Control of ferromagnetism of Vanadium Oxide thin films by oxidation states
本文通过反应溅射制备不同氧化态的VOx薄膜，首次在纯VOx中证实300 K下约14 kA/m的铁磁性，并揭示其与Co层的反铁磁交换耦合，展示了氧化态调控铁磁性的自旋电子学应用潜力。
2024-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Maximizing Infrared Transmission Contrast Upon Phase Transition of Thermally Grown Vanadium Dioxide Thin Films by Rapid Thermal Processing
School for Engineering of Matter, Transport and Energy, Arizona State University（亚利桑那州立大学物质、运输与能源工程学院）
通过快速热处理优化二氧化钒薄膜的相变特性，提升红外透射对比度并实现高热控制性能
2025-04-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Buffer Layer Engineering on Graphene via Various Oxidation Methods for Atomic Layer Deposition
使用原子层沉积在石墨烯上集成高k氧化物需要电可靠的缓冲层。在这项研究中，Y被选为缓冲层，由于最高的稀土元素的氧化能力和各种氧化方法（大气，高压O2和臭氧）被施加到Y金属缓冲层。通过优化顶栅绝缘层的氧化条件，我们成功地提高了顶栅Y2 O3绝缘层的电容，并证明了双层石墨烯在外加电场下具有较大的Ion/Ioff比。
2016-10-31 cond-mat.mtrl-sci
High-quality Tungsten-doped Vanadium Dioxide Thin Films Fabricated in an Extremely Low-oxygen Furnace Environment
School for Engineering of Matter, Transport and Energy, Arizona State University（亚利桑那州立大学物质、传输与能源工程学院）
本研究通过极低氧炉环境制备高质量钨掺杂氧化钒薄膜，优化氧化、退火和还原工艺，降低IMT温度，提升薄膜性能。
2025-09-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Oxidation of copper during physical sputtering deposition: mechanism, avoidance and utilization
本文系统地研究了在不引入氧气流的情况下，在高纯低压Ar气氛中物理溅射沉积Cu时Cu的氧化行为。结果表明，通过简单地调节沉积参数，可以得到各种柔性的铜基薄膜。电学和光学测试结果表明，所制备的纯Cu薄膜和Cu+Cu2O复合薄膜均呈现出金属和半导体特性的有趣结合。这类具有优异导电性和太阳能窗带隙的铜基薄膜有望在高电子迁移率晶体管、电极和太阳能电池等方面具有潜在的应用前景。进一步探讨了物理溅射沉积过程中不同沉积参数和主要氧气源下铜的氧化机制。
2014-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Multi Spectral Switchable Infra-Red Reflectance Resonances in Highly Subwavelength Partially Oxidized Vanadium Thin Films
相变材料是实现可切换光学的一种很有前途的材料。在这项工作中，我们显示在近红外和长波红外波长在高度亚波长部分氧化钒薄膜的反射共振。这些部分氧化的薄膜由一个多层的氧化钒和钒，如使用拉曼光谱和四探针测量所示。由于二氧化钒是一种相变材料，在68 ℃下显示出绝缘体到金属的相变，因此观察到的红外共振可以随温度切换到高反射率状态。这些共振的波长作为氧化持续时间的函数是被动可调的。随着氧化时间的延长，近红外波段的反射共振峰从1.78 μ m红移到2.68 μ m，而长波长的红外共振峰从12.68 μ m蓝移蓝移到9.96 μ m。为了找到反射共振的起源，我们使用传输矩阵法将反射光谱建模为氧化持续时间的函数。所提出的模型捕获的双反射共振相当不错。这些无源波长可调和可切换的谐振与易于制造的光刻免费多层结构将是有用的多光谱应用，如伪装，光谱选择性微测辐射热计，和热管理。
2022-08-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.optics
Optical properties of oxygen-containing yttrium hydride thin films during and after the deposition
光致变色YHO薄膜的合成是基于沉积的氢化钇在环境条件下的氧化。在沉积过程中，膜的实际状态受沉积压力和由残留气体引起的氧化的影响，并不完全已知。报道了用反应脉冲直流磁控溅射法制备的YHxOy薄膜。由于可见光透射率与薄膜的相态和化学组成密切相关，因此在沉积过程中和沉积后进行了原位透射率测量。非原位椭圆偏振光谱法被用来确定整个薄膜厚度的YHxOy的光学常数。为了获得金属YH 2-x膜，需要具有高沉积速率的致密可能结构，否则膜在沉积期间可能已经是部分透明的。如果增加沉积压力，则透射率更高。这是因为在薄膜的表面和横截面图像处观察到的微结构的更多多孔生长促进了氧化。薄膜在垂直于衬底表面方向上呈现折射率梯度，这与薄膜的孔隙率和化学成分的变化有关。
