Third Harmonic Generation And Photoluminescence Measurements in Zinc Oxide And Aluminum doped Zinc Oxide Thin Films Grown by Atomic Layer Deposition
本文实验研究原子层沉积掺铝氧化锌薄膜的禁带、波长依赖三次谐波与单光子光致发光，发现最高4%弱掺杂可使三阶非线性响应较未掺杂样品数倍增强。
2023-04-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Rapid Atmospheric Vapor Deposition of H:In2O3 Transparent Conducting Oxide Thin Films
University of Oxford（牛津大学）；University of Surrey（萨里大学）；National Taiwan University（台湾大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；University of Manchester（曼彻斯特大学）；Sungkyunkwan University（成均馆大学）；Univ. Toulouse, CNRS, Toulouse INP, LGC（图卢兹大学，法国国家科学研究中心，图卢兹第三工业大学，化学实验室）
本研究通过大气压化学气相沉积法快速制备低电阻高透光率的H:In2O3薄膜，其性能优于商业溅射InSnO，且在温和条件下实现高性能透明导电氧化物的高效制造。
2026-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Achieving superconductivity in infinite-layer nickelate thin films by aluminum sputtering deposition
Laboratoire Albert Fert, CNRS, Thales, Université Paris-Saclay（阿尔伯特·费尔特实验室，法国国家科学研究中心，泰雷兹集团，巴黎萨克雷大学）；Laboratoire de Physique des Solides, CNRS, Université Paris-Saclay（固体物理实验室，法国国家科学研究中心，巴黎萨克雷大学）；Synchrotron SOLEIL（索莱尔同步辐射中心）
通过铝溅射沉积法合成无限层镍酸盐薄膜，实现17K超导转变温度，提供更可控的拓扑转变方法。
2024-11-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
cryo-ePDF: Overcoming Electron Beam Damage to Study the Local Atomic Structure of Amorphous ALD Aluminum Oxide Thin Films within a TEM
原子层沉积（ALD）提供了一系列应用所关注的均匀且保形的薄膜。为了更好地理解非晶ALD膜的性质，我们需要更好地理解它们的局部原子结构。先前的工作演示了如何本地原子结构的ALD生长的氧化铝（AlOx）的演变在operando在生长过程中，采用同步辐射高能X射线衍射（HE-XRD）的测量。在这项工作中，我们报告的努力，采用电子衍射对分布函数（ePDF）测量使用更广泛的透射电子显微镜（TEM）仪器来研究非晶ALD-AlOx的原子结构。我们观察到在ALD涂层的样品中的电子束损伤在ePDF在环境温度下，并成功地减轻这种电子束损伤使用ePDF在低温下（低温ePDF）。我们采用cryo-ePDF和反向蒙特卡罗（RMC）建模来获得在150-332°C的沉积温度范围内形成的ALD-AlOx涂层的结构模型。从这些模型结构中，我们得到的结构度量，包括化学计量，对距离，并在ALD-AlOx膜作为沉积温度的函数的协调环境。我们观察到的结构变化与生长温度与生长表面上的表面羟基密度的温度依赖性的变化是一致的。我们在这里报告的样品制备和冷冻ePDF程序可用于ALD生长的非晶薄膜的常规测量，以提高我们对这些材料的原子结构的理解，建立结构-性能关系，并有助于加速ALD应用的时间尺度，以满足技术需求。
2021-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Improving the lifetime of aluminum-based superconducting qubits through atomic layer etching and deposition
