Clarification of size effects in polycrystalline BaTiO3 thin films by means of the specific heat measurements: grain size or film thickness?
用交流热探针法测量了熔融石英衬底上多晶BaTiO 3薄膜的比热。相变温度，过剩熵和自发极化的薄膜厚度和晶粒尺寸的函数进行了测定。后者的变化在30 - 150 nm的范围内通过改变溅射过程中的衬底温度而获得，而20 - 1100 nm的膜厚由溅射条件控制。结果表明，薄膜厚度与晶粒尺寸的关系对多晶薄膜的尺寸效应有重要影响。
2004-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Measuring roughness of buried interfaces by sputter depth profiling
在这篇文章中，我们报告了通过原子层沉积（ALD）生长的16个交替的MgO和ZnO纳米层的堆叠的高分辨率溅射深度剖析分析的结果，每层的厚度为~5.5 nm。我们使用了一种改进的双束方法，其特征在于低能量正常入射的直流溅射离子束（第一束）。通过飞行时间二次离子质谱（TOF SIMS）测量由脉冲分析离子束（第二束）产生的24 Mg+和64 Zn+二次离子的强度作为样品深度的函数。混合粗糙度信息（MRI）模型形式主义的框架中处理的这种双光束TOF SIMS深度剖析的实验结果表明，这种方法是能够提供结构信息的层只有几个nm厚。即，确定MgO/ZnO多层结构的界面粗糙度等于1.5nm。TOF SIMS的这一发现通过镜面X射线反射率（XRR）技术的独立测量进行了交叉验证。此外，TOF SIMS-MRI分析表明，所获得的1.5 nm粗糙度应归因于界面的原生粗糙度（锯齿型），而不是ALD合成过程中界面处的相互扩散。
2012-05-17 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Ion beam sputtering induced ripple formation in thin metal films
在掠入射Ar^{+}离子束溅射下，我们观察到Au、Pt、Ag、Cu和Co等金属薄膜中波纹的形成。发现该结构在环境条件下相当稳定。结果表明，多晶金属薄膜中波纹的形成依赖于与非晶材料相似的腐蚀引起的表面不稳定性。
2003-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Sputter-Induced Cross-Contaminations in Analytical AES and XPS Instrumentation: Utilization of the effect for the In-situ Deposition of Ultrathin Functional Layers
如果将多个样品安装在一个样品架上，并对相邻样品进行溅射深度分析，则通过AES和XPS在样品表面上观察到交叉污染。在溅射深度剖析期间，溅射材料沉积在仪器的内表面上。在二次溅射过程中，这是由于物质以更高的动能离开主溅射靶，先前沉积的材料从内表面传输到安装在样品保持器上的其他样品。这种反射溅射用于在样品表面沉积超薄层，用于XPS结合能参考目的，并建立超薄导电层，以实现绝缘样品的AES测量。
2013-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Quantitative depth profiling of Si1-xGex structures by time-of-flight secondary ion mass spectrometry and secondary neutral mass spectrometry
利用飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）和电子气二次中性质谱（SNMS）对Si_（1-x）Ge_x（0.092<x<0.78）结构中Ge的定量进行了研究。GeCs ~（2+）/SiCs ~（2+）、~（74）Ge ~-/~（30）Si ~-二次离子和后电离~（70）Ge ~+/~（28）Si ~+溅射中性粒子的强度比与Ge浓度呈良好的线性关系（R ~ 2>0.9997）。校准数据用于Si上[10 x（12.3 nm Si0.63 Ge 0.37/34 nm Si）]结构的定量深度剖析。这两种技术的量化锗浓度的SiGe层与高分辨率X射线衍射测量的数据得到满意的遵守。SIMS和SNMS实验配置文件使用霍夫曼混合粗糙度信息深度（MRI）模型拟合。在TOF-SIMS的情况下，重建的质量高于SNMS，因为不仅进行粗糙化，而且在MRI模拟中未考虑的凹坑效应和其他过程可能对等离子体溅射深度分布有显著影响。
2017-01-06 cond-mat.mtrl-sci
Polycrystalline Morphology and Anomalous Hall Effect in RF-Sputtered Co2MnGa Films
本研究系统探究基板温度和RF溅射功率对Co2MnGa薄膜结构、形貌及反常霍尔效应的影响，发现AHE与霍尔电阻率零场斜率间存在显著线性关系，揭示了普适机制，为下一代自旋电子器件奠定基础。
2025-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic resonance study of polycrystalline Cobalt ultrathin films
本文介绍了多晶的室温铁磁共振研究||Pt/10 nm Cu/tCo/10 nm Cu/Pt||薄膜作为Co层厚度的函数（1 < t < 10 nm）。FMR研究了高频宽带共面波导（高达25 GHz），使用倒装芯片的方法。共振场和线宽作为铁磁层厚度的函数进行测量。蒸镀薄膜的磁化强度（Ms = 1131 emu/cm ^3）低于溅射薄膜（Ms= 1333 emu/cm ^3），垂直表面各向异性几乎相等（Ks ~ -0.5 erg/cm ^2）。对于这两个系列的膜，观察到Co层厚度低于3 nm的线宽的强烈增加。对于铁磁层厚度小于4 nm的薄膜，溅射薄膜的阻尼大于蒸镀薄膜的阻尼。线宽的厚度依赖性可以从自旋泵浦效应的角度来理解，并由此推导出界面自旋混合电导g^{ \uparrow \downarrow }S^{-1}。
