Spin-polarized two-dimensional electron/hole gas at the interface of non-magnetic semiconducting half-Heusler compounds: Modified Slater-Pauling rule for half-metallicity at the interface
每晶胞具有18个价电子的半赫斯勒化合物是众所周知的非磁性半导体。采用第一性原理电子能带结构计算方法，研究了FeVSb、CoTiSb、CoVSn和NiTiSn化合物的半Heusler异质结的界面性质.我们的研究结果表明，这些异质结界面变得不仅金属，而且磁性。自旋极化的出现伴随着界面处二维电子气（2DEG）或空穴气（2DHG）的形成。本文在Stoner模型的基础上定性地讨论了界面自旋极化的起源。对于磁性界面的情况下，半金属性也存在，我们提出了一个修改后的斯莱特-鲍林规则类似的散装半金属半Heusler化合物。此外，我们还计算了磁性界面的交换参数、居里温度和磁各向异性能。我们的研究，结合最近的实验证据的存在下，2DEG在CoTiSb/NiTiSn异质结可能会激励未来的努力和研究，对实验实现的设备使用建议的异质结。
2023-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the two-dimensional electron gas at the LaAlO3/SrTiO3(001) interface by metallic contacts
第一性原理计算表明，在LaAlO 3/SrTiO 3（001）上添加金属覆盖层可消除极性LaAlO 3薄膜内的电场，从而抑制未覆盖薄膜中观察到的厚度依赖的绝缘体-金属转变。与LaAlO 3厚度无关，表面和界面都是金属性的，在金属化过渡之后，相对于LaAlO 3/SrTiO 3（001）具有增强的界面载流子密度。此外，单层厚的金属Ti接触表现出有限的磁矩和薄SrTiO 3-衬底诱导自旋极化的2D电子气在n-型界面由于限制效应。给出了M/LaAlO_3/SrTiO_3（001）的能带排列图和M=Ti、Al和Pt的肖特基势垒。
2011-06-21 cond-mat.mtrl-sci
Towards half-metallic interfaces: the Co$_2$CrAl/InP contacts
尽管人们对可用于自旋电子应用的半金属赫斯勒合金的兴趣已经大大增加，但它们与半导体的界面显示出非常低的自旋极化。我确定的机制，可以保持高自旋极化的界面（超过80%的费米能级的电子是多数自旋），虽然失去了半金属性。在CrAl封端的Co $_2$ CrAl（001）间隔物和InP（001）半导体之间的界面处的Cr矩的大的增强削弱了导致这种高自旋极化的界面态的效应。另一方面，由Co层和In或P层组成的Co $_2$ CrAl/InP界面显示出Co自旋矩的严重降低，但子界面层中的Cr是块状的，并且由此产生的自旋极化类似于CrAl基界面。
2004-08-17 cond-mat.mtrl-sci
Electron gas at the interface between two antiferromagnetic insulating manganites
我们从理论上研究了两种反铁磁和绝缘锰氧化物：La_（0.5）Ca_（0.5）MnO_3，一种强关联绝缘体，和CaMnO_3，一种带绝缘体之间界面的磁性和电学性质。我们发现，铁磁和金属的电子气形成在两个层之间的界面。我们通过计算面内电导证实了界面的金属特性。讨论了通过选择性掺杂提高电子气密度的可能性。
2008-04-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interface-controlled creep in metallic glass composites
在这项工作中，我们提出了分子动力学模拟的$\rm Cu_{64}Zr_{36}$金属玻璃复合材料的蠕变行为。令人惊讶的是，所有复合材料都表现出比均匀玻璃高得多的蠕变速率。玻璃-晶体界面可以被视为弱界面相，其中剪切转变区的活化势垒低于周围玻璃中的活化势垒。我们观察到，复合材料的蠕变行为不仅取决于界面面积，但也对界面相对于加载轴的取向。我们提出了一个解释，在不同的平均施密特因子的接口，与非晶界面区域作为优先滑移网站。
2018-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Role of defects on the electronic and magnetic properties of CrAs/InAs and CrAs/CdSe half-metallic interfaces
我们提出了一个扩展的研究单一杂质原子之间的界面半金属铁磁锌-CrAs化合物和锌-CrAs二元InAs和CdSe半导体的形式非常薄的多层膜。与[I. Galanakis和S.G.普利亚斯321（2009）1084]界面处的缺陷通常不改变完美体系的半金属特性。唯一的例外是Cr或In（Cd）位点处的空隙杂质，由于相对于块状CrAs的界面的较低维度，其导致最近相邻As（Se）原子的$p$带向较高能量的移位，从而导致半金属性的损失。但空洞杂质是肖特基型的，应该表现出高的形成能，因此我们希望在薄多层膜的情况下，界面表现出强大的半金属特性。
2009-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Metallic and insulating interfaces of amorphous SrTiO3-based oxide heterostructures
复杂氧化物异质结构界面处的电导限制为探索纳米电子和纳米离子器件提供了新的机会。在这里，我们表明，金属界面可以实现在SrTiO 3基异质结构与各种绝缘覆盖层的非晶LaAlO 3，SrTiO 3和氧化钇稳定的氧化锆薄膜。另一方面，样品的非晶La 7/8 Sr 1/8 MnO 3薄膜上的SrTiO 3基板保持绝缘。界面电导率的结果从附近的界面形成的氧空位，这表明在SrTiO 3基板的表面上的氧化还原反应起着重要的作用。
2012-12-31 cond-mat.mtrl-sci
