Electrical Properties of Atomic Layer Deposited Aluminum Oxide on Gallium Nitride
我们报告我们的调查的金属/Al 2 O3/GAN金属-绝缘体-半导体（MIS）电容器的电气性能。通过分析GAN衬底上原子层沉积Al 2 O3薄膜的电容-电压特性，确定了Al 2 O3/GAN界面的导带偏移和界面电荷密度。在Al 2 O3/GAN界面处的导带偏移被计算为2.13 eV，与理论预测一致。一个非零场为0.93 MV/cm的氧化物在平带条件下的GaN，我们归因于一个固定的净正电荷密度的大小为4.60 × 1012 cm-2的Al 2 O3/GAN界面。我们提供的假设来解释这种电荷的起源，通过分析能带线。
2011-09-12 cond-mat.mes-hall
Indium gallium nitride quantum dots: Consequence of random alloy fluctuations for polarization entangled photon emission
我们利用原子多体框架分析了$c$平面InGaN/GAN量子点的偏振纠缠光子发射潜力。特别注意随机合金波动的激子精细结构和激子结合能的影响。我们的计算表明，$c$平面InGaN/GAN量子点是理想的候选人高温纠缠光子发射，只要潜在的$C_{3v}$对称性被保留。然而，当假设随机合金波动的点，我们的原子计算表明，而大的激子结合能只有轻微的影响，$C_{3v}$对称性基本上失去了由于合金波动。我们发现，这种对称性的损失显着影响激子精细结构。观察到的精细结构的变化和伴随的光偏振特性的偏振纠缠光子对通过双激子-激子级联发射的不利影响。在这里，我们还讨论了可能的替代方案，受益于大的激子结合能，使非经典光发射$c$平面InGaN/GAN量子点在高温下。
2020-09-23 cond-mat.mes-hall
Neutral but Impactful: Gallium Cluster-Induced Nanopores from Beam-Blanked Gallium Ion Sources
本文发现液态金属离子源发射的中性镓团簇可绕过束消隐系统在薄膜上形成直径约2纳米的纳米孔，并展示了利用电子辐照调控孔径的方法，为纳流体尺寸选择性膜应用提供了新途径。
2025-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Graphene Enhanced Resonant Raman Spectroscopy of Gallium Nitride Nanocrystals
本研究利用石墨烯增强GaN纳米晶的共振拉曼散射，揭示激子-声子耦合增强源于电子转移，获得清晰的4阶声子泛频，为纳米材料表征及光电器件开发提供新途径。
2025-06-17 cond-mat.mes-hall
Dynamic Nuclear Polarization by optical Stark effect in periodically-pumped gallium arsenide
光学泵浦探测时间和磁场分辨克尔旋转测量提供了一个窗口，在散装砷化镓产生动态核极化的机制。以前，我们已经报道了一个意想不到的依赖于所施加的外部磁场的扫描方向上的核极化的方向。在本文中，我们提出了一个模型的基础上，这种核极化由于光学取向和光学斯塔克效应产生的超快光脉冲的训练的数值计算。我们证明了对应的模型，我们的实验测量不同的激光波长和磁场扫描速率。最后，我们表明，该模型再现了扫描方向的依赖性，并提供了一个解释这种行为。
2020-02-28 cond-mat.mes-hall
Depth Control of Room-Temperature Quantum Emitters in Gallium Nitride
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
该研究针对GaN量子发射器光子提取效率低于模拟值的问题，通过插入低温GaN中间层实现了精度60 nm以下的任意深度量子发射器控制，为GaN中腔增强量子发射奠定了关键基础。
2026-08-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Molecular Beam Epitaxy of 2D-layered Gallium Selenide on GaN substrates
