效率偏振器件的构建。另一个是低自旋反转几率的磁性非共线薄膜的研究。实验结果进行说明。
2017-01-27 cond-mat.mtrl-sci
Magnetically modified double slit based x-ray interferometry
本研究基于杨氏双缝概念，结合X射线磁圆二色性（XMCD）与干涉测量，通过测量磁性薄膜磁化变化引发的条纹偏移确定复折射率实虚部，为探测电子自旋矩相关磁折射率变化提供新方法。
2025-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electromigration-driven Evolution of the Surface Morphology and Composition for a Bi-Component Solid Film
基于两个偏微分方程的模型，假设不同的和各向异性的扩散迁移率的两个原子组件的强电场中的热稳定的合金表面的形态和成分的演变的研究。进行了平面线性稳定性分析和形貌粗化计算。它示出的不稳定性和特征波长和生长速率的条件不同于它们的对应物中的单组分膜。计算参数分析揭示了标度指数对电场强度和各向异性差大小的敏感性。
2015-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci nlin.PS
Floquet Engineering of Magnetism in Topological Insulator Thin Films
在拓扑材料的磁性的动态操纵演示在这里通过Floquet工程方法使用圆偏振光。随着激光场强度的增加，磁掺杂拓扑绝缘体薄膜除了发生预期的拓扑相变外，还发生了从铁磁性到顺磁性的磁相变，其临界行为强烈依赖于量子猝灭。与平衡态相比，非平衡态的居里温度随时间尺度和实验装置的不同而变化，并不完全依赖于拓扑结构的变化。我们的发现加深了对非平衡态下拓扑结构与磁性之间关系的理解，并将光电子器件的应用扩展到拓扑材料。
2021-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Role of gallium diffusion in the formation of a magnetically dead layer at Y3Fe5O12 / Gd3Ga5O12 epitaxial interface
本文阐明了用激光分子束外延技术在钆镓石榴石（GGG）衬底上生长的钇铁石榴石（YIG）薄膜中形成磁死界面层的原因。通过X射线光电子能谱学、二次离子质谱、X射线和中子反射仪进行的成分深度剖析，证明了在YIG / GGG界面处富Ga区的扩散辅助形成。我们的发现是在形成鲜明对比的早期表达的假设，Gd作为一个移民元素在YIG/GGG系统。我们进一步关联的富Ga过渡层的存在下，在薄YIG薄膜的铁磁共振和自旋波传播的相当大的淬火。最后，我们澄清了神秘的低密度覆盖层，经常观察到在中子和X射线反射法研究的YIG / GGG外延系统的起源。
2018-11-07 cond-mat.mtrl-sci
Substrate-dependent thermally driven morphological evolution of Pt$_{0.9}$Ni$_{0.1}$ thin films on sapphire and langasite
University of New Hampshire（新罕布什尔大学）；University of Maine（缅因大学）
该研究探究带Zr粘附层的Pt$_{0.9}$Ni$_{0.1}$薄膜在蓝宝石和langasite衬底上的热驱动形貌演化，发现其粗化行为受衬底影响，400-600°C为主要粗化窗口，热稳定性由多因素耦合决定。
2026-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Model of surface instabilities induced by stress
我们提出了一个模型的基础上的金斯堡-朗道方法来研究一个非流体静力学应力的固体，通常在薄膜生长中观察到的自由界面处的应变消除机制。演化的不稳定性，被称为Grinfeld不稳定性，在二维和三维数值研究。描述中固有的是对非线性的适当处理。我们发现这些非线性可以导致界面结构的竞争性粗化，对应于不同的波数，应变被解除。我们提出了实验测量这种粗化的方法。
1998-06-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Activity-Driven Dewetting and Rupture in Thin Liquid Films
Vellore Institute of Technology（维洛尔理工学院）
研究揭示了活动驱动下薄液膜退湿与破裂的非平衡界面不稳定性，通过竞争活性应力与粘附力产生不同的动力学尺度，改变粗化指数并影响破裂前沿传播方式。
2026-02-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.soft
Interface effects on an ultrathin Co film in multilayers based on the organic semiconductor Alq3
