Electron spin-phonon interaction symmetries and tunable spin relaxation in silicon and germanium
与直接带隙半导体相比，硅和锗的谷简并为自旋弛豫开辟了新的通道，抵消了反转对称系统的自旋简并。在这里，硅和锗的电子-声子相互作用的对称性被确定，并计算由此产生的自旋寿命。室温下硅中电子的自旋寿命与砷化镓中的相当，但是，硅或锗中的自旋寿命可以通过应变或量子限制降低谷简并来调节。可调范围被限制为略超过一个数量级的intravalley过程。
2012-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Bulk carrier lifetime surpassing 600 us in Upgraded Metallurgical-grade Silicon multicrystalline wafers after Phosphorus Diffusion Gettering
通过替代用于常规多晶硅的纯化路线获得升级的多晶硅级（UMG）Si，并且显著降低了对环境的影响。此外，尽管原料中的纯度水平低于多晶硅，但UMG-Si已被证明具有制造高效和低成本太阳能电池的潜力。UMG-Si裸片中记录的低初始体载流子寿命可以通过适当的磷扩散吸除（PDG）工艺提高到mc-Si的水平。在这封信中，优化的PDG工艺的UMG-Si的报道，导致增加的值之间的20和250倍的原始载流子寿命和645 us以上的记录数字。
2021-12-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electronic measurement and control of spin transport in Silicon
电子自旋寿命和扩散长度是定义自旋电子器件和电路中相干性尺度的输运参数。由于这些参数在半导体中比在金属中大许多数量级，半导体可能是最适合于自旋电子学的。到目前为止，自旋输运仅在直接带隙半导体或与磁性半导体组合中测量，不包括具有间接带隙的广泛非磁性半导体。在这一组中最值得注意的是硅（Si），它（除了其在电子领域的市场地位）长期以来一直被预测为自旋电子学的优良半导体，由于低自旋轨道散射和晶格反转对称性，它具有增强的寿命和扩散长度。尽管其令人兴奋的承诺，在Si中的相干自旋输运的演示仍然难以捉摸，因为大多数实验集中在磁阻器件;这些方法失败，因为普遍的阻抗失配的障碍，并被洛伦兹磁阻和霍尔效应。在这里，我们展示了导带自旋输运跨越10微米未掺杂的硅，通过使用自旋相关的弹道热电子过滤通过铁磁薄膜的自旋注入和检测。不基于磁阻，热电子自旋注入和检测避免了阻抗失配问题，并防止寄生效应的干扰。因此，干净的集电极电流显示了自旋进动的独立的磁和电控制，并证实了硅导带中的自旋相干漂移。
2007-03-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Revisiting the Mechanisms of Thermal Transport in Vacancy-Defective Silicon
本文利用维格纳输运方程研究含空位缺陷硅的热传导，发现空位不仅缩短声子寿命，还通过削弱速度算符主导热导率下降，且非谐性效应会随空位浓度增加由抑制转为增强热导率，挑战了传统声子气体图像。
2025-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Ultra-Thin, High-Lifetime Silicon Nitride Membranes for Nanopore Sensing
薄膜对于基于纳米孔的单分子传感是非常受欢迎的，并且在\lesssim 10 nm厚度范围内，这种膜的制造变得具有挑战性，其中可以通过纳米孔传感获得过多的有用分子信息。在这项工作中，我们提出了一种可扩展的和可控的方法来制造氮化硅（SixNy）膜的有效厚度下降到1.5 nm，使用标准的硅加工和化学蚀刻，使用氢氟酸（HF）。使用受控分解方法制造纳米孔，估计孔径低至约1.8 nm，分别从dsDNA和牛血清白蛋白（BSA）蛋白产生事件> 500，000和> 1，800，000，证明了通过我们的膜制造的孔的高性能和延长的寿命。我们使用两种不同的组合物的SixNy膜制造（近化学计量和富硅SixNy），并将它们与商业膜进行比较。使用椭圆偏振法测量膜的最终厚度，并且与从本体蚀刻速率和DNA易位特性计算的值良好一致。膜层的化学计量比和密度的卢瑟福背散射光谱，而纳米孔的特征在于使用pH值电导，电导率电导和功率谱密度（PSD）图。
2023-02-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
A silicon-integrated telecom photon-spin interface
长距离纠缠分发是量子技术的重要能力。实现这一目标的一个突出的实际里程碑是确定一个合适的物质-光子界面，同时拥有长的相干寿命和有效的光通信波段的光学访问。在这项工作中，除了它的姐妹出版物，我们报告的T中心，在1326 nm的电信O波段的自旋选择性光学跃迁的硅缺陷。在这里，我们表明，T中心在$^{28}$ Si提供电子和核自旋寿命分别超过毫秒和秒，以及光学寿命为0.94（1）$μ$ s和德拜-沃勒因子为0.23（1）。这项工作代表了在长寿命硅自旋、自旋纠缠电信单光子发射器和未来全球量子技术的自旋相关硅集成光子非线性之间实现相干光子互连的重要一步。
