分子束外延制备的垂直易磁化MnAl薄膜结构和磁性

系统地研究了利用分子束外延方法在GaAs(001) 衬底上外延生长的MnAl_x薄膜的结构和垂直易磁化特性随组分及生长温度的依赖关系. 磁性测试表明, 可在较大组分范围内 (0.4≤x≤1.2) 获得大矫顽力的垂直易磁化MnAl_x薄膜, 然而同步辐射X射线衍射和磁性测试发现当x≤0.6时MnAl薄膜出现较多的软磁相, 当x >0.9时, MnAl薄膜晶体质量和化学有序度逐渐降低, 组分为MnAl_0.9时制备的薄膜有最好的[001]取向. 随着生长温度的增加, MnAl_0.9薄膜的有序度、垂直磁各向异性常数、矫顽力和剩磁比均增加, 350℃时制备的MnAl_0.9薄膜化学有序度高达0.9, 其磁化强度、剩磁比、矫顽力和垂直磁各向异性常数分别为265emu/cm³、93.3%、8.3kOe (1 Oe=79.5775A/m)和7.74Merg/cm³ (1 erg=10^-7J). 不含贵金属及稀土元素、良好的垂直易磁化性质、 与半导体材料结构良好的兼容性以及磁性能随不同生长条件的可调控 性使得MnAl薄膜有潜力应用于多种自旋电子学器件. 关键词： 分子束外延 大矫顽力材料 磁各向异性     

分子束外延生长GaN薄膜的新方法

GaN是一种宽禁带半导体材料,非常适合于制作从蓝光到近紫外波段的光电器件,它也是Ⅱ-V族含氮化合物中研究得最充分的材料,近年来在国际上受到很大重视.在材料制备方面初步解决了p型掺杂的困难,从而制成了高功率的发光二极管. 目前生长GaN比较成功的方法是使用有机气体氮源的金属有机物化学汽相淀积.但它所生成的是纤锌矿(六角)结构,而且是生长在蓝宝石衬底上.生长温度也高达1000℃.要使得GaN材料有可能实用,需要采用低温生长的分子束外延(MBE)技术,并在GaAs,Si等半导体衬底上生长出闪锌矿(立方)结构的GaN薄膜.这样才有可能最终解决p型…     

分子束外延生长的n-Hg1-xCdxTe的磁输运特性

采用迁移率谱和多电子拟合过程相结合的混合电导分析法，对分子束外延（MBE）生长的Hg_1-xCd_xTe材料的变磁场实验数据进行了处理．该方法可以将外延层中体电子对电导的贡献与界面电子的贡献区分开，通过对不同温度下变磁场数据的分析，表明该方法是准确和可靠的，可以成为一种半导体材料和器件的常规电学测试和分析手段 关键词：     

Ge_xSi_1-x_/Si应变层超晶格的分子束外延生长及其特性研究

在 Si (l00) 衬底上用分子束外延在不同的温度下生长了不同组份的GeGe_xSi_1-x_/Si 应变层超晶格.用反射式高能电子衍射、x 射线双晶衍射、卢瑟福背散射、透射电子显微镜以及Raman散射等侧试方法研究了Ge Ge_xSi_1-x_/Si超晶格的生长及其结构特性. 结果表明, 对不同合金组份的超晶格, 其最佳生长温度不同. x值小, 生长温度高; 反之, 则要求生长温度低. 对于x为0. 1-0. 6 , 在400-600℃ 的生长温度范围能够长成界面平整、晶格完好和周期均匀的GeGe_xSi_1-x_/Si应变层超晶格. 关键词：     

分子束外延生长Sb薄膜及其量子尺寸效应

在GaAs(001)衬底上，用分子束外延生长Sb(111)薄膜，用反射式高能电子衍射仪原位监控生长过程，用透射电子显微镜观察薄膜结构，并用van der Pauw方法测量了电阻率随生长温度的变化，观察到Sb薄膜半金属/半导体转变及其量子尺寸效应． 关键词：     