利用原子力显微镜、SQUID磁谱仪和核磁共振（NMR）研究了AlOx阻挡层厚度对Ta/Co/（AlOx）/Alq 3/Si混合结构磁性能和形貌的影响。所有使用的技术都指出，需要2nm的阻挡层厚度来在Alq 3的顶部上获得磁性良好的钴层。59 Co NMR测量结果表明，AlOx阻挡层导致形成具有“缺陷”钴的界面层，有利于具有良好磁性能的“大块”钴的生长。
2010-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Origin of magnetically dead layers in spinel ferrites $M\text{Fe}_2\text{O}_4$ grown on $\text{Al}_2\text{O}_3$: Effects of post-deposition annealing studied by XMCD
本研究利用XAS和XMCD探究尖晶石铁氧体薄膜的磁死层起源，发现界面附近的磁死层源于尖晶石$T_d$位点的大量空位，且973 K空气退火48小时可部分恢复亚铁磁序。
2023-02-05 cond-mat.mtrl-sci
Vortices in magnetically coupled superconducting layered systems
研究了超导薄膜或超导层中的饼状涡旋。它强调，在没有约瑟夫森耦合的拓扑限制可能的配置的涡旋被删除，并给出了各种例子的结构禁止在大块超导体。特别地，它表明，涡可以跳过表面层小于一定的尺寸R_c的样品，这可能是宏观的。约瑟夫森耦合抑制了R_c估计。
1999-10-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
On the interpretation of the angular dependence of the FMR spectrum in heterogeneous ferromagnetic thin films
我们证明了一个多峰FMR谱，与线对应的共振在不同的铁磁区域的异质薄膜样品，可以崩溃到一个单峰谱，如果存在一个特定的场配置，或配置的外部磁场相对于薄膜表面，其中$dH_{\text{res}}/dM_{\text{eff}}=0$内的区域内的样品中占主导地位的磁性。
2012-08-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Neutron Zeeman beam-splitting for the investigation of magnetic nanostructures
在掠入射的磁非共线系统中，中子自旋翻转过程中发生了中子束的塞曼空间分裂。我们应用中子束分裂方法研究了薄膜中亚微米尺度的磁性非共线团簇。实验结果与其他方法得到的结果进行了比较。
2016-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Spin wave study of magnetic perpendicular surface anisotropy in single crystalline MgO$\text{/}$Fe$\text{/}$MgO films
宽带铁磁共振测量不同厚度的单晶铁膜夹在MgO层。一个详尽的磁性表征的薄膜（交换常数，立方，单轴和表面各向异性）的均匀和第一垂直驻波自旋波模式的研究，使作为施加的磁场和膜厚度的函数。非互易自旋波传播的额外测量使我们能够将两个界面对总表面各向异性的贡献分开。结果是一致的准体膜内部和两个磁性不同的顶部和底部界面，归因于不同的氧化态的差异的模型。
2022-11-29 cond-mat.mtrl-sci
Tunable polymorphism of epitaxial iron oxides in the four-in-one ferroic-on-GaN system with magnetically ordered α-, γ-, ε-Fe2O3 and Fe3O4 layers
半导体材料和磁性材料的杂化被认为是潜在的适用于新型功能自旋电子器件的设计。本文报道了四种磁性有序氧化铁相（Fe_3 O_4，γ-Fe_2 O_3，α-Fe_2 O_3和最奇异的亚稳ε-Fe_2 O_3）在GAN（0001）表面以纳米尺度单晶膜的形式外延稳定化。在广泛用于电子器件制造的GAN半导体衬底上，在相同的单靶激光MBE技术工艺中，证明了多达四种明显不同的氧化铁相的外延生长。所讨论的铁氧化物属于一类简单的磁性材料，具有丰富的物理性质，包括Fe_3O_4和α-Fe_2O_3的Verwey和Morin相变以及介稳硬磁ε-Fe_2O_3铁氧体的多铁性。从基本观点来看，外延生长过程中特定相的成核背后的物理原因值得关注。本研究的实际方面是利用铁氧化物的可调多态性，用于创建可用于新型自旋电子器件的铁-半导体异质结构。本文采用多种实验技术，对GAN上单相氧化铁外延膜的表面形貌、晶体结构、电学和磁学性质进行了研究。一个全面的比较已经取得了相同的铁氧体材料的性能，在散装和纳米结构的形式由其他研究小组报告。
2017-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Magnetization pinning in conducting films demonstrated using broadband ferromagnetic resonance
