Giant permanent dipole moment of 2D excitons bound to a single stacking fault
研究了高纯GaAs中束缚于单层错的激子的磁光性质。我们发现，二维堆垛层错势绑定的激子组成的电子和重空穴，并确认消失的面内孔$g$ -因子，符合原子尺度对称性的系统。前所未有的均匀性的堆垛层错电位导致超窄的光致发光发射线（具有半高全宽${\lesssim 80~μ\text{eV} }$），并揭示了一个大的磁非互易效应，源于移动激子的磁斯塔克效应。这些测量明确地确定了堆垛层错激子的巨电偶极矩（${\gtrsim e \cdot 10~\text{nm}}$）的方向和大小，使堆垛层错成为研究相互作用激子气体的一个有前途的新平台。
2016-06-06 cond-mat.mes-hall
Interaction of dopants with the I$_3$-type basal stacking fault in hexagonal-diamond Si
本研究采用密度泛函理论计算，揭示了六方金刚石型硅中p型、n型掺杂剂及等电子杂质与I₃型基面堆垛层错的差异化相互作用规律，并通过六方/立方硅界面验证了相关结论，为新型半导体性能调控提供了理论依据。
2025-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charged basal stacking fault (BSF) scattering in nitride semiconductors
本文发展了一个在基底层错存在下半导体中电荷输运的理论。结果表明，基底层错的存在导致载流子输运的各向异性。将该理论应用于由大量BSF组成的非极性GAN薄膜中的载流子输运，并将结果与实验数据进行了比较。
2010-11-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nontrivial gapless electronic states at the stacking faults of weak topological insulators
晶格缺陷，如堆垛层错，可能会掩盖真实材料的电子拓扑特征。事实上，缺陷是无序的来源，其可以增强系统本体的态密度和导电性，并且它们破坏可以保护拓扑状态的晶体对称性。另一方面，近年来已经表明，晶格缺陷可以作为一个来源的非平凡拓扑结构。受最近的三维（3D）拓扑系统，如Bi $_2$ TeI和Bi $_{14}$ Rh $_3$ I $_9$实验的启发，我们研究了堆垛层错对弱拓扑绝缘体（WTI）的电子性质的影响。工作与一个简单的模型组成的3D WTI形成的弱耦合的二维（2D）拓扑层由平凡的间隔，我们发现，2D堆垛层错可以携带自己的，拓扑非平凡的无隙状态。取决于WTI性质以及实现堆垛层错的方式，后者可以形成拓扑保护的2D半金属，但也可以形成嵌入更高维WTI块体中的2D拓扑绝缘体。这表明了在实际材料中使用堆垛层错作为拓扑非平凡的、受保护的导电态的来源的可能性。
2022-06-14 cond-mat.mes-hall
Electronic and magnetic influences of a stacking fault in cobalt nanoscale islands on the Ag(111) surface
利用自旋极化扫描隧道显微镜和光谱仪，我们在Ag（111）表面上发现了垂直磁化和面内磁化的钴纳米岛共存，以及莫尔条纹振幅与岛的磁化方向的关系，莫尔条纹强度大的岛表现为垂直磁化，莫尔条纹强度小的岛表现为面内磁化.密度泛函理论计算再现了这种关系，并解释了钴的本征hcp堆垛层中具有fcc堆垛层错的两种类型的岛之间的差异。
2015-05-15 cond-mat.mes-hall
Achieving DFT accuracy in short range ordering and stacking fault energy using moment tensor potential for CoCrFeNi and CoCrNi
本研究开发了机器学习的矩张量势（MTP），在CoCrFeNi和CoCrNi中实现了近DFT精度的能量、力、应力预测，准确捕捉化学短程有序和层错能，为大规模高保真模拟FCC中熵合金提供了稳健框架。
2025-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stacking fault energy induced softening in the nucleation limited plasticity regime: a molecular dynamics study on Cu-Al alloys
一般来说，随着溶质的加入，合金的屈服强度有望增加，这种现象被称为固溶强化。然而，关于合金添加物的“非均匀”软化的报道并不少见;例如，已知溶质原子位置处的位错的非均匀成核可导致软化。在这项研究中，使用分子动力学（MD）模拟，我们发现在300 K变形的Cu-Al合金异常软化，具体地说，不仅屈服应力，但屈服时的应力降的幅度随着Al含量的增加而降低。我们用连续介质模型计算了部分位错环均匀形核所需的应力。连续介质模型的关键输入之一是堆垛层错能（SFE）。我们进行热力学积分，以评估在晶体中的自由能和没有堆垛层错，从而计算SFE作为Al含量的函数在300 K。使用的SFE值，从而得到我们表明，软化是一个后果的SFE值的减少与添加Al在一个系统中，屈服是由位错环的成核控制。其中，连续介质模型的计算结果与纯铜的分子动力学模拟结果吻合较好。然而，在Cu-Al合金中，屈服强度的下降只能使用连续模型（其假设均质成核）和异质成核势垒的降低（其是不稳定和稳定堆垛层错能的比率的函数）的组合来解释。我们表明，应力降的减少可以合理化的屈服时可用的储能-屈服时的储能随着Al的增加而减少，因此，最大位错密度随着Al含量的增加而减少。
