Diffusion-assisted molecular beam epitaxy of CuCrO$_2$ thin films
使用分子束外延（MBE）来生长多元素氧化物（MEO）通常是具有挑战性的，部分是由于化学计量控制的困难。有时，如果其中一种元素在生长温度下是挥发性的，则可以使用吸附控制的生长模式来大大简化化学计量控制。否则，化学计量控制仍然是实现高质量MEO膜生长的主要障碍之一。在这里，我们报告了另一种自限生长模式，称为扩散辅助外延，其中多余的物种扩散到衬底中，并导致所需的化学计量，以类似于传统的吸附控制外延的方式。具体来说，我们证明，使用扩散辅助外延，高品质的外延CuCrO $_2$薄膜可以生长在一个宽的生长窗口，而无需精确的流量控制使用分子束外延。
2022-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Adsorption-Controlled Growth of Ga2O3 by Suboxide Molecular-Beam Epitaxy
本文提出亚氧化物分子束外延（S-MBE）方法，通过Ga+Ga2O3混合源突破动力学限制，实现Ga2O3及异质结构的高速率、高质量吸附控制生长，并证明其可推广至多种氧化物，有望显著提升垂直Ga2O3基器件性能。
2020-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Suppression of Surfaces States at Cubic Perovskite (001) Surfaces by CO${_2}$ Adsorption
采用第一性原理方法，详细研究了CO ${_2}$与六种立方晶系ABO ${_3}$钙钛矿（A = Ba，Sr，B = Ti，Zr，Hf）（001）表面的相互作用.我们表明，CO ${_2}$吸附的结果，在形成高度稳定的CO ${_3}$样的配合物具有相似的几何形状的所有研究的化合物。这种反应导致抑制的表面状态，打开的带隙的板系统到相应的体能量限制。对于大多数AO封端的ABO ${_3}$（001）钙钛矿表面，发现0.25的CO ${_2}$覆盖度足以完全抑制表面状态，而对于BO ${_2}$封端，仅在0.50的CO ${_2}$覆盖度下可以实现相同的效果。对于SrHfO ${_3}$（001）和BaHfO ${_3}$（001），发现AO终止表面之间的最大带隙调制，而对于SrTiO ${_3}$（001）和BaTiO ${_3}$（001），确定了BO ${_2}$终止之间的最深刻的影响。基于这些结果并考虑到与测量高电阻材料的电导率相关的实际困难，TiO ${_2}$封端的SrTiO ${_3}$（001）和BaTiO ${_3}$（001）被确定为化学电阻CO ${_2}$传感应用的最有前景的候选者。
2018-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Independence of surface morphology and reconstruction during the thermal preparation of perovskite oxide surfaces
使用CO $_2$激光器从背面直接加热晶体，可以原位热制备SrTiO $_3$衬底用于外延，而不需要非原位蚀刻和退火。我们发现，在900-1100 °C下形成具有直台阶的大平台与外延的理想表面重构的形成无关，这需要超过1200 °C的温度才能完成。该方法可以是通用的，至少对于钙钛矿氧化物表面是通用的，因为它在不同温度下也适用于LaAlO $_3$和NdGaO $_3$，这两种其它广泛使用的氧化物衬底材料。
2018-02-23 cond-mat.mtrl-sci
Adsorption-controlled plasma-assisted molecular beam epitaxy of LaInO3 on DyScO3(110): Growth window, strain relaxation, and domain pattern
本文报道了用吸附控制等离子体辅助分子束外延（PA-MBE）在DyScO 3（110）衬底上外延生长LaInO 3薄膜。使用视线四极杆质谱法监测吸附控制的生长。在分子束外延（TOMBE）热力学图中，发现实验的生长窗口比预测的要窄得多。我们发现，应变弛豫的LaInO 3层（晶格失配$\approx$ -4 $\%$）的临界厚度为1 nm，使用原位RHEED分析。衬底和膜具有正交晶体结构，其可以近似为伪立方晶格。X射线衍射（XRD）分析表明，LaInO 3薄膜与DyScO 3衬底的外延关系为准立方叠准立方。通过透射电子显微镜（TEM）证实了这种关系，其进一步解析了旋转斜方晶畴的存在-其中大多数具有与衬底的c轴重合的c轴。拉曼光谱进一步证实了LaInO 3层的存在。我们的研究结果开辟了在MBE生长的异质界面与BaSnO 3的二维电子气的可能性。
2022-12-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Resolving the interfacial mechanical landscape of monolayer NbSe2 grown by confined epitaxy
Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）
该研究借助AI辅助DFT计算，揭示限域外延生长的单层NbSe2的界面力学特征，发现界面力学可解释限域外延的成功，为高质量材料合成提供新方向。
2026-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Machine Learning Analysis of Perovskite Oxides Grown by Molecular Beam Epitaxy
反射高能电子衍射（RHEED）是一种普遍存在的原位分子束外延（MBE）表征工具。虽然RHEED可以是一个强大的手段，晶体表面结构的测定，它通常被用作一个静态的定性表面表征方法在离散的时间间隔在生长过程中。在整个MBE生长过程中收集的RHEED数据的全面分析是可能的，使用主成分分析（PCA）和k-均值聚类来检查发生在从RHEED数据分组的时间簇中的重要边界，并确定统计上显着的模式。该过程适用于同质外延SrTiO $_{3}$生长、钪酸盐衬底上生长的异质外延SrTiO $_{3}$、SrTiO $_{3}$衬底上生长的BaSnO $_{3}$膜和LaAlO $_{3}$衬底上生长的LaNiO $_{3}$膜的数据。该分析可以提供对生长期间精确时间和深度处的生长模式中的表面演变和转变的额外洞察，并且整个RHEED图像序列的视频存档可以能够提供对生长过程和膜质量的更多洞察和控制。
2020-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Structural transformation for BaBiO3-δ thin films grown on SrTiO3-buffered Si(001) induced by an in-situ Molecular Beam Epitaxy cooldown process
本文研究了SrTiO3缓冲Si(001)上BaBiO3-δ薄膜的氧空位与结构转变，发现通过原位活化氧冷却或异位退火均可获得钙钛矿结构，并指出热失配与多价态促进的拉伸应变是产生氧空位的驱动力。
2025-04-26 cond-mat.mtrl-sci
Role of the Adsorption of Alkali Cations on Ultrathin $n$-Layers of Two-dimensional Perovskites
本研究通过DFT-D3计算，探究碱金属阳离子对二维钙钛矿超薄膜表面缺陷的钝化作用，为提升光伏材料稳定性提供理论依据。
2024-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On the Adsorption Mechanism of Caffeine on MAPbI3 Perovskite Surfaces: A Combined UMC--DFT Study
最近，实验表明，钙钛矿MAPbI $_3$的性能和热稳定性在吸附咖啡因分子层后得到改善。在这项工作中，我们使用了一种混合的方法，结合非耦合蒙特卡罗（UMC）和密度泛函理论（DFT）模拟进行详细和全面的研究咖啡因分子的吸附机制的表面上的MAPbI $_3$。结果表明，咖啡因分子在MAPbI $_3$表面的吸附距离为2.0 nm，吸附能量为-0.3 eV。咖啡因/MAPbI $_3$复合物具有2.38 eV的直接带隙，其中两个平坦的带隙内带距离价带顶部1.15和2.18 eV。尽管咖啡因的存在不会显著改变能带能级，但MAPbI $_3$ /钙钛矿的相互作用足以影响能带的分散，特别是导带。
2021-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain Effects in SrHfO$_{3}$ Films Grown by Hybrid Molecular Beam Epitaxy
本文研究混合分子束外延生长的SrHfO₃薄膜在压缩应变下的相稳定性，发现其并非铁电P4mm相，而是发生八面体倾斜畸变并呈现I4/mcm相。
2024-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Adsorption-controlled growth of MnTe(Bi2Te3)n by molecular beam epitaxy exhibiting stoichiometry-controlled magnetism
报道了用分子束外延技术生长内禀磁性拓扑系统MnTe（Bi_2Te_3）_n的实验结果。通过绘制温度和Bi：Mn助熔剂比的图，示出了在225 °C下对于n=1相MnBi2Te4存在窄的生长窗口，其中2.0<Bi：Mn<2.6。在这里，膜是化学计量的，并且没有引入过量的Bi和Te。在较高的磁通比（Bi：Mn>4.5）下，发现n = 2的MnBi_4Te_7相是稳定的。运输测量表明，MnBi2Te4和MnBi4Te7进行磁转变约25 K，和10 K，分别与反铁磁相中发现的散装一致。此外，对于富Mn条件（Bi：Mn<2），出现铁磁性，其在霍尔效应中表现出明显的滞后状态，这可能指示Mn掺杂的MnBi2Te4。理解如何生长三元硫族化合物相是合成新材料以及界面磁性和拓扑结构的关键，它们一起是实现和控制奇异量子现象的途径。
