Generation and remote detection of THz sound using semiconductor superlattices
介绍了一种新的方法来研究高频声学声子的传播，其中的产生和检测涉及两个空间分离的超晶格$\sim 1 {\rm μm}$分开。频率高达$\sim 1 {\rm THz}$的振荡模式从它们产生的超晶格逃逸，并到达它们被检测到的第二超晶格。测得的频谱揭示了有限的尺寸效应，这可以通过连续弹性模型来解释。
2007-03-28 cond-mat.mtrl-sci
Reduced thermal conductivity of TiNiSn/HfNiSn superlattices
导热系数的减小是热电研究中的一个重要方面。我们报告了一个系统的和显着的减少的跨平面热导率的模型系统组成的直流溅射TiNiSn和HfNiSn半Heusler超晶格。通过3 $ω$方法测量$κ$的减少，并且其来源于内部界面处的声子散射。基于玻尔兹曼输运理论计算了超晶格中的热输运，包括内部界面处声子的扩散失配模型。下至3 nm的超晶格周期性，超晶格组分之间的声子谱失配定量地解释了$κ$的减少。对于非常薄的单个层，界面模型破裂，并且人造晶体显示出增强的$κ$。我们还提出了一个增强的ZT值为所有研究的超晶格相比，单一的TiNiSn和HfNiSn薄膜。
2015-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Interlayer Exchange Coupling in Semiconductor Magnetic/Nonmagnetic Superlattices
综述了磁性/非磁性半导体超晶格中的层间自旋关联。基于中子学和磁学研究，给出了不同全半导体结构中层间交换耦合的实验证据。紧束缚模型被用来解释在铁磁EuS/PbS和反铁磁EuTe/PbTe系统的非磁性块之间的相互作用转移，而无需载流子的帮助。
2002-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Subamorphous thermal conductivity of crystalline half-Heusler superlattices
提高热电品质因数的探索主要遵循降低热导率同时保持材料的功率因数不变的路线图。理想地，需要电子晶体声子玻璃系统。在这项工作中，我们报告了一个非凡的减少跨平面的热导率在晶体（TiNiSn）：（HfNiSn）半Heusler超晶格。我们创建SL的热导率低于有效的非晶极限，这是保持在一个大的温度范围（120-300 K）。我们在室温下测量的热导率值低至0.75 W/（m K），迄今为止报道的半Heusler化合物的最低热导率值。通过改变沉积条件，我们还证明了超晶格的单段生长方式对热导率的影响很大。这些发现显示了热电发电机的巨大潜力，其中需要显著降低热导率，但不会失去系统的晶体质量。
2018-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Alloy-like behaviour of the thermal conductivity of non-symmetric superlattices
在这项工作中，我们显示了一个唯象的合金类拟合的热导率（A）d1：（B）d2超晶格d1 /= d2，即非对称结构。该方法是对合金化合物热膨胀系数之和的诺伯里规则的推广。也就是说，我们表明，这种方法也可以扩展到描述由两个或两个以上的元素组成的晶体和有序系统的热性质，并有一个潜在的更广泛的应用范围。利用这种近似，我们估计界面热阻取决于周期和形成超晶格结构的材料的比例
2017-07-19 cond-mat.mtrl-sci
Low Thermal Conductivity Phase Change Memory Superlattices
相变存储器装置通常通过熔化淬火材料以从根本上降低其电导来复位。重置相变材料所需的高功率和伴随的高电流密度是限制3D相变存储器架构的存取时间的主要问题。相变超晶格通过将相变限制在两种不同相变材料之间的界面来降低复位能量。然而，超晶格的高热导率意味着热被不良地限制在相变材料内，并且大部分热能被浪费到周围的材料。在这里，我们确定了Ti作为一种有用的掺杂剂，用于显著降低Sb 2 Te 3-GeTe超晶格的热导率，同时还稳定分层结构免受不必要的无序。我们证明，通过激光加热，降低热导率掺杂的Sb 2 Te 3层与Ti的一半的开关能量相比，只使用界面相变过渡和应变工程的超晶格。热优化的超晶格具有（0 0 l）的晶体取向，但在“开”（设置）状态下的热导率仅为0.25 W/m.K。与未掺杂的超晶格相比，包含该Ti掺杂的超晶格的原型相变存储器器件切换得更快并且处于基本上更低的电压。在切换过程中，Ti掺杂的Sb 2 Te 3层在超晶格内保持稳定，并且只有Ge原子是活跃的并且经历界面相变。总之，我们展示了热优化的Sb 2 Te 3-GeTe超晶格的潜力，用于新一代节能的电学和光学相变存储器。
2022-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Modal phenomena of surface and bulk polaritons in magnetic-semiconductor superlattices
