由分子束外延冷却过程诱导的 BaBiO3-{\delta} 薄膜结构变形研究
材料科学
2025-04-29 v1
摘要
氧气损失是棱柱氧化物中常见的缺陷类型，其形成可由低氧气背景压下的生长或由薄膜应力引起。我们通过分子束外延在 SrTiO3 缓冲的 Si(001) 衬底上生长 BaBiO3-{\delta} 薄膜。吸附控制的生长段由在生长过程中以 600 W 等离子体功率供应活化氧气而提升的铋粘附系数所主导。尽管在生长过程中供应了活化氧气，但大量氧空位仍会取决于冷却过程而在薄膜中产生。当冷却过程包括较长时间的等离子体 600 W 活化氧气供应时，可获得棱柱结构。通过在分子氧气中对含氧空位通道的样品进行 600{\deg}C 外置退火步骤，亦可诱导结构转化。该棱柱结构 BaBiO3 的转化表现为基于透射电子显微镜、拉曼光谱和光致发光的重构八面体。此外，X射线衍射数据显示该棱柱相具有较小的垂直晶格常数和较大的单斜度。本文指出，热失配和多价性在 Si 衬底作用下对层施加的拉伸应力是氧空位产生的驱动力。
关键词
引用
@article{arxiv.2504.18871,
title = {Structural transformation for BaBiO3-{\delta} thin films grown on SrTiO3-buffered Si(001) induced by an in-situ Molecular Beam Epitaxy cooldown process},
author = {Islam Ahmed and Olivier Richard and Partrick Carolan and Marco Gambin and Luca Ceccon and Moloud Kaviani and Stefan De Gendt and Clement Merckling},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.18871},
year = {2025}
}