An Environment-dependent Semi-Empirical Tight Binding Model Suitable for Electron Transport in Bulk Metals, Metal Alloys, Metallic Interfaces and Metallic Nanostructures I - Model and Validation
半经验紧束缚（Semi-Empirical Tight Binding，TB）是一种可扩展的精确的原子表示，用于可能包含数百万个原子的实际扩展的纳米尺度半导体器件的电子输运。在本文中，环境感知和可转移TB模型适用于电子结构和输运模拟技术相关的金属，金属合金，金属纳米结构和金属界面系统的描述。本文的第一部分描述了新的TB模型的开发和验证。新模型采用了原子内对角和非对角元素，以实现隐含的自一致性和更大的跨键合环境的可转移性。应变的现场能量的依赖性已通过呼吁矩定理，连接系统中的封闭电子路径的角动量分解的局部态密度从头计算获得的能量矩。该模型与具有应变和不具有应变的体FCC金属、金属合金、金属界面和金属纳米结构的自洽DFT电子结构结果具有高精度，并且可以用于预测金属系统中实际扩展长度尺度的电子结构和输运问题
2013-11-24 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Phase Separation in Manganite/Insulator Interfaces
本文利用一个真实的微观模型，研究了半金属锰氧化物与绝缘体界面的电磁性质。我们发现，在界面处的载流子的缺乏削弱了双交换机制，削弱了锰离子之间的铁磁耦合。在这种情况下，界面附近的Mn自旋的铁磁顺序对反铁磁CE相关性是不稳定的，并且在界面处可以发生铁磁/金属和反铁磁/绝缘体相之间的分离。我们得到，在界面处的未掺杂的锰氧化物的额外层的插入引入额外的载流子，加强双交换机制和抑制反铁磁不稳定性。
2006-11-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Direct Observation of an Interface Dipole between Two Metallic Oxides Caused by Localized Oxygen Vacancies
氧空位越来越多地被认为在过渡金属氧化物界面处观察到的现象中发挥作用。在这里，我们报告的SrRuO 3/La0.7Sr0.3MnO3（SRO/LSMO）接口的研究，使用定量像差校正的扫描透射电子显微镜，电子能量损失谱，和密度泛函计算的组合。在界面处观察到阳离子位移，指示偶极状电场，即使两种材料名义上是金属的。如果O空位存在于近界面LSMO层中，则理论再现了所观察到的位移。结果表明，原子尺度的结构映射可以作为一个定量指标的O空位在界面处的存在。
2011-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Evidence for Superconducting Phase Coherence in the Metallic/Insulating Regime of the LaAlO3-SrTiO3 Interface Electron System
LaAlO 3-SrTiO 3界面处存在具有极低载流子密度（约为10^13 cm^-2）的超导相。如果借助于栅极场耗尽载流子，则该超导相经历到金属/绝缘状态的转变，该金属/绝缘状态的特征仍然在于状态谱密度中的间隙。测量和分析这个差距的临界场，我们提供的证据表明，宏观相位相干库珀对存在于金属/绝缘状态。这是由波动的涡旋-反涡旋对，而不是由单独的、不动的库珀对来表征的。此外，测量产生的二维系统的超导相干长度的载流子密度依赖。
2015-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Size dependent electric voltage-controlled magnetic anisotropy in multiferroic heterostructures: Interface-charge and strain co-mediated magnetoelectric coupling
提出了一种唯象方法来研究铁磁/铁电异质结构中电压控制的磁各向异性。FM层是金属Fe（001）、Ni（001）、Co（0001）或半金属（La，Sr）MnO 3膜。两种磁电机制，即，界面电荷和应变介导的耦合。我们表明，界面电荷介导的耦合是主要的机制时，FM膜厚度低于一定的过渡厚度dtr的磁电耦合，而应变介导的耦合占主导地位的dtr以上。
2010-12-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Orientation-Dependent Transparency of Metallic Interfaces
随着器件尺寸的减小，界面开始主导电传输，这使得能够可靠地描述它们如何传输和反射电子变得至关重要。对于一些几乎完美的晶格匹配的材料，我们从第一性原理计算的晶体取向上的界面透明度的依赖。非常值得注意的是，最大的各向异性预测的原型自由电子材料银和铝之间的界面，（111）和（001）界面之间的差异，发现一个巨大的因素。
2006-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Growth-Temperature Dependence of Conductivity at the LaCrO$_3$/SrTiO$_3$ (001) Interface
研究了生长条件对极性/非极性LaCrO $_3$ /SrTiO $_3$（LCO/STO）界面结构和电子性质的影响。界面是绝缘的或金属的，这取决于生长条件。对于金属界面，报道了2 × 10 $^{16}$ cm $^{-2}$的高片状载流子浓度和30，000 cm $^2$ /V s的迁移率，这类似于具有类似生长条件的LaAlO $_{3}$ /SrTiO $_{3}$界面处的准二维气体。金属和绝缘LCO/STO界面的原子尺度结构的高分辨率同步辐射X射线为基础的结构测定显示化学混合和界面晶格膨胀。2和4 μ C金属LCO/STO的角分辨光电子能谱显示在费米能级附近没有强度，这表明导电区域在衬底中发生得足够深，光电子能谱无法到达。在流动的氧气中的生长后退火导致金属界面的片状载流子浓度和迁移率的降低，而在高温和低氧分压下退火绝缘界面导致金属性。这些结果突出了与氧空位有关的缺陷在LCO/STO异质界面处对移动载流子的产生的关键作用。
