Diese Arbeit wurde vom britischen Engineering and Physical Sciences Research Council unter dem Förderkennzeichen EP/G065640/1 und von der US National Science Foundation unter dem Fördernummer DMR-0908767 [ML und LHL] und Gewährungsnummer DMR-0907007 [DH].

In diesem Protokoll werden dünne Filme des FeRh geordnete Legierung mit DC-Magnetron-Sputtern auf MgO (001)-Substraten hergestellt. Die Proben werden in einem Magnetfeld von etwa 200 Oe von einem Permanentmagnetanordnung, die verwendet wird, um eine in der Ebene liegende magnetische Anisotropie eingestellt bereitgestellt gewachsen. Der Zieldurchmesser ist 50 mm und der Abstand zwischen dem Target und Substrate beträgt etwa 10 cm. Um FeRh wachsen wird ein dc-Magnetron-Torus Magnetgewehr für magnetische Materialien verwendet. Die Heizungen sind Glühbirnen 2 cm über den Substraten und umgeben von einem Metallzylinder, um das erwärmte Volumen klein zu halten positioniert. In diesem System die maximale Temperatur möglich ist ~ 1050 K. Das System der Lage ist, 24 verschiedene Substrate, aber wir wachsen in der Regel weniger als 10, wenn Sie Epitaxie-Proben aus Zeitgründen. Die Details für diese Probenvorbereitung Protokoll hier vorgestellten sind dafür bekannt, in unserer Vakuumsystem gut funktionieren. Da es viele gleichwertige Vakuumanlagen, die in ihren Details unterscheidens, die Anforderungen für die quantitative Parameter wie Temperatur, Zeit, usw.. Sie können verschiedene, optimale Werte in anderen Systemen. Dennoch wird die Beschreibung unten einen nützlichen Leitfaden für den Leser zu beweisen. In der detaillierten Protokoll unten wird davon ausgegangen, dass der Leser mit den Grundlagen der guten Vakuum Praxis, wie beispielsweise die Verwendung von Handschuhen, um alle Komponenten, die die Vakuumkammer [siehe z. B. Referenz 26] eingeben, werden hand vertraut ist. 1. Substrat-und Zielpräparation Dieser Abschnitt beschreibt die Herstellung des Sputterdepositionskammer und die Einkristall-MgO-Substraten. <ol><li> Spülen Sie die (001)-MgO-Substrate in Isopropanol und montieren sie in der Substrathalter. Laden Sie diese in der Vakuumkammer. </li><li> Montieren Sie die FeRh Ziel in der Magnetron-Gewehr und die Pistole wieder zusammenbauen. Für eine Probe mit einer Zusammensetzung äquiatomar haben wir gefunden, dass ein Ziel mit Fe 47Rh 53 ist am besten geeignet, was die klarste magnetostructural Phasenübergang. Testen Sie, dass es keinen Kurzschluss zwischen dem Magnetron und der umgebenden Schild. Entsprechend wird jede Scheibe (n), die für Deckschichten verwendet werden. </li><li> Schließen Sie die Vakuumkammer und pumpen es nach unten. </li><li> Sobald das Vakuum ist besser als 1 x 10 -6 Torr, heizen die Substrate bis 870 K.-Monitor das Vakuumniveau und Erwärmungsrate um sicherzustellen, dass der Druck nicht über dieses Niveau steigen. Halten bei dieser Temperatur über Nacht. </li><li> Eine Stunde vor Beginn der Wachstums, beginnen zu flüssigem Stickstoff strömen durch den Meissner-Falle. Das Vakuum sollte besser als 4 x 10 -7 Torr verbessern. </li><li> Stellen Sie den Massendurchflussregler bis 65 sccm Arbeitsgasstrom. Die Sputter Gas Ar mit 4% Wasserstoff zu Probenoxidation während des Wachstums zu vermeiden. Öffnen Sie die Gasdurchflussventil. Der Druck in der Kammer sollte der geringen mTorr Bereich steigen. </li><li> Vor dem Wachstum, Pre-Sputter die FeRh Ziel für1200 Sek. bei 30 W. </li></ol> 2. Epilayer Deposition Dieser Abschnitt beschreibt die Abscheidung des FeRh Schicht von dc-Magnetron-Sputtern. <ol><li> Einstellen des Sollwertes der Massendurchflussregler, um einen Kammerdruck von 4 × 10 -3 Torr zu ergeben. Lassen Sie den Druck auf einen stabilen Wert zu begleichen. </li><li> Überprüfen Sie, dass die Substrattemperatur bleibt bei 870 K und ist stabil. </li><li> Schalten Sie das Magnetron, eine Gesamtabscheidungsrate von 0,4 Å / s ergeben. In Kammern mit einer Quarzkristall-Display verfügt, kann dies über diesen Monitor durchgeführt werden, wenn entsprechend kalibriert. Wenn die Kammer nicht ein Quarzkristall-Monitor haben, können Postwachstumsdickenmessungen hilfreich, sowie eine hohe Reproduzierbarkeit zwischen den Läufen sein. </li><li> Öffnen des Verschlusses und hinter FeRh auf dem erhitzten Substrat für eine geeignete Länge, um die gewünschte Dicke zu geben Zeit. Zum Beispiel wird ein 500 sec Abscheidung eine 20 nm dicke Probe ergeben. &lt;/ Li&gt; <li> Schließen Sie den Auslöser. </li><li> Schalten Sie die Stromversorgung des Magnetron. </li><li> Schließen Sie das Gasventil. </li><li> Erhöhung der Probentemperatur auf 970 K Halten der Proben bei dieser Temperatur für eine Stunde. Der Druck sollte besser als 1 x 10 -6 Torr während bleiben. Die Auswirkungen der Variation dieser Glühtemperatur in 20 de Vries et al. Gefunden werden </li><li> Schalten Sie Heizleistung und Kühlung der Proben auf Raumtemperatur. In diesem System nimmt diese mindestens drei Stunden. </li><li> Zahlen Sie einen beliebigen erforderlich, mit ähnlich Schritte 2.1-2.7 Schritte Deckschicht. Aufbringen der Deckschicht bei einer Temperatur unter 370 K ~ unbedingt FeRh Interdiffusion in die Schicht 27 zu verhindern. </li><li> Entlüften Sie die Kammer mit trockenem Stickstoff, öffnen Sie sie, und entfernen Sie die Proben. Sie sollten erscheinen hell und glänzend. </li></ol> 3. Routine Post-Wachstum Charakterisierung Dieser Abschnitt bietet einen Überblick über die Grund characterizatiüber die Schritte auf dem Großteil unserer FeRh Proben durchgeführt. Da gibt es viele mögliche gleichwertige Verfahren für die Herstellung dieser Messungen, die Art der Beschreibungen hier sind weniger detailliert und restriktiv, und auf die wesentlichen Merkmale von solchen Messungen nicht konzentrieren. <ol><li> Führen Sie eine low angle Χ-ray-Scan-Reflexionsvermögen, um die Dicke der Probe zu bestimmen. Montieren Sie die Probe im Diffraktometer und richten Sie sie in ω mit der Detektorwinkel 2 θ ≈ 1 °. Falls vorhanden, sollte χ auch ausgerichtet werden. Führen Sie ein Standard-θ-2θ-Scan mit θ läuft von 0 ° bis das Grundrauschen des Gerätes erreicht ist, in der Regel einmal θ ≥ 6 ° für eine gute Qualität Probe. Klar Kiessig (Dünnschicht-Interferenz) Fransen sichtbar, aus dem der Epilayer Dicke bestimmt werden können. </li><li> Führen Sie eine high-angle Χ-Beugungs Scan, um den Grad der chemischen Ordnung zu bestimmen. Dies kann sein AutoRied mit der Probe noch in der Diffraktometer von Schritt 3.1 montiert. Das MgO-Substrat-Peak sollte (bei ​​2 θ = 42,9 °, wenn Cu-K α-Strahlung verwendet wird) gefunden werden und die Probe erneut in ω ausgerichtet. Auch hier laufen ein θ θ -2, die sich zumindest den Bereich 12,5 ° &lt;θ &lt;62,5 ° (wieder unter der Annahme, Cu-K α-Strahlung), so dass sowohl die FeRh (001) und (002)-Gipfel, sowie das Substrat Spitze, erfasst werden. </li><li> Durchführen einer Messung der Temperaturabhängigkeit des spezifischen Widerstands der Probe, um die Übergangstemperatur zu bestimmen. Die elektrischen Kontakte zu der Probe, so dass ein Standard-4-Punkt-Messung kann durchgeführt werden, den Kontaktwiderstand Probleme zu vermeiden. Wenn ein Gleichstromverfahren verwendet wird, machen Messungen für Vorwärts-und Rückwärtsstromrichtungen und die Widerstände um null off jede bei erhöhten Temperaturen erzeugt Thermospannung gemittelt. Dann legen Sie die Probe auf eine Temperatur contgewalzte Warmstufe (in diesem Set-up der Bühne ist in einem kleinen Turbo-Hochvakuumkammer gepumpt, um sicher zu sein jegliche Oxidation zu vermeiden), und den Widerstand als Funktion der Temperatur bei der Beheizung und Kühlung Sweeps, so dass jede Hysterese in der erste Auftrag magnetostructural Phasenübergang bestimmt werden. </li></ol>

