Understanding the catalyst-free transformation of amorphous carbon into graphene by current-induced annealing
我们揭示了无催化剂生长的石墨烯从无定形碳（a-C）的电流诱导退火通过见证机制与原位透射电子显微镜和分子动力学模拟。在实验和模拟中，我们观察到石墨烯衬底上的小a-C簇重新排列并结晶成石墨烯片。该过程是由高温和范德华力与基板的相互作用。此外，在a-C的存在下，石墨烯可以从孔的边界生长并形成无缝的石墨烯片，这是一个以前没有报道过的新发现，并且也通过模拟再现。这些发现为石墨烯基设备的自下而上工程开辟了新的途径。
2012-11-21 cond-mat.mtrl-sci
In situ observation of the generation and annealing kinetics of E' centers induced in amorphous SiO2 by 4.7eV laser irradiation
本文研究了4.7eV激光在SiO_2中诱发E'心的动力学，原位观察了E'心在5.8eV处的光吸收带。在暴露之后，缺陷由于与辐射分解来源的扩散分子氢反应而衰减。氢相关的退火是活跃的，也在曝光和竞争的光诱导生成的中心，直到达到饱和。饱和时E'和H2的浓度成正比，表明这两种物种的紫外诱导生成过程是相关的。这些结果与其中E'和氢由共同前体Si-H产生的模型一致。
2005-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Simulating alternating bias assisted annealing of amorphous oxide tunnel junctions
University of Connecticut（康涅狄格大学）；KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）
本研究通过结合从头计算分子动力学和机器学习势能，复现并揭示了ABAA对非晶氧化物隧道屏障能量景观的影响，以减少缺陷并提升量子比特性能。
2025-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrashort Pulse Laser Annealing of Amorphous Atomic Layer Deposited MoS$_2$ Films
本文提出利用超短脉冲激光退火实现低温原子层沉积的非晶MoS$_2$薄膜结晶化，详细分析了加工参数对薄膜形貌的影响，展示了激光退火诱导的自组织图案转变，并对比了不同退火方式的效果。
2023-05-18 cond-mat.mtrl-sci nlin.PS
Annealing of swift heavy ion tracks in amorphous silicon dioxide
本研究利用SAXS和蚀刻方法探究了a-SiO2中快重离子径迹的退火动力学，发现表面附近退火更快且径迹密度变化微小，并揭示了氧扩散与应力松弛对径迹各向异性愈合的影响。
2023-04-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Effect of low-temperature annealing on the void-induced microstructure in amorphous silicon: A computational study
我们提出了一个计算研究的空隙诱导的微结构在非晶硅（$\it a$ -Si）通过产生超大型模型的$\it a$ -Si的空隙体积分数为0.3 $\%$，在小角X射线散射（SAXS）实验中观察到。本文用约化对关联函数和非晶硅原子形状因子的傅里叶变换计算散射强度，研究了小角X射线散射中空洞形貌与散射强度之间的关系。低温（$\le$ 600 K）退火对散射强度和空隙的微观结构的影响已得到解决，特别强调的形状和大小的空隙，通过研究原子重排的空隙表面和计算的平均回转半径的空隙从表面原子的空间分布和强度图在Guinier近似。该研究表明，低温退火可以导致相当大的孔隙表面的重组，这是清楚可见的三维形状的空隙，但它可能不一定反映在一维散射强度图。
2018-08-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Influence of microwave annealing on GMI response and magnetization of an amorphous Fe73.5Nb3Cu1Si13.5B9 ribbon
本文研究了非晶Fe_（73.5）Nb_3Cu_1 Si_（13.5）B_9薄带经淬火和微波退火后的磁阻抗电阻和电抗分量随直流偏置磁场（-60 ~+60 Oe）和激励频率（0.1，1，10和20 MHz）的变化。的磁阻抗（两个组件）的响应大大减少微波退火带的变化是在更高的激励频率更可辨。磁阻抗的虚部表现出最大值在有限（非零）的直流磁场淬火和微波退火带。磁化强度测量淬火和微波退火的薄带显示后者的磁硬度。初始磁化率降低了两个数量级的微波退火带。XRD测量表明，带的表面从非晶态到晶态的转变。
2007-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Effect of photons on atoms in crystallization of amorphous silicon films
采用光子参与的快速热退火方法对非晶硅薄膜进行退火处理，制备出了（220）择优取向的多晶硅薄膜。与此相反，常规的非晶硅薄膜的热退火导致（111）取向结晶的优先选择。这种差异揭示了光子对硅原子的影响被忽视，这导致晶格平面的优先取向在其投影平面上具有最小的原子密度，而不是最低的能量。
2017-01-13 cond-mat.mtrl-sci
Effects of mixing and annealing on the optical and mechanical properties of TiO$_{2}$:Ta$_{2}$O$_{5}$ amorphous coatings
