Electron spin interferometry using a semiconductor ring structure
由GaAs制成的环形结构用于实现导带电子的净自旋极化的干涉。在扩散输运状态下，光学极化自旋通过环的两个臂被分成两个包。在一个臂上用圆偏振光的光学泵浦建立动态核极化，其由于超精细相互作用而充当电子自旋上的局部有效磁场。这种局部场使一个自旋包比另一个旋进得快，从而控制了两个自旋包结合时的自旋干涉。
2005-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Sensitive infrared surface photovoltage in quasi-equilibrium in a layered semiconductor at low-intensity low-temperature condition
本文利用角分辨光电子能谱，发现层状半导体NbSi0.5Te2在低强度低温条件下具有高达2.4*10^6 V/(W*cm^(-2))的准平衡态敏感红外表面光电压，揭示了本征载流子冻结导致超高光响应的机制，为红外光电器件及增强光物质相互作用提供了新途径。
2025-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Few-layer Tellurium: one-dimensional-like layered elementary semiconductor with striking physical properties
少层碲是一种基本的半导体材料，它继承了黑磷（BP）所提供的大多数惊人的物理性质，并且可以通过简单的基于溶液的方法来可行地合成。它是由非共价结合的平行的Te链，其中共价的功能出现。我们相信，这一特征是先前发现的类共价准键（CLQB）的另一个证明，其中波函数杂化确实发生。这种链间CLQB的强度与链内共价键的强度相当，导致几种Te同素异形体的封闭稳定性。它还在第一布里渊区中引入了从几乎直接0.31 eV（体）到间接1.17 eV（2L）变化的可调谐带隙和四（两）个复杂的、高度各向异性的和层依赖的空穴（电子）袋。它还表现出非常高的空穴迁移率（~10 $^5$ cm $^2$ /Vs）和沿非共价键合方向的强光吸收、几乎各向同性和层依赖的光学性质、超过20%的大的理想强度、比BP更好的环境稳定性以及层间剪切和呼吸模式的力常数的不寻常交叉。这些结果表明，少层碲是一种具有高迁移率、高光吸收、本征各向异性、低成本、带隙可调、环境稳定性好、近直接带隙的半导体材料。这种“一维”的少层Te，与其他几何相似的层状材料一起，可能会促进一个新的层状材料家族的出现。
2017-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical Spin-Flip Current Switching in Layered Diluted Magnetic Semiconductors for Ultralow-Power Spintronics
本文在V掺杂WSe2层状稀磁半导体中实现室温电驱动自旋翻转开关，临界电流密度低至10^-1 A cm^-2且功耗达皮瓦级，为超低功耗自旋电子器件提供新平台。
2025-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Self-Modulation Doping Effect in the High-Mobility Layered Semiconductor Bi2O2Se
最近，发现空气稳定的层状半导体Bi2O2Se在用其薄层制造的晶体管中表现出高迁移率。在这项工作中，我们探讨了机制，诱导高迁移率和区别于其他半导体Bi2O2Se。我们发现电子施主态位于最低导带之上。因此，电子从供体位点（例如，Se空位）而不涉及热激活，不同于常规半导体中的施主电离。因此，正如我们在测量中观察到的那样，电阻随着温度的降低而降低，这与金属相似，但与通常的半导体相反。此外，在不同的范德华层中，电子传导通道在空间上远离电离的施主缺陷（Se空位）。这样的空间分离可以强烈地抑制由施主位点引起的散射，并且随后增加电子迁移率，特别是在低温下。我们称这种高迁移率机制为自调制掺杂，即调制掺杂自发地发生在单相材料中，而不需要异质结。我们的工作为设计具有分层材料的新型高迁移率半导体铺平了道路。
2018-04-09 cond-mat.mes-hall
Zitterbewegung of electronic wave packets in semiconductor nanostructures
本文研究了Ⅲ-Ⅴ族锌半导体量子阱中电子波包由于自旋轨道耦合而产生的齐特效应。我们的研究结果为这一基本效应提供了直接的实验证据，证实了一个长期存在的理论预测。对于电子在谐振量子线中的运动，我们通过数值计算和解析方法找到了使zitterbewegung最大化的共振条件。
2005-04-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Sensing the local magnetic environment through optically active defects in a layered magnetic semiconductor