宽带微带铁磁共振技术已被应用于薄膜样品中的磁性不均匀性的检测和表征。在一个100纳米厚的坡莫合金膜的情况下，一个额外的磁性耗尽的顶部子层，实际上无法识别的传统的铁磁共振设置，已被检测和表征。这些结果已被证实的布里渊光散射光谱揭示了这样一个事实，即额外的子层的光学性质没有太大的不同，从那些大部分的膜。随后使用相同的铁磁共振技术对大量其他厚度在30- 100 nm范围内的单层薄膜进行了表征，也显示了相同的效果。
2010-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Resonant Precession of Magnetization and Precession -- Induced DC voltages in FeGaB Thin Films
本文报道了非晶Fe_{78} Ga_{13} B_{9}（FeGaB）合金薄膜的频率相关铁磁共振（FMR）和自旋抽运驱动直流电压（V_{dc}）的测量结果，以研究金属铁磁体平膜中的自感反自旋霍尔效应（ISHE）现象。场反转时反对称的V_{dc}信号包括以谐振场为中心的对称和非对称洛伦兹。薄膜尺寸效应的主导作用被认为是在设置静态磁化强度，V_{dc}和动态的磁化旋进在较薄的膜（\leq 8 nm）的大小。磁化参数的膜厚度依赖性表明在膜-衬底界面处存在磁无序区域，这可以促进由旋进磁化朝向衬底产生的自旋的优先流动。然而，V_{dc}信号还从这些膜的\approx 0.4 \%各向异性磁阻和大（\approx 54 nΩ.m）异常霍尔电阻率（AHR）的整流效应中提取贡献，所述整流效应骑在膜-衬底界面附近的自旋-轨道耦合驱动的自旋-电荷转换的效应上。我们已经解决了这些数据的铁磁薄膜受到射频场在共面波导几何形状的电动力学的现有理论的框架。我们对AHR为54 nΩ.m的样本的自感ISHE的估计表明，它可能对测量的对称电压有显着贡献（\approx 90\%）。这一研究结果对于全面理解具有无序界面和大反常霍尔效应的金属铁磁体中自旋抽运感应直流电压具有重要意义。
2022-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
X-ray resonant magnetic scattering from structurally and magnetically rough interfaces in multilayered systems I. Specular reflectivity
给出了镜面反射条件下粗糙表面和界面的X射线共振磁散射理论公式。在扭曲波玻恩近似（DWBA）作为理论框架的结构和磁性粗糙界面的一般表达式。为此，我们定义了一个“结构”和一个“磁性”接口来表示实际的接口。本文用自洽方法推广了著名的Nevot-Croce镜面反射率公式，并将其应用于单一粗糙磁性界面的情形。最后，结果被推广到多个界面的情况下，如在薄膜或多层的情况下。每种情况下的理论计算示出了数值例子，并从Gd/Fe多层膜的磁反射率的实验结果进行了比较。
2003-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Structural and magneto-transport characterization of Co_2Cr_xFe_(1-x)Al Heusler alloy films
研究了Co_2Cr_xFe_（1-x）Al全Heusler化合物的薄膜的结构和磁输运性质。采用磁控溅射法在室温下在不同衬底上制备了薄膜，以分别调节从热氧化Si衬底上的多晶生长到MgO（001）衬底上的高度织构甚至外延生长。我们的Heusler薄膜具有非常软的磁性和铁磁性，居里温度高达630 K。的总磁矩减少相比，理论的体积值，但仍相当于在升高的温度下生长的膜报道的值。多晶Heusler膜结合MgO势垒被纳入磁性隧道结，并在室温下产生37%的磁阻。
2006-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Temperature-Dependence of Magnetically-Active Charge Excitations in Magnetite across the Verwey Transition
我们研究了磁铁矿Fe $_3$ O $_4$的体单晶和外延薄膜的电子结构。Fe $2p$核能级谱显示出硬X射线（HAX-）和软X射线（SX-）光电子能谱（PES）之间的明显差异，表明表面效应。体积敏感的光谱表现出温度（$T$）依赖性的电荷激发跨越Verwey转变在$T_V$ =122 K，这是失踪的表面敏感的光谱。扩展的杂质Anderson模型全多重态分析揭示了Fe $2p$谱中低于$T_V$的三种不同的Fe物种（A-Fe $^{3+}$、B-Fe $^{2+}$、B-Fe $^{3+}$）的作用及其与$T-$相关的演化。的Fe $2p$ HAXPES光谱显示出明确的磁性圆二色性（MCD）在磁化100 nm厚的膜的金属相。模型计算还再现MCD和确定与电荷激发相关的磁性不同的网站。价带HAXPES显示了剩余阶数高于$T_V$的极化子金属在$E_F$处的有限态密度，以及低于$T_V$的明显能隙形成。结果表明，Verwey跃迁是由强关联和磁活性的B-Fe $^{2+}$和B-Fe $^{3+}$电子态的变化驱动的，与电阻率和体敏光谱一致.
