Scattering by Atomic Spins and Magnetoresistance in Dilute Magnetic Semiconductors
我们研究了磁性半导体中的电输运，这是由自由载流子散射局域磁矩决定的。我们计算的散射时间和迁移率的多数和少数自旋载流子的热自旋涨落和空间无序的磁性原子的影响考虑。这些是负责磁场的电阻率的依赖性。即，施加外部磁场抑制了热力学自旋波动，从而促进了负磁阻。同时，散射的原子自旋浓度的内置空间波动可能会增加与磁场。后一种效应是由于随磁场的增加，随机局部塞曼分裂的幅度增大。它促进正磁阻。我们讨论了上述效应对非简并半导体磁电阻的作用，其中磁性杂质是电活性的或中性的。
2007-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Analysis of external and internal disorder to understand band-like transport in n-type organic semiconductors
众所周知，有机半导体中的电荷传输对内部和外部（即与介电层的相互作用有关）的无序的存在极其敏感，特别是对于n型材料。内部动力学无序源于弱相互作用范德华固体中分子间转移积分和（分子）位置能量的大的热涨落，并导致载流子的瞬态局部化。驱动瞬时定位的分子振动通常在低频（<几百cm-1）下操作，这使得难以通过实验对其进行评估。然而，这阻碍了明确的分子设计规则的识别，以控制和减少动态无序。此外，无序也可以是外部的，由栅极绝缘体介电性质控制。在这里，我们报告的电荷输运在两个密切相关的n-型分子有机半导体的结合使用的温度相关的非弹性中子散射和光电子能谱学证实的电测量，理论和模拟的全面研究。我们提供明确的证据表明，特设的分子设计，使自由的电子电荷载流子从内部和外部的障碍，最终达到带状电子输运。
2021-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Conversion of free magnetic polaron into vortex lattice in diluted magnetic semiconductors in quantizing magnetic fields
我们证明了在强（量子化）磁场中，稀磁半导体（$A^2MeB^6$型，其中Me=Fe，Mn）中的“普通”自由磁极化子以与第二类超导体（Abricosov涡旋晶格）十分相似的涡旋晶格形式存在.由晶格尺寸小于或等于极化子局域半径的条件确定了这种晶格存在的外部参数（如外部磁场和温度）的范围。
2000-05-17 cond-mat.mtrl-sci
Suppression of carrier induced ferromagnetism by composition and spin fluctuations in diluted magnetic semiconductors
我们提出了一种方法来考虑空间（组成）和热波动的“无序”磁模型（如海森堡，伊辛）与给定的空间依赖性的磁自旋相互作用。我们的方法是基于引入波动分子场（而不是平均场）之间的自旋作用。自洽地导出了上述场的分布函数。在一般情况下，该函数不是高斯函数，后者的渐近性仅发生在足够大的自旋（磁性离子）浓度$n_i$。我们的方法允许导出的临界温度$T_c$的铁磁相变相对于上述波动的方程。我们将我们的理论应用于分析组分涨落对具有RKKY间接自旋-自旋相互作用的稀磁半导体（DMS）中$T_c$的影响。
2001-06-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Phonon Universal Transmission Fluctuations and Localization in Semiconductor Superlattices with a Controlled Degree of Order
我们用解析和数值方法研究了具有相邻层间关联的半有序超晶格中声子的传输涨落和局域化。为了生成一系列的层与不同程度的秩序，我们采用了亨德里克斯和泰勒提出的模型，以及部分有序版本的确定性非周期性超晶格。通过改变测量相邻层之间相关性的参数，Hendricks-Teller超晶格表现出从交替层的周期有序到相分离的相反极限的转变，包括许多中间排列和完全随机的情况。在确定性超晶格的部分有序版本中，存在短程有序（在任何$N$连续层中）和长程无序，如在N态马尔可夫链中。的平均值和波动的传输，后向散射率，并在这些多层系统中的本地化长度计算的基础上，我们推导出解析的超晶格结构因子。透射率与平均透射率的标准偏差位于{ \it通用\/}曲线上，而与SL的特定类型的紊乱无关。我们说明这些一般性的结果，将它们应用到几个GaAs-AlAs超晶格的声子普遍传输波动的拟议实验观察。