范德华材料中的原子级缺陷是量子技术和量子传感应用的重要组成部分。层状磁性半导体CrSBr是一个优秀的候选人，探索光学活性缺陷，由于直接的差距，除了丰富的磁相图，包括最近假设的缺陷诱导的磁秩序在低温下。在这里，我们展示了CrSBr中的光学活性缺陷，这些缺陷是局部磁环境的探针。我们观察到光谱窄（1毫电子伏）的缺陷发射CrSBr与体磁秩序和一个额外的低温缺陷引起的磁秩序。我们阐明了本地和非本地交换耦合效应的背景下，这种磁秩序的起源。我们的工作建立了像CrSBr这样的vdW磁体作为一个特殊的平台，以光学研究与磁晶格相关的缺陷。我们预计，受控的缺陷创建允许量身定制的复杂的磁性纹理和相位与直接光学访问的独特成分。
2022-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetooptics of layered two-dimensional semiconductors and heterostructures: progress and prospects
从20世纪70年代基于III-V族和II-VI族半导体的“常规”二维（2D）量子阱（QW）开始，到最近的原子级薄层范德华材料，例如2D半导体过渡金属二硫属化物（TMDC）和2D磁体，2D材料的研究正在不断发展并提供新的挑战。磁光光谱学在这一领域的研究中发挥了重要作用，无论是从基础物理学和技术的角度。二维半导体（如TMDC）的一个主要挑战是理解它们的自旋谷分辨物理，以及它们在量子计算和信息研究中的意义。自从谷塞曼效应被发现以来，磁光光谱学对TMDC及其异质结构的自旋谷物理有了深入的了解。在这个角度来看，我们强调磁光在许多里程碑的作用，如层间激子的发现，相干激发谷之间的相位控制，激子约化质量，玻尔半径和结合能的测定，光学亮和暗激子，trions，其他多体物种，如双激子和它们的声子副本在TMDC单层的物理。讨论伴随着开放的问题，挑战和未来的前景，在该领域包括评论的范德华异质结构，涉及TMDC和二维磁铁的磁光。
2021-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural Transition in Layered As$_{\sf\textbf{1-x}}$P$_{\sf\textbf{x}}$ Compounds: A Computational Study
作为进一步改善V族层状半导体电子性质的一种方法，我们提出形成黑磷和灰砷的层内二维异质结构。我们使用\textit{ab initio}密度泛函理论来优化几何形状，确定电子结构，并确定最稳定的同素异形体作为组成的函数。由于纯黑磷和纯灰砷单层在其平衡结构不同，我们预测的结构转变和变化的前沿状态，包括从直接间隙的变化，间接间隙半导体，随着组成的变化。
2015-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon wave packet emission during state preparation of a semiconductor quantum dot using different schemes
半导体量子点中的载流子-声子相互作用对激发态的光学制备有很大的影响。对于拉比制备方案中使用的共振激发，极化子的形成伴随着声子波包的发射，导致制备保真度的降低。本文分析了不同相干激发方案下的声子波包。一个例子是依赖于啁啾激励的绝热快速通过方案。这里，也发射声子波包，但是制备保真度仍然可以近似为1。一个重点是声子的影响，最近提出的摆动计划，诱导两个失谐脉冲。与Rabi方案类似，尽管存在失谐，仍发现退化和声子波包发射。如果振荡频率与声子谱密度的最大值一致，则发射一系列波包，产生甚至更强的退化。从我们的研究结果中获得的见解将进一步帮助设计量子点的最佳制备方案。
2022-02-15 cond-mat.mes-hall
Wave packet scattering in porous planar semiconductor channel
本研究基于分裂算符技术在有效质量近似下求解含时薛定谔方程，模拟InGaAs多孔半导体沟道中的波包散射，分析不同波包动能、孔密度及随机性对电流概率密度和反透射系数的影响。
2023-06-14 cond-mat.mes-hall
Many-body effects in nonlinear optical responses of 2D layered semiconductors
我们进行了超快简并泵浦探测光谱单层WSe 2附近的激子共振。所观察到的差分反射率信号表现出强烈的多体相互作用，包括激子-激子相互作用和自由载流子诱导的带隙重整化的签名。激子-激子相互作用导致共振蓝移，其持续激子寿命（几ps），而带隙重整化表现为共振红移，具有几十ps的寿命。基于多体相互作用的非线性光学极化率模型与实验结果吻合较好。光谱的功率依赖性表明，随着泵浦功率的增加，激子布居数线性增加并趋于饱和，而自由载流子密度则呈超线性增加，表明激子俄歇复合可能是这些自由载流子的来源。我们的模型演示了一个简单而有效的方法来定量分析光谱，并指出库仑相互作用的重要作用，这种二维材料的非线性光学响应。