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Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Interessen konkurrieren.

Hier haben wir gezeigt, dass diese Methode verwendet, um Proben von Epilayer FeRh guter Kristallqualität und einem hohen Maß an chemischer B2 Bestell vorzubereiten. Das Verfahren ist auf die Herstellung einer Vielzahl von metallischen epitaktischen Schichten, einschließlich geordneten Legierungen geeignet. Während wir die B2-geordneten FeRh Legierung als Beispiel verwendet, da es zeigt eine dramatische Phasenübergang, wenn der Stöchiometrie korrekt ist und chemische Bestell vorhanden ist, kann diese Methode auch für andere Materialien verwendet werden. Zum Beispiel, die beide FePd und FePt haben 0 L1 Phasen, was zu einer sehr starken uniaxialen magnetokristalline Anisotropie führt. Wir haben erfolgreich dieses Material in der Vergangenheit gewachsen ist, zeigt Domänenwand Widerstand in FePt 8, und in beiden FePd und FePt 10 großen anomalen Hall-Effekten. Mit einer entsprechenden Anpassung der Wachstumsraten und Temperaturen und geeigneter Wahl des Substrats, sollte dieses Verfahren nützlich für die Herstellung einer Vielzahl von DIF seinschiedenen magnetischen und nicht-magnetischen Metall epilayers Anzeige chemischen Ordnung. Dennoch ist eine Beschränkung dieses Verfahrens die Notwendigkeit eines Einkristallsubstrats Epitaxie zu erreichen. Dies bedeutet, Schwierigkeiten bei der Durchführung von Experimenten, wie der Draufsicht Transmissionselektronenmikroskopie oder Röntgenmikroskopie oder Integration einer Technologie auf eine andere Substratscheibe wie die in der Nähe allgegenwärtigen Si aufgebaut auftreten. Ein mögliches Mittel, um dieses Problem zu erhalten, ist eine dünne MgO-Schicht, auf der die FeRh kann dann abgeschieden werden wachsen. Dies kann out-of-plane-Textur, die lokale Epitaxie-Wachstum auf der jeweils MgO Getreide Keim für 37 ergeben. Bemerkenswerterweise ist es möglich, eine dünne MgO-Schicht, die sowohl (001)-Textur und in der Ebene kristallographischen Ausrichtung auf einem amorphen Oberfläche wachsen unter Verwendung eines Verfahrens mit einem Ionenstrahlunterstützung Waffe, die unter 45 ° zu der Substratnormalen 38 ausgerichtet ist. Dies könnte das Wachstum von B2-geordneten FeRh auf zB Elektronen-oder Röntgen t erlaubenransparent Si 3 N 4-Membranen, die in der Lage zu überleben, die in unserem Protokoll erforderlichen hohen Wachstumstemperaturen oder an der nativen Oxidschicht von einem Si-Wafer sind. Weitere Ausgestaltungen der Verfahren umfassen die Verwendung von B2-geordnete Unterschichten, wie beispielsweise NiAl 39, B2-Reihenfolge im FeRh Epischicht zu fördern, wenn sie mit ultradünnen, oder seine Verwendung zur Heterostrukturen mit mehreren chemisch geordneten Schichten 37 aufzubauen. Da FeRh auf der Website Rh dotiert, um die Übergangstemperatur T bis T (beispielsweise durch IR-40, 41 oder Pt 40, 42) oder nach unten (z. B. unter Verwendung von Au-40, 27 oder Pd 40, 43), die Einrichtung anzupassen Doping-Profile in FeRh Schichten können designed-in Magnetprofile führen, wie die Probe erhitzt und abgekühlt. Dies eröffnet einen Weg zur Erzeugung von rein magnetischen Schichtung eines Epilayer in kontrollierbarer Weise 44.