2005-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic anisotropy of thin sputtered MgB2 films on MgO substrates in high magnetic fields
我们研究了在MgO衬底上溅射的多晶MgB2薄膜的磁各向异性比。使用高磁场测量，我们估计的各向异性比为1.35 T=0 K的上临界场为31.74 T在平行的情况下，在垂直的情况下，23.5 T。在4.2 K的磁场扫描的直接测量显示出线性行为，证实了垂直于膜平面的磁场的线性拟合。此外，我们观察到的变化高达12%的各向异性比依赖于膜厚度。
2014-02-12 cond-mat.mtrl-sci
XPS on corrosion products of ZnCr coated steel: on the reliability of Ar+ ion depth profiling for multi component material analysis
X射线光电子能谱学结合Ar+离子蚀刻是一个强大的概念，以确定不同的化学状态的化合物的深度分布，重要的是获得信息的表面下或层界面。发生溅射损伤的可能性是已知的，但对锌基钢涂层（如ZnCr）的腐蚀产物的研究还不够充分。因此，在这项工作中，根据对离子溅射的稳定性研究参考材料。事实上，一些研究的化合物显示出非常不稳定的化学性质。根据这些研究结果，可以对实际样品的深度剖面的可靠性进行评级，以避免对所观察到的化学物质的误解。
2014-02-10 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Improved Sputter Depth Resolution in Auger Thin Film Analysis Using In Situ Low Angle Cross-Sections
本文提出了一种利用俄歇微探针测量薄膜系统深度的非常规方法。为了制备原位小角度横截面，样品被适当的掩模部分覆盖。利用该掩模的边缘，样品在俄歇微探针中以接近掠入射的离子溅射。在掩模的阴影中，这产生穿过薄膜系统的低角度横截面。然后，在感兴趣的点处测量常规的深度分布，其中部分薄膜系统仅被薄顶层覆盖。如所证明的，通过该方法可以获得深度分辨率Δ z / z的相当大的改善。
2015-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Exchange Anisotropy in Epitaxial and Polycrystalline NiO/NiFe Bilayers
(001)用离子束溅射法在单晶MgO（001）衬底上生长了取向NiO/NiFe双层膜，研究了NiO反铁磁层的晶向对NiFe铁磁层磁化曲线的影响。简单的模型预测（001）取向的表面没有交换各向异性，在其体终止磁补偿。尽管如此，交换各向异性存在于外延膜中，尽管它大约是同时生长的多晶膜中的一半大。实验表明，多晶和外延NiFe/NiO双层膜对之间的交换场和介电性的差异，由于诱导的表面各向异性的变化，而不是从终止NiO平面的补偿程度的差异。这些意见的影响，在NiO/NiFe双层夫妇的诱导交换各向异性模型将进行讨论。
1997-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Improved magnetization in sputtered dysprosium thin films
采用超高真空直流溅射法在SiO2和Si基片上制备了厚度为50 nm的纳米颗粒多晶镝薄膜。对于沉积在加热到350 ℃的晶片上的样品，在T = 4K时的最大面内自发磁化强度被发现为MS 4K = 3.28T，其中Neel点TN = 173K，并且铁磁转变在TC = 80K，通过零场冷却场冷却磁化强度测量来测量，接近单晶值。轻微降低的磁化强度解释在光的亚稳面心立方晶相发生在种子界面和粒度相关的影响，这仍然是显着的影响，尽管在平面内的磁易轴。沉积样品表现出降低的磁化强度MS4K = 2.26T，然而它们的铁磁转变移到更高的温度TC = 172K，并且反铁磁相可能由于应变而被完全抑制。
2013-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Growth of [001]-oriented polycrystalline Heusler alloy thin films using [001]-textured Ag buffer layer on thermally oxidized Si substrate for spintronics applications
本研究针对半金属Heusler合金实用化需求，通过在溅射Ar中通入N₂制备[001]取向Ag缓冲层，在热氧化Si衬底上得到具有B2有序、饱和磁化强度接近理论值的强[001]取向多晶CFGG薄膜，为工业级自旋电子器件提供高自旋极化电流源。
2024-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Disentangling magnetic and grain contrast in polycrystalline FeGe thin films using four-dimensional Lorentz scanning transmission electron microscopy
研究具有强Dzyaloshinkii-Moriya相互作用（Dzyaloshinki-Moriya interaction，Dzyaloshini-Moriya interaction）的多晶材料中的纳米手性磁有序对于观察晶界和界面处的磁现象是有趣的。一种这样的材料是在Si上的外延沉积的B20 FeGe，其已经被积极地研究作为可扩展材料平台中的低功率、高密度磁存储器技术的基础。虽然传统的洛伦兹电子显微镜提供了必要的空间分辨率来探测单晶FeGe中的手性磁性纹理，但探测溅射的B20 FeGe的磁性更具挑战性，因为亚微米晶粒增加了混淆对比度。我们解决的挑战，解开磁场和晶粒对比度应用4维洛伦兹扫描透射电子显微镜使用电子显微镜像素阵列检测器。分析和数值模型的支持下，我们发现，成像磁性材料与多晶晶粒的最重要的参数是检测器的能力，以维持大的电子剂量，其中具有高动态范围的检测器变得非常重要。尽管溅射的B20 FeGe在Si上的晶粒尺寸小，使用这种方法，我们仍然能够观察到螺旋度切换的skyrmions和磁螺旋线在两个相邻的晶粒，因为它们线程通过相邻的晶粒。我们重现了这种效果，使用微磁学模拟，假设晶粒具有不同的取向和磁手性，并发现磁螺旋耦合晶体手性。我们的成像磁纹理的方法是适用于其他薄膜磁体用于自旋电子学和存储器的应用，在那里的理解是如何磁序容纳在多晶材料是很重要的。