2020-10-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Hybrid Molecular Beam Epitaxy of Ge-based Oxides
锗基氧化物如金红石型GeO 2由于其宽的带隙和双极掺杂在高功率器件中的应用前景而受到关注。在这里，我们提出了使用四异丙醇锗（GTIP）（有机金属化学前体）作为锗源的混合分子束外延（MBE）的示范含锗化合物。我们使用Sn 1-xGexO 2和SrSn 1-xGexO 3作为模型系统来演示这种新的合成方法。高分辨率X射线衍射、扫描透射电子显微镜和X射线光电子能谱学的组合证实了在TiO 2（001）衬底上外延金红石Sn 1-xGexO 2（x = 0.54）和在GdScO 3（110）衬底上共格钙钛矿SrSn 1-xGexO 3（x = 0.16）的成功生长。表征和第一性原理计算证实，Ge优先占据的Sn网站，而不是Sr网站。这些发现证实了GTIP前体通过混合MBE生长含锗氧化物的可行性，从而为高质量的钙钛矿锗酸盐薄膜打开了大门。
2022-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Growth of Perovskite SrBiO$_3$ Film on SrTiO$_3$ by Oxide Molecular Beam Epitaxy
空穴掺杂的钙钛矿铋酸盐例如Ba $_{1-x}$ K $_x$ Bi O $_3$和Sr $_{1-x}$ K $_x$ Bi O $_3$是公知的铋基氧化物高转变温度超导体。报道的铋酸盐薄膜显示出相对低的质量，可能是由于它们与衬底的大的晶格失配和Bi在高温下的低粘附系数。本文报道了用分子束外延法在SrO封端的SrTiO $_3$（001）衬底上成功地外延生长了铋酸锶SrBi O $_3$薄膜。两种不同的生长方法，高温共沉积或再结晶循环的低温沉积加高温退火，被开发来改善外延生长。SrBiO $_3$具有赝立方晶格常数$\sim$ 4.25 μ m，在SrTiO $_3$衬底上的$\sim$ 8.8\%的晶格失配，导致在前几个晶胞中有大的应变。通过这两种方法制备的厚度大于6个晶胞的膜完全弛豫到体晶格常数，并且具有相似的质量。与高温共沉积相比，再结晶方法可以产生更高质量的相干或部分应变的1-6个晶胞膜。光电子能谱实验表明，由于Bi和O的杂化作用，在费米能级附近存在成键和反键态，这与密度泛函理论的计算结果一致.该工作为高质量钙钛矿铋酸盐薄膜的合成提供了一般指导。
2019-10-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Adsorption of water at the SrO surface of ruthenates
虽然钙钛矿氧化物在从固体氧化物燃料电池到催化剂的应用中有希望，但在分子水平上对它们的表面化学知之甚少。在这里，我们遵循的第一个单层水的形成在（001）表面的Sr $_{n+1}$ Ru $_n$ O $_{3n+1}$（$n$ = 1，2）使用低温扫描隧道显微镜，X射线光电子能谱学，和密度泛函理论。这些层状钙钛矿在相邻的SrO平面之间裂开，产生几乎理想的岩盐状表面。吸附的单体解离并形成一对氢氧根离子。源自原始分子的OH保持捕获在Sr-Sr桥位置，以187 $\pm$ 10 meV的测量活化能环绕表面OH。在较高的覆盖率下，解离水的二聚体组装成一维链并形成水分子吸附在间隙中的交联网络。我们的工作表明了应用二元岩盐氧化物钙钛矿衍生的表面化学概念的局限性。
2018-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Free-Standing Epitaxial SrTiO$_3$ Nanomembranes via Remote Epitaxy using Hybrid Molecular Beam Epitaxy
使用具有石墨烯层的衬底的功能材料的外延生长是用于改善结构质量和获得用于科学研究、应用和衬底的经济再利用的自立式外延纳米膜的非常期望的方法。然而，通常用于生长外延钙钛矿氧化物的侵蚀性氧化条件会损坏石墨烯。在这里，我们展示了一种基于混合分子束外延的技术，该技术不需要独立的氧源来实现复杂氧化物的外延生长，而不会损坏底层石墨烯。该技术生产的薄膜具有自调节的阳离子化学计量控制和外延取向的氧化物衬底。此外，膜可以剥离并转移到异质衬底上，同时将石墨烯留在原始衬底上。这些结果打开了大门，以前无法实现的独立的纳米膜生长在吸附控制的方式通过混合分子束外延的未来研究，并具有潜在的重要意义的钙钛矿氧化物在柔性电子产品的商业应用。