AWS Center for Quantum Computing（亚马逊量子计算中心）；Google Research（谷歌研究）；National Institute of Standards and Technology（国家标准与技术研究院）
本文提出了一种干表面处理方法，结合原子层蚀刻和沉积技术，减少铝基超导器件中的介电损耗，提升了量子比特的性能和寿命。
2026-06-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph quant-ph
Ultrathin Oxide Films by Atomic Layer Deposition on Graphene
在本文中，提出了一种方法来创建和表征机械鲁棒的，独立的，可折叠的，氧化物薄膜与控制，纳米级的厚度使用原子层沉积（ALD）在石墨烯上。使用ALD将氧化铝膜沉积到悬浮的石墨烯膜上。随后对石墨烯的蚀刻只留下了几个原子厚度的纯氧化铝膜。使用加压起泡测试来确定这些抗静电膜具有154 \pm 13 GPa的杨氏模量。该杨氏模量与厚得多的氧化铝ALD膜相当。这种行为表明，这些二维薄膜具有优异的机械完整性。该膜也是标准气体不可渗透的，这表明它们是无针孔的。这些连续的薄膜有望在诸如薄膜涂层、膜和柔性电子器件等领域中实现新的应用。
2012-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Growth of Aluminum Nitride on a Silicon Nitride Substrate for Hybrid Photonic Circuits
氮化铝（AlN）是一种新兴的集成量子光子学材料，具有优良的线性和非线性光学特性。特别地，其二阶非线性极化率$χ^{(2)}$允许单光子产生。采用直流磁控溅射法在氮化硅衬底上制备了氮化铝薄膜。的薄膜已被其特征在于使用X射线衍射，光学反射计，原子力显微镜，和扫描电子显微镜。通过优化氮氩比和磁控直流电源的沉积工艺，提高了薄膜的结晶性能。X射线衍射测量证实了高质量c轴取向薄膜的制备，摇摆曲线的半高宽为3.9 °。对于300 nm厚的膜。原子力显微镜测量揭示了均方根表面粗糙度低于1纳米。AlN沉积在SiN上使我们能够用一种新的方法来制造混合光子电路，这种方法避免了AlN具有挑战性的图案化。
2021-03-08 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Enhanced atomic layer etching of native aluminum oxide for ultraviolet optical applications
我们报告的发展和应用的原子层蚀刻（ALE）程序的基础上交替曝光的三甲基铝和无水氟化氢（HF）实现可控蚀刻氧化铝。我们的ALE工艺利用了先前在氟化铝薄膜的原子层沉积中所展示的相同化学，并且因此可以被利用来从金属铝去除表面氧化物并且用薄的氟化物层代替它以改善紫外铝镜的性能。该ALE工艺相对于现有方法通过使用氟化锂的腔室调节膜进行修改，所述氟化锂的腔室调节膜被示出增强氟表面物质的损失并且导致氧化铝膜的共形逐层蚀刻。在225 ° C至300 °C的温度范围内探索蚀刻性质，其中Al2O3蚀刻速率在每个ALE循环60 ms的固定HF暴露下从0.8 μ m增加到1.2 μ m。有效的蚀刻速率有依赖于总HF暴露，但该过程被证明是可扩展的大面积基板上的蚀刻后均匀性优于2%，125毫米直径的晶片上证明。ALE工艺在减少蒸发铝镜上的界面原生氧化铝中的功效通过X射线光电子能谱学和波长低至120 nm的紫外反射率的测量表征来证明。
2017-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Semiconductor-like Optical Properties Unveiled by Modeling of Short-Period Aluminum Oxide-Copper Multi-Layered Nanocomposites Deposited by Sputtering Atomic Layer Augmented Deposition (SALAD)
本研究通过传输矩阵和色散方法建模分析SALAD制备的300对AlOx-Cu多层纳米复合材料，发现其异常光谱反射率预示着类半导体行为，表明该方法可生成新型金属-介电基半导体。
2022-06-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Desarrollo de capas de AlN sobre aleaciones de aluminio como protección superficial contra la corrosión y el desgaste
