Epitaxial Sr-doped nickelate perovskite thin films and Ruddlesden-Popper phases grown by magnetron sputtering
本文利用离轴射频磁控溅射在SrTiO3(001)衬底上外延生长Sr掺杂镍酸盐钙钛矿和Ruddlesden-Popper相薄膜，系统研究生长温度对相稳定性及结构电子特性的影响，为可扩展薄膜制备技术提供新途径。
2024-12-30 cond-mat.mtrl-sci
Flux dependent 1.5 MeV self-ion beam induced sputtering from Gold nanostructured thin films
本文讨论了1.5MeV Au ~（2+）离子诱导金纳米结构溅射的四个重要方面（平均尺寸为7.6 nm，高度为6.9 nm）沉积在硅衬底上：（a）在6.3 × 10^12离子cm-2 s-1的离子通量下，Au溅射产率为312原子/离子的溅射产率约为之前报道的在相同辐照条件下在10^9离子cm-2 s-1的较低束流下的溅射产率的5倍，（b）溅射产额在较低注量下随注量增加而增加，在较高注量下随注量增加而减少对于纳米结构薄膜，溅射产额随着通量和注量的增加而增加，（27.5 nm Au沉积在Si上）（c）已发现溅射粒子的尺寸分布随入射光束通量而变化，在较高通量下显示出双峰分布，以及（d）从溅射粒子的尺寸分布得到的衰减指数显示出从1.5到2.5的反幂律依赖性入射光束通量的。指数值与现有的理论模型进行了比较，以了解潜在的机制。与光束通量相关的晶片温度的作用已被调用的溅射结果在纳米结构的薄膜和厚膜的定性理解。
2008-06-19 cond-mat.mtrl-sci
Raman studies on nanocomposite silicon carbonitride thin film deposited by RF magnetron sputtering at different substrate temperatures
Raman光谱研究表明，随着衬底温度从室温升高到500 ℃，纳米SiCN薄膜的ID/IG比值和拉曼峰位移发生了明显的变化，主要由sp2石墨相向sp3碳相转变。该过程导致C3 N4和Si 3 N4微晶在无定形基质中的生长，这导致通过纳米压痕获得的硬度和模量的增加。然而，在600 ℃的更高温度下，再次观察到膜中sp2 C浓度的增加，并且由于石墨碳相的生长增加，H和E值显示出降低。整个过程反映在一个改进的四阶段拉曼光谱Ferrari Robertson模型中。
2016-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric and Magnetic Properties in Doped Fe$_2$VAl within a Bipolar Random Anderson Model
Department of Applied Physics, Tokyo University of Science（东京理科大学应用物理系）；Research Institute for Science and Technology, Tokyo University of Science（东京理科大学科学技术研究院）
研究用双极随机安德森模型探究Si取代n型和Ti取代p型的Fe₂VAl热电及磁性能，考虑费米能等因素阐明反位缺陷对热电输运和磁矩的影响，发现n、p型Fe₂VAl磁矩变化不同，凸显反位自旋极化对热电性能的作用。
2026-11-02 cond-mat.mtrl-sci
One-step epitaxy of high-mobility La-doped BaSnO3 films by high-pressure magnetron sputtering
本文提出利用高压磁控溅射在 SrTiO3 衬底上一步外延生长高迁移率 La 掺杂 BaSnO3 薄膜，室温迁移率达 121 cm2V-1s-1，为透明电子学提供了一种简便经济的大规模制备途径。
2021-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Structural insight using anomalous XRD into Mn2CoAl Heusler alloy films grown by magnetron sputtering, IBAS and MBE techniques
研究了超高真空磁控溅射、氩离子束辅助溅射和分子束外延三种方法制备的反Heusler合金Mn2CoAl薄膜的电输运性质、微观结构和原子级结构。在这些样品中，分子束外延生长的Mn2CoAl薄膜由富Mn相和富Co相组成，根据反常XRD分析，其结构分别确定为L21 B型和无序L21型。它们都没有形成SGS Heusler合金预期的XA型结构，尽管它们都显示出SGS特征。我们建议，要验证SGS特性，有必要提取不仅磁和电的传输特性，但也包括原子交换等缺陷的薄膜的微观结构和原子尺度结构的信息。
2020-12-22 cond-mat.mtrl-sci
Physical characteristics and cation distribution of NiFe2O4 thin films with high resistivity prepared by reactive co-sputtering