2021-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
One-dimensional surface states on a striped Ag thin film with stacking fault arrays
通过在Ag薄膜中引入层错阵列，形成了周期为1.3 nm的一维（1D）条形结构。用低温扫描隧道显微镜研究了这种条状Ag薄膜的表面态。通过微分电导（dI/dV）测量观察到纵向运行的驻波和特征光谱峰，揭示了表面条纹上存在1D态。它们的形成可以归因于Ag（111）表面态通过堆垛层错被量子限制成条带。为了定量限制的程度，有效的势垒在堆垛层错的Ag（111）表面状态估计独立的测量。考虑有效势垒的单量子阱模型能再现条纹上dI/dV谱的主要特征，而Kronig-Penney模型不能做到这一点。因此，本系统应被视为在各个条带上的解耦的1D状态，而不是在条带阵列上延伸的各向异性2D布洛赫状态。
2011-07-20 cond-mat.mes-hall
Electronic properties of stacking faults in Bernal graphite
本研究利用含全部Slonczewski-Weiss-McClure参数的石墨紧束缚模型，计算Bernal石墨堆垛层错的二维电子态能谱，发现其能带具菱方三层石墨烯特征，费米面为三空穴圆锥色散口袋且狄拉克点在费米能级之上，其量子振荡频率和回旋质量与体相不同，可通过量子输运等测量识别。
2024-12-09 cond-mat.mes-hall
Nanoscale infrared and microwave imaging of stacking faults in multilayer graphene
本研究提出两种基于原子力显微镜的技术（AFM-IR和sMIM），用于高对比度区分石墨烯堆垛序、亚表面成像及纳米级畴壁识别，为可靠制造层间配准明确的多层石墨烯器件铺平道路。
2025-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical properties of wurtzite GaN/AlN quantum dots grown on non-polar planes: the effect of stacking faults in the reduction of the internal electric field
研究了非极性GAN/AlN量子点的光发射特性。这些量子点内的堆垛层错的存在证明了在光致发光与温度和激发功率的依赖性。非极性量子点的电子结构和光学性质的理论模型，考虑到其现实的形状，提出了预测的内部电场的大幅减少，但持续的量子限制斯塔克效应，极性GAN/AlN量子点。模拟量子点内部的3单层堆垛层错的影响，其充当纤锌矿基质中的锌包合物，导致内部电场额外减少30%，并且更好地解释了观察到的光学特征。
2016-01-19 cond-mat.mes-hall
Strong Electron Confinement By Stacking-fault Induced Fractional Steps on Ag(111) Surfaces
用低温扫描隧道显微镜测量了Ag（111）表面层错（SF）诱导分数阶跃的电子反射幅度$R$。出乎意料的是，当能量从0增加到0.5 eV时，$R$保持与$0.6 \sim 0.8$一样高，这与其对于单原子（MA）步骤的快速降低行为形成鲜明对比[L. B{ü}rgi等人，物理修订版信函\textbf{81}，5370（1998）]。基于{ \em ab-initio}推导的能带结构的紧束缚计算证实了实验结果。此外，在下降SF步骤的相移被发现是系统大于对应的上升步骤的$\approx 0.4 π$。这些结果表明，次表面SF平面显着有助于表面态的反射。
2010-05-07 cond-mat.mes-hall
Stacking Faults, Bound States, and Quantum Hall Plateaus in Crystalline Graphite
我们分析了Bernal石墨中简单堆垛层缺陷的电子性质。我们发现，一个束缚态的形式，分散的$|\bfk-\bfK|^3$在附近的两个不等价的区域角落$\bfK$。在强c轴磁场的存在下，这种束缚态发展出朗道能级结构，其在低能量下表现为$E\nd_n\propto |n B|^{3/2}$。我们发现，埋层错有可观察到的表面光谱的后果，我们讨论了三维量子霍尔效应（3DQHE）的影响。我们还分析了菱面体石墨的朗道能级结构和手性表面态，并表明，当掺杂时，它应该表现出多个3DQHE平台在适度的领域。