1994-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Extrinsic photonic crystals
杂质半导体本质上是均匀介质。然而，通过施加具有空间周期性变化的外部磁场，杂质半导体可以表现得像传统的光子晶体一样。我们通过计算在外部空间周期性磁场作用下杂质半导体的光子能带结构，从理论上证明了这种可能性。均匀介质在一定的空间周期性外场作用下的行为类似于传统的光子晶体，这就定义了一种新的光子晶体：非本征光子晶体。非本征光子晶体不仅拓展了光子晶体的概念，而且可以通过简单地控制外加场来控制电磁波的色散和传播。
2005-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Localization and band-gap pinning in semiconductor superlattices with layer-thickness fluctuations
本文研究了（AlAs）_n/（GaAs）_n超晶格，在周期n附近厚度随机起伏Δ n。利用三维赝势平面波能带理论，我们表明：（i）任何量的厚度波动Δ n/n导致带边波函数局部化，（ii）对于小的Δ n/n，SL带隙被钉扎在由具有"错误“厚度n + Δ n的单层产生的带隙水平上，（iii）由于单层厚度波动引起的束缚态导致显着的带隙减小，（iv）<001>具有单层厚度波动的AlAs/GaAs SL具有直接带隙，而理想<001>SL在n<4时是间接带隙。
1995-07-27 cond-mat.mtrl-sci mtrl-th
Impurity band conduction in group-IV ferromagnetic semiconductor Ge1-xFex with nanoscale fluctuations in Fe concentration
研究了IV族铁磁半导体Ge_（1-x）Fe_x薄膜（Fe浓度x = 2.3 - 14%）在掺硼和不掺硼情况下的载流子输运和磁性，测量了它们的输运特性、电阻率、空穴浓度、迁移率的温度依赖性以及反常霍尔电导率与电导率的关系。在相对较低的x（= 2.3%）下，未掺杂Ge 1-xFex薄膜中的输运主要由Fe杂质带中的富Fe跳跃点之间的空穴跳跃决定，而B掺杂Ge 1-xFex薄膜中的输运主要由简并贫Fe区中的价带中的空穴跳跃决定.随着x的增加（x = 2.3 - 14%），在未掺杂和B掺杂的Ge 1-xFex膜的传输是由空穴跳跃之间的杂质带富Fe跳跃网站为主。采用磁圆二色性、磁化强度和反常霍尔电阻等方法研究了Ge_（1-x）Fe_x薄膜的磁性能，发现B掺杂对Ge_（1-x）Fe_x薄膜的磁性能没有影响。我们给出了未掺杂和B掺杂的Ge_（1-x）Fe_x薄膜的能带分布模型，它可以解释Ge_（1-x）Fe_x薄膜的输运和磁性。
2018-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Fluctuation imaging of disorder in monolayer semiconductors
Ghent University（根特大学）；Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）
本研究利用荧光波动显微镜技术，实现了单层半导体中杂质波动的成像，通过对比不同基底和热退火处理，揭示了杂质对激子稳定性的影响，为评估单层半导体质量提供了快速且有效的方法。
2026-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Optical sensing of charge and spin current fluctuations in centrosymmetric semiconductors
本文提出基于χ^(3)非线性过程和零差放大的时间分辨全光学方案，用于非侵入式探测中心对称半导体中的瞬态电荷与自旋电流涨落。
2024-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modelling of Pyroelectric Response in Inhomogeneous Ferroelectric-Semiconductor Films