Die zentrale Paradigma der Mikroelektronik-Industrie ist die Methode der planaren Verarbeitung: die sequentielle Abscheidung und Strukturierung von dünnen Schichten auf der Oberfläche eines Wafers aus Substratmaterial. Sehr oft ist das Substrat ein Einkristall, und die Folien müssen epitaktischen sein, dh in der Kristallregister mit dem darunterliegenden Substrat zu sagen. Mit Halbleitermaterialien, so wird typischerweise entweder unter Verwendung von Molekularstrahl-Epitaxie (MBE) unter Labor 1 oder metallorganische Gasphasenepitaxie (MOVPE) in der Herstellung von 2 erreicht. Während das epitaktische Wachstum von Metallen durch MBE möglich ist, werden sie leicht durch Sputtern abgeschieden, und dies ist die am häufigsten verwendete Methode für die Abscheidung von dünnen Magnetfilme sowohl in der Forschung und industriellen Einrichtungen. Unter bestimmten Bedingungen während dieses Verfahren wird allgemein mit dem Wachstum des polykristallinen Filmen, die Epitaxie auf einem Einkristall-Substrat assoziiert ist möglich, <sbis&gt; 3. Diese umfassen in der Regel einen erhöhten Substrattemperatur (zumindest für die ersten Schichten), eine langsame Abscheidungsrate und einen niedrigen Basisdruck der Vakuumkammer. Dieser Ansatz wurde genutzt, um Riesenmagnetomehrschichtmaterialien 4, 5 zum Beispiel, vorbereiten. In unserem eigenen Labor haben wir Epitaxie-Sputtern verwendet, um eine Vielzahl von magnetischen Materialien auf Einkristallsubstrate vorzubereiten. Es ist möglich, CoFe-Legierung-Epitaxieschichten auf GaAs (001) zu halten, zum Beispiel durch Auswählen der Gitteranpassung Co 70 Fe 30 Zusammensetzung 6. Dieses Material ist eine feste Lösung, wo die Co-und Fe-Atome zufällig bevölkern die bcc-Gitterplätze. Wir haben auch gewachsen chemisch geordnete magnetische Legierungen, wo die verschiedenen Atomarten erforderlich sind, bis bestimmte Gitterplätze zu nehmen. Das Wachstum Protokoll wir hier beschreiben wurde ursprünglich für das Wachstum von L1 0-geordnete FePd und FePt-Legierungen, die von Interesse sind entwickelt seit sie besitzen eine sehr hohe magnetokristalline Anisotropie 7. Wir haben die Beziehung zwischen der ballistischen und diffusiven Transport von spin-polarisierten 8, 9 und der anomalen Hall-Effekt 10 in diesen Materialien, die eine vergleichbare Qualität zu Schichten 11 durch MBE aufgewachsen sind sucht. Hier werden wir unsere Epitaxialwachstumsverfahren veranschaulichen am Beispiel der B2-geordneten FeRh epilayers. Fe und Rh-Legierungen werden in beliebiger Zusammensetzung zu bilden, aber eine B2-geordneten Verbindung der Gleichgewichtszustand für Stöchiometrien im nahen äquiatomare Bereich 49-53% Fe 12 Atom. Diese so genannte α &quot;- Phase ist ein Antiferromagnet (AF), die eine erste Ordnung Phasenübergang beim Erhitzen zeigt, zu einem α&quot;-Phase Ferromagneten (FM) um T T = 350 → 400 K 13, 14, 15. Diese metamagnetischen Übergang zwischen den beiden unterschiedlichen, aber beide vollständig geordneten magnetischen Zustände (Typ II AF 16 und FM)durch einen isotropen 1% Volumenausdehnung in der B2-Gitter 17, 18 begleitet wird, eine große Entropie frei 19, einen starken Abfall in dem Widerstand 14 und eine große Zunahme der Ladungsträgerkonzentration 20. Neutronenbeugungs 21, 16 und in jüngerer XMCD 22 Messungen zeigen, dass ein Teil des 3,3 μ B magnetisches Moment auf dem Fe zentriert in der AF-Phase in die Rh in dem FM-Phase überführt wird, wobei μ Fe ~ 2.2 μ B und μ Rh ~ 0,6 μ B. Die Curie-Temperatur für die FM α-Phase beträgt ~ 670 K 14, vergleichbar mit der Curie-Temperatur der Legierung mit x&gt; 0,53 23. Sehr empfindlich auf die Zusammensetzung x der metamagnetischen Gangstemperatur T T ist in Fe × Rh 1 - 23 × 24, und wird von ~ 8 K / T des angelegten magnetischen fi drückteld 25, 15. Dies reiche Palette von physikalischen Verhalten hängt entscheidend von der Erreichung der richtigen B2-geordnete Struktur und ermöglicht so eine Vielzahl von Messtechniken eingesetzt, um den richtigen chemischen Bestellung in einer Probe zu erfassen, so dass es ein geeignetes Beispiel, um eine Methode der wachsenden demonstrieren Hoch Qualität geordnete Legierung epilayers.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name of Reagent/Material</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sputter Deposition System</td>
			<td>Kurt J. Lesker Company</td>
			<td>Bespoke</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgO Single Crystal Substrate</td>
			<td>Pi-Kem</td>
			<td>Single-sided epi-polished</td>
			<td>(001) orientation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FeRh sputtering target</td>
			<td>Pi-Kem</td>
			<td>Bespoke</td>
			<td>50 mm diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transmission Electron Microscope</td>
			<td>FEI</td>
			<td>Tecnai TF20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>X-ray Diffractometer</td>
			<td>Br&#252;ker</td>
			<td>D8 Discover</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SQUID Magnetometer</td>
			<td>Quantum Design</td>
			<td>MPMS-XL 5</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

sputter growth and characterization of metamagnetic b2-ordered ferh epilayers

Chemisch geordneten Legierungen sind in einer Vielzahl von magnetischen Nanotechnologie. Sie werden am besten in einem industriellen Maßstab unter Verwendung von Sputter-Verfahren hergestellt. Hier beschreiben wir ein Verfahren zur Herstellung dünner Filme aus Epitaxie-B2-geordneten FeRh durch Sputter-Abscheidung auf Einkristall-MgO-Substraten. Abscheidung bei einer geringen Geschwindigkeit auf einem erhitzten Substrat ermöglicht Zeit für die adsorbierenden Atome sowohl nieder in ein Gitter mit einem gut definierten epitaxiale Beziehung mit dem Substrat und auch auf die richtige Stelle in den Fe-und Rh-Untergitter der B2-Struktur finden. Die Struktur ist bequem mit Röntgenreflektometrie und Beugung charakterisiert und können direkt unter Verwendung von Transmissionselektronenmikroquerschnitte sichtbar gemacht werden. B2-geordneten FeRh zeigt eine ungewöhnliche metamagnetischen Phasenübergang: der Grundzustand antiferromagnetische Legierung, aber die verwandelt sich in einen Ferromagneten beim Erhitzen mit einem typischen Übergangstemperatur von etwa 380 K. Dies wird durch eine 1% begleitetVolumenausdehnung der Einheitszelle: isotrop in der Masse, sondern seitlich in einer Epischicht eingespannt. Die Gegenwart des antiferromagnetischen Grundzustand und dem damit verbundenen Phasenumwandlung erster Ordnung ist sehr empfindlich auf die richtige äquiatomare Stöchiometrie und richtige B2-Bestellung, und so ist ein bequemes Mittel, um die Qualität der Schichten, die mit diesem Ansatz abgeschieden werden kann, zu demonstrieren. Außerdem geben wir einige Beispiele für die Verfahren, durch die die Phasenänderung detektiert werden können.