2018-07-27 cond-mat.mtrl-sci
Metallic Interface Emerging at Magnetic Domain Wall of Antiferromagnetic Insulator---Fate of Extinct Weyl Electrons
与普通半导体不同，拓扑绝缘体伴随着由狄拉克型费米子描述的受保护的金属表面。在这里，我们从理论上表明，另一个新兴的二维金属嵌入在大块绝缘体实现在磁畴壁。畴壁长期以来一直被研究作为老式和前沿自旋电子学的成分。畴壁在这里，作为一个看似微不足道的反铁磁绝缘体的接口，紧急实现了一个功能接口，由零模式与强大的二维费米表面，其中烧绿石铱氧化物提出主机凝聚态实现外尔费米子提供这样的例子在低温下保存。钉扎在畴壁的inap态的存在，理论上类似于聚乙炔中的自旋/电荷孤子，并作为隐藏的一维弱Chern绝缘体的边缘被保护，其特征在于零维A类拓扑不变量，解决了在R2 Ir 2 O 7中观察到的实验难题。畴壁实现了电子的量子限制，并提供了一个净均匀磁化，这使得磁控制电子界面输运超越半导体范式。
2014-03-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
Metallic behavior at YBaCuO7/ZAs interfaces (Z=Ga, Al)
我们提出的电子能带结构的接口$YBa_2Cu_3O_7/GaAs$（直接间隙）和$YBa_2Cu_3O_7/AlAs$（间接间隙）在不同的配置使用密度泛函理论计算的Wien2k代码内的局域密度近似。我们已经在形成界面的原子层上投影了态密度。我们专注于半导体方面。在界面的半导体侧中的两个第一原子层呈现明显的金属行为。我们发现，对于这两种半导体认为，它收敛到体原子层投影态密度在第五原子层从界面。在这项工作中，我们考虑了（001）方向上的理想非重构界面。这种行为很有趣，可以用于多种技术应用。
2012-08-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
An Environment-dependent Semi-Empirical Tight Binding Model Suitable for Electron Transport in Bulk Metals, Metal Alloys, Metallic Interfaces and Metallic Nanostructures II - Effect of Confinement and Homogeneous Strain on Cu Conductance
在第一部分中开发的半经验TB模型适用于当前相关的金属运输问题的第二部分。系统地研究了量子限制、输运取向和均匀应变对铜电子输运性质的影响。结果发现，从体到纳米线边界条件的量子限制导致Cu沿不同输运方向的电导显著各向异性。压缩均匀应变被发现，以降低电阻率，通过增加导电模式的密度在铜。铜纳米线中的[110]输运取向被发现是最有利于减轻电导率退化，因为它显示出最小的电导减少与限制和最有利的响应压缩应变。
2013-11-24 cond-mat.mtrl-sci
Depth-resolved resonant inelastic x-ray scattering at a superconductor/half-metallic ferromagnet interface through standing-wave excitation
我们证明，结合驻波（SW）激发与共振非弹性X射线散射（RIXS）可以导致深度分辨率和界面灵敏度研究相关的氧化物异质结构中的轨道和磁激发。SW-RIXS已应用于超导体La $_{1.85}$ Sr $_{0.15}$ CuO $_{4}$（LSCO）和半金属铁磁体La $_{0.67}$ Sr $_{0.33}$ MnO $_{3}$（LSMO）组成的多层异质结构。在这些LSCO/LSMO多层膜中发现了容易观察到的SW对RIXS激发的影响。此外，我们观察到不同的深度分布的RIXS激发。磁激发被发现来自LSCO/LSMO界面，也有一个建议，其中一个dd激发来自接口。相关氧化物和其他多层异质结构的SW-RIXS测量应提供关于其轨道和磁激发的独特层分辨见解，以及RIXS理论专门处理界面效应的挑战。
2018-12-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Exact Electrostatic Theory of Fermi-Energy Response at Metallic Interfaces
Physicochimie des Électrolytes et Nanosystèmes Interfaciaux, Sorbonne Université, CNRS（电解质与界面纳米系统物理化学，索邦大学，法国国家科学研究中心）
该研究通过有限电场计算Fukui函数，建立了金属界面处静电屏蔽与费米能变化的精确局部理论，实现了亚毫电子伏特精度的费米能位移计算。
2026-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Theory of spin loss at metallic interfaces
界面自旋翻转散射在磁电子器件中起着重要的作用。金属界面处的自旋损耗通常通过将多层膜的磁阻数据与Valet-Fert模型相匹配来量化，同时将每个界面视为厚度为$δ$乘以自旋扩散长度的虚构体层。利用适当推广的电路理论和散射矩阵方法，我们导出了参数$δ$与单个界面处自旋翻转透射和反射几率的关系。发现$δ$与自旋翻转散射概率的平方根成正比。基于第一性原理电子结构，采用Landauer-Büttiker方法计算了Cu/Pd界面的自旋翻转透射几率，得到了与实验符合较好的$δ$.