本文对Landau-Khalatnikov方法进行了改进，证明了非均匀铁电-半导体薄膜的热释电响应可以用六个序参量的耦合方程来描述：平均位移及其均方涨落和与电荷缺陷密度涨落的相关性，平均热释电系数及其涨落和与电荷缺陷密度涨落的相关性。与Landau-Khalatnikov型方程相比，耦合方程描述了热释电响应的非均匀反转，热释电系数在热力学矫顽场附近出现尖锐的峰。在我们的模型框架内，热释电的磁滞回线变得更加平滑，薄和低，以及热释电系数峰附近的矫顽场完全消失的缺陷引起的无序的增加。这种效应类似于弛豫铁电体中铁电滞回线的“正方形到细长形的转变”。缺陷浓度的增加也导致无序铁电体典型的矫顽场急剧下降。掺杂和非均匀铁电体的热释电磁滞回线通常具有典型的光滑形状，没有任何热释电系数峰，矫顽场值远低于热力学值。因此，我们的方法定性地解释了现有的实验结果。我们的模型和典型的Pb（Zr，Ti）O_3-膜的热释电和铁电回路之间的定量协议已经得到。
2005-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic life-time and external manipulation of Neel states in antiferromagnetic adatom spins on semiconductor surfaces
有人提出，半导体Cu-N表面上的反铁磁Fe原子自旋可以用来存储信息[S. Loth { \it等人}，Science \textbf{335}，196（2012）]。在这里，我们通过蒙特卡罗模拟研究这种反铁磁系统的自旋动力学。我们发现了Néel态的温度和大小变化规律，并证明了当自旋数达到Fe自旋数的一、二打时，Néel态就可以稳定到足以存储信息的程度.我们还探索了操纵Néel状态的有前途的方法。这可能有助于实现这种反铁磁自旋系统的信息存储。
2015-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
$f^{-γ}$ Current Fluctuations in Organic Semiconductors: Evidence for Percolation
在有机半导体中观察到的$f^{-γ}$倾斜的电流噪声功率谱已被解释为波动的{ \em可变范围跳跃}机制。相对电流噪声功率谱密度${\cal S}(f)=S_I(f)/I^2$在{\em欧姆}和{ \em空间电荷限制电流}状态之间的{ \em陷阱填充跃迁}处呈现最大值[Phys. Rev. Lett.，{ \bf 95}，236601，2005]。在这里，我们讨论的电子条件，确定从欧姆到空间电荷限制运输的交叉。这些论点进一步阐明了需要采用{ \em替代}波动图来解释在{ \em转变}处共存的绝缘相和导电相之间的竞争，其中外部偏压的微小变化导致波动的显著影响。
2006-01-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Space-Charge-Limited Current Fluctuations in Organic Semiconductors
研究了多晶多并苯中的低频电流波动，其偏压范围涵盖{ \em欧姆}、{ \em陷阱填充}和{ \em空间电荷限制电流}机制。相对电流噪声功率谱密度${\cal S}(f)$在{ \em欧姆}区恒定，在{ \em陷阱填充跃迁}区急剧增加，在{ \em空间电荷限制电流}区减小。在{\em连续渗流模型}内考虑{\em陷阱填充转变}处的{\em噪声峰}。当准费米能级穿过陷阱能级时，复杂的绝缘路径在欧姆矩阵内成核，确定绝缘相和导电相之间的界面处的非平衡条件的开始。{ \em噪声峰值}以自由和俘获载流子密度的形式表示。
2006-01-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Valley polarization fluctuations, bistability, and switching in two-dimensional semiconductors
本文从理论上研究了原子薄半导体中激子的非线性谷极化动力学。由于激子-激子相互作用产生的有效磁场，显著极化的存在减慢了谷弛豫。我们解决谷极化激子的时间动力学和研究极化激子气体的稳态。我们证明了谷极化的双稳性，其中形成了具有低谷极化和高谷极化的两个稳态。我们研究了在这样的系统中的涨落和噪声的影响。我们评估谷极化自相关函数，并证明了高极化制度的波动的特点是高振幅和长弛豫时间。我们研究了由系统中的噪声引起的低谷偏振态和高谷偏振态之间的切换，并证明了具有高谷偏振的状态在很宽的泵浦速率范围内是优先的。
2022-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci nlin.CD
