Fractionally delta-doped oxide superlattices for higher carrier mobilities
氧化物异质结构中的二维电子气系统是新现象的重要场所。在这里，我们表明，通过使用分数δ掺杂来控制界面的LaxSr 1-xTiO 3/SrTiO 3人工氧化物超晶格的组成，填充控制的二维绝缘体-金属转变可以实现。d-电子带填充的原子尺度控制，这反过来又有助于调整的有效质量和密度的载流子，被发现是一个迷人的路线，大大提高载流子迁移率。
2012-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Switchable polar spirals in tricolor oxide superlattices
越来越多的证据表明，铁电态在纳米尺度上可以表现出迷人的拓扑结构，包括极涡和skyrmions，类似于在铁磁系统中观察到的那些。在这里，我们报告了一种新型的极性拓扑结构，有序阵列的纳米螺旋在三色铁电超晶格系统通过相场模拟的发现。这种极螺旋结构是由精细有序的半涡旋阵列组成，涡核呈波浪状分布。结果表明，该三色体系的居里温度为1000 K，从螺旋结构到面内正交畴结构的相变温度为650 K，比最近发现的极涡超晶格体系具有更高的热稳定性.此外，螺旋结构具有净面内偏振，可以通过实验上可行的无旋面内场来切换。开关过程涉及亚稳态涡旋状态，并且是完全可逆的。
2017-11-03 cond-mat.mes-hall
Dimensionality Control of Electronic Phase Transitions in Nickel-Oxide Superlattices
在具有强关联电子的材料中，集体量子相之间的竞争敏感地依赖于电子系统的维数，这难以通过标准固态化学来控制。我们已经制造了超晶格的顺磁性金属LaNiO3和宽禁带绝缘体LaAlO3原子精确的层序列。使用光学椭圆偏振和低能量μ子自旋旋转，超晶格与LaNiO3薄的两个单元电池示出经历一系列的集体金属绝缘体和反铁磁转变作为降低温度的函数，而样品与较厚的LaNiO3层保持金属和顺磁性在所有温度下。因此，金属氧化物超晶格允许控制相关电子系统的维度和集体相行为。
2011-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Parity-Dependent Moiré Superlattices in Graphene/h-BN Heterostructures: A Route to Mechanomutable Metamaterials
交替的石墨烯/h-BN少层异质结构的超晶格被发现表现出强烈的依赖于堆叠内的层的数量的奇偶性。奇宇称系统表现出独特的火烈鸟状图案，而它们的偶宇称对应物表现出规则的六边形或矩形超晶格。当交替堆叠由七层或更多层组成时，火烈鸟图案变得有利，而不管奇偶性如何。值得注意的是，该系统的面外应变强烈依赖于上层结构的形状，导致其力学性能的显着宇称依赖性。预测的现象起源于在连续层的界面处发展的莫尔图案之间的复杂竞争。这种机制是一般性质的，并且预计会发生在紧密匹配的刚性层状材料的其他交替堆叠中，如扭曲石墨烯和h-BN的均匀交替结所证明的。因此，我们的研究结果允许基于范德华异质结构的机械致变超材料的合理设计。
2020-11-14 cond-mat.mes-hall
Electronic band gaps and transport properties in periodically alternating mono- and bi-layer graphene superlattices
研究了周期交替单层和双层石墨烯超晶格的电子能带结构和输运性质。在这种MBLG SL中，存在对晶格常数不敏感的零平均波矢量（零- $\overline{k}$）间隙。这种零- $\overline{k}$间隙可以通过改变双层石墨烯的势宽比和层间耦合系数来控制。我们还表明，存在额外的狄拉克点，这些额外的狄拉克点的条件解析。最后，通过调节单层和双层周期性石墨烯的层间耦合和宽度比，我们证明了MBLG SL中前两个能带的电子输运性质和能隙是可调的.