2008-09-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Multi-mode Fabry-Pérot conductance oscillations in suspended stacking-faults-free InAs nanowires
我们报告的相干电子输运在悬浮的高品质的InAs单晶器件的观察。采用低温金辅助气液固分子束外延生长InAs纳米线。高质量的纳米线是通过去除典型的发现堆叠故障，并减少可能的金掺入。通过将纳米线悬浮在预定义的凹槽上，实现了器件中衬底诱导的散射最小化。在实验中观察到了涉及多个一维模式输运的相干输运，表现为法布里-珀罗电导振荡。从电导振荡的周期推导出的法布里-珀罗干涉仪的长度被发现接近于设备的物理长度。高的振荡可见度意味着几乎弹道电子输运通过纳米线。
2010-07-30 cond-mat.mes-hall
Stacking faults as quantum wells in nanowires: Density of states, oscillator strength and radiative efficiency
我们研究的性质的激子绑定到I1基面层错[（I1;X）] GAN纳米线系综的连续波和时间分辨光致发光光谱。基于这些激子的辐射寿命随温度的线性增加，证明了它们具有二维态密度，即：例如，基面堆垛层错起到量子阱的作用。从线性增加的斜率，我们确定的振子强度的（I1;X），并表明，得到的值反映了存在大的内部静电场跨越堆垛层错。虽然GAN纳米线系综中施主束缚激子和自由激子的复合在10 K时已经由非辐射现象主导，但我们观察到（I1;X）在60 K时完全辐射复合。这一发现为GAN纳米线中的非辐射复合过程提供了重要的见解。首先，在60 K下测量的约6 ns的辐射寿命设定了考虑到纳米线平均直径为105 nm的450 cm/s的表面复合速度的上限。其次，与施主束缚激子和自由激子的快速衰变有关的非辐射中心的密度不能高于2 × 10^16 cm^-3。因此，这些GAN纳米线系综中的施主束缚激子的非辐射衰减必须通过自由激子态间接发生。
2014-08-22 cond-mat.mes-hall
Transport in multilayer graphene: resistance from stacking faults
Brock University（布鲁克大学）
本文构建理论框架计算任意堆垛石墨烯的c轴电阻，发现堆垛无序的多层石墨烯电阻非自平均、中位电阻随尺寸指数增长，可作为堆垛层错特征并探测局域化物理。
2026-10-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
On the origin and universality of dislocation creation and void nucleation in FCC ductile metals
通过分子动力学模拟和理论分析，阐明了面心立方（FCC）韧性金属单轴拉伸过程中位错产生和空洞形核的起源。结果表明，位错的产生经历了三个不同的阶段：（i）热涨落随机激活扁平八面体结构（FOSs），（ii）FOSs在密排面上自组织堆积形成双层缺陷团，（iii）FOSs在密排面上自组织堆积形成双层缺陷团，（iv）FOSs在密排面上自组织堆积形成双层缺陷团。（iii）被肖克莱部分位错包围的堆垛层错是由双位错产生的，层缺陷簇由于内部原子的相对滑移。而空洞的形核过程可以分为两个阶段：（i）首先由不同层错交叉形成空位串;（ii）然后空位串通过发射位错转变为空洞。我们表明，我们的研究结果的位错产生和空洞成核的起源是普遍的各种FCC韧性金属低堆垛层错能。
2013-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exchange interaction, disorder, and stacking faults in rhombohedral graphene multilayers
我们应用平均场Hartree-Fock理论，在双层石墨烯的电荷中性的带隙电子态的薄膜的菱形石墨多达30层。对于基态，序参量（在谷中心的带的分离）饱和到一个恒定的非零值作为层数的增加，而带隙减少层数。我们考虑了以随机层势形式出现的手征对称性破缺无序和以层间耦合随机值形式出现的手征保持无序。前者降低了平均带隙的大小，而后者具有可忽略的影响，这是由于具有大量层的膜内的自平均。我们确定在存在一个单独的堆垛层错，这导致在两对低能量带的基态，我们确定两个单独的序参量。其中一个决定了在零温度下的带隙，另一个决定了临界温度，导致，总体上，带隙的温度依赖性是不同的原始菱面体石墨。在堆垛层错的存在下，每个单独的菱形截面与$m$层有助于一对低能量的平带，产生位于特征$m$依赖波矢量的Berry曲率的峰值。在基态中填充的价带的每个自旋谷味的陈数在量值上等于层的总数除以2，与原始菱面体石墨的值相同。
2021-07-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct experimental determination of the spontaneous polarization of GaN