2015-11-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Large Gap Quantum Anomalous Hall Effect in a Type-I Heterostructure Between a Magnetically Doped Topological Insulator and Antiferromagnetic Insulator
拓扑绝缘体（TI）和磁性绝缘体之间的异质结构是实现量子反常霍尔效应（QAHE）的重要途径。使用密度泛函理论为基础的系统的筛选和调查的热力学，磁性和拓扑性质的异质结构，我们表明，形成一个I型的异质结构之间的宽禁带的反铁磁绝缘体Cr $_2$ O $_3$和TI膜，如Sb $_2$ Te $_3$，可以导致费米能级钉扎在间隙的中心，即使在磁性掺杂。异质结构中的Cr掺杂将带隙增加到$\sim$ 64.5 meV，具有来自界面Cr掺杂剂的大塞曼能量，从而克服了由于能带弯曲效应而导致的潜在金属性。通过将费米能级附近的能带结构拟合为4带k.p模型哈密顿量，我们证明了Cr掺杂Sb $_2$ Te $_3$ /Cr $_2$ O $_3$是一个陈数C =-1的陈绝缘体.输运计算进一步表明，手性边缘模式本地化的顶部/底部的TI膜的材料中的主要电流载体。我们的预测的一个大的界面磁性，由于铬掺杂剂，反铁磁耦合到AFM衬底上的MBE生长的Cr掺杂Sb $_2$ Te $_3$ /Cr $_2$ O $_3$异质结构，我们的极化中子反射测量证实，是一致的，最近在这样的系统中测量的正交换偏置。因此，Cr掺杂Sb $_2$ Te $_3$ /Cr $_2$ O $_3$异质结构代表了开发具有高可调谐性的功能拓扑磁性器件的有希望的平台。
2021-01-24 cond-mat.mtrl-sci
Correlation of Structural and Magnetic Properties of RFeO3 (R=Dy, Lu)
本文通过外延薄膜压缩应变研究DyFeO3和LuFeO3的结构与磁性关联，发现DyFeO3自旋重取向温度偏移超过20 K并保持Γ4相，且与单晶中子衍射结果一致。
2024-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phase nucleation, coarsening and evolution pathways of a sputtered nanostructured Inconel 725 alloy during heat treatment
Hopkins Extreme Materials Institute, Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学极端材料研究所）；University of Southern California（南加州大学）
研究纳米结构Inconel 725合金热处理中相形核与演化路径，通过固溶和时效处理，利用缺陷结构控制相选择和析出路径，实现同时析出强化和晶粒稳定，为定制微观结构和协同强化提供策略。
2026-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Spatial evolution of the ferromagnetic phase transition in an exchange graded film
实验和数值模拟相结合的方法被用来研究铁磁相变的空间演化的薄膜工程具有平滑的梯度交换强度。平均场模拟预测，实验证实，100 nm Ni[x]Cu[1-x]合金膜，其Ni浓度随深度变化9%，主要表现为好像由具有连续变化的居里温度的非耦合铁磁层的连续体组成。随着温度的升高，出现了分离有序和无序区域的移动边界。我们证明了连续控制的边界位置与温度，和可逆控制的磁有序的样品体积与磁场。
2015-10-26 cond-mat.mtrl-sci
X-ray resonant magnetic scattering from structurally and magnetically rough interfaces in multilayered systems II. Diffuse scattering
本文给出了粗糙表面和界面的X射线共振磁散射的理论公式，并在玻恩近似（BA）和扭曲波玻恩近似（DWBA）下分别推导了单个和多个界面的一般表达式。我们还在BA中给出了磁畴离镜磁散射的表达式。为此目的，结构和磁性接口定义的粗糙度参数有关的高度高度关联函数和它们之间的相关性。结果被推广到多个界面的情况下，如在薄膜或多层膜的情况下。每种情况下的理论计算示出的数值例子，并从Gd/Fe多层膜的磁漫散射的实验数据进行比较。
2003-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Dependence of Magnetic Anisotropy and Magnetoresistance of Ni81Fe19-Films on Annealing