讨论了在静态磁场作用下，复合磁性半导体超晶格中体极化激元和表面极化激元的特性。三个特定的配置的磁化，即福格特，极性和法拉第几何被认为是。在长波长极限下，利用有效介质理论，将超晶格描述为由有效介电常数和有效磁导率张量定义的各向异性均匀介质。该研究是在频带中进行的，其中的超晶格的基本构成的磁性和半导体材料的特征共振频率是不同的，但紧密间隔。借助于突变理论中Morse临界点的概念，揭示和解释了模交叉和反交叉对体极化激元和表面极化激元色散特性的影响。
2017-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Crossing and anti-crossing effects of polaritons in a magnetic-semiconductor superlattice influenced by an external magnetic field
本文讨论了法拉第几何结构的磁性半导体超晶格中的体极化激元和表面极化激元在外加静态磁场作用下的色散特性中的交叉和反交叉效应。体极化激元被归类为右手和左手的椭圆偏振态的本征波，而表面极化激元被认为是混合模式具有主导作用的磁性或半导体子系统，和这种极化激元的色散特性的区别被揭示涉及临界点的概念。
2017-02-02 cond-mat.mtrl-sci
Tuning Coherent-Phonon Heat Transport in LaCoO$_3$/SrTiO$_3$ Superlattices
在纳米结构的相干声子传播的制度开辟了巨大的可能性，以控制能量收集设备，声子电路等的热导率在本文中，我们表明，相干声子的贡献很大的LaCoO 3/SrTiO 3氧化物超晶格的热导率，室温。我们表明，它们的贡献可以通过超晶格周期性的小变化进行调谐，而不改变超晶格的总厚度。使用这种策略，我们在室温下将热导率调整了20%。我们还讨论了界面混合和外延弛豫作为一个外在的，材料依赖的关键参数理解氧化物超晶格的热导率的作用。
2021-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Structural stability of lattice-matched heterovalent semiconductor superlattices
晶格匹配的异价合金和超晶格具有一些独特的物理性质。例如，它们的带隙可以改变很大的量，而不会显着改变其晶格常数，因此它们具有很大的潜力，用于光电应用。利用第一性原理总能量计算、蒙特卡罗模拟和晶格简谐展开，系统地研究了异质超晶格的稳定性。我们发现，晶格匹配的异质超晶格的稳定性的化学趋势是显着不同的晶格失配的等价超晶格，因为晶格失配的等价超晶格的稳定性主要是由应变，而晶格匹配的非等价超晶格的界面能不仅取决于键能，但也来自施主和受主类错误的债券库仑能。在短周期异价超晶格中，突变的[111]界面具有最低的能量，即使它是极性的，而对于长周期异价超晶格，[110]界面具有最低的能量。相反，[201]超晶格通常是晶格失配的等价超晶格中最稳定的。
2013-09-27 cond-mat.mtrl-sci
Phonon Dispersion Effects and the Thermal Conductivity Reduction in GaAs/AlAs Superlattices
利用精确的晶格动力学模型，对实验观察到的（GaAs）_n/（AlAs）_n（或n × n）超晶格（2x2）、（3x 3）和（6x6）结构的热导率沿生长轴的数量级减小进行了理论研究.由于超晶格的几何形状的声子色散关系的修改导致平坦的声子分支，因此较低的声子速度。这种效应被证明占的导热系数的三分之一的减少相对于体GaAs沿生长方向;其余的是可归因于声子寿命的减少。色散相关还原对温度（100 < T <300 K）和n相对不敏感。声子寿命的减少是最大的（2 × 2）结构和更大的界面散射一致。热导率的降低被证明是明显更敏感的GaAs/AlAs力常数的差异比那些与分子质量。
2000-05-01 cond-mat.mtrl-sci
ATiO$_{3}$/TiO (A=Pb, Sn) superlattice: bridging ferroelectricity and conductivity
我们建议在钙钛矿型的ATIO $_{3}$中插入TiO层形成超晶格，并使用第一性原理计算研究其基本性质。我们的计算分析表明，该结构，其中包括重复的ATiO_{3}和TiO层，具有很强的各向异性导电性。该结构立即表明其导电性的可能控制离子位移有关其固有的铁电性。此外，我们还借助声子计算获得了低能相的结构信息，并研究了它们随外延应变的演化。由于可能的组合数量巨大，因此我们提出了一种混合钙钛矿和更简单的金属氧化物的方法，以构建具有新特性的材料。
2020-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Modulation of Semiconductor Superlattice Thermopower Through Symmetry and Strain
在杂质半导体和金属中，热电势随着载流子浓度的增加而减小，与Pisarenko关系一致。在这里，我们展示了一种新的应变工程方法，以增加[001] Si/Ge超晶格（SL）的热电势超过这个关系。使用两个独立的理论建模方法，我们表明，由于结构的对称性，新的频带的形式，和，SL带是高度可调的外延衬底应变。带的位移导致调制的热电势，峰值$\sim$ 5倍增强应变Si/Ge SL中的高掺杂制度。