非晶态钛钽混合涂层是引力波探测器布拉格反射器的关键部件。在涂层中获得最低可能的光学吸收和机械损耗值对于GWD是至关重要的，并且这需要对涂层沉积和沉积后退火进行复杂的优化。本文系统地研究了用离子束溅射法生长的非晶态二氧化钛-钽氧化物混合薄膜的光学性质和内耗。我们认为涂层与六种不同的阳离子混合比，我们研究他们都在沉积和退火状态。通过利用光谱椭偏数据和建模，以及辅助技术，我们检索了在很宽的光谱范围内的涂层的介电函数。当改变混合比并进行退火时，我们发现上述大多数性质的单调趋势。值得注意的是，退火后的Urbach能量显示出对于约20%的混合比的确定的最小值，非常接近于显示出对于GWD应用的最低光学吸收的涂层的组成。我们认为，所观察到的最低Urbach能量不仅取决于混合比，但也对退火参数。另一方面，最小涂层损失角被发现是弱依赖于所考虑的测量频率，并位于一个相当宽的范围内的Ti含量，这表明，搜索一个绝对最小的沉积后退火，而应寻求在研究中的最佳退火参数为每个特定的阳离子比例考虑。这项工作构成了一个参考的非晶混合二氧化钛-钽涂层的光学性能，并突出了Urbach能量的高性能布拉格反射器的材料的优化过程中的相关性。
2022-09-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Structural transformation of implanted diamond layers during high temperature annealing
近年来，离子束诱导非晶层石墨化成为金刚石器件制造的基本工具。可以去除可蚀刻石墨层以形成独立式膜，可以使用FIB研磨将期望的结构雕刻到该独立式膜中。采用锐金刚石-空气界面模型对用这种方法制备的器件的光学特性进行了假设。该界面的真实质量取决于退火后非晶损伤层的石墨化程度。在目前的工作中，石墨化过程进行了研究，使用常规和分析TEM。发现在550 °C下退火导致注入体积的部分石墨化，形成夹在四面体非晶碳层之间的纳米结晶石墨相。在1400 °C下退火导致非晶层的完全石墨化。石墨纳米晶体的平均尺寸不超过5 nm，具有垂直于样品表面的c-平面的主要取向。
2016-08-25 cond-mat.mtrl-sci
How Thermal Annealing Process Determines the Inherent Structure Evolution in Amorphous Silicon: An Investigation from Atomistic Time Scales to Experimental Time Scales
先进制造工艺中的退火处理，例如，激光辅助制造决定了玻璃的最终状态，这对玻璃的热、电和机械性能至关重要。基于势能面的能垒分析提供了一种有效的方法来研究退火过程中内在结构的微观演变，在一个加宽的时间尺度范围内，即，从原子时间尺度（~ ps）到实验时间尺度（~ s）。发现激活能势垒在势能面上的分布可分为三个区域：1.当退火速率Rdot <1 e15 K/s时，激活能势垒的分布主要服从瑞利分布; 2.两种不同的模式，当退火速率为1 e15 K/s < Rdot < instant时，谱图呈现指数衰减模式和瑞利分布模式; 3.当系统处于瞬时退火过程时，谱图几乎遵循指数衰减模式。然而，弛豫能垒的谱仅显示出衰减参数递减的指数衰减模式。提出了一种适用于任何特定退火速率的多时间尺度模型，该模型超出了传统原子模拟的限制，分子动力学模拟，然后提出了基于分布的能量障碍。这样的模型能够定量解释和预测的热释放过程中的纳米量热测量或激光辅助制造。
2021-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Growth and Characterization of Polycrystalline NbO2 Thin Films on Crystalline and Amorphous Substrates
NbO2是纳米忆阻器件的潜在材料，无论是在非晶和晶体形式。我们采用射频磁控溅射法从化学计量比靶制备了NbO2薄膜。无论溅射参数如何，所沉积的薄膜都是非晶的。沉积后的薄膜的真空退火是必要的，以实现结晶。通过优化退火时间和温度，获得了较高的结晶度。材料的电阻率随着其经历从非晶到结晶的结构转变而增加，其中结晶膜的电阻率高一个数量级。
2019-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Medium range structural order in amorphous tantala spatially resolved with changes to atomic structure by thermal annealing
非晶钽（a-Ta_2 O_5）是一种重要的工艺材料，在电子、光学和生物医学工业中有着广泛的应用。它被用作最新一代引力波干涉仪以及其他精密干涉仪中多层介质镜涂层的高折射率层。目前引力波探测器灵敏度的限制之一是由钽镜涂层引起的布朗热噪声。测量结果表明，反射镜涂层的机械损失的差异，这是直接相关的布朗热噪声，在热退火。我们利用扫描电子衍射进行波动电子显微镜（FEM）的离子束溅射（IBS）的非晶钽涂层，明确显示增加中程秩序（MRO），从扫描中的衍射图案之间的差异，由于在增加的温度下的热退火确定。此外，我们采用虚拟暗场成像（VDFi）空间解析的FEM信号，使调查的持久性的片段负责的中程秩序，以及在纳米长度尺度的有序程度，并显示有序补丁大于5纳米的最高温度退火样品。这些结构变化与观察到的机械损失变化直接相关。
2016-03-29 cond-mat.mtrl-sci
High-throughput development of flexible amorphous materials showing large anomalous Nernst effect via automatic annealing and thermoelectric imaging
National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；Nagoya University（名古屋大学）；The University of Tokyo（东京大学）
通过自动退火和热电成像高通量筛选出具有高异常奈斯特效应的柔性非晶材料，揭示了短程原子有序对ANE增强的作用。