2016-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic reconstruction at SrMnO3-LaMnO3 superlattice interfaces
我们使用共振软X射线散射研究电子之间的莫特绝缘体LaMnO 3和“带”绝缘体SrMnO 3的界面重建。这两种绝缘体的超晶格先前被证明具有铁磁性和金属倾向[Koida等人，B 66，144418（2002）]。通过研究一个明智选择的超晶格反射，我们表明，界面态密度在费米能级处表现出明显的峰值，类似于Okamoto等人[Phys. Rev. B 70，241104（R）（2004）]的预测。该峰的强度与电导率和磁化强度相关，表明它是金属行为的驱动因素。我们的研究表明，使用RSXS探测异质结构界面的电子性质的一般策略。
2007-06-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metallic interfaces in a CaTiO$_3$/LaTiO$_3$ heterostructure
几乎所有的氧化物二维电子气都是在SrTiO $_3$基异质结构中形成的，而对非SrTiO $_3$系统的研究则极为罕见。在这里，我们报告的实现二维电子气的CaTiO $_3$为基础的异质结构，CaTiO $_3$ /LaTiO $_3$，外延生长一层接一层的NdGaO $_3$（110）衬底上通过脉冲激光沉积。高质量的晶体和电子结构的特点是通过原位反射高能电子衍射，X射线衍射和X射线光电子能谱。电输运的测量验证了在CaTiO $_3$ /LaTiO $_3$超晶格中二维电子气的形成。结果表明，CaTiO $_3$ /LaTiO $_3$的室温载流子迁移率比CaTiO $_3$ /YTiO $_3$高近3倍，表明TiO $_6$八面体倾斜和旋转对二维电子气载流子迁移率的影响.由于掺杂的CaTiO $_3$是一种A位极性金属，我们的研究结果提供了一个新的路线，设计新颖的A位二维极性金属。
2018-11-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Macroscopic description of the two-dimensional LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interface
我们提出了一个简单的分析模型来解释可能出现的二维（2D）LaAlO $_3$/SrTiO $_3$界面的金属导电性。我们的模型认为，在一个宏观的方法，这是通常的半导体异质结和漂移扩散方程的基础上的接口。这些方程的解决方案允许获得作为距离接口的函数的带边缘的位置。我们表明，二维金属导电性出现在界面处，构成物质应该具有相同类型（电子或空穴）的导电性;在相反的情况下，可能过渡到金属相具有三维字符。我们的模型计算结果与现有的实验数据是一致的。
2015-10-26 cond-mat.mtrl-sci
Origin of Metallic States at Heterointerface between Band Insulators LaAlO$_3$ and SrTiO$_3$
用$in situ$光电子能谱研究了带绝缘体LaAlO $_3$和SrTiO $_3$异质界面的电子结构。我们的实验结果清楚地揭示了由于金属LaAlO $_3$ /$_2$界面处的能带弯曲，在SrTiO $_3$侧形成了缺口结构。然而，在绝缘的LaAlO $_3$ /SrO-SrTiO $_3$界面处不存在该结构。结果表明，金属态不是由界面电荷转移引起的，而是由载流子积累引起的。
2008-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic spin-orbit torque arising from Berry curvature in metallic-magnet/Cu-oxide interface
本文报道了在金属磁体/CuO $_x$异质结中观察到的由Berry曲率引起的类内禀阻尼自旋轨道矩（SOT）。我们发现，一个强大的阻尼类SOT，一个数量级大于类场SOT，产生的异质结构中，尽管没有在CuO $_x$层的体自旋轨道效应。此外，通过调节界面氧化水平，我们证明了类场SOT的急剧变化，甚至切换其符号，这源于氧调制的自旋相关无序。这些结果提供了一个重要的信息，从根本上理解的SOTs的物理。
2018-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microscopic study of electrical transport through individual molecules with metallic contacts: II. Effect of the interface structure
我们研究了由于金属-分子界面的不同结构方面对分子输运的影响。所选择的示例性系统是通过将苯基二硫代硫酸酯分子（PDT）夹在两个金电极之间形成的原型分子器件，所述两个金电极具有不同的金属-分子距离、金属表面处的原子结构、分子吸附几何形状和附加的氢末端原子。我们发现电导对金属-分子界面结构的依赖性是由修饰的金属-分子耦合和相应的修饰的分子结能级排列之间的竞争决定的。详细的微观计算的结果都可以定性地理解从平衡能级阵容和知识的电压降在有限的偏置电压的分子结。
2003-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic ferromagnets for magnetic tunnel junctions
使用理论参数，我们表明，为了利用半金属铁磁体在隧道磁阻（TMR）结，它是至关重要的，以消除界面状态在费米能级内的半金属间隙;相反，没有这样的问题出现在巨磁阻元件。此外，基于对电子结构的先验理解，我们提出了一种反铁磁耦合的TMR元件，其中消除了界面态，作为从第一性原理设计材料的范例。我们的结论是支持从头计算。
2005-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Bias-dependent local structure of water molecule at a metallic interface
了解水在金属电极界面上的局部结构是水基电化学中的一个关键问题。然而，这种设置的真实模拟是具有挑战性的，特别是当电极保持在不同的电位时。为了正确计算施加到真正的半无限表面的外部偏置电位的影响，我们结合密度泛函理论（DFT）和非平衡格林函数（NEGF）方法。该框架允许力和动力学的非平衡计算，并且直接与电极的化学势相关，这是实验引入的化学势。在这项工作中，我们应用这种方法来研究一个水分子在金表面的界面上的电子性质和原子力。我们发现，水分子倾向于调整其偶极矩与电场，它是排斥或吸引的金属取决于所施加的偏压的符号和大小，在一个不对称的方式。
