Diluted magnetic semiconductors with narrow band gaps
我们提出了一种方法来实现稀磁半导体（DMS）的p型和n型载流子通过选择具有窄带隙的主机半导体。通过采用密度泛函理论和量子蒙特卡罗模拟相结合，我们证明了这样的半导体使用Mn掺杂的BaZn 2 As 2，它具有0.2 eV的带隙。此外，我们还发现了一种新的无毒DMS Mn掺杂BaZn_2Sb_2，其居里温度比Mn掺杂BaZn_2As_2的居里温度高，后者的居里温度在最近的实验中达到了230 K。
2016-10-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Optical engineering and detection of magnetism in moiré semiconductors
该研究提出莫尔系统中自旋态光学诱导、控制与探测的通用框架，通过拉曼光驱动莫尔过渡金属二硫化物双层实现可调磁相互作用的自旋模型，建立自旋关联与光学信号的联系，为强关联量子系统的光学调控研究铺路。
2025-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
New light on EuO thin films: preparation, transport, magnetism and spectroscopy of a ferromagnetic semiconductor
这篇博士论文提出了铁磁半导体EuO的研究。第一章给出了一般性的介绍，第二章给出了磁光谱的计算。第三章研究了分子束外延生长EuO薄膜。第四章利用实验研究了自旋分辨能带结构。第五章讨论了EuO的变温X射线吸收光谱，第六章研究了EuO的磁圆二色光谱。第七章讨论了EuO的磁输运和光输运的测量和理论。第八章讨论了高温超导铜酸盐的掺杂性质。这项工作由G.A.监督。Sawatzky和L.H.郑
2012-03-30 cond-mat.str-el
Anisotropy and large magnetoresistance in narrow gap semiconductor FeSb2
本文研究了Sb助熔剂法生长的FeSb_2单晶的磁性、输运和磁输运性质的各向异性。FeSb 2的磁化率在100 K附近表现出反磁性到顺磁性的交叉。沿两个轴的电输运是半导体的，而第三轴在温度Tmin下表现出金属-半导体交叉，其对电流对准敏感并且范围在40和80 K之间。在H= 70 kOe时，T<300 K时半导体输运恢复，在交叉温度范围内产生大的磁电阻[rho（70 kOe）-rho（0）]/rho（0）= 2200
2002-06-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Origin of the energy gap in the narrow-gap semiconductor FeSb2 revealed by high-pressure magnetotransport measurements
为了阐明窄禁带半导体FeSb_2中两个能隙的起源，我们研究了流体静压对低温下电阻率、霍尔电阻和磁阻的影响。从100 K以上的电阻率的温度依赖性评估的较大的能隙增强从30到40 meV与压力从0到1.8 GPa，如通常在常规半导体中观察到的。在低温范围内，观察到一个大的塞贝克系数，我们评估了较小的能隙的磁输运张量使用两个载流子模型，并发现，较小的差距表现出较弱的压力依赖性，相反，较大的差距。为了解释能隙的压力变化，我们提出了一个简单的模型，即较小的间隙是从杂质能级到导带的间隙，较大的间隙是价带和导带之间的间隙，这表明所观察到的大Seebeck系数与电子相关效应无关。
2013-10-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermoelectricity in correlated narrow-gap semiconductors
我们回顾了多体效应，它们的微观起源，以及它们对相关窄隙半导体热电性的影响。这一类的成员-如FeSi和FeSb $_2$ -在各种可观测量中显示出不寻常的温度依赖性：在低温下以大的热电势绝缘，它们在比它们的间隙尺寸小得多的温度下变成坏金属。这种绝缘体到金属的交叉伴随着光谱重量转移在大能量的光学电导率和从激活的居里-外斯的磁化率的行为逐渐过渡。我们回顾了对这些现象的理解，讨论了与重费米子近藤绝缘体的关系-如Ce $_3$ Bi $_4$ Pt $_3$，我们提出了新的结果-并提出了顺磁绝缘体的一般分类。从后者FeSi出现作为轨道选择性近藤绝缘体。专注于金属间化合物，如硅化物，锑化物，方钴矿，和Heusler化合物，我们展示的成功和挑战的现实模拟的输运性质存在的电子相关性。此外，我们注意到新的途径，其中电子相关性可能有助于改善热电性能。
2018-02-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermopower of the Correlated Narrow Gap Semiconductor FeSi and Comparison to RuSi