坡莫合金（Py：Ni 81 Fe 19）表现出各向异性磁阻（AMR），其经常用于从存储设备读取磁信号。采用直流磁控溅射法在热氧化硅晶片上在磁场中制备了厚度为20 nm的Py薄膜，并在高达1000 K的温度下进行非原位退火，以研究磁各向异性和磁电阻对热处理的依赖性。该薄膜在制备后表现出单轴各向异性，在高于520 K的退火过程中发生变化。在700 K左右热处理使样品沿前易磁轴的磁电阻和相应的场灵敏度分别提高了8%和1.5%/Oe。我们讨论了各向异性的变化，即应变效应，不均匀性，和局部原子顺序的变化可能的来源。
1999-02-16 cond-mat.mtrl-sci
Incorporation of magnetic nanoparticles into lamellar polystyrene-b-poly(n-butyl methacrylate) diblock copolymer films: influence of the chain end-groups on nanostructuration
在这篇文章中，我们提出了新的样品的层状磁性纳米复合材料的基础上的自组装的聚苯乙烯-b-聚（甲基丙烯酸正丁酯）二嵌段共聚物通过原子转移自由基聚合合成。聚合物膜上负载有磁性氧化铁纳米颗粒，通过表面引发ATRP生长聚苯乙烯链。用原子力显微镜、椭圆偏振仪、中子反射率和接触角测量研究了硅上纯的和磁负载的共聚物膜的纳米结构。本研究突出了强烈的影响力的共聚物末端-驱动本身的选择的ATRP化学路线-的顺序上的多层膜中的块的重复序列。此外，纳米颗粒的尺寸的较窄的分布被检查作为SI-ATRP反应的控制参数。
2018-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis, characterization and modeling of high quality ferromagnetic Cr-doped AlN thin films
我们报告的理论和实验研究铬掺杂氮化铝。密度泛函计算预测，孤立的Cr t2缺陷能级在AlN是1/3满，大约落在midgap，并扩大到杂质带的浓度超过5%。0.05 <= x <= 0.15的Al_（1-x）Cr_xN无规合金的居里温度超过600 K。在实验上，我们的特点和优化的分子束外延薄膜生长过程中，并观察到室温铁磁性与矫顽场，HC，为120奥斯特。磁化率的测量表明，超过33%的Cr是磁活性在室温和40%在低温下。
2002-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Perpendicular magnetic anisotropy in insulating ferrimagnetic gadolinium iron garnet thin films
通过简单地改变样品温度，我们对钆铁石榴石（GdIG）薄膜的磁各向异性进行了实验控制。通过SQUID磁强计测量获得的磁滞回线明确地揭示了易磁化轴从面外到面内的变化取决于样品温度。此外，我们证实了这些发现，通过使用温度依赖的宽带铁磁共振光谱（FMR）。为了确定有效磁化，我们利用FMR光谱的固有优势，其允许确定独立于顺磁性衬底的磁各向异性，而磁力测定法确定来自膜和衬底的组合磁矩。这使我们能够定量评估的各向异性和平滑过渡，从平面到垂直磁各向异性。此外，我们还导出了GdIG薄膜的温度依赖性$g$因子和Gilbert阻尼。
2017-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Magneto-transport characteristics of La1.4Ca1.6Mn2O7 thin film deposited by spray pyrolysis
用喷雾热分解法在单晶LaAlO_3衬底上制备了双层锰氧化物La_（1.4）Ca_（1.6）Mn_2 O_7（DLCMO）多晶薄膜。这些单相薄膜的晶粒尺寸在70-100 nm之间，在T_C ~ 107 K时发生铁磁转变。在225 K附近的较高温度下，由于面内自旋相干而产生的短程铁磁有序被证明是存在的。绝缘体/半导体到金属的转变发生在较低的温度T_P ~ 55 K。T_C以上的输运机制属于Mott变程跳跃型。在T_C以下，电流-电压特性表现出随温度降低而变得更强的非线性行为。在低于T_CA ~ 30 K的低温下，观察到磁阻挫自旋倾斜态。DLCMO薄膜表现出良好的低场磁电阻效应，在77 K时，0.6kOe和3 kOe的磁电阻比分别为5%和13%。
2005-05-17 cond-mat.mtrl-sci
In search of antiferromagnetic interlayer coupling in diluted magnetic thin films with RKKY interaction
我们研究了具有RKKY长程相互作用的稀释双层结构模型薄膜。磁性子系统由两个磁性掺杂层组成，由未掺杂的介电层间隔物隔开，并放置在由无限深度的量子阱建模的更宽的膜内。我们的研究集中在磁性层之间的反铁磁耦合可以预期的参数范围。找到了这种系统的临界温度，并讨论了它们与磁层厚度和载流子浓度的关系。每个磁性层内的磁化强度分布被计算为层厚度的函数。还讨论了将层磁化相互取向从反铁磁状态切换到铁磁状态所需的外场。