Nonlinear stochastic discrete drift-diffusion theory of charge fluctuations and domain relocation times in semiconductor superlattices
提出了一种随机离散漂移扩散模型来解释弱耦合、高杂质半导体超晶格中散粒噪声的影响。它们的电流-电压特性由多个稳定的多稳态分支组成，对应于显示由畴壁分隔的两个畴的电场分布。如果初始状态对应于稳定分支中间的电压，并且突然电压被切换，使得最终电压对应于下一个分支，则畴在一定延迟时间之后重新定位。当最终电压接近第一电流分支末端的电压时，散粒噪声使延迟时间的分布从高斯分布变为第一通过时间分布。这些结果与Rogozia { \it et al}（Phys. Rev. B { \bf 64}，041308（R）（2001））的实验定性一致。
2002-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic disorder in crystalline organic semiconductor: the role of thermal motions modulating the transfer integrals in polyacenes
采用分子动力学模拟和转移积分的量子化学计算相结合的方法研究了热结构涨落对分子间转移积分调制的影响。我们发现，对于两种常见的有机半导体，转移积分的波动与其平均值具有相同的数量级，这一观察结果对目前采用的有机半导体中电荷输运模型提出了质疑，并确定了动态电子无序中载流子迁移率的限制因素。
2005-11-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Noise-induced quantum coherence drives photocarrier generation dynamics at polymeric semiconductor heterojunctions
我们提出了一个完全量子力学模型的电子动力学的初级光激发在聚合物半导体异质结，其中包括聚合物堆叠和声子弛豫。通过研究声子引起的波动的状态到状态的能隙和确切的黄金法则速率常数，我们得出结论，共振隧穿的主激子离域链间电荷转移状态之间的可能是在聚合物基体异质结光伏二极管中形成电荷载流子的第一步。
2013-09-26 cond-mat.mtrl-sci
Kinetics of Charge Transport in Wide-Band Semiconductors at the Detection of X-Ray Radiation
由于半导体中X射线量子的吸收，电子-空穴对的产生发生在小体积（直径< 0.5 mkm）中。它们的剩余能量由于在晶格的声子上的散射而损失。当施加外部电场时，载流子的空间分布使得晶体电极上的电流脉冲的形式变得复杂。本文给出了半导体中X射线电导率基本动力学模型的逻辑图，该模型采用自由载流子空间分布的时间连续计算和自由载流子在固体中运动的扩散漂移模型。对于理想半导体的情况，例如不包含深陷阱和复合中心的理想半导体，以及对于具有主要的浅陷阱或深陷阱的电子和空穴的晶体的情况，在分析类中获得外部圆中的电流脉冲的基本形式。
2011-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Noise influence on electron dynamics in semiconductors driven by a periodic electric field
关于不同非线性系统中噪声和波动的建设性方面的研究表明，将外部噪声添加到具有固有噪声的系统中可能会导致噪声较小的响应。最近，已经测试了通过向驱动静态电场添加随机波动贡献来降低半导体块体材料中的扩散噪声的可能性。本工作扩展了以前的理论，通过考虑噪声诱导的影响，在低掺杂的n型GaAs样品的电子输运动力学驱动的高频周期性电场（循环平稳条件）。利用蒙特卡罗模拟，计算了外加关联噪声源引起的电子速度涨落谱密度的变化。本文的结果证实了在特定条件下，在振荡电场中加入一个脉动分量可以降低总噪声功率。此外，我们发现谱密度与噪声强度的非线性行为。我们的研究表明，严格依赖于外部噪声的相关时间，由周期性电场驱动的电子的动力学响应接收的波动场和系统的固有噪声之间的建设性的相互作用的好处。
2008-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetism in a dilute magnetic semiconductor -- Generalized RKKY interaction and spin-wave excitations