采用直流反应磁控共溅射法在MgAl_2 O_4（001）基片上制备了NiFe_2 O薄膜。薄膜的性质进行了研究，通过各种技术，重点是它们的结构，表面形貌，磁特性，和输运性能。结构分析表明，具有良好的结晶与外延生长和低粗糙度和类似的质量，通过脉冲激光沉积生长的薄膜。电导率测量显示高的室温电阻率（12欧姆），但低活化能，表明一个外在的运输机制。通过光学光谱发现约1.55 eV的带隙。详细的X射线光谱研究证实，样品是亚铁磁性的完全补偿Fe的时刻。通过与多重谱计算结果的比较，我们发现这些阳离子的价态在很大程度上是Ni ~（2+）和Fe ~（3+）。
2013-12-04 cond-mat.mtrl-sci
Room Temperature RF Sputtering of Mixed Ionic and Electronic Conductor Nd2Ni0.8Cu0.2O4+d films
Università degli Studi di Salerno（萨莱诺大学）；CNR-SPIN（意大利国家研究委员会自旋物理中心）；University of Salento（萨尔勒托大学）；INFN-Lecce Section（意大利国家核物理研究所莱切分部）；Institut Ruđer Bošković（鲁德耶尔博什科维奇研究所）
本研究通过室温射频溅射与退火工艺制备NNCO薄膜，证实高功率溅射结合退火可实现适合SOFC阴极的高性能薄膜。
2026-02-13 cond-mat.mtrl-sci
High-frequency behavior of FeN thin films fabricated by reactive sputtering
利用铁磁共振（FMR）技术研究了反应溅射法制备的FeN薄膜的高频行为及其与静磁性能的关系。在合适的氮气流量下制备的FeN薄膜在2 ~ 18 GHz的频率范围内出现了铁磁共振现象。在这些FeN薄膜中，观察到的饱和磁化强度和FMR频率的相应的降低，作为NFR增加在沉积过程中。FMR频率的外场依赖性很好地拟合Kittel公式，并且发现从拟合确定的Landé g因子非常接近于自由电子值。高场阻尼参数对NFR的生长条件几乎不敏感。然而，低场阻尼参数表现出高灵敏度NFR非常相似的难磁化轴磁化率对NFR的依赖性，这表明杂质和缺陷结构等非本征材料特性可能是重要的，在决定低场阻尼行为。
2016-05-20 cond-mat.mtrl-sci
Superconductivity in nanocrystalline tungsten thin films growth by sputtering in a nitrogen-argon mixture
本文报道了在室温下用N2：Ar混合气体（N2从3%到50%）溅射法生长的纳米晶钨薄膜的结构和超导特性。通过比较原始的和热退火的薄膜来鉴定结晶相。当N_2/（Ar+ N_2）为3 ~ 10%时，薄膜呈现纳米晶β-W相。在N2含量为20%~ 40%的混合气体中观察到β-W和W2 N相共存。详细研究了在8%N2混合气体中生长的W膜的超导特性随厚度的变化。对于该浓度，氮原子增加了纳米级的无序，减小了晶粒尺寸并避免了α-W的结晶。超导临界温度（Tc = 4.7 K）对厚度大于17 nm的薄膜是不依赖的。低于此厚度，Tc值系统地降低为3.1 K为4 nm厚的膜。我们的研究为制备纳米晶β-W薄膜提供了一种简单的方法，在超导器件中具有潜在的应用价值。
2019-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Large Enhancement of Thermoelectric Efficiency Due to a Pressure-Induced Lifshitz Transition in SnSe
Lifshitz相变是费米面拓扑结构的一种变化，它对高温超导和复杂磁性等奇异关联现象有着重要的影响。然而，由于在强关联系统中费米面的观测通常是困难的，因此到目前为止，Lifshitz跃迁和量子现象之间的直接联系一直是难以捉摸的。在这里，我们报告了一个显着的影响，压力引起的Lifshitz转变的热电性能的SnSe，一个有前途的热电材料没有强的电子相关。通过施加高达1.6 GPa的压力，我们已经观察到在很宽的温度范围内（10-300 K）超过100%的热电功率因数的大增强。此外，高载流子迁移率使得能够检测电阻率的量子振荡，揭示了在~0.86 GPa下新的费米口袋的出现。通过第一性原理计算定量再现了与多谷能带结构相关的所观察到的热电性质，为设计用于潜在的谷电子器件以及热电应用的SnSe相关材料提供了新的见解。
2020-01-23 cond-mat.mtrl-sci
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
Thermoelectric Performance Boost by Chemical Order in Epitaxial L2$_1$ (100) and (110) Oriented undoped Fe$_2$VAl Thin Films: An Experimental and Theoretical Study
本研究通过实验与计算结合，发现L2$_1$有序相显著提升外延Fe$_2$VAl薄膜的热电性能，获得PF 480 μW/m·K²和zT 0.025，超越先前报道的块体和薄膜值。
2025-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Sputtering power effects on the electrochromic properties of NiO films
