Van der Waals solid phase epitaxy to grow large-area manganese-doped MoSe$_2$ few-layers on SiO$_2$/Si
大面积生长连续的过渡金属二硫属化物（TMDC）层是将其优异的电子和光学性能转化为实用器件的先决条件。如今，它仍然是一个悬而未决的问题。TMDC层的电和磁掺杂以开发用于自旋电子学应用的基本器件，例如pn结或稀磁半导体，也是重要的研究领域。在这里，我们已经开发了两种不同的技术来生长MoSe $_2$单层和多层的SiO $_2$ /Si衬底上的大面积。首先，我们共同沉积Mo和Se原子上的SiO $_2$ /Si的分子束外延在范德华制度获得连续的MoSe $_2$单层超过1厘米的$^2$。为了生长MoSe $_2$多层膜，我们然后使用范德华固相外延，其包括在用作范德华生长模板的共沉积的MoSe $_2$单层的顶部上沉积非晶Se/Mo双层。通过退火，我们得到了连续的MoSe $_2$多层膜超过1厘米的$^2$。此外，通过在叠层中插入Mn薄层，我们可以证明在MoSe $_2$双层中掺入高达10 \%的Mn。
2019-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Co/Ni multilayers for spintronics: high spin-polarization and tunable magnetic anisotropy
本文详细分析了自旋电子学器件的模型体系（Co/Ni）多层膜的电子性质。利用磁光克尔（MOKE）、自旋极化光电子能谱（SRPES）、X射线磁圆二色性（XMCD）和反常表面衍射实验研究了分子束外延[Co（x）/Ni（y）]单晶叠层的电子性质和垂直磁各向异性（PMA）。
2018-02-06 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Superconductivity in Multilayer FeSe Films by Simplified Molecular Beam Epitaxy
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Zhejiang University（浙江大学）
本研究开发了一种简化的MBE工艺，无需SrTiO3衬底精细预处理和生长后UHV退火，即可在其上生长出Tc约20 K、厚度14 UC的超导β-FeSe薄膜，实现了超导电性增强。
2026-08-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Unexpected resonant response in [Fe(001)/Cr(001)]_(10) /MgO(001) multilayers in magnetic field
我们在MgO（100）衬底上外延生长的[Fe/Cr]_（10）多层膜中观察到了非预期的共振响应，这种共振响应仅在交流电流和直流磁场同时作用时才存在。共振的幅度由多层磁化确定，证明了它们的内在特性。界面外延的减少导致谐振的幅度对交流电流密度的非线性依赖。我们推测，界面过渡区的存在可以促进生长在大块绝缘衬底上的金属薄膜和多层膜中的亚原子振动。
2012-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction in epitaxial W/Co/Pt multilayers
非对称层状铁磁薄膜中的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（dzyaloshinskii-Moriya interaction，dzyaloshinski-Moriya interaction）产生了非共线自旋结构，稳定了具有非平凡拓扑结构的磁化结构。本文研究了分子束外延生长的W/Co/Pt多层膜的结构与磁化反转、畴结构和畴强度的关系。应用的生长方法使得能够制造具有比通常应用的溅射技术更高的晶体质量的分层系统。结果，从取向的磁畴条结构确定了高的D系数值，基本上超过2 mJ/m2。当N=10时，最大的表面张力值D $_{eff}$ = 2.64mJ/m ~ 2，表面张力强度DS = 1.83pJ/m。实验结果与基于结构的微磁建模和密度泛函理论计算得到的结果完全一致。这种高的抗弯强度值源于界面原子Co层的主要贡献和两种界面类型的添加剂特性。
2023-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Surface Stability of SrNbO$_{3+δ}$ Grown by Hybrid Molecular Beam Epitaxy
4D过渡金属氧化物已经成为包括高迁移率电子器件在内的许多应用的有前景的材料。SrNbO $_{3}$是一种这样的候选材料，在界面氧化物系统中用作良好的施主材料，并且在SiO2膜中表现出高电子迁移率。然而，由于$^{1}$ Nb $^{4+}$阳离子的亚稳性质和难熔Nb的递送限制，其合成具有挑战性。迄今为止，薄膜主要通过脉冲激光沉积（PLD）生长，但通过分子束外延（MBE）生长和稳定材料的方法的发展将使PLD可能具有挑战性的界面现象和多层结构的研究成为可能。为此，SrNbO $_{3}$薄膜首次使用混合MBE在GdScO $_{3}$衬底上使用用于Nb的三（二乙基酰胺基）（叔丁基亚胺基）铌前体和元素Sr源生长。使用Hf的叔丁醇铪前体在SrNbO $_{3}$膜的顶部上沉积不同厚度的绝缘SrHfO $_{3}$覆盖层以保持亚稳表面。将生长的膜在真空中转移用于X射线光电子能谱学以量化元素组成、费米能下的态密度和Nb氧化态。通过X射线吸收近边光谱的非原位研究表明SrHfO $_{3}$覆盖在大气条件下保持Nb 4d $^{1}$亚稳态电荷状态中起重要作用。