2016-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman Forbidden Layer-Breathing Modes in Layered Semiconductor Materials Activated by Phonon and Optical Cavity Effects
本文报道层状半导体中拉曼禁阻层呼吸模式，提出空间干涉模型，揭示光学腔与声子腔通过一维周期电子态介导实现空间相干光子-声子耦合，并阐明强度对层数、波长和折射率失配的依赖。
2025-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Oxidized-monolayer Tunneling Barrier for Strong Fermi-level Depinning in Layered InSe Transistors
在基于二维半导体的场效应晶体管和光电子器件中，金属-半导体结是决定器件性能的关键因素之一。界面能隙态引起的费米能级钉扎效应严重限制了结特性的可调谐性，包括势垒高度和接触电阻。一个隧道接触方案已被提出来解决FL钉扎问题的金属-2D-半导体结，而实验实现仍然是难以捉摸的。在这里，我们表明，氧化单层启用隧穿势垒可以实现一个显着的FL脱钉在硒化铟（InSe）晶体管，表现出0.5的大钉扎因子和高度调制的肖特基势垒高度。FL脱钉可以归因于作为高质量隧穿接触的结果的金属和无序诱导的间隙状态的抑制。结构表征表明均匀和原子级薄的表面氧化层固有的范德瓦尔斯材料和原子级尖锐的氧化物-2D-半导体界面的性质。此外，通过有效地降低肖特基势垒高度，我们实现了2160厘米$^2$ /Vs的电子迁移率和65 meV的接触势垒在两端InSe晶体管。在具有氧化单层的高迁移率InSe晶体管中实现强FL脱钉提供了一种可行的策略，以在先进的电子学和光电子学的接触工程中利用层状半导体。
2019-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Visualization of Defect Electronic States in Layered Semiconductor CrSBr
University of Ottawa（渥太华大学）；Radboud University（拉德堡德大学）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；University of Chemistry and Technology Prague（布拉格化工大学）；Bielefeld University（比勒费尔德大学）；Center for Nanoscale Materials, Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室纳米材料中心）；University of Illinois（伊利诺伊大学）
研究利用扫描隧道显微镜/光谱探索块状 CrSBr 中两个突出缺陷的结构和电子特征，通过与模拟图像比较，推断常见缺陷为 b 轴对齐的双硫空位，推进了对 CrSBr 本征缺陷塑造电子结构作用的理解。
2026-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic bandgap and exciton binding energy of layered semiconductor TiS3
我们提出了一个层状TiS 3，几乎未开发的半导体，最近引起了人们的注意，因为它的大载流子迁移率和面内各向异性特性的电子和光学带隙的研究，以确定其激子结合能。我们结合扫描隧道光谱和光电化学测量与随机相位近似和Bethe-Salpeter方程计算，以获得电子和光学带隙，从而激子结合能。我们发现的电子带隙，光学带隙和激子结合能的实验值为1.2 eV，1.07 eV和130 meV，分别为1.15 eV，1.05 eV和100 meV的相应的理论结果。激子结合能的数量级大于常见的半导体和可比散装过渡金属二硫属化物，使TiS 3带的光电应用和研究激子现象，即使在室温下非常有趣的材料。
2015-09-21 cond-mat.mes-hall
Strain-engineered inverse charge-funnelling in layered semiconductors
由于外部电场引起的电路中的电荷的控制对于从电子电路到神经细胞中的突触的广泛应用中的信息的交换、存储和操纵是普遍存在的。相反，在材料之间生长清洁界面的能力一直是工程内置电场的垫脚石，内置电场在现代光电子学和光电子学中得到了很大的利用。原子级薄的半导体的出现使得获得电场的新方法成为可能，并揭示了新的电荷传输机制。在这里，我们报告的第一个直接电气观察的逆电荷漏斗效应，使确定性和空间分辨应变诱导电场在一张薄薄的HfS2。我们证明，由这些空间变化的电场在光电晶体管的通道中驱动的电荷导致响应度提高350%。这些发现可以使高效光电池的知情设计。