2025-06-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Atomic Structure of Amorphous Optical Coatings of TiO$_2$-doped GeO$_2$ by Grazing-Incidence Total X-ray Scattering Measurements
Kennesaw State University（肯尼索州立大学）；Northeastern University（东北大学）；Sungkyunkwan University（成均馆大学）；Colorado State University（科罗拉多州立大学）；Université de Montréal（蒙特利尔大学）；Stanford University（斯坦福大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；Xerion Advanced Battery Corp.（Xerion先进电池公司）；California Institute of Technology（加州理工学院）
通过掠入射X射线对分布函数测量和原子结构建模，研究了TiO$_2$掺杂GeO$_2$非晶薄膜中Ti浓度和退火对短程和中程有序的影响，发现退火减少边共享和面共享多面体连接，与机械损耗降低最相关。
2026-05-25 cond-mat.mtrl-sci
Structural modifications induced in hydrogenated amorphous Si/Ge multilayers by heat treatments
本文研究了用溅射法制备的氢化非晶Si/Ge多层膜在退火条件下的结构变化。退火改变了所沉积的多层膜的结构，除了这里应用的不太严格的条件（150 oC，时间<22 h）。对于较高的温度和/或时间，改性包括层混合和凹凸和弹坑形状的表面降解。它们被认为是由于加热时形成的H气泡。氢应该主要从非晶Ge层释放。
2009-02-11 cond-mat.mtrl-sci
Infrared spectroscopy of hydrogenated and chlorinated amorphous silicon
给出了氢化和氯化非晶硅薄膜的红外透射谱随氯浓度和退火温度的变化。随着氯含量的增加，观察到2100 cm-1带强度的增加。我们将这种效应与SiH 2Cl 2的存在，混合配置。的Sic 1伸缩带，位于545 cm-1的未退火的样品中，连续移位高达590 cm-1的退火温度的增加。这种置换归因于SiCl 2物质在500°C左右占优势以及它们在700°C以上转化为SiCl 2物质和SiCl 2分子。
2021-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Interplay of Crystallization and Amorphous Spinodal Decomposition during Thermal Annealing of Organic Photoactive Layers
Helmholtz Institute Erlangen-Nürnberg for Renewable Energy, Forschungszentrum Jülich（亥姆霍兹埃尔朗根-纽伦堡可再生能源研究所，于利希研究中心）；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学）；Technion Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
本研究通过相场建模揭示热退火过程中晶体生长与非晶分相的相互作用，为有机光电材料的形态控制提供理论依据。
2025-12-18 cond-mat.mtrl-sci
A method for diffraction-based identification of annealing-produced restructuring of amorphous fullerene
提出了一种估算真空退火制备的无定形富勒烯及其衍生物结构性质的方法。该方法是基于中子或X射线粉末衍射图的散射波矢模在几个单位到几十个纳米的范围内的拟合。相应的逆问题假设样品的结构化组分可以用有限数量Nstr的有限数量原子Natom的候选sp2碳结构（富勒烯、具有石墨烯样原子排列的平坦和弯曲薄片）来描述。这些结构被不均匀地堆积在具有不同平均原子密度和不同结构有序度的域中，使用具有相邻刚性体纳米结构中原子对相互作用的可变参数的刚体分子动力学。应用该方法解释了在600、800、850、900和1000 ℃退火的非晶富勒烯的中子衍射数据。Nstr等于36和Naatom在14至285范围内的结果使得我们能够根据sp2碳结构的平均尺寸和曲率来量化样品的结构性质，并分析结果对这些结构在域中的布局的敏感性（每个域中各种结构的混合物与相同结构的域的混合物）。
2014-12-23 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
On the Structural and Optical Properties of Sputtered Hydrogenated Amorphous Silicon Thin Films
本文主要研究了射频阴极溅射法制备的氢化非晶硅薄膜（a-Si：H）的光学和结构特性。我们分别研究薄膜沉积过程中的氢分压的影响，以及沉积后的热退火对层的主要光学特性，如折射率，光学带隙和Urbach能量的影响。使用掠射X射线反射测量技术，薄膜的结构特性检查后立即薄膜沉积以及表面氧化或退火后。我们表明，低氢压力允许层中的悬挂键饱和，而高剂量导致产生新的缺陷。我们还表明，在中等温度下的热退火提高了沉积层的结构质量。对于刚沉积后检查的膜，氢的作用出现在其密度的增加。对于那些在环境中短暂停留后进行分析的人来说，氢对他们的表面氧化起着保护作用。这种作用消失了很长一段时间留在周围。非晶硅;掠入射X射线;氢;光学性质;穿透深度;反射法;热退火;薄膜; PACS编号61.10.K - 61.43.D - 68.55.JK - 68.55.81.15.A