本文研究了稀磁半导体中载流子介导的铁磁性，方法是：i）基于单杂质的广义RKKY方法，该方法超越了线性响应理论; ii）平均场加自旋涨落（MF+SF）方法，该方法在磁性杂质的（纯费米子）Hubbard模型表示中，结合了有序态中有限频率自旋关联的动力学效应。由于载流子自旋极化的大小与其振荡长度尺度之间的竞争，发现铁磁自旋耦合相对于空穴掺杂浓度和杂质-载流子自旋耦合能量$J$（或等效地$U$）两者被优化。铁磁转变温度$T_c$，在自旋涨落理论中确定，与观察到的$T_c$值密切对应。磁性杂质的位置无序导致高能磁振子模的显著硬化。我们还明确研究了平均场铁磁态的稳定性/不稳定性，这突出了竞争AF相互作用引起自旋扭曲和非共线铁磁有序的作用。
2003-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Spin current as a response to external stress
理论上预测，行进的剪切波将在某些直接带隙（例如III-V族化合物）半导体中产生自旋电流，其贡献来自价带和导带两者（对于$n$ -杂质半导体）。我们表明，这种自旋电流是费米-狄拉克海的属性，并控制的几何相位积累的应变诱导Rashba参数在一个周期。
2005-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optoelectronic spin memories of electrons in semiconductors
我们用光学方法在半导体中产生电子自旋，并施加一个垂直于它们的外部磁场。用圆偏振光泵浦的时间分辨光致发光测量研究了半导体基质中的自旋极化和自旋记忆时间。测量的自旋极化被发现是一个指数衰减的时间延迟的探针。研究还发现，从极化衰减中提取的自旋记忆时间随外加磁场的增强而增强。然而，在更高的场，记忆时间饱和到亚μs，因为相互作用的电子与本地核场的耦合。
2018-05-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Visualization of Mesoscopic Conductivity Fluctuations in Amorphous Semiconductor Thin-Film Transistors
本研究利用微波阻抗显微镜对a-IGZO薄膜晶体管进行千兆赫兹电导率成像，揭示了亚阈值区域约200 nm尺度的介观电导率涨落，并通过随机势垒模型模拟了势能景观，为微观理解非晶半导体电荷传输机制提供了直观方法。
2023-12-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inhomogeneous micro-strain in cylindrical semiconductor heterostructures and its influence on the adiabatic motion of electrons
分析了（In，Ga）As/（Al，Ga）As量子阱结构微管的层厚涨落及其对应变状态的影响。在这些结构中，建立了弯曲的高迁移率二维电子气（HM 2DEG）。原子力显微镜，X射线散射，和空间分辨阴极发光光谱研究的层厚度波动发生在两个不同的横向长度尺度。在0.01~ $μ$ m的较短尺度上，我们从原子力显微照片和X射线衍射曲线中卫星峰的加宽中发现了一个很小的均方粗糙度值，为0.1~nm。然而，在约1.0~ $μ$ m的较长长度尺度上，外延生长期间的台阶聚束导致高达2~nm的层厚度不均匀性。由此产生的微管中的应变的波动导致化学势的局部变化，这也导致载流子密度的波动。这导致在弯曲的HM 2DEG中的Shubnikov-de-Haas振荡的相位抵消和单电子散射时间的减少，同时结构中的电子迁移率保持高。估计的载流子密度的波动同意以及在量子阱的自由电子跃迁的阴极射线发光光谱中测量的能量波动。
2019-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Absorption and wavepackets in optically excited semiconductor superlattices driven by dc-ac fields
在一维紧束缚能带和在位Coloumbic相互作用近似下，利用半导体Bloch方程，研究了光激发半导体超晶格在dc-ac电场驱动下的吸收谱和相干波包的时间演化.的dc-Stark外部交流频率的比率，以及交流斯塔克外部交流频率的主导作用，强调。如果前者是整数${\cal N}$，则在一个斯塔克频率内也存在${\cal N}$谐波，而分数情况导致激子分数梯的形成。后者的比例决定了波包的大小和轮廓。在没有激子相互作用的情况下，它控制了一个周期内达到的最大尺寸波包，而相互作用产生了很强的各向异性，并倾向于减轻动态波包本地化。