铝及其合金经过精心处理后，可以开发出优异的机械，摩擦学，电气和化学（高耐腐蚀性）性能。然而，7000系列合金中含有Cu，耐腐蚀性较差。另一方面，氮化铝（AlN）具有纤锌矿相和良好的热稳定性，光学，电学，压电，机械，摩擦学和化学性能，因此应用范围巨大。本文采用反应磁控溅射技术在铝合金7075表面沉积氮化铝，以验证氮化铝作为铝合金在磨损和腐蚀过程中的保护膜的性能。
2014-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Growth Kinetics of Ion Beam Sputtered Al-thin films by Dynamic Scaling Theory
本文报道了离子束溅射铝薄膜生长动力学的研究。动力学标度理论被用来推导动力学从AFM测量。AFM成像显示，表面包含明显不同的形态。沉积时间的变化导致了这种独特性。已经确定的增长管理静态（α）以及动态（β）标度指数。指数（α）随着沉积时间从3分钟增加到15分钟而降低。因此，界面宽度（xi）也随着临界长度（Lc）而减小，并伴随着表面粗糙度的增加。表面扩散成为在3分钟的短时间内进行的沉积期间发生的主要表面粗糙化现象。将沉积时间延长至15分钟使体扩散过程占主导地位，这最终导致连续膜的平滑化。
2014-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Ni$_{80}$Fe$_{20}$ Nanotubes with Optimized Spintronic Functionalities Prepared by Atomic Layer Deposition
坡莫合金Ni $_{80}$ Fe $_{20}$是磁性领域的关键磁性材料之一。如果它可以沉积在尺寸小到纳米的三维（3D）结构中，它的潜力将进一步显现。原子层沉积（ALD）是用均匀薄膜覆盖任意形状的首选技术。铁磁材料的早期成功包括镍和钴。尽管如此，沉积铁磁合金的挑战在于通过在相同温度下均匀分解组成元素来合成。我们报告等离子体增强ALD制备坡莫合金Ni $_{80}$ Fe $_{20}$薄膜和纳米管，使用二茂镍和叔丁醇铁（III）作为金属前体，水作为氧化剂和循环等离子体增强还原步骤与氢。我们已经优化了ALD周期的Ni：Fe原子比和功能特性。在平面薄膜几何结构中，我们获得了0.013的吉尔伯特阻尼，28 $μΩ$ cm的电阻率和5.6 $\%$的各向异性磁阻效应。我们证明，该过程也适用于覆盖GaAs纳米线，导致坡莫合金纳米管具有高的纵横比和直径约150 nm。通过微聚焦布里渊光散射研究了单个纳米管的晶相、组成和自旋动力学响应。我们的研究结果使基于镍铁的3D自旋电子学和磁振子器件在弯曲和复杂的拓扑结构中工作在GHz频率范围内。
2021-05-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Growth and Characterization of Bulk Aluminum Nitride by Physical Vapor Transport
氮化物基材料技术发展中的一个主要问题是衬底的选择。这些层的结构和光学性质与外延生长中使用的衬底材料密切相关。关键问题包括衬底和外延层的晶格匹配以及衬底和外延层之间的热膨胀差异。由于氮在氮化镓（GAN）上具有极高的蒸气压，因此很难生产纯GAN衬底，目前几乎所有的氮化物基器件都是通过在蓝宝石或碳化硅（SiC）上异质外延来制造的。或者，AlN具有显著较低的氮蒸气压，并且可以以块体形式生长。在本文中，我们报告了我们的结果，在AlN的生长的物理气相传输。建立了一个理论模型来研究生长过程，以确定最佳的生长参数。研究了几种不同的晶种，奇异的6 H-SiC、3.50离轴6 H-SiC和80离轴4 H-SiC，以及通过氢化物气相沉积在硅衬底上生长的AlN（随后通过蚀刻去除硅衬底）。俄歇电子显微镜，透射电子显微镜，和各种X射线衍射技术被用来研究生长的样品。
2002-04-13 cond-mat.mtrl-sci
Chemical Vapor Deposition of Nitrides by Carbon-free Brominated Precursors
Fraunhofer Institute for Applied Solid State Physics IAF（弗劳恩霍夫应用固态物理研究所）
本研究采用无碳溴化前驱体进行氮化物化学气相沉积，以减少碳相关缺陷并提升高频高功率器件性能。
2025-12-06 cond-mat.mtrl-sci
A Low-Temperature Atomic Layer Deposition Liftoff Method for Microelectronic and Nanoelectronic Applications