Wir haben viele FeRh Proben nach dieser Vorschrift hergestellt. In diesem Abschnitt zeigen wir mit den gängigsten Charakterisierungsverfahren für eine Auswahl von repräsentativen Proben erhalten typische Ergebnisse. Ergebnisse wie diese sind für Proben im Dickenbereich von 20 bis 50 nm erwartet. Andere Methoden, die wir verwendet haben, um unser Material in mehr Tiefe zu charakterisieren sind: X-ray magnetischen Circulardichroismus 28, streifenden Einfall Röntgenstreuung 29 und polarisiert Neutronenreflektometrie 30. Wir haben auch die Effekte der Dotierung der Legierung mit Au-27 untersucht. Weitere Angaben zu den Eigenschaften, die von diesem Material erwartet werden kann, kann in diesen Berichten gefunden werden, und die darin enthaltenen. Aufbau gemäß einem der Epitaxieschichten ist im Detail in der in Fig. 1 dargestellten TEM-Aufnahmen gezeigt. Der Probenquerschnitt durch das herkömmliche Dellen und Ionenpoliertechnologie hergestelltnik ein Standard-Probenvorbereitungsverfahren (siehe z. B. Williams und Carter 31) - und mit einer 200-kV-Elektronenstrahl beobachtet. Die Gesamtschichtaufbau aus Fig. 1 ersichtlich ist (a). In diesem Fall wurde eine 30 nm FeRh Film epitaktisch auf einem MgO-Substrat aufgewachsen, gefolgt von einer ca. 4 nm Cr-Schicht und einer ~ 1 nm dicke Al-Schicht. (Die Cr-Schicht wurde hier für ein bestimmtes Experiment enthalten und wird im allgemeinen nicht erforderlich). Die Rauhigkeit der FeRh / MgO und FeRh / Cr-Schnittstellen sind 0,6 nm und 2,8 nm auf, wie aus dem Bild gemessen. In Fig. 1 (b) eine hochauflösende Mikroskopaufnahme des MgO / FeRh Schnittstelle gezeigt. Die epitaktische Beziehung, wie aus ausgewählten Bereich Beugung bestätigt ist FeRh [100] (001) | | MgO [110] (001). Die Gitteranpassung über die Schnittstelle zeigt die hohe Qualität des epitaktischen Wachstums. Wir haben nicht die Daten hier zeigen aber energiedispersive Röntgenspektroskopie im TEM verwendet, um die Zusammensetzung auf einer Auswahl von Proben zu prüfen:es war schon immer in der Unsicherheit der Messung äquiatomare zu. Χ-ray-Reflektometrie Daten sind in Abbildung 2 für eine nominell 25 nm dicken FeRh Epilayer mit einer dünnen Schicht aus polykristallinem Al bedeckten gezeigt. Die Messung wurde in einer Standard-Zweikreis-Diffraktometer in der Bragg-Brentano-Geometrie durchgeführt, unter Verwendung von Cu K α-Strahlung (λ = 0,1541 nm), mit einem Ni-Filter, um die K α-Strahlung zu dämpfen. Die ausgeprägten Kiessig Fransen, die aus der Interferenz der Röntgenstrahlen, die von den verschiedenen Schnittstellen in dem Schichtstapel während ergeben, zeigen, daß diese Schnittstellen sind glatt und gut korreliert. Die durchgezogene rote Linie zeigt eine Anpassung an die Daten, die durchgeführt wurde, mit Hilfe der Software GenX 32. Die Best-Fit-Parameter für die Mehrschichtstruktur sind in Tabelle 1 gezeigt. Die Tatsache, dass ein Teil der Al-Schicht oxidiert wurden und selbstpassiviert, sobald die Probe ausgesetzt ist to wird die Luft für die im Modell berücksichtigt. Χ-Röntgenbeugungsdaten für die gleiche Probe sind in Fig. 3 gezeigt ist, auf dem gleichen Instrument. Die (002)-Reflexion des MgO-Substrat ist stark und scharf genug, um nur lösen die Cu-K α 1 und K α 2 Zeilen. Die FeRh Schichten zeigt sowohl (001) und (002)-Reflexe. Dass eine Verbreiterung aufgrund der endlichen Dicke der Epischicht und Dehnungsverläufe. (002) FeRh B2 Peak bei 2 θ = 61,3 º zentriert ± 0,02, was eine durchschnittliche out-of-plane Gitterkonstante von 3,02 ± 0,05 Å. Es ist möglich, die chemischen Ordnungsparameter S der FeRh B2-Struktur aus den relativen integrierten Intensitäten dieser beiden Peaks zu bestimmen. Diese Menge wird als S definiert = r + r Fe Rh -1, wobei sich der Anteil von Fe (Rh) Websites von Fe (Rh) besetzt 33 Atome. Eine kurze Inspektion der Formel zeigt tHut, wenn r = r Fe Rh = 1 und die Struktur ist ideal, S = 1, während, wenn r = r Fe Rh = 0,5, so daß alle Gitterplätzen statistisch belegt, S = 0 ist. Der Grund dafür ist, daß, wenn S = 0 die Seite gemittelte Struktur bcc, für die die Strukturfaktor verbietet die (001)-Reflexion, wohingegen, wenn S = 1 ist die Struktur primitiven kubischen, für die der (001)-Reflexion ist erlaubt. Dies bedeutet, dass in der Praxis, <img alt="Gleichung 1" fo:content-width="2.5in" src="/files/ftp_upload/50603/50603eq1.jpg" width="230px" /> Gegebenen <img alt="Gleichung 2" fo:content-width=".2in" src="/files/ftp_upload/50603/50603eq2.jpg" width="20px" /> und <img alt="Gleichung 3" fo:content-width=".2in" src="/files/ftp_upload/50603/50603eq3.jpg" width="20px" /> sind die experimentellen und theoretischen Intensitäten der (00 I) Bragg-Reflexion bzw. 33. Für die Berechnungnung der theoretischen Intensitäten die Debye-Waller-Faktoren von EXAFS-Messungen an 34 FeRh wurden verwendet. In diesem Fall S = 0,855 ± 0,001, typisch für einen gesputterten dünnen Film aus diesem Material. Die metamagnetischen Phasenübergang kann auf verschiedene Weise detektiert werden. Seine Anwesenheit zeigt die korrekte äquiatomare Stöchiometrie und B2-Ordnung des Gitters. Die Gitteraufweitung, die die metamagnetischen Übergang kann durch die Verschiebung der Position des Bragg-Peaks detektiert werden begleitet 27, jedoch erfordert dies ein Diffraktometer mit einem Heizaggregat. Vielleicht die naheliegendste Methode ist, um das Aussehen des ferromagnetischen Moment zu erfassen, wenn die Probe durch T T erhitzt. Dies kann mit jeder temperaturabhängigen Magnetometer mit ausreichender Empfindlichkeit durchgeführt werden, zum Beispiel unter Verwendung des magneto-optischen Kerr-Effekt oder einem Schwingmagnetometer. In Abbildung 4 zeigen wir dieTemperaturabhängigkeit der Magnetisierung M, die unter Verwendung eines supraleitenden Quanteninterferenzvorrichtung (SQUID)-Magnetometer. Messungen wurden im Temperaturbereich von 275-400 K mit einem Temperaturdurchlauf von 2 K / min hergestellt. Die Kurve zeigt die erwartete