Strange effect of disorder on electron transport through a thin film
通过一种杂质浓度随离表面距离变化的薄膜，研究了电子输运的一种新特性。该膜附着在两个金属电极上，用简单的紧束缚模型描述，并通过Newns-Anderson化学吸附理论处理其与电极的耦合。非常有趣的是，它是观察到的，在强无序制度的电流通过的膜的振幅增加与无序强度的增加，而它在弱无序制度减少。这种反常行为与传统的无序系统完全相反。我们的研究结果还预测，电子输运显着影响的有限尺寸的薄膜。
2009-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantitative analysis of atomic disorders in full-Heusler Co2FeSi alloy thin films using x-ray diffraction with Co-Ka and Cu-Ka sources
作者发展了一种新的全Heusler合金原子无序结构的分析技术，用Co-Ka和Cu-Ka源进行X射线衍射（XRD）。所开发的技术可以定量评估所有的原子之间的交换X，Y和Z原子的全Heusler X2 YZ合金的无序。特别是，该技术可以处理普通Cu-Ka XRD无法分析的DO 3无序。通过将该技术应用于快速热退火（RTA）形成的全Heusler Co2 FeSi合金薄膜，揭示了原子无序的RTA-温度（TA）依赖性。对于在TA = 800 ℃下形成的膜，Co、Fe和Si原子在其原始位置上的位置占有率分别为98%、90%和93%，表明RTA形成的Co2 FeSi膜具有具有极高有序度的L21结构。
2010-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Superconductivity suppression in disordered films: Interplay of two-dimensional diffusion and three-dimensional ballistics
均匀无序超导薄膜中临界温度的降低是无序诱导库仑排斥增强的结果。我们证明，对于大多数的薄膜研究，现在这种效果不能完全解释在二维扩散性质的电子运动的假设。对$T_c$抑制的主要贡献来自于对电子-电子相互作用常数的校正，该校正来自费米波长量级的小尺度，其导致临界温度偏移$δT_c/T_{c0} \sim - 1/k_Fl$，其中$k_F$是费米动量，$l$是平均自由程。这种效应是由接近三维安德森局域化阈值引起的，并且由参数$k_F l$而不是膜的薄层电阻控制。
2020-09-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Order-Disorder Behavior at Thin Film Oxide Interfaces
有序-无序过程从根本上决定了许多重要的氧化物系统的结构和性质，用于能源和计算应用。虽然这些过程已经在体材料中得到了深入的研究，但对于高度非平衡条件下的纳米结构氧化物，它们的研究和理解较少。这些系统现在可以通过一系列沉积技术实现，并以特殊的空间和化学分辨率进行探测，从而更加关注界面动力学。在这里，我们调查的选择最近的研究有序无序行为在薄膜氧化物界面，特别强调在极端的辐射环境中出现的顺序在合成和无序。我们总结了主要趋势，并确定了未来的研究方向，在这个不断增长的研究领域。
2020-07-29 cond-mat.mtrl-sci
Current-driven skyrmion dynamics in disordered films
本文对无序非均匀磁化薄膜中磁skyrmions的电流驱动动力学进行了理论研究。模拟的无序作为一个粒状结构，其中的局部各向异性随机变化，从晶粒到晶粒。skyrmion速度计算不同的无序参数和合奏。对于由于面内电流和自旋霍尔效应引起的自旋扭矩，可以看到类似的行为，其中可以在低电流下识别钉扎机制，在较高电流下向无无序情况过渡，类似于无序膜中的畴壁运动。此外，还发现了与电流相关的Skyrmion霍尔效应和纤芯半径的涨落，这是由于与钉扎势的相互作用引起的。
2017-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct observation of electronic inhomogeneities induced by point defect disorder in manganite films
研究了点缺陷无序对锰氧化物薄膜电子性质的影响。通过导电原子力显微镜（CAFM）进行离子辐照样品电导率的实时映射。CAFM图像显示，由于点缺陷分布的空间波动，具有不同物理性质的样品中的电子不均匀性。随着无序度的增加，导电区域之间的距离增加，金属-绝缘体转变向较低温度转移。这些系统中的输运性质可以用简化模型来解释。样品的饱和磁化强度随辐照剂量的增加而降低，而居里温度保持不变。