2015-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Open Nanoacoustic Resonators Based on SrTiO$_3$/YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-x}$ Superlattices
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (C2N)（纳米科学和纳米技术中心）；Laboratoire Albert Fert（阿尔贝·费尔实验室）；Thales（泰雷兹集团）；Instituto de Nanociencia y Nanotecnología, CNEA-CONICET（国家原子能委员会-国家科学研究委员会纳米科学与技术研究所）
本文设计并实验展示了基于SrTiO$_3$/YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-x}$超晶格与Ni换能器的开放纳米声学腔，通过时域布里渊散射实现亚THz声子局域化，为多功能氧化物异质结构中的声子调控提供平台。
2026-06-29 cond-mat.mes-hall
Thermally Configurable Multi-Order Polar Skyrmions in Multiferroic Oxide Superlattices
State Key Laboratory of Silicon and Advanced Semiconductor Materials, School of Materials Science and Engineering, Zhejiang University（浙江大学材料科学与工程学院硅与先进半导体材料省部共建国家重点实验室）；Zhejiang Key Laboratory of Advanced Solid State Energy Storage Technology and Applications, Taizhou Institute of Zhejiang University（浙江工业大学储能技术与应用浙江省重点实验室台州研究院）；Institute of Fundamental and Transdisciplinary Research, Zhejiang University（浙江大学基础与交叉科学研究院）；School of Engineering, Hangzhou City University（杭州城市学院工学院）；College of Materials Science and Engineering, Zhejiang University of Technology（浙江工业大学材料科学与工程学院）
通过热调制策略，在多铁氧化物超晶格中稳定多阶极性Skyrmion，实现拓扑阶的可逆调控，为存储设备提供可变拓扑配置方法。
2026-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport properties through alternating borophene and graphene superlattices
该研究利用转移矩阵方法分析硼烯/石墨烯交替超晶格结的电子输运，发现单势垒倾斜透射与多势垒鲁棒性，并揭示透射带隙可调及电导与法诺因子的关联规律。
2024-07-17 cond-mat.mes-hall
Interacting Dirac fermions under spatially alternating pseudo-magnetic field: Realization of spontaneous quantum Hall effect
拓扑晶体绝缘体表面和石墨烯都有多谷无质量狄拉克费米子，这些费米子没有被钉扎到布里渊区的高对称点。应变耦合到低能电子作为一个时间反演不变的规范场，导致伪朗道能级（PLL）的形成。本文研究了应变超晶格产生的周期性赝磁场。我们研究了应变超晶格引起的低能狄拉克锁相环谱，分析了各种极化态的影响。通过自洽的Hartree-Fock计算，我们建立了，由于应变超晶格和PLL电子结构，谷有序态自发打破时间反转和实现量子霍尔相位是有利的，而其他被抑制。
2015-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Intense AC field driven superlattices with barrier width dimerization
研究了在强交流场驱动下，超晶格势垒宽度交替二聚化产生的两个耦合能带的演化。本模型提供了一个有用的框架之间的过渡分析高频制度和极低的频率限制所描述的模型的基础上福山的{ \it等人}。（Phys. Rev. B { \bf 8}，5579（1973））建议。
1999-09-02 cond-mat.mes-hall
Simulating alternating bias assisted annealing of amorphous oxide tunnel junctions
University of Connecticut（康涅狄格大学）；KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）