2018-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Energy dispersive X-ray spectroscopy of atomically thin semiconductors
我们报告的实施能量色散X射线光谱的层状半导体的形式原子薄的过渡金属二硫属化物。该技术是基于扫描电子显微镜配备了硅漂移检测器的能量色散X射线分析。通过优化数值模拟和实验中的操作参数，我们实现了几层晶体的层分辨灵敏度下降到单层极限，并展示了过渡金属二硫属化物的垂直和横向异质双层中的元素组成分布。该技术可以直接应用于其他层状二维材料和范德华异质结构，从而扩展了实验工具箱，用于定量表征原子薄材料和器件的层数，原子组成或合金梯度。
2022-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of the anomalous Hall effect in a layered polar semiconductor
研究在层状极性半导体掺杂 AgCrSe$_2$ 中观测到自发反常霍尔效应，结合离子门控与理论揭示其源于非共线反铁磁关联的 Berry 曲率。
2023-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Generalized s-d model for Wannier-Mott excitons in layered magnetic semiconductors
Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau（莱茵兰-普法尔茨技术大学凯泽斯劳滕-兰道校区）；Hanyang University（汉阳大学）
本文提出广义s-d模型，以CrSBr双层为案例，结合自旋与层赝自旋量子数守恒，揭示层状A型反铁磁半导体的亮暗激子态，为相关研究提供指导。
2026-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Layered Antiferromagnetism Induces Large Negative Magnetoresistance in the van der Waals Semiconductor CrSBr
本文研究了空气稳定的范德华反铁磁半导体CrSBr，发现其在Néel温度以下呈现A型反铁磁结构，且磁有序与输运特性强耦合产生巨大负磁阻，为自旋电子学应用提供了理想平台。
2020-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton Dressing by Extreme Nonlinear Magnons in a Layered Semiconductor
该研究在层状反铁磁半导体 CrSBr 中利用磁振子的极端非线性，实现了激子态被多达 20 个磁振子谐波 dressing 的非线性光-磁振子耦合，并展示了可调谐光学边带与磁振子参量放大，为光-磁振子器件和混合量子系统开辟新途径。
2024-11-22 cond-mat.mes-hall
Linear and nonlinear optical response based on many-body GW-Bethe-Salpeter and Kadanoff-Baym approaches for two-dimensional layered semiconductors
本研究针对二维层状过渡金属硫族化合物，结合GW-Bethe-Salpeter与Kadanoff-Baym方法开展多体计算，分析其线性及非线性光学响应规律，推导激子态非线性响应公式，发现调控元素质量和失谐能量可增强高次谐波等非线性效应。
2024-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Exciton-Hybridized Magnon Interactions in a Layered Semiconductor
本文在层状磁性半导体CrSBr中通过调控磁场方向和单轴应变，实现了对激子-磁振子耦合及暗磁振子能带的精确控制，为混合量子磁振子学的可控实现奠定基础。
2022-09-27 cond-mat.mes-hall
Semiconductor Circuits for Quantum Computing with Electronic Wave Packets
本文提出利用半导体电路中飞行电子波包实现量子计算，通过时间仓架构和单量子化模式电子干涉大幅降低硬件需求，为紧凑可扩展的容错量子计算奠定基础。
2024-10-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Complexes of dipolar excitons in layered quasi-two-dimensional nanostructures