2019-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Coexistence of bulk and surface polaritons in a~magnetic-semiconductor superlattice influenced by a transverse magnetic field
它表明，在相同的频带和波矢空间内的体和表面极化激元的共存的效果可以实现在磁性半导体超晶格提供一个有意识的选择的特征谐振频率和材料分数的结构的底层组件以及外部静态磁场的几何形状。该研究是基于有效介质理论，这是参与计算的正常和异常体极化激元和混合EH和HE表面极化激元的长波电磁模式的色散特性，通过平均表达式相对于有效的本构参数的超晶格。
2017-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Metal-semiconductor (semimetal) superlattices on a graphite sheet with vacancies
研究发现，石墨片上周期性密集空位使其电子光谱显著增强，沿空位线形成费米能级附近高态密度的金属波导。在垂直于这些线的方向上，光谱表现出半金属或半导体的字符与空位的迷你带退化到杂质水平的间隙。
2006-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Transforming common III-V and II-VI semiconductor compounds into topological heterostructures: The case of CdTe/InSb superlattices
目前已知的拓扑绝缘体（TI）限于掺入重元素的窄隙化合物，因此严重限制了可用于这种应用的材料池。我们通过第一性原理计算表明，如何由常见的半导体构建块制成的异价超晶格可以将其非TI组件转化为拓扑纳米结构，如III-V/II-VI超晶格InSb/CdTe。在没有界面原子交换的情况下，这种界面的异价性质建立了一个自然的内部电场，该电场与量子限制一起导致带反转，将这些半导体转化为拓扑相，同时也形成了巨大的Rashba自旋分裂。我们揭示了界面稳定性和拓扑转变之间的关系，找到了一个机会窗口，这两个条件都可以优化。当InSb层的临界厚度达到~ 1.5 nm时，[111]和[100]超晶格的相对能量都比原子交换界面高5-14 meV/A2，激发能隙高达~150 meV，从而在半导体超晶格中产生室温量子自旋霍尔效应。从这项研究中获得的理解可以通过创建下一代超结构功能材料来显着拓宽当前单个化合物的功能，而这些功能非常有限。
2016-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Coherent phonon transport and minimum of thermal conductivity in LaMnO$_3$/SrMnO$_3$ superlattices
本文研究了（LaMnO $_3$）$_n$ /（SrMnO $_3$）$_n$超晶格的热输运性质，其中超晶格周期为$Λ=2n$，介于$2$和$12$之间.实验数据的分析清楚地揭示了在$Λ=6$ u.c.下热导率$κ$的最小值。此外，我们从理论上估计声子平均自由程约为$3Λ$。这些发现清楚地表明，在室温附近的$\pm 100\,$ K的宽温度范围内，在我们的锰氧化物SL中的热传输是一致的。此外，我们证明了反铁磁序可以控制的相干程度。这打开了具有挑战性的角度主动控制相干传输相关的物质。
2021-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Phonon Transmission Rate, Fluctuations, and Localization in Random Semiconductor Superlattices: Green's Function Approach
我们用格林函数方法研究了随机超晶格中声子的输运和局域化。我们推导出的平均传输率和本地化长度，或李雅普诺夫指数，在超晶格结构因子的表达式。这是通过考虑声子的后向散射，由于复杂的质量密度波动，其中包括所有的前向散射过程。这些分析结果被应用到两种类型的随机超晶格，并与基于传输矩阵方法的数值模拟进行比较。我们的分析结果与数值结果吻合得很好。明确推导出传输波动与平均传输的普遍关系，并通过数值模拟独立确认。研究了局域声子的透射率分布向对数正态分布的过渡。
1994-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Cross-plane thermal conductivity of GaN/AlN superlattices
由交替的GAN/AlN外延层组成的异质结构代表了用于主动冷却和节能闪电的最先进器件的构建块。深入了解这些结构的热传导对于改善未来应用的热管理至关重要。在这里，作为层的厚度的函数的GAN/AlN超晶格的交叉平面（垂直于样品的表面）的热导率通过采用$3ω$ -方法建立。此外，相互扩散的作用在界面上的声子散射被考虑在建模和数据处理。据发现，跨平面的外延异质结构的热导率可以被驱动到低至5.9 W/（m $\cdot$ K）的值与那些报道的非晶薄膜相媲美，从而打开广泛的前景，优化热管理III族氮化物为基础的外延多层膜。
