Optimally Designed Digitally-Doped Mn:GaAs
我们使用从头算局域密度近似（LDA）的交换相互作用和数字掺杂结构中生长的Ga 1 xMnxAs的Tc的研究。我们分析了晶体学依赖的交换相互作用预测LDA在锰t2和e水平，并解释了起源的反铁磁贡献的总交换相互作用。我们利用这种依赖性，并考虑在特定的方向，反铁磁相互作用最小化的δ掺杂，以优化系统的Tc。通过在GaAs宿主中添加Be的情况下包括空穴掺杂，预测数字掺杂的Ga1 xMnxAs显著高于室温。
2006-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Atmospheric oxygen in Mn doped GaAs/GaAs(0 0 1) thin films grown by molecular beam epitaxy
采用分子束外延技术在高、低衬底温度下生长了Mn掺杂GaAs薄膜。利用俄歇电子能谱结合离子刻蚀技术测量了薄膜中元素浓度的深度分布。Mn浓度是较高的表面附近，然后随着深度在高衬底温度下生长的薄膜。当使用低衬底温度生长膜时，Mn浓度分布更加均匀。出乎意料地发现在低衬底温度生长的薄膜中存在高水平的氧。
2015-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dispersion models describing coupled systems in doped crystals. II. Infrared phonon excitations in GaAs single crystals and phonon-plasmon coupling in Zn-doped GaAs
Masaryk University（马萨里克大学）；Brno University of Technology（布尔诺理工大学）；New Mexico State University（新墨西哥州立大学）；Institute of Physics, Academy of Sciences of the Czech Republic（捷克科学院物理研究所）
研究在广义色散框架内对本征和锌掺杂砷化镓进行温度相关红外研究，用特定分布拟合多组数据，再现耦合演变，观察到法诺型不对称，所得光学常数具一致性，为模拟红外光学性质提供定量工具。
2026-07-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Scanning tunneling microscopy and spectroscopy at low temperatures of the (110) surface of Te doped GaAs single crystals
利用低温扫描隧道显微镜（STM）对掺Te GaAs单晶的（110）面进行了电压相关成像和空间分辨光谱研究。观察到的缺陷的大部分被识别为Te掺杂剂原子，其可以向下观察到第五次表面层。对于负的样品电压，掺杂剂原子周围的弗里德尔电荷密度振荡。掺杂剂原子上方和GaAs（110）表面的无缺陷区域上方的空间分辨光谱揭示了半导体带隙内电导峰的存在。峰的出现可以与位于隧道结区域内的状态上的电荷相关联。我们表明，这些局域化的状态可以存在于掺杂GaAs表面以及在STM针尖顶点。
1999-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Heteroepitaxial Growth and Multiferroic Properties of Mn-doped BiFeO3 films on SrTiO3 buffered III-V Semiconductor GaAs
采用脉冲激光沉积法在GaAs（001）衬底上以SrTiO 3（STO）为缓冲层生长了Mn掺杂BiFeO 3（MBFO）薄膜。X射线衍射结果表明，薄膜为纯（00 l）取向，MBFO（100）//STO（100），而STO（100）//GaAs（110）。压电响应力显微镜图像和极化-电场曲线表明，生长在GaAs上的MBFO薄膜具有有效的铁电开关。MBFO薄膜具有良好的铁电性能（2 Pr ~ 92 μC/cm 2，2 EC ~ 372 kV/cm）。在室温下，该异质结构具有饱和磁化强度为6.5emu/cm ~ 3，矫顽场约为123 Oe的铁磁特性。
2013-09-17 cond-mat.mtrl-sci
Energy-resolved electron-spin dynamics at surfaces of p-doped GaAs
利用自旋、时间和能量分辨的双光子光电子能谱研究了p型掺杂GaAs不同表面的电子自旋弛豫。这些结果进行了对比与散装的时间分辨法拉第旋转测量以及计算的Bir-Aronov-Pikus自旋翻转机制所获得的结果。由于在（100）表面处的能带弯曲区域中的空穴密度减小，自旋弛豫时间朝向较低能量增加超过两个数量级。在平带（011）表面，得到了与我们对体GaAs的测量和计算相一致的恒定自旋弛豫时间。
2005-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Electrical transport in C-doped GaAs nanowires: surface effects
研究了不同掺杂浓度的掺碳GaAs纳米线的电阻率和迁移率。通过比较钝化纳米线和钝化纳米线，评估了表面效应。我们直接看到了表面的影响：费米能级的钉扎和随之而来的耗尽区的存在导致迁移率增加，当掺杂浓度低于3*10^18 cm^-3时，迁移率最高可达30 cm ^2/（V*s）。电子束感应电流测量表明，少数载流子扩散路径可以高达190 nm的钝化纳米线。
2013-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Terahertz sensing by beryllium and silicon delta-doped GaAs/AlAs quantum wells
研究了铍和硅δ掺杂GaAs/AlAs多量子阱（MQW）对太赫兹（THz）辐射的选择性传感。示出了在液氦温度下，在硅中在0.5 μ 4.2 THz内高达0.3 V/W的灵敏度，以及在掺铍多量子阱中在4.2-7.3 THz范围内高达1 V/W的灵敏度。内置的电场估计从所观察到的Franz-Keldysh振荡的光反射光谱被发现位于接近的帽和缓冲层的多量子阱和变化从18 kV/cm到49 kV/cm取决于结构设计。
