Effect of temperature on resonant electron transport through stochastic conduction channels in superlattices
我们发现，共振电子输运在半导体超晶格与施加的电场和倾斜的磁场，可以令人惊讶的是，变得更加明显的晶格和传导电子温度从4.2 K增加到室温及以上。先前已经证明，在某些临界场参数下，超晶格最低能带中电子的半经典轨迹突然从完全局域化变为完全无界。无界电子轨道在相空间中通过称为随机网的复杂网图案传播，随机网充当电子的传导通道，并在电子漂移速度对电场曲线中产生一系列共振峰。在这里，我们表明，增加晶格温度加强了这些共振峰由于一个微妙的相互作用之间的热人口的传导通道和运输沿他们。这增强了电子漂移速度和随机网络的电流-电压特性的影响，我们计算通过使耦合电子输运和泊松方程的自洽解决方案在整个超晶格。这些解决方案表明，增加温度也改变集体电子动力学通过改变阈值电压所需的自维持电流振荡的开始，由传播的电荷域，和振荡频率。
2011-08-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Role of interface mixing on coherent heat conduction in periodic and aperiodic superlattices
本研究通过原子级波包模拟揭示了界面混合对超晶格相干热传导的双重竞争机制，阐明了无序性如何通过增强干涉效应促进Bragg反射模式及非周期结构中的声子透射，同时破坏周期结构中的相干模式转换。
2025-01-28 cond-mat.mtrl-sci
How phonon coherence develops and contributes to heat conduction in periodic and aperiodic superlattices
本研究通过原子级波包模拟发现，非周期性超晶格中无序界面间距使相干声子表现为非传播振动模式，导致能量漫散射传输，而周期性超晶格中相干声子可弹道传播，揭示了声子相干性对热传导的影响。
2024-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Conductivity crossover in nano-crystalline diamond films: Realization of a disordered superlattice-like structure
我们提出了一批不同氮浓度的纳米金刚石薄膜的电输运特性，并解释了半导体异质结构的无序准超晶格模型的导电机制。合成的热灯丝化学气相沉积技术，在薄膜中的结构无序的程度，从拉曼光谱证实，被发现是可控的，导致在过渡的导电机制从本地化和激活的金属导电制度。因此，通过在低温下的高场磁阻测量，我们牢固地建立了从跳跃到3D弱局部化的电导率交叉。长的电子退相时间和其弱的温度依赖性表明金刚石基高速器件应用的可能性。
2012-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Conduction mechanisms of epitaxial EuTiO3 thin films
为了研究漏电流密度与电场特性的关系，采用脉冲激光沉积法在（001）SrTiO 3衬底上外延生长EuTiO 3薄膜，并在还原气氛中进行后退火。研究发现，导电机制与温度和电压极性密切相关。据确定，从50至150 K的主导传导机制是负偏压和正偏压下的空间电荷限制电流。从200到300 K，导电机制显示肖特基发射和Fowler-Nordheim隧穿行为的负和正偏压，分别。研究表明，Eu ~（3+）是EuTiO_3薄膜的漏电流源之一。
2012-08-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Designer topological insulator with enhanced gap and suppressed bulk conduction in Bi2Se3/Sb2Te3 ultra-short period superlattices
提出了一种利用两层交替拓扑绝缘体构成的短周期超晶格来降低体电导的新方法。超晶格能隙增强（SGE）的证据是从观察到的体背景掺杂的减少超过一个数量级获得的，从1.2 × 1020 cm-3到8.5 × 1018 cm-3，随着Bi 2Se 3/Sb 2 Te 3 SL的周期分别从12 nm减小到5 nm。紧束缚计算表明，在非常薄的周期制度，一个显着的SGE可以通过适当的材料选择实现。交替的Bi 2Se 3和Sb 2 Te 3层的BSL表现为具有比具有最大带隙的组成层的带隙大60%的体带隙的新设计者材料，同时保留拓扑表面特征。对生长的周期非常薄的SL样品的低温磁导中明显的弱反定域化（WAL）尖点的分析证实了SL结构的顶面和底面表现为狄拉克表面态。这种方法代表了一个有前途的，但仍有待探索的平台，用于建立真正的绝缘体TI。
2020-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Dipole-Allowed Direct Band Gap Silicon Superlattices