2021-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Heat conduction of single-walled carbon nanotube isotope-superlattice structures: A molecular dynamics study
采用经典分子动力学模拟研究了单壁碳纳米管同位素超晶格的热传导。通过交替连接不同质量的单壁碳纳米管形成超晶格结构。在改变超晶格周期时，确定了具有最小有效热导率的临界值，其中主导物理从区带折叠效应切换到晶格界面的热边界电阻。用能量密度谱解释了交叉机制，其中可以清楚地观察到带折叠效应。结果表明，临界超晶格周期厚度取决于扩散弹道声子的平均自由程分布。超晶格结构的热导率的降低击败了一维合金结构的热导率，尽管最小热导率仍然略高于通过同位素的二维随机混合获得的值。
2006-08-24 cond-mat.mtrl-sci
Predictive design and experimental realization of InAs/GaAs superlattices with tailored thermal conductivity
我们展示了一个从头计算的预测方法来计算不同的周期，厚度和组成的InAs/GaAs超晶格（SL）的热导率（$κ$）。我们的新的实验结果说明了这种方法可以产生很好的协议与实验时，现实的组成配置文件作为输入的理论模型。由于InAs的厚度比可以生长的固有限制，散装样SL显示其组成分布的细节有限的敏感性，但当考虑有限厚度的影响时，情况发生了显着变化。如果在生长过程中In的偏析可以最小化，SL具有显着更高的$κ$比具有相同的组成的随机合金将获得，与潜在的改善InAs/GaAs基器件的散热。
2017-10-10 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
Giant nonlinearity in Zero-Gap Semiconductor Superlattices
使用有效介质的方法，我们描述了如何结合汞镉碲化物半导体合金带隙能量的相反的迹象，它可能是设计一个超晶格中的电子具有各向同性的零有效质量和一个单一的谷线性能量动量色散。我们证明了由于超晶格的零质量特性，在外加电磁场的作用下，超晶格可能具有很强的非线性响应。
2013-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Conductivity of a superlattice with parabolic miniband
理论研究了具有抛物型微带的一维超晶格的静态和高频微分电导率，其中色散规律假定为抛物型直到布里渊区边缘。与早期发表的作品，致力于这个问题，新的公式包含的静态电流密度的温度依赖性，这导致电流最大值随着温度的升高向低场侧移动。的高频微分电导率响应特性，包括温度依赖性的检查和创建太赫兹振荡器的布洛赫电子振荡在这样的超晶格的机会进行了讨论。分析表明，具有抛物型微带色散规律的超晶格只有在很低的温度下才有可能用于太赫兹场的产生和放大。
2007-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Origins of minimized lattice thermal conductivity and enhanced thermoelectric performance in WS2/WSe2 lateral superlattice
基于实验制备的WS 2/WSe 2横向超晶格（LS）晶体，提出了一种提高二维过渡金属二硫属化物（TMDC）WS 2热电性能的结构策略.基于密度泛函理论结合玻尔兹曼输运方程，我们证明了单层WS 2的TE优值zT在形成WS 2/WSe 2 LS晶体时显著提高。这主要归因于由于增强的非谐过程而导致的几乎减半的晶格热导率。平行于（xx）和垂直于（yy）超晶格周期的电子输运性质对于p型和n型掺杂LS两者是高度对称的，这归因于电荷载流子的几乎各向同性的寿命。自旋-轨道效应导致导带的显著分裂，并导致三重简并子带和高态密度（DOS），这为获得高的n型Seebeck系数（S）提供了机会。有趣的是，单层WS 2中分离的简并子带和上导带形成了一个显著的阶梯状态密度，从而产生了更高的S。具有比电子高得多的迁移率的空穴载流子揭示了高的p型功率因数，并且在400 K下具有最佳zT超过1的良好p型TE材料的潜力。
2021-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Beating the amorphous limit in thermal conductivity by superlattices design
在具有相同化学成分的无定形结构中测得的值通常被认为是任何材料热导率的下限：热载体因无序而强烈散射，其寿命达到热振动的最小时间尺度。然而，在纳米尺度上的适当设计可以允许甚至在非晶极限以下降低热导率。本文利用分子动力学模拟和Green-Kubo公式，通过调节表征层状声子材料（超晶格）的不同参数，系统地研究了这种结构的热导率。我们发现，达到低于非晶热导率的关键是几乎完全阻止热载流子，超晶格声子的传播。我们证明，在两个插入层中的大的质量差，或层之间的界面上的相互作用减弱，导致材料具有非常低的热导率，低于相应的无定形对应物的值。