2022-06-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Study of RF Sputtered Antimony Alloyed Bismuth Vanadium Oxide (Sb:BiVO4) Thin Films for Enhanced Photoelectrochemical (PEC) performance from Bandgap Modulation to Thickness Optimization
单斜白钨矿钒酸铋（BiVO 4）是一种很有前途的水分解光阳极，但由于其相对较高的带隙（2.4eV），PEC性能受到限制。在这里，我们成功地降低其带隙为1.72 eV的控制锑合金化。采用固相反应法制备了Sb：BiVO 4（Sb：BiVO 4）低禁带薄膜。几个生长参数，粉末晶体学，沉积后的影响，和表面处理，厚度依赖性，电解质对光腐蚀的影响进行了研究，随着其光学和电化学特性。我们发现Sb：BiVO_4是一种在可见光范围内（1.72 eV）的直接带隙材料，其价带位置适合于在光照下驱动水的氧化反应。此外，空穴扩散长度增加与锑合金化，并达到最佳的厚度为400 nm的更高的光电流。可控制备的Sb：BiVO 4颗粒在室温沉积中具有10-15 nm的尺寸，并且在空气退火下可以生长至0.5微米。
2019-11-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Targeted synthesis of polycrystalline vanadium dioxide thin films via post-deposition annealing
Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)（莫斯科物理技术学院（国立研究型大学)）；Center for Neurophysics and Neuromorphic Technologies（神经物理与类脑技术中心）；Immanuel Kant Baltic Federal University（伊曼努尔·康德波罗的海联邦大学）
本研究针对二氧化钒合成工艺条件严苛难以集成CMOS的问题，提出室温反应脉冲激光沉积加真空退火的新方法，可在近CMOS后端条件下定向合成多晶VO₂薄膜，助力神经形态硬件的大规模微电子集成。
2025-11-08 cond-mat.mtrl-sci
Photocatalytic acetaldehyde oxidation in air using spacious TiO2 films prepared by atomic layer deposition on supported carbonaceous sacrificial templates
以负载的碳纳米片和碳纳米管为牺牲模板，制备了大空间的TiO2光催化薄膜。通过原子层沉积（ALD）在碳质模板材料上共形地沉积非晶TiO2。在550°C下煅烧后，碳模板被氧化去除，并且所沉积的连续无定形TiO 2层转化为具有与原始模板结构相称的总体形态的互连的纳米颗粒。考察了模板剂种类、ALD循环次数和污染物气体停留时间对薄膜光催化活性的影响，以及薄膜光催化性能的稳定性。作为光催化室内空气污染治理的模型反应，该TiO2薄膜对空气中乙醛的光催化降解表现出优异的光催化活性。优化的膜优于商业PC 500的参考膜。
2014-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropy, band-to-band transitions, phonon modes, and oxidation properties of cobalt-oxide core-shell slanted columnar thin films
采用掠射角沉积法在硅衬底上制备了高度有序、空间相干的钴倾斜柱状薄膜，并在475 $^{\circ}$ C下退火氧化。扫描电子显微镜，拉曼散射，广义椭圆偏振，和密度泛函理论的调查揭示了形状不变的转变的倾斜纳米柱从金属到透明的金属氧化物核壳结构的尖晶石钴氧化物的特性。我们发现Co-SCTF的钝化产生CoAl $_2$ O $_3$核壳结构，该结构通过使用原子层沉积的几纳米氧化铝的共形沉积产生，完全防止了钴在环境中的氧化和退火至高达475 $^{\circ}$ C。
2015-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring of rhenium oxidation state in ReOx thin films during reactive HiPIMS deposition process and following annealing
块状三氧化二铼（ReO 3）具有异常高的电导率，并且是纳米尺寸的，具有有前途的催化性能。然而，由于难以稳定处于6+氧化态的ReO 3，纯ReO 3薄膜的生产是具有挑战性的。本文提出了一种在Ar/O2混合气氛中用反应高功率脉冲磁控溅射（r-HiPIMS）方法从金属靶上沉积ReOx（x = 1.6-2.9）薄膜的新方法。薄膜的沉积在气体维持自溅射制度，根据电流波形在r-HiPIMS过程中观察。研究了基片温度、氧氩流量比和250 °C空气中退火3 h对薄膜性能的影响。当在室温下沉积时，所沉积的膜具有X射线非晶结构（a-ReOx），而当在升高的温度（150或250 °C）下沉积时，具有纳米晶体\b{eta} -ReO 2相。在空气中退火时，非晶a-ReOx可以转化为晶格参数为3.75 μ m的晶态ReO 3。当使用升高的衬底温度时，膜的表面形态是致密的，没有可检测到的空隙。根据沉积参数的不同，在膜的表面上观察到不同比例的Re氧化态。所有样品都表现出约10-3 Ohmxcm的电阻率和薄金属膜的典型光学性质。
2022-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Effect of particle oxidation, size and material on deformation, bonding and deposition during cold spray: a peridynamic investigation