硅是电子设备中最常用的材料。然而，由于其间接带隙性质，其较差的光学性质限制了其在光电子器件中的应用。在这里，我们提出了超稳定的纯硅超晶格结构的发现，可以作为有前途的材料，太阳能电池的应用，并可以导致实现纯硅基光电子器件。除了在金刚石晶格中插入了缺陷层外，其结构与体硅几乎相同。超晶格具有偶极允许的直接带隙和间接带隙，为研究直接带隙到间接带隙的转变提供了理想的条件。可以理解的过渡方面的一种新的导带起源于缺陷层，在界面层的价带和导带边缘状态之间的重叠，和区域折叠与量子限制效应的无缺陷的块状硅的导带。事实上，几乎所有的超晶格的结构部分源自体硅保证其稳定性和良好的晶格匹配与体硅。通过第一性原理分子动力学模拟，我们证实了它们的热稳定性，并提出了一种可能的方法来合成缺陷层通过晶圆键合。
2015-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Kondo effect goes anisotropic in vanadate oxide superlattices
研究了沉积在SrTiO_3（STO）衬底上的SrVO_3/LaVO_3（SVO/LVO）超晶格的输运性质。我们表明，电子导电发生在金属LVO层中，具有典型的2D费米表面的电流磁性。此外，在电阻率和磁阻的热变化中都出现了近藤类成分。令人惊讶的是，在这个系统中，STO接口不有助于测量的传导，近藤校正是强烈的各向异性。我们表明，生长温度允许直接控制这种贡献。最后，揭示了氧空位稳定钒混合价态的关键作用。
2015-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Probing of local ferroelectricity in BiFeO3 thin films and (BiFeO3)m(SrTiO3)m superlattices
采用脉冲激光烧蚀法在（001）取向SrTiO 3衬底上制备了BiFeO 3薄膜和人工超晶格（BiFeO 3）m（SrTiO 3）m（m~ 1 ~ 10个晶胞）。研究了漏电流和宏观极化随周期性的变化规律。压电力显微镜的研究表明，在BiFeO 3薄膜的情况下，大的铁电畴的存在下，而在超晶格结构的情况下，观察到的铁电畴的尺寸减小。结果表明，通过超晶格对铁电畴的改性，可以提供一个额外的控制工程畴壁介导的功能特性。
2009-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring the photovoltaic effect in (111) oriented BiFeO3/LaFeO3 superlattices
研究了脉冲激光沉积BiFeO_3/LaFeO_3超晶格的铁电和光伏特性。对于高浓度的BiFeO 3的铁电状态，同时观察到可切换的光伏响应。相反，对于一定浓度的LaFeO 3，证明了不可切换的光伏效应。超晶格中PV响应的这种调制归因于铁电到顺电的相变，该相变随x的增加而控制。值得注意的是，伴随着PV机制的这种变化，随着x的增加，传导机制的变化似乎也发生了从体积限制到界面限制的传输。
2020-12-10 cond-mat.mtrl-sci
Robust Topological Conduction in Bi2 Bi2Se3 Superlattices at Ambient Conditions
本文利用导电原子力显微镜研究环境条件下 Bi2 Bi2Se3 超晶格薄膜的拓扑表面态与边缘态，揭示了力依赖的隧穿至欧姆导电机理转变，并证明拓扑态和边缘态在环境条件下具有稳健导电性。
2025-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Insights into optical absorption and dark currents of the 6.1Å Type-II superlattice absorbers for MWIR and SWIR applications
本文采用8带k.p建模分析InAs/GaSb及含AlSb层的M超晶格，揭示其能带、偏振吸收、量子效率与暗电流机制，为MWIR/SWIR XBp探测器设计提供预测依据。
2024-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reduced leakage current in BiFeO3 thin films with rectifying contacts
采用脉冲激光沉积法在Pt/c-蓝宝石衬底上以不同的生长速率生长BiFeO 3薄膜。随着生长速率的增加，漏电流减小，导电机制从体限制的Poole-Frenkel发射转变为界面限制的肖特基发射。在目前的工作中，我们表明，只有接近金属接触的BiFeO 3薄膜的生长速率必须增加，以减少漏电流和观察饱和极化电场磁滞回线。
2011-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Observation of high-temperature quantum anomalous Hall regime in intrinsic MnBi$_2$Te$_4$/Bi$_2$Te$_3$ superlattice