我们提出了一个通用的方法来确定的纤锌矿半导体的自发极化Psp从激子的发射能量绑定到这些晶体中的不同类型的堆垛层错。利用显微光致发光谱和阴极发光光谱，我们观察到了无应变GAN微晶中本征和非本征层错的发射谱线。通过将与这些堆垛层错相关联的极化片电荷视为平板电容器，可以从所观察到的跃迁能量获得Psp，而无需额外的假设。自洽的泊松-薛定谔计算，辅以微观静电势计算使用密度泛函理论，导致几乎相同的值Psp。我们建议GAN的Psp值为-0.022+/-0.007 C/m^{2}。
2012-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Partial lattice defects in higher order topological insulators
非零弱拓扑指数被认为是将单螺旋模束缚于晶格位错的必要条件。在这项工作中，我们表明，高阶拓扑绝缘体（HOTI），事实上，主机沿螺旋或刃位错（包括阶梯边缘）的弱拓扑指数的情况下，一个单一的螺旋模式。当这种情况发生时，螺旋模式必然与位错相结合，位错的特征是分数伯格斯矢量，宏观上通过层错的存在来检测。的鲁棒性的螺旋模式上的部分缺陷证明了绝热变换，恢复平移对称性的堆垛层错。我们提出了两个HOTI的例子，一个内在的和一个外在的，显示螺旋模式在部分位错。由于部分缺陷和堆垛层错在大块晶体中是常见的，因此这种螺旋模式的存在可以对这些材料中的预期电导率产生可测量的影响。
2019-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evidence for Distributed Fault Energetics and Their Impact on Deformation in a Chemically Complex Alloy
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；The University of Osaka（大阪大学）；Shanghai University（上海大学）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；University of Tennessee, Knoxville（田纳西大学诺克斯维尔分校）；Monash University（蒙纳士大学）
本研究提出基于分布的框架，将实验堆垛层错宽度与表观层错能量关联，揭示CrCoNi中分布型能量景观及其对变形机制的影响，为理解化学复杂合金变形提供实验锚定方法。
2026-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dislocation structure and mobility in the layered semiconductor InSe: A first-principles study
基于广义Peierls-Nabarro模型和第一性原理导出的材料参数化方法，采用多尺度方法研究了层状半导体InSe中位错的结构和迁移率. InSe的塑性归因于层间位错滑移的广义层错弛豫的特殊性，例如具有非常低能量和低能量势垒的层错的存在。我们的结果给出了最近观察到的InSe异常可塑性的一致的微观解释[Science { \bf 369}，542（2020）]。
2021-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Crystal-phase quantum dots in GaN quantum wires
我们研究了连续波和时间分辨光致发光光谱的性质的激子绑定到I1基面堆垛层错系综的GAN纳米线。这些GaN纳米线，通过热分解自发形成的GAN纳米线系综获得，是锥形的，尖端直径低至6 nm。随着纳米线直径的减小，我们观察到一个强烈的蓝移的跃迁起源于堆垛层错束缚激子的辐射衰减。此外，这种过渡的辐射寿命在纳米线是独立的温度高达60 K和显着长于相应的过渡生长的纳米线。这些研究结果揭示了零维字符的限制激子状态，从而表明，I1堆垛层错在x-ray纳米线作为真正的量子点。
2016-02-17 cond-mat.mes-hall
Transport in close-packed solids with stacking defects
Brock University（布鲁克大学）
研究紧密堆积固体中输运特性，揭示堆叠缺陷对导电性的影响。
2026-02-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
High-Responsivity Photodetection by Self-Catalyzed Phase-Pure P-GaAs Nanowire
缺陷对于光电子器件是有害的，例如堆垛层错可以形成载流子传输势垒，并且具有深能级的外来杂质（Au）可以形成载流子陷阱和非辐射复合中心。本文首先研制了具有纯锌层（ZB）结构的自催化p型GaAs纳米线（NWs），并以此制作了光电探测器。由于不存在堆垛层错并抑制了大量深能级缺陷，该光电探测器在室温下具有1.45 x 105 A W^-1的高光响应度，对波长为632.8 nm的低强度光信号具有高达1.48 x 10^14琼斯的优异比探测率（D*），优于先前报道的NW基光电探测器。这些结果表明，这些自催化纯ZB GaAs纳米线是光电子应用的有前途的候选人。
2018-04-20 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