我们报告了一种新的方法，用于沉积图案化的介电层与亚微米功能使用原子层沉积（ALD）。图案化的膜在连续性、平滑度、保形性和最小特征尺寸方面优于溅射或蒸发膜。使用几种不同的前体在100- 150 ℃下沉积膜，并使用PMMA或光致抗蚀剂图案化。低沉积温度允许均匀的膜生长，而没有显著的除气或抗蚀剂层的硬烘烤。这里提出的剥离技术给出了尖锐的台阶边缘，边缘粗糙度低至~10 nm。我们还测量了在类似的低温条件下生长的高k材料氧化铝（k ~ 8-9）、氧化铪（k ~ 16-19）和氧化锆（k ~ 20-29）的介电常数（k）和击穿场。
2003-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spatially-Modulated Silicon Interface Energetics via Hydrogen Plasma-Assisted Atomic Layer Deposition of Ultrathin Alumina
原子层沉积（ALD）是用于半导体器件的持续缩放的关键技术，其越来越依赖于用于在原子尺度上的3D结构化表面的界面操纵的可再现且可缩放的工艺。虽然ALD允许在低温下合成保形膜，并对厚度进行最大限度的控制，但由于成核期间的三维生长，原子限定的封闭涂层和表面改性仍然非常难以实现。在这里，我们提出了一种途径，对亚纳米薄和连续的氧化铝（AlOx）涂层的硅（Si）基板上的表面电荷密度和界面能量的空间控制。我们使用三甲基铝（TMA）与远程氢等离子体的组合，而不是气相氧化剂的氧化硅转化为氧化铝（AlOx）。在最初的ALD循环期间，TMA与硅上的表面氧化物（SiO2）反应，直到存在结合位点的饱和，之后来自下面的表面氧化物的氧被消耗，从而将硅氧化物转化为用AlOx覆盖的Si。根据ALD循环的数量，SiO2可以部分或完全转化，我们利用它来创建亚纳米薄且连续的AlOx层，该AlOx层沉积在通过光刻图案化限定的选定区域中。所得图案化表面的特征在于具有小至0.3 nm的台阶高度和超过0.4 V的表面电位台阶的横向AlOx/SiO2界面。此外，引入$9 \times 10^{12}$ cm $^{-2}$的固定负电荷使得能够调制表面能带弯曲，这与Si的场效应钝化和跨接触界面的低阻抗电荷转移有关。
2022-09-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Hydrogenated Aluminum Doped Zinc Oxide as Highly Transparent and Passivating Indium-Free Recombination Junction for TOPCon-Based Bottom Cell
ODTÜ-GÜNAM, Center for Solar Energy Research and Applications（中东理工大学-古纳姆太阳能研究与应用中心）；SALD B.V.（SALD有限公司）；Department of Physics, Middle East Technical University（中东理工大学物理系）
针对ITO复合结的铟稀缺与溅射损伤问题，本文证明s-ALD制备的AZO:H配合AlOx覆盖层可在TOPCon底电池上实现高透过率与优异钝化，是有潜力的无铟复合结材料。
2025-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optimization of scandium oxide growth by high pressure sputtering on silicon
本研究验证高压溅射在硅上沉积氧化钪的可行性，通过调控压强与功率优化薄膜及界面性能，发现高压可降低界面缺陷、抑制界面氧化层生成并实现厚度精准控制。
2024-01-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Plasmonic Films Can Easily Be Better: Rules and Recipes
高质量的材料对于等离子体的发展至关重要，特别是研究人员现在正在研究单表面等离子体的极限下的量子效应，或者利用紫外线或CMOS兼容的金属，如铝或铜。不幸的是，由于缺乏沉积方法的经验，许多等离子体研究人员在错误的条件下沉积金属，严重限制了不必要的性能。当其他人遵循他们公布的程序时，这种情况就会变得更加复杂。从这个角度来看，我们描述了从表面科学文献中收集的简单规则，这些规则允许铝，铜，金和银的高质量等离子体薄膜很容易用常用的设备（热蒸发器）沉积。还提供了配方，使得可以常规地获得具有最佳光学性质的膜。