AF → UKW-Übergang (Heizung) und FM → AF Übergang (Kühlen) mit einem 15 K thermische Hysterese. Diese Messung wurde bei hohen Feld (50 kOe) vorgenommen und ergab eine Übergangstemperatur T T ≈ 365 K. Die Übergangstemperatur ist feldabhängig, da eine höhere magnetische Feld reduziert die freie Energie des FM-Phase in Bezug auf die AF-Phase. Typischerweise dT T / dH ≈ 0,8 mK / Oe 14,15, 27. Beachten Sie, dass das magnetische Moment in der AF-Phase ist nicht ganz Null ist, aber ein paar Dutzend emu / cm 3, wenn über das Volumen der gesamten Probe gemittelt. Dieser Moment liegt in der Nähe von Schnittstellenbereichen des FeRh Epischicht, die ferro bleibengnetische (wenn auch mit einer reduzierten Magnetisierung), wenn die Masse der Probe verwandelt sich in dem AF-Phase 28, 30. Ein Weg, um den Übergang, der einfacher Ausrüstung verwendet und wird oft in unserem Labor verwendete erkennen ist, eine Elektronentransport Messung durchzuführen. Die einfachste Messung des spezifischen Widerstands ρ des Films, da ρ in dem FM-Phase wesentlich geringer ist als in der AF-Phase 35, 36, 20. Die Temperaturabhängigkeit des ρ für den gleichen 25 nm FeRh Epilayer, für die Röntgendaten wurden gezeigt, ist in Abbildung 5 aufgetragen, gemessen mit einem Standard-Vier-Punkt-Sonden-Verfahren: gefederte, vergoldet Stifte wurden auf die Probe gedrückt auftauchen, um Kontakt zu der Probe, die auf eine Heizung Bühne in einem kleinen individuelle Vakuumkammer montiert wurde, jede Probe Oxidation, wenn heiße verhindern. Eine lineare, metallischen ρ (T) in Abhängigkeit sowohl von der AF-und FM-Phasen gesehen, aber es gibt einen deutlichen Rückgang in resistivity zwischen den beiden. Die Hysterese in Abbildung 5 zu sehen ist ein klarer Fingerprint des magnetostructural Phasenübergang stattfindet, und ist eine bequeme Methode, um die Übergangstemperatur, die von der Minimalpunkt in dp / dT gegeben ist (in der Einschub in Abbildung 5 dargestellt) zu messen. Ein weiteres leicht gemessen Transporteigenschaften der Hall-Effekt, können verwendet werden, um die Anwesenheit des Übergangs zu bestätigen, da es einen großen Unterschied in der Hall-Koeffizient zwischen den zwei Phasen 20. <img alt="Figur 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50603/50603fig1highres.jpg" width="600" /> Fig. 1 ist. TEM-Aufnahmen einer FeRh Epischicht auf einem MgO-Substrat. (A) Bild zeigt die Struktur der Schicht. Die FeRh ist 30 nm dick mit einer weiteren ~ 4 nm Cr-Schicht und ~ 1 nm Al-Cap auf abgelagert. Der amorphe Bereich an der Spitze des i<html> Magier ein Epoxidharz während Querschnitt der Probenvorbereitung eingesetzt. (b) Ein hochauflösendes Bild des MgO FeRh Schnittstelle. Die epitaktische pass über die Schnittstelle ist hier zu sehen, und die damit verbundene Beziehung, wie aus ausgewählten Bereich Beugung bestätigt, ist FeRh [100] (001) | |. MgO [110] (001) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50603/50603fig1highres.jpg" target="_blank">Klicken Sie hier, um eine größere Abbildung</a> <img alt="Figur 2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50603/50603fig2.jpg" width="600" /> 2. Röntgenreflektometrie Spektrum aus einer 25 nm dicken FeRh Epilayer mit polykristallinem Al begrenzt. Die durchgezogene Linie ist eine Anpassung, wie im Text beschrieben, unter Verwendung der in Tabelle 1 angegebenen Parametern. Der Einschub zeigt die Streulängendichte-Profil mit diesem Satz von Anpassungsparametern verbunden.g2highres.jpg &quot;target =&quot; _blank &quot;&gt; Klicken Sie hier, um eine größere Abbildung anzuzeigen <img alt="Fig. 3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50603/50603fig3.jpg" width="500" /> 3. Röntgenbeugungsspektrum aus einer 25 nm dicken FeRh Epilayer mit polykristallinem Al begrenzt. Die Anwesenheit der (001) zeigt, dass Spitzen FeRh B2 Bestellstattgefunden hat. Der Parameter chemischen Ordnung ist S = 0,855 ± 0,001, wie die Verwendung der im Text beschriebenen Methode bestimmt. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50603/50603fig3highres.jpg" target="_blank">Klicken Sie hier, um eine größere Abbildung anzuzeigen</a> <img alt="Fig. 4" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50603/50603fig4.jpg" width="500" /> 4. Temperaturabhängigkeit der Magnetisierung M einer 50 nm dicken FeRh Epilayer mit polykristallinen bedecktenLinie Al. Diese Daten wurden mit einem 50 kOe Feld in der Filmebene angewendet übernommen. Die Übergangstemperatur T T ist zu sehen, ~ 365 K mit einer Hysterese Breite von etwa 15 K. sein <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50603/50603fig4highres.jpg" target="_blank">Klicken Sie hier, um eine größere Abbildung anzuzeigen</a> <img alt="Figur 5" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50603/50603fig5.jpg" width="500" /> 5. Temperaturabhängigkeit des spezifischen Widerstands ρ einer 25 nm dicken Schicht mit Al FeRh begrenzt. Einschub ist die Ableitung ρ bezüglich der Temperatur T. Die Übergangstemperatur T T ist zu sehen bis 447 K beim Erwärmen in die FM-Phase und 375 K beim Abkühlen in der AF-Phase sein. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50603/50603fig5highres.jpg" target="_blank">Klicken Sie hier, um eine größere Abbildung anzuzeigen</a> <table border="1"><tbody><tr><td> Schicht </td><td> Dichte (Atome / nm 3) </td><td> Dicke (nm) </td><td> Rauheit (nm) </td></tr><tr><td> Al 2 O 3 Passivierungsschicht </td><td> 25,5 ± 0,9 </td><td> 2,18 ± 0,08 </td><td> 1,0 ± 0,1 </td></tr><tr><td> Al Kappe </td><td> 60,6 ± 0,6 </td><td> 0,91 ± 0,02 </td><td> 0,6 ± 0,2 </td></tr><tr><td> FeRh Epilayer </td><td> 38,7 ± 0,3 </td><td> 25,09 ± 0,06 </td><td> 0,400 ± 0,002 </td></tr><tr><td> MgO-Substrat </td><td> 53,4 ± 1,3 </td><td> ∞ </td><td> 0,1761 ± 0,0003 </td></tr></tbody></table> Tabelle 1. Einbauparameter für die Röntgenreflexionsspektrum in Fig. 2 gezeigt ist, was zu der Streulänge Dichteprofil in der Einfügung dieser Figur gezeigt.