2009-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Mesoscopic theory of defect ordering-disordering transitions in thin oxide films
功能材料中移动缺陷的有序化可以产生具有铁性和多铁性功能的新相。在这里，我们开发的朗道理论应变诱导有序的缺陷（如氧空位）在薄氧化膜，考虑到可能的不稳定性的顺序和波长。使用推导出的各种缺陷有序状态的能量的解析表达式，我们计算和分析了相图依赖于膜-衬底失配应变，缺陷的浓度，和Vegard系数。所获得的结果打开的可能性，以创建和控制有序缺陷的超结构在薄氧化物膜中选择适当的基板和缺陷浓度。
2020-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Tunable electronic structure and stoichiometry dependent disorder in Nanostructured VO$_x$ films
我们提出并讨论了一种新颖的方法来合成无序纳米结构（NS）VO $_x$薄膜与控制化学计量和可调的电子结构。在这些NS薄膜中，原始的晶格对称性的大块钒氧化物被打破，原子排列在一个高度无序的结构。作为氧浓度的函数的化学计量依赖的障碍已被其特征在于通过原位X射线吸收近边结构（XANES）光谱识别的光谱指纹。结果表明，结构重排偏离八面体对称性与不同的共存无序相。基于所得到的化学计量比和NS粒子中的量子限制，NS膜的电子结构的调制也被讨论。我们证明了调制VO $_x$ NS膜的电子结构的可能性，该膜以受控的化学计量访问新的无序原子配置，提供了一个非凡的机会来匹配大量的技术应用。
2020-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Resistance Anomaly in Disordered Superconducting Films
我们报告的电阻异常无序超导薄膜中含有阵列的不规则分布的纳米级孔。在高驱动电流下，峰值出现在电阻作为温度的函数，峰值高达2%以上的经典正常状态电阻。我们将所观察到的电阻异常归因于耗散引起的粒度，这增强了准粒子态密度的涨落引起的减少的贡献。无序超导薄膜的颗粒特征源于局部耗散和/或传热的变化引起的温度分布的不均匀性。
2007-01-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Role of microstructure and structural disorder on tribological properties of polycrystalline diamond films
采用热灯丝化学气相沉积法在硅衬底上制备了具有从微晶到纳米晶结构的系统性变化的多晶金刚石薄膜。利用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、原子力显微镜（AFM）、X射线衍射仪（XRD）和拉曼光谱仪（Raman）对金刚石薄膜的形貌和结构进行了分析。金刚石薄膜的平均粗糙度和晶粒尺寸随甲烷与氢气的比例从0.5%增加到3%而减小。此外，在这些金刚石薄膜中的结构无序增加，从拉曼光谱证明晶粒尺寸的减小。摩擦系数（CoF）被发现是非常低的所有的电影。然而，发现平均CoF随着晶粒尺寸从约1微米减小到约20 nm而从0.011 +/-0.005增加到0.03 +/-0.015。通过FESEM、AFM纳米级摩擦和Raman光谱对磨损痕迹进行分析后发现，微晶金刚石发生了剪切诱导非晶化，磨损率可以忽略不计，而纳米金刚石薄膜发生了剪切诱导塑性形变，没有发生非晶化。一个全面的机制，观察到的CoF的微观结构，结构紊乱和剪切引起的摩擦化学反应在滑动界面的框架进行了讨论。
2019-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Disorder-Induced Suppression of Antiferromagnetic Magnon Transport in Cr2O3
本研究利用自旋塞贝克效应测量Cr2O3的自旋翻转转变，发现厚度超过3纳米时，结构缺陷引起的自旋无序完全抑制反铁磁磁振子输运，凸显无序的关键作用。
2025-05-26 cond-mat.mtrl-sci
Conductivity crossover in nano-crystalline diamond films: Realization of a disordered superlattice-like structure