2016-03-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Tunable Doping and Mobility Enhancement in 2D Channel Field-Effect Transistors via Damage-Free Atomic Layer Deposition of AlOX Dielectrics
本研究提出一种可规模化的PEALD工艺，可在二维材料上无损伤沉积AlOX介质，通过调控介质厚度实现二维材料掺杂水平的系统调节，提升器件载流子迁移率，为异质电子电路器件特性精准调控提供新方案。
2024-08-13 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Optimizing the growth conditions of Al mirrors for superconducting nanowire single-photon detectors
本文通过优化溅射参数制备出粗糙度低于1 nm的高质量铝薄膜，并将其集成到超导单光子探测器中，使780 nm处探测效率从40%提升至70%。
2023-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Optical Properties of Aluminium-Doped Zinc Oxide Thin Films Synthesized via AACVD Using Nitrogen as a Carrier Gas
本文研究以氮气为载气通过AACVD制备铝掺杂氧化锌薄膜，发现铝掺杂和氮退火可调控其结构、厚度、吸光度及带隙，掺杂超过15%时有助于提升光电器件的光学性能。
2025-02-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Direct-Write Chemical Vapor Deposition
Pritzker School of Molecular Engineering, University of Chicago（芝加哥大学普里茨克分子工程学院）；Materials Science Division, Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室材料科学部）
本文提出一种直接写入化学气相沉积平台，利用10微米喷嘴在超高真空下实现无掩模局部生长，通过耦合Knudsen发射与表面扩散的传输框架提取有效扩散长度$L_d$，并验证其作为预测特征分辨率的定量参数。
2026-10-07 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Direct atomic layer deposition of ultrathin aluminium oxide on monolayer $MoS_2$ exfoliated on gold: the role of the substrate
在本文中，我们展示了在250 °C下的热原子层沉积（ALD）生长的高度均匀和超薄（$\approx$ 3.6 nm）的$Al_2O_3$膜，其具有优异的绝缘性能，直接在单层（1L）$MoS_2$膜上剥离金。与由公共绝缘衬底（$Al_2O_3/Si$）支撑的1L $MoS_2$的情况相比，从ALD早期阶段开始，在1L $MoS_2/Au$系统上观察到更好的高k膜成核过程。原子力显微镜分析显示在10次ALD循环后立即有$\approx 50\%$ $Al_2O_3$表面覆盖，其增加至$>90\%$（40次循环后），并且在80次循环后有均匀的$\approx$ 3.6 nm膜。发现在2L $MoS_2/Au$的情况下覆盖百分比显著降低，表明铝前体和$MoS_2/Au$表面之间的界面相互作用的关键作用。最后，拉曼光谱和PL分析提供了一个洞察所发挥的作用的拉伸应变和p型掺杂的1L $MoS_2$诱导的金衬底上的增强高k成核的$Al_2O_3$薄膜。目前显示的由Au底层诱导的大面积1L $MoS_2$上的高k $Al_2O_3$的高质量ALD生长可以被认为对于基于该材料系统的潜在器件应用具有广泛的兴趣。
2021-08-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Substrate surface engineering for high-quality silicon/aluminum superconducting resonators