2015-03-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Kinetics of exciton photoluminescence in type-II semiconductor superlattices
研究了第二类半导体超晶格中粗糙界面处激子的衰减速率。结果表明，间接激子在平面界面复合的可能性本质上影响激子在粗糙界面的光致发光动力学。这是因为激子在平面界面处的复合与粗糙度处的复合之间存在强相关性。得到了发光动力学参数与粗糙界面统计特性之间的关系式。根据实验数据估算了GaAs/AlAs超晶格中粗糙度的平均高度和长度。
2000-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal conductivity of GeTe/Sb$_{2}$Te$_{3}$ superlattices measured by coherent phonon spectroscopy
利用飞秒相干声子谱研究了GeTe/Sb $_{2}$ Te $_{3}$超晶格的晶格热导率。在非晶和晶态GeTe/$_{2}$ SL薄膜中获得的时间分辨瞬态反射率在太赫兹（THz）频率下具有皮秒退相时间的相干$A_{1}$光学模式。基于德拜理论，我们计算了晶格热导率，包括晶界散射、点缺陷散射、umklapp过程和声子共振散射。结果表明，在非晶SL的热导率是较小的温度依赖性，归因于占主导地位的声子缺陷散射。
2011-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamics of electronic transport in a semiconductor superlattice with a shunting side layer
本文研究了具有分流边层的弱耦合半导体超晶格中的电子输运模型。关键参数包括超晶格的横向尺寸、超晶格的量子阱与分流层之间的连通性以及分流层的导电性质。对于具有小的横向范围和高质量分流的超晶格，静态电场域被抑制，并且空间均匀的场配置被预测为是稳定的，这一结果对于诸如基于超晶格的太赫兹（THz）振荡器的所提出的器件可能是有用的。随着超晶格的横向尺寸的增加，均匀的场配置失去其稳定性的静态或动态的场域，无论分流性能。较低质量的分流通常导致规则和混乱的电流振荡和复杂的空间-时间动态的场分布。分离静态和动态行为的分叉的特点，并发现是依赖于分流性能。
2009-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electromagnetic Waves Reflectance of Graphene -- Magnetic Semiconductor Superlattice in Magnetic Field
在考虑耗散过程的Faraday几何下，对置于磁场中的石墨烯-磁性半导体-石墨烯超晶格的电动力学性质进行了理论研究。采用传输矩阵法计算了不同周期数和不同周期尺寸的超晶格对电磁波的反射率、透射率和吸收率随频率和场的变化关系。石墨烯-磁性半导体-石墨烯超晶格的电动力学性质的有效控制的可能性已经被证明。
2014-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Prominent phonon transmission across aperiodic superlattice through coherent mode-conversion
本文揭示了非周期超晶格中非相干声子模式可通过干涉转换为相干模式，从而实现跨越数百个界面的高透射和显著热导率，并提出通过层图案化或材料选择调控声子能带结构以实现精确热输运控制的策略。
2024-05-28 cond-mat.mtrl-sci
Beam-Offset Thermoreflectance with Bayesian Optimization to Measure the Anisotropic Thermal Properties of Semiconductor Superlattices
Nicolaus Copernicus University in Toruń（托伦哥白尼大学）；Ruhr-University Bochum（波鸿鲁尔大学）；China University of Petroleum, Beijing（中国石油大学（北京））；CNRS, Institut des Nanosciences de Paris, University of Sorbonne（法国国家科学研究中心，巴黎纳米科学研究所，索邦大学）
本研究提出一种结合贝叶斯优化的非接触式偏振热反射法，用于高精度测量半导体超晶格的各向异性热特性。
2026-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Dispersion regions overlapping for bulk and surface polaritons in a magnetic-semiconductor superlattice
本文讨论了在Voigt几何中，在外部静磁场作用下，精细分层磁半导体结构中的体极化激元和表面极化激元的反常色散特性。结果表明，总重叠的色散区域的同时存在的体积和表面极化激元的条件可以达到提供一个有意识的选择的本构参数和材料分数的磁性和半导体子系统。