2020-06-15 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Modeling spin transport in electrostatically-gated lateral-channel silicon devices: role of interfacial spin relaxation
本文采用二维有限差分方法模拟了横向结构硅器件中自旋输运，模拟了界面边界（即暴露的顶面）和静电控制的背栅（SiO_2介质）处自旋弛豫的影响。这些与栅压相关的模拟结果与以前的实验结果进行了比较，结果表明，由于非本征效应引起的强自旋弛豫使Si/SiO_2界面自旋寿命约为1 ns，比体硅中的寿命低几个数量级，而顶面弛豫则没有实质性的作用。霍尔效应测量弹道注入的电子门控在运输通道直接产生的载流子迁移率，并表明，这种减少自旋寿命只是部分由于增强的界面动量散射诱导随机自旋翻转的艾略特效应。因此，其他外在的机制，如顺磁缺陷所造成的，也应该被考虑，以解释显着增强自旋弛豫在栅极界面上的散装值。
2011-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Coherent spin transport through a 350-micron-thick Silicon wafer
我们使用全电学方法，通过350微米厚的未掺杂单晶硅晶片垂直注入、传输和检测自旋极化电子。在不同加速电场下的垂直磁场中的自旋旋进测量显示了至少13 π旋进角的高自旋相干性。磁场的进动极值的间距被用来确定注射器到检测器的电子渡越时间。这些渡越时间值与输出磁流的变化（从面内自旋阀测量），这是成比例的最终自旋极化。拟合的结果，一个简单的指数自旋衰减模型产生的传导电子自旋寿命（T1）在60 K的硅超过500 ns的下限。
2007-09-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Auger-mediated radiative recombination in three-dimensional silicon/silicon-germanium nanostructures
在具有II型能带排列的半导体异质结构中，电子和空穴之间的空间分离减慢了它们的辐射复合。随着激发强度的增加，俄歇复合迅速成为占主导地位的复合通道，并产生量子阱中的载流子喷射。在这里，我们表明，在Si/SiGe三维纳米结构，这种有效的过程有利于形成的电子空穴等离子体（EHP）和/或电子空穴液滴（EHD）在薄Si屏障分离SiGe集群。与传统的、强烈的温度依赖性和缓慢的体硅中的辐射载流子复合相反，纳米厚硅层中的EHD/EHP发光几乎与温度无关，辐射寿命接近10^-8 s，仅比直接带隙III-V族半导体中的发光稍慢。
2008-09-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Germanium crystals on silicon show their light
锗和硅锗合金由于其与Si加工的兼容性以及通过应变和带隙工程定制电子特性的能力而进入Si技术。锗的潜力，以扩大硅功能，作为例证的激光作用的应变锗硅基板上，带来了材料的关注。然而，尽管有这些进展，由源自Ge/Si界面的晶体缺陷引起的非辐射跃迁仍然是严重的瓶颈。在这里，我们展示了通过控制和减轻微米级Ge/Si晶体中缺陷的寄生活性实现的急剧发射增强。我们揭示了缺陷如何影响带间发光，并通过控制载流子扩散带隙工程反射器的影响最小化。我们最后扩展了这种方法，设计了高效的量子阱发射器。我们的研究结果铺平了道路，大规模实施先进的电子和光子结构不受无处不在的存在缺陷开发的外延界面。
2013-06-21 cond-mat.mtrl-sci
The neutral silicon-vacancy center in diamond: spin polarization and lifetimes
我们证明了金刚石中的中性电荷硅空位缺陷（$\mathrm{SiV^{0}}$）的光学自旋极化，这是一种在946 nm处发射零声子线的$S=1$缺陷。自旋极化被认为是最有效的共振激发下，但在低于共振能量非零。我们测量了低温下的系综自旋相干时间$T_2>100~\mathrm{μs}$和自旋弛豫极限$T_1>25~\mathrm{s}$。在946 nm附近的光自旋态初始化允许在相同的光寻址体积内独立初始化$\mathrm{SiV^{0}}$和$\mathrm{NV^{-}}$，并且$\mathrm{SiV^{0}}$在电信下转换频带内发射到1550 nm：当与其高Debye-Waller因子相结合时，我们的初步结果表明$\mathrm{SiV^{0}}$是远程量子通信技术的有希望的候选者。
2017-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Significant reduction of lattice thermal conductivity by electron-phonon interaction in silicon with high carrier concentrations: a first-principles study