2007-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Structural and magnetic properties of Mn-doped GaAs(110) surface
利用第一性原理总能量赝势方法研究了Mn掺杂GaAs（110）截面的STM图像。我们专注于配置与Mn间隙在最上层的表面层。特别是，我们已经发现，Mn杂质，周围的Ga或As原子，在这两种情况下引入强烈的局部扭曲的GaAs（110）表面，键长变化高达8%的表面和不可忽略的弛豫效应传播到第三次表面层。在这两种情况下，间隙Mn诱导其最近的邻居上的自旋极化，从而产生铁磁Mn-As和反铁磁Mn-Ga配置。
2005-10-03 cond-mat.mtrl-sci
GaAs doped by self-assembled molecular monolayers
本研究借助(NH4)2Sx溶液实现GaAs的硫单层掺杂，测得掺杂浓度、激活率等参数并确定施主能级位置，最终成功在高掺杂p型GaAs衬底上制备出p-n结。
2024-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Suppression of electron spin relaxation in Mn-doped GaAs
我们报告了一个令人惊讶的长自旋弛豫时间的电子在Mn掺杂的p-GaAs。自旋弛豫时间与光泵浦成比例，并且从黑暗中的12 ns增加到饱和时的160 ns。这种行为与电子的自旋弛豫速率的差异在电离或中性Mn受体的波动领域，分别旋进。对于后者，Mn离子和束缚空穴之间的反铁磁交换相互作用导致这些波动场的部分补偿，导致增强的自旋记忆。
2007-10-01 cond-mat.mtrl-sci
Radiative Recombination Spectra of Heavily p-Type delta-Doped Gaas/Alas MQWs
研究了重Be δ掺杂GaAs/AlAs多量子阱在室温和液氮温度下的光致发光（PL）特性。光生载流子复合的可能机制进行了讨论，特别侧重于激子和自由载流子-受体PL发射的莫特金属-绝缘体过渡下面和上面发生的特性。此外，基于一个简单的理论模型，它被发现，观察Mott转变的临界杂质浓度在MQW样品表现出15 nm的阱宽和5 nm厚的势垒层是约3 × 10 E12 cm-2。
2007-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Experimental Observation of Kondo-Fano Resonant Tunneling in Silicon-Doped GaAs/AlAs Multiple Quantum Wells
本文报道了在掺硅GaAs/AlAs多量子阱中近藤-法诺共振隧穿的实验观察。在低偏压下的微分隧穿电导谱显示出强烈的温度依赖性共振，其峰在磁场的存在下分裂，这是近藤共振的特征。用杂质Anderson模型解释了这些数据是费米能级的导电电子通过阱内掺杂硅杂质态的共振隧穿。杂质态的库仑阻塞共振在近藤共振之上诱导了Fano凹陷。
2006-02-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hole Transport in Impurity Band and Valence Bands Studied in Moderately Doped GaAs:Mn Single Crystals
本文报道了一个简单的测量GaMnAs单晶样品中霍尔效应随温度变化的实验，样品中Mn的含量估计为0.05- 0.3at.%其略低于铁磁性的起始。对于约0.3at.%的Mn组分，杂质带传输是可见的有明显的金属性。结果表明，当Mn的浓度在一定范围内时，GaAs：Mn中的金属-绝缘体转变发生在与价带分离的杂质带内。我们还讨论了文献中未精确描述的Mn在GaAs中的平衡高温溶解极限。
2007-07-06 cond-mat.mtrl-sci
Structural, electronic and magnetic properties of Mn-doped GaAs(110) surface
利用第一性原理全能赝势方法研究了Mn掺杂GaAs（110）截面的STM像。我们已经考虑了配置与Mn的间隙位置在最上面的表面层与Mn包围的As（Int $_{As}$）或Ga（Int $_{Ga}$）原子。Mn在GaAs（110）表面的引入导致了晶格的强烈局部畸变，原子间距离相对于未弛豫的原子间距离的变化高达3%。在这两种情况下，表面电子结构是半金属（或\emph{nearly}半金属），它强烈地依赖于当地的Mn环境。附近的Mn原子表现出诱导自旋极化，导致铁磁Mn-As和反铁磁Mn-Ga配置。STM图像的模拟显示了非常不同的模式的成像的Mn原子，这表明它们可以很容易地通过STM分析来辨别。
2006-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Wavelength dependent negative and positive persistent photoconductivity in Sn delta-doped GaAs structures
在波长λ = 650-1200 nm，温度T= 4.2-300 K范围内，研究了δ掺杂Sn的GaAs结构的光电导。在强磁场中，用磁电阻、Shubnikov-de Haas效应和霍尔效应测量了照射前后的电子密度和迁移率。对于重掺杂结构（n_H> 2 × 10^13 cm^-2），我们在波长大于主体材料带隙波长的光（λ = 815 nm，T= 4.2 K）照射下观察到，首先是正的（PPPC），然后是负的（NPPC）持久光电导。NPPC归因于DX中心的电离，PPPC由衬底中Cr杂质态的电子激发来解释。对于λ < 815 nm的情况，电子在GaAs带隙上的激发对PPPC也有贡献。对于轻掺杂结构（n_H<= 2 × 10^13 cm^-2），光电导效应总是正的。
2000-06-16 cond-mat.mtrl-sci