2017-10-10 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Femtosecond control of electric currents at the interfaces of metallic ferromagnetic heterostructures
在电子设备的操作中不仅利用电子的电荷而且利用电子的自旋的想法导致了自旋电子学的发展，引起了信息存储和处理方式的革命。一个新的进展将是利用飞秒激光脉冲发展超快自旋电子学。采用太赫兹（10 $^{12}$ Hz）发射光谱，我们证明了在飞秒时间尺度的金属铁磁异质结构的界面处的自旋极化电流的光产生。光电流的方向由圆偏振光的螺旋度控制。这些结果为在前所未有的太赫兹领域实现自旋电子学开辟了新的机会，并为磁的全光控制提供了新的见解。
2015-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pattern formation during deformation of metallic nanolaminates
采用非平衡态分子动力学模拟研究了由Cu和Au交替层组成的金属复合材料的剪切变形。我们的模拟揭示了“漩涡”或“漩涡”的形成，如果双材料界面是原子粗糙的，如果没有一个{111}平面，以适应在fcc材料滑移是完全平行于这个接口。我们跟踪这些图案的形成回到晶粒旋转，诱导阻碍位错穿过双材料界面。不稳定性伴随着材料的剪切软化。这些计算揭示了新的光斑图形成在塑性流动，材料的机械混合和摩擦加载系统中的摩擦突变层的共同形成的最新观察。
2019-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Effect of surfaces and interfaces on the electronic, magnetic and gap-related properties of the half-metal Co$_2$MnSn
我们提出了最先进的电子结构计算的Co $_2$ MnSn全Heusler合金。我们表明，在其散装形式，它是一个半金属铁磁体的费米能级位于少数自旋态密度的一个微小的差距。此外，该合金显示出Slater Pauling行为，其总自旋磁矩在5 $μ_B$的晶胞中。在（001）表面的情况下，表面处的断裂键形成精确地钉扎在费米能级处的少数带，破坏半金属性。我们的计算表明，无论是与非磁性金属V和半导体InAs的界面是没有更多的半金属，由于在界面处的半金属原子的不同环境。这些界面态虽然仅局限于前几个界面层，但当耦合到缺陷态时可以变成导电的，并且杀死从半金属注入到半导体或非磁性金属间隔物中的电流的自旋极化。
2007-07-06 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio determined electronic and magnetic properties of half-metallic NiCrSi and NiMnSi Heusler alloys; the role of interfaces and defects
利用最先进的第一性原理计算，我们研究了铁磁Heusler化合物NiYSi（Y代表V，Cr或Mn）的性质。与NiVSi相反，NiCrSi和NiMnSi在其平衡晶格常数下是半金属的，表现出总自旋磁矩的整数值，因此我们集中在这两种合金上。少数自旋带隙具有与公知的NiMnSb合金相同的特性，约为$\sim$ 1 eV。四方化后，即使面外晶格参数膨胀或收缩5%，能隙也存在于态密度中。Cr-Cr和Mn-Mn相互作用使NiMnSi的铁磁性非常稳定，居里温度超过1000 K。与GaP、ZnS和Si半导体的表面和界面不是半金属的，但在NiCrSi的情况下，Ni基接触在费米能级处呈现超过90%的自旋极化。最后，我们表明，有两种情况下的缺陷和原子交换。第一个涉及的Cr（Mn）和Si原子诱导状态的间隙的边缘，持续为一个中等浓度的缺陷。涉及Ni原子的缺陷诱导完全破坏半金属性的间隙内的本地化状态。基于单杂质计算，我们将这些状态与晶体的对称性联系起来。
2008-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Effects of surface chemical modifications on the adhesion of metallic interfaces. An high-throughput analysis
本研究采用高通量方法系统分析了不同浓度非金属元素对均质金属界面吸附能和粘附能的影响，发现几乎所有非金属元素（除碳和硼外）均会降低界面粘附能，为工程界面设计提供了数据支撑。
2023-06-28 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Interface-induced collective phase transition in VO2-based bilayers studied by layer selective spectroscopy
本研究利用层选择光谱技术探究VO₂基双层膜的界面相变，发现界面可诱导单斜绝缘相VO₂转变为金红石金属相，该集体相变由界面能与体相自由能的平衡驱动，且温度诱导相变伴随面内相分离。
2025-09-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Correlating the Electronic Structures of Metallic/Semiconductor MoTe2 Interface to its Atomic Structures
接触界面特性在决定基于原子级薄的二维（2D）材料的器件的性能方面是重要的，特别是那些具有短沟道的器件。因此，了解接触界面对于设计更好的器件非常重要。在此，我们使用扫描透射电子显微镜，电子能量损失谱，和第一性原理计算，以揭示电子结构内的金属（1 T '）-半导体（2 H）MoTe 2共面相界在一个宽的光谱范围内，并关联其性质和原子结构。我们发现2 H-MoTe_2激子峰在约150 nm的范围内穿过相边界进入1 T '相。1 T '-MoTe 2晶场可以穿透晶界并延伸到2 H相中约两个晶胞。等离子体振荡表现出强的角度依赖性，即，在具有大倾斜角的1 T ′/2 H-MoTe 2边界处，在4 nm内发生红移（约0.3eV-1.2eV），但在零倾斜边界处没有位移。这些原子尺度的测量揭示了1 T '/2 H-MoTe 2界面的结构-性质关系，为相界面工程和基于二维材料的器件开发提供了有用的信息。