电子-声子相互作用对金属和半导体中的电子输运产生了很大的阻碍作用，但对电子-声子相互作用对声子输运的影响，特别是对半导体中声子输运的影响研究较少。我们计算的声子寿命由于散射与电子（或空穴），将它们与本征寿命由于非谐声子-声子相互作用，所有从第一性原理，并评估电子-声子相互作用对硅的晶格热导率的影响。出乎意料的是，我们发现当载流子浓度超过1 e19 cm-3时，室温下的晶格热导率显著降低（在p型硅中，在1 e21 cm-3左右降低高达45%），这是与热电材料具有很大技术相关性的范围。
2014-09-03 cond-mat.mtrl-sci
Non-ohmic spin transport in n-type doped silicon
利用面内自旋阀和垂直磁场测量方法研究了自旋极化电子在n型掺杂硅中的注入和输运过程。跨输运层施加的电压用于改变由导带弯曲引起的限制电势，并控制漂移和扩散之间的主导输运机制。通过在该器件中使用Monte-Carlo方案建模传输，我们模拟了所观察到的自旋极化和Hanle特征，表明通过施加电压可以将短Si传输层的平均渡越时间控制在4个数量级以上。因此，这种建模允许推断的电子自旋寿命长，尽管过境长度短。
2008-08-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Phosphorous Diffusion Gettering of Trapping Centers in Upgraded Metallurgical-Grade Solar Silicon
实验证据表明，磷扩散吸杂（PDG）在减少捕获中心的有益影响，所观察到的电感耦合光电导（PC）衰减和寿命测量升级的光刻级硅（UMG-Si）晶片上进行。捕获物种的存在占主导地位的UMG材料（慢陷阱），这是有效地去除后，在780摄氏度进行PDG的PC衰变的长时间范围内，被检测到。尽管如此，第二捕获机制，其特征在于一个较短的时间常数，仍然支配在吸气后非常低的注入水平的响应。此外，作为处理时间的函数的PDG的有益效果进行了研究，示出少数载流子体寿命改善高达18倍，高达70我们的范围。从而为成功去除非常规硅材料的陷阱中心和提高其体寿命的吸杂策略的发展铺平了道路。
2021-04-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Comment: "Electrical injection and detection of spin accumulation in silicon at 500 K with magnetic metal / silicon dioxide contacts" [Nature Commun. 2:245 doi:10.1038/ncomms125 (2011)]
在最近的一篇出版物中，我们使用三端几何结构中的铁磁金属/ SiO2隧道势垒接触，在高达500 K的温度下演示了n型硅中的电自旋注入和检测（Nature Commun. 2：245 doi：10.1038/ncomms125（2011））。在将我们测量的自旋电压信号与理论预测的值进行比较时，我们遵循Tran等人的分析（Phys. Rev. Lett. 102，036601（2009）），并且无意中传播了其中发现的错误。正如他们在最近的勘误表（arXiv：0810.4770v2）中所指出的，对于自旋扩散长度LSD远小于接触宽度或沟道厚度（我们的实验情况）的样品，自旋电阻面积乘积的正确表达式由乘积{gamma}^2 {rho} LSD给出，其中{gamma}是隧穿自旋极化，{rho}是半导体输运沟道的电阻率。通过这种校正，我们测量的自旋电压比理论预测的要大得多，而不是像我们所说的那样很好地一致。我们强调，我们的论文的基本结论是相同的-系统的电子自旋寿命随着电子密度的增加而减少，这表明自旋积累在Si沟道中，而不是在界面态中。我们进一步表明，所测量的自旋寿命基本上是独立的隧道势垒材料（SiO2，Al 2 O3，MgO）或所使用的磁性金属（Fe，CoFe，NiFe），表明明确的相关性所测量的自旋寿命与Si的字符，并与隧道势垒/界面或磁性金属的相关性不大。
2011-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical study of small signal modulation behavior of Fabry-Perot Germanium-on-Silicon lasers
通过建模仿真研究法布里-珀罗硅基锗激光器的小信号调制特性，分析结构参数对3dB带宽的影响，优化后预测在270.5 mA下带宽达33.94 GHz。
2022-07-18 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Coherent storage of photoexcited triplet states using 29Si nuclear spins in silicon
脉冲电子顺磁共振光谱的光激发，亚稳态三重态的氧空位中心在硅中揭示了ms = \pm 1子能级的寿命从ms =0状态的显着不同。我们利用这种显着的差异，在地面单重态的衰变率，以实现近100%的三重态内的电子自旋极化。我们进一步证明了转移的三重态电子自旋的相干态，并从一个超精细耦合，最近邻29 Si核自旋。我们测量了该操作中使用的29 Si核自旋的相干时间，发现它不受三重态电子自旋存在的影响，并且等于通过核磁共振测量的体值。