本研究采用近场动力学方法探究氧化层厚度、粒子尺寸及材料对冷喷涂过程中变形、结合与沉积的影响，揭示各因素作用规律，为冷喷涂工艺设计优化提供参考。
2024-08-15 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Effect of memory electrical switching in metal/vanadium oxide/silicon structures with VO2 films obtained by the sol-gel method
研究了用乙酰丙酮溶胶-凝胶法制备的二氧化钒薄膜在p型和n型硅衬底上的金属-VO 2-Si结构的开关和整流特性。这种开关效应是由于二氧化钒的超导体-金属相变（SMPT）引起的。观察到p-Si-VO 2异质结在正向偏压下开关阈值电压的漂移，并伴有记忆效应。为了解释这种效应，提出了一种模型，该模型表明存在与VO 2/Si界面处的沟道相关联的附加串联电阻，其中在VO 2沉积过程中形成SiOx层。这种电阻是负责阈值开关特性，和记忆效应，和氧离子电迁移过程中示出这种效果的基础。所观察到的现象，结合ReRAM和SMPT的影响，在氧化物电子学的潜在应用进行了讨论。
2020-01-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Vanadium sacrificial layers as a novel approach for the fabrication of freestanding Heusler Shape Memory Alloys
在这项研究中，我们报告了一种方法，用于制备独立的磁热薄膜。采用溅射沉积法制备了Ni-Mn-Sn、Ni-Co-Mn-Sn和Ni-Co-Mn-Al非化学计量比Heusler合金。在衬底和Heusler膜之间添加牺牲钒层。通过选择性湿化学蚀刻，可以去除钒层。指出了钒层结晶和Heusler薄膜外延生长的条件。独立和制备的薄膜的磁性和结构特性进行了详细比较。本研究的主要焦点是衬底约束对马氏体相变的影响。
2015-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Grain boundary ferromagnetism in vanadium-doped In$_2$O$_3$ thin films
室温铁磁性在In $_2$ O $_3 thin films doped with 5 at.% vanadium, prepared by pulsed laser deposition at substrate temperatures ranging from 300 to 600 $ \，^{ \circ }{ \rm C} $. X-ray absorption fine structure measurement indicated that vanadium was substitutionally dissolved in the In$ _2 $O$ _3$主晶格中观察到，从而排除了钒化合物第二相的存在。基于SQUID磁强计和磁性圆二色性的磁性测量证实了磁性在晶界处，也在晶粒中。整体磁化源于晶粒和晶界之间的竞争效应。
2013-08-29 cond-mat.mtrl-sci
The oxidation state at tunnel junction interfaces
我们证明，在通常的1 E-7毫米范围内的溅射室中的基础压力，X射线光电子能谱学显示，在Nb/Al/Pb隧道结和Nb/Al双层膜中的Nb/Al界面处的薄AlOx层的存在。这是由于Nb和Al底层的沉积之间经过的时间，甚至在短至100秒的时间。我们也给出了一些直接的证据上的铅电极的氧化的Nb电极表面。这种氧化可能发生在结的中间Al-AlOx层的针孔处，作为Nb/Al界面处的氧化态的结果。因此，我们建议，在磁性隧道结中，基底压力和层沉积之间的时间间隔都应该仔细控制。
2001-06-19 cond-mat.mtrl-sci
Novel single phase vanadium dioxide nanostructured films for methane sensing near room temperature
首次报道了新型二氧化钒（VO_2）纳米结构薄膜的甲烷（CH_4）气敏特性。采用脉冲直流磁控溅射V靶，然后在550 ° C氧气气氛中氧化的方法制备了单相纳米结构。通过控制氧分压，得到了具有金红石单斜对称性和棒状纳米结构的VO_2。这些纳米结构的膜在60-70 ° C的温度范围内表现出可逆的半导体到金属的转变。在25 ~ 200 ℃的温度范围内，对CH_4气体进行了气敏实验。这些实验表明，在半导体状态下，薄膜在低至50 ° C的温度下响应非常好。
2015-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature magnetism and controlled cation distribution in vanadium ferrite thin films
本研究通过脉冲激光沉积法在MgO衬底上首次成功制备出高质量外延Fe₂VO₄反尖晶石薄膜，证实其具有室温磁性，拓展了尖晶石钒氧化物薄膜体系。
2023-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Electrical characterization of gadolinium oxide deposited by high pressure sputtering with in situ plasma oxidation
本研究采用先溅射金属钆再原位等离子体氧化的两步高压溅射法制备Gd₂O₃薄膜，通过表征证实优化条件下可获得具有稳定介电性能、低漏流等优异特性的完全氧化薄膜。
2024-01-30 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Nanostructured BiVO4 Photoanodes Fabricated by Vanadium-infused Interaction for Efficient Solar Water Splitting