采用射频磁控溅射技术在ITO玻璃基片上制备了氧化镍薄膜，研究了溅射功率（$P$ =60 W ~ 180 W）对薄膜电致变色性能的影响。通过X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分别评估晶体结构和形貌。采用循环伏安法和计时电流法研究了溅射功率对样品电致变色性能的影响。我们在碳酸丙烯酯溶液中使用LiClO $_4$用于Li插入/提取。利用X射线光电子能谱学（XPS）分析了锂离子插层前后样品的化学组成。我们观察到NiO的立方相，溅射功率主要影响结晶度和晶粒尺寸。这些又影响电致变色特性。显色效率从24.4 cm $^{2}$ /C降低到（15.4，13.7。16.1）cm $^{2}$ /C，当溅射功率从60 W增加到180 W时，可逆性从40%增加到30%。阻抗谱表明，在60 W下生长的薄膜的离子扩散较大，然后下降，在较高的溅射功率沉积的薄膜。XPS分析表明，较高的$P$值促进了膜表面氢氧化镍的形成。由于结晶度和形态的变化，氢氧化镍的存在增加，表明不仅样品的电致变色性能受溅射功率的影响，而且它们的化学组成。
2022-02-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Molybdenum sputtering film characterization for high gradient accelerating structures
为满足未来对撞机对具有最高加速梯度和运行可靠性的新型加速器装置的要求，迫切需要技术进步。为此，正在进行关于铜上钼涂层的广泛研究与开发。在这篇文章中，我们描述了通过溅射获得的不同钼涂层的化学成分，沉积质量和电阻率特性。沉积的膜是厚的金属无序层，具有高于和低于二氧化钼参考值的不同电阻率值。这些溅射涂层的化学和电学性能的卢瑟福背散射，XANES和光电子能谱进行了表征。我们还将提出一个三单元驻波部分涂钼层$\sim$ 500 nm厚的设计，以提高X波段加速系统的性能。
2012-12-26 cond-mat.mtrl-sci physics.acc-ph
Effect of RF Sputtering Process Parameters on Silicon Nitride Thin Film Deposition
本工作的目的是研究射频溅射沉积氮化硅薄膜的工艺参数优化。选择改变的工艺参数为沉积功率、沉积持续时间、氩气流速和氮气流速。根据田口L9正交表，在三个水平上改变参数。利用SEM、XRD、表面轮廓仪、半导体器件分析仪和紫外光谱仪分别对涂层的表面形貌、膜层组成、涂层厚度、涂层电阻率和折射率进行了测定。在沉积速率为1.47 ~ 10.1 nm/min时，测得薄膜厚度为127.8 ~ 908.3 nm，电阻率为1.53 ~ 7.85 × 10 ~（13）ohm-m。薄膜的折射率计算为1.84 - 2.08。从结果可以看出，当没有氮气流时，膜性能趋于差，而当氮气输入量少时，膜性能趋于改善。此外，SEM图像显示氮化硅的非晶结构，这由XRD图案证实。
2017-11-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Berry phase mediated topological thermoelectric transport in gapped single and bilayer graphene
我们考虑带隙单层和双层石墨烯中的异常热电输运，其中间隙可能是由于反转对称性破缺。在间隙的存在下，非平凡的Berry相位效应可以被示出为即使在没有垂直磁场的情况下，响应于所施加的温度梯度来介导横向热电电压。这种自发的、反常的能斯特效应对于石墨烯能带结构中两个不相等的谷中的非均匀化学势是非零的。相反，能斯特响应可用于在两个横向样品边缘之间产生谷折射率偏振，如在类似的谷霍尔效应中。
2009-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Contact Resistance Optimization in MoS${_2}$ Field-Effect Transistors through Reverse Sputtering-Induced Structural Modifications
针对MoS$_2$场效应晶体管因肖特基势垒导致的高接触电阻问题，提出通过反向溅射在界面诱导形成导电1T-MoS$_2$，使接触电阻降至50%以下并提升导通态电流，为二维材料微电子器件提供标准半导体工艺兼容的优化方案。
2024-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain effects to optimize the thermoelectric properties of hole-doped La$_2$NiO$_{4+δ}$ via ab initio calculations
系统La $_2$ NiO $_{4+δ}$的热电性质最近已经通过从头计算进行了讨论[Phys.Rev.B86，165114（2012）]。通过合理的热电势和热电优值计算，得到了最佳的空穴掺杂值。在这里，通过晶格应变和相应的原子弛豫的热电性能的大幅增加被预测。通过在不同的衬底上生长材料的薄膜，这种增加在实验上是可以实现的。小的拉伸应变将在高温下产生大的热电优值，$zT$ $\sim$ 1在氧过量$δ$ $\sim$ 0.05 - 0.10的范围内，并且面内晶格参数在3.95 - 4.05 Ω的范围内。在该相对宽的参数范围内，获得接近200 $μ$ V/K的热电势值。该化合物的最佳性能预计出现在高温极限。