2019-11-22 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical Analysis of a Two-Dimensional Metallic/Semiconducting Transition-Metal Dichalcogenide NbS2//WSe2 Hybrid Interface
我们报告了一个单层厚的横向异质结构（LH）加入两个不同的过渡金属二硫属化物（TMDC）：NbS 2和WSe 2的第一原理理论研究。NbS 2//WSe 2 LH可以被认为是导电（NbS 2）/半导体（WSe 2）二维（2D）混合异质结的原型示例。我们首先生成和验证现实的NbS 2//WSe 2 LH的原子模型，推导出它们的能带结构，并将其进行碎片分解和静电势分析，以提取一个简单但定量的模型，这个界面系统。还研究了化学计量波动模型，发现不会改变定性情况。然后我们进行电子输运模拟，通过能带排列分析来分析它们。我们的结论是，NbS 2//WSe 2 LH出现作为一个强大的无缝面内2D模块化结的光电器件超越目前的小型化技术的潜在用途。
2020-06-17 cond-mat.mtrl-sci
Reversible modulation of orbital occupations via an interface-induced state in metallic manganites
过渡金属阳离子轨道简并性的破坏和由此产生的这些轨道的不平等电子占据提供了一个强有力的杠杆在金属氧化物中的电子密度和自旋有序。在这里，我们使用从头计算表明，可逆地调制Mn原子上的轨道人口可以实现在铁电/锰氧化物界面上的纳米铁电极化的存在。轨道占据的变化可以高达10%，大大超过块状锰氧化物。这种可逆的轨道分裂在很大程度上是由铁电极性位移的传播到界面区域，在本体中不存在的结构图案和独特的接口控制。我们使用外延薄膜生长和扫描透射电子显微镜来验证这一关键的界面极性畸变，并讨论通过纳米铁电体的轨道极化的可逆控制的潜力。
2014-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Interface-dominated plasticity and kink bands in metallic nanolaminates
本研究利用有限变形细观场位错力学框架模拟Cu-Nb纳米金属层状材料，揭示了层状平行压缩下扭折带的形成机制，并通过界面连续性条件实现塑性流动的跨层沟通。
2023-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale capillary freezing of ionic liquids confined between metallic interfaces and the role of electronic screening
室温离子液体（RTIL）作为一类新型的储能材料\cite{Armand2009, Uesugi2013}和主动润滑材料\cite{Palacio2010, Dold2015, Smith2013a}受到了广泛的关注。它们的独特性质来自于强静电相互作用与适当设计的分子结构的竞争，以避免在室温下结晶。然而，它们是不寻常的液体，从根本上挑战了电解质的经典框架。特别地，它们在带电界面处的行为仍然难以捉摸，具有与它们的电化学活性\cite{Kornyshev2014,Merlet2012,Perkin2013,Atkin2009,Rotenberg2015,Endres2012,Bovio2009a,Bovio2009,Yokota2010}相关的非常丰富和奇异的响应。在这项工作中，我们使用石英音叉基于原子力显微镜的纳米流变测量，探讨在纳米约束的RTIL的性质。我们揭示了一个戏剧性的变化RTIL对一个类似固体的相低于阈值厚度，指向毛细管冻结限制。这个阈值厚度被发现是密切相关的金属性质的限制材料，更多的金属表面促进毛细冻结。这种行为的解释理论上的冻结转变的移位，考虑到RTIL润湿的限制表面的电子屏蔽的影响，所描述的简单的Tumas-Fermi方法。我们的研究结果提供了新的观点，其静态和动态内纳米多孔金属结构的限制RTIL的性质具有重要意义。这也表明了通过改变基质的性质以及图案化来调整具有相变R…
2016-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Quantization of Hall Resistance at the Metallic Interface between an Oxide Insulator and SrTiO$_{3}$
在氧化物绝缘体和SrTiO 3之间的界面处形成的二维金属为氧化物电子学提供了新的机会。然而，量子霍尔效应，其中一个最迷人的效果，电子限制在两个维度，仍然在这些复杂的氧化物异质界面探索不足。在这里，我们报告的调制掺杂的非晶LaAlO $_{3}$ /SrTiO $_{3}$异质结构的基础上，SrTiO 3异质界面中的量子化霍尔电阻的实验观察，它具有高电子迁移率超过10000厘米$^{2}$ /Vs和低载流子密度的顺序为~10 $^{12}$ cm $^{-2}$。随着明确的Shubnikov-de Haas振荡，量子化霍尔电阻的间距表明，界面是由一个量子阱与10个平行的导电二维子带。这为导电氧化物界面的电子结构提供了新的见解，并代表了设计和理解先进氧化物器件的重要一步。
2016-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ground state properties of ferromagnetic metal/conjugated polymer interfaces
我们从理论上研究了铁磁金属/共轭聚合物界面的基态性质。这项工作的部分动机是最近的实验中，自旋极化电子注入铁磁接触到薄膜的共轭聚合物的报道。我们用一维非简并的Su-Schrieffer-Heeger（SSH）哈密顿量来描述共轭聚合物，用一维紧束缚模型来描述铁磁金属。我们认为既有一个传统的铁磁金属，其中有没有明确的结构自由度的模型，和半金属铁磁巨磁阻（CMR）氧化物，它具有明确的结构自由度的模型。调节磁性金属接触的费米能以控制电子转移到聚合物中的程度。我们研究了从铁磁金属到有机聚合物的电子电荷和自旋转移，以及界面附近的结构弛豫。对于非简并SSH模型哈密顿量，双极化子是体相聚合物中能量最低的电荷态。结果，电子（或空穴）转移到聚合物的本体中形成无自旋的双极化子。然而，在界面附近的聚合物中可以存在自旋密度。