本文讨论了层状准二维半导体异质结构中间接激子形成的中性和带电复合物（双激子和三电子）。间接激子-不同层的长寿命中性库仑束缚电子和空穴对-已知用于半导体耦合量子阱，并且最近报道用于范德华异质结构，例如双层石墨烯和过渡金属二硫属化物。利用组态空间方法，我们推导出三子和双激子结合能随层间距变化的解析表达式。该方法捕获复杂的形成，揭示显着的结合能，高达几十毫电子伏的典型层间距离~3-5 A，与trion结合能总是大于双激子的基本运动学。我们的结果有助于理解更复杂的多体现象，如激子玻色-爱因斯坦凝聚和Wigner类电子空穴结晶在层状半导体异质结构。
2017-12-24 cond-mat.mes-hall
Inheritance of the exciton geometric structure from Bloch electrons in two-dimensional layered semiconductors
本研究通过构建含布洛赫电子几何结构的三轨道紧束缚模型与有效激子哈密顿量，揭示了二维层状半导体中激子几何结构对布洛赫电子的非平凡继承性，为场调控能谷相关激子输运及新型器件设计提供了理论指导。
2024-03-08 cond-mat.mes-hall
Ballistic side jump motion of electrons and holes in semiconductor quantum wells
研究了具有自旋轨道耦合和均匀面内电场的III-V族半导体量子阱中电子和空穴的弹道运动。作为这两种影响的非微扰处理的结果，粒子波包经历垂直于场方向的显著侧跳。对于足够宽度的波包，这种运动的幅度可以通过分析来估计，并且随着场强的减小而增大。我们讨论了这种效应的标度行为及其实验意义
2006-09-27 cond-mat.mes-hall
Positive oscillating magnetoresistance in a van der Waals antiferromagnetic semiconductor
本文报道层状反铁磁半导体CrPS₄在薄于10 nm器件中表现出强烈偏压依赖的正振荡磁阻，揭示其源于空间电荷限制输运和带隙缺陷态注入，并提出了结合无序半导体输运与磁态性质的微观解释。
2024-10-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spatiotemporal dynamics of Coulomb-correlated carriers in semiconductors
当实空间中载流子的激发聚焦到纳米尺度时，载流子系统不再被视为均匀的，并且发生激发的载流子波包的超快传输。在现有技术的半导体结构如低维异质结构或过渡金属二硫属化物的单层中，激发载流子之间的库仑相互作用由于限制或减少的屏蔽而变得更强。这需要对强相互作用的电子和空穴以及库仑关联的影响有基本的了解。为了研究相应的粒子动力学控制的方式，我们考虑一个系统的两个电子空穴对正好在波函数的方法。我们发现，激发波包包含一个非平凡的自由粒子和激子态的混合物。我们进一步研究了库仑相互作用对波包动力学的影响，揭示了它在带隙激发下和带隙激发下的不同作用。
2019-03-12 cond-mat.mes-hall
Flat-band-induced many-body interactions and exciton complexes in a layered semiconductor
一组粒子之间的相互作用在固体中产生多体效应，导致材料性质的显著改变。重载流子质量产生强相互作用和在宽范围内载流子密度的门控，使二维半导体成为探索多体物理的令人兴奋的游乐场。III-VI族金属单硫族化合物由于其优异的光学性质和具有墨西哥帽状反转的平坦价带色散而成为用于此目的的新平台。在这项工作中，我们提出了一个完整的研究电荷可调激子在几层的InSe的光致发光光谱。从光谱，我们建立了自由激子在InSe更容易被捕获的电离施主由于大的激子玻尔半径，导致形成束缚激子复合物。令人惊讶的是，一个显着的红移的激子能量伴随着空穴掺杂后的激子结合能的降低揭示了显着的带隙重整化和动态屏蔽诱导的费米水库的存在。我们的研究结果建立了InSe作为一个可重复的和潜在的可制造的平台，以探索电子相关现象，而不需要扭转角工程。
2022-07-27 cond-mat.mes-hall
Time-resolved lateral spin-caloric transport of optically generated spin packets in n-GaAs
本文报道了在$T\leq35$ K下ps激光脉冲在非磁性半导体n-GaAs中产生的电子自旋包的横向自旋热输运。LSCT由附加的连续加热激光引起的局部温度梯度驱动。自旋包的时空演化的时间分辨法拉第旋转探测。我们证明了局部温度梯度诱导的自旋扩散是完全由非平衡热自旋分布驱动的，即不涉及声子拖曳效应。附加的电场驱动的自旋漂移实验被用来直接验证非经典爱因斯坦关系的有效性适度杂质半导体在低温近带隙激发。
2018-03-23 cond-mat.mes-hall
Transverse Spin-Orbit Force in the Spin Hall Effect in Ballistic Semiconductor Wires