具有长相干时间的量子比特（qubit）是实现中型和大型量子计算机的重要元素。在超导平面量子比特的情况下，可以通过研究超导平面谐振器来理解和改善量子比特的质量。在本文中，我们制作和表征共面波导谐振器由铝薄膜沉积在硅衬底上。我们在铝沉积之前进行三种不同的基板处理：一种是基于氢氟酸清洁的化学处理，一种是由高真空中880摄氏度的热退火组成的物理处理，一种是包括化学和物理处理的组合处理。我们首先通过横截面隧道电子显微镜获得样品截面的电子能量损失谱图来表征所制备的样品。这些测量表明，化学和物理处理几乎完全从衬底表面去除原生氧化硅，并且它们的组合导致最清洁的界面。然后，我们研究了谐振器的质量，通过微波测量的“量子制度”，即，温度T~10 mK，平均微波光子数$\langle n_{\textrm{ph}} \rangle \sim 1$。在这个制度中，我们发现，这两种表面处理独立地提高谐振器的固有品质因数，并获得最高的品质因数的组合处理，$Q_{\textrm{i}} \sim 0.8$百万。最后，我们发现，在3小时的时间段内平均的TLS品质因数是$\sim 3$百万在$\langle n_{\textrm{ph}} \rangle \sim 10$，表明基板表面工程可以潜在地降低TLS的损失低于其他损失，如准粒子和涡流损失。
2018-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Post-CMOS Compatible Aluminum Scandium Nitride/2D Channel Ferroelectric Field-Effect-Transistor
在1963年，Moll和Tarui提出半导体的场效应电导可以通过铁电（FE）材料的反向极化来控制，以创建铁电场效应晶体管（FE-FET）。然而，生产实用、紧凑的FE-FET的后续努力受到低保持力和与互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺集成不兼容的困扰。这些困难导致了基于捕获电荷的存储器设备（也称为浮栅或闪存）的发展，并且这些现在是主流的非易失性存储器（NVM）技术。在过去的二十年里，氧化物铁电材料的进步使铁电领域重新焕发活力，并使铁电随机存取存储器（FE-RAM）成为商业现实。尽管取得了这些进展，但由于工艺挑战，基于锆钛酸铅（PZT）的商业FE-RAM在130 nm处停滞不前。350 ℃）。该温度与CMOS后端工艺兼容。在这里，我们提出了一个FE-FET器件的AlScN FE电介质层集成的范德华二维（2D）半导体，MoS 2的沟道层。我们的器件显示开/关比约为10^6，同时具有0.3 V/nm的归一化存储窗口。这些器件还表现出稳定的双态存储器保持时间长达10^4秒。我们的模拟和实验结果表明，AlScN和2D半导体的组合几乎是理想的低功耗FE-FET存储器。这些结果展示了嵌入式内存和内存计算的新方法，甚至可能导致有效的神经形态计算架构。
2020-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Stable Glasses of Organic Semiconductor Resist Crystallization
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福直线加速器中心）；University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
针对玻璃态固体不稳定性的技术限制，研究发现通过控制物理气相沉积（PVD）温度可将有机半导体Alq3的PVD玻璃抗结晶能力提高至少10倍，为解决OLED器件结晶失效提供了新策略。
2026-08-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
In-situ real-time evolution of intrinsic stresses and microstructure during growth of cathodic arc deposited (Al,Ti)N coatings
残余应力在使用薄膜涂层的器件性能的确定中起着至关重要的作用，因此精确地确定应力并利用工艺参数对其进行优化是几十年来正在进行的研究工作。与此一致，原子尺度的应力的微观起源及其在薄膜沉积期间的发展是重大科学兴趣的问题。应力的发展是一个复杂的现象，并具有复杂的依赖于工艺参数，薄膜的微观结构和它的形态。本文利用自行设计的阴极电弧沉积系统和基于同步辐射的二维X射线衍射（XRD）技术，研究了Si-100衬底上不同Al含量（x=0.0，0.25，0.50和0.67）的AlxTi 1-xN薄膜的应力、晶粒尺寸及其择优取向的实时演化。通过施加不同的直流衬底偏压（Vs =浮置电位，-20、-40、-60、-80和-100 V）来调节进入离子的能量以及因此调节膜中的应力。瞬时应力通过众所周知的d与sin 2 π技术进行评估，而微晶尺寸通过分析X射线衍射图的线轮廓来确定。应力和微晶尺寸的演变与多个数值模型，从其中提取与薄膜沉积的动力学参数建模。利用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）对AlxTi 1-xN涂层的非原位组织进行了表征。考虑到从原位XRD数据得到的结果，膜的非原位微结构的形成进行了讨论。最后，我们表明，这里使用的方法是一个强大的方法对估计的断裂韧性的薄膜涂层。