2002-09-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Two Problems in Spin-Dependent Transport in Metallic Magnetic Multilayers
在垂直于层几何结构的平面的电流中的磁性多层膜的输运性质由层的本体中的扩散散射以及跨界面的扩散散射和弹道散射来定义。由于金属中的屏蔽长度较短，当在每层中求解宏观输运方程（玻尔兹曼方程或扩散方程）时，多层的逐层处理是可能的，同时通过边界条件考虑界面散射的细节。嵌入的弹道和扩散界面散射的扩散散射在大部分的层的框架是统一的想法背后的问题，在这项工作中解决的问题：在多层结构中找到的界面电阻的问题和电流感应磁化切换的问题。
2004-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Pumping and Inverse Spin Hall Effect in Platinum: The Essential Role of Spin-Memory Loss at Metallic Interfaces
通过Co中的铁磁共振、自旋抽运和逆自旋霍尔效应的组合实验，|Pt双层和Co |Cu| Pt三层，我们证明了一致的值的自旋扩散长度$\ell_{\rm sf}^{\rm Pt}=3.4\pm0.4$ nm和自旋霍尔角$θ_{\rm SHE}^{\rm Pt}=0.051\pm0.004$的Pt。我们的数据和模型强调的部分退极化的自旋电流在每个接口由于自旋记忆损失。我们的模型调和先前公布的自旋霍尔角值，并解释了不同的标度长度的铁磁阻尼和自旋霍尔效应感应电压。
2014-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Redox reaction enhanced Schottky contact at a \LNO{}(001)/Al interface
氧化物和金属之间的界面处出现的现象可能是由于电荷转移和质量传输改变了本体性质。通过用铝涂覆金属氧化物LaNiO $_3$，我们制造了表现出类似二极管行为的结。在平衡时，界面是绝缘的。金属行为可以通过仅在一个极性中跨结施加电压降来恢复。研究了其在正、反向偏压下的电学特性。所观察到的电阻效应上升到$10^5$ \%，可以解释为（i）在界面处发生的自发氧化还原反应和（ii）在直接偏压下由电荷注入引起的反转。
2018-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Fabricating Superconducting Interfaces between Artificially-Grown LaAlO$_3$ and SrTiO$_3$ Thin Films
在人工生长的LaAlO $_3$和SrTiO $_3$薄膜之间的界面处实现完全金属化的二维电子气一直是一个令人兴奋的挑战。在这里，我们提出了第一次成功地实现超导二维电子气之间的界面人工生长的LaAlO $_3$和SrTiO $_3$薄膜。我们的研究结果突出了两个因素的重要性-生长温度和SrTiO $_3$终止。我们使用局部摩擦力显微镜和运输测量，以确定在正常的生长条件下，没有一个强大的金属状态在低温下在人工生长的LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面是由于纳米级SrO偏析发生在SrTiO $_3$膜表面的生长过程中和相关的缺陷在SrTiO $_3$膜。通过采用极高的SrTiO $_3$生长温度，我们展示了一种在LaAlO $_3$层和人工生长的SrTiO $_3$薄膜之间的界面上实现金属性（低至最低温度）和超导2DEG的方法。本研究为在其它衬底上实现功能性LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$超晶格和/或人工LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面铺平了道路。
2015-06-12 cond-mat.mtrl-sci
A diffuse-interface model for predicting the evolution of metallic negative electrodes and interfacial voids in solid-state batteries with homogeneous and polycrystalline solid electrolyte separators
本文提出一种新型扩散界面电化学模型，可同时模拟固态电池中金属负极与界面空洞的演化，并首次在钠负极电池上验证了其在均质和多晶固态电解质条件下的有效性，揭示了晶界电导率与电流密度对空洞生长及合并的影响。
2024-12-22 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
A self-similar morphology detected in a composite produced by densification of co-crumpled metallic thin foils
采用闭式压模技术，将共皱铝、钽薄箔致密化，制备了一种新型复合材料。光学显微镜观察表明，其显微结构高度连锁。的形态进行了定量分析，在以下三个参数：每单位体积的箔界面的面积，界面曲折度，和箔表面的局部取向的特性。基于这些参数，共皱材料的研究已与传统的层合板进行了比较。揭示了其自相似结构的分形性质。
2022-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Large capacitance enhancement and negative compressibility of two-dimensional electronic systems at LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interfaces
在氧化物界面处形成的新型电子系统包括具有广泛潜在应用的一类新材料。在LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面处形成高迁移率电子系统，并且引人注目地，既超导又显示滞后磁电阻的迹象。器件应用的一个重要步骤是建立通过门改变电子系统的电子电导率的能力。我们在导电界面上制作了金属顶栅，以改变界面处的电子密度。通过监测电容和电场穿透，我们能够调整载流子密度，并确定我们可以用小电压完全耗尽金属界面。此外，在低载流子密度下，电容显著增强超过结构的几何电容。在同一低密度区，金属界面屏蔽了外电场。我们把这些观测结果归因于电子系统在界面处的负可压缩性。以前在半导体二维电子系统中也观察到类似的现象。观察到的可压缩性的结果是一致的界面包含一个系统的移动电子在两个维度。