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Sputter Growth and Characterization of Metamagnetic B2-ordered FeRh Epilayers

Ein Verfahren zur Epitaxie-Schichten von geordneten Legierungen durch Sputtern vorbereiten beschrieben. Das B2-geordnete FeRh Verbindung als ein Beispiel verwendet, da es eine Übergangs metamagnetischen, die empfindlich auf den Grad der chemischen Ordnung und der genauen Zusammensetzung der Legierung abhängt zeigt.

Sputter Wachstum und Charakterisierung von metamagnetische B2-geordneten FeRh Epitaxieschichten

Chemically ordered alloys are useful in a variety of magnetic nanotechnologies. They are most conveniently prepared at an industrial scale using ...

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Research

JoVE Journal

Engineering

14.5K Aufrufe.  University of Leeds.  Ein Verfahren zur Epitaxie-Schichten von geordneten Legierungen durch Sputtern vorbereiten beschrieben. Das B2-geordnete FeRh Verbindung als ein Beispiel verwendet, da es eine Übergangs metamagnetischen, die empfindlich auf den Grad der chemischen Ordnung und der genauen Zusammensetzung der Legierung abhängt zeigt. 

Serie: Sputter Growth and Characterization of Metamagnetic B2-ordered FeRh Epilayers

Simulation, Fabrication and Characterization of THz Metamaterial Absorbers

Metamaterials (MM), artificial materials engineered to have properties that may not be found in nature, have been widely explored since the first theoretical1 and experimental demonstration2 of their unique properties. MMs can provide a highly controllable electromagnetic response, and to date have been demonstrated in every technologically relevant spectral range including the optical3, near IR4, mid IR5 , THz6 , mm-wave7 , microwave8 and radio9 bands. Applications include perfect lenses10, sensors11, telecommunications12, invisibility cloaks13 and filters14,15. We have recently developed single band16, dual band17 and broadband18 THz metamaterial absorber devices capable of greater than 80% absorption at the resonance peak. The concept of a MM absorber is especially important at THz frequencies where it is difficult to find strong frequency selective THz absorbers19. In our MM absorber the THz radiation is absorbed in a thickness of ~ &lambda;/20, overcoming the thickness limitation of traditional quarter wavelength absorbers. MM absorbers naturally lend themselves to THz detection applications, such as thermal sensors, and if integrated with suitable THz sources (e.g. QCLs), could lead to compact, highly sensitive, low cost, real time THz imaging systems.

This protocol outlines the simulation, fabrication and characterization of THz metamaterial absorbers. Such absorbers, when coupled with an appropriate sensor, have applications in THz imaging and spectroscopy.

Simulation, Herstellung und Charakterisierung von THz Metamaterial Absorber

Metamaterials (MM),  artificial materials engineered to have properties that may not be found in  nature, have been widely explored since the first ...

Forschung

Ingenieurwesen

Fabrication And Characterization Of Photonic Crystal Slow Light Waveguides And Cavities

Slow light has been one of the hot topics in the photonics community in the past decade, generating great interest both from a fundamental point of view and for its considerable potential for practical applications. Slow light photonic crystal waveguides, in particular, have played a major part and have been successfully employed for delaying optical signals1-4 and the enhancement of both linear5-7 and nonlinear devices.8-11
Photonic crystal cavities achieve similar effects to that of slow light waveguides, but over a reduced band-width. These cavities offer high Q-factor/volume ratio, for the realization of optically12 and electrically13 pumped ultra-low threshold lasers and the enhancement of nonlinear effects.14-16 Furthermore, passive filters17 and modulators18-19 have been demonstrated, exhibiting ultra-narrow line-width, high free-spectral range and record values of low energy consumption.
To attain these exciting results, a robust repeatable fabrication protocol must be developed. In this paper we take an in-depth look at our fabrication protocol which employs electron-beam lithography for the definition of photonic crystal patterns and uses wet and dry etching techniques. Our optimised fabrication recipe results in photonic crystals that do not suffer from vertical asymmetry and exhibit very good edge-wall roughness. We discuss the results of varying the etching parameters and the detrimental effects that they can have on a device, leading to a diagnostic route that can be taken to identify and eliminate similar issues.
The key to evaluating slow light waveguides is the passive characterization of transmission and group index spectra. Various methods have been reported, most notably resolving the Fabry-Perot fringes of the transmission spectrum20-21 and interferometric techniques.22-25 Here, we describe a direct, broadband measurement technique combining spectral interferometry with Fourier transform analysis.26 Our method stands out for its simplicity and power, as we can characterise a bare photonic crystal with access waveguides, without need for on-chip interference components, and the setup only consists of a Mach-Zehnder interferometer, with no need for moving parts and delay scans.
When characterising photonic crystal cavities, techniques involving internal sources21 or external waveguides directly coupled to the cavity27 impact on the performance of the cavity itself, thereby distorting the measurement. Here, we describe a novel and non-intrusive technique that makes use of a cross-polarised probe beam and is known as resonant scattering (RS), where the probe is coupled out-of plane into the cavity through an objective. The technique was first demonstrated by McCutcheon et al.28 and further developed by Galli et al.29

Use of photonic crystal slow light waveguides and cavities has been widely adopted by the photonics community in many differing applications. Therefore fabrication and characterization of these devices are of great interest. This paper outlines our fabrication technique and two optical characterization methods, namely: interferometric (waveguides) and resonant scattering (cavities).