2002-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Effects on Amorphous Silicon Photovoltaic Performance from High-temperature Annealing Pulses in Photovoltaic Thermal Hybrid Devices
人们对光伏太阳能热（PVT）混合系统重新产生了兴趣，该系统收集太阳能用于热和电。通常，PVT系统的主要焦点是冷却光伏（PV）电池以提高电性能，然而，这导致热部件与太阳能集热器相比表现不佳。非晶硅（a-Si：H）的低温度系数允许PV电池在较高温度下操作，并且是更共生的PVT系统的潜在候选者。a-Si：H PV的基本挑战是光诱导降解，称为Staebler-Wronski效应（SWE）。幸运的是，SWE是可逆的，并且如果电池退火，a-Si：H PV效率可以返回到其初始状态。因此，存在将a-Si：H直接沉积在太阳能热吸收器板上的机会，其中电池可以达到退火所需的高温。在这项研究中，这个机会是实验探索。首先，a-Si：H PV电池以12小时循环在100 \degreeC下退火1小时，并且对于剩余时间，电池在50 \degreeC下降解，以便每天一次模拟PVT系统的停滞1小时。发现当比较在正常50 \degreeC降解下稳定后的细胞时，与仅在50 \degreeC降解的细胞相比，该退火序列导致10.6%的能量增益。
2012-03-06 cond-mat.mtrl-sci
In-situ total scattering investigation of crystalline ordering in amorphous ion-beam sputtered thin films for interferometric gravitational wave detectors
通过同步辐射散射实验原位研究退火过程中非晶离子束溅射涂层的结构变化，结合X射线衍射和原子对分布函数分析揭示阳离子骨架快速形成与氧环境逐步重排的并行结晶机制。
2026-06-09 astro-ph.IM cond-mat.mtrl-sci
Evidence of polyamorphic transitions during densified SiO$_2$ glass annealing
通过原位X射线散射监测致密化SiO₂玻璃退火过程，发现密度涨落与中间程相干性在相同弛豫时间出现极大值，证实了中间过渡无序态及非晶-非晶转变，并表明从埃到5纳米尺度存在相似机制。
2024-02-07 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Investigation of Sb diffusion in amorphous silicon
非晶硅材料及其合金在大面积微电子和光电子器件中得到了广泛的应用。然而，非晶-晶转变、偏析和扩散过程仍有许多未解之谜。本文利用二次中性质谱（SNMS）研究了Sb在非晶硅膜中的扩散。采用直流磁控溅射法在室温下制备了Sb含量为5at%的非晶Si/Si 1-xSbx/Si三层结构样品。样品的退火在真空（p<10-7毫巴）和100巴高纯度（99.999%）Ar压力中在不同温度下进行。在退火过程中，观察到Sb合金化和非晶Si层之间的相当缓慢的混合。在考虑浓度无关扩散的情况下，计算得到的扩散系数在823 K时为10-21 m ~ 2·s ~（-1）。
2009-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Decoupling between propagating acoustic waves and two-level systems in hydrogenated amorphous silicon
用热线化学气相沉积法制备的氢化非晶硅的比热测量结果表明，低温下氢化非晶硅具有较大的二能级系统密度。在远低于生长温度的200 °C下退火，不会显著影响已经很低的内摩擦或声速，但在2 K下不可逆地将非德拜比热降低了一个数量级，这表明二能级系统的密度大大降低。比热的内部摩擦的比较表明，两个级别的系统是反常的声波去耦，退火之前和之后。分析得出一个非常低的耦合常数值，该值在退火后增加，但仍然保持非常低。结果表明，氢的存在降低了耦合常数值。
2021-05-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Perspectives on Novel Refractory Amorphous High-Entropy Alloys in Extreme Environments
本文用磁控溅射法合成了W-Ta-Cr-V和W-Ta-Cr-V-Hf两种新的难熔非晶高熵合金，并在高温退火和置换辐照下用\textit{in situ}透射电镜进行了测试。虽然发现WTaCrV RAHEA在这样的测试下是不稳定的，但发现在构成新的五元WTaCrVHf RAHEA的该系统中添加Hf是在退火和辐照下实现稳定性的途径。观察到的WTaCrVHf RAHEA内发生的纳米沉淀物的重新组装的一个新的效果，在辐照下表明，由非晶基体与结晶纳米尺寸的沉淀物组成的双相微结构增强了系统的辐射响应。它表明，可调的化学复杂性出现作为一种新的合金设计策略，以促进极端环境中使用新的RAHEAs。介绍了化学成分复杂的非晶态金属合金在极端环境下的合金设计和应用的新观点，重点讨论了高温退火和置换辐照时的热力学相稳定性。
2022-11-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Thick amorphous complexion formation and extreme thermal stability in ternary nanocrystalline Cu-Zr-Hf alloys
基于最近发现的具有非晶间膜的韧性纳米晶Cu-Zr合金，本文研究了三元纳米晶Cu-Zr-Hf合金，重点是了解合金成分如何影响无序络合物的形成。还制备了具有相似初始晶粒尺寸的二元Cu-Zr和Cu-Hf合金用于比较。纳米晶合金的热稳定性通过在950 °C（>95%的固相线温度）下退火，然后详细表征晶界结构来评估。所有的三元合金表现出优异的热稳定性相媲美的二元Cu-Zr合金，并保持纳米晶，即使在两个星期的退火后，在这个极高的温度。尽管碳化物的形成和生长在这些合金在铣削和退火过程中，三元合金的热稳定性主要是由于在高温下形成厚的非晶间膜。我们的研究结果表明，三元合金组合物具有较厚的边界膜相比，具有类似的全球掺杂剂浓度的二元合金。虽然它不是所需的无定形复合物的形成，这项工作表明，有至少三个元素存在于界面处可以导致较厚的晶界膜，这是预期的最大化先前报道的增韧效果。