2001-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Noise studies of magnetization dynamics in dilute magnetic semiconductor heterostructures
本文从理论和实验上研究了δ掺杂Mn半导体异质结电阻率噪声的频率和温度特性。电阻率噪声被观察到作为频率的函数是非单调的。作为温度的函数，对于约50%的电阻率增加，噪声增加两个数量级。我们研究了电阻率噪声的两种可能来源--动态自旋涨落和电荷涨落，发现动态自旋涨落与观测到的噪声数据更相关。电阻率噪声的频率和温度依赖性提供了关于磁相互作用性质的重要信息。特别是，我们展示了如何噪声测量可以帮助解决一个长期存在的争论是否锰掺杂GaAs是一个p-d齐纳/RKKY或双交换铁磁体。我们的分析包括不同种类的障碍，如自旋玻璃型的相互作用和现场稀释型的障碍的影响。我们发现，在这些结构的电阻率噪声很好地描述了一个无序RKKY铁磁体模型动力学与保守的序参量。
2012-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Elastic Spin Relaxation Processes in Semiconductor Quantum Dots
在零维环境中，研究了弹性自旋-声子过程引起的电子自旋退相干。具体而言，理论处理开发的声子势的波动，以及通过自旋轨道和超精细相互作用在半导体量子点中的电子处理频率的过程。分析确定了条件（磁场、温度等）其中弹性自旋-声子过程可以支配具有电子自旋翻转跃迁的非弹性对应物。特别地，计算结果说明了源于具有多个等效能量最小值的半导体量子点中的谷间跃迁的弹性退相干机制的潜在意义（例如，SiGe中的X谷）。晶格非谐性和声子衰变的自旋弛豫的作用也检查随着轨道状态之间的随机电子跃迁所造成的局部有效场的波动。数值估计提供了典型的GaAs和Si基量子点。
2006-12-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Features of the Electronic and Magnetic Properties of Heusler Alloys in the States of a Half-Metallic Ferromagnet and a Spin-Gapless Semiconductor
M.N. Mikheev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院乌拉尔分校 M.N. 米凯耶夫金属物理研究所）
本文研究了Heusler合金在半金属铁磁体和自旋无隙半导体状态下的电子与磁性性质特征，探讨了其在自旋电子学中的应用潜力。
2025-12-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pattern Competition in the Photorefractive Semiconductors
本文研究了两束外激光在半导体中形成移动干涉图样（MIP）时n-GaAs中的光折变耿氏效应。当MIP的空间独立部分的强度，表示为$I_0$，是小的，系统具有周期域训练（PDT），与线性稳定性分析的结果一致。当$I_0$较大时，MIP诱导的空间电荷场将与PDT竞争，并导致复杂的动力学，包括通过准周期路径驱动混沌。
2001-01-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Phase diagram of a ferromagnetic semiconductor. The origin of superparamagnetism
该研究以长程交换作用的随机Ising自旋系统为铁磁半导体理论模型，用态密度法解析得到宽温区和磁场下的磁化率与热容，揭示了低临界场下有限系统的超顺磁起源，并探讨了其复杂相结构。
2023-12-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spatially resolved random telegraph fluctuations of a single trap at the Si/SiO2 interface
本研究利用静电力显微镜空间分辨Si/SiO2界面单个陷阱的随机电报噪声，揭示双态涨落及其速率竞争，该噪声损害纳米器件性能并影响量子设备。
2024-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