我们提出了一批不同氮浓度的纳米金刚石薄膜的电输运特性，并解释了半导体异质结构的无序准超晶格模型的导电机制。合成的热灯丝化学气相沉积技术，在薄膜中的结构无序的程度，从拉曼光谱证实，被发现是可控的，导致在过渡的导电机制从本地化和激活的金属导电制度。因此，通过在低温下的高场磁阻测量，我们牢固地建立了从跳跃到3D弱局部化的电导率交叉。长的电子退相时间和其弱的温度依赖性表明金刚石基高速器件应用的可能性。
2012-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The effect of chemical disorder on the magnetic anisotropy of strained Fe-Co films
应变Fe-Co薄膜具有很强的磁晶各向异性，因此在磁存储材料方面具有潜在的应用前景。在这里，我们通过密度泛函（DF）计算表明，化学顺序可以显着提高MCA。我们还研究了弛豫垂直于所施加的应变的效果，并评估作为Co浓度和衬底晶格参数的函数的应变能。在此基础上，提出了制备大垂直各向异性薄膜的有利途径。
2011-03-28 cond-mat.mtrl-sci
Superconductivity behavior in epitaxial TiN films points at surface magnetic disorder
我们分析的正常和超导的外延TiN薄膜，其特征在于高的Ioffe-Regel参数值的电子性质的演变，作为膜厚度的函数。随着膜厚度的减小，我们观察到的剩余电阻率，这成为占主导地位的扩散表面散射$d\leq20\,$ nm的增加。与此同时，观察到超导临界温度的显著厚度依赖性降低与体TiN值相比。在这种高质量的材料薄膜中，这种效应可以通过存在于表面层中的弱磁无序来解释，其特征磁缺陷密度为$\sim10^{12}\,\mathrm{cm}^{-2}$。我们的研究结果表明，表面磁无序一般存在于氧化TiN薄膜。
2019-11-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Influence of structural disorder on low-temperature behavior of penetration depth in electron-doped high-T_C thin films
为了探讨结构无序对电子掺杂高T_C超导体磁穿透深度低温行为的影响，对高质量的Pr_{1.85} Ce_{0.15} CuO_4（PCCO）和Sm_{1.85} Ce_{0.15} CuO_4（SCCO）薄膜进行了比较研究。所获得的结果证实了d-波配对机制，在这两个样品中，在最低温度下的杂质散射（这是更明显的不均匀SCCO膜），大大修改。提取的杂质散射率的值与我们的样品的质量有关，并且发现在具有较低T_C的不均匀膜中要高得多。
2007-01-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Monte Carlo Simulation of Carrier Diffusion in Organic Thin Films with Morphological Inhomogeneity
采用蒙特卡罗模拟研究了有机薄膜中形貌不均匀性对载流子扩散的影响。在模拟中考虑了形态的不均匀性，将低能无序区域并入高能无序的主晶格中，从而降低了系统的整体高能无序。对于均匀的薄膜，载流子扩散被发现减少后，减少充满活力的障碍。与此相反，在不均匀的膜的情况下，载流子扩散增强后，减少整体充满活力的障碍，达到最佳值，超过该值，载流子扩散减少。通过我们的模拟，我们观察到，在不均匀的情况下，载流子扩散的行为是由于依赖于形态的载流子扩散，除了热和非热场辅助扩散机制。载流子扩散的这种形态依赖性是由于具有不同跳跃率的载流子分组的产生而产生的，这是在非均匀系统的较不无序区域中产生的载流子的缓慢弛豫效应之后。我们的模拟形态依赖的载流子扩散及其对基本扩散过程的影响提供了更深入的了解有机薄膜中的电荷输运机制。
2013-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Fe-vacancy disorder-order transition in FeSe thin films
已经报道了各种Fe空位顺序在四重Fe 1-xSe单晶和纳米线/纳米片中，这类似于在碱金属插层的Al-xFe 2-ySe 2超导体中发现的那些。利用角分辨光电子能谱原位研究了分子束外延FeSe多层薄膜中的Fe空位无序相和有序相。低温退火后的FeSe薄膜为铁空位无序相，且为电子掺杂。进一步的长时间低温退火可以使Fe空位无序相转变为有序相，发现有序相是具有（root 5）x（root 5）超结构的半导体/绝缘体，高温退火可以使无序相转变为有序相。结果表明，真空退火可以简单地调节FeSe薄膜的无序-有序转变，（root 5）x（root 5）Fe空位有序相更可能是FeSe的母相.