Herstellung und Charakterisierung von Photonic Crystal Langsam Lichtwellenleitern und Hohlräume

Slow light has been one of the hot topics in the photonics community in the past decade, generating great interest both from a fundamental point of view ...

Design, Fabrication, and Experimental Characterization of Plasmonic Photoconductive Terahertz Emitters

In this video article we present a detailed demonstration of a highly efficient method for generating terahertz waves. Our technique is based on photoconduction, which has been one of the most commonly used techniques for terahertz generation 1-8. Terahertz generation in a photoconductive emitter is achieved by pumping an ultrafast photoconductor with a pulsed or heterodyned laser illumination. The induced photocurrent, which follows the envelope of the pump laser, is routed to a terahertz radiating antenna connected to the photoconductor contact electrodes to generate terahertz radiation. Although the quantum efficiency of a photoconductive emitter can theoretically reach 100%, the relatively long transport path lengths of photo-generated carriers to the contact electrodes of conventional photoconductors have severely limited their quantum efficiency. Additionally, the carrier screening effect and thermal breakdown strictly limit the maximum output power of conventional photoconductive terahertz sources. To address the quantum efficiency limitations of conventional photoconductive terahertz emitters, we have developed a new photoconductive emitter concept which incorporates a plasmonic contact electrode configuration to offer high quantum-efficiency and ultrafast operation simultaneously. By using nano-scale plasmonic contact electrodes, we significantly reduce the average photo-generated carrier transport path to photoconductor contact electrodes compared to conventional photoconductors 9. Our method also allows increasing photoconductor active area without a considerable increase in the capacitive loading to the antenna, boosting the maximum terahertz radiation power by preventing the carrier screening effect and thermal breakdown at high optical pump powers. By incorporating plasmonic contact electrodes, we demonstrate enhancing the optical-to-terahertz power conversion efficiency of a conventional photoconductive terahertz emitter by a factor of 50 10.

We describe methods for the design, fabrication, and experimental characterization of plasmonic photoconductive emitters, which offer two orders of magnitude higher terahertz power levels compared to conventional photoconductive emitters.

Konstruktion, Fertigung und experimentelle Charakterisierung Plasmonic Photoconductive Terahertz-Emitter

In this video article we present a detailed demonstration of a highly efficient method for generating terahertz waves. Our technique is based on ...

Writing and Low-Temperature Characterization of Oxide Nanostructures

Oxide nanoelectronics is a rapidly growing field which seeks to develop novel materials with multifunctional behavior at nanoscale dimensions. Oxide interfaces exhibit a wide range of properties that can be controlled include conduction, piezoelectric behavior, ferromagnetism, superconductivity and nonlinear optical properties. Recently, methods for controlling these properties at extreme nanoscale dimensions have been discovered and developed. Here are described explicit step-by-step procedures for creating LaAlO3/SrTiO3 nanostructures using a reversible conductive atomic force microscopy technique. The processing steps for creating electrical contacts to the LaAlO3/SrTiO3 interface are first described. Conductive nanostructures are created by applying voltages to a conductive atomic force microscope tip and locally switching the LaAlO3/SrTiO3 interface to a conductive state. A versatile nanolithography toolkit has been developed expressly for the purpose of controlling the atomic force microscope (AFM) tip path and voltage. Then, these nanostructures are placed in a cryostat and transport measurements are performed. The procedures described here should be useful to others wishing to conduct research in oxide nanoelectronics.

Oxide nanostructures provide new opportunities for science and technology. The interfacial conductivity between LaAlO3 and SrTiO3 can be controlled with near-atomic precision using a conductive atomic force microscopy technique. The protocol for creating and measuring conductive nanostructures at LaAlO3/SrTiO3 interfaces is demonstrated.

Schreiben und Niedertemperatur-Charakterisierung von Nanostrukturen

Oxide nanoelectronics is a rapidly growing field which seeks to develop novel materials with multifunctional behavior at nanoscale dimensions.  Oxide ...

Patterning via Optical Saturable Transitions - Fabrication and Characterization

This protocol describes the fabrication and characterization of nanostructures using a novel nanolithographic technique called Patterning via Optical Saturable Transitions (POST). In this technique the chemical properties of organic photochromic molecules that undergo single-photon reactions are exploited, enabling rapid top-down nanopatterning over large areas at low light intensities, thereby, allowing for the circumvention of the far-field diffraction barrier.4 Simple, cost-effective, high throughput and resolution alternatives to nanopatterning are being explored, such as, two-photon polymerization5,6, beam pen lithography (BPL)7, scanning electron beam lithography (SEBL), and focused ion beam (FIB) patterning. However, multi-photon approaches require high light intensities, which limit their potential for high throughput and offer low image contrast. Although, electron and ion beam lithographic processes offer increased resolution, the serial nature of the process is limited to slow writing speeds, which also prevents patterning of features over large areas. Beam-pen lithography is an approach towards parallel near-field optical lithography. However, the gap between the source of the beam and the surface of the photoresist needs to be controlled extremely precisely for good pattern uniformity and this is very challenging to accomplish for large arrays of beams. Patterning via Optical Saturable Transitions (POST) is an alternative optical nanopatterning technique for patterning sub-wavelength features1-3. Since this technique uses single photons instead of electrons, it is extremely fast and does not require high light intensities1-3, opening the door to massive parallelization.

We report that the diffraction limit of conventional optical lithography can be overcome by exploiting the transitions of organic photochromic derivatives induced by their photoisomerization at low light intensities.1-3 This paper outlines our fabrication technique and two locking mechanisms, namely: dissolution of one photoisomer and electrochemical oxidation.

Strukturierung via Optical Saturable Transitions - Herstellung und Charakterisierung

This protocol describes the fabrication and characterization of nanostructures using a novel nanolithographic technique called Patterning via Optical ...

Protocol of Electrochemical Test and Characterization of Aprotic Li-O2 Battery

We demonstrate a method for electrochemical testing of an aprotic Li-O2 battery. An aprotic Li-O2 battery is made of a Li-metal anode, an aprotic electrolyte, and an O2-breathing cathode. The aprotic electrolyte is a solution of lithium salt with aprotic solvent; and porous carbon is commonly used as the cathode substrate. To improve the performance, an electrocatalyst is deposited onto the porous carbon substrate by certain deposition methods, such as atomic layer deposition (ALD) and wet-chemistry reaction. The as-prepared cathode materials are characterized by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and X-ray absorption near edge structure (XANES). A Swagelok-type cell, sealed in a glass chamber filled with pure O2, is used for the electrochemical test on a battery test system. The cells are tested under either capacity-controlled mode or voltage controlled mode. The reaction products are investigated by electron microscopy, X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), attenuated total reflection Fourier transform infrared (ATR-FTIR) spectroscopy, and Raman spectroscopy to study the possible pathway of oxygen reduction reaction (ORR) and oxygen evolution reaction (OER). This protocol demonstrates a systematic and efficient arrangement of routine tests of the aprotic Li-O2 battery, including the electrochemical test and characterization of battery materials.