具有高材料质量的二维（2D）层状材料的大面积外延是实现基于2D材料的新型器件应用的关键步骤。在这项工作中，我们报告了高品质，结晶，大面积的硒化镓（GaSe）薄膜生长在块状衬底，如c-平面蓝宝石和氮化镓（GAN）使用阀裂解源硒。在350-450 ℃的衬底温度下，在蓝宝石和GAN衬底上生长具有畴的随机面内取向的（002）取向的GaSe，其具有完全的表面覆盖和光滑的表面形态。原位反射高电子能衍射（RHEED）和离轴X射线衍射（XRD）证实了在较高的生长温度（575 ℃）下形成了具有六重对称性的单晶ε-GaSe三角畴。采用高温成核和低温生长两步生长方法，获得了连续的（002）取向GaSe，并与衬底形成外延关系。虽然在两步生长中保持了六重对称性，但在横截面扫描透射电子显微镜图像中除了主要的ε-GaSe之外还观察到β-GaSe相。这项工作表明，使用分子束外延生长高质量的二维层状材料的潜力，并可以扩展到其他过渡金属硫属化物的生长。
2016-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stacking-engineered ferroelectricity in bilayer boron nitride
具有低至原子厚度的稳健极化的2D铁电体为功能异质结构提供了新的构建块。然而，实验报告，仍然稀少，因为层状极性晶体的要求。在这里，我们展示了一个合理的设计方法，工程二维铁电体从非铁电母体化合物通过采用范德华组装。显示出叠层堆叠的双层氮化硼表现出取决于堆叠顺序而反转的面外电极化的强度。通过相邻堆叠的石墨烯片的电阻来探测极化切换。此外，通过小角度扭转氮化硼片改变开关的动力学，由于形成具有交错极化的莫尔铁电性。石墨烯的铁电性在室温下仍然存在，同时保持了石墨烯的高迁移率，为潜在的非易失性存储器应用铺平了道路。
2021-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Machine-Learning Interatomic Potential for Twisted Hexagonal Boron Nitride: Accurate Structural Relaxation and Emergent Polarization
本文构建并验证用于扭转hBN的Gaussian Approximation Potential，结合紧束缚模型精确计算小扭转角下的结构重构与极化，结果在室温下仍与实验吻合。
2025-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polarization and localization of single-photon emitters in hexagonal boron nitride wrinkles
二维六方氮化硼（h-BN）中的色心最近出现了在室温下工作的稳定和明亮的单光子发射器（SPE）。在这项研究中，我们结合理论和实验表明，空位为基础的SPE选择性地形成在纳米尺度的皱纹在h-BN与其光偶极子优先对齐的皱纹方向。通过使用密度泛函理论计算，我们发现，皱纹曲率在定位基于空位的SPE候选人和对齐的缺陷对称平面的皱纹方向起着至关重要的作用。通过对在h-BN单晶片中产生的SPE进行光学测量，我们实验证实了褶皱诱导产生的SPE及其与褶皱方向的偏振对准。我们的研究结果不仅为控制SPE的原子位置和光学性质提供了一条新的途径，而且揭示了六方氮化硼中SPE的可能晶体学起源，极大地增强了它们在固态量子光子学和量子信息处理中的应用潜力。
2020-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Optical Properties of Hexagonal Boron Nitride Thin Films
采用超声波破碎法制备了少层片状六方氮化硼，并将其团聚成薄膜。测量了薄膜的透射光谱和反射光谱。的线性和圆偏振的光谱依赖性揭示了一个隐藏的各向异性的膜在整个样品区域，这不能解释的各向异性的混沌取向的单个粒子。光学显微镜图像的统计分析表明，宏观粒子密度分布与偏振数据中观察到的光轴相对应的顺序。
2021-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
III-nitride based quantum dots for photon emission with controlled polarization switching
基于6带k $\cdot$ p理论，对透镜型三族氮化物量子点（QDs）的带间光跃迁的偏振特性进行了计算研究.结果预测显着的线性极化的基态相关的跃迁的非对称量子点的材料具有小的分裂能量。结果表明，一个适度的外加电场可以用来诱导线性极化，并控制其方向。InN被认为是最有效的选择动态偏振开关控制的电场，与潜在的偏振控制上的光子-光子的水平。
2013-11-22 cond-mat.mes-hall
Deep-level structure of the spin-active recombination center in dilute nitrides
利用自旋敏感光致电流瞬态光谱揭示稀氮化物中镓间隙缺陷的深能级结构，发现除已知两个能级外还存在一个此前被忽视的近价带边能级，为改进自旋依赖复合模型提供依据。