2022-06-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Perspective: Molecular beam epitaxy of antiperovskite oxides
反钙钛矿，或逆钙钛矿，最近已经出现作为一种材料类具有大量的有前途的电子性能。该观点描述了氧化物反钙钛矿Sr $_3$ PbO和Sr $_3$ SnO的分子束外延（MBE）生长。我们发现，分子束外延不仅在生长具有高结构质量的反钙钛矿方面提供了巨大的潜力，而且还提供了一种与先进的表征工具无缝连接的手段，包括X射线光电子能谱学（XPS），低能电子衍射（LEED），反射高能电子衍射（RHEED）和扫描隧道显微镜（STM），以便于分析其固有特性。最初的结果指向原子控制的反钙钛矿生长的可行性，这可能为研究电子环境中的拓扑和相关电子态打开大门，与传统的复合氧化物截然不同。
2022-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Growth, stabilization and conversion of semi-metallic and semiconducting phases of MoTe2 monolayer by molecular-beam epitaxy
单层（ML）过渡金属二硫属化物以不同的相存在，例如六方（2 H）和畸变八面体或单斜（1 T '）相。不同的结构表现出截然不同的性质。例如，2 H MoTe 2 ML是直接带隙半导体，而1 T 'MoTe 2是半金属。有人提出，2 H和1 T 'MoTe 2之间的形成能相差很小，因此很有可能调整MoTe 2的结构，从而带来新的应用，如相变电子学。在这项工作中，我们报告的生长2 H和1 T 'MoTe 2 ML的分子束外延（MBE）。通过改变分子束外延的生长条件和退火，我们证明了外延MoTe 2结构域的可调谐性。我们目前的实验和理论证据表明，在分子束外延过程中，Te表面吸附在促进和稳定，否则亚稳1 T '-MoTe 2的重要作用。
2016-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Surface Reconstructions in Molecular Beam Epitaxy of SrTiO3
我们发现，反射高能电子衍射（RHEED）可以被用作一个高度敏感的工具，以跟踪表面和由此产生的薄膜化学计量比的（001）SrTiO 3薄膜的吸附限制的分子束外延。即使在生长条件下，产生的薄膜的晶格参数是相同的化学计量的块状晶体的检测限内的高分辨率X射线衍射（XRD），表面重构的变化发生从（1 × 1）到（2 × 1）到c（4 × 4）作为钛金属有机源的等效束压力增加。这些表面重建与从混合SrO/TiO 2终止纯TiO 2终止的转变。在生长开始时观察到的RHEED振荡中的相移中，到TiO 2表面终止的交叉也是明显的。掺杂薄膜的载流子迁移率与先前结果的比较表明，最好的薄膜生长条件下的TiO 2饱和表面[c（4x 4）重建]内的XRD生长窗口。
2014-10-31 cond-mat.mtrl-sci
van der Waals epitaxy of lead monoxide - PbO and application as a virtual substrate for oxide membranes
CiQUS, Centro Singular de Investigacion en Quimica Bioloxica e Materiais Moleculares, Departamento de Quimica-Fisica, Universidade de Santiago de Compostela（圣地亚哥-德孔波斯特拉大学 CiQUS 生物化学与分子材料 singular 研究中心 物理化学系）
通过脉冲激光沉积在多种衬底上成功外延生长范德华氧化铅（PbO）多晶型薄膜，并利用薄层α-PbO作为虚拟衬底生长高质量钙钛矿和尖晶石薄膜，实现自发可控剥离或机械剥离，为制备自支撑氧化物薄膜提供新途径。
2025-11-20 cond-mat.mtrl-sci
Effect of pseudo-cubic (111)-oriented orthorhombic substrate facets on perovskite oxide thin film synthesis
利用不同衬底面的应变工程技术来调节钙钛矿氧化物薄膜的功能特性是很有希望的。通过选择面，可以定制用于外延界面的不同表面对称性和化学键方向。本文报道了DyScO3、GdScO3和NdGaO3的准立方（111）取向斜方晶衬底的制备。正交晶面（011）o或（101）o（两者都对应于伪立方（111）pc）的选择分别给出具有单或双（111）pc层平台台阶高度的邻近表面，影响随后的薄膜生长。正交晶系的LaFeO3在（101）o面上的外延揭示了交替的（111）pc层之间的区别，在生长期间和之后。观察到的差异解释的基础上的氧八面体倾斜模式相对于两个正交（111）pc表面。斜方晶系钙钛矿氧化物中的这种稳健的结构细节使得能够通过多面体连接性控制和外延界面处的阳离子配位来利用不同的（111）pc晶面进行性质工程。