2022-03-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Low-temperature formation of platinum silicides on polycrystalline silicon
用X射线光电子能谱学、高分辨透射电子显微镜和X射线衍射仪研究了多晶Si上铂硅化物薄膜在磁控溅射和不同温度热处理过程中的相形成和相变。非晶和多晶Pt $_3$ Si和Pt $_2$ Si的相示出形成在室温Pt沉积在Pt层下方的多晶硅上。在125 - 300 $^{\circ}$ C的温度范围内热处理30分钟的结果是界面膜的弛豫和Pt $_3$ Si向Pt $_2$ Si的部分转化。由于在320至480 $^{\circ}$ C的温度下退火相同的时间段，Pt $_3$ Si和Pt $_2$ Si相结晶成PtSi。
2020-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Ultrathin, sputter-deposited, amorphous alloy films of ruthenium and molybdenum
本文介绍了用标准溅射法制备的钌钼二元合金薄膜的显微镜和衍射测量结果。对于接近Ru 50 Mo 50的组合物，我们发现薄膜是非晶的。膜的非晶性伴随着相对于钌或钼的同等厚度膜的粗糙度的粗糙度的显著降低。我们将此归因于缺乏颗粒结构，这是分离元件的多晶膜的特征。
2022-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Crystalline b-Ga2O3 thin films deposited via reactive magnetron sputtering of a liquid Ga target
University of West Bohemia in Pilsen（比尔森西波希米亚大学）
研究通过反应磁ron溅射液态镓靶制备Ga2O3薄膜，探讨沉积温度、基板类型和放电参数对结构与电性能的影响，发现sapphire基板可实现高取向的b-Ga2O3生长，最佳沉积温度585°C获得最低电阻率。
2026-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic resonance study of polycrystalline Fe_{1-x}V_x alloy thin films
利用铁磁共振技术研究了含$0\leq x < 0.7$的多晶Fe $_{1-x}$ V $_{x}$合金薄膜的磁性和磁化动力学。通过从单独的Fe和V靶共溅射产生膜，导致在Si衬底上的组成梯度。FMR研究进行了在室温下与宽带共面波导在频率高达50 GHz的倒装芯片的方法。确定了有效退磁场$4 πM_{\mathrm{eff}}$和Gilbert阻尼参数$α$随V浓度的变化关系。结果进行了比较外延的FeV膜。
2007-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
White Light Interferometry for Quantitative Surface Characterization in Ion Sputtering Experiments
白光干涉技术可以获得毫米级的表面形貌信息，横向分辨率可达1 μm，深度分辨率可达1 nm。通过对样品表面进行真正的三维成像，WLI技术能够准确地定量表征表面特征的几何形状，并通过避免扫描电子显微镜和原子力显微镜的一些缺点而与它们进行比较。本文报道了用WLI成像技术表征离子溅射实验产物的结果。用几个图，WLI方法的几个示例应用被示出当用于（i）溅射产率测量和时间-深度转换，（ii）优化离子束电流密度分布、溅射坑的形状和多离子束叠加，以及（iii）用离子处理的表面的定量表征。特别是，溅射深度剖析实验的25镁，44钙和53铬离子注入Si（注入能量为1千电子伏每核子），由WLI方法确定的测量深度剖面曲线的深度校准似乎是自相一致的TRIM模拟这样的射弹矩阵系统。此外，利用气体团簇离子束对Genesis太阳风Si集热器表面进行处理，结果表明WLI方法具有很高的深度分辨率：处理后的表面去除了12.5 nm的薄层，而处理区与未处理区之间的过渡长度为150 μm。
2012-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Potential Profiling of the Nanometer-Scale Charge Depletion Layer in n-ZnO/p-NiO Junction Using Photoemission Spectroscopy
我们利用光电子能谱结合氩离子溅射对全氧化物pn结二极管n-ZnO/p-NiO进行了深度剖面分析。在逐渐去除ZnO覆盖层的过程中观察到系统的芯能级位移，并使用基于电荷守恒的简单模型进行解释。推导了界面附近的电势空间分布，包括ZnO侧2.3 nm的电荷耗尽宽度和0.54 eV的内建电势。
2006-04-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Easy axis orientation of Strontium ferrite thin films described by spin reorientation
用经典的海森堡哈密顿量解释了溅射六角锶铁氧体薄膜易磁化轴的面内取向。绘制面内自旋分量的平均值随温度的变化，以确定易磁化轴在锶铁氧体膜的面内取向的温度。在这个二维模型中，面内自旋分量的平均值在一个特定的温度下达到零。用我们的理论模型得到的这个特定温度与在多晶Al_2O_3衬底上沉积的射频溅射多晶锶铁氧体薄膜的温度（500 ℃）的实验值一致。这个自旋重取向温度完全取决于我们修改的海森堡哈密顿方程中使用的能量参数的值。