2016-04-24 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Itinerant spin polaron and metallic ferromagnetism in semiconductor moiré superlattices
理论上预测半导体莫尔超晶格的莫特绝缘体在窄莫尔能带半填充上下掺杂时分别存在巡游自旋极化子与金属铁磁性，且自旋极化子可通过电荷隙随磁场依赖关系的扭折直接识别。
2023-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ultralow Thermal Conductivity of Isotope-Doped Silicon Nanowires
采用分子动力学（MD）模拟方法研究了硅纳米线的热导率.研究发现，在室温下，同位素缺陷可以使硅纳米线的热导率呈指数下降。当掺杂50%的同位素原子时，热导率达到最小值，约为纯28Si NW的27%。同位素超晶格结构的硅纳米线的热导率明显依赖于超晶格的周期。在1.09 nm的临界周期处，热导率仅为纯Si NW值的25%。当超晶格周期小于这个临界长度时，观察到热导率的异常增强。用声子谱理论解释了超晶格结构硅纳米线的超低热导率。
2007-12-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Rare Transition Events in Nonequilibrium Systems with State-Dependent Noise: Application to Stochastic Current Switching in Semiconductor Superlattices
利用最新的数学进展，给出了非平衡系统中罕见噪声驱动的跃迁事件的几何方法，并将计算最大似然跃迁曲线的算法推广到状态依赖噪声的情况。它被应用到半导体超晶格中的电子输运模型，以研究亚稳态电场分布之间的转换。当施加的电压$V$在$V_th$处的鞍结分叉附近变化时，初始亚稳态的平均寿命$<T>$被示出为像$log<T> \propto |V_th - V|^{3/2}$那样缩放为$V\to V_th$。
2010-10-16 cond-mat.mtrl-sci math.PR
Single Layer In-O Atomic Sheets as Phonon and Electron and Barriers in ZnO-In2O3 Natural Superlattices: Implications for Thermoelectricity
在ZnO的一半的ZnO-In 2 O3二元系统的相是自然的超晶格组成的周期性堆叠的单个InO 2片分离的铟掺杂的ZnO块的间距取决于根据关系In 2 O3（ZnO）k的组合物。表征相结合，原子分辨率，像差校正扫描透射电子显微镜（STEM）和电子能量损失谱（EELS）分析，表明每个InO 2层的原子结构由一个单一的连续片的八面体协调的InO 2。这些片也是晶体学反转边界。在800 oC的电导率，热导率和Seebeck系数数据的分析表明，InO 2片不仅通过声子散射降低热导率，而且还对电子输运产生势垒。定性地讨论了势垒的来源、压电效应的作用及其对超晶格间距的依赖性。也有人认为，晶体取向的InO 2片内的单个晶粒也随机取向的多晶材料中的传输障碍。
2017-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Conductivity crossover in nano-crystalline diamond films: Realization of a disordered superlattice-like structure
我们提出了一批不同氮浓度的纳米金刚石薄膜的电输运特性，并解释了半导体异质结构的无序准超晶格模型的导电机制。合成的热灯丝化学气相沉积技术，在薄膜中的结构无序的程度，从拉曼光谱证实，被发现是可控的，导致在过渡的导电机制从本地化和激活的金属导电制度。因此，通过在低温下的高场磁阻测量，我们牢固地建立了从跳跃到3D弱局部化的电导率交叉。长的电子退相时间和其弱的温度依赖性表明金刚石基高速器件应用的可能性。
2012-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Dirac semimetal phases in InSb/$α$-Sn semiconductor superlattices
基于先进的第一性原理计算和低能$k\cdot p$理论，我们从理论上证明了在InSb/$α$-Sn常规半导体超晶格中Dirac半金属相和拓扑绝缘体相的共存.通过适当的界面设计，当沿{[}111{]}方向生长时，会出现较大的界面极化。这种本征极化静电场的存在大大减小了带隙，最终导致能带结构反转，形成了拓扑Dirac半金属相，在$Γ$点附近沿（111）晶向出现了一对Dirac节点。在（100）投影面上观察到清晰的表面态和费米弧。此外，我们还发现了一个二维的拓扑绝缘体相，其非平凡带隙接近70 meV，这使得在室温下观察到量子自旋霍尔效应成为可能.我们的建议为通过适当的界面设计实现在传统半导体超晶格中共存的拓扑非平凡相铺平了道路。