量子反常霍尔效应是拓扑非平凡系统在零磁场中的一种基本输运响应。它的物理起源依赖于本质上反转的电子能带结构和铁磁性，其最重要的表现是边缘的手性电荷电流的无耗散流动，这可能会改变未来的量子电子学。在这里，我们报告了一个以前未知的贝里曲率驱动的异常霍尔制度（“Q窗口”）在上述开尔文温度的磁性拓扑体晶体，通过生长Mn离子自组织成周期有序的MnBi $_2$ Te $_4$ /Bi $_2$ Te $_3$超晶格。强大的铁磁性的MnBi $_2$ Te $_4$单层打开一个大的表面间隙，和异常霍尔电导达到一个$e^2/h$量子化平台时，费米能级被调谐到这个间隙内的Q-窗口，其中异常霍尔电导从散装是一个高精度为零。在这个新的制度的量子化是不阻碍的散装传导通道，因此应该存在于一个广泛的家庭的拓扑磁体。
2020-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Control of hidden ground-state order in NdNiO$_3$ superlattices
在凝聚态系统中，电荷和自旋自由度与电子相关性的结合导致了一系列丰富的现象，如磁性，超导性和新的传导机制。虽然在体材料中观察到了这种现象，但当这些自由度在原子分层异质结构中受到控制时，可能会出现更丰富的行为，其中可以限制维度并施加界面边界条件。在这里，我们解锁了主机的独特的，隐藏的电子和磁性相变在NdNiO $_3$，同时接近二维（2D）的限制，从不同的尺寸限制和界面耦合的影响。最值得注意的是，我们发现了一个新的阶段，在全二维，单层NdNiO $_3$，其中所有签名的散装磁性和电荷订购被发现消失。此外，对于准二维层的厚度下降到两个单位电池，批量型订购持续，但分开的绝缘行为的发病方式不同的散装或薄膜镍酸盐。使用共振X射线光谱，第一性原理理论和模型计算，我们提出，单层相抑制的结果从一个新的机制，界面电子重建的基础上跨界面的离子性差异，而在多层NdNiO $_3$的相分离出现由于增强的二维波动。这些发现提供了深入了解的相互交织的机制，在强相关的系统中，在减少的维度和说明使用原子分层访问隐藏的阶段的能力。
2018-09-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Direct observation of the leakage current in epitaxial diamond Schottky barrier devices by conductive-probe atomic force microscopy and Raman imaging
利用导电探针原子力显微镜（CP-AFM）和共焦显微拉曼/光致发光（PL）成像分析技术，对几种垂直型金刚石肖特基器件的高漏电流来源进行了研究。在样品表面的几个不同区域中，已经确定了局部电阻相对于其紧密周围强烈降低（5-6个数量级下降）的局部区域。同样的局部区域，也称为电热点，揭示了一个轻微约束的金刚石晶格和三个主要的拉曼波段在低波数区（590，914和1040 cm-1）。后面这些带通常被分配到涉及硼杂质及其可能的络合物的振动模式，这些络合物可以作为载流子的陷阱。在热点进行的局部电流-电压测量指出，陷阱填充限制（TFL）电流作为主要的导电机制，有利于在肖特基器件的漏电流。
2014-04-05 cond-mat.mtrl-sci
High-Field Conduction in Barium Titanate
我们目前的电流-电压研究非常薄（约。77 nm）钛酸钡单晶高达1.3 GV/m的应用领域。这些结果表明，根据Rose的原始模型[Phys.Rev.97，1537（1955）]，在高场下的漏电流机制是在具有连续分布陷阱的区域中的空间电荷限制传导（SCLC）机制。与BaTiO 3导电的早期研究相比，本研究代表了x5的因子[A. Branwood等人，Proc. Phys. Soc. London 79，1161（1962）]。比较也给出了陶瓷多层钛酸钡电容器，显示类似的SCLC行为。这些数据与可变距离跳频完全不相容[B. I.苏维埃什克洛夫斯基物理半秒。6，1964（1973）]，尽管最近报道了SrTiO_3薄膜中的这种机制[D. Fuchs，M. Adam和R. Schneider，J. Phys. IV France 11，71（2001）]。
2004-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Supertetragonal BaSnO3 induced giant ferroelectricity in SrTiO3/BaSnO3 superlattices
本研究通过第一性原理计算发现压缩应变可使 BaSnO3 进入隐藏的铁电超四方相，并在 SrTiO3/BaSnO3 超晶格中诱导大极化。
2025-01-06 cond-mat.mtrl-sci
Screw dislocation that converts p-type GaN to n-type: Microscopic study on the Mg condensation and the leakage current in p-n diodes