本研究通过结合从头计算分子动力学和机器学习势能，复现并揭示了ABAA对非晶氧化物隧道屏障能量景观的影响，以减少缺陷并提升量子比特性能。
2025-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superlattices of Bi2Se3/In2Se3: Growth Characteristics and Structural Properties
采用分子束外延技术在Si（111）衬底上生长了由Bi_2Se_3和In_2Se_3交替层组成的超晶格。Bi_2Se_3是一种三维拓扑绝缘体（TI），与In_2Se_3具有良好的化学和结构相容性，而In_2Se_3是一种具有大能带隙的正常带绝缘体。SL中的各个层非常均匀，并且异质界面是尖锐的。因此，这种SL结构是探索TI的量子尺寸效应的潜在候选者。
2011-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical Signature of Moiré Superlattices Formed by Twisted SrTiO$_3$ Membranes
Rice University（莱斯大学）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）；Max Planck Institute for Solid State Research（马克斯·普朗克固体的研究研究所）
通过制备毫米级扭转SrTiO$_3$双层膜，发现由不对称扭转界面增强的低频振动模式，并观察到强二次谐波产生，揭示了扭转氧化物的结构行为及调控声子和非线性光学性质的途径。
2026-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergent topological and half semimetallic Dirac Fermions at oxide interfaces
将拓扑量子相的最新进展与技术相关材料相结合是非常可取的。二氧化铬（CrO 2）是一种半金属材料，广泛用于高端数据存储应用。利用第一性原理计算，通过界面轨道设计，我们发现在CrO 2与TiO 2的界面处出现了一类新型的半金属Dirac电子相，其在动量空间（k空间）能带结构中具有四个自旋极化的Dirac点.当自旋和轨道的自由度被允许耦合，CrO 2/TiO 2超晶格成为一个陈绝缘体没有外部的字段或额外的掺杂。由于拓扑能隙相当于43开尔文，陈氏数为2，霍尔电导随之量子化为2e^2/h，这将使这些高度工业化的氧化物在拓扑高保真数据存储和节能电子和自旋电子器件中的应用成为可能。
2013-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological insulator associated with quantum anomalous Hall phase in ferromagnetic perovskite superlattices
在以LaAlO 3和SrTiO 3为母体的过渡金属氧化物超晶格中，寻找与铁磁有序相关的、表现出反常量子霍尔效应的拓扑绝缘体。在所研究的各种超晶格中，（LaAlO 3）10/（LaOsO 3）2在自旋-轨道相互作用下表现出铁磁基态，其能隙具有拓扑非平凡性，横向电导率的研究表明，在不施加任何外部磁场的情况下，该系统在拓扑能隙内具有量子化的霍尔电导率.采用一个简单的海森堡铁磁性模型，估算了铁磁序参量和有序温度。
2015-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-controlled Insulator-Metal Transition in YTiO3/SrTiO3 Superlattices: A First-Principles Study
用密度泛函理论加\emph{U}方法研究了由莫特绝缘体YTiO $_3$（YTO）和能带绝缘体SrTiO $_3$（STO）组成的（STO）$_4$ /（YTO）$_2$超晶格在应变下的结构、磁性和电子性质.结果表明，当压缩应变为0.2%时，发生了绝缘体-金属转变。结构分析表明，金属态的存在伴随着结构相变和反转对称性的恢复。进一步的研究表明，这种应变诱导的结构转变使TiO $_{6}$八面体体积减小，从而使YTO层界面Ti原子的$d$能级上移，并导致整个超晶格系统中的电子重构.另外，当在位相互作用$U$从5 eV改变到4 eV时，由于电子关联减弱，在这种超晶格中也发生类似的绝缘体-金属转变。这些发现可以提高我们对这种氧化物超晶格中绝缘体-金属转变的理解。
2017-04-25 cond-mat.mes-hall
Charge transfer and hybrid ferroelectricity in (YFeO$_{3}$)$_{n}$/(YTiO$_{3}$)$_{n}$ magnetic superlattices
氧化物异质结构中的界面总是为新出现的性质提供了肥沃的土壤。从高能带到低能量对手的电荷转移是自然预期的，如发生在半导体$p$ - $n$结中。在本研究中，我们预测了（YFeO $_3$）$_n$ /（YTiO $_3$）$_n$超晶格中的一些特殊物理现象。首先，这些莫特绝缘体之间的电荷转移是在相反的直观能带排列的情况。第二，在$n=2$磁性超晶格中产生具有适度极化的混合铁电性。此外，即使（$AB$ O $_3$）$_2$ /（$AB$ ′ O $_3$）$_2$系统变为金属，铁电型畸变也可以持续，从而产生可能的金属铁电性。