我们引入了自旋和动量相关的{ \em力算符}，它由具有均匀Rashba自旋轨道（SO）耦合的{ \em clean}半导体量子线的哈密顿量定义，没有自旋和电荷相互作用）的引线。它在通过引线注入的自旋极化电子波包中的期望值解释了为什么波包的中心在横向上偏转。此外，当自旋- $\uparrow$和自旋- $\downarrow$极化包（模拟常规非极化电荷电流的注入）同时传播通过导线时，对应的{ \em自旋密度}将沿着横向方向被拖曳，以在导线的横向边缘上产生相反符号的面外自旋累积，如自旋霍尔效应的现象学中所预期的.我们还证明了注入的自旋极化波包的自旋相干性将逐渐减少（从而减少“力”）沿SO耦合线由于纠缠的自旋和轨道自由度的单个电子，即使在没有任何杂质散射。
2005-06-23 cond-mat.mes-hall
Layered semiconductors integrated with polyimide thin films for high-quality valleytronic and quantum-photonic systems
本文提出将层状半导体WSe$_2$和WS$_2$集成至聚酰亚胺薄膜中，实现了高质量激子、双激子及单量子发射体，证明PI薄膜可作为晶圆级集成的高质量介电材料。
2025-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Deep-ultraviolet Layered Oxide B2S2O9 with Strong and Robust Second Harmonic Generation
具有超宽带隙和强二次谐波效应的二维层状半导体材料是将非线性光学应用拓展到纳米尺度深紫外波段的关键。不幸的是，这些材料在自然界中很罕见，直到现在才被发现。在这封信中，我们预测B2S2O9（BSO），现有的层状氧化物，可以表现出DUV带隙和强大的SHG效应，与最知名的DUV NLO块。BSO中的强倍频强度来源于极性SO4和BO4四面体的有序排列形成平面结构，并可通过层厚度线性调谐。令人惊讶的是，刚性四面体在应变下的自发旋转可以在BSO中诱导（接近）零的泊松比，这同时导致对大应变的鲁棒SHG效应，与其他已知的2D NLO半导体根本不同。BSO的发现可能为探索二维极限深紫外非线性光学物理及其应用提供了前所未有的机会。
2020-11-21 cond-mat.mes-hall
Triggering phase-coherent spin packets by pulsed electrical spin injection across an Fe/GaAs Schottky barrier
半导体自旋电子器件中自旋的精确控制需要用于产生具有明确定义的初始相位的自旋包的电装置。我们展示了一个脉冲电方案，触发自旋系综相位以类似的方式作为圆偏振光脉冲产生相位相干自旋包。在这里，我们使用快速电流脉冲初始化相位相干自旋包，这是注入到$n$ -GaAs的Fe/GaAs肖特基势垒。通过时间分辨的法拉第旋转，我们证明了相位相干的观察多个拉莫尔进动周期的电流脉冲宽度下降到500 ps在17 K。我们发现，电流脉冲展宽的肖特基势垒的充电和放电时间。在高频率下，可观察到的自旋相干性仅受电流脉冲的有限带宽的限制，该带宽大约为2GHz。因此，这些结果表明，在微波频率下的电子自旋包的全电注入和相位控制的金属铁磁体/半导体异质结构是可能的。
2021-11-17 cond-mat.mes-hall
Superconducting contacts to a monolayer semiconductor
我们展示了超导垂直互连访问（VIA）接触到单层二硫化钼（MoS $_2$），分层半导体具有高度相关的电子和光学性能。作为接触材料，我们使用MoRe，一种具有高临界磁场和高临界温度的超导体。电子输运主要是由一个单一的超导体/正常导体结与一个明确的超导体间隙。此外，我们发现的MoS $_2$区域是强耦合到超导体，导致共振Andreev隧穿和结依赖的间隙特性，表明超导邻近效应。磁电阻测量表明，能带结构和高本征载流子迁移率保持完整的大部分的MoS $_2$。这种类型的VIA接触适用于各种层状材料和超导接触，开辟了一条通往单层半导体的道路，作为超导混合器件的平台。
2021-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ferroelectric domain triggers the charge modulation in semiconductors
我们考虑典型的异质结构畴图案化铁电膜/超薄介电层/半导体，其中半导体可以是电解质、顺电或多层石墨烯。出乎意料的是，我们已经发现，在半导体中的空间电荷调制的轮廓和幅度，屏蔽的自发极化的180度畴结构的铁电体，依赖于畴结构周期，介电层厚度和半导体屏蔽半径在一个相当不平凡的非线性方式。多重尺寸效应的出现和表现是由这三个参数之间的关系来定义的。此外，我们表明，有效间隙的概念，可以在一个简单的方式只为一个域的限制。获得的分析结果打开了理解当前AFM地图污染的铁电表面在环境大气中，以及探索超薄半导体层的电导率控制的可能性。