The origin of gate hysteresis in p-type Si-doped AlGaAs/GaAs heterostructures
调制掺杂p型AlGaAs/GaAs异质结构中的栅极不稳定性/滞后阻碍了纳米级空穴器件的发展，这对于从量子计算到新的自旋物理的主题是感兴趣的。我们提出了一个扩展的研究进行定制生长，匹配调制掺杂的n型和p型异质结构，有/没有绝缘栅，旨在了解滞后的起源。我们表明，滞后是不是由于固有的“泄漏”的p型异质结上的门，通常认为。相反，滞后产生的GaAs表面态陷阱和掺杂层中的电荷迁移的组合。我们的研究结果提供了深刻的见解，在AlGaAs/GaAs异质结构，包括广泛争论的受体复合物，如Si-X的Si受体的物理。我们提出了减轻栅极滞后的方法，包括用深陷阱中心毒化调制掺杂层（例如，通过与过渡金属物质共掺杂），并用简并杂质半导体栅极取代肖特基栅极，以屏蔽导电沟道与GaAs表面态。
2012-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First Principles Electronic Structure of Mn doped GaAs, GaP, and GaN semiconductors
基于局域自旋密度近似（LSDA）和自相互作用修正的局域自旋密度方法（SIC-LSD），对Mn掺杂Ⅲ-Ⅴ族半导体的电子结构进行了第一性原理计算.我们发现，这是至关重要的，使用自相互作用自由的方法来正确地描述电子基态。的SIC-LSD计算预测适当的电子基态配置的Mn在GaAs，GaP和GAN。对（GaMn）As中的磁矩和p-d交换进行了定量计算，结果与实验符合得很好。这些结果使我们能够验证常用的磁性半导体模型。此外，我们讨论了从密度泛函理论计算中提取局域能级结合能的微妙问题。我们提出了三种方法，考虑到最终状态的影响，以估计的结合能的锰在GaAs的d水平。我们发现计算值和估计从photoemisison实验之间有很好的协议。
2006-10-13 cond-mat.mtrl-sci
Doping incorporation paths in catalyst-free Be-doped GaAs nanowires
通过对不同掺杂浓度的GaAs纳米线的电学测量，研究了分子束外延中Ga辅助法生长的GaAs纳米线中Be的掺入路径。我们发现，Be原子优先纳入通过纳米线侧刻面，而通过Ga液滴的掺入路径是可以忽略不计的。我们还证明了Be可以扩散到纳米线的体积中，给出了另一种掺入路径。这项工作是纳米线可控掺杂的重要一步，将有助于设计基于纳米线的未来器件。
2012-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Electronic properties of Bi-doped GaAs(001) semiconductors
尽管Bi掺杂GaAs在光电子学和拓扑绝缘体等领域有着巨大的应用潜力，但其电子能带结构的实验研究却很少。原因是生长的复杂性，其倾向于使体积，特别是表面性质处于不确定的状态。在这里，我们提出了一个深入调查的结构和电子特性的GaAsBi外延生长的分子束外延高（001）晶体顺序和明确的表面结构明显从低能电子衍射。X-射线和紫外光电子能谱以及角度分辨的光电子能谱数据在可变的光子能量允许解开Bi丰富的表面层与$(1\times3)$对称性的影响纳入GaAs体基质中的Bi原子。Bi浓度的影响高达$\approx 1$ \%集成在GaAs块体中是可见的角度分辨的光电子能谱后，温和的离子轰击和随后的退火步骤。我们的结果的解释是通过密度泛函理论模拟散装和$β2(2\times 4)$重建板的几何形状和没有Bi。在实验和理论中，GaAs重空穴和轻空穴体能带的色散中的Bi诱导的能量偏移是明显的，这与光学带隙中的调制以及因此的光电应用有关。
2018-06-21 cond-mat.mtrl-sci
Nature of the Perpendicular-to-Parallel Spin Reorientation in a Mn-doped GaAs Quantum Well: Canting or Phase Separation?
众所周知，压应变Mn掺杂GaAs薄膜中的磁各向异性随着空穴浓度$p$的增加而从垂直变为平行。我们研究了这种重取向转变在T=0的量子阱与Mn杂质局限于一个单一的平面。随着$p$的增加，使能量$E$最小化的角度$θ$在$p$的某个范围内从0（垂直各向异性）连续增加到$π/2$（平行各向异性）。$\Emin (p)$的形状表明，量子阱变得相分离，其中包含低空穴浓度和垂直矩的区域与包含高空穴浓度和平行矩的其它区域穿插。然而，由于与相分离相关的库仑能量消耗，过渡区中的真实磁状态与$0 < θ< π/2$倾斜。
2007-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Measurement of the infrared transmission through a single doped GaAs quantum well in an external magnetic field: Evidence for polaron effects
在高达33 T的磁场中，对一系列不同掺杂水平的GaAs单量子阱进行了精确的远红外绝对磁透射实验。用多层介质模型模拟了透射谱。提取了光学响应函数的虚部，它揭示了与电子-声子相互作用有关的新的奇异特征。除了由于GaAs的纵光学（LO）声子引起的预期极化效应外，还观察到一种新的载流子浓度依赖的与界面声子的相互作用。一个简单的物理模型被用来试图量化这些相互作用，并探索它们的起源。
2009-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cross-sectional STM of Mn-doped GaAs: theory and experiment
我们报道了第一性原理计算的能量和模拟的扫描隧道显微镜（STM）图像附近的GaAs（110）表面的Mn掺杂，并比较了结果与横截面的STM图像。这里考虑的Mn配置包括在靠近表面的前三层中的取代基、非取代基以及取代基和非取代基的复合物。基于模拟和实验图像的详细比较，我们确定了三种类型的Mn配置成像在表面：（1）单一的Mn替代，（2）对Mn替代，和（3）Mn替代和替代的复合物。