分子束外延生长GaN薄膜中的一种早期位错结构

利用高分辨电子显微术，对在GaP基体上由分子束外延生长六角GaN晶体薄膜中的晶体缺陷结构进行了研究．实验中发现了GaN薄膜外延生长过程中产生的一种典型早期刃型位错结构．此晶体缺陷位于一大块GaN晶粒内部，其外观类似于一段（1120）晶界．它由一条（1120）高能孤立晶界段及其两端的两个1/6［1120］不完全刃型位错组成．从大晶格失配材料之间分子束外延生长的机理上对这种缺陷结构的形成进行了解释． 关键词：     

用激光分子束外延在Si衬底上外延生长高质量的TiN薄膜

采用激光分子束外延技术，利用两步法，在Si单晶衬底上成功地外延生长出TiN薄膜材料.原子力显微镜分析结果显示， TiN薄膜材料表面光滑，在10 μm×10 μm范围内，均方根粗糙度为0842nm.霍耳效应测量结果显示，TiN薄膜在室温条件下的电阻率为36×10^-5Ω·cm，迁移率达到5830 cm²/V·S，表明TiN薄膜材料是一种优良的电极材料.X射线θ—2θ扫描结果和很高的迁移率均表明，高质量的TiN薄膜材料被外延在Si衬底     

用激光分子束外延在Si衬底上外延生长高质量的TiN薄膜

采用激光分子束外延技术,利用两步法,在Si单晶衬底上成功地外延生长出TiN薄膜材料.原子力显微镜分析结果显示, TiN薄膜材料表面光滑,在10 μm×10 μm范围内,均方根粗糙度为0842nm.霍耳效应测量结果显示,TiN薄膜在室温条件下的电阻率为36×10^-5Ω·cm,迁移率达到5830 cm²/V·S,表明TiN薄膜材料是一种优良的电极材料.X射线θ—2θ扫描结果和很高的迁移率均表明,高质量的TiN薄膜材料被外延在Si衬底 关键词： 激光分子束外延 TiN单晶薄膜 外延生长     

高Tc氧化物超导薄膜的分子束外延研究综述

高临界温度（Ｔｃ）氧化物超导体的研究日新月异。作为高Ｔｃ超导研究重要组成部分的氧化物超导薄膜物理和技术也得到了飞速发展。分子束外延（ＭＢＥ）作为一项高级精密的真空镀膜技术，也跟其它镀膜技术一样，在高Ｔｃ超导薄膜的研究中发挥了独特的作用并取得了许多重要成就。本文结合作者近年来在高温超导体ＭＢＥ研究方面的工作，对这一新兴领域的进展和概况作一综述性介绍，并对该领域未来的发展作一些展望     

Zn1—xMnx／ZnSe应变超晶格分子束外延生长及光学特性研究

用分子束外延方法在ＧａＡｓ（１００）衬底上成功生长了高质量的Ｚｎ１－ｘＭｎｘＳｅ／ＺｎＳｅ（ｘ＝０．１６），超晶格结构，用Ｘ射线衍射和低温光致发光（ＰＬ）对其结构，应变分布以及光学性能进行了研究，结果表明，２Ｋ温度下，Ｚｎ１－ｘＭｎｘＳｅ／ＺｎＳｅ超晶格的光致发光中主发光峰对应于ＺｎＳｅ阱中基态电子和基态轻空穴之间的自由激子跃迁，而且其峰位相对于ＺｎＳｅ薄膜材料的自由激子峰有明显移动。其中，当超晶     

Comparison of organic thin films deposited by supersonic molecular-beam epitaxy and organic molecular-beam epitaxy: The case of titanyl phthalocyanine

Recently, supersonic molecular-beam epitaxy (SuMBE) was invented as an alternative method for the deposition of organic material, using higher kinetic energies for deposition than conventional organic molecular-beam epitaxy (OMBE). Using titanyl phthalocyanine (TiOPc) as a model substance, we show that the SuMBE deposition results in increased crystal quality of the deposited material. This is induced by the high kinetic energy of the molecular-beam in SuMBE, which leads to increased molecular mobility on the surface, resulting in larger crystal sizes and higher crystal quality. Alternatively, similar films as made by OMBE can be deposited by SuMBE at lower substrate temperatures. This temperature reduction may be of interest for the deposition of stacked organic devices on underlying heat sensitive layers, as they are quite common in organic electronic devices.     