2020-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Hybrid Organic-Inorganic Perovskites as Promising Substrates for Pt Single-Atom Catalysts
单原子催化剂（SAC）通过桥接多相催化和均相催化而结合了两个世界的优点。然而，如果没有合适的底物，SAC的优异催化性能很难被利用。在这里，我们探索了使用混合有机-无机钙钛矿作为单个过渡金属原子的支撑材料的可能性。通过第一性原理计算，我们预测单个Pt原子可以通过取代最外层的甲基铵基团而被引入到甲基铵碘化铅表面。表面的碘离子为Pt原子提供了潜在的均匀锚定位点，并提供电子，产生带负电荷的Pt $_{1}^{δ-}$物种，允许在CO存在下优先吸附O $_{2}$。这种Pt位点能够催化CO氧化，也可能在CO $_{2}$还原中发挥作用。这里产生的基本理解将揭示混合钙钛矿在（光）催化领域的潜在应用。
2018-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Semi-adsorption-controlled growth window for half Heusler FeVSb epitaxial films
Heusler化合物（组成为$XYZ$或$X_2 YZ$）的电子、磁性、热电和拓扑性质对化学计量和缺陷高度敏感。在这里，我们建立了存在和实验地图的\textit{semi}吸附控制的半导体Heusler FeVSb薄膜的生长窗口，通过分子束外延（MBE）的边界。我们发现，由于高挥发性的Sb，Sb的化学计量是自我限制的生长温度和Sb通量的有限范围内，类似于III-V族半导体，如GaSb和GaAs的生长。通过X射线衍射（XRD）和反射高能电子衍射（RHEED），在该窗口内生长的膜在结构上几乎无法区分。最高的电子迁移率和最低的背景载流子密度获得朝向窗口的富Sb边界，这表明Sb空位可能是常见的缺陷。对于含有挥发性物质$Z=$ \{Sb，As，Bi\}的其它三元金属间化合物，预期类似的\textit{semi}吸附控制边界，例如，CoTiSb、LuPtSb、GdPtBi和NiMnSb。然而，在控制剩余的Fe/V（$X/Y$）过渡金属化学计量方面仍然存在突出的挑战。
2020-09-27 cond-mat.mtrl-sci
First-principles modeling of oxygen interaction with SrTiO3(001) surface: Comparative density-functional LCAO and plane-wave study
采用基于密度泛函理论的大规模第一性原理计算，采用两种不同的基组方法（原子轨道和平面波基组），研究了原子氧和分子氧在无缺陷SrTiO 3（001）表面（SrO和TiO 2封端）上的能量、几何结构、电荷重新分布和迁移.这两种方法预测大量的原子O吸附在氧表面离子和相邻的金属离子之间的桥位置的结合能。强化学吸附是由表面分子过氧化物离子的形成引起的。相比之下，中性分子的吸附能要小得多，约为0.25 eV。即使在0 K下，解离分子吸附在能量上也是不利的.吸附的O原子沿（001）方向迁移，其迁移活化能约为1eV，远大于表面氧空位的迁移活化能（0.14eV）。因此，表面O空位控制遇到吸附的O原子和氧渗透到表面，这是ABO3型钙钛矿的许多应用的限制步骤，包括电阻式氧传感器、渗透陶瓷膜和燃料电池技术。
2010-05-26 cond-mat.mtrl-sci
Off-stoichiometry engineering of the electrical and optical properties of SrNbO$_3$ by oxide molecular beam epitaxy
本文提出通过氧化物分子束外延调控SrNbO$_3$的Sr缺位偏离化学计量比，将等离子体边从可见光区约2 eV移至近红外1.37 eV，无需添加额外元素即可拓宽透明导电氧化物应用范围。
2024-10-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Comparative study of LaNiO$_3$/LaAlO$_3$ heterostructures grown by pulsed laser deposition and oxide molecular beam epitaxy
与不同沉积技术相关联的生长条件的变化可以极大地影响复合氧化物异质结构的相稳定性和缺陷结构。我们合成的超晶格的顺磁性金属LaNiO 3和大带隙绝缘体LaAlO 3原子层的分子束外延（MBE）和脉冲激光沉积（PLD），并比较其结晶度，微观结构所揭示的高分辨率透射电子显微镜图像和电阻率。MBE样品显示出更高的堆垛层错密度，但更光滑的界面和通常更高的电导率。我们的研究确定了MBE和PLD生长的机遇和挑战，并作为钙钛矿氧化物沉积技术选择的一般指南。
2017-01-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