2013-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single-Layered Hittorf's Phosphorus: A Wide-Bandgap High Mobility 2D Material
我们在这里提出了一个二维材料的基础上的一个单一的紫色或希托夫的磷层。使用第一性原理密度泛函理论，我们发现它是非常稳定的，与其他以前提出的单层磷结构。它只需要一个小的能量成本约$0.04~\text{eV/atom}$从它的本体结构，希托夫的磷，或结合能$0.3-0.4~\text{J/m}^2$每层创建，这表明在实验中剥离的可能性。我们发现单层Hittorf磷是一种宽带隙半导体，其直接带隙约为$2.5$ ~eV，并且我们的计算表明，它预计具有高且高度各向异性的空穴迁移率，其上限介于$3000-7000$ ~cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$之间。这些综合性能使得单层Hittorf磷成为未来应用于各种技术的非常好的候选者，特别是用于高频电子学和在低波长蓝色范围内操作的光电子器件。
2016-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dimensional control of the band-gap crossover in layered lead iodide
Institute of Nuclear Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院核物理研究所）；Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies（纳米科学和纳米技术研究中心）
本研究通过角分辨光电子能谱揭示了二维层状铅碘化合物PbI₂的厚度依赖性带隙跃迁，发现其从间接到直接带隙的转变由层间相互作用和碘原子轨道混合驱动，为光电应用提供了新的可能性。
2026-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Simulation of temperature profile for the electron- and the lattice-systems in laterally structured layered conductors
微电子半导体器件工作时的电子被局部变化的强电场加速，从而获得在纳米尺度上不均匀分布的有效电子温度，并大大超过主晶格的温度。因此，电子和晶格的热动力学是不平凡的，它在纳米尺度上的理解对于获得更高的器件性能至关重要。在这里，我们提出并证明，在分层导体之间的电子和晶格的非平衡性质可以明确追求通过模拟导电层分离成两个物理片代表，分别为电子和晶格子系统。以厚度为35 nm、宽度为1 μ m、曲率半径为曲率半径为15 nm的U形导电沟道为例，对GaAs器件进行了模拟，发现在U形弯曲的内角处由于热电子的产生而产生了一个显著的热点。就电子温度而言的热点实现了显著更高的温度，并且当与就晶格温度而言的热点相比时具有更尖锐的空间分布。对具有类似几何形状的金属（NiCr）窄引线进行的类似模拟计算表明，在内角处也出现了热点，但其强度和空间分布与半导体器件中的那些有很大不同。半导体和金属之间的显着差异被解释为是由于电子比热的巨大差异，而不是电子声子相互作用的差异。通过一种简便的非平衡层状导体的建模方法，为深入理解电导体的非平衡性质提供了有益的线索。
2019-08-06 cond-mat.mes-hall
A Metamaterial-Inspired Model for Electron Waves in Bulk Semiconductors
基于与电磁超材料的类比，我们发展了一种有效的介质描述，用于描述电子物质波在具有锌层结构的大块半导体中的传播。它正式表明，即使从不同的出发点，我们的理论给出的结果与巴斯塔的包络函数近似的长波长限制的能量稳定状态。利用所提出的方法，我们讨论了具有零能隙和线性能量动量色散的体半导体中波包的时间演化。
2012-08-30 cond-mat.mes-hall
Wave packet dynamics in 2DEG with spin orbit coupling: splitting and zitterbewegung
研究了Rashba自旋轨道耦合作用下半导体量子阱中一维和二维电子波包的分裂和齐特波楔效应。我们的研究结果表明，自旋轨道相互作用导致自旋极化波包的演化发生了质的变化。初始波包分裂成两部分，具有不同的自旋极化，以不相等的群速度传播。这种分裂出现是由于存在两个分支的电子光谱对应的定态具有不同的手征。还证明了在垂直于电子气平面的外磁场B$存在下，波包分裂成两部分，它们以不同的回旋频率旋转。结果表明，经过一段时间后，电子密度沿回旋轨道分布，运动呈现出不规则性。我们的计算是针对弱和强自旋轨道耦合的两种情况进行的。
2008-06-07 cond-mat.mes-hall
Surface-dominated Conductivity of Few-layered Antimonene