高质量稀磁半导体(Ga,Mn)Sb单晶薄膜分子束外延生长

理论预言窄禁带稀磁半导体(Ga,Mn)Sb及其异质结构可能存在量子反常霍尔效应等新奇特性, 近年来受到了特别关注. 但是, 由于(Ga,Mn)Sb薄膜生长窗口窄, 纯相(Ga,Mn)Sb薄膜制备比较困难, 迄今关于这类材料的研究报道为数不多. 本文采用低温分子束外延的方法, 通过优化生长条件, 成功制备出厚度为10 nm, Mn含量在0.016至0.039之间的多组(Ga,Mn)Sb薄膜样品. 生长过程中反射式高能电子衍射原位监测和磁性测量都表明没有MnSb等杂相的偏析, 同时原子力显微镜图像表明其表面形貌平滑, 粗糙度小. 通过生长后退火处理, (Ga,Mn)Sb薄膜的最高居里温度达到30 K. 此外, 本文研究了霍尔电阻和薄膜电阻随磁场的变化关系, 在低温下观测到明显的反常霍尔效应.     

Manipulating magnetic anisotropies of Co/MgO(001) ultrathin films via oblique deposition

We present a systematic investigation of magnetic anisotropy induced by oblique deposition of Co thin films on MgO(001) substrates by molecular beam epitaxy at different deposition angles,i.e.,0?,30?,45?,60?,and 75?with respect to the surface normal.Low energy electron diffraction(LEED),surface magneto–optical Kerr effect(SMOKE),and anisotropic magnetoresistance(AMR) setups were employed to investigate the magnetic properties of cobalt films.The values of in-plane uniaxial magnetic anisotropy(UMA) constant Ku and four-fold magnetocrystalline anisotropy constant K1 were derived from magnetic torque curves on the base of AMR results.It was found that the value of Ku increases with increasing deposition angle with respect to the surface normal,while the value of K_1 remains almost constant for all the samples.Furthermore,by using MOKE results,the Ku values of the films deposited obliquely were also derived from the magnetization curves along hard axis.The results of AMR method were then compared with that of hard axis fitting method(coherent rotation) and found that both methods have almost identical values of UMA constant for each sample.     

Magnetic anisotropic properties in Fe3O4 and CoFe2O4 ferrite epitaxy thin films

Epitaxial thin films of Fe₃O₄ and CoFe₂O₄ on MgO (0 0 1) substrates were grown by molecular beam epitaxy at low temperature growth process. Magnetization and hysteresis loop of both films were measured to investigate magnetic anisotropic properties at various temperatures. Anomalous magnetic properties are found to be correlated with crystalline, shape, and stress anisotropies. The Fe₃O₄ film below Verwey structural transition has a change in crystal structure, thus causing many anomalous magnetic properties. Crystalline anisotropy and anomalous magnetic properties are affected substantially by Co ions. The saturation magnetization of Co–ferrite film becomes much lower than that of Fe₃O₄ film, being very different from the bulks. It indicates that the low temperature growth process could not provide enough energy to have the lowest energy state.     

L1_0-FePt合金单层磁性薄膜的微磁学模拟

具有四方结构的L10-FePt合金因其具有高磁晶各向异性和良好的化学稳定性而成为超高密度薄膜磁记录介质的最佳选择.对实验制备得到的磁性能良好的垂直取向L10-FePt合金单层膜进行了微磁学分析.在传统微磁学模型的基础上,根据晶体的对称性,引入了四角磁晶各向异性能密度的唯象表达形式;又依据薄膜生长过程中晶格对称性的破坏,考虑了薄膜面内的应力,并引入了磁弹性能.以四角磁晶各向异性能和磁弹性能为重点,对L10-FePt合金单层膜的磁滞回线进行了详细的分析,并且用微磁学方法确定了薄膜面内应力的大小.     