2023-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Controllable growth of Al nanorods for inexpensive and degradation-resistant surface enhanced Raman spectroscopy
表面增强拉曼光谱（SERS）具有通过使用金属纳米结构（例如纳米棒）来检测痕量生物或化学物质（甚至单个分子）的能力。银（Ag）和金（Au）纳米棒已经导致拉曼信号的显著增强，但它们要么价格昂贵，随着时间的推移快速降解，要么样品重复性差。相比之下，Al要便宜得多，并且Al纳米棒由于受到天然氧化铝层的保护，可能会随着时间的推移而抵抗降解。遗憾的是，到目前为止，Al纳米棒的可控生长还没有报道。这封信报告，第一次，可控的增长铝纳米棒使用物理气相沉积（PVD）;通过使用氧（O）表面活性剂。铝纳米棒的SERS增强因子高达1250，在室温下放置30天或在475 K下退火1天后几乎没有降解。
2014-05-05 cond-mat.mtrl-sci
Observation of an Abrupt 3D-2D Morphological Transition in Thin Al Layers Grown by MBE on InGaAs surface
本研究通过MBE在InGaAs表面生长Al薄膜，发现高沉积速率（≥1.5 Å/s）下3D到2D形态发生突变转变，为室温下制备高质量超导-半导体界面提供了新途径。
2024-04-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Surface Optimization of Superconducting Aluminum Resonators for Robust Quantum Device Fabrication
Fraunhofer Institut für Elektronische Mikrosysteme und Festkörpertechnologien EMFT（弗劳恩霍夫电子微系统和固态技术研究所）；Center Integrated Sensor Systems (SENS), Universität der Bundeswehr München（联邦国防大学慕尼黑集成传感器系统中心）
研究超导铝谐振器表面优化，针对工业制造中样品制备与冷却延迟问题，评估不同等离子体工艺下的表面改性方法，发现选择性氧化物去除可保持低介电损耗，为铝基量子比特制造提供有前途途径。
2026-07-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph quant-ph
Discovering atomistic pathways for supply of metal atoms to graphene surface from methyl-based precursors
概念上的2D III族氮化物和氧化物（例如，2D InN和2D InO）在具有石墨烯的异质结构中已经通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）实现。MOCVD被认为是制造已建立的半导体材料的核心，并被认为是在2D极限的新兴半导体材料的进步。MOCVD的定义特征是使用金属有机前体，例如三甲基铟、三甲基镓和三甲基铝，其含有（强）金属-碳键。在原子尺度上调节MOCVD工艺的机制在很大程度上是未知的。在这里，我们采用密度泛函分子动力学-占范德华相互作用-找到负责三甲基铟（TMIn）前体在气相中的解离反应途径，以及在顶层和零层石墨烯。模拟揭示了与氢分子的碰撞，分子内或表面介导的质子转移，以及直接TMIn/石墨烯反应如何辅助TMIn转化，这最终能够在石墨烯上递送In单体或InH和CH 3 In admolecules。所呈现的结果还显示了TMIn/H2在石墨烯上或在气相中的反应如何导致甲烷、乙烷、丙烷、乙烯烃和原子氢的形成。这项工作为理解原子尺度上的薄膜成核和嵌入机制以及克服技术中2D材料和石墨烯异质结构集成的挑战提供了知识。
2022-06-21 cond-mat.mtrl-sci