2019-08-15 cond-mat.mtrl-sci
Evolution of local atomic structure accompanying devitrification of amorphous Ni-Zr alloy thin films
薄膜金属玻璃的失透可以形成具有新颖结构和磁性的部分晶化或完全晶化材料。这些系统的期望和可调特性的发展驱动了在原子水平上理解其热演化机制的需要。共溅射非晶态Ni-Zr合金薄膜经200 ℃到800 ℃的热退火后，发生了非晶态到晶态的转变。局部原子结构的演变，包括氧化物的形成和耗尽，在此脱玻过程中，确定使用组合的X射线反射率（XRR），掠入射X射线衍射（GIXRD）和扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）技术。合金的最可能相被确定为Ni 7Zr 2;经历多晶型转变。还注意到，随着退火的进行，膜中的轻微氧化物含量迅速降低;使结晶途径不受阻碍。XRR和GIXRD数据的模拟和分析表明，薄膜厚度随着退火而减小，而长程序增加。观察到对分布函数峰宽随着退火而减小，表明当它从非晶态转变为晶态时，对系统中的结构无序的控制。在退火的每个阶段，通过EXAFS测量，这给了适当的洞察原子尺度的变化，目前的秩序，每个组成部分的环境中的部分原子分布进行了检查。通过这些技术进行的详细分析给出了一致的结果，从而提供了这种技术上有用的材料中失透的热演化过程的真实情况。
2022-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Kinetics of Amorphous Defect Phases Measured Through Ultrafast Nanocalorimetry
本研究利用超快纳米量热法探究四种铝基纳米晶合金中晶界约束非晶缺陷相的动力学，测定了Al-Ni体系的临界冷却速率，验证其高温下微观结构的稳定性，为先进材料设计提供依据。
2025-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Alternating Bias Assisted Annealing of Amorphous Oxide Tunnel Junctions
本研究提出交替偏置辅助退火技术，可调控非晶氧化铝隧道结的电学特性，提升电阻并降低损耗与缺陷，适用于多种电子器件。
2024-08-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.app-ph
Accelerating Simulated Annealing of Glassy Materials with Data Assimilation
玻璃化转变的超长弛豫时间使得用常规方法很难建立非晶材料的原子模型。我们提出了一种新的方法来建立这样的原子模型，使用模拟退火的数据同化方法与精确计算的原子间的潜力从实验数据的惩罚增强。这种方法的优点是不仅可以像逆蒙特卡罗方法那样再现实验数据，而且可以得到原子间势能的合理结构。此外，由于原子间相互作用势，我们不需要高的$Q$范围的衍射数据，这是必要的，以考虑到短程秩序。持久的同源性分析表明，由新方法获得的无定形冰确实是更有序的中程。
2022-09-02 cond-mat.mtrl-sci
Crystallization kinetics and role of stress in Al induced layer exchange crystallization process of amorphous SiGe thin film on glass
本文报道了Al-Ge-Si三元系非晶（α）-SiGe在低温（~ 350 ℃）下的Al诱导晶化（AIC）。除了晶化，a-SiGe/AlOx/Al/角玻璃（CG）结构的等温退火被发现伴随着铝诱导层交换（ALILE）现象。在等温退火过程中的Al层中的残余应力的演变进行评估，使用X射线衍射为基础的技术，以确定在ALILE过程中的应力的作用。的应力与生长动力学的佐证，分析使用Avrami理论的相变给出了一个全面的了解在这个系统中的ALILE结晶过程。生长的多晶SiGe薄膜是半导体器件中新技术应用的潜在候选者。
2019-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Thermal Annealing on Boron Diffusion, Micro-structural, Electrical and Magnetic properties of Laser Ablated CoFeB Thin Films
本文报道了用脉冲激光沉积法在SiO $_2$ /Si（001）衬底上制备的CoPDMATHABMM Fe $_{40}$ B $_{20}$（CoFeB）薄膜的硼扩散和晶化过程。二次离子质谱显示硼扩散在非晶和结晶相的CoFeB的界面处。高分辨率透射电子显微镜揭示了一小部分的纳米微晶嵌入在非晶基体的CoFeB。而在400 $^\circ$ C退火时，CoFe晶化为（110）取向的\textit{bcc}结构.所沉积的膜本质上是非金属的，具有5 Oe的矫顽力（H $_c$），而在400 $^\circ$ C下退火的膜是金属的，具有135 Oe的H $_c$。
2013-05-31 cond-mat.mtrl-sci
Optical and electronic properties in amorphous BaSnO3 thin films
宽禁带钙钛矿型锡酸盐由于其无与伦比的室温电子迁移率而在新兴的全氧化物透明电子器件中受到关注。考虑到非晶材料在与非半导体平台集成方面的优势，本文报道了典型的锡酸盐--非晶锡酸钡（BaSnO 3）薄膜的光学和电学性质。随着退火温度的升高，非晶BaSnO 3薄膜中的缺陷能级得到抑制，但仍保持非晶状态。