本文提出通过450°C下将钒离子嵌入Bi2O3薄膜制备连续单斜相纳米结构BiVO4光阳极，并结合Co-Pi助催化剂将光电流提升至2.9 mA/cm2，为高效太阳能水分解提供了简便制备路线。
2024-05-05 cond-mat.mtrl-sci
Signature of growth-deposition technique on the properties of PECVD and thermal SiO2
在这篇文章中，我们报告的PECVD沉积和热生长的二氧化硅（SiO2）薄膜的特性的过程引起的变化。我们发现关键的差异，孔隙率，纳米孔的排列，表面粗糙度，折射率和电阻率的二氧化硅薄膜由两种方法获得。虽然纳米多孔结构的出现是材料的固有性质并且独立于膜生长或沉积的过程，但是这些纳米孔在氧化物膜中的布置是依赖于过程的。纳米孔的独特排列是沉积/生长过程的特征。已经进行了形态分析，以证明通过热氧化或通过PECVD沉积生长的氧化物之间的差异。金属填充的纳米多孔氧化物的可调导电行为也被证明，这是有潜力的，在各种应用中作为导电氧化物。
2017-09-11 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
High-k gadolinium scandate on Si obtained by high pressure sputtering from metal targets and in-situ plasma oxidation
本研究采用金属靶高压溅射结合原位等离子体氧化法制备Gd2-xScxO3高k介质薄膜，经中等温度退火后介电常数达32且漏电流适中，同时验证了Ti栅界面清除的可行性，可为微电子高k介质材料制备提供新路径。
2024-01-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Oxidation Resistant Germanium Nanowires: Bulk Synthesis, Long Chain Alkanethiol Functionalization and Langmuir-Blodgett Assembly
采用化学气相沉积法在高比表面积的二氧化硅载体上制备了单分散的Ge纳米线。各种化学官能化方案进行了研究，使用烷硫醇和烷基格氏反应钝化的GeNW表面。通过X射线光电子能谱学阐明了不同烷基链长度的锗的功能化抗氧化的稳定性。在所有测试的方案中，发现长链烷硫醇（>=C12）在延长暴露于环境空气时赋予最稳定的GeNW抗氧化钝化。此外，化学官能化的抗氧化纳米线可溶于有机溶剂中，并且可以容易地组装成可能用于未来高性能电子器件的紧密堆积的Langmuir-Blodgett膜。
2005-07-09 cond-mat.mtrl-sci
Interplay among Work Function, electronic structure and stoichiometry in nanostructured vanadium oxides films
功函数是在涉及界面处的电荷交换机制的许多技术应用中最感兴趣的参数。因此，生产具有受控功函数的样品的可能性特别有趣，尽管具有挑战性。我们合成了纳米结构的钒氧化物薄膜，通过室温超音速簇束沉积方法，获得的样品具有可调的化学计量比和功函数（3.7-7 eV）。我们提出了一个调查的几个钒氧化物薄膜的电子结构作为氧含量的函数，通过原位俄歇，价带光电子能谱和功函数测量。实验探测了部分3d态密度，突出了影响3d占据的强V3 d-O2 p和V3 d-V4s杂化的存在。我们展示了控制样品的化学计量如何意味着对功函数的控制，并且可以利用纳米级量子限制来增加样品相对于体模拟物的功函数。一般来说，功函数、电子结构和化学计量之间的相互作用的知识对于将纳米结构氧化物与其目标应用相匹配是战略性的。
2020-01-14 cond-mat.mtrl-sci
Wafer-size VO2 film prepared by water-vapor oxidant
考虑到钒原子的多价性和VO2化合物的多种相结构，在圆片尺度上生长均匀的单斜VO2薄膜是一个挑战。在氧气中直接氧化金属钒薄膜是一种简单的方法，但由于制备窗口的限制，氧化参数非常敏感。在这里，我们提出了一个简单的水蒸气热氧化，以生产晶圆级的高品质的VO2薄膜。结果表明，采用水蒸气氧化剂，大大拓宽了VO2生长的温度窗口。此外，所获得的晶片尺寸的VO2膜显示出非常均匀的表面和急剧的电阻变化。计算了水蒸气与VO2薄膜的化学反应路线，发现水蒸气与VO2薄膜的化学反应路线有利于VO2薄膜的生长。结果表明，水蒸气不仅可以作为一种温和的氧化剂，而且在制备大尺寸VO2薄膜方面具有独特的优势。
2020-05-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.chem-ph
Enhanced Luminous Transmission and Solar Modulation in Thermochromic VO2 Aerogel-Like Films via Remote Plasma Deposition
本文提出一种基于远程等离子体辅助真空沉积和等离子体刻蚀的无溶剂方法，制备类气凝胶VO2薄膜，实现高于54%的透光率、18.8%的太阳光调制和35.5%的红外调制，为高性能智能窗涂层设计提供了可扩展且兼容掺杂的新途径。
2025-04-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Recent advance in phase transition of vanadium oxide based solar reflectors and the fabrication progress