2016-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On the influence of annealing on the compositional and crystallographic properties of sputtered Li-Al-O thin films
本文通过材料库方法系统研究了退火温度和时间对溅射Li-Al-O薄膜成分分布与结晶行为的影响，发现550°C以上可形成结晶LiAlO2但会与Si衬底反应，而快速热退火能在保持均匀成分分布的同时实现LiAlO2结晶。
2024-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Hydrothermally-Assisted Sintering of Calcium Hydroxide Sputtering Targets: A Route to Quantum-Grade CaO Thin Films
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
通过水热辅助烧结（冷烧结）制备高致密氢氧化钙陶瓷靶材，用于沉积高质量CaO薄膜，实现(002)取向外延生长。
2026-06-01 cond-mat.mtrl-sci
MBE obtained n-CdO:Eu p-Si heterojunctions -- electron beam induced profiling, electrical and structural properties
利用PA MBE方法在p型硅上制备n-CdO:Eu异质结，通过EBIC和电流-电压测量研究其电学和结构特性。
2025-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Variable-range-hopping conduction processes in oxygen deficient polycrystalline ZnO films
我们采用射频溅射沉积法制备了贫氧多晶ZnO薄膜。为了系统地研究这些样品中的电荷传输机制，在从300 K到液氦温度的宽温度范围内测量了电介电常数。我们发现，低于约100 K，可变范围跳跃（VRH）导电过程支配的电荷输运性质。特别地，Mott VRH传导过程在较高温度下占主导地位，而在较低温度下交叉到Efros-Shklovskii（ES）VRH传导过程。交叉发生在温度高达几十开氏度。此外，电阻率的温度行为在整个VRH导电制度从莫特型ES型过程中可以很好地描述了一个普遍的标度律。
2017-02-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Coulomb blockade regions in sputter-deposited titanium nitride films
本文报道了在4.2K（高于样品的超导转变温度（Tc = 3.8K））下对21 nm厚的TiN薄膜进行的形貌和光谱扫描隧道显微镜测量。该膜是多晶的，微晶直径为d~19 nm，与在类似条件下制备的其他膜一致。光谱图显示在V_b = 0 V附近的平均浅V形与样品在Mott绝缘转变附近一致。在几个样品的选定区域中，我们还观察到库仑阻塞的迹象。对应的峰结构通常相对于偏置电压是不对称的，指示耦合到两个非常不同的隧穿势垒。此外，峰结构出现与恒定的峰-峰间距，这表明量子点状态内的库仑阻塞岛。在本文中，我们讨论了这样一个库仑阻塞区和它的影响详细。
2018-04-18 cond-mat.mes-hall 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
Improved performance of polycrystalline antiferromagnet/ferromagnet stack by nitrogen assisted deposition
该研究在 CoFe 磁控溅射中引入氮气，利用氮扩散增强 IrMn 反铁磁各向异性，从而提升交换偏置、降低矫顽力，并可减薄 IrMn 层、节省多达20%靶材。
2024-10-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrical conductivity enhancement of epitaxially grown TiN thin films
本研究通过直流溅射在高温下制备外延 TiN 薄膜，发现其相比多晶薄膜表面氧化更少且电阻率显著降低至约 30 micro-ohm-cm，证明高温生长能显著增强电导率，适用于耐用可扩展电极。
2023-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Structural and electrical properties of tantalum nitride thin films fabricated by using reactive radio-frequency magnetron sputtering
TaN薄膜是[FeN/TaN]（n）多层膜中的一种有吸引力的中间层和扩散阻挡层，在高密度磁纪录中具有潜在的应用前景。采用反应射频溅射法，在不同的N-2分压下，在5 mAr/N-2气氛下，分别在玻璃和Si衬底上制备了两个系列的TaN薄膜，并对薄膜进行了系统的表征分析。当N2分压从0.0%增加到30%时，薄膜中的相发生了明显的变化，从bcc结构的Ta转变为bcc结构的Ta（N）和六方结构的Ta_2N的混合相，然后依次转变为fcc结构的TaN和TaN与富N相的混合相。这些变化与晶粒形状以及薄膜的择优晶向的变化有关，从bcc Ta [100]到[110]，然后到随机，最后到fcc TaN [111]。在77-295 K范围内，它们还与薄膜电阻率从金属到类超导体行为的变化有关。薄膜呈现典型的多晶织构结构，具有小的结晶畴和不规则的晶粒形状。在薄膜中观察到平行于衬底表面的清晰的优选（111）堆叠，其中嵌入有非晶区。在25%N-2分压下获得了电阻率为6.0m Ω cm、具有[ 111]择优取向的TaN薄膜，可作为[FeN/TaN]（n）多层膜的中间层。