2020-10-12 cond-mat.mtrl-sci
Self-ion implantation and structural relaxation in amorphous silicon
本文利用FEM研究自离子注入非晶硅的热弛豫，揭示MRO先增强后减弱并最终再结晶，支持PC模型并解释高剂量缺陷与低温放热。
2025-07-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Aging and rejuvenation during elastostatic loading of amorphous alloys
利用分子动力学模拟，我们研究了单轴弹性静态压缩对二元玻璃的势能、结构弛豫和力学性质的影响。我们考虑的三维Kob-Andersen二元混合物，这是最初从液体状态冷却到玻璃相，在零压力下，以缓慢的速度。然后，在延长的时间间隔期间，在退火温度下对玻璃施加静态应力。结果表明，当退火温度小于玻璃化转变温度的一小部分时，屈服点以下的静应力会引起大规模的塑性形变和明显的年轻化。相比之下，老化效应变得占主导地位，在足够小的值的静态应力和较高的退火温度。弹性静态压缩后的力学测试表明，弹性模量和屈服应力都在再生样品中降低，而松弛的玻璃观察到相反的趋势。这些结果可能对优化力学性能的金属玻璃的形变热处理有帮助。
2019-05-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The effect of thermal history on the atomic structure and mechanical properties of amorphous alloys
采用分子动力学模拟研究了热处理对金属玻璃势能、原子结构和力学性能的影响。我们研究的三维二元混合物，这是第一次放松附近的玻璃化转变温度，然后迅速冷却到玻璃相。结果发现，在较高的退火温度下制备的玻璃被重新定位到更高的能量状态和它们的平均玻璃结构仍然更加无序，如反映在对关联函数的形状。力学性能测试结果表明，当退火温度从上到下接近$T_g$时，剪切模量和屈服峰均显著增加。此外，只有在足够高的温度下平衡的样品的剪切模量成为应变率的强函数。基于非仿射位移的空间分布，我们表明，随着退火温度的升高，变形模式从脆性转变为韧性。这些结果可用于设计和优化具有改善塑性的大块非晶合金的制备工艺。
2019-08-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Fe and N self-diffusion in amorphous FeN: A SIMS and neutron reflectivity study
用二次离子质谱（SIMS）技术同时测量了非晶态氮化铁（Fe_（86）N_（14））中铁和氮的自扩散。此外，还利用中子反射率（NR）技术研究了Fe在该化合物中的扩散。在SIMS测量中，观察到在不同温度下等温真空退火后，夹在Fe_（86）N_（14）层之间的57 Fe_（86）N_（14）示踪层的加宽。在[Fe_（86）N_（14）/57 Fe_（86）N_（14）]_（10）多层膜中观察到等温退火后布拉格峰强度的衰减。在这两种测量中的非晶相的结晶温度以下观察到强的扩散系数的结构弛豫。从SIMS测量观察到，在给定温度下，Fe扩散比氮小约2个数量级。NR测量表明，Fe自扩散机制与金属-金属型金属玻璃中的Fe自扩散机制非常相似。发现Fe和N扩散的结构弛豫时间相当，表明所获得的弛豫时间基本上属于非晶相的结构弛豫。
2008-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Study of the glass transition in the amorphous interlamellar phase of highly crystallized poly(ethylene terephthalate)
聚对苯二甲酸乙二酯（PET）是一种半结晶聚合物，可以从非晶态加热到不同程度的结晶。即使当初级结晶已经完成，二次结晶可以发生进一步退火和修改的非晶层间相的特性。在这项工作中，我们研究了高度结晶的PET的玻璃化转变，并以何种方式通过二次结晶改性。将无定形PET样品在140 ℃和180 ℃之间的温度下退火4小时。用差示扫描量热法监测二次晶化过程，用热激去极化电流法研究剩余层间非晶相的玻璃化转变。采用非等温窗口极化来解决具有明确定义的弛豫时间的模式中的弛豫，随后将其调整为几个标准模型。对实验结果的分析表明，协同效应在层间非晶区有很大程度的降低。结晶温度上的模式的演变表明，大规模的运动逐渐取代更本地化的，具有更高的频率，因为结晶发生在更高的温度。因此，对于较高的退火温度，非晶层间相的玻璃化转变温度趋于较低值。的玻璃化转变的量热扫描的演变模拟从所获得的结果，并显示出相同的行为。这些结果的解释方面，目前的看法有关二次结晶进行了讨论。
2010-06-01 cond-mat.mtrl-sci
The Fate of Shear-Oscillated Amorphous Solids
采用粗晶模型研究了剪切振荡非晶材料的行为。样品在不同程度的退火，然后进行非热和准静态振荡变形在各种固定的振幅。几次振荡后达到的稳定状态完全由初始准备和振荡幅度决定，如从频闪应力和能量测量中所见。在小的振荡下，退火不良的材料显示剪切退火，而超稳定的材料对它们不敏感。然而，超过一个临界振幅，这两种材料显示出一个不连续的过渡到相同的混合状态，由流体剪切带嵌入边缘固体。建立了均匀剪切与该协议达到的稳态之间的定量关系。还研究了表征剪切带生长和运动的瞬态区域。
2022-02-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Exploring the origins of perpendicular magnetic anisotropy in amorphous Tb-Co via changes in medium-range ordering
本研究通过TEM纳米衍射测量非晶Tb-Co薄膜的中程有序变化，发现生长温度升高增加MRO并增强磁各向异性，退火则相反，表明定向MRO与垂直磁各向异性相关。