2015-11-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin polarization and magnetotransport properties of systematically disordered $\mathrm{Fe}_{60}\mathrm{Al}_{40}$ thin films
研究了Ne $^{+}$离子辐照下，不同反位无序度下$B2$有序Fe、$_{60}$、Al、$_{40}$薄膜的自旋极化、自发霍尔角、饱和磁化强度和居里温度的变化.自旋极化随离子注量单调增加。用2 $\cdot$ 10 $^{16}$ ions/cm $^2$在30 keV下辐照40 nm厚的薄膜，获得了46%的相对高的极化率和3.1%的SHA。一个有趣的分歧的磁化强度和SHA的趋势观察低无序浓度。离子辐照Fe $_{60}$ Al $_{40}$的高自旋极化率和宽的可调谐范围使其在自旋电子器件中具有很好的应用前景。
2021-04-30 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Absence of Metallic Behavior in Epitaxial NiCo2O4 Thin Films: Role of Microstructural Disorder
尽管电阻率低（~ 1 mohm cm），但在反尖晶石型NiCo 2 O 4中，除了在某些外延薄膜中，通常没有观察到金属电输运。以前的研究强调的效果价混合和尖晶石转化的NiCo 2 O 4薄膜的导电性。本文通过比较在MgAl_2 O_4（111）和Al_2 O_3（0001）衬底上生长的NiCo_2 O_4外延薄膜，研究了微结构的影响。虽然NiCo 2 O 4/MgAl 2 O 4和NiCo 2 O 4/Al 2 O3的最佳生长条件和磁性能相似，但它们分别表现出金属和半导体电输运。尽管类似的温度和磁场的磁化强度的依赖性，NiCo 2 O 4/Al 2 O3在低温下表现出更大的磁阻。生长后退火降低了NiCo_2O_4/Al_2O_3的电阻率，但退火后的薄膜仍然是半导体。结构相关长度和电阻率之间的相关性表明，微观结构的障碍，产生的NiCo 2 O 4和Al 2 O3晶体结构之间的戏剧性的失配，可能是没有在NiCo 2 O 4的金属电输运的起源。这些结果揭示了微观结构的无序作为另一个关键因素，在控制电输运的NiCo 2 O 4，具有潜在的大的磁电阻自旋电子学应用。
2019-04-28 cond-mat.mtrl-sci
Nucleation of interfacial shear cracks in thin films on disordered substrates
我们制定了一个理论模型的剪切破坏的薄膜栓到刚性基板。膜与基底之间的界面被建模为具有随机波动的剪切强度/断裂能的内聚层。我们表明，在尺度大的膜厚度相比，内部剪切应力作用在界面上可以近似为二阶梯度的剪切位移跨界面。该模型被用来研究一维剪切裂纹，我们评估的应力依赖的临界裂纹的成核概率。这是用来确定界面的剪切强度作为膜的几何形状和界面的统计特性的函数。
2008-11-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Ferrimagnetism and disorder in epitaxial Mn(2-x)Co(x)VAl thin films
四元全Heusler化合物Mn（2-x）Co（x）VAl（x = 1）被预测为半金属反铁磁体。四元化合物的薄膜，其中x = 0.采用直流和射频磁控共溅射法在加热的MgO（001）衬底上制备了2.磁结构的X-射线磁性圆二色性和化学无序进行了研究，其特征在于通过X-射线衍射。Mn_2VAl（x = 0）中观察到V与Mn的铁磁耦合。当x = 0.5时，我们还发现V和Co反平行于Mn的亚铁磁有序。利用相干势近似下的能带结构计算，对观测到的约化磁矩进行了解释。Mn 2 VAl对涉及Mn的无序非常敏感，因为最近邻Mn原子反铁磁耦合。Co_2VA_1具有B_2有序性，具有降低的磁化强度。在x >= 0.9的情况下，观察到常规的铁磁性，这与这些化合物中的原子无序密切相关。
2011-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Electrical conductivity in extremely disordered molybdenum oxynitrides thin films
本文报道了在室温下用反应溅射法在Si（100）衬底上生长的氧氮化钼薄膜的化学成分对薄膜电学性质的影响。Ar的分压固定在90%，剩余的10%用混合物N $_2$：O $_2$（从纯N $_2$到纯O $_2$变化）调节。薄膜的晶体结构、电子结构和电输运特性取决于薄膜的化学组成。使用2%以上的氧混合物生长的薄膜具有γ-Mo $_2$ N相并显示超导性。随着氧含量的增加，超导临界温度T $_c$从~ 6.8 K降低到3.0 K以下。另一方面，使用富氧混合物生长的膜超过2%，大多是无定形的。电输运在低温下表现出变程跳变导电的类似超导体的行为。光学性质的分析表明，样品没有确定的半导体带隙，这可能与样品的高度结构无序和宽能量范围内的电子激发有关
2019-06-20 cond-mat.mtrl-sci