High chemical activity of a perovskite surface: reaction of CO with Sr$_3$Ru$_2$O$_7$
用低温扫描隧道显微镜（STM）和密度泛函理论研究了CO在Sr $_3$ Ru $_2$ O $_7$（001）表面的吸附.在原位解理单晶终止在一个几乎完美的SrO表面。在78 K时，CO首先填充杂质，然后吸附在顶面O上方，结合能E $_\mathrm{ads}$ =-0.7 eV。在100 K以上，这种物理吸附的CO取代表面O，形成弯曲的CO2，C端与下面的Ru结合。得到的金属羧酸盐（Ru-COO）可以通过STM操作解吸。低活化能（0.2 eV）和高结合能（~ 2.2 eV）证实了CO与Sr $_3$ Ru $_2$ O $_7$的规则表面位点之间的强反应;可能地，该反应导致了针对该钙钛矿氧化物和其他钙钛矿氧化物报道的“UHV老化效应”。
2018-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Atomistic modeling of molecular beam epitaxy growth of SrTiO3 and Sr2TiO4 thin films
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Southern University of Science and Technology（南方科技大学）
本研究通过第一性原理计算揭示SrTiO3和Sr2TiO4薄膜MBE生长中氧空位加速扩散、TiSr缺陷促进SrO岛形成及Ti/TiO2插入SrO双层等机制，为金属氧化物薄膜生长控制提供指导。
2026-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Wafer-scale hybrid molecular beam epitaxy of BaTiO3 and SrTiO3 on silicon
Tsinghua University（清华大学）；Peking University（北京大学）；National Center for Nanoscience and Technology（国家纳米科学中心）
本研究通过混合分子束外延法在硅基底上实现BaTiO3薄膜的晶圆级均匀生长，展现出更优异的晶体质量和电光系数，为大规模集成铁电光子学提供新方法。
2026-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Correlating surface stoichiometry and termination in SrTiO$_{3}$ films grown by hybrid molecular beam epitaxy
混合氧化物分子束外延（hMBE）是一种薄膜沉积技术，其中过渡金属阳离子使用金属有机前体来递送，已经成为合成具有化学计量生长窗口的电子级复合氧化物膜的最先进方法。然而，许多问题仍然关于生长过程的化学机制和所得膜的表面性质。为了检验这些性质，通过hMBE使用用于Ti递送的四异丙醇钛（TTIP）前体和元素Sr源在退火的STO和Nb掺杂的STO衬底上制备薄膜SrTiO $_{3}$（STO），其中改变TTIP：Sr通量比以检验所报道的化学计量生长窗口的条件。将膜在真空中转移到X射线光电子能谱学系统中以研究表面元素组成。样品进行了检查，使用X-射线衍射比较我们的表面敏感的结果与以前报道的测量的大部分的电影在文献中。原子力显微镜，扫描隧道显微镜和低能电子显微镜的非原位研究证实存在的表面重建和Ehrlich-Schwoebel障碍与A-网站SrO终止。我们发现，表面表现出的SrO和TiO $_{2}$终止的混合物，或一个完整的SrO终止是必要的，以获得化学计量吸附控制的增长。这些结果表明，表面Sr是必要的，以保持化学平衡的化学计量生长过程中的hMBE，这是很重要的未来界面系统的设计，使用这种技术。
2021-07-19 cond-mat.mtrl-sci
Hybrid MBE Route to Adsorption-Controlled Growth of BaTiO3 Membranes with Robust Polarization Switching
本文利用混合 MBE 在二元氧化物牺牲层上吸附控制生长外延 BaTiO3，并通过水滴剥离获得毫米级独立铁电薄膜，验证了其高介电常数与稳健极化翻转。
2025-10-04 cond-mat.mtrl-sci
Understanding and exploiting interfacial interactions between phosphonic acid functional groups and co-evaporated perovskites
本研究揭示了膦酸官能团通过氢键与界面碘相互作用，影响共蒸发钙钛矿的相结构和稳定性，从而提升其功率转换效率，并展示了利用基底调控钙钛矿生长的潜力。