2015-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Suppressed absolute negative conductance and generation of high-frequency radiation in semiconductor superlattices
我们发现，在半导体超晶格中的空间电荷不稳定性（电场域）是由小的恒定和大的交变电场诱导的绝对负电导的属性。我们提出了有效的方法来抑制这种破坏性的现象，以获得在微波和太赫兹频率在室温下工作的设备中产生。我们从理论上证明了一个无偏的超晶格与适度的掺杂受到微波泵浦场提供了一个强大的增益在第三，第五，第七等谐波的泵浦频率在抑制域的条件下。
2006-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Manipulating infrared photons using plasmons in transparent graphene superlattices
超晶格是一种可以控制电子流动的人工周期性纳米结构。它们的操作通常依赖于电子波传播方向上的电势的周期性调制。在这里，我们展示了透明的石墨烯超晶格，它可以利用载流子的集体振荡来操纵红外光子，即，多个石墨烯层的系综的等离子体激元。超晶格是通过交替沉积晶圆级石墨烯片和薄绝缘层，然后将它们全部图案化成三维光子晶体状结构而形成的。我们的实验表明，狄拉克费米子在这种石墨烯超晶格中的集体振荡是明确的非经典：与掺杂单层石墨烯相比，将载流子分布到多个石墨烯层中强烈增强了等离子体共振频率和幅度，这与传统的半导体超晶格中的等离子体共振频率和幅度有根本不同。这种特性使我们能够构建具有8.2 dB抑制比的可广泛调谐远红外陷波滤波器和具有9.5 dB消光比的太赫兹线性偏振器，使用仅具有五个石墨烯原子层的超晶格。此外，未图案化的超晶格屏蔽高达97.5%的低于1.2太赫兹的电磁辐射。该演示也为实现其他透明的中红外和远红外光子器件，如探测器，调制器和三维超材料系统开辟了一条途径。
2012-02-23 cond-mat.mes-hall
Ferroelectricity driven magnetism at domain walls in LaAlO$_3$/PbTiO$_3$ superlattices
除了在某些多铁性材料中，电荷偶极矩和自旋矩很少在单相体材料中共存。尽管在过去的十年里取得了很大的进展，但大多数多铁性材料的磁电性能仍然很差，这是由于电荷偶极子和自旋矩之间的内在排斥。作为一种替代方法，氧化物异质结构可以避开块体材料的本征限制，并提供更有吸引力的潜力来实现磁电功能。本文对LaAlO $_3$ /PbTiO $_3$超晶格进行了第一性原理研究。虽然这两种组分都不是磁性的，但磁矩出现在这些超晶格中的PbTiO $_3$的铁电畴壁处。这种铁电畴和局域磁矩之间的扭曲，不仅表现出一种有趣的多铁性，而且可能有助于纳米异质结构中磁性的电控制。
2015-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Weyl semimetals and superconductors designed in an orbital selective superlattice
我们提出了两个互补的设计原则，工程三维（3D）外尔半金属和超导体在一个层一层的设置，其中包括偶数和奇数奇偶校验轨道交替层-被称为轨道选择性超晶格。这种结构打破了沿超晶格生长轴的镜像对称性，其借助于基面自旋-轨道耦合或无自旋p+ip超导性来稳定3D狄拉克节点。为了探索这一想法，我们开发了一个3D的推广的Halcantine模型和Bogoliubov-de-Gennes（BdG）的哈密顿量的两种情况下，分别，并表明，一个可调的单个或多个Weyl节点与线性分散在所有空间方向上，可以在广泛的参数空间理想地设计。我们还证明了一个单一的螺旋外尔带可以创建在$Γ$ -点的费米能级在超导的情况下，通过缺口的轨道状态，违反其粒子-空穴对称性，而不是任何其他的对称性。最后讨论了我们的结果对实现反常霍尔效应和Majorana束缚态的意义。
2013-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Non-equilibrium Dynamics of Two-level Systems directly after Cryogenic Alternating Bias
Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）；University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
研究在极低温下交变偏压对双态系统动力学的影响，揭示非平衡能量积累机制，表明稳态光谱消失与氧化物应变相关。
2025-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