最近的实验表明，Mg冷凝在线程位错诱导电流泄漏，导致GaN基功率器件的退化。为了研究这个问题，我们进行第一性原理总能量电子结构计算各种镁和位错复合物。我们发现，螺纹螺位错（TSD）确实吸引Mg杂质，和电子水平的能隙中诱导的位错被提升到导带作为Mg杂质接近位错线，表明Mg-TSD复合物是一个施主。的Mg-TSD复合物的形成是明确地证明了我们的原子探针断层扫描，其中Mg的凝聚和扩散通过[0001]螺旋位错中观察到的p-n二极管。这些发现提供了一个新的图片，镁作为一个p型杂质在GAN扩散到TSD，然后局部形成一个n型区域。该区域沿TSD的出现导致反向漏电流。
2020-04-15 cond-mat.mtrl-sci
UV Photosensing Characteristics of Nanowire-Based GaN/AlN Superlattices
我们已经表征了单个GAN纳米线的光电探测能力，将20个周期的AlN/GAN：Ge轴向异质结封装在AlN壳中。透射电子显微镜证实周围的异质结构的额外的GAN壳的情况下。在没有表面导电沟道的情况下，异质结构的引入导致暗电流的降低和光敏性的增加。不同的单纳米线的暗电流的大小的一个显着的分散体是由于纳米线与位移纳米盘的聚结，减少了异质结构的有效长度。在电流路径中较大数量的有源纳米盘和AlN势垒导致较低的暗电流和较高的光敏性，并且提高了纳米线对照明强度变化的灵敏度（提高的线性度）。此外，我们观察到的光电流的持久性，这是由于整个结构的电阻的变化，特别是GAN茎和帽部分。因此，时间响应与暗电流无关。
2017-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-temperature Phonon Coherence and Tunneling Effect in Semiconductor Superlattices
本研究在InAs/AlAs超晶格中于高达500K的温度下实验观测到稳定的声子相干性与隧穿效应，结合第一性原理计算揭示声子波粒二象性，为极端尺度热声子工程及半导体器件应用提供新路径。
2024-12-11 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Accurate Modeling of Gate Leakage Currents in SiC Power MOSFETs
Vienna University of Technology (TU Wien)（维也纳工业大学）
本文提出了一种基于物理的模拟框架，用于精确建模SiC功率MOSFET中的门漏电流，通过耦合静电学、量子隧穿、载流子输运等过程，实现了对SiC MOS电容器在宽温度和偏压范围内的门电流-电压特性的定量再现。
2025-12-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electrical Characterization of PbZr0.4Ti0.6O3 Capacitors
我们已经进行了仔细的研究，在完全集成的商业PbZr0.4Ti0.6O3薄膜电容器与Pt底部和Ir/IrO 2顶部电极的电流-电压（I-V）特性。在不同的温度下，超过二十年的电压从电流-时间数据获得了高度可重复的稳态I-V，并分析了几种常见的传输模型，包括空间电荷限制的导电，肖特基势垒电子发射下的全部和部分耗尽和Poole-Frenkel导电，显示后者是最合理的泄漏机制，在这些高品质的薄膜。此外，铁电电滞回线和电容-电压数据在很大的温度范围内获得，并在一个修改后的Landau-Ginzburg-Devonshire理论占空间电荷效应进行了讨论。
2006-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Designing power efficient transistors using narrow bandwidth materials from the MA2Z4 monolayer series
晶体管的亚阈值漏电流已经成为实现超低功耗晶体管的关键限制因素。漏电流主要由载流子的长热尾决定。我们提出了一个解决这个问题的方法，通过使用窄带宽半导体，通过过滤掉高能量载流子来限制电子泄漏电流。我们具体证明了这种解决方案在晶体管与横向限制单层MoSi 2N 4与不同的钝化作为沟道材料。值得注意的是，我们发现，所提出的窄带宽设备可以实现一个大的ON/OFF电流比与超低电源电压为0.1 V，即使是5 nm的栅极长度的设备。我们还表明，其他几种材料共享的窄带宽的导带和价带在同一系列的独特的电子特性。
2022-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Room-temperature correlated states in twisted bilayer MoS$_2$
本文在扭曲双层 MoS₂ 莫尔超晶格中实现了超过 285 K 的室温关联绝缘态，并发现其源于原子重构与层间杂化的协同增强，同时观测到室温非线性霍尔响应，为高温量子模拟提供了新平台。
2023-11-28 cond-mat.mtrl-sci