2023-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Shear band healing in amorphous materials by small-amplitude oscillatory shear deformation
采用分子动力学模拟研究了小振幅周期性剪切对二元玻璃中剪切带退火的影响。剪切带首先通过大振幅周期性剪切引入稳定的玻璃中，然后非晶样品在低于屈服应变的应变振幅下在数千个周期期间经受重复加载。结果发现，随着应变振幅的增加，玻璃被重新定位到更深的势能水平，而退火后的能量变化不受玻璃初始稳定性的影响。力学性能测试结果表明，剪切模量和屈服应力在前几百次循环中均向平台水平增加，且在接近屈服应变的应变幅下加载时，剪切模量和屈服应力的增加幅度最大。非仿射位移的分析表明，剪切带分裂成孤立的集群，随着时间的推移逐渐衰减，导致几乎可逆的变形范围内的弹性。这些结果可能对金属玻璃的机械加工和增材制造有用。
2021-02-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
Network Topology of Hafnia-Based Amorphous Optical Coatings by Grazing-Incidence X-ray Total Scattering and Atomic Modeling
Kennesaw State University（肯尼索州立大学）；Sungkyunkwan University（成均馆大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；Xerion Advanced Battery Corp.（Xerion先进电池公司）；Stanford University（斯坦福大学）
该研究结合掠入射X射线全散射与原子建模，揭示了SiO₂掺杂及退火对非晶HfO₂基光学涂层原子网络拓扑的改性机制，为理解其机械损耗行为提供了原子尺度依据。
2026-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Structure and Magnetic Properties of Vacuum-Annealed CoFeB Thin Films: From Amorphous Alloy to Metastable (Co,Fe)23B6 tau-Boride
Immanuel Kant Baltic Federal University（伊曼纽尔·康德波罗的海联邦大学）；Nelson Mandela University（纳尔逊·曼德拉大学）；Koenigssystems UG（科尼格斯系统有限责任公司）
研究揭示了真空退火CoFeB薄膜中形成亚稳态τ-硼化物（Co，Fe）23B6的机制，提升了磁性性能，为下一代自旋电子器件设计提供新思路。
2025-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Yielding, shear banding and brittle failure of amorphous materials
在自然界和技术中广泛存在的过程是由动力学转变控制的，由此最初处于固体状状态的材料然后塑性屈服。主要未解决的问题涉及任何材料是否会顺利和逐渐屈服（韧性行为）或突然和灾难性地失败（脆性行为）;样品退火，无序和剪切带形成在屈服和失败的开始中的作用;最重要的是，从实践的角度来看，任何即将发生的灾难性失败是否可以在它发生之前预测。我们解决这些问题，通过研究缓慢剪切非热非晶材料的屈服，在一个最小的介观晶格弹塑性模型。我们的贡献是四方面的。首先，我们阐明是否屈服将是韧性或脆性，对于任何给定的样品退火水平。第二，我们表明，屈服包括两个不同的阶段：一个预失效阶段，在此阶段中，小水平的应变异质性慢慢积累，其次是一个灾难性的脆性破坏事件，在此过程中，裂纹迅速传播通过合作线的塑性事件的样品。第三，我们提供了一个表达式的缓慢增长水平的应变不均匀性在破坏前的阶段，表示在宏观应力-应变曲线和样本大小，并与我们的模拟结果非常一致。第四，我们阐明的基本机制，通过该裂纹然后成核，并提供一个近似表达式的概率分布的剪切应变发生故障时，确定由一个单一的退火参数，和系统的大小方面表示的样品中固有的无序。
2022-11-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Monte Carlo Study of the Crystalline and Amorphous NaK Alloy
Metropolis蒙特卡罗模拟的共晶钠钾合金进行使用二阶矩近似（SMA）模型势在很宽的温度范围内，在恒定的压力。合金的结构和热力学分析以及原子水平的结构，使用各种结构鉴定方法。焓和密度都是沿着退火过程进行的，退火过程揭示了大约250 K的明确的熔点。在较低的温度下，两个热力学分支被确定为结晶和非晶态固体。
2017-07-15 cond-mat.mtrl-sci
Identification of annealing temperature for high-$κ$-based gate oxides using differential scanning calorimetry
在高$κ$介电基金属氧化物半导体（MOS）工艺中，确定了高$κ$介电薄膜的晶化工艺和最佳退火温度范围，以提高其电性能。本文用差示扫描量热法（DSC）研究了在Si衬底上溅射HfO $_2$的高$κ$电介质薄膜的热行为。DSC信号和掠入射X射线衍射（GIXRD）数据的放热趋势表明在较高温度下高- $κ$膜中的非晶向结晶转变。玻璃化温度变化显示玻璃化温度（T $_g$）为$\sim$ 590 $^o$ ℃，超过该温度发生无定形到m-HfO $_2$的结晶转变。此外，在DSC测量中观察到并通过傅立叶变换红外光谱（FT-IR）研究证实的Hf-硅酸盐形成表明Hf-硅酸盐的形成过程开始于$\sim$ 717 $^oC$。高频（HF）电容-电压$(C-V)$和电流密度-电压$(J-V)$特性确定膜的结晶不是基于高$κ$的MOS器件的电性能劣化的根本原因，而是器件由于界面Hf-硅酸盐的形成而劣化。
2015-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Investigation of thermal stability of hydrogenated amorphous Si/Ge multilayers