2003-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Pure phase BiFeO$_3$ thin films sputtered over Si: A new route towards high magnetization
采用射频磁控溅射法在（100）取向的Si衬底上生长了BiFeO $_3$（BFO）薄膜，并在无氧$_2$的低压Ar气氛下研究了薄膜的结构和磁性。单相BFO薄膜沉积在加热的基板和后退火原位。新的路线允许高沉积速率，并产生多晶BFO纯相，通过高分辨率X射线衍射证实。扫描电子显微镜和原子力显微镜显示非常低的表面粗糙度和平均粒径为33纳米。通过透射电子显微镜和线扫描能量色散X射线光谱仪在透射电子显微镜模式下确认BFO相和组成。通过X射线光电子能谱学分析的薄膜的表面化学揭示了Fe $^{3+}$和Fe $^{2+}$以2：1的比例存在，这强烈表明该膜含有氧空位。沿薄膜垂直和平行方向测量了具有室温高饱和磁化强度$\sim 165 \times 10^3$ A/m的磁滞铁磁行为。这种高的磁化强度，从这个新的路线，解释的范围内的氧空位，反铁磁摆线顺序的打破和增加自旋倾斜的表面/体积比的变化。理解多铁性薄膜的磁性行为是开发异质层状结构和多层器件的关键，并且在Si衬底上生产多铁性材料为开发可以直接集成到现有半导体和自旋电子技术中的材料开辟了新的可能性。
2018-03-31 cond-mat.mtrl-sci
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
Compositional dependence of magnetic damping in sputter-deposited CoxFe1-x thin films
本文系统研究了Co成分（23%-36%）对溅射沉积CoxFe1-x薄膜磁阻尼的影响，发现阻尼随Co含量增加总体下降，并揭示Cu互扩散和晶格失配是影响磁阻尼的关键因素。
2025-01-15 cond-mat.mtrl-sci
Influence of interface and microstructure on magnetization of epitaxial Fe4N thin film
采用溅射和分子束外延技术在晶格匹配的LaAlO 3（LAO）衬底上生长了Fe 4 N薄膜。在溅射过程中，薄膜生长与传统的直流磁控溅射（dcMS）和第一次，使用高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）过程。表面形貌和深度轮廓表明，HiPIMS沉积膜具有最低的粗糙度，最高的堆积密度和最尖锐的界面。来自LAO衬底的La和来自膜的Fe相互扩散并形成扩展到约10-20 nm的程度的不期望的界面。在HiPIMS过程中，逐层类型生长导致限制相互扩散界面的范围的球状微观结构。这种基底-薄膜相互作用和微观结构对Fe 4 N薄膜的电子杂化和磁性起着至关重要的作用。磁矩（Ms）进行了比较，使用散装，元素特定的和磁深度剖析技术。我们发现，当互扩散层的厚度最小时，Ms是最高的，并且仅在HiPIMS生长的样品中实现。在N位点处存在小矩也通过HiPIMS生长样品中的元素特异性X射线圆二色性测量来证明。在迄今为止进行的实验工作中发现的Fe 4 N的Ms值的大的变化可能是由于这样的相互扩散层，其通常不期望在其他稳定的氧化物衬底中形成。此外，由于衬底-薄膜互扩散和微结构的影响，不同工艺生长的薄膜会表现出不同的磁各向异性。
2019-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Correlation of uniaxial magnetic anisotropy axes and principal resistivities in polycrystalline ferromagnetic films
在本研究中，我们演示了测量电阻率张量（$ρ$）沿磁轴的铁磁坡莫合金（Py）的多晶薄膜。为此，传统的霍尔酒吧和最近的扩展范德堡方法被用来确定二维$ρ$在膜平面。通过原位磁场中的正入射溅射沉积来制备样品，以在膜中诱导面内单轴磁各向异性。由于$ρ$可能会受到影响的内部磁化的薄膜，我们进行了测量，通过旋转的饱和磁场在薄膜平面。这两种方法都表明，与难磁化轴相比，沿薄膜的易磁化轴的平均电阻率较低。由于X射线衍射结果表明，没有占主导地位的纹理在薄膜中，我们得出结论，有一个单轴磁轴和主电阻率轴之间的相关性。这是一个重要的发现，可以确定磁各向异性轴的方向，而无需磁力测量。结果还验证了原子或对排序是起源的单轴磁各向异性的Py，因为电阻率是敏感的固体中的顺序的水平。这里使用的扩展范德堡可以很容易地执行接收到的样品，这是实际利益。
2021-03-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
High resolution SIMS depth profiling of nanolayers
我们报告了高分辨率飞行时间二次离子质谱（TOF SIMS）深度剖析实验的结果，在纳米层结构上，16个交替的MgO和ZnO ~5.5 nm层的原子层沉积生长在Si衬底上。使用新开发的方法进行测量，该方法实施用于通过溅射（250 eV和500 eV能量）去除样品材料的低能量直流垂直入射Ar+离子束，结合用于TOF SIMS分析的60°入射的脉冲5 keV Ar+离子束。通过这种优化的布置，引入了用于TOF SIMS深度剖析的已知双束（DB）方法的显著改进的版本，其可以被称为gentleDB。我们应用混合粗糙度信息模型对实验结果进行了详细的分析。它揭示了gentleDB方法允许通过限制离子束混合长度为约2个单层的最终深度分辨率。这对应于二次离子的逃逸深度，SIMS中的基本深度分辨率限制。从测量的深度分布推导出的其他参数表明，单层厚度等于6 nm，使得“平坦”层厚度d为3 nm，并且界面粗糙度σ为1.5 nm，从而产生d+2 \bullet σ=6 nm。从本质上讲，我们已经证明，gentleDB TOF SIMS的深度剖析与惰性气体离子束是能够揭示堆叠的纳米层的结构特征，解决其原始表面和估计层间界面的粗糙度，这是很难通过传统的方法获得。