Charge Carrier Transport in Iron Pyrite Thin Films: Disorder Induced Variable Range Hopping
研究了黄铁矿（FeS2）薄膜中p型导电的起源和低载流子迁移率的机理。对三种不同方法制备的多晶和纳米结构薄膜进行了温度依赖的电阻率测量。膜具有高空穴密度和低迁移率，与用于其制备的方法无关。的电荷传输机制被确定为最近邻跳跃（NNH）在近室温下与莫特型可变范围跳跃（VRH）的空穴通过本地化状态发生在较低的温度。密度泛函理论（DFT）预测，硫空位诱导的局域缺陷态将位于带隙内，而电荷保持在缺陷周围。结果表明，黄铁矿薄膜中的电子性质，包括跳跃输运，与硫空位缺陷有关。研究结果为黄铁矿薄膜的电子性质及其对电荷输运的影响提供了新的认识
2021-06-20 cond-mat.mtrl-sci
Topological Phase Transitions Induced by Disorder in Magnetically Doped (Bi, Sb)$_2$Te$_3$ Thin Films
利用大尺度输运模拟方法研究了磁掺杂（Bi，Sb）$_2$ Te $_3$薄膜中无序诱导的拓扑相变.在未掺杂和清洁的情况下，富相图除了与无序强度有关外，还与磁交换场、费米能级和初始拓扑状态密切相关。在非零交换场的初始平凡系统中，改变无序强度可以诱导从正常绝缘态到量子反常Hall态，然后是自旋-陈氏绝缘态，最后是安德森绝缘态的一系列跃迁。而对于最初具有拓扑结构的系统，可以诱导出类似的序列，但只能从量子反常霍尔态开始。通过改变费米能级，我们发现了一个类似的丰富的相图，包括从量子反常霍尔到自旋-陈绝缘态的跃迁，通过一个表现为量子反常霍尔和金属态的混合物的状态，类似于最近的实验报告。
2020-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evidence of the disorder-independent electron-phonon scattering time in thin NbN films
本文报道了在单光子探测器中常用的超导NbN薄膜中无序对电子参数和非弹性散射机制的影响的实验研究。在所研究的2.5 nm厚的NbN薄膜中，Ioffe-Regel参数从6.3增加到1.6，无序度的增加伴随着临界温度$T_c$从11.5 K降低到3.4 K。通过测量从$T_c$到$\sim3T_c$范围内的磁导，我们提取了电子的非弹性散射率，包括电子-声子（e-ph）散射率$τ_{e-ph}^{-1}$。我们观察到，$τ_{e-ph}^{-1}$和它们的温度依赖性是不敏感的无序，这是不描述的无序金属中的e-ph散射的现有模型，可以是由于存在弱无序的金属晶粒。随着温度的降低，温度依赖性$τ_{e-ph}^{-1}$从$T^3$变为$T^2$，这可能是由于e-ph散射中涉及的声子的尺寸减小。所获得的NbN薄膜的材料参数值可用于优化NbN基电子器件的性能。
2022-12-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Revealing nanoscale disorder in W/CoFeB/MgO ultra-thin films using domain wall motion
在超薄磁性薄膜中，无序能显著阻碍畴壁运动。在通往基于有效畴壁的器件的道路上的主要问题之一仍然是在纳米尺度上的钉扎景观的表征。在本文中，我们研究的W/CoFeB/MgO薄膜的垂直磁各向异性的结晶退火在400 $^{\circ}$ C和一个过程的基础上的He $^{+}$照射结合高温的磁畴壁运动。磁性能是相似的，为整个系列的样品，而磁畴壁迁移率是在辐照样品中的关键改善。通过使用一个分析模型来提取纳米级的钉扎参数，我们揭示了结晶样品的无序的重要变化。这项工作提供了一个独特的机会，有选择地分析的影响，在畴壁动力学的障碍，没有磁性能的变化的贡献。我们的研究结果强调了在设计基于畴壁运动的器件时评估材料的纳米级钉扎参数的重要性，这反过来可以成为探测超薄磁性膜中的无序的有力工具。
2022-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Disorder-induced melting of the charge order in thin films of Pr0.5Ca0.5MnO3
通过X射线衍射、磁化强度和输运测量研究了SrTiO_3（STO）上Pr_（0.5）Ca_（0.5）MnO_3（PCMO）薄膜中电荷序的磁场诱导熔化。在小的厚度（25 nm）的膜下的拉伸应变和低温熔融场的顺序为20 T或更高，可比的散装值。随着薄膜厚度的增加，应变松弛，这导致了一个强烈的下降的熔化场。对于150 nm的膜，与面内和面外的晶格参数更接近于体值，熔化场已减少到4 T在50 K，具有强烈的增加的滞后行为，也增加铁磁材料的分数。通过在YBa 2Cu 3 O（7-delta）模板上生长或通过后退火进行应变松弛会产生类似的结果，并且熔化场会更强地减少。显然，应变膜表现为块状。弛豫导致CO状态的抑制增加，这可能是由于弛豫过程产生的原子尺度的无序。
2002-01-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Optical study on doped polyaniline composite films