2023-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polarization and polarization induced electric field in nitrides - critical evaluation based on DFT studies
使用密度泛函理论（DFT）计算来评估诸如氮化铝（AlN）、氮化镓（GaN）和氮化铟（InN）的III族氮化物的极性，从而提供这些材料的极性的物理上合理的定量测量。氮化物半导体的极化的两种不同的方法进行了评估，并已被用于开发模型的结论。结果表明，Berry相位公式的电子相关的极化分量提供了一些不同的解决方案，不同的模拟体积的各种选择。电子部分给出锯齿状的偏振图案。这些解决方案的总数，涉及到众所周知的缩放的几何相位，等于系统中的价电子的数量。对离子部分进行类似模式的求和提供了几个极化值。标准偶极子密度公式依赖于周期性连续方式的模拟体积的选择。利用连续嵌入到无限介质中的条件，同时，在晶体边界处的零表面电荷表示提供了物理上合理的解决方案。这个解决方案是对应于最大和最小的偏振值，也对应于不同的物理终止的晶体表面，无论是裸露的或覆盖的互补原子。这种变化导致极化和电场反转。得到了有限尺寸系统中的极化及相关场。
2011-11-16 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Intrinsic high-fidelity spin polarization of charged vacancies in hexagonal boron nitride
本研究通过基态与激发态极化动力学测量及半经典模型，揭示hBN中V_B^-空位在室温下接近1的自旋极化，并利用Lindbladian数值模拟预测核自旋超精细极化的磁场依赖特征且获实验验证。
2024-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Electric field-tunable layer polarization in graphene/boron nitride twisted quadrilayer superlattices
最近观察到的非常规铁电性的AB双层石墨烯夹在六方氮化硼（hBN）提供了一个新的平台，以操纵多层范德华异质结构中的相关相。我们提出了一个低能量的连续介质模型的AB双层石墨烯封装的顶部和底部层的hBN或石墨烯，有两个独立的扭曲角。对于石墨烯/hBN异质结构，我们表明，扭转角的不对称性导致层极化的价带和导带。我们还表明，出平面位移场不仅调谐层偏振，但也使低能量带。我们扩展的模型表明，由AB双层石墨烯封装的顶部和底部的石墨烯层的四层石墨烯异质结构的电子结构可以类似地通过外部电场调谐。
2022-09-21 cond-mat.mes-hall
Nuclear magnetization in gallium arsenide quantum dots at zero magnetic field
核自旋系统的光学和电学控制允许增强NMR应用和基于自旋的信息存储和处理的灵敏度。半导体中的动态核极化通常在稳定的外部磁场存在下实现。本文报道了无应变GaAs量子点在零磁场下核自旋的高效光抽运。单个光学注入的电子自旋与核自旋的强相互作用在原子核上充当稳定的有效磁场（奈特场）。我们光学调谐骑士场的振幅和方向。结合一个小的横向磁场，我们能够控制的纵向和横向分量的核自旋极化的晶格应变，即核四极效应的情况下，再现了我们的模型计算。
2013-09-05 cond-mat.mes-hall
Systematic investigation of dynamic nuclear polarization with boron vacancy in hexagonal boron nitride
本文系统研究了hBN中硼空位的动态核极化，通过测量宽磁场范围的ODMR光谱并结合基于Lindblad的模拟，成功重现实验光谱并解释核自旋极化行为，指出拟合方法的局限及对称性机制对最大极化的限制，为定量理解DNP奠定基础。
2025-01-28 cond-mat.mes-hall
Time-Resolved Stokes Analysis of Single Photon Emitters in Hexagonal Boron Nitride
本文利用旋转四分之一波片方法对六方氮化硼中的单光子发射体进行时间分辨斯托克斯分析，在不改动实验装置的前提下揭示了此前无法获得的动态偏振信息，为多材料平台固态量子发射体的偏振表征提供了通用技术。
2025-04-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Induced polarization and electronic properties of carbon doped boron-nitride nanoribbons