2003-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Electric field gradient induced effects in GaAs/AlGaAs modulation-doped structures and high frequency sensing
在4-300 K温度范围内研究了不同设计的非对称面内GaAs/AlGaAs调制掺杂结构引起的电场梯度效应。它表明，这种结构的电流-电压特性在低，4-80 K，温度表现出明显的不对称性，由于存在两个不同的梯度的电场在二维电子气。这种现象是由两个，不同的积累的二维电子由于结构的不对称形状和非局域性的电子漂移速度。实验说明了一个唯象模型和蒙特卡罗模拟。讨论了该效应在探测GHz和THz频率电磁辐射方面的可能应用。
2008-04-21 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic anisotropy of singly Mn-doped InAs/GaAs quantum dots
本文报道了在纵向和垂直于光轴的磁场中，Mn单原子掺杂的InAs/GaAs量子点的显微光致发光谱。在这两种情况下，正三离子（X+）的光谱特征被发现分裂成强圆偏振分量，在垂直磁场中的效果非常令人惊讶。场致分裂归因于Mn杂质产生的中性受主复合物A0的横向塞曼分裂，而圆形光学选择规则则是由于p-d交换作为一个非常强的纵向磁场抑制量子点重空穴基态的横向场的自旋混合。自旋相互作用的理论模型，其中包括（i）的局部应变各向异性所经历的受主能级和（ii）的各向异性交换，由于偏离中心的Mn位置提供了一个非常好的协议与我们的观察。
2009-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Capacitively Coupled GaAs p-i-n/Substrate Photodetector with Ohmic Contacts on Lightly Doped n-GaAs for Hard X-Ray Imaging
Institute of Applied Problems of Physics, National Academy of Sciences of the Republic of Armenia（亚美尼亚共和国国家科学院应用物理问题研究所）；CNR-Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto officina dei materiali（意大利国家研究委员会材料研究所）；Elettra-Sincrotrone Trieste S.C.p.A.（的里雅斯特电子同步加速器股份有限公司）
本研究提出了一种电容耦合的GaAs p-i-n/基底光电探测器，通过低温退火工艺实现欧姆接触，用于高能X射线脉冲检测。
2026-03-03 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Landau levels and magnetopolaron effect in dilute GaAs:N
本文研究了掺氮GaAs能谱的磁场依赖性。我们的理论模型是基于唯象的带反交叉模型（BAC），我们扩展，以包括磁场和电子-声子相互作用。由于氮态的高度局域化性质，我们发现其能级与纯GaAs的能级有很大的不同。极化子校正的结果在一个较低的回旋共振能量相比，纯GaAs。磁吸收谱在回旋能量附近出现一系列非对称峰。
2010-05-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Spin-noise-based magnetometry of an $n$-doped GaAs microcavity in the field of elliptically polarized light
最近报道了在晶体的标称透明区泵浦下，$n$掺杂GaAs微腔中的光学核取向[Appl.Phys.Lett. $\mathbf{106}$，242405（2015）]提出了许多问题，其中主要涉及从光到核自旋系统的角动量转移机制以及伴随光学核极化的与光相关的磁场的性质。本文利用自旋噪声谱技术研究了椭圆偏振探针束作用下高Q微腔中$n$ -GaAs层电子自旋系统的有效场。除了在Voigt几何中施加到样品的外部磁场和由光学取向的核产生的Overhauser场之外，自旋噪声谱揭示了由椭圆偏振探针本身产生的附加有效的“光学”磁场。该场沿着光传播轴定向，其符号由探测螺旋度的符号确定，其大小取决于探测光束的圆偏振度和强度。我们分析了这种光磁场的性质，认为它是由椭圆偏振电磁波场中的光学斯塔克效应引起的。
2015-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
The nature of transport and ferromagnetic properties of the GaAs structures with the Mn δ-doped layer
我们揭示了具有单一Mn δ掺杂层的GaAs结构的输运性质和铁磁性质。为了改变结构的性质，通过用氦离子辐照来产生电活性辐射缺陷。研究表明，该结构的输运性质由两个平行的导电沟道（价带中与空穴输运相关的沟道和Mn杂质带中与电子输运相关的沟道）决定，铁磁性质由Mn杂质带中局域在允许态的电子决定.研究结果也有助于理解量子阱附近Mn δ层的结构特征。
2019-02-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Strong spin-orbit interactions and weak antilocalization in carbon doped p-type GaAs heterostructures
本文以自旋轨道相互作用为研究目标，对掺碳p型GaAs/AlGaAs异质结的低场磁电阻效应进行了全面的研究。同时观察到以下异常强的自旋-轨道相互作用的签名：在Shubnikov-de Haas振荡的跳动，由于存在的两个自旋分裂子带的经典的正磁阻，和弱的反本地化倾角的磁阻。自旋-轨道诱导的费米能级重空穴子带分裂约占总费米能级的30%。从弱反局域化测量中提取的在70 mK的温度下约2.5 $μ$ m的空穴的相位相干长度，对于相位相干p型纳米器件的制造是有希望的。