无序驱动的局域化对导电聚合物的导电性能有很大的影响。一类作者认为材料中的无序是均匀的，导电聚合物是接近Anderson-Mott金属-绝缘体转变的无序金属;另一类作者认为材料中的无序是不均匀的，导电聚合物是有序金属区和无序绝缘区的复合体。导电聚合物的形貌是影响无序类型和程度的重要因素。不同的质子酸作为掺杂剂和水分会影响聚合物的链排列和链间相互作用。研究了PANI-CSA薄膜、两种不同掺杂比的PANI-CSA/PANI-DBSA复合薄膜以及其中一种不同含水量的复合薄膜。对膜进行绝对反射率测量。利用Kramers-Kronig（KK）关系计算了介质的光学电导率和介电函数的实部。$σ_1(ω)$和$ε_1(ω)$在低频范围内均由简单Drude模型导出，且三个样本的趋势不同且非单调。Anderson-Mott理论框架下的局域化修正Drude模型（LMD）不能很好地拟合实验数据。通过引入弛豫时间的分布到LMD，合理的适合所有三个样品。这一结果支持了非齐次图像。
2004-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Domain Switching Kinetics in Disordered Ferroelectric Thin Films
通过测量多晶Pb（Zr，Ti）O $_{3}$薄膜的极化反转行为，研究了铁电存储器件中广泛使用的多晶Pb（Zr，Ti）O薄膜的电畴动力学。它们在不同电场和温度下的开关行为可以通过假设畴开关时间的洛伦兹分布来解释。我们把在电场作用下的开关过程看作是铁电畴在随机介质中的运动，并证明了由于畴钉扎位置的偶极缺陷引起的局部场变化可以解释这种有趣的分布。
2007-04-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Single photon detection performance of highly disordered NbTiN thin films
实验研究了高度无序NbxTi 1-xN基超导纳米线单光子探测器（SNSPD）的探测性能。NbxTi_（1-x）N薄膜的转变温度Tc随Nb含量的变化呈现圆顶状，在xNb~0.65处出现最大值，Nb0.65Ti_（0.35）N薄膜的方块电阻和剩余电阻率也相对较大。此外，宽60 nm、厚7 nm的Nb0.65Ti0.35N纳米线的开关电流高达14.5 μ A，在2.4 K时，本征探测效率达到饱和，其平台大于2 μ A。最后，在另一种SiO2/Ta 2 O 5介质镜上的相应SNSPD显示出对1550 nm光子的约92%的系统探测效率，并且定时抖动约为26 ps。我们的研究结果表明，高度无序的NbxTi 1-xN薄膜是有前途的近和中红外单光子SNSPD的高探测效率和低定时抖动的制造。
2022-10-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Spectroscopic Signatures of Structural Disorder and Electron-Phonon Interactions in Trigonal Selenium Thin Films for Solar Energy Harvesting
Swiss Federal Laboratories for Material Science and Technology (EMPA)（瑞士联邦材料科技研究院）；Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)（加泰罗尼亚理工大学）
研究通过光谱分析揭示硒薄膜中结构无序和电子-声子相互作用的影响，发现其受制备工艺微小变化影响显著，从而优化硒基薄膜技术。
2025-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced magnetization of ultrathin NiFe$_2$O$_4$ films on SrTiO$_3$(001) related to cation disorder and anomalous strain
采用反应分子束外延技术在SrTiO $_3$（001）衬底上生长了不同厚度的NiFe $_2$ O $_4$薄膜。软X射线和硬X射线光电子能谱学测量揭示了一个均匀的阳离子分布在整个膜与化学计量的Ni：Fe的比例为1：2的膜厚度的独立。低能电子衍射和高分辨率（掠入射）的X射线衍射除了X射线反射率实验进行，以获得信息的薄膜表面和体结构，分别。对于高达7.3 nm的NiFe薄膜，观察到横向拉伸和垂直压缩应变，矛盾的适配在界面处的NiFe $_2$ O $_4$膜和衬底晶格。所施加的应变是伴随着增加的横向缺陷密度，这是衰减松弛的较厚的膜，并归因于横向晶粒的生长。通过对位置敏感衍射峰的分析，确定了反尖晶石结构中的阳离子位置占据率，揭示了薄的、应变的NiFe $_2$ O $_4$膜的低四面体占据率，导致部分存在缺乏的岩盐样结构。这些结构被认为是负责的增强的磁化强度高达$\sim$ 250\%的NiFe $_2$ O $_4$体磁化强度的超导量子干涉装置磁强计观察到的厚度低于7.3 nm的NiFe薄膜。
2020-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Influence of ion implantation on the magnetic and transport properties of manganite films
