分子束外延生长钙钛矿氧化物的机器学习分析

反射高能电子衍射（RHEED）是一种普遍使用的原位分子束外延（MBE）表征工具。尽管 RHEED 可作为确定晶体表面结构的强有力手段，但其常作为生长过程中离散间隔的静态定性表面表征方法使用。利用主成分分析（PCA）与 k-means 聚类对从 RHEED 数据中分组的时间簇考察显著边界并识别统计显著模式，使得对 MBE 整个生长过程所采集 RHEED 数据的完整分析成为可能。该过程应用于同外延 SrTiO$_{3}$ 生长、生长在钪酸盐衬底上的异外延 SrTiO$_{3}$、生长在 SrTiO$_{3}$ 衬底上的 BaSnO$_{3}$ 薄膜，以及生长在 LaAlO$_{3}$ 衬底上的 LaNiO$_{3}$ 薄膜的数据。该分析可在生长的精确时间与厚度处提供对表面演化及生长模式转变的额外见解，且 RHEED 图像序列的完整视频存档或能提供更深入的见解并加强对生长过程与薄膜质量的控制。