二氧化钒（VO 2）作为一种相变材料，在金属态和绝缘体态之间的相变过程中控制着热量的传递。在高于68 ℃的温度下，金红石结构的VO 2将热量阻挡在外并增加红外辐射反射率，而在较低温度下，单斜结构的VO 2充当透明材料并增加透射辐射。在本文中，我们首先介绍了在高温和低温下的金属-绝缘体相变（MIT）。利用Ansys HFSS软件模拟了超材料反射器的超表面VO 2，分析了VO 2的金红石相和单斜相的发射率可调谐性。在下一节中，我们将回顾通过改变溅射气体的压力和衬底的温度在玻璃和硅衬底上沉积热致变色VO 2的最新进展。最后，我们在300 ℃以上的温度下，用V_2O_5靶材在不同的氧氩混合气氛下，在厚SiO_2衬底上原位溅射制备了VO_x薄膜，并对其进行了X射线衍射分析。近年来，基于热致变色VO 2的超材料结构开辟了被动节能光学太阳反射器的新途径。
2022-01-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Oxidation of In2S3 films to synthetize In2S3(1-x)O3x thin films as a buffer layer in solar cells
从先前的研究中已知In 2S 3（1-x）O3 x具有作为x的函数连续变化的带隙，这就是为什么这种固溶体在光化学领域中潜在地令人感兴趣的原因。在这项工作中，我们提出了在空气气氛中加热氧化的In 2S 3，以获得所需的材料的结果。氧化是伴随着质量损失，由于通过热重分析研究的装置由O原子取代的S。看来，发生氧化的温度区域强烈依赖于沉积膜的织构。通过化学浴沉积法沉积的生长态膜经受纳米氧化，所述纳米氧化发生在比以更好的结晶度和更大的微晶尺寸为特征的材料的氧化更低的温度下。利用X射线衍射和扫描电子显微镜（包括EDX）对薄膜的成分和织构进行了表征。该论文的主要结论为生产太阳能电池层的实际应用开辟了前景。
2014-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Growth of VO$_{2}$ by Periodic Annealing
本文报道了用反应分子束外延法在金红石型TiO $_{2}$（001）衬底上生长TiO 2-VO $_{2}$薄膜。该薄膜是通过非晶钒的循环沉积及其随后的氧化和转化为VO $_{2}$通过固相外延形成的。在厚度为2.3 nm的薄膜中观察到显著的金属-绝缘体转变，其中测得的电阻变化ΔR/R为25。低角度环形暗场扫描透射电子显微镜与电子能量损失谱一起用于研究膜/衬底界面，并揭示了钒是四价的，钛的相互扩散被限制在1.6 nm。
2014-01-27 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Substrate Roughness on Oxidation Resistance of an Aluminized Ni-Base Superalloy
在目前的工作中，它表明，表面处理方法上使用的两个镍基高温合金的化学气相沉积（CVD）的渗铝之前，是决定的最重要的因素之一，渗铝镍基高温合金的抗氧化性。结果发现，喷砂基体表面的镀铝涂层的抗氧化性产生负面影响。对于喷砂和镀铝IN 625，与IN 738相比，形成了更厚的外部NiAl涂层。相比之下，对于喷砂和镀铝IN 738，未发现对NiAl涂层厚度的影响。然而，观察到较厚的互扩散区（IDZ）。结果表明，喷砂表面的系统显示更差的抗氧化性在热冲击试验期间，即，更高的质量损失被观察到喷砂和镀铝合金，相比地面和镀铝合金。提出了一个可能的原因，这种效果的剩余氧化铝颗粒源于表面喷砂的扩散过程和应力分布在涂层/基板。
2020-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature ferromagnetism in monolayer WSe2 semiconductor via vanadium dopant
稀磁半导体包括Mn掺杂的GaAs在栅控自旋电子学中具有很大的应用前景，但其在室温下的长程铁磁有序居里转变至今仍存在争议。本文报道了用化学气相沉积法制备的V掺杂WSe_2半导体单层膜中具有长程序的室温铁磁畴。利用磁力显微镜在360 K下观察到铁磁有序结构，同时在0.1%V掺杂浓度下保持~105的高开/关电流比。通过高分辨率扫描透射电子显微镜观察，V-取代到W位点保持5 nm的V-V分离距离而没有V-V聚集，这意味着Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida相互作用（或Zener模型）通过在V掺杂的WSe 2单层中通过自由空穴载流子建立长程铁磁有序的可能性。更重要的是，铁磁顺序明显调制通过应用背栅。我们的研究结果打开了新的机会，使用二维过渡金属dichalcogenides为未来的自旋电子学。
2020-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Three-terminal field effect devices utilizing thin film vanadium oxide as the channel layer
氧化物半导体中金属-绝缘体转变（MIT）的静电控制可能会影响新兴的氧化物电子学领域。二氧化钒是特别感兴趣的，因为MIT发生在室温附近，并且被认为表现出莫特转变。本文详细介绍了以薄膜VO 2为沟道层的三端场效应晶体管器件的实验研究。栅极通过绝缘栅极氧化层与沟道分离，从而能够真正探测场效应，而直接从电极流出的大漏电流的干扰最小或没有干扰。的器件的多个组件的制造，包括栅极氧化物的沉积，对VO 2膜特性的影响进行了讨论。进一步讨论了栅压对器件响应的影响，指出了一些不寻常的特性，包括时间依赖性。一个可逆的单极调制后的栅极电压的沟道电阻首次在优化设计的设备。在这项工作中提出的结果是相关的解释栅极电压响应在这样的氧化物，以及解决在推进氧化物半导体的栅极叠层处理的挑战。
2010-06-22 cond-mat.mtrl-sci
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
Epitaxial RuO$_2$ and IrO$_2$ films by pulsed laser deposition on TiO$_2$(110)