我们利用氧离子辐照在锰氧化物薄膜中产生可控的结构无序。通过导电原子力显微镜（CAFM）、输运和磁性测量分析了注入工艺对薄膜物理性能的影响。CAFM图像显示具有不同电导率值的区域，这可能是由于点缺陷的随机分布或局部Mn 3 +/4+比的不均匀变化以减少辐照区域的晶格应变。在这种情况下，这些系统的运输和磁性的解释。金属-绝缘体转变可以用简化模型来描述。无序增加了导电区域之间的距离，降低了观察到的TMI。点缺陷无序增加的载流子的本地化，由于增加的无序和局部增强的应变场。值得注意的是，即使样品具有非均匀性，也没有发现低场磁电阻的迹象。点缺陷无序降低了系统的磁化强度，但似乎没有改变磁转变温度。因此，一个重要的解耦之间的磁性和金属-绝缘体的过渡被发现为离子辐照膜，而不是经典的双交换模型的情况。
2009-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Disorder-induced ferrimagnetism in sputtered Mn$_{x}$CoGe thin films
在$0.8 \leq x \leq 2.5$范围内溅射Mn $_{x}$ CoGe薄膜的磁性能的调查发现亚铁磁秩序，不同于散装样品中报告的铁磁秩序。当在低于600 $^{\circ}$ C的温度下退火时，这些膜形成六方$_{2}$ In型结构。虽然居里温度的薄膜是可比的那些六方晶系块状MnCoGe，有一个减少的Mn $_{x}$ CoGe薄膜的磁化相对于块状MnCoGe，和磁化补偿点观察到的$x<1$样品。为了理解这种行为，我们用密度泛函理论（DFT）计算了MnCoGe中Mn反位缺陷的磁矩。从计算构建的模型表明，薄膜成为亚铁磁性由于存在Mn的Co和Ge网站。在$x<1$样品中，这些缺陷源于膜中的无序，而对于$x>1$，过量的Mn被驱动到反位上。平均场模型的磁化强度的温度依赖性提供了额外的证据亚铁磁性。我们的平均场和DFT模型提供了一个描述如何在薄膜缺陷与组合物的变化将过渡的磁行为从补偿（V型）到未补偿（Q型）亚铁磁体。
2023-03-15 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Metal Insulator transition in tin doped indium oxide (ITO) thin films Quantum Correction to the electrical Conductivity
掺锡氧化铟（ITO）薄膜在若干应用中被广泛用作透明导体。本文报道了直流磁控溅射ITO薄膜在低温（25-300 K）下的电输运特性。低温霍尔效应和电阻率测试结果表明，ITO薄膜为中度无序（kfl~1）的简并半导体。载流子在这些无序ITO薄膜中的输运是通过离域态进行的。无序效应导致众所周知的金属-绝缘体转变;在110 K下在ITO薄膜中观察到该转变。的金属绝缘体的行为被解释的量子校正的电导率（QCC），这种方法是基于量子力学干涉效应的无序系统。绝缘行为归因于弱局域化和电子-电子相互作用的综合作用。
2016-10-27 cond-mat.mtrl-sci
Low-temperature electron dephasing rates indicate magnetic disorder in superconducting TiN films
本研究通过测量不同厚度TiN薄膜的电子退相位速率，发现磁性无序主要存在于表面，并可能显著贡献于超导器件的射频耗散。
2025-10-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.app-ph
Influence of morphological inhomogeneity induced carrier diffusion on transient photocurrent pulse shape in organic thin films
采用蒙特卡罗模拟研究了有机薄膜中载流子扩散引起的薄膜形貌对瞬态光电流脉冲展宽的影响。假设电荷输运的高斯无序模型，通过改变系统的整体能量无序，对均匀和非均匀薄膜的飞行时间光电流脉冲形状进行了模拟。在均匀系统的情况下，发现光电流脉冲的尾部展宽参数（W）的值随着能量无序的减小而减小。观察到的行为解释通过使用载流子扩散系数的时间演变。在非均匀系统的情况下，在降低系统的整体能量无序时，W的值在开始降低之前最初达到最大值。这是由于在后一种情况下的形态依赖的载流子扩散。这项研究elespants的重要性的影响的膜形态引起的载流子扩散的实验测量的形状的飞行时间瞬态光电流脉冲，这是发现一般被忽略。
2013-08-08 cond-mat.mtrl-sci
Skyrmion morphology in ultrathin magnetic films
氮空位磁显微镜是一种非侵入性、高分辨率的工具，可以在淬灭模式下研究磁性薄膜中孤立的Skyrmions的形态。研究发现，局部钉扎效应和磁场历史对skyrmion的尺寸和形状有很大影响。微磁模拟，包括静态无序，基于一个物理模型的晶粒到晶粒的厚度变化，再现所有的实验观察，并揭示了无序和磁历史的关键作用，在稳定的skyrmions在磁性薄膜。这项工作开辟了深入了解真实，无序介质中的skyrmion动力学的道路。
2017-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Universal bottleneck for thermal relaxation in disordered metallic films