铁基窄禁带半导体，如FeSi，FeSb 2或FeGa 3，因为它们表现出很大的热电势，以及与重费米子近藤绝缘体的惊人相似性而受到广泛关注。提出了许多建议，但是，由于缺乏适用于这一问题的量化方法，迄今为止仍未达成共识。在这里，我们采用现实的多体计算来阐明电子相关效应对FeSi的影响。我们的方法占FeSi中观察到的所有实质性异常：金属化，光谱学中光谱权重的缺乏守恒，以及居里磁化率。特别是，我们发现一个非常好的协议异常热电功率。验证了这一一致性与实验，我们进一步讨论了一个新的物理图片的微观性质的绝缘体到金属的交叉。事实上，我们发现塞贝克系数的抑制是由相关诱导的非相干性驱动的。最后，我们比较了FeSi与其同构和等电子同系物RuSi，并预测部分取代的Fe（1-x）Ru（x）Si将在中间温度下表现出增加的热电势。
2012-10-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Optical conductivity of one-dimensional narrow-gap semiconductors
用玻色化方法研究了两种一维窄禁带半导体材料--反交叉量子霍尔边态和碳纳米管的光学电导率。最低阶重整化群分析表明，裸带隙可以在高频/高温下微扰处理。在非常低的能量尺度下，光学电导率由激子贡献主导，而在高于交叉温度的温度下，激子特征被热波动消除。在碳纳米管的情况下，交叉温度范围估计为300 K。
2002-05-16 cond-mat.str-el
Interacting fermions in narrow-gap semiconductors with band inversion
在窄禁带半导体六硼化钐中实验观察到了非常规的热力学响应函数行为。基于这些观测结果，我们利用重整化群技术研究了弱耦合极限下带反转的f轨道窄禁带半导体的多体不稳定性。在投影出f轨道态的双占据后，我们建立了一个描述两个杂化类电子和类空穴带中相互作用粒子的低能理论。假设相互作用是弱的和短程的。我们考虑到在每个带的准粒子的有效质量之间的差异。在进行重整化群分析后，我们发现，当有效质量之间的失配足够小时，只有一个稳定的不动点对应于具有时间反演对称性破缺的激子不稳定性。
2020-12-28 cond-mat.str-el
Robust narrow-gap semiconducting behavior in square-net La$_{3}$Cd$_{2}$As$_{6}$
摘要：窄能隙半导体由于其在长波长探测器、热电器件和最近的非平凡拓扑结构方面的潜力而成为抢手的材料。本文报道了一种新型窄禁带半导体材料$R$ $_{3}$ Cd $_{2}$ As $_{6}$（$R=$ La，Ce）的合成和表征。室温下的单晶X-射线衍射结果表明，As正方形网络畸变，Cd空位有序排列在单斜超结构中。La $_{3}$ Cd $_{2}$ As $_{6}$和Ce $_{3}$ Cd $_{2}$ As $_{6}$在279 K和136 K分别出现电荷密度有序态，并伴随着电阻率的显著增加。的La成员的电阻率增加了十三个数量级的冷却，这指向一个非常干净的半导体基态。我们的研究结果表明，在$I4/mmm$母体结构中的轻方网材料是有前途的清洁窄禁带半导体。
2021-08-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-Fermion Model of Magnetism: Quasi-particle Many-Body Dynamics
讨论了广义自旋费米子（sp-d）交换晶格模型的理论基础及其在稀土金属、稀土化合物和磁性半导体等磁性体系中的应用。该模型描述自旋准粒子谱的能力进行了研究。重点讨论了两个相互作用子系统的动力学行为，巡游载流子的局域自旋和自旋密度。本文采用不可约格林函数（IGF）方法描述准粒子动力学。本文研究了磁性半导体的散射态，计算了磁性半导体的三个分支的磁激发。对于一个简化版本的模型（近藤晶格模型），我们研究的准粒子激发的光谱，特别注意在简单近似下的稀磁半导体，以证明IGF方法的可能性。为此，为了包括无序的影响，自洽地确定修改的平均场。该方法允许调查和澄清各种相互作用和无序的统一和连贯的方式的影响的作用。
2004-08-18 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Designing topology and fractionalization in narrow gap semiconductor films via electrostatic engineering
该研究提出仅用外部静电超晶格势在窄隙半导体薄膜中构造拓扑平微带，证明其可在零磁场下承载整数与分数量子反常霍尔态及复合费米液体相。
2025-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Low-temperature magnetotransport of narrow-gap semiconductor FeSb2
本文研究了窄禁带半导体FeSb_2的低温磁电阻和霍尔效应。电和霍尔介电系数显示不寻常的磁场依赖性在低温范围内，观察到一个大的塞贝克系数。通过应用双载流子模型，我们发现随着温度从30 K降低到4 K，载流子浓度从1 ppm/晶胞降低到10^-4 ppm/晶胞，迁移率从2000 cm 2/Vs增加到28000 cm 2/Vs。在较低的温度下，磁阻行为急剧变化，并在3 K观察到负磁阻。这些低温行为让人想起在杂质半导体如As掺杂Ge中观察到的低温磁输运，这是很好地描述了弱局域化图片。我们认为一个详细的电子结构FeSb 2推断从我们的观察。