本研究系统探究脉冲激光沉积制备TiO$_2$(110)衬底上外延RuO$_2$和IrO$_2$薄膜的工艺，明确生长挑战与最优参数，揭示不同沉积速率下的生长模式，获得高结晶度平坦化学计量比薄膜。
2024-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Single-source, solvent-free, room temperature deposition of black $γ$-CsSnI$_3$ films
在室温下CsSnI 3中存在与光学活性多晶型物（黑色$γ$相）竞争的非光学活性多晶型物（黄色相）以及Sn对氧化的敏感性，代表了在光电子器件中开发CsSnI 3的两个最大障碍。本文报道了室温单源真空沉积法制备光滑黑色$γ$ -CsSnI_3薄膜。这已经通过由CsI和SnI 2粉末的完全无溶剂混合和等静压制制造固体靶来完成。通过在室温下对任意衬底上的固体靶进行控制激光烧蚀，得到了具有最佳光学性能的CsSnI 3薄膜。薄膜的带隙为1.32 eV，尖锐的吸收边和近红外光致发光发射。薄膜的这些性质和X射线衍射证实了正交（B- $γ$）钙钛矿相的形成。通过原位施加Al 2 O $_3$覆盖层来确保该相的热稳定性。这项工作证明了脉冲激光沉积作为卤化物钙钛矿的挥发性不敏感的单源生长技术的潜力，并代表了无机无铅卤化物钙钛矿的发展和未来可扩展性的关键一步。
2020-04-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Effect of Functional Group on Electrical Switching Behaviour of an Imidazole Derivative in Langmuir-Blodgett Film
在这里，我们报告的设计和合成的咪唑衍生物，即1-苄基-2，4，5-三芳基咪唑和它的开关行为组装到LB膜。用表面压-分子面积等温线、滞后分析和原位布儒斯特角显微镜研究了咪唑在空气-水界面上的单分子膜特性。这些研究表明，在水亚相中形成稳定的浮动朗缪尔膜。原子力显微镜的研究证实了成功的沉积到固体基底上的朗缪尔膜。由60层咪唑LB膜组成的器件表现出电阻双极开关行为，与第一次施加的偏置电压极性无关。观察到的双极开关已被解释的还原氧化过程。由于咪唑核中存在强可还原的C基团双键N，在偏压下容易发生还原氧化过程。在2的循环伏安法测量中存在尖锐的还原峰和氧化峰也支持该假设。苄基与咪唑核的存在下，在还原氧化过程中发挥了至关重要的规则，因此切换行为。当苄基被H取代时，没有观察到双极开关。在这种情况下，可氧化基团NH在偏压期间反对还原过程。这种类型的双极开关在有机电子学的未来技术应用中是非常有前途的。
2019-07-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Growth of ultra thin vanadium dioxide thin films using magnetron sputtering
在这项工作中，超薄VO $_2$薄膜上的工艺相关的非晶SiO $_2$表面上使用反应直流磁控溅射的结果。结果表明，在低氧分压下的沉积后退火是稳定SiO $_2$表面上的VO $_2$（M $_{1}$）相的有效方法。厚度为42 nm的VO $_2$薄膜具有连续的微结构，当温度高于72 $^{o}C$时，薄膜的电阻率变化超过200倍。该膜在加热和冷却时显示出金属-绝缘体转变温度的滞后，宽度约为8 $^o$ C。发现低温半导体相的电阻率是热激活的，激活能为0.16 $\pm$ 0.03 $ev$。X射线衍射应力测量表明，超薄VO $_2$膜具有2.0 $\pm$ ± 0.2 $GPa$的大拉伸应力。该值与计算出的VO $_2$薄膜和硅衬底之间的热膨胀差引起的热应力吻合得很好。应力导致金属-绝缘体转变温度偏移约4 $^{o}C$。
2016-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Harnessing Multifractality to Enhance Thermal Stability in Mixed-Phase Vanadium Oxide Thin Films
本研究通过多标度性分析发现，氧化钒薄膜的热稳定性与表面形态复杂性和热滞后相结合，揭示了多标度性强度作为预测电子稳定性的关键指标。
2025-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport behavior and electronic structure of phase pure VO2 thin films grown on c-plane sapphire under different O2 partial pressure
在不同氧分压下，在c面Al_2 O_3衬底上生长了高织构相纯VO_2薄膜。X射线吸收和光电子能谱证实了钒离子的相同价态，尽管在沉积过程中的氧分压不同。随着O2流量的增加，单斜VO 2的[010]晶格参数减小，并且同时观察到金属-半导体转变（MST）和输运行为的独特变化，尽管这些样品中钒的价态相同。我们讨论了氧分压对VO 2单斜结构和电子结构的影响，从而对MST的影响。
2013-07-22 cond-mat.mtrl-sci
The influence of residual oxidizing impurities on the synthesis of graphene by atmospheric pressure chemical vapor deposition
采用常压化学气相沉积法，在无抽气装置的条件下，在铜衬底上生长石墨烯。重点放在石墨烯合成和冷却过程中氢气存在的必要性。在生长步骤期间不存在氢或以缓慢速率冷却的情况下，在铜催化剂上获得主要由氧化碳和无定形碳组成的弱碳覆盖。氧化源于反应器气氛中不可避免地出现的残留氧化杂质。只有在生长步骤期间允许氢气进入时，才能在无真空炉内生长具有可观覆盖率的石墨烯。在形成之后，一旦通过快速冷却或氢气流将暴露在高温下的时间最小化，则保护其免受残余氧化污染物的破坏性影响。在这些条件下，实现了具有高结构质量的微米级六边形石墨烯畴。