2021-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Structural and electronic properties of epitaxial multilayer h-BN on Ni(111) for spintronics applications
六方氮化硼（h-BN）由于大的带隙、低的自旋-轨道耦合以及与石墨烯以及与fcc-Ni（111）和hcp-Co（0001）的密堆积表面的小的晶格失配而在自旋电子学中是一种有前途的材料。h-BN在铁磁金属上的外延沉积旨在电荷和自旋载流子的小界面散射。本文报道了用分子束外延（MBE）方法控制h-BN/Ni（111）的生长。该系统的结构和电子性质进行了研究，使用横截面透射电子显微镜（TEM）和电子光谱，证实与散装h-BN的性能良好的协议。后者也证实了密度泛函理论（DFT）计算，揭示了在界面处的第一个h-BN层的Ni是金属。我们的研究表明，分子束外延是一个有前途的，通用的替代剥离方法和化学气相沉积的h-BN。
2015-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent electrical transport in ion-beam sputter deposited Fe-Cr multilayers
研究了Xe离子束溅射Fe-Cr多层膜的电阻率和磁阻随温度的变化关系。通过施加超过反铁磁（AF）-铁磁（FM）场诱导转变所需的饱和场（H_sat）的场，在5和300 K之间的全铁磁状态下的电阻率显示出晶体Fe中的自旋无序电阻率和s-d散射贡献（如在3d金属和合金中）的证据。在这些多层膜的亚晶格磁化m（T）已计算的平面和层间交换能。在较宽的温度范围内，AF态的附加自旋散射Δρ（T）= ρ（T，H=0）_AF - ρ（T，H=H_sat）_FM与亚晶格磁化强度成正比，Δρ（T）和m（T）都随着反铁磁分数的增加而减小.在中等磁场下，电阻率的自旋相关部分（ρ_s（T））很好地符合幂律ρ_s（T）= b-cT ^α，其中c是常数，b和α是H的函数。在低场，α \approx 2和截距b随H减小的方式与Δρ（T）随T减小的方式大致相同。获得了场致AF到FM转变的相图（T与H_sat）.比较目前的调查和类似的研究使用直流磁控溅射和分子束外延（MBE）生长的Fe-Cr多层膜。
2001-11-06 cond-mat.mtrl-sci
Ultrahigh efficient spin-orbit torque magnetization switching in all-sputtered topological insulator - ferromagnet multilayers
具有大垂直磁各向异性的铁磁体的自旋轨道力矩（SOT）磁化翻转在下一代非易失性磁阻随机存取存储器（MRAM）中具有巨大的潜力。这就需要一个高性能的纯自旋电流源，具有大的自旋霍尔角和高的电导率，这可以通过大规模生产技术制造。在这项工作中，我们证明了高效和强大的SOT磁化开关在所有溅射的BiSb拓扑绝缘体垂直磁化Co/Pt多层膜。尽管通过工业友好的磁控溅射而不是实验室分子束外延来制造，但是拓扑绝缘体层BiSb显示出$θ$ $_{SH}$ = 12.3的大自旋霍尔角和$σ$ = 1.5 x $10^5$ $Ω^{-1}$ m $^{-1}$的高电导率。我们的研究结果证明了BiSb拓扑绝缘体用于实现超低功耗SOT-MRAM和其他基于SOI的自旋电子器件的大规模生产能力。
2020-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unconventional incommensurate epitaxy of superconducting FeSe films on SrTiO$_3$
Julius-Maximilians-Universität Würzburg（维尔茨堡朱利叶斯·马克西米利安大学）
通过X射线衍射和透射电镜研究FeSe/FeTe多层膜，发现FeSe与SrTiO$_3$界面缺乏原子匹配，但保持定向对齐，揭示了一种无原子配准的外延新机制。
2026-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Self-Diffusion of Iron in L10 FePd films Upon He-irradiation (alternative title: An alternative for diffusion studies in isotopic FePd multilayers)
对提高磁存储器件容量的持续需求需要具有强垂直磁各向异性的材料。FePd、CoPd和它们的Co（Fe）Pt对应物对于这种目的是非常有吸引力的候选物。这些膜的磁性能在很大程度上取决于L10 FePd相分数的取向和局部分布，其主要由扩散过程控制，并涉及几埃的扩散路径。采用分子束外延技术在MgO（001）衬底上制备了高度有序和无序的同位素周期性57 FePd/natFePd（001）薄膜。研究了室温下130 keV He+辐照FePd薄膜引起的不同相的短程扩散，辐照剂量高达30 \times 10 15 ions/cm 2。转换电子穆斯堡尔谱和同步辐射穆斯堡尔反射率实验表明，57 FePd/natFePd界面原子间扩散主要通过富铁区进行。L10、fcc和富铁结构中的扩散长度之比分别为1：1.4：5.6。假设fcc相中的扩散系数介于L10相在结晶c方向和垂直于结晶c方向上的扩散系数之间，发现L10相在c方向上的扩散系数比a-b平面中的扩散系数低1.9倍以上。