Nanostructure analysis of InGaN/GaN quantum wells based on semi-polar-faced GaN nanorods
我们展示了一系列InGaN/GAN双量子阱纳米结构元件。我们在（0001）方向的蓝宝石衬底上生长了一层2 μm的未掺杂GAN模板。在顶部沉积100 nm的SiO2薄膜作为掩模图案层。然后用300 nm铝层覆盖该层作为阳极氧化铝（AAO）孔图案层。在草酸腐蚀之后，我们通过反应离子腐蚀将孔图案从AAO层转移到SiO2层。最后，我们利用金属有机化学气相沉积法生长出尺寸约为1.5 μm的GAN奈米棒。然后在GAN纳米棒衬底的半极性面上生长了两层InGaN/GAN双量子阱。然后，我们研究了GAN纳米棒半极性表面上形成的InGaN/GAN量子阱的特性。我们报告了以下研究结果：首先，使用具有重复孔图案的SiO2，我们能够生长直径约为80-120 nm的高质量GAN纳米棒;其次，光致发光（PL）测量使我们能够识别半极性面上InGaN/GAN量子阱的法布里-珀罗效应。我们计算了量子阱的腔厚度与获得的PL测量。最后，高分辨率TEM图像使我们能够研究GAN纳米棒上InGaN/GAN量子阱的晶格结构特征，并确定晶格结构中存在的影响GAN纳米棒生长机制的穿透位错。
2016-12-14 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Single Crystalline Silver Films for Plasmonics: From Monolayer to Optically Thick Film
单晶贵金属在电介质衬底上的外延生长由于其作为低损耗等离子体材料的技术潜力而受到了极大的关注。目前有两种不同的增长方式，每种方式都有其优点和缺点。一种是采用先进的分子束外延工艺来生长原子级光滑的外延Ag膜。然而，该过程相当缓慢，并且对于生长厚度> 50 nm的膜变得不切实际。另一种方法采用使用快速电子束沉积的生长工艺，其能够生长厚范围（> 300 nm）的单晶Ag膜。然而，快速生长过程使得难以精确地控制膜厚度，即，该方法不适用于生长薄外延膜。在这里，我们报告了一种通用的方法来生长原子级光滑的外延Ag膜，精确的厚度控制从几个单层的光学厚制度，克服了上述两种方法的局限性。此外，我们开发了一种原位生长的氧化铝作为覆盖层，表现出优异的性能保护外延Ag膜。外延Ag膜的性能作为膜厚度的函数进行了研究，通过直接测量的表面等离子体激元（SPP）的传播长度以及它们的设备性能，以支持波导等离子体纳米激光器在红外纳入InGaAsP量子阱作为增益介质。
2018-08-17 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial and layer-by-layer growth of EuO thin films on yttria-stabilized cubic zirconia (001) using MBE distillation
我们已经成功地在氧化钇稳定的立方氧化锆（YSZ）（001）上生长了外延和高化学计量比的EuO薄膜。在分子束外延辅助生长期间使用Eu蒸馏工艺使得能够一致地实现化学计量。我们还成功地生长的薄膜在一层一层的方式通过微调Eu与氧的沉积速率。生长的初始阶段涉及来自YSZ衬底的有限的氧供应，但是仍然可以很好地维持EuO化学计量。生长的膜足够光滑，使得用铝的薄层覆盖是密封的，并且能够进行不含三价Eu物质的非原位实验。研究结果被用来获得更好的外延生长EuO MgO（001）的配方。
2009-05-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fabrication and Structural Analysis of Trilayers for Tantalum Josephson Junctions with Ta$_2$O$_5$ Barriers
University of Washington（华盛顿大学）；Colorado School of Mines（科罗拉多矿业学院）；National Laboratory of the Rockies（落基山国家实验室）；Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）；Rigetti Computing, Inc.（里盖蒂计算公司）
本文提出了一种用于制备清洁界面Josephson结的钽氧化物三明治结构，通过等离子体氧化技术实现了平滑的Ta₂O₅层，并展示了其在超导量子比特中的应用潜力。
2026-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con quant-ph