2013-06-15 cond-mat.mtrl-sci
Atomic-Scale Mechanisms of SiO$_2$ Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition Revealed by Molecular Dynamics with a Machine-Learning Interatomic Potential
Seoul National University（首尔大学）；Samsung Display Company Ltd.（三星显示有限公司）；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等科学研究院）；Incheon National University（仁川国立大学）
本文通过分子动力学模拟揭示了SiO₂ PECVD的原子尺度机制，探讨了氧化剂与硅烷比例对薄膜生长的影响，并展示了等离子体物种对表面粗糙度的调控作用。
2026-03-12 cond-mat.mtrl-sci
Atomic-Scale Origins of Oxidation Resistance in Amorphous Boron Nitride
本研究结合机器学习分子动力学模拟和角分辨X射线光电子能谱，揭示了非晶氮化硼的抗氧化性由其原子尺度形貌决定，致密有序结构能有效抗表面氧化，为纳米电子应用中介电阻挡层的工程化提供了框架。
2025-10-11 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Tuning up or down the critical thickness in LaAlO3/SrTiO3 through in situ deposition of metal overlayers
在LaAlO 3和SrTiO 3之间的界面处形成的准二维电子系统（q2 DES）引起了氧化物电子学界的广泛关注。其标志性特征之一是存在临界LaAlO 3厚度为4个晶胞（uc）的界面电导率出现。在本文中，化学，电子和输运性质的LaAlO 3/SrTiO 3样品覆盖不同的金属生长在一个系统相结合的脉冲激光沉积，溅射，原位X射线光电子能谱的研究。结果表明，对于具有低功函数的金属，在LaAlO 3的1-2 μ c处形成q2 DES，并且伴随着金属的部分氧化，这一现象影响q2 DES的性质并触发缺陷的形成。相反，对于贵金属，临界厚度增加到4 μ c以上。结果进行了讨论的混合机制，结合静电和化学效应。
2017-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Fabrication of Hollow AlAu2 Nanoparticles by Solid State Dewetting and Oxidation of Al on Sapphire Substrate
Al-Au二元扩散偶是在相互扩散过程中表现出Kirkendall空洞的系统的一个典型例子。我们证明，这种效果，这是一个主要的原因，在微电子引线键合失败，可用于生产中空AlAu 2纳米粒子附着到蓝宝石衬底。为此，我们通过对沉积在蓝宝石衬底上的Al薄膜进行固态去湿处理，然后在去湿样品的顶部沉积薄Au层来制备核-壳Al-Au纳米颗粒。在空气中退火的核-壳纳米粒子导致从颗粒中的Al的外扩散，孔的形成，和在颗粒中的AlAu 2金属间化合物相的生长。我们证明了中空化的驱动力是Au-蓝宝石界面处Al原子的氧化反应，导致界面处新形成的氧化铝的同质外延生长。我们建立了由氧在金薄膜中的扩散控制的中空化动力学模型，并估算了氧在固体金中的溶解度。我们的工作表明，核壳纳米粒子附着在基板上可以空心的薄膜空间上的粒子分离的Kirkendall效应。
2018-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Partial oxidation of Step-Bound Water Leads to Anomalous pH Effects on Metal Electrode Step-Edges
设计用于燃料电池和电解槽等应用的更好的多相催化剂需要从机理上理解电催化反应及其活性对操作条件（如pH）的依赖性。迄今为止，对铂表面电化学性质的意外pH依赖性的令人满意的解释仍然难以捉摸，先前的解释诉诸于多种物质的复杂共吸附，并导致有限的预测能力。这种知识差距表明，这些催化剂的基本性质尚未被理解，限制了系统的改进。在这里，我们使用密度泛函理论（DFT）分析吸附时的电荷和自由能的变化，以建立水吸附在铂阶边缘在很宽的电压范围内，包括双层区域，吸附时约0.2个电子的损失。我们将展示如何解释这种尚未报道的净表面电荷的变化，由于这种水的异常pH值的变化的氢欠电位沉积（Hupd）和零总电荷（PZTC）在已发表的实验数据中观察到的电位。水的这种部分氧化不限于铂金属台阶边缘，并且我们报道了水在常用催化金属（包括铜、银、铱和钯）的金属台阶边缘上的电荷，说明水的这种部分氧化广泛地影响金属电极的反应性。
2016-06-02 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Thermal and Oxidation Stability of Ti$_x$W$_{1-x}$ Diffusion Barriers Investigated by Soft and Hard X-ray Photoelectron Spectroscopy