2024-05-28 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Surface Modification for III-V Selective Area Molecular Beam Epitaxy of Non-Selective Mask Materials
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Harvard University（哈佛大学）
本研究评估了Al₂O₃、TiO₂和HfO₂等替代掩模材料在GaAs选区分子束外延中的沉积选择性，并通过表面改性技术（如薄SiO₂覆盖层）实现了高非选择性甚至反应性掩模材料的选择性生长。
2026-06-01 cond-mat.mtrl-sci
Variable resistor made by repeated steps of epitaxial deposition and lithographic structuring of oxide layers by using wet chemical etchants
可变电阻器由具有钙钛矿晶体结构的外延SrRuO3（SRO）、La0.67Sr0.33MnO3（LSMO）和SrTiO3层构成。每一层通过平版印刷方法单独图案化。优化的湿化学蚀刻剂和有机溶剂中的几个抛光步骤允许后续层的良好外延，与原始衬底上的外延相当。高碘酸盐作为SRO的氧化剂和碘化物与抗坏血酸作为LSMO的还原剂被用来攻击这些化学抗性氧化物。最终的器件以与先前描述的用阴影掩模限定的可变电阻器类似的方式改变其电导。
2013-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Co-Deposition Growth of CaGe2 Films by Molecular Beam Epitaxy for Large Area Germanane
二维晶体是一类重要的新型物理、化学和工程材料。锗烷（GeH）是石墨烷（CH）的锗基类似物，由于其直接带隙和自旋轨道耦合而特别令人感兴趣。在这里，我们报告了成功的共沉积生长的CaGe 2薄膜的Ge（111）衬底上的分子束外延（MBE）和随后的转化为锗烷浸泡在盐酸。我们发现，CaGe 2的生长发生在一个吸附限制的生长制度，这确保了薄膜的化学计量。我们利用原位反射高能电子衍射（RHEED）来探索生长温度窗口，并在750 °C找到最佳的RHEED图案。最后，将CaGe 2膜浸入盐酸中以将膜转化为锗烷。所得膜的俄歇电子能谱表明Ca的去除，并且RHEED图案表明具有由下面的Ge（111）衬底决定的面内取向的单晶膜。X射线衍射和拉曼光谱表明，所得到的薄膜确实是锗烷。非原位原子力显微镜（AFM）表明，锗烷的晶粒尺寸是在几微米的顺序，主要是有限的由Ge衬底的误切引起的梯田。因此，衬底的优化可以导致大面积锗烷膜的长期目标。
2013-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Free Standing Epitaxial Oxides Through Remote Epitaxy: The Role of the Evolving Graphene Microstructure
本研究揭示了石墨烯微结构损伤与氧化物外延质量的关联，通过采用大晶粒尺寸石墨烯和可控孔径法，成功制备并转移了高质量自支撑氧化物薄膜，推动了功能氧化物的异质集成与商业化应用。
2024-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomic layer engineering of perovskite oxides for chemically sharp heterointerfaces
合成技术和材料理解的进步产生了氧化物异质结构，其具有在其成分中无法发现的有趣物理现象。在这些结构中，界面质量的精确控制，包括氧的化学计量，是至关重要的明确定制的界面特性，与沉积的第一单层是最重要的步骤，在形成一个明确的功能界面。在这里，我们研究了界面的形成和应变演化过程中的LaAlO3在SrTiO 3的脉冲激光沉积的初始生长，在寻找一种手段，用于控制的原子锐度的接口。我们的实验结果表明，在高氧气压力下生长的LaAlO3显着提高界面的不稳定性。因此，应变弛豫的临界厚度增加，有利于钙钛矿氧化物的相干外延。这提供了一个清晰的理解，在界面形成过程中的氧气压力的作用，并使氧化物异质结构的合成与化学更尖锐的界面。
2012-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enhanced metallic properties of SrRuO3 thin films via kinetically controlled pulsed laser epitaxy
金属电极是所有电子设备的通用元件。导电SrRuO 3（SRO）外延薄膜由于与钙钛矿衬底良好的晶格失配而被广泛用作复合氧化物异质结构中的电极。然而，当与SRO单晶相比时，SRO薄膜已经显示出降低的电导率和居里温度（T_C），这可能导致器件中更高的焦耳热和能量损耗。在这里，我们报告说，高品质的SRO薄膜，可以合成通过控制羽动力学和生长速率的脉冲激光外延（PLE）与实时光学光谱监测。在动力学控制条件下生长的SRO薄膜，最低可达约100nm。16 nm的厚度，表现出增强的电导率和T_C相比，体值，由于其改善的化学计量和应变介导的增加的带宽的Ru 4d电子。这一结果提供了一个方向，以提高物理性能的PL生长的薄膜和铺平了道路，为改善器件的应用。