2012-04-27 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Revealing sub-μm inhomogeneities and μm-scale texture in H2O ice at Megabar pressures via sound velocity measurements by time-domain Brillouin scattering
时域布里渊散射技术，也被称为皮秒超声干涉测量法，它提供了机会，以监测传播的纳米到亚微米长度的相干声脉冲在样品的亚微米到几十微米的尺寸，被施加到深度剖析的多晶聚集体的冰压缩在金刚石砧室兆巴压力。该技术允许检查的特征尺寸的弹性不均匀性和纹理的多晶冰在垂直于金刚石砧表面的亚微米空间分辨率的方向上，通过时间分辨测量的声脉冲的传播速度的变化在压缩的样品中行进。所实现的二维成像的多晶冰聚集体在深度和在一个横向方向表明的三维成像和定量表征的透明多晶聚集体的声学，光学和声光性能的金刚石对顶砧细胞与几十纳米的深度分辨率和横向空间分辨率的泵浦激光脉冲聚焦控制的可行性。
2014-10-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Magnetron Sputter deposition of a 48-member cuprate superconductor library: Bi2Sr2YxCa1-xCu2Oy (0.5 <= x <= 1) linearly varying in steps of 0.01
采用磁控溅射法，成功地获得了Bi_2Sr_2 Y_xCa_（1-x）Cu_2 O_y（0.5<= x <=1）超导体系的48元组分库。每个系统的库被沉积到（100）单晶MgO上，安装在水冷旋转台上，使用两个靶：反铁磁绝缘体Bi 2Sr 2 YCu 2 Oy（P=98 W RF）和空穴掺杂超导体Bi 2Sr 2CaCu 2 Oy（P=44 W DC）。使用0.81毫托氩气的低腔室压力来减少工艺气体的散射。为了最小化氧再溅射，使用-20V的衬底偏压以及不含氧的工艺气体。使用快速热处理器对非晶沉积膜进行后退火。使用分步退火方案，加热和冷却的升温速率为5 ℃/s，第一平台在780 ℃下保持200秒，第二平台在875 ℃下保持480秒。X-射线衍射表明，薄膜的c-轴晶格参数随着Y-含量的增加从30.55埃（x=0.5）线性收缩到30.24埃（x=1.0），与体值一致。结晶的薄膜是多晶的，对于库中较薄的成员，开发出优选的取向（c轴平行于衬底）。每个库成员的掺杂变化为0.01，这将使进一步的研究能够密集地映射相空间。
2007-02-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Structural and magnetic properties of co-sputtered Fe0.8C0.2 thin films
采用直流磁控溅射（dcMS）方法，在300、523和773 K的衬底温度（\Ts）下，用Fe和C靶共溅射制备了\FeC ~（薄膜），研究了薄膜的结构和磁性.用X射线衍射（XRD）、X射线吸收近边光谱（XANES）和原子/磁力显微镜（AFM、MFM）分别测量了Fe $L$和C $K$的结构和形貌。使用置于相对厚的\FeC ~层之间的纳米（3 nm）$^{57}$ \FeC ~层，使用深度轮廓测量来估计在不同\Ts ~下生长期间发生的Fe自扩散。这样的$^{57}$ \FeC ~层也用于$^{57}$ Fe转换电子穆斯堡尔谱（CEMS）和核共振散射（NRS）测量，产生该磁性层的磁性结构。X射线衍射分析表明，在低\Ts ~（300\，K）时形成的结构类似于Fe基金属玻璃，而在高\Ts ~（773\，K）时主要形成\tifc ~相。有趣的是，在中间体\Ts ~（523）K处，从NRS谱中可以清楚地看到\tefc ~（连同\tifc ~和Fe）的存在。从AFM图像获得的微观结构被认为是与XRD结果一致。在\Ts ~= 523“，K下生长的样品中，MFM图像也与NRS结果一致，可以清楚地看到多磁性组分的存在。从Fe $L$和C $K$ -边XANES中获得的Fe和C之间的杂化信息也支持从其他测量中获得的结果。从本质上讲，从这项工作，实验实现\tefc ~已被证明。可以预期，通过进一步微调沉积条…
2019-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thickness dependence of magnetization reversal and magnetostriction in FeGa thin films
在磁致伸缩合金中，由铁和镓形成的合金（在90年代后期由其美国海军研究办公室发现者称为“Galfenol”）因其低磁滞、良好的拉伸应力、良好的机械加工性和其不含稀土的组成而具有吸引力。其应用之一是其与压电材料的关联，以形成非本征多铁性复合材料，作为诸如BiFeO $_3$的稀有室温本征多铁性的替代物。本研究的重点是薄Fe $_{0.81}$ Ga $_{0.19}$薄膜的厚度为5，10，20和60 nm的溅射沉积到玻璃基板上。磁化反转研究揭示了一个定义明确的对称性与两个独立的厚度的主方向。该磁各向异性的磁签名随着FeGa厚度的增加而减小，这是由于非优先多晶排列的增加，如通过透射电子显微镜（TEM）观察所揭示的。因此，当沿这些特定方向施加磁场时，从横向磁化循环来看，对于最薄的样品，磁化反转主要是相干的。磁致伸缩系数达到20 ppm的5 nm的膜和较厚的样品，其中多晶部分与非优先取向占主导地位的降低。
2019-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Growth-controlled photochromism in yttrium oxyhydride thin films deposited by HiPIMS and pulsed-DC magnetron sputtering
University of Latvia（拉脱维亚大学）；University of Helsinki（赫尔辛基大学）；KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）