2011-11-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Check-probe spectroscopy of lifetime-limited emitters in bulk-grown silicon carbide
本研究引入高带宽“检查探针”方案，定量测量了体生长4H-碳化硅中V2中心的光谱扩散、电离速率及光学相干性，发现其接近寿命极限，展现了体生长材料在量子技术中的应用潜力。
2024-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Accelerated Lifetime Testing and Analysis of Delta-doped Silicon Test Structures
随着晶体管功能缩小到2 nm节点以上，研究和设计原子尺度效应变得至关重要。能够将传统CMOS与能够以原子精度创建高度掺杂磷层的2D图案的新原子级制造路线相结合，对数字电子的未来具有影响。这项工作建立了这种掺杂层的加速寿命测试，表明这些材料在高电流（>3.0 MA/cm 2）和300 $^{\circ}$ C下存活超过70天，并且仍然是导电的。掺杂层与传统金属层（如铝和铜）中的失效相比很好，在传统金属层中，在这些温度和电流密度下的平均失效时间将在数小时内发生。它还确定了这些材料比金属特征更稳定，为它们与操作CMOS的集成铺平了道路。
2022-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Unraveling the significance of Raman modes, Gruneisen parameters and phonon lifetimes in the hexagonal allotropes of Silicon and Germanium compounds
Birla Institute of Technology and Science Pilani Hyderabad Campus（比拉理工学院皮拉尼海得拉巴校区）
本文利用meta-GGA泛函研究了硅和锗六方同素异形体的电子结构和振动特性，分析了声子寿命、声子散射率及声子谱的非谐性影响，旨在提升热电、光伏和光电设备的应用效能。
2026-04-19 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Dislocation-induced structural and luminescence degradation in InAs quantum dot emitters on silicon
本文通过时间分辨阴极荧光等手段，系统揭示了硅基 InAs 量子点中位错对载流子寿命、发光均匀性及生长形貌的多重退化机制，为硅光子集成光源开发提供关键依据。
2023-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron spin coherence exceeding seconds in high purity silicon
硅无疑是最有希望用于自旋信息处理器件的半导体材料之一。其高度先进的制造技术促进了从单个器件到大规模处理器的过渡，并且没有磁性核的同位素纯化的$^{28}$ Si形式的可用性克服了许多其他材料中自旋退相干的主要来源。然而，固态电子自旋的相干寿命通常比孤立的高真空系统（如捕获离子）低几个数量级。在这里，我们研究电子自旋相干的捐助者在非常纯的$^{28}$硅材料，与残留的$^{29}$硅浓度小于50 ppm和捐助者的密度为$10^{14-15}$每厘米$^3$。我们阐明了三个独立的机制，自旋退相干，在不同的温度下活跃，并提取相干寿命$T_2$长达2秒。在这种情况下，我们发现电子自旋是敏感的相互作用与其他施主电子自旋分离约200 nm。为了抑制这种相互作用，我们施加了磁场梯度，并在1.8 K下获得了10秒的外推电子自旋$T_2$。这些相干寿命在固态中没有几个数量级的同行，与高真空量子比特相当，使硅中施主的电子自旋成为量子计算机或超导量子比特等系统的量子存储器的理想组件。
2011-05-19 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Spin accumulation detection of FMR driven spin pumping in silicon-based metal-oxide-semiconductor heterostructures
使用自旋霍尔效应及其逆效应来电检测和操纵经由铁磁共振（FMR）驱动的自旋泵浦产生的动态自旋电流，使得能够研究这些动态注入的电流穿过各种各样的铁磁材料。然而，虽然这种方法已被证明是探索自旋泵浦过程的宝贵诊断方法，但它需要强的自旋-轨道耦合，因此基本上限制了可用于检测器/通道材料（主要是Pt、W和Ta）的材料基础。在这里，我们报告FMR驱动的自旋泵到一个弱的自旋轨道通道通过测量的自旋积累电压在Si基金属氧化物半导体（MOS）异质结构。这种替代的实验方法，使调查的动态自旋泵在广泛的一类材料具有弱的自旋轨道耦合和长的自旋寿命，同时提供额外的信息，通过Hanle为基础的测量的有效自旋寿命的相位演化的注入自旋系综。