2016-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Beats of the Magnetocapacitance Oscillations in Lateral Semiconductor Superlattices
计算了在垂直磁场作用下，二维弱周期势调制下横向半导体超晶格中二维电子气的磁电容.采用高斯加宽磁场依赖的宽度的状态密度，我们提出了明确的和简单的表达式的磁电容，有效的相关弱磁场和调制强度。随着两个方向上的调制强度的增加，在低磁场范围内（魏斯振荡制度），这是不存在的一维弱调制的情况下，观察到的磁电容振荡的节拍。
2007-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Silicon-based high-temperature diamondlike ferromagnetic with self-organized superlattice distribution of manganese impurity
为了证明激光等离子体掺杂锰硅稀磁半导体薄膜的类金刚石晶体结构，我们推广了前人的结果。
2012-10-04 cond-mat.mtrl-sci
Phonon coherence and minimum thermal conductivity in disordered superlattice
本文以 MoSe$_2$/WSe$_2$ 横向异质结构为模型，结合机器学习势分子动力学模拟，发现无序超晶格中同样存在声子相干性，并揭示晶格热导率随界面密度非单调变化且最小值位置受无序影响，从而将相干声子输运研究拓展到更一般结构。
2024-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
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
Giant reduction of thermal conductivity in twinning superlattice InAsSb nanowires
本研究通过在III-V族半导体纳米线中引入周期性孪晶面构建孪晶超晶格结构，在保持电输运性质不变的前提下将热导率降低一个数量级，使ZT提升10倍，为高效热电能量收集提供了新型纳米材料。
2022-05-11 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Complex polar superstructure controlled thermal conductivity in ferroelectric PbTiO3/SrTiO3 superlattices
Universidade de Santiago de Compostela（圣地亚哥-德孔波斯特拉大学）；Universidad Rey Juan Carlos（胡安卡洛斯国王大学）；Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）；Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2)（加泰罗尼亚纳米科学与技术研究所）；ALBA Synchrotron Light Facility（阿尔巴同步辐射光源设施）
研究铁电PbTiO3/SrTiO3超晶格中复极超结构对热导率的控制，通过整合两种外延薄膜到超晶格，利用其独特平台调节多种能量获得丰富相图，发现极性涡旋三维排列抑制热导率，且厚度增加热导率降低，可用于调节热传输。
2026-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal transport in two-dimensional C3N/C2N superlattices: A molecular dynamics approach
纳米结构超晶格由于其良好的物理性质和可操作性而成为研究的热点。他们的目标是为新的电子和热电设备找到有前途的材料。本文采用非平衡分子动力学方法研究了二维C3 N/C2 N超晶格的热导率。我们分析了超晶格的热导率对总长度、温度以及热浴间温差的依赖关系。在超晶格周期为5.2nm时，最小热导率和声子平均自由程分别为23.2W/m·K和24.7nm。结果表明，在一定的总长度下，随着周期的增加，界面数减少，总热阻减小，系统的有效导热系数增加。我们发现，在长界面（Lx>80 nm），高频和低频声子散射在界面上，而在短界面，存在波干涉，降低了热导率。这两种效应的结合，即，波的干涉和界面散射是超晶格中存在最小热导率的原因。
2021-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
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
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
Ferroelectric control of the giant Rashba spin orbit coupling in GeTe(111)/InP(111) superlattice