2007-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning hole mobility of individual p-doped GaAs nanowires by uniaxial tensile stress
应变工程提供了一种有效的方法来定制半导体纳米材料和纳米器件的电子和光电性能，从而产生新的功能。在这里，我们提出了直接的实验证据，应变引起的修改个别GaAs纳米线的空穴迁移率，使用原位透射电子显微镜（TEM）。纳米线的电导率随单轴拉伸应力的变化而变化，在1~ 2 GPa的应力下，电导率初始下降约5-20%，随后增加到纳米线的弹性限度。这归因于由于应力和应变引起的价带结构的变化而导致的空穴迁移率变化。在纳米线中的相应的晶格应变通过原位4D扫描TEM（STEM）进行量化，并在所有应力水平下显示出复杂的空间分布。同时，单色电子能量损失谱也揭示了应力和应变引起的禁带宽度的明显红移。
2021-04-13 cond-mat.mtrl-sci
Structural and Magnetic Characteristics of MnAs Nanoclusters Embedded in Be-doped GaAs
我们描述了一个系统的研究的混合铁磁半导体纳米材料的合成，微结构和磁化组成的MnAs纳米团簇嵌入在p型掺杂GaAs矩阵。这些样品是在分子束外延生长的Be掺杂的（Ga，Mn）As异质结的原位退火过程中产生的。透射电子显微镜和磁强计的研究揭示了两个不同的类的纳米团簇样品，其结构和磁性取决于初始（Ga，Mn）As层的Mn含量。当Mn含量在5% -7.5%范围内时，退火产生了具有均匀分布的小团簇（直径约为6 nm）和低阻挡温度（T_B约为10 K）的超顺磁性材料。虽然透射电子显微镜不能明确地确定这些小集群的组成和结晶相，我们的实验数据表明，它们可能是由锌锰砷或锰丰富的区域（Ga，Mn）As。在较高Mn含量（> 8%）下，我们发现退火导致小团簇以及大得多的NiAs相MnAs团簇（直径约25 nm）的不均匀分布。这些样品也表现出超磁性，尽管具有大得多的磁矩和矫顽场，并且阻断温度远高于室温。
2011-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Limit to 2D mobility in modulation-doped GaAs quantum structures: How to achieve a mobility of 100 millions
考虑到散射的无意背景带电杂质和带电掺杂剂的调制掺杂层，以及由GaAs声学声子，我们理论上考虑实际的本征（声子）和非本征（背景和掺杂剂）限制调制掺杂的AlGaAs GaAs二维半导体结构中的载流子迁移率。我们发现，将背景杂质密度降低到$10^{12}$ cm $^{-3}$以及1000 μ m或更高的调制掺杂间隔将在T= 1 K的$3\times 10^{11}$ cm $^{-2}$的载流子密度下实现$100 \times 10^6$ cm $^2$ /Vs的迁移率。然而，在T=4（10）K，硬限制的2D迁移率将设置由声学声子散射的最大固有迁移率不高于22 $(5) \times 10^6$ cm $^2$ /Vs。详细的数值结果作为载流子密度，调制掺杂距离，和温度的函数，以提供一个定量的指导，实现超高的2D迁移率的实验努力。
2008-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A single layer of Mn in a GaAs quantum well: a ferromagnet with quantum fluctuations
Mn掺杂GaAs实现的一些最高转变温度已经在具有良好分离的Mn平面的δ掺杂异质结构中。但是在没有磁各向异性的情况下，Mermin-Wagner定理意味着磁性离子的单个平面不可能是铁磁性的。使用海森堡模型，我们表明，相同的机制，产生磁挫折和抑制体Mn掺杂GaAs的转变温度，由于轻，重带质量之间的差异，可以稳定铁磁秩序的单层Mn在GaAs量子阱。这是以量子涨落为代价的，量子涨落抑制了完全饱和铁磁体的有序矩。通过比较Heisenberg模型和Kohn-Luttinger模型的预测，我们得出结论：当Mn浓度变大时，Mn掺杂GaAs量子阱的Heisenberg描述失效，但在Mn浓度小的弱耦合极限下，Heisenberg描述工作得很好。这种比较使我们能够估计量子阱中量子涨落的大小。
2007-01-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coupled transport of phonons and carriers in semiconductors: A case study of n-doped GaAs
我们提出了一个通用的耦合电子-声子玻尔兹曼输运方程（BTEs）计划，旨在捕捉两个相互作用系统的相互阻力。将基于密度泛函理论的非简谐声子-声子相互作用的第一性原理计算与电子-声子相互作用的物理模型相结合，应用我们的耦合BTE方法计算了n掺杂砷化镓的热导率、迁移率、Seebeck系数和Peltier系数.测量的低温增强塞贝克系数被捕获使用的解决方案的完全耦合的电子-声子BTE，而未耦合的电子BTE未能做到这一点。这项工作深入了解了半导体中电荷和热传输的基本性质，并推进了预测性从头计算方法。我们讨论了我们工作的可能扩展。
2020-02-18 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Magnetotransport in the insulating regime of Mn doped GaAs
我们认为运输的绝缘制度的GaMnAs。在假设费米能级位于价带迁移率边缘以上的定域态的条件下，计算了电阻、磁阻和霍尔效应。包括跳跃和激活带传输的贡献。从带态的异常霍尔电流是非常不同的跳跃霍尔电流，并具有外部（歪斜）和内部（Luttinger）的贡献。与实验的比较，使我们能够评估在何种程度上带和跳跃的贡献，确定在一个特定的温度范围内的三个输运系数。有强烈的迹象表明，在GaMnAs的绝缘状态运输主要是由扩展状态，带边，运输，而不是由可变范围跳跃，如文献中所报道的。