2013-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Excitation and recombination dynamics of vacancy-related spin centers in silicon carbide
我们利用电子辐照的方法在高质量的外延碳化硅层中产生与硅空位有关的缺陷。通过控制辐照通量，缺陷浓度在几个数量级上变化。我们建立了这些缺陷的光泵浦的激发分布，并评估了770 nm的最佳激发波长。我们还测量了室温下的光致发光动力学，发现一个单指数衰减的特征寿命为6.1 ns。积分的光致发光强度依赖于线性的激发功率密度高达20千瓦/厘米$^2$，表明这些缺陷的相对较小的吸收截面。
2014-04-01 cond-mat.mtrl-sci
Dielectric response of laser-excited silicon at finite electron temperature
采用绝热含时密度泛函理论（TDDFT）计算了处于电子热平衡状态的激发态晶体硅的介电响应，模拟了强激光脉冲辐照下的介电响应。介电函数的实部的特征在于由于激发的电子-空穴对在低频下的强负行为。该响应与模拟激光脉冲照射后立即在非平衡相中的电子激发的数值泵浦-探测计算吻合得相当好。与以电子有效质量和碰撞时间为拟合参数的Drude模型进行了比较。我们发现，提取的有效质量的范围为0.22-0.36和寿命的范围为1-14 fs取决于温度。短的Drude寿命表明，强阻尼是可能的绝热TDDFT，尽管没有明确的电子-电子碰撞。
2014-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Strain Effects on Auger-Meitner Recombination in Silicon
本研究利用第一性原理计算发现，双轴应变对硅中俄歇-迈特纳复合速率有非平凡影响，特别是拉伸应变将涉及两空穴一电子的复合速率抑制38%，从而增加p型硅少数电子载流子寿命，可用于提升硅器件效率。
2023-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic-field dependence of spin-phonon relaxation and dephasing due to g-factor fluctuations from first principles
本研究利用实时第一性原理密度矩阵动力学模拟 Hahn 回波，预测了 T1、T2 和 T2* 自旋寿命，揭示了 g 因子涨落（尤其是非对角分量）在简单低自旋轨道耦合材料中导致自旋寿命非平凡磁场依赖性的关键作用。
2025-03-06 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Nuclear Spin Dynamics of Ionized Phosphorus Donors in Silicon
我们展示了在天然硅中的电离磷供体的核自旋的相干控制和电读出。通过将脉冲照明与相干电子自旋操纵相结合，我们选择性地根据其核自旋状态来选择性地掺杂施主，利用通过Si/SiO2界面处的自旋对的自旋依赖的复合过程。电离施主的核自旋相干时间为18 ms，比中性施主状态长两个数量级，使电离施主成为量子存储器的潜在资源。所提出的实验技术允许电离供体核自旋的光谱，增加电检测的电子核双共振的灵敏度超过两个数量级，并提供实验访问的平行电子自旋对的寿命。
2012-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Effect of the magnetic domain structure in the ferromagnetic contact on spin accumulation in silicon
我们发现外延CoFe接触中的磁畴结构对Si中的自旋积累信号有显著的影响。通过在CoFe接触中引入由Si沟道中的横向自旋输运引起的畴壁，可以看到自旋累积信号的明显降低。CoFe接触中的畴壁在很大程度上影响自旋信号的自旋寿命和偏置电流依赖性。这些结果表明，不考虑接触中的畴结构的自旋相关性质的估计导致不可忽略的误差在三端Hanle效应测量。
2012-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Carrier and Spin Coherent Dynamics in Strained Germanium-Tin Semiconductor on Silicon
锗锡是一种具有优良光子性能的材料。在这里，我们展示了光学初始化和读出自旋在这个有趣的IV族半导体合金和报告塞曼分裂水平之间的自旋量子拍下的外部磁场。我们的光学实验揭示了强大的自旋取向在很宽的温度范围内和持久的自旋寿命，在室温下接近ns政权。除了非辐射复合途径的重要见解，我们的研究结果揭示了丰富的自旋物理在传统的硅衬底上直接生长的新型外延结构。这为IV族半导体工具箱与先进的自旋电子学和光子学能力的协同富集引入了一条可行的路线。
2017-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Auger recombination and carrier multiplication in embedded silicon and germanium nanocrystals