2013-03-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous thermal oxidation of gadolinium thin films deposited on silicon by high pressure sputtering
研究通过高压溅射在硅上沉积钆薄膜并热氧化，发现500 $^\circ$C时结构转变，750 $^\circ$C下界面陷阱密度最低但介电常数仅7.4，原因是氧化产生的表面凸起降低了电容。
2024-01-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Deposition of Ga2O3 thin films by liquid metal target sputtering
本文报道了用反应脉冲直流磁控溅射法从液态镓靶在熔融（f-）石英和c面（c-）蓝宝石衬底上沉积非晶和晶态Ga 2 O 3薄膜，衬底温度从室温（RT）变化到800°C。沉积速率（在室温下在f-石英上高达37 nm/min，在800°C下在c-蓝宝石上高达5 nm/min）比文献中给出的射频溅射数据高2至5倍。沉积在未加热的基底上，薄膜是X射线非晶的。\b{eta} -Ga 2 O 3的明确的X射线衍射峰在衬底温度为500 ℃时开始出现。在高于600°C的温度下在c-蓝宝石上生长的膜是外延的。然而，{ \approx } 2.4-2.5°的高摇摆曲线半峰全宽值指示存在缺陷。在电子显微镜图像中观察到致密且无空隙的微观结构。成分分析表明化学计量接近Ga 2 O3，没有痕量杂质。在可见光范围内的低吸收率（<1%）和光学带隙约为5 eV的光学性质与文献中的数据一致的其他沉积方法生产的Ga 2 O3薄膜。
2023-01-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Large Thermoelectric Power Factor in TiS2 Crystal with Nearly Stoichiometric Composition
TiS $_{2}$晶体具有很高的热电功率因数，在300 K时的面内功率因数$S^{2}/ ρ$为37.1~ $μ$ W/K $^{2}$ cm，电阻率为1.5 × 10 - 6（$ρ$）1.7 m $Ω$ cm和热电（$S$）为-251~ $μ$ V/K，并且该值与最好的热电材料Bi $_{2}$ Te $_{3}$合金相当。电阻率表现出金属和高度各向异性的行为，这表明该TiS $_{2}$晶体的电子结构具有准二维性质。大的热电响应可以归因于刚好在费米能之上的大的态密度和谷间散射。尽管功率因数大，但由于相对大的热导率（68 mW/Kcm），在300 K下，TiS $_{2}$的品质因数$ZT$为0.16。然而，该值的大部分来自可约格贡献。因此，可以通过降低晶格热导率来改善$ZT$，例如，通过在层间位置引入振动单元。
2001-11-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalously large measured thermoelectric power factor in Sr$_{1-x}$La$_x$TiO$_3$ thin films due to SrTiO$_3$ substrate reduction
我们报告的观察，热电薄膜的La掺杂SrTiO 3生长在SrTiO 3衬底上产生的热电势的值非常高，在300 K的功率因数的值。薄膜Sr0.98La0.02TiO3，通过脉冲激光沉积在低温和低压（450 ℃，10- 7托）下生长，不产生类似的高值时，在其他基板上生长。薄膜生长诱导SrTiO 3晶体中的氧还原，掺杂衬底n型。发现SrTiO 3衬底的背侧电阻与薄膜生长后的薄膜侧一样低（~ 12欧姆/平方）。
2008-04-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Stress in chromium thin films deposited by DC magnetron sputtering on grounded cupper and stainless-steel substrate holders
本研究通过直流磁控溅射沉积铬薄膜，发现内应力随厚度增加而减小、随退火温度升高而增大，且铜基片架因电导率高导致更强离子轰击，使薄膜应力高于不锈钢基片架。
2025-10-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Accelerating Multi-Objective Collaborative Optimization of Doped Thermoelectric Materials via Artificial Intelligence
The Institute of Technological Sciences, Wuhan University（武汉大学技术科学学院）；School of Physics and Technology, Wuhan University（武汉大学物理科学与技术学院）
本文提出深度学习模型与多目标遗传算法耦合框架，从化学式直接预测掺杂热电材料性能并高效搜索组成空间，实验发现中温区高zT新材料。
2025-04-11 cond-mat.mtrl-sci cs.AI cs.LG