2008-07-09 cond-mat.mtrl-sci
Effect of local chemistry and structure on thermal transport in doped GaAs
使用第一性原理的方法，我们分析的\textit{DX}中心形成的S，Se和Te掺杂原子对GaAs的热导率的影响。我们的结果与实验结果吻合得很好，并揭示了每种缺陷的显著不同影响背后的物理机制。我们建立了一个因果链连接的掺杂剂的电子结构的大块固体的热导率，宏观输运系数。具体而言，孤对电子的存在导致形成结构不对称的\textit{DX}中心，其引起入射声子的共振散射。当这些共振影响与热输运最相关的光谱部分时，它们的影响被放大。我们发现，这些共振与本地化的振动模式在扰动声子谱。最后，我们通过对缺陷结构的能量景观的详细分析，说明了能量景观中平坦的相邻极小值与共振声子散射之间的联系。
2019-05-27 cond-mat.mtrl-sci
Thermomodulation studies of heat transport in heavy-doped n-GaAs by using the temperature dependence of metal-semiconductor contact resistance
用调制的CO_{2}激光辐照金属-半导体接触，研究了重掺杂n-GaAs在温度T=300 K和77 K时的热输运。它示出这种方法提供了一个机会，以确定热扩散系数$χ$和塞贝克系数S_{T}没有直接测量的温度梯度。还发现，热电子的热化长度超过了基于GaAs参考数据可以进行的评估的数量级。为了阐明所观察到的现象的起源进行了测量与肖特基接触上的薄掺杂GaAs层外延生长在半绝缘GaAs衬底上。在这种情况下，简并电子气只占据导热介质的微不足道的部分。此外，利用电流脉冲通过肖特基势垒向半导体注入超热电子的实验，研究了超热电子的注入效应是否与电子加热方式有关。LO-声子的非平衡和电子-声子碰撞积分的变化，由于电子的非平衡对关联的建议作为一个可能的解释。
2005-01-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Spin-injection and spin-relaxation in p-doped InGaAs/GaAs quantum-dot spin light emitting diode at zero magnetic field
报道了p型掺杂InGaAs/GaAs量子点自旋发光二极管在零磁场下的有效自旋注入。在100 K温度范围内，测量到了高的电致发光圆偏振度（Pc）~19%.这一结果是由于垂直磁化的CoFeB/MgO自旋注入器允许有效的自旋注入和适当的p型掺杂的InGaAs/GaAs量子点层在有源区中的组合。通过分析电致发光圆极化的偏压和温度依赖性，我们证明了一个两步自旋弛豫过程。第一步发生在电子隧穿MgO势垒并穿过GaAs耗尽层时。自旋弛豫由与电子的动能有关的Dyakonov-Perel机制控制，其特征在于偏压依赖的Pc。第二步发生在电子在与空穴辐射复合之前被捕获到QD中时。Pc的温度依赖性反映了温度诱导的量子点掺杂的修改，连同量子点内部的载流子寿命和自旋弛豫时间之间的比率的变化。理解这些自旋弛豫机制对于提高自旋LED在未来室温下零外加磁场下的自旋光电应用的性能是至关重要的。
2020-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-temperature intrinsic ferromagnetism in heavily Fe-doped GaAs layers
本文研究了一种新型的高温GaAs：Fe稀磁半导体（DMS）薄膜，其平均Fe含量高达20 at. %在真空中使用脉冲激光沉积在（001）i-GaAs衬底上生长。透射电子显微镜（TEM）和能量色散X射线光谱研究表明，在180和200 C下获得的导电层是外延的，不含任何第二相夹杂物，但含有Fe富集的柱状区域重叠的微孪晶。在250 ℃下获得的非导电层的TEM研究揭示了嵌入的GaAs：Fe DMS的相干富Fe团簇。X射线光电子能谱学研究表明，Fe原子以几乎相等的概率与Ga和As原子形成化学键，从而Fe原子在Ga和As位置上的取代数量相当。所获得的导电GaAs：Fe层的n型导电性显然与GaAs带隙内Fe受主杂质带中的电子输运有关。一个滞后的负磁电阻观察到的导电层，直到室温。磁阻测量点的导电GaAs：Fe层的面外磁各向异性的柱状区域的存在有关。磁性圆二色性的研究证实，在180、200和250 ℃下获得的层是本征铁磁半导体，并且在200 ℃下获得的导电层的居里点可以达到至少室温。结果表明，重掺Fe的GaAs层的铁磁性与不同价态的Fe原子通过中间As和Ga原子进行Zener双交换有关。
2020-09-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Temperature stable 1.3 μm emission from GaAs
砷化镓在用于光源目的的光通信器件中具有出色的性能。为了实现GaAs发光与光纤传输窗口的匹配，采用了不同的方法。本文报道了在1.3 μm附近用热处理GaAs实现的准温度无关的光致发光。结果表明，1.3 μm发射是由VAs施主和X受主对引起的.研究了闪光灯退火对掺氮和锰半绝缘GaAs晶片中施主-受主对（DAP）形成的影响。通过控制掺杂和退火条件，可以很容易地调节DAP的浓度和1.3 μm发射。
2012-11-08 cond-mat.mtrl-sci
Fabrication and Characterization of Modulation-Doped ZnSe/(Zn,Cd)Se (110) Quantum Wells: A New System for Spin Coherence Studies
本文描述了在GaAs衬底上生长调制掺杂的ZnSe/（Zn，Cd）Se量子阱。与在（001）GaAs上外延ZnSe基量子结构的众所周知的协议不同，我们发现在（110）GaAs上制造量子阱结构需要显著不同的生长条件和样品结构。我们使用磁输运测量，以确认在这些样品中的二维电子气的形成，然后测量横向电子自旋弛豫时间使用时间分辨法拉第旋转。与基于已知自旋弛豫机制的预期相反，我们发现这些（110）取向样品与（100）取向对照样品的自旋寿命之间的差异令人惊讶地很小。