2009-01-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Modulated optical reflectance measurements on La2/3Sr1/3MnO3 thin films
将调制光反射（MOR）测量技术应用于巨磁阻材料，特别是La 2/3Sr 1/3 MnO 3（LSMO）薄膜。这种非接触式测量方案适用于从材料表征到磁记录介质读取头等新设备的许多应用。对比室温表面扫描的100微米宽400微米长的桥图案化成LSMO膜提供了初步的信息，膜的均匀性。然后温度在240和400 K之间变化，即通过铁磁到顺磁转变。观察到作为温度函数测量的MOR信号与电阻率直至居里温度的相对导数之间存在明显的关系。这种关系是MOR技术的基础，并在LSMO的特定情况下探索了其机制。在Drude模型框架中的分析表明，在某些条件下，测量的MOR信号变化与载流子浓度的变化相关。
2005-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial film growth and magnetic properties of Co_2FeSi
我们用射频磁控溅射法生长了Heusler化合物Co_2FeSi的薄膜。在（100）取向的MgO衬底上，我们发现了完全外延的（100）取向和L2_1有序生长。在Al_2O_3（11-20）衬底上，薄膜生长为（110）取向，并观察到多个面内外延畴。电阻率的温度依赖性在低温下表现出指数为7/2的幂律。体磁性质的研究表明，外推的饱和磁化强度在0 K时为5.0 μ B/fu.在Al_2O_3衬底上的薄膜表现为面内单轴各向异性，而外延薄膜在面内表现为磁各向同性。测量的X-射线磁圆二色性的薄膜，使我们能够确定元素的特定磁矩。最后，我们已经测量了自旋极化在表面区域的自旋分辨近阈值光电发射，发现它强烈减少，与预期的体值的100%。磁化强度降低的可能原因进行了讨论。
2006-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Decoupled magnetic and electrical switching in manganite trilayer
我们报告的磁性和电输运的外延生长的三层薄膜结构，包括La 0.59 Ca 0.41 MnO 3夹在La 0.67 Ca 0.33 MnO 3电极的研究。由于La 0.59 Ca 0.41 MnO 3位于薄膜铁磁金属相场的边缘，因此可以预期相分离效果。这些效应可以解释所观察到的中间层的磁各向同性。相比之下，电极材料是磁单轴的。易轴磁场扫描的三层产生两个尖锐的磁性转变，但只有一个尖锐的转变，在电流面内电阻测量。
2005-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Bulk and Surface Magnetization of Co atoms in Rutile Ti_[1-x]Co_xO_[2-delta] Thin Films Revealed by X-Ray Magnetic Circular Dichroism
用软X射线磁性圆二色性（XMCD）测量方法研究了不同x和δ的Ti_（1-x）Co_xO_（2-δ）薄膜在Co L_（2，3）吸收边的磁性。用XMCD法计算了样品表面的铁磁矩为0.15-0.24 μβ/Co，而体相的铁磁矩为0.82-2.25 μβ/Co，与样品的饱和磁化强度1.0-1.5 μβ/Co处于同一范围内，这表明样品的铁磁性是由内禀磁性引起的。Co原子在表面的较小磁矩表明在薄膜表面存在几nm厚的磁死层。
2011-04-01 cond-mat.mtrl-sci
Low-resistivity nitrogen-doped p-type Cu2O thin films enabled by millisecond flash lamp annealing
University of West Bohemia in Pilsen（比尔森西波希米亚大学）；Fraunhofer Institute for Electron Beam and Plasma Technology – FEP（弗劳恩霍夫电子束和等离子体技术研究所）
该研究针对低能FLA加工窗口实现低电阻率氮掺杂p型Cu₂O薄膜，通过调控FLA能量密度优化其电学性能，为相关材料的制备提供了关键工艺依据。
2026-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Single-Phase L1$_{0}$-Ordered High Entropy Thin Films with High Magnetic Anisotropy
本文研究通过快速热退火在FeCoNiMnCu高熵合金薄膜中引入Pt，形成单相L1$_{0}$有序高熵金属间化合物，实现无稀土高磁各向异性并显著提升矫顽力。
2024-05-24 cond-mat.mtrl-sci