Structure and magnetism of bcc(1 1 0)-like Fe films grown on Cu(0 0 1) via ion beam triangulation and spin-polarized electron capture

The structure and magnetism of thin epitaxial Fe layers grown on Cu(0 0 1) is investigated by grazing scattering of fast H and He atoms. Information on the atomic structure of the film and substrate surfaces is obtained by making use of ion beam triangulation with protons. The magnetic behavior is studied via the polarization of light emitted after capture of spin-polarized electrons into excited atomic terms during scattering of He atoms. For the formation of bcc(1 1 0)-like Fe films at higher coverages, we detect differences in structural and magnetic properties for room and low temperature growth. We suggest that the crystalline structure depends on the film morphology and that Cu impurities affect the magnetic properties.     

Co0.9Fe0.1薄膜面内元素分辨的磁各向异性

利用X射线磁性圆二色技术对Co_0.9Fe_0.1薄膜面内元素分辨的磁各向异性进行了研究，通过剩磁模式测量不同磁化方向的样品组分原子单位空穴磁矩的变化，发现除了在生长的磁诱导方向存在易磁化轴外，在与该轴垂直的方向还存在一个类似易轴的软磁化轴；面内的两个难磁化轴与易磁化轴取向大约成66°夹角，从而构成了面内双轴磁各向异性；对不同组分元素，其单位空穴磁矩随磁化方向的变化趋势基本相同，不同磁化方向Fe原子单位空穴的磁矩值约为Co的对应值的87%，反映了Fe原子和Co原子之间存在着强烈的铁磁性耦合. 关键词： 磁各向异性 X射线磁性圆二色 铁磁耦合 CoFe合金薄膜     

Role of crystal orientation on the magnetic properties of CoFe2O4 thin films grown on Si (1 0 0) and Al2O3 (0 0 0 1) substrates using pulsed laser deposition

We report the influence of crystal orientation on the magnetic properties of CoFe₂O₄ (CFO) thin films grown on single crystal Si (1 0 0) and c-cut sapphire (Al₂O₃) (0 0 0 1) substrates using pulsed laser deposition technique. The thickness was varied from 200 to 50 nm for CFO films grown on Si substrates, while it was fixed at 200 nm for CFO films grown on Al₂O₃ substrates. We observed that the 200 and 100 nm thick CFO-Si films grew in both (1 1 1) and (3 1 1) directions and displayed out-of-plane anisotropy, whereas the 50 nm thick CFO-Si film showed only an (1 1 1) orientation and an in-plane anisotropy. The 200 nm thick CFO film grown on an Al₂O₃ substrate was also found to show a complete (1 1 1) orientation and a strong in-plane anisotropy. These observations pointed to a definite relation between the crystalline orientation and the observed magnetic anisotropy in the CFO thin films.     

晶格失配应力对单晶(BiTm)_3(GaFe)_5O_(12)膜磁畴结构的影响

利用液相外延工艺在钆镓石榴石衬底上制得了单晶(BiTm)_3(GaFe)_5O_(12)膜,研究了晶格失配应力对其磁畴结构的影响.研究发现,生长速率越快,膜的晶格常数越大;晶格失配应力可以在一定范围内调整膜的垂直各向异性;随着晶格失配应力由较大张应力逐渐转变为较大压应力,磁畴形状先由磁泡畴转变成迷宫畴,然后转变为过渡态部分弯曲的条状畴,最终转变为整齐排列的条状畴;失配应力同时对畴宽也有影响,膜受到的失配应力越大,畴宽越大.这一实验研究对基于控制晶格失配应力来调控单晶膜的各向异性和磁畴结构有指导意义.