在三维实空间网格中，采用经验赝势波函数，精确计算了宽禁带中Si和Ge纳米晶的俄歇复合寿命和载流子倍增寿命.我们的结果支持最近的实验数据提供了新的预测。我们提取简单的俄歇常数有效的NC。我们表明，硅和锗纳米碳可以受益于光伏效率的提高，通过CM由于以下事实，即在超过两倍的带隙能量的光激发下，电子获得狮子的份额从总过剩能量，并可以导致CM。我们预测，CM变得特别有效的热电子与CM阈值以上约1 eV的过剩能量。
2008-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Silicon surface with giant spin-splitting
我们在Si（111）晶片上用Bi三聚体吸附层在半导体衬底上诱导了一个巨大的Rashba型自旋分裂。面内反转对称性被破坏，使得面内电势梯度引起具有约140 meV的Rashba能量的巨大自旋分裂，这比先前报道的任何半导体异质结构的自旋分裂大一个数量级以上。电子态的分离大于它们的寿命展宽，这已经用角分辨光电子能谱直接观察到。实验结果得到了相对论第一性原理计算的证实。我们设想的基本现象，以及为半导体为基础的技术的重要影响。
2009-05-06 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast optical nanoscopy of carrier dynamics in silicon nanowires
本文提出可见-近红外泵浦-探测光学纳米显微方法，结合点偶极子模型，实现单根硅纳米线尺寸相关载流子寿命分辨及优于50 nm分辨率的局部衰减时间成像。
2022-11-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Buffer-less Gallium Nitride High Electron Mobility Heterostructures on Silicon
University of Cambridge（剑桥大学）；Swansea University（斯旺西大学）；University of Bristol（布里斯托大学）；Cardiff University（卡迪夫大学）
无缓冲层的氮化镓异质结构在硅基上直接生长，实现了低热阻和高迁移率的二维电子气，为高性能HEMTs提供了新方案。
2024-07-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electronic structure of the neutral silicon-vacancy center in diamond
金刚石中的中性电荷硅空位是量子技术的一个有前途的系统，它结合了高效率，宽带光学自旋极化与长自旋寿命（T2 ~ 1 ms，4 K）和高达90%的光发射到其946 nm的零声子线。然而，人们对SiV 0的电子结构知之甚少，这使得进一步的开发变得困难。在单轴应力下进行SiV 0的光致发光光谱，我们发现先前单个3A 1u状态的激发电子结构是不正确的，而是识别耦合的3Eu -3A 2u系统，其较低的状态在零应力下具有禁止的光发射，因此有效地降低了缺陷的总发射：我们提出了采用有限应变形成自旋光子界面的基础的解决方案。同位素富集明确指定与缺陷相关的976 nm跃迁为硅原子的局部模式。
2018-04-24 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Physics-based modeling of cyclic and calendar aging of LIBs with Si-Gr composite anodes
German Aerospace Center (DLR)（德国航空航天中心）；Helmholtz Institute Ulm (HIU)（乌尔姆亥姆霍兹研究所）；Ulm University（乌尔姆大学）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）
本文提出基于物理的模型，研究LIBs在不同充放电协议和存储条件下的老化机制，区分SEI生长与硅基材料失效机制，为电池优化提供理论支持。
2026-04-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.chem-ph
Electron-phonon processes of the silicon-vacancy centre in diamond
研究了金刚石中带负电荷的硅空位（$\mathrm{SiV}^-$）中心的基态和激发态的声子诱导电子动力学。测量了4-350 K温度范围内的光学跃迁线宽、跃迁波长和激发态寿命。利用时间分辨荧光技术测量了它们的基态轨道弛豫速率。建立了$\mathrm{SiV}^-$中心激发态和基态热展宽的微观模型。一个涉及单声子跃迁的振动过程被发现，以确定在低温下的基态和激发态的轨道弛豫率。我们讨论了我们的研究结果在基态量子位态的相干性的影响，并提出了方法来延长相干时间的$\mathrm{SiV}^-$量子位。
2014-11-11 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