我们提出了一个理论研究的相位相干的直流电导率的少层锑在表面无序的存在。众所周知，虽然单层是平凡的半导体，但多层（通常最小值为$\approx$ 7）变成具有非平凡拓扑不变量的半金属，其特征在于受保护和解耦的表面状态。我们采用基于密度泛函理论计算的有限尺寸Kubo形式主义表明，即使没有体无序，电导率也充分地由拓扑表面态主导。更重要的是，表面态的导电性不显示金属-绝缘体过渡的痕迹，而体的可以被驱动朝向绝缘相，仅存在表面无序。这些结果表明，少层锑烯，尽管不是绝缘的散装，可以呈现许多优点归因于拓扑绝缘体在非常一般的实验条件下。
2019-12-19 cond-mat.mes-hall
Scaleability of dielectric susceptibility $ε_{zz}$ with the number of layers and additivity of ferroelectric polarization in van der Waals semiconductors
本文研究了过渡金属二硫属化合物（TMD）和六方氮化硼（hBN）多层晶体的介电响应。我们发现，平面外的极化率的多层晶体（其特征响应于外部位移场）的比例与层数，$α_{zz}^{NL} =N α_{zz}^{1L}$，独立的堆叠配置在膜中的线性。我们还建立了添加剂的连续界面的铁电极化的情况下，当这样的接口有破反转对称性。然后，我们使用所获得的数据的单层$α_{zz}^{1L}$的半导体TMD和hBN块体晶体的介电常数的值计算。
2022-06-18 cond-mat.mes-hall
Wave packet dynamics and zitterbewegung of heavy holes in a quantizing magnetic field
在这项工作中，我们研究了波包动力学和$zitterbewegung$，振荡量子运动，重空穴在III-V族半导体量子阱中的量子化磁场的存在。结果表明，描述重空穴的高斯波包在进行回旋运动时沿圆形轨道不对称地扩散。波包分裂成两个峰值，在一定的时间后，取决于自旋轨道耦合常数的幅度不等。这种波包的不均匀分裂归因于重空穴的立方Rashba相互作用。峰值振幅的差异随时间消失。在某一时刻，这两个峰几乎沿整个回旋加速器轨道扩散。然后，扩散的波包的尾部和头部干涉，结果观察到波包的完全随机图案。波包的扩散速率随自旋轨道相互作用强度的增大而增大。强的自旋轨道耦合加速了波包的分裂和随机化。我们还研究了重空穴的位置、电荷流和自旋角动量等物理观测量下的$zitterbewegung$。$zitterbewegung$振荡对高斯波包的初始波矢和Rashba自旋轨道耦合的强度非常敏感。
2014-06-05 cond-mat.mes-hall
Engineering topological exciton structures in two-dimensional semiconductors by a periodic electrostatic potential
Sun Yat-Sen University（中山大学）；University of Hong Kong（香港大学）
本文提出利用周期性静电势混合里德伯态，在过渡金属二硫化物中实现拓扑激子带，为玻色子分数量子霍尔效应和拓扑边缘态提供新平台。
2025-09-09 cond-mat.mes-hall
Wave-packet scattering at a normal-superconductor interface in two-dimensional materials: a generalized theoretical approach
本文发展了一种基于分裂算符技术的波包时间演化方法，研究了准粒子在任意形状和剖面的正常超导体界面上的散射。作为一个实际应用，我们考虑一个系统，其中低能电子可以被描述为狄拉克粒子，这是大多数二维材料，如石墨烯和过渡金属二硫属化物的情况。然而，该方法很容易适用于其他情况，如电子在几层黑磷，或任何薛定谔准粒子在有效质量近似的半导体。我们采用的方法来重温Andreev反射在石墨烯，镜面反射和逆反射的情况下观察到的电子散射的阶梯状超导区域。打开一个零间隙通道的超导区域上的电子和空穴散射的效果也得到解决，作为这里提出的技术的多功能性的一个例子。
2020-09-16 cond-mat.mes-hall
Carrier-envelope phase control of ultrafast photocurrents in layered MoS$_2$
Walter Schottky Institute and Physics Department, Technical University of Munich（慕尼黑工业大学瓦尔特·肖特基研究所和物理系）；Munich Center of Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）
本研究实现了少周期激光驱动下不同层数MoS$_2$中CEP控制的超快光电流，验证了弱场微扰动力学特征，将光场敏感电流控制拓展到二维过渡金属二硫族化合物，为新型电场敏感器件提供基础。
2025-11-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