2016-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Epitaxial Sr(Sn, Ge)$_{x}$Ti$_{1-x}$O$_{3}$ buffer layers for continuous strain engineering on SrTiO$_{3}$ substrates
CogniGron Institute, University of Groningen（格罗宁根大学认知格罗宁根研究所）；Faculty of Physics, University of Duisburg-Essen（杜伊斯堡-埃森大学物理学院）；Research Center Future Energy Materials and Systems (RC FEMS), Research Alliance Ruhr（鲁尔研究联盟未来能源材料与系统研究中心）
通过Sr(Sn, Ge)ₓTi₁₋ₓO₃缓冲层连续调节晶格参数，实现SrTiO₃基底上钙钛矿材料的外延应变控制。
2025-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Etching of elemental layers in oxide molecular beam epitaxy by O2-assisted formation and evaporation of their volatile suboxide: The examples of Ga and Ge
本文提出一种在氧化物MBE中利用O2将残余阳离子转化为挥发性低价氧化物并低温蒸发的通用原位刻蚀方法，以Ga和Ge为例验证了其对表面残留元素的高效去除能力。
2024-01-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Anisotropic strains, metal-insulator transition, and magnetoresistance of La$_{0.7}$Ca$_{0.3}$MnO$_{3}$ films
用脉冲激光沉积法或激光分子束外延法在不同衬底上外延生长了钙钛矿锰氧化物La $_{0.7}$ Ca $_{0.3}$ MnO $_{3}$薄膜。衬底改变了薄膜的体积和晶胞的对称性。结果表明，单胞的对称性和体积对金属-绝缘体转变温度和磁电阻的大小有很大的影响。
2001-10-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interplay of hydrogen bonding and molecule-substrate interaction in self-assembled adlayer structures of a hydroxyphenyl-substituted porphyrin
通过扫描隧道显微镜研究了氢键有机纳米结构的形成以及衬底晶格的作用。5，10，15，20-四（对羟基苯基）卟啉（H2 THPP）分子在Au（111）表面的自组装导致了两种分子排列。其中之一的特征在于羟基之间的成对氢键和低堆积密度，这使得结构中的单个分子能够旋转。一个不同的相互作用与更强的链状氢键和额外的相互作用的苯基观察到的第二种结构。H2 THPP在Ag（110）衬底上的吸附证明了衬底对外延行为的影响。在Ag（110）上形成分子链，并组装成二维的不同尺寸的紧密堆积块的周期性排列，类似于Au（111）上发现的第二类超分子有序。色散校正的密度泛函理论计算被用来理解这些分子的吸附和复杂的外延。结果表明，鞍形形变分子的方位角取向不仅对分子间相互作用，而且对分子-基底相互作用都起着重要的作用。
2014-06-30 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Growth control of highly textured Bi2Te3 thin films by pulsed laser deposition
Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学）
通过优化脉冲激光沉积参数，实现了高质量Bi₂Te₃薄膜的制备，展示了其在自旋电子学中的应用潜力。
2025-10-12 cond-mat.mtrl-sci
Preparation of Epitaxial Scandium Trifluoride Thin Films using Pulsed Laser Deposition
本研究通过脉冲激光沉积技术，在LiF衬底上成功制备出高质量外延ScF₃薄膜，明确了生长工艺参数，并发现特定晶向衍射峰宽化源于F₆八面体旋转无序，为负热膨胀薄膜的制备与器件应用提供了基础。
2024-03-10 cond-mat.mtrl-sci