用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和小角X射线衍射（SAXRD）技术研究了氢化非晶Si/Ge多层膜的热稳定性。采用射频溅射法在1.5和6 ml/min的H2流量下制备了非晶H-Si/Ge多层膜。弹性反冲检测分析（ERDA）表明，氢气浓度随氢气流量的增加而增加。样品在400和450 ℃下退火数小时。已经观察到，在两种退火温度下以6 ml/min流速制备的样品经历了显著的结构变化：样品的表面明显粗糙，形成气泡并产生凹坑。在这些类型的多层膜中的Si和Ge层的周期结构的衰减比在非氢化样品中更快。以1.5 ml/min流速制备的样品在450 ℃下具有类似的行为，但在400 ℃下，一级SAXRD峰的衰减比非氢化多层膜的情况慢。定性地说，所观察到的行为可以解释为饱和氢的快速解吸，导致在450 ℃下形成气泡和凹坑，以及在400 ℃下，在具有较低H含量的样品中，通过悬挂键的可能钝化，导致扩散混合减慢。
2009-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Microstructural Evolution and Crystallization Behavior of Amorphous Medium-Entropy Ti-Nb-Zr-Ag Thin Films
New Technologies Research Centre, University of West Bohemia（新技术中心，西波希米亚大学）；H.H. Wills Physics Laboratory, University of Bristol（布里斯托尔大学 H.H. 威尔斯物理实验室）；Laser Center HM, Munich University of Applied Sciences HM（慕尼黑应用科学大学 HM 激光中心）；Department of Physics, University of Warwick（华威大学物理系）
含Ag的非晶中熵合金通过退火展现出稳定的结晶结构，为生物医学应用提供了多功能表面涂层的潜力。
2026-02-23 cond-mat.mtrl-sci
O-vacancy as the origin of negative bias illumination stress instability in amorphous In-Ga-Zn-O thin film transistors
我们发现，O空位（Vo）作为一个空穴陷阱，在非晶In-Ga-Zn-O薄膜晶体管的负偏压光照应力不稳定性中起作用。光激发的空穴由于小的势垒而向沟道/电介质界面漂移，并且可以被沟道中的Vo捕获。虽然Vo（+2）缺陷在室温下非常稳定，但它们的原始深态在退火时通过电子捕获恢复。在负栅偏压下，Vo（+2）可以在非晶相中扩散，包括界面附近的空穴积累。
2010-06-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Photochemical generation of E' centre from Si-H in amorphous SiO2 under pulsed ultraviolet laser radiation
用原位光吸收光谱研究了4.7eV脉冲激光辐照下Si-H基团光致断裂在非晶SiO_2中产生E'心的过程。从激光强度的缺陷产生率的依赖性是一致的双光子机制的Si-H断裂，而生长和饱和的缺陷的条件是由它们的并发退火由于与移动的氢从相同的前体产生的反应。提出了一个速率方程来模拟缺陷的动力学，并在实验数据上进行了测试。
2007-03-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Effects of dopants in InOx-based amorphous oxide semiconductors for thin-film transistor applications
非晶金属氧化物薄膜晶体管（TFT）使用掺杂有TiO 2、WO 3或SiO 2的InOx基半导体制造。虽然掺杂剂的密度在膜中是低的，在电性能的变化表现出强烈的依赖于掺杂剂的物种。我们发现这种依赖性可以用键离解能来合理解释。通过掺入具有较高键离解能的掺杂剂，膜变得对溅射沉积期间使用的氧分压不太敏感，并且对热退火处理保持电稳定。键离解能的概念可以有助于实现更稳定的金属氧化物TFT的平板显示器。
2013-09-20 cond-mat.mtrl-sci
Amorphous optical coatings of present gravitational-wave interferometers
我们报告的结果，一个广泛的运动的光学和机械特性的离子束溅射氧化层（Ta $_2$ O $_5$、TiO $_2$、Ta $_2$ O $_5$ -TiO $_2$、SiO $_2$）在Advanced LIGO、Advanced Virgo和KAGRA引力波探测器的高反射涂层内：测量了折射率、厚度、光吸收、组成、密度、内摩擦和弹性常数;评估了沉积速率和沉积后退火对涂层内摩擦的影响。对于Ta $_2$ O $_5$和SiO $_2$层，涂层的内耗随沉积速率的增加而增加，而退火处理消除或大大减小了具有不同沉积历史的样品之间的间隙。对于Ta $_2$ O $_5$ -TiO $_2$层，由于TiO $_2$掺杂引起的内耗的降低只有在与退火相结合时才变得有效.所有测量的样品显示出内摩擦对频率的弱依赖性（$ϕ_c(f) = af^{b}$，其中$-0.208 < b < 0.140$取决于所考虑的涂层材料）。SiO $_2$薄膜表现出模式依赖的损耗分支，这可能是由于在样品的涂覆边缘处的寄生损耗。高级LIGO和高级Virgo输入（ITM）和末端（ETM）反射镜HR涂层的参考损耗值已通过使用我们的Ta $_2$ O $_5$ -TiO $_2$层的杨氏模量估计值（120 GPa）进行了更新，并且比以前的估计高出约10%。
2019-09-09 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