2010-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Experimental evidence of spin-orbit torque from metallic interfaces
自旋电流可以通过自旋-轨道力矩改变铁磁薄膜的磁性状态。它们可以通过体相或界面现象的自旋-轨道相互作用产生。电输运测量揭示了6倍的自旋轨道扭矩的增加，伴随着自旋霍尔磁阻的急剧减少后，在Pt/Cu/Co/Pt结构中引入一个铜夹层与垂直磁各向异性。我们分析了自旋霍尔磁电阻的依赖性与厚度的中间层的框架中的漂移扩散模型，该模型提供了预期的自旋电流和自旋积累在系统中的信息。结果表明，这两种效应的主要原因是界面处的自旋记忆损失。当引入中间层时，自旋轨道力矩的增强打开了基于廉价且丰富的材料（例如铜）设计更有效的自旋电子器件的可能性。
2020-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Calculating the spin memory loss at Cu$|$metal interfaces from first principles
金属多层膜中界面的作用不仅是改变入射电子的动量，其对称性降低还导致自旋轨道耦合效应的增强，特别是传导电子自旋的翻转。这导致通过金属界面的自旋电流的显著减小，该金属界面由称为自旋记忆损耗（SML）参数的无量纲参数$δ$定量地表征，该参数是体金属的自旋翻转扩散长度的界面对应物。在本文中，我们使用第一性原理散射计算，包括温度诱导的晶格和自旋无序系统地研究了三个参数，支配自旋输运通过金属界面的Cu与Pt，Pd，Py（坡莫合金）和Co：界面电阻，自旋极化和SML。发现Cu $|$ Pt界面的$δ$值与我们最近报道的Au $|$ Pt界面的值相当[Gupta { \it et al.}，物理修订版信函124，087702（2020）]。对于Cu $|$ Py和Cu $|$ Co界面，$δ$随着温度的升高而单调减小，在室温下变得可以忽略不计。计算结果与文献中现有的实验值吻合较好。在Pt和Py或Co层之间插入Cu层略微增加了这些“化合物”界面处的总自旋电流耗散。
2022-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Comparative study of the electronic structures of the In and Sn/In2O3 (111) interfaces
用角分辨光电子能谱研究了透明半导体In_2 O_3表面沉积金属铟和锡后的电子结构。通过在In_2 O_3（111）单晶上沉积金属铟，我们探测到有效质量为（0.38 ± 0.05）m ~ 0的类自由电子带的形成。在低覆盖率下，金属In使In_2 O_3的费米能级向更高的能量移动，并且在金属/半导体界面处形成新的电子态。这种二维特征的状态（2D电子气）完全负责In 2 O3（111）在表面区域处的导电，并且具有带色散，其不对应于先前在该材料中发现的表面累积层。尽管In和Sn的电子性质相似，但Sn覆盖率观察到更大的向下带，这并不伴随着表面态的出现。
2015-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Phases and Phase Separation in the Hubbard-Holstein Model of a Polar Interface
从平均场解的Hubbard-Holstein模型，我们表明，丰富的各种不同的电子相可以导致在两个极性材料之间的界面，如LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$。根据各种竞争相互作用的强度，即，电子动能、电子-声子相互作用、库仑能和电子屏蔽强度，电子可以（i）被强烈地限制在界面上，形成2D金属相或绝缘相，（ii）更深地扩散到块体中，形成3D相，或（iii）变得局限在单个位点上，形成Jahn-Teller极化子相。在极化相，库仑相互作用可以导致未成对电子，从而导致磁近藤中心。在适当的条件下，电子相分离也可能发生，导致在界面处的金属和绝缘区域的共存。
2010-12-04 cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced metallization and defect suppression at zipper-like interdigitated atomically thin interfaces enabling high-efficiency halide perovskite solar cells
卤化物钙钛矿光吸收剂对于光致发光具有很大的优点，例如有效的太阳能吸收，但是在与电子输运层（ETL）的界面处的电荷积累和复合仍然是实现其全部潜力的主要挑战。在这里，我们报告了实验实现的拉链状交叉的界面之间的铅基卤化物钙钛矿光吸收剂和氧化物ETL的PbO盖帽的ETL表面，产生原子级薄的二维金属层，可以显着提高钙钛矿/ETL电荷提取过程。作为新兴的二维界面金属性的原子起源，第一性原理计算上进行的代表性MAPbI $_3$ /TiO $_2$界面识别的拉伸I-取代Pb键（从而Pb-I-Pb键桥MAPbI $_3$和TiO $_2$）和收缩的取代Pb-O键的同时形成引起的界面应变。直接和间接的实验证据界面金属状态的存在下提供的，和非常规的缺陷钝化性质的应变叉指型钙钛矿/ETL接口被强调。实验证明，PbO盖帽方法通常适用于其他ETL材料，包括ZnO和SrTiO $_3$，并且拉链状的叉指型金属界面导致电荷提取率增加约两倍。最后，在光伏效率方面，我们观察到一个火山型的行为与最高的性能实现在单层水平的PbO盖帽。本文所建立的方法可能被证明是实现高性能钙钛矿太阳能电池的通用界面工程方法。
2020-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The efficient spin injector scheme based on Heusler materials
我们提出了合理的设计方案，旨在提供稳定的高自旋极化的磁阻结的接口，通过满足标准的结构和化学相容性的接口。这可以通过将具有类似结构的半导体和半金属Heusler材料结合来实现。目前的第一原理计算验证，界面保持半金属，如果最近的界面层有效地形成一个稳定的Heusler材料与周围的散装零件之间的中间属性。这就引出了一个选择正确组合的简单规则。
2011-03-30 cond-mat.mtrl-sci