本研究通过HiPIMS和脉冲-直流MS制备氧化钇氢化物薄膜，发现生长条件和微结构对光致变色性能有显著影响，脉冲-直流MS薄膜在光致变色对比度和带隙方面表现更优。
2026-02-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.plasm-ph
Photonic Characterization of Oxygen and Air-Annealed Zn3N2 Thin Films
采用反应射频磁控溅射法在Ar+N2气氛下制备了氮化锌薄膜。在300 °C的空气和氧气中退火1小时，XRD测量表明，薄膜具有多晶结构，具有优选的（400）Zn 3 N2取向。退火过程提高了结晶度。退火后，AFM和SEM形貌显示表面形貌和表面粗糙度没有显着变化。Zn 3 N2的直接带隙估计在1.15 - 1.35 eV的范围内，其中退火导致带隙减小。薄膜被证实为p型导电，电阻率略有增加，通过退火。光电导测量表明，沉积膜没有任何光响应，而退火膜表现出光电导。
2023-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Photoemission study on pristine and Ni-doped SrTiO$_{3}$ thin films
我们结合光电发射光谱和第一性原理计算研究了掺Ni杂质的SrTiO $_{3}$的结构和电子性质。在磁控溅射法生长的SrTiO $_{3}$多晶薄膜中，晶粒的平均尺寸随Ni的浓度增加而增大。为了研究掺Ni的SrTiO $_{3}$薄膜的电子能带结构，采用脉冲激光沉积法制备了高质量的SrTiO 3：Ni $_{x}$和SrTiO 3：Ni（x=0.06和0.12）薄膜。基态的电子能带结构计算，以及一步模型光电子能谱计算，这是通过Korringa-Khon-Rostoker格林函数方法得到的，预测形成的局部$3d$杂质带的带隙中的SrTiO $_{3}$接近的价带最大值。在共振Ni 2 p激发和能带色散下测量的价带证实了这些发现。
2020-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Finding pathways for stoichiometric Co4N thin films
本文研究了化学计量比\tcn ~薄膜的形成途径。采用反应直流磁控溅射技术制备了多晶和外延\tcn ~薄膜。在dcMS工艺期间衬底温度（\Ts）的系统变化揭示了晶格参数（LP）随着\Ts的增加而减小。结果表明，当\Ts ~= 300\，K时，可以得到接近化学计量比的\tcn ~薄膜。然而，它们来自Co靶（$ϕ$ 3英寸）的瞬态。通过将靶尺寸减小到$ϕ$ 1英寸，现在\tcn相的形成从Co靶的金属状态发生。在这种情况下，\tcn ~膜的LP为\tcn预期值的$\sim$ 99 \p ~。这是迄今为止发现的\tcn的最大LP值。采用所获得的形成多晶\tcn ~的途径生长了外延\tcn ~薄膜，在磁光克尔效应测量中显示出四重磁各向异性。使用二次离子质谱的详细表征表明，当\Ts ~升高到400 μ K时，N扩散出去。用X射线光电子能谱学和X射线吸收谱测量电子结构进一步证实了这一点。用体磁化强度和极化中子反射率测量磁化强度表明，化学计量比\tcn ~膜的饱和磁化强度甚至比纯Co大。由于我们所有的测量表明，N可能扩散出来，当\tcn ~膜在高\Ts下生长时，我们在CoN样品中进行了实际的N自扩散测量，并且发现N自扩散实际上相当高。这项工作的结果清楚地表明，\tcn ~膜生长之前，这项工作总是N缺乏和形成的化学计量\tcn ~的途径已经实现。
2019-01-14 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic and transport parameters of LSMO and YBCO/LSMO films deposited on sapphire substrates
采用磁控溅射法在蓝宝石（Al 2 O3或ALO）衬底上生长了La0.7Sr0.3MnO3（LSMO）和YBa 2Cu 3 O 7-δ/La0.7Sr0.3MnO3（YBCO/LSMO）双层膜。单LSMO膜的电阻的温度依赖性，生长在ALO衬底上的多晶锰氧化物材料是典型的，并且电阻在中等温度下随着温度的降低而降低，并且在较低和较高温度下增加。顶部YBCO层的沉积导致样品电阻的急剧增加。这些双层没有表现出电阻随温度降低而降低。这些样品的电阻的温度依赖性解释的框架中的两个晶粒间导电通道的唯象模型。在此模型的框架下，样品的参数进行了确定和讨论。
2013-07-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Synthesis of WTe2 thin films and highly-crystalline nanobelts from pre-deposited reactants
二碲化钨是一种层状过渡金属二硫属化物，近年来引起了人们越来越多的研究兴趣。WTe 2具有很大的非饱和磁电阻，自旋电子学应用的潜力和作为II型Weyl半金属的前景。大多数关于WTe 2的工作都依赖于化学气相传输（CVT）生长晶体的机械剥离薄片进行研究。虽然生产高质量的样品，这种方法是由几个缺点，包括合成时间长，高温退火和固有的缺乏可扩展性阻碍。在这项工作中，证明了一种合成方法，允许生产大面积的WTe 2多晶薄膜。这是通过W和Te的预沉积膜在550摄氏度的相对低的温度下的反应来实现的。溅射X-射线光电子能谱学揭示了这些WTe 2膜在环境条件下的氧化的快速但自限性。WTe 2薄膜由微米尺寸的纳米带区域组成，这些纳米带可以被隔离，并提供作为CVT生长样品的替代品的潜力。这些纳米带是高度结晶与低缺陷密度表明，TEM和显示有前途的初始电气结果。
2020-04-24 cond-mat.mtrl-sci
On the origin of incoherent magnetic exchange coupling in MnBi/Fe$_x$Co$_{1-x}$ bilayer system