2011-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Rapid low-temperature synthesis of graphene-coated SiC substrates for remote and van der Waals epitaxy
本研究针对传统SiC高温石墨化制备石墨烯存在的表面台阶聚束问题，开发金属辅助石墨化技术，低温快速合成均匀单晶石墨烯，成功制备自支撑III-N薄膜，为超宽禁带晶体薄膜规模化制备提供新路径。
2025-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rotation of the dislocation grid in multilayer FeSe films and visualization of electronic nematic domains via orbital-selective tunneling
了解铁基高温超导体中结构对称性破缺和电子对称性破缺的相互作用仍然具有很高的兴趣。在这项工作中，我们使用分子束外延生长应变图案化的多层FeSe薄膜的厚度范围。我们使用扫描隧道显微镜和光谱学研究了电子畴的形成和空间变化的应变。我们直接可视化的刃型位错的形成，引起一个二维的刃型位错网络中的电影。有趣的是，我们观察到位错网络的45度面内旋转作为薄膜厚度的函数，沿着不同方向产生反对称应变。这导致电子畴和反对称应变之间的不同耦合比。最后，我们能够通过揭示两个区域之间的微分电导图中的小能量依赖性差异来区分不同的正交介电区域。这可以用轨道选择性尖端样品隧穿来解释。我们的观测结果为外延薄膜中位错网络的形成带来了新的见解，并为探索铁基超导体中的电子向列性提供了另一种纳米尺度的工具。
2022-11-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Temperature dependence of the bandgap of Eu doped {ZnCdO/ZnO}30 multilayer structures
本文利用分子束外延技术生长原位Eu掺杂的{ZnCdO/ZnO}30多层结构，通过SIMS和XRD表征发现退火对Eu浓度影响甚微，并利用Varshni和Bose-Einstein方程成功描述了带隙的温度依赖性。
2024-02-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.app-ph
Novel Multifunctional Materials Based on Oxide Thin Films and Artificial Heteroepitaxial Multilayers
过渡金属氧化物具有高温超导性、铁磁性、反铁磁性、铁电性甚至多铁性等优良的物理性质。氧化物薄膜技术的巨大进步使我们能够将这些材料与半导体、正常导电、介电或非线性光学氧化物集成在复杂的氧化物异质结构中，为新型多功能材料和各种器件应用提供了基础。在这里，我们报告的组合铁磁，半导体，金属和介电材料的性能在薄膜和人工异质结构，使用激光分子束外延。我们讨论了氧化物为基础的铁磁隧道结，过渡金属-杂质半导体，本征多铁性和人工铁电/铁磁异质结构的制造和表征-后者允许应变效应的详细研究，形成自旋力学的基础。对于表征，我们使用X射线衍射，SQUID磁强计，磁输运测量，和先进的方法，透射电子显微镜的目标是相关的宏观物理性能与微观结构的薄膜和异质结构。
2010-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Lattice-Matched Multiple Channel AlScN/GaN Heterostructures
本研究探讨了AlScN/GaN多层异质结构的分子束外延生长，通过确定晶格匹配的Sc组分与生长温度，成功制备出具有十个和二十个周期的多通道结构，实现了高达8.24×10^14/cm^2的极化诱导电荷密度，加深了对该材料平台的理解。
2024-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Engineering Plateau Phase Transition in Quantum Anomalous Hall Multilayers
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Soochow University（苏州大学）
研究通过异质层结构调控量子反常霍尔绝缘体的陈数，发现ΔC=1和ΔC=3的平板相变临界指数相近，并构建四层Chalker-Coddington网络模型解释结果，为QAH器件发展提供新思路。
2024-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interlayer Coupling-Induced Quantum Phase Transition in Quantum Anomalous Hall Multilayers
本研究通过调控磁性拓扑绝缘体五层膜中间层厚度，观测到C=1与C=2量子反常霍尔态间的层间耦合诱导量子相变，为可调陈数QAH器件设计提供新策略。