本文研究了强电子-声子耦合下电流偏置金属薄膜的热弛豫。在垂直于薄膜的方向上的热梯度的预测，与温度相关的热传导确定的空间温度分布。在强声子散射的情况下，热传导主要通过电子系统发生，并且轮廓是抛物线。这种制度导致的噪声温度作为电压偏置的函数的线性依赖性，尽管事实上，所有的尺寸的膜是大的相比，电子-声子弛豫长度。这与传统的由电子-声子散射速率限制的弛豫方案形成鲜明对比。200 nm厚的NbN膜的初步实验研究表明，我们的模型的超导纳米线单光子探测器中使用的材料的相关性。
2019-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gauge Theories of Josephson Junction Arrays: Why Disorder Is Irrelevant for the Electric Response of Disordered Superconducting Films
本文利用拓扑规范理论研究约瑟夫森结阵列和薄膜超导体的量子相结构，揭示无序对电响应无关紧要，量子相变仅由电相互作用增强驱动，并阐明超绝缘相源于电荷间的线性禁闭机制。
2023-09-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Modulation of magnetic property of double-perovskite La2MnCoO6 films by controlling B-antisite disorder
预测的双钙钛矿的物理性质通常受到其固有的B-反位（AS）无序效应的影响，但它们之间的关系仍然不清楚的La 2 MnCoO 6（LMCO）系统。本研究的重点是控制AS无序和定量揭示相关的磁性和电子态的外延LMCO薄膜生长在（111）SrTiO 3衬底上。AS分数精确地控制通过调整从饱和磁化强度和X-射线反射曲线评价的生长条件。当AS分数从0（完全有序）增加到0.5（完全无序）时，5 K下的饱和磁化强度从每分子式单元6 uB线性降低50%。X射线吸收光谱表明，Mn和Co的价态分别为4+（3d^3）和2+（3d^7），与AS分数无关。提出了一个局域自旋矩模型来解释有和没有AS无序和Mn/Co价态的净磁化强度，表明只有Co的局域自旋矩在反位的重排在该LMCO系统的磁性调谐中起着关键作用.
2022-08-19 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
A Robust nitridation technique for fabrication of disordered superconducting TiN thin films featuring phase slip events
报道了衬底氮化法制备的二维TiN薄膜的电流-电压特性（IVC）中出现的无序诱导相位滑移（PS）现象。在此，Ti/Si 3 N4基金属/基底组件的高温退火是产生伴随TiSi 2和元素Si作为少数相的多数相TiN的关键。该方法本身通过调节由退火温度（Ta）和膜厚度控制的非超导少数相的量来本质上引入不同水平的无序。超导临界温度（Tc）强烈地依赖于Ta，并且对于约12 nm及以上的厚度范围，从所展示的技术获得的最大Tc为约4.8 K。此外，IVC的动力学得到调制的中间电阻台阶的外观减少Ta和步骤变得更加突出的厚度减小。此外，在依赖于温度的临界电流（Ic）从金兹伯格-朗道理论极限的偏差强烈的厚度变化。最后，观察到Tc，中间IVC中的电阻阶跃和退配对电流以与Ta和厚度类似的方式改变，表明制造无序氮化物基超导体的合成过程的稳健性。
2021-03-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Role of disorder and correlations in metal-insulator transition in ultrathin SrVO3 films
金属氧化物SrVO 3代表了一个原型系统的研究背后的机制厚度诱导的金属-绝缘体转变（MIT）或交叉在薄膜由于其简单的立方对称性与一个电子在3d状态的散装。在这里，我们报告的化学成分和晶格结构的变形存在于SrTiO 3（001）上生长的SrVO 3薄膜的初始3个晶胞从其块体形式的偏差，这表明了直接相关的厚度依赖的MIT。原位光电子能谱和扫描隧道能谱表明在~3个晶胞的临界厚度（u.c.）处存在MIT，这与（root 2 × root 2）R45表面重构的形成一致。然而，原子分辨扫描透射电子显微镜和电子能量损失谱显示Sr的耗尽，V价态的变化，从而暗示在3u.c中存在显著量的氧空位。SrVO 3在界面附近。输运和磁输运测量进一步揭示，无序，而不是电子的相关性，可能是在SrVO 3薄膜的MIT的主要原因。
2019-04-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Analytical Model for Gaussian Disorder Traps in Organic Thin-Film Transistor
针对有机半导体中高斯无序陷阱问题，提出结合 Miller-Abrahams 速率与 Fermi-Dirac 统计的解析俘获/去俘获模型，并经 DPP-DTT 薄膜晶体管 TCAD 仿真验证。
2021-06-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