钛钨二元合金（TiW）是高功率半导体器件中的既定扩散阻挡层，因为其能够抑制铜从金属化方案扩散到周围的硅亚结构中。然而，很少有人知道钛钨的高温事件或其行为时，暴露在空气中的反应。在这里，结合软，硬X射线光电子能谱学（XPS）表征方法被用来研究后沉积退火和钛浓度对300 nm厚的TiW膜的氧化行为的影响。两种XPS技术的组合允许跨TiW层的表面和本体的化学状态和元素组成的评估。研究结果表明，在高温退火，钛偏析的混合金属系统和向上迁移，积累在TiW/空气界面。钛在相对短的退火时间尺度下显示出显著快速的扩散，并且钛表面富集的程度通过较长的退火时间段或通过增加前体钛浓度而增加。由于钛的强吸杂能力，表面钛富集增强了合金表面和本体的氧化程度。软X射线光电子能谱的定量突出了三种钨氧化环境的形成，归因于WO $_2$、WO $_3$和与钛环境配位的WO $_3$氧化物。这种组合表征方法从两个深度角度提供了对TiW合金的热稳定性和氧化稳定性的有价值的见解，有助于未来器件技术的发展。
2021-02-19 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Combined AES/Factor Analysis and RBS Investigation of a Thermally Treated Pt/Ti Metallisation on SiO2
Pt/Ti金属化双层膜用作铁电薄膜的底电极。在铁电膜的沉积期间，这些电极暴露于升高的温度，导致Pt/Ti底部电极的改性。通过对AES深度剖面数据的因子分析和RBS，研究了Ti粘附层的扩散和氧化。因子分析提取的化学信息，从测得的AES光谱，并获得半定量的深度配置文件确定的材料化合物。RBS用于获得元素的定量深度分布。通过这两种方法的结合，扩散和氧化过程被观察到，并可以精确地描述。
2015-02-11 cond-mat.mtrl-sci
Bilayer Vanadium Dioxide Thin Film with Elevated Transition Temperatures and High Resistance Switching
本研究通过两步大气氧化法制备双层VO$_{2-x}$/VO$_2$薄膜，实现约97°C的高相变温度和约3.6个数量级的电阻开关比，为VO$_2$器件制备和相变研究提供新途径。
2023-12-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Suppression of Magnetic Phase Separation in Epitaxial SrCoOx Films
采用脉冲激光沉积和独特的快速淬火方法，我们已经在SiTiO 3衬底上制备了SrCoOx外延薄膜。随着电化学氧化将氧含量从x = 2.75增加到3.0，膜倾向于有利于在同系SrCoO（3-n/8）（n = 0，1，2）的体样品中看到的离散磁相。与体样品不同，200 nm厚的膜在整个氧化循环中保持单相。300 nm的薄膜在脱氧过程中可以同时显示两个相。这些结果归因于有限厚度效应，并意味着形成大于约300 nm的有序区域。
2013-03-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
X-ray photoemission study of CoFeB/MgO thin film bi-layers
我们目前的结果从X射线光电子能谱（XPS）研究的CoFeB/MgO双层，我们观察到的过程依赖的形成B，Fe和Co氧化物的CoFeB/MgO界面由于氧化的CoFeB在MgO沉积过程中。真空退火减少了Co和Fe氧化物，但进一步将B结合到MgO中，形成复合MgBxOy层。在CoFeB和MgO之间插入Mg层引入氧汇，从而提供对阻挡层中的B含量的增加的控制。
2007-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of Single Phase Hg-1223 High Tc Superconducting Films With Multistep Electrolytic Process
本文报道了用多步电解法制备高Tc单相HgBa_2Ca_2Cu_3 O_（8+）（Hg-1223）超导薄膜的工艺。该过程包括：i）BaCaCu前体合金的沉积，ii）BaCaCu膜的氧化，iii）Hg在前体BaCaCuO膜中的电解插层和iv）Hg插层的BaCaCuO膜的电化学氧化和退火以转化成Hg 1Ba 2Ca 2Cu 3 O 8+（Hg-1223）。采用热重分析（TGA）、差热分析（DTA）、X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对薄膜进行了表征。汞在BaCaCuO前驱体中的电解插层被证明是一种新的替代高温高压汞化过程。薄膜为单相Hg-1223，Tc = 121.5 K，Jc = 4.3 × 104 A/cm 2。
2003-05-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
A low-temperature synthesis of strongly thermochromic W and Sr co-doped VO2 films with a low transition temperature
本研究通过反应性高功率脉冲磁控溅射在低温下制备W和Sr共掺杂VO2薄膜，实现低相变温度和高可见光透射率，为智能窗应用提供可行方案。
2024-11-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Growth and electronic and magnetic structure of iron oxide films on Pt(111)
通过铁的反应沉积或金属铁单层的氧化，在Pt（111）单晶上生长超薄（111）取向的极性铁氧化物薄膜。这些薄膜，其特征在于使用低能电子衍射，扫描隧道显微镜和转换电子穆斯堡尔谱。Fe的反应性沉积导致Fe3O4的岛状生长，其中块体材料的电子和磁性被调制的超顺磁性尺寸效应的厚度小于2 nm，揭示特定的表面和界面特征。相比之下，氧化物薄膜与FeO的化学计量，这可以稳定的厚度为4纳米，在特殊的制备条件下，具有电子和磁性，是非常不同的，从他们的本体对应物，wüstite。不寻常的长程磁序出现在室温下的厚度为3至10个单层，其外观需要从岩盐结构严重的结构修改。
2011-11-30 cond-mat.mtrl-sci