采用密度泛函方法研究了碳原子线掺杂氮化硼纳米带的电子性质。三种不同的构型是可能的：碳原子可以取代一行硼或氮原子，或者一行交替的B和N原子，这导致非常不同的电子性质。我们发现：i）NCB排列被强极化，具有大的偶极矩，具有意想不到的方向，ii）BCB和NCN排列是非极性的，具有零偶极矩，iii）通过碳线的掺杂减小了带隙，而与碳线周围的硼和氮的局部排列无关，iv）平行于碳线的电场使BN片极化并且发现其对碳掺杂剂的存在敏感，以及v）最高占据分子轨道和最低未占据分子轨道之间的能隙随着平行于碳线方向的外加电场的增加而线性减小。我们发现碳掺杂的BNNRs的极化和能隙可以通过沿碳线平行施加的电场来调节。
2012-04-14 cond-mat.mes-hall
Polarization-Aligned, Spectrally Consistent Quantum Emitters in As-Exfoliated Carbon-Doped Hexagonal Boron Nitride
Korea Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）；University of Science and Technology（科学技术大学）；Korea University（韩国大学）；Kyung Hee University（庆熙大学）；National Institute for Materials Science（材料科学国立研究所）
研究发现未剥离碳掺杂六方氮化硼中的量子发射体具有稳定且可重复的发射能量及极化对齐的偶极子，提供了一种适用于平面光子器件的高效平台。
2026-03-18 cond-mat.mes-hall
Robust Nuclear Spin Polarization via Ground-State Level Anti-Crossing of Boron Vacancy Defects in Hexagonal Boron Nitride
本研究提出利用基态能级反交叉（GSLAC）技术在六方氮化硼的硼空位缺陷中实现核自旋极化，该方法所需激光功率显著低于激发态方法，并实现了核自旋的直接光学读出，为精确操控核自 spin提供了可行方案。
2024-06-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electron-nuclear spin dynamics of Ga$^{2+}$ paramagnetic centers probed by spin dependent recombination: A master equation approach
类似于金刚石中的氮空位中心和硅中的杂质原子，GaAsN中的间隙镓深顺磁中心已被证明对自旋电子器件的发展具有有用的特性。在其他有趣的特性中，在圆偏振光下，GaAsN中的镓中心充当自旋过滤器，动态地抑制自由和束缚电子达到创纪录的自旋极化（100\%）。此外，最近对法拉第位形磁场下自旋过滤效应放大的观察表明，耦合束缚电子和原子核的超精细相互作用允许其原子核自旋极化的光学操纵。尽管镓中心的核自旋极化机制已经相当清楚，但核自旋弛豫的起源和类奥弗豪泽磁场的形成仍然难以捉摸。在这项工作中，我们开发了一个模型的基础上的主方程方法来描述的电子和核自旋极化的镓中心与自由电子和空穴相互作用的演变。我们的结果与现有的实验观测结果吻合得很好。在核自旋弛豫方面，讨论了核偶极和核四极相互作用的作用。我们的研究结果表明，除了超精细相互作用，自旋弛豫机制是理解放大的自旋过滤效应和Overhauser类磁场的出现的关键。基于我们的模型的结果，我们提出了一个实验协议的基础上时间分辨光谱。它包括一个泵探测光致发光方案，将允许通过时间分辨PL测量的电子核触发器的检测和跟踪。
2016-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Enhancing light emission with electric fields in polar nitride semiconductors
该研究证明强极化场可增强AlInGaN量子阱红光发射，利用机器学习代理模型探索异质结构设计，发现更大场强提升电子-空穴重叠，为多色氮化物LED微型化提供新范式。
2025-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Gate voltage modulation of the superconducting state in a degenerate semiconductor
本研究通过栅压调控GaN上外延InN的载流子密度，实现超导转变温度最高204 mK的变化，并证明其主导因素是载流子密度而非无序散射。
2024-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