2005-05-01 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic spin excitations in Mn doped GaAs : A model study
我们提供了一个定量的理论模型研究的动态磁性能的最佳退火Ga $_{1-x}$ Mn $_x$ As。该模型已被证明可以准确地再现Ga $_{1-x}$ Mn $_x$ As的居里温度。在这里，我们表明，所计算的自旋刚度是在良好的协议与从头计算为基础的研究。此外，一个整体良好的协议也发现与现有的实验数据。我们还评估了磁振子的态密度和典型的态密度，从“迁移率边缘”，分离的扩展从本地化的磁振子状态，被确定。该模型的力量在于它的能力，被推广到广泛的一类稀磁半导体材料，因此，它弥合了第一原理计算和基于模型的研究之间的差距。
2011-11-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Bandgap narrowing in Mn doped GaAs probed by room-temperature photoluminescence
（Ga，Mn）As系统的电子能带结构是近二十年来固体物理研究中最令人感兴趣的问题之一。确定能带结构随Mn浓度的变化是理解铁磁性起源的关键问题。本文介绍了Ga_{100%-x} Mn_{x} As合金的室温光致发光和椭圆偏振测量。随着Mn含量的增加，Ga_{100%-x} Mn_{x} As合金的室温近带隙发射的红移证明了价带的上移。结果表明，即使掺杂0.02原子%，Mn的影响的价带边缘，它合并的Mn浓度低至0.6原子%的杂质带。X射线衍射图和高分辨率横截面TEM图像都证实了注入层和GaMnAs合金形成的完全再结晶。
2015-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Influence of manganese contamination on high-mobility GaAs/AlGaAs heterostructures
光致发光和磁输运测量已被用来评估调制掺杂GaAs/AlGaAs异质结的质量。研究了在分子束外延室中以锰为源材料制备的样品的低温电子迁移率随时间的演化。Mn污染被认为是导致电子迁移率降低到1 x 10^{6} cm^{2}/Vs和出现明显的光致发光带的原因。相比之下，没有这种信号的结构达到5.4 x 10^{6} cm^{2}/Vs的迁移率值。这直接证明了高迁移率电子系统的外延和包含GaMnAs层的结构原则上可以在一个生长室中组合。
2004-04-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Structural and optical properties of self-catalytic GaAs:Mn nanowires grown by molecular beam epitaxy on silicon substrates
利用分子束外延技术在氧化的Si（100）表面自催化生长了Mn掺杂的GaAs纳米线，并通过扫描和透射电子显微镜、拉曼散射、光致发光、阴极发光和电子输运测量等方法对纳米线进行了表征。透射电子显微镜的研究证明了大量的积累内的催化Ga液滴在纳米线的顶部的Mn。光学和输运测量揭示了GaAs纳米线自催化生长的Mn含量的极限对应于掺杂水平，即，比MBE生长过程中使用的Mn/Ga流量比（约3%）低得多。个别纳米线的电阻率测量证实，它们是导电的，根据光致发光测量，其显示存在的Mn 2+受体位于Ga网站的GaAs主晶格的纳米线。Mn掺杂GaAs纳米线的激子相关的光致发光的异常温度依赖性被证明。
2013-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Spin- and energy relaxation of hot electrons at GaAs surfaces
综述了半导体中自旋弛豫的机制，并对p型杂质半导体中普遍存在的自旋弛豫机制，即电子-空穴交换相互作用引起的自旋弛豫作了较深入的介绍。结果表明，玻尔兹曼型动力学方程的解决方案，使人们能够获得定量的结果，自旋弛豫半导体，超越原来的Bir-Aronov-Pikus弛豫率近似。利用表面灵敏双光子光电子能谱技术的实验结果表明，p掺杂GaAs中电子在半导体/金属表面的自旋弛豫时间比相应的体自旋弛豫时间长几倍。这些结果的理论解释方面的孔在表面的带弯曲区域中的减少的密度。
2005-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Quantitative Assessment of Carrier Density by Cathodoluminescence. II. GaAs nanowires
精确控制单根纳米线的掺杂对于纳米线基器件的发展至关重要。在这里，我们研究了一系列MBE生长的GaAs纳米线与Be（p型）和Si（n型）掺杂使用高分辨率阴极发光（CL）映射在低温和室温下。CL光谱分析选择性地在不同区域的纳米线。用广义普朗克定律和吸收模型对室温发光进行了拟合，提取了带隙和带尾宽度。对于Be掺杂的GaAs纳米线，带隙变窄提供了范围从约$1\times 10^{18}$到$2\times 10^{19}$ ~cm $^{-3}$的空穴浓度的定量测定，与目标掺杂水平良好一致。高分辨率的空穴浓度图表明，在纯锌的掺杂部分的均匀掺杂。对于Si掺杂的GaAs纳米线，电子费米能级和低温CL谱的半峰全宽被用来评估电子浓度为约$3\times 10^{17}$至$6\times 10^{17}$ ~cm $^{-3}$。这些发现证实了获得高掺杂n型GaAs纳米线的困难，这可能是由于掺杂补偿。值得注意的是，揭示了NW最顶部的高浓度（5- 9 $\times 10^{18}$ ~cm $^{-3}$）的特征。
2022-01-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Scattering Mechanisms in a High Mobility Low Density Carbon-Doped (100) GaAs Two-Dimensional Hole System