GeTe由于其巨大的体Rashba自旋轨道耦合（SOC）而赢得了新的研究兴趣，并成为新的多功能材料之父，即，铁电Rashba半导体本文采用第一性原理计算研究了铁电半导体超晶格GeTe（111）/InP（111）界面上的Rashba SOC。揭示了界面电场和铁电场对Rashba SOC的贡献。一个大的调制Rashba SOC和反转的自旋极化是通过切换铁电极化。GeTe（111）/InP（111）超晶格的研究对于铁电Rashba半导体在自旋场效应晶体管中的应用具有重要意义。
2017-06-26 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Significantly Reduced Thermal Conductivity in Beta-(Al0.1Ga0.9)2O3/Ga2O3 Superlattices
由于β-Ga 2 O 3具有超宽带隙、高击穿电场和可从熔体中生长的大面积可负担的衬底，因此β-Ga 2 O 3已成为电子器件应用的有希望的候选者。然而，它的热导率比其他宽带隙半导体（如SiC和GAN）的热导率低至少一个数量级。由β-Ga 2 O 3制成的电子器件的散热将成为现实世界应用的瓶颈，特别是对于高功率和高频器件。类似于GAN/AlGaN界面，β-（AlxGa 1-x）2 O3/Ga 2 O3异质结构已被用于形成高迁移率二维电子气（2DEG），其中焦耳加热被局部化。β-（AlxGa 1-x）2 O3/Ga 2 O3的热学性质是影响器件散热的关键，但这方面的研究却很少。首次测量了β-（Al_（0.1）Ga_（0.9））_2 O_3/Ga_2 O_3超晶格在80 ~ 480 K范围内的热导率。它的热导率显着降低（5.7倍减少）在室温下相比，体Ga 2 O 3。此外，体的热导率与（010）取向的测量，发现与文献值一致，无论Sn掺杂。我们通过计算它们的逆热扩散率讨论了这些结构中的声子散射机制。通过比较β-（Al0.1Ga0.9）2 O3/Ga 2 O3界面的热边界电导（TBC）和Ga 2 O3的最大TBC，我们发现超晶格中的一些声子在与其他声子或结构缺陷散射之前会穿过几个界面。这项研究不仅对Ga 2 O3电子学应用特别是高功率和高频应用具有重要意义，而且对界面和超晶格中声子输运的基础…
2019-04-30 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Nanoscale Conductivity Imaging of Correlated Electronic States in WSe2/WS2 Moiré Superlattices
我们报道了利用微波阻抗显微镜对角取向WSe 2/WS 2异质结构中相关电子态的纳米电导成像。非接触式微波探头使我们能够观察到莫特绝缘状态与一个孔每个莫尔单位细胞，持续温度高达150 K，与其他表征技术一致。此外，我们确定第一次莫特绝缘状态在一个电子每个莫尔晶胞。在异质双层区域中直接可视化了相关态的明显不均匀性，这表明莫尔超晶格势或静电掺杂中存在局部紊乱。我们的工作提供了重要的见解二维莫尔系统下降到微观水平。
2020-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Localized Wavefunctions and Magnetic Band Structure for Lateral Semiconductor Superlattices
本文采用基于磁平移算符射线群的投影算符方法计算了垂直磁场作用下二维横向超晶格的电子能带结构。我们构造了一个新的基础适当对称布洛赫波函数的线性组合以及本地化的磁Wannier函数。磁场始终包含在对称规范中存在外部磁场时由自由电子本征函数定义的Wannier函数中。在此基础上，我们计算了具有双向弱静电调制的横向超晶格中电子的磁能谱。正方形格子和三角形格子都被认为是特殊情况。我们的方法基于群论处理整数和有理数磁通量的情况下，在一个统一的方式和提供的基础，可以方便进一步的分析和数值计算。
2006-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Uncovering spatio-temporal patterns in semiconductor superlattices by efficient data processing tools
通过对一组已知的漂移扩散方程进行数值积分，得到了与微波产生有关的半导体超晶格中的时间周期图案。相关联的时空传输机制被发现通过应用（计算数据）两个最近的数据处理工具，被称为高阶动态模式分解和时空Koopman分解。结果包括一个清晰的识别的渐近自持振荡的电流密度（孤立的瞬态动力学）和准确的描述的电场行进脉冲的色散图。此外，一个新的数据驱动的降阶模型的初步版本的构建，它允许在一系列不同的配置的系统响应的非常快速的在线模拟。
2021-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.data-an
High-temperature Phonon Coherence and Tunneling Effect in Semiconductor Superlattices
本研究在InAs/AlAs超晶格中于高达500K的温度下实验观测到稳定的声子相干性与隧穿效应，结合第一性原理计算揭示声子波粒二象性，为极端尺度热声子工程及半导体器件应用提供新路径。
2024-12-11 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