Protocol of Electrochemical Test and Characterization of Aprotic Li-O2 Battery

A protocol for the electrochemical testing of an aprotic Li-O2 battery with the preparation of electrodes and electrolytes and an introduction of the frequently used methods of characterization is presented here.

Protokoll der elektrochemischen Prüfung und Charakterisierung von aprotische Li-O<sub&gt; 2</sub&gt; Batterie

We demonstrate a method for electrochemical testing of an aprotic Li-O2 battery. An aprotic Li-O2 battery is made of a Li-metal anode, an aprotic ...

Fabrication and Characterization of Superconducting Resonators

Superconducting microwave resonators are of interest for a wide range of applications, including for their use as microwave kinetic inductance detectors (MKIDs) for the detection of faint astrophysical signatures, as well as for quantum computing applications and materials characterization. In this paper, procedures are presented for the fabrication and characterization of thin-film superconducting microwave resonators. The fabrication methodology allows for the realization of superconducting transmission-line resonators with features on both sides of an atomically smooth single-crystal silicon dielectric. This work describes the procedure for the installation of resonator devices into a cryogenic microwave testbed and for cool-down below the superconducting transition temperature. The set-up of the cryogenic microwave testbed allows one to do careful measurements of the complex microwave transmission of these resonator devices, enabling the extraction of the properties of the superconducting lines and dielectric substrate (e.g., internal quality factors, loss and kinetic inductance fractions), which are important for device design and performance.

Superconducting microwave resonators are of interest for detection of light, quantum computing applications and materials characterization. This work presents a detailed procedure for fabrication and characterization of superconducting microwave resonator scattering parameters.

Herstellung und Charakterisierung von Superconducting Resonators

Superconducting microwave resonators are of interest for a wide range of applications, including for their use as microwave kinetic inductance detectors ...

Production and Characterization of Vacuum Deposited Organic Light Emitting Diodes

A method for producing simple and efficient thermally-activated delayed fluorescence organic light-emitting diodes (OLEDs) based on guest-host or exciplex donor-acceptor emitters is presented. With a step-by-step procedure, readers will be able to repeat and produce OLED devices based on simple organic emitters. A patterning procedure allowing the creation of personalized indium tin oxide (ITO) shape is shown. This is followed by the evaporation of all layers, encapsulation and characterization of each individual device. The end goal is to present a procedure that will give the opportunity to repeat the information presented in cited publication but also using different compounds and structures in order to prepare efficient OLEDs.

A protocol for the production of simple structured organic light-emitting diodes (OLEDs) is presented.

Herstellung und Charakterisierung des Vakuums hinterlegt organische Leuchtdioden

A method for producing simple and efficient thermally-activated delayed fluorescence organic light-emitting diodes (OLEDs) based on guest-host or exciplex ...

Growth and Electrostatic/chemical Properties of Metal/LaAlO3/SrTiO3 Heterostructures

The quasi 2D electron system (q2DES) that forms at the interface between LaAlO3 (LAO) and SrTiO3 (STO) has attracted much attention from the oxide electronics community. One of its hallmark features is the existence of a critical LAO thickness of 4 unit-cells (uc) for interfacial conductivity to emerge. Although electrostatic mechanisms have been proposed in the past to describe the existence of this critical thickness, the importance of chemical defects has been recently accentuated. Here, we describe the growth of metal/LAO/STO heterostructures in an ultra-high vacuum (UHV) cluster system combining pulsed laser deposition (to grow the LAO), magnetron sputtering (to grow the metal) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). We study step by step the formation and evolution of the q2DES and the chemical interactions that occur between the metal and the LAO/STO. Additionally, magnetotransport experiments elucidate on the transport and electronic properties of the q2DES. This systematic work not only demonstrates a way to study the electrostatic and chemical interplay between the q2DES and its environment, but also unlocks the possibility to couple multifunctional capping layers with the rich physics observed in two-dimensional electron systems, allowing the fabrication of new types of devices.

Growth and Electrostatic/chemical Properties of Metal/LaAlO3/SrTiO3 Heterostructures

We fabricate metal/LaAlO3/SrTiO3 heterostructures using a combination of pulsed laser deposition and in situ magnetron sputtering. Through magnetotransport and in situ X-ray photoelectron spectroscopy experiments, we investigate the interplay between electrostatic and chemical phenomena of the quasi two-dimensional electron gas formed in this system.

Wachstum und elektrostatischen/chemischen Eigenschaften von Metall/LaAlO3/SrTiO3 Heterostrukturen

The quasi 2D electron system (q2DES) that forms at the interface between LaAlO3 (LAO) and SrTiO3 (STO) has attracted much attention from the oxide ...

Plasma-Assisted Molecular Beam Epitaxy Growth of Mg3N2 and Zn3N2 Thin Films

This article describes a procedure for growing Mg3N2 and Zn3N2 films by plasma-assisted molecular beam epitaxy (MBE). The films are grown on 100 oriented MgO substrates with N2 gas as the nitrogen source. The method for preparing the substrates and the MBE growth process are described. The orientation and crystalline order of the substrate and film surface are monitored by the reflection high energy electron diffraction (RHEED) before and during growth. The specular reflectivity of the sample surface is measured during growth with an Ar-ion laser with a wavelength of 488 nm. By fitting the time dependence of the reflectivity to a mathematical model, the refractive index, optical extinction coefficient, and growth rate of the film are determined. The metal fluxes are measured independently as a function of the effusion cell temperatures using a quartz crystal monitor. Typical growth rates are 0.028 nm/s at growth temperatures of 150 &#176;C and 330 &#176;C for Mg3N2 and Zn3N2 films, respectively.

Plasma-Assisted Molecular Beam Epitaxy Growth of Mg3N2 and Zn3N2 Thin Films

This article describes the growth of epitaxial films of Mg3N2 and Zn3N2 on MgO substrates by plasma-assisted molecular beam epitaxy with N2 gas as the nitrogen source and optical growth monitoring.

Plasmaunterstütztes MolekularstrahlepitaxieWachstum von Mg3N2 und Zn3N2 Dünnschichten

This article describes a procedure for growing Mg3N2 and Zn3N2 films by plasma-assisted molecular beam epitaxy (MBE). The films are grown on 100 oriented ...