本文系统地研究了低密度掺碳（100）GaAs二维空穴系统（2DHS）中迁移率的密度依赖性。在T= 50 mK时，测得密度p=6.2 x 10^10 cm^-时的迁移率为2.6 x 10^6 cm ^2/Vs。这是迄今为止报告的2DHS的最高移动性。使用背栅样品几何结构，研究了迁移率在2.8 x 10^10 cm^-2至1 x 10^11 cm^-2范围内的密度依赖性。使用单个指数α，迁移率对密度不能拟合为形式μ ~ p^α的幂律依赖性。我们的数据表明，一个连续的演变的幂律与α范围从~ 0.7在高密度和增加到~ 1.7在最低密度测量。具体到我们的结构的计算表明，从均匀的背景杂质散射在高密度的远程电离杂质散射在低密度的主导散射机制的交叉。这是第一次观察到的载流子密度诱导的过渡，从背景杂质为主的远程掺杂剂为主的运输在一个单一的样品。
2011-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dynamics of diluted magnetic semiconductors from atomistic spin dynamics simulations: Mn doped GaAs as a case study
用原子自旋动力学方法研究了稀磁半导体（DMS）磁性的动力学行为。从研究中得出的结论被认为是一般的DMS系统中的低浓度限制，虽然所有的模拟都是为5%的Mn掺杂的GaAs与各种浓度的反位缺陷。计算了磁化曲线$M(T)$和居里温度$T_C$，并与蒙特卡罗模拟和实验结果进行了比较。此外，磁对关联函数的平衡和非平衡行为已经被提取。DMS系统的动力学揭示了一个实质性的短程磁秩序，即使在温度或以上的有序温度，与非零对关联函数延伸到几个原子壳。对于高反位As浓度的模拟显示了一个短程反铁磁耦合，和一个减弱的长程铁磁耦合。对于足够大的浓度，我们没有观察到任何长程铁磁相关。一个典型的动力学响应表明，从一个随机取向的时刻，自旋相关发展非常快（$\sim$ 1 ps）扩展到15个原子壳层。高于$\sim$ 10 ps的模拟中，观察到的对相关延伸到约40个原子壳层。计算了自相关函数，并与铁磁体如体心立方铁和自旋玻璃材料进行了比较。我们没有发现任何证据，在我们的模拟自旋玻璃行为，任何浓度的反位。相反，磁响应更好地描述为慢动力学，至少与bcc Fe等常规铁磁体相比。
2008-09-30 cond-mat.mtrl-sci
A Roadmap for Controlled and Efficient n-type Doping of Self-assisted GaAs Nanowires Grown by Molecular Beam Epitaxy
GaAs纳米线的N型掺杂已被证明是困难的，因为硅杂质的两性特性通过纳米线生长机制和生长条件而增强。本文报道了用Te施主自辅助分子束外延法可控生长载流子密度高达1020电子/cm ~ 3的n型GaAs纳米线。高掺杂纳米线的载流子密度和电子迁移率的提取，通过结合传输测量和开尔文探针力显微镜分析在单线场效应器件。低温光致发光被用来表征Te掺杂的纳米线的杂质浓度的几个数量级。这些技术的组合使用允许的生长条件的精确定义所需的有效的碲掺入。
2021-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single-particle Relaxation Time in Doped Semiconductors beyond the Born Approximation
我们比较的幅度的单粒子弛豫时间精确计算的可变相位的方法是在第一玻恩近似计算的杂质半导体，如Si和GaAs，假设库仑杂质是随机分布的中心。我们发现，对于典型的掺杂浓度在Si的玻恩近似可以高估约40%的单粒子弛豫时间和低估约30%。结果表明，在GaAs的情况下，差异通常是不太严重。我们的分析表明，在一般情况下，这些大的差异，硅产生强烈违反弗里德尔和规则。这种击穿发生在随机相近似开始击穿的掺杂密度范围内。此外，我们的研究结果表明，一个多离子校正的电子杂质散射需要高掺杂浓度。
2019-07-16 cond-mat.mtrl-sci
On the character of states near the Fermi level in (Ga,Mn)As: impurity to valence band crossover
我们讨论了Mn掺杂GaAs中费米能级附近的态的特征，所揭示的直流传输和光学研究的调查在很宽的范围内的Mn浓度。热激活的价带对直流传输的贡献，在交流电导率中能量hbar Ω约200 meV处的中红外峰，以及热的光致发光光谱表明在低掺杂（<<1%Mn）绝缘GaAs：Mn材料中存在杂质带。与此图片的影响一致，从直流传输推断的杂质带电离能和中红外峰的位置移动到较低的能量和峰加宽与Mn浓度的增加。在具有> 2%掺杂的金属材料中，在直流传输中不能识别Mn相关的活化贡献的痕迹，这表明杂质带已经与价带合并。在分析高掺杂GaAs：Mn的光学测量时，没有发现与这种看法的差异。一个更高的能量（hbar Ω约250毫电子伏）的中红外功能，出现在金属样品与价带间跃迁。它的红移与掺杂的增加可以解释为增加屏蔽的结果，缩小了局域态的价带尾，并削弱了较高的能量跃迁振幅。我们的检查的直流和交流的GaAs：Mn的传输特性的同时，与浅受体同行的比较，确认无序的价带图片的高掺杂金属GaAs：Mn材料。
2007-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Spin dynamics of electrons and holes in InGaAs/GaAs quantum wells at milliKelvin temperatures
用时间分辨法拉第旋转和椭圆率技术研究了n掺杂（In，Ga）As/GaAs量子阱中载流子自旋动力学，温度范围为430毫开尔文。这些技术给出了非常不同的光谱依赖性的数据，但从这些数据中可以获得关于自旋动力学的一致信息，与理论预测一致。讨论了激子共振激发和激子共振激发下长寿命自旋相干产生的机制。我们证明，载流子局域化导致自旋弛豫时间的饱和在45 ns的电子低于4.5 K和在2 ns的空穴低于2.3 K。基本的自旋弛豫机制进行了讨论。
2010-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