2025-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Band alignment of epitaxial SrTiO3 thin films with (LaAlO3)0.3-(Sr2AlTaO6)0.7 (001)
SrTiO $_{3}$（STO）外延薄膜和异质结构由于其具有广泛的功能而受到人们的极大关注。合金钙钛矿（LaAlO $_{3}$）$_{0.3}$ -（Sr $_{2}$ AlTaO $_{6}$）$_{0.7}$（LSAT）由于其与STO的结构相容性以及在LSAT上生长的STO膜中的应变诱导铁电响应而通常用作这些材料结构的衬底。然而，令人惊讶的是，很少有人知道的STO/LSAT接口的电子特性，尽管它的潜在的重要作用，影响系统的整体电子结构。我们研究的STO/LSAT异质结的能带对准使用X射线光电子能谱学的外延STO薄膜沉积使用两种不同的分子束外延方法。我们发现价带偏移范围从+0.2（1）eV到-0.2（1）eV，取决于膜表面终止。从这些结果中，我们提取了从-2.4（1）eV到-2.8（1）eV的导带偏移，表明导带边缘在STO中更深地束缚，并且LSAT将不充当支撑膜或多层中电子的阱或陷阱。
2015-09-18 cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale structural characterization of manganite thin films integrated to silicon correlated with their magnetic and electric properties
采用脉冲激光沉积法在缓冲Si（100）衬底上制备了不同厚度的高质量La 0. 66 Sr 0. 33 MnO 3（LSMO）薄膜，并对其进行了详细的纳米尺度结构表征。一个多层结构建立的Y0.13Zr0.87O2（YSZ）和CeO 2层被用作缓冲，以优化锰氧化物薄膜的生长。使用不同的实验技术分析了不同层的堆叠、它们的形态、组成和应变。原位表征的薄膜，进行反射高能电子衍射，揭示了它们的外延生长和光滑的表面。高分辨率透射电子显微镜（HR-TEM）图像显示组分晶格之间的尖锐界面，并结合能量色散X射线分析，使我们能够确定它们之间没有离子互扩散。HR-TEM图像的傅立叶快速变换用于解析层之间的外延关系，得到[100] LSMO（001）// [110] CeO 2（001）//[110] YSZ（001）//[110] Si（001）。发现LSMO薄膜在低温下具有铁磁性和金属性，而与其厚度无关。应变和缺陷的影响，只有在薄膜薄于15 nm，并提出证据的X射线衍射图案和相关的磁和电参数。
2020-09-15 cond-mat.mtrl-sci
High temperature ferromagnetism in epitaxial monolayers of Co-doped Fe5GeTe2
University Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；CEA（法国原子能和替代能源委员会）；IRIG-Spintec（IRIG自旋技术中心）；European Synchrotron Radiation Facility（欧洲同步辐射装置）；IRIG-MEM（IRIG分子与材料物理研究所）；Synchrotron SOLEIL（SOLEIL同步辐射中心）；Institut Universitaire de France (IUF)（法兰西学院）
研究利用分子束外延合成钴掺杂Fe5GeTe2，实现对其厚度和成分精确控制。多层和单层样品分别展现高于室温及约200K的铁磁性，通过特定方法确定钴掺杂位点并揭示居里温度升高机制，表明钴掺杂增强相邻铁原子磁矩及层内铁磁交换作用。
2026-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Highly Ordered Boron Nitride/Epigraphene Epitaxial Films on Silicon Carbide by Lateral Epitaxial Deposition
实现高性能的纳米电子学需要在纳米尺度上控制材料。在碳化硅上生产高质量外延石墨烯（EG）纳米结构的方法是已知的。下一步是在EG纳米结构上生长范德华半导体。六方氮化硼（h-BN）是一种宽带隙半导体，具有与石墨烯相匹配的蜂窝晶格结构，使其非常适合石墨烯基纳米电子学。在这里，我们描述了多层h-BN的制备和表征使用迁移增强的金属有机物气相外延工艺在EG上外延生长。作为横向外延沉积（LED）机制的结果，生长的h-BN/EG异质结构具有高度有序的外延界面，如所期望的，以便保持原始石墨烯的传输性质。通过第一性原理模拟分析了所观察到的2D外延h-BN膜的逐行生长机制的原子尺度结构和能量细节，证明了一维无成核能量无势垒生长。这种工业相关的LED工艺可以应用于各种各样的范德华材料。
2020-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale visualization of the thermally-driven evolution of antiferromagnetic domains in FeTe thin films
本文利用自旋极化扫描隧道显微镜在原子尺度可视化FeTe薄膜中反铁磁畴的热驱动演化，发现微小温度变化即可显著改变畴壁，并与其单斜结构畸变高度相关。
2023-05-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