在这项研究中，我们研究了交换耦合之间的硬磁化合物MnBi和软磁合金FeCo，包括界面结构之间的两相。用直流磁控溅射法在石英玻璃衬底上制备了不同软磁层厚度的MnBi-Fe $_x$-Co $_{1-x}$（x = 0.65和0.35）双层膜。磁性测量和密度泛函理论（DFT）计算表明，富钴FeCo层导致更多的相干交换耦合。最佳软层厚度约为1 nm。为了考虑到有限粗糙度的非相干界面的影响，我们结合了横截面高分辨率透射电子显微镜（HR-TEM）分析与DFT计算和微磁模拟。实验结果可以一致地描述由HR-TEM证实的由结晶（110）和非晶晶粒组成的多晶FeCo层的建模。的微磁模拟显示在一般情况下如何的FeCo层的厚度和硬和软磁性相之间的界面粗糙度都控制交换弹簧系统中的交换耦合的有效性。
2018-04-21 cond-mat.mtrl-sci
Partial ablation of Ti/Al nano-layer thin film by single femtosecond laser pulse
研究了超短激光脉冲对反应性Ti/Al纳米层状薄膜的影响。采用离子溅射法制备了钛铝交替纳米层的薄膜。在空气中用聚焦和线性偏振的飞秒激光束进行单脉冲照射-波长为1026 nm，脉冲持续时间为170 fs。激光诱导的组成和形态的变化，使用不同的显微镜技术和能量色散X射线光谱，进行了研究。获得以下结果：（i）在低激光能量密度下从纳米层Ti/Al一步部分/选择性烧蚀上部Ti层，和（ii）在较高激光能量密度下纳米层Ti/Al的两步烧蚀或全部烧蚀。单脉冲选择性烧蚀的上钛层被确认的基础上的轮廓（AFM）沿烧蚀步骤和减少的Ti浓度（EDX）在烧蚀区域。使用用于超短激光脉冲的众所周知的程序-光斑直径平方对脉冲能量的对数来估计烧蚀阈值。为了解释实验观察结果，已经进行了模拟以探索在用注量F = 320 mJ/cm 2的单个激光脉冲的特征值照射之后多层结构（Ti（5x（Al/Ti）的热响应。计算结果与理论计算相吻合。
2019-03-28 cond-mat.mtrl-sci
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
Spin and Orbital Magnetism in UH2 Thin Films Studied by X-ray Magnetic Circular Dichroism
通过X射线磁圆二色性谱研究UH2薄膜中自旋与轨道磁性，发现其铁磁有序及5f磁矩特征，揭示薄膜合成对稳定UH2和探测5f磁性的重要性。
2025-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Co2FeAl Heusler thin films grown on Si and MgO substrates: annealing temperature effect
采用磁控溅射法在MgO（001）和Si（001）衬底上制备了10 nm和50 nm $_{2}$-FeAl（CFA）薄膜，并在不同温度下退火。X射线衍射显示，分别在Si和MgO衬底上生长的CFA膜为多晶或外延生长（根据CFA（001）[110]//MgO（001）[100]外延关系）。对于后者，当增加退火温度（Ta）时，化学顺序从A2相变化到B2相，而对于在Si上生长的CFA，仅观察到A2无序类型。微带铁磁共振（MS-FMR）的测量结果表明，在MgO衬底上生长的CFA的单轴和四重对称项的叠加的面内各向异性的结果。这四重各向异性，这完全消失的样品上生长的Si，是符合样品的晶体结构。四重各向异性场随着Ta的增加而减小，而单轴各向异性场在研究范围内几乎不受Ta的影响。MS-FMR数据还允许得出旋磁因子保持恒定并且交换刚度常数随着$T_{a}$而增加的结论。最后，FMR线宽随着Ta的增加而减小，这是由于化学有序性的增强。我们得到了一个非常低的本征阻尼参数（在MgO和Si上生长的50 nm厚的薄膜在615 °C退火时分别为1.3*10^-3和1.1*10^-3）。
2014-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Growth and Characterization of $β$-Mn Structured CoZn Thin Films
本研究通过共溅射和退火制备了β-Mn结构CoZn薄膜，优化成分后获得连续薄膜，其磁性能接近块体，且因手性结构具有DMI，为室温斯格明子提供了与平面工艺兼容的材料平台。
2023-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis and study of ScN thin films
为了考虑一种替代的方法，在高温沉积的扩散最小化，目前的研究结果赋予室温下沉积的反应溅射的SCN薄膜样品的可行性。所采用的室温路线赋予精确控制的$R_{N_2}$流从Sc $\to$ ScN的有条不紊的结构相演变和探测的高度织构的ScN样品的相关物理方面。在氮化的制度，即在$R_{N_2}$ = 2.5-100%的流量，无意的氧缺陷的掺入从表面敏感的软X射线吸收光谱研究证明，虽然少相比，它们的金属（$R_{N_2} = 0\%$）和间隙（$R_{N_2} = 1.6\%$）的对应物，由于较高的吉布斯的自由能Sc-O-N的形成没有痕迹的配位场分裂周围的O K边缘光谱。为了消除怀疑的外观的N K-边缘（401.6 eV）和Sc的L-边缘（402.2 eV）的吸收光谱相邻，新生Sc K-边缘的研究已被首次采用，以验证互补的洞察力的Sc-N系统的测量参数考虑。通过紫外-可见光谱测试，发现多晶ScN薄膜样品的光学带隙在2.25-2.62 eV之间变化，而沉积态样品的纳米压痕硬度和模量分别在15- 34 GPa和152- 476 GPa之间，其抗塑性形变的能力呈线性增加趋势。此外，与其他早期3d过渡金属氮化物（TiN，VN，CrN）相反，Sc-N中显著大的均匀性范围的全面比较已被概述，以理解在大$R_{N_2}$领域上的微小晶格膨胀。
2021-10-08 cond-mat.mtrl-sci
High quality epitaxial piezoelectric and ferroelectric wurtzite Al$_{1-x}$Sc$_x$N thin films
针对溅射法制备的Al$_{1-x}$Sc$_x$N薄膜多晶、漏电流高的问题，本文通过脉冲激光沉积在蓝宝石和4H-SiC衬底上制备出单晶外延薄膜，x=0.3时仍保持纯纤锌矿相，压电系数提升5倍且极化可切换，适用于高频RF滤波器等器件。
2024-08-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