2011-11-29 cond-mat.str-el
Transport, Thermal, and Magnetic Properties of the Narrow-Gap Semiconductor CrSb2
电阻率，霍尔效应，塞贝克系数，热导率，热容量，和磁化率数据的CrSb 2单晶报道。尽管在100 K以下的电输运和霍尔测量中有一些不寻常的特征，但在2 ~ 750 K温度范围内只发现一个对应于T_N ~ 273 K以下长程反铁磁序的相变。许多低温特性可以解释为载流子从导带到位于导带边缘以下约16 meV的低迁移率带的热减少，如从霍尔效应数据推导出的。与Ge中发生的类似，低迁移率带可能是杂质带。在2 ~ 300 K温度范围内，Seebeck系数S为负值，从300 K时的~ -70 \muV /K到18 K时的~ 4500 \muV /K。|S|在18 K处的大的最大值可能是由于声子拖曳，其中|S|在低于18 K处由于高迁移率导带的热去布居而突然下降。10和20 K之间的大热导率（~350 W/m/K）与这种解释一致，使用完整计算的电子结构对塞贝克系数进行的详细计算也是如此。这些数据进行比较，报告的数据为FeSb 2，它在相同的白铁矿结构结晶，和FeSi，另一个不寻常的窄隙半导体。
2013-01-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coulomb-correlated states of moiré excitons and charges in a semiconductor moiré lattice
半导体莫尔异质结表现出丰富的相关诱导的多体现象，具有通过探测层内激子在光谱学中观察到的出射磁性、莫特绝缘态或广义维格纳晶体的特征。然而，由于在下面的WSe $_2$ /WS $_2$异质双层系统中的交错带排列将光激发的电子和空穴分离以形成最低能量的层间激子，因此直接获得相关电荷状态和基态莫尔激子之间的相互作用仍然是难以捉摸的。在这里，我们使用MoSe $_2$ /WS $_2$异质堆叠与I型能带对准探测元电荷与莫尔激子的基态和激发态的库仑相互作用。除了正负摩尔纹让人想起他们的典型对应物在单层MoSe $_2$，我们揭示了新的多体态之间形成的摩尔纹激子和电荷在分数填充因子的周期性摩尔纹晶格。对于电子和空穴，这些状态表现出掺杂依赖的Landé因子作为相关诱导磁性的标志，确定MoSe $_2$ /WS $_2$异质双层作为一个独特的系统，在双极掺杂制度的相关现象的研究。
2022-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic 2D electron liquid at the surface of Heusler semiconductors
材料的导电和磁性在某些受限的几何形状中经常发生变化。然而，非磁性半导体在表面同时具有金属性和磁性的情况非常罕见，据我们所知，在实验中从未观察到。在这项工作中，我们采用第一性原理电子结构理论预测，这样一个奇特的磁状态出现在一个家庭的四元Heusler化合物。研究了CoCrTiP、FeMnTiP和CoMnVAl的磁性和电子性质。对于后者的材料，我们还分析了磁交换相互作用，并使用它们参数化的有效自旋哈密顿量。根据我们的研究结果，这种材料的磁性应该至少在155 K的温度下保持不变。
2019-05-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
K-space magnetism as the origin of superconductivity
非绝热海森堡模型提出了一种非绝热机制，在狭窄的、近似半满的特殊对称性“超导带”中产生库珀对。在这里，我们表明，这种机制可以被理解为一个特殊的自旋结构在倒易空间，以下简称为k空间磁性的结果。所呈现的图片允许一个生动的描述，这种新的机制突出的高度相似性，以及新的非绝热和熟悉的巴丁库珀施里弗机制之间的本质区别。
2018-07-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Optical conductivity and vibrational spectra of the narrow-gap semiconductor FeGa$_3$
本文通过光电导、红外/Raman 与 Mössbauer 光谱研究 FeGa$_3$ 单晶，确定其约 0.7 eV 直接带隙，并证明带隙下谱权重来自杂质态而非电子关联。
2023-04-26 cond-mat.str-el
Inhomogeneous magnetism in the doped kagome lattice of LaCuO2.66
采用核磁共振（NQR）、电子自旋共振（ESR）、电阻率、体磁化强度和比热测量等方法研究了LaCuO 2. 66中Cu ~（2+）空穴掺杂的kagome晶格。当温度高于~180 K时，自旋和电荷性质显示出一种激活的行为，暗示着一种窄禁带半导体。在较低的温度下，结果表明绝缘基态，这可能是或可能不是电荷有序。虽然在最初的kagome晶格的剩余补丁中的受抑自旋在这里可能无法直接检测到，但对共存的非磁性位置，自由自旋和冻结力矩的观察揭示了本质上的不均匀磁性。1/3稀释的可果美晶格的数值模拟合理化这种磁状态的群集大小和形态的异质分布在附近的网站渗流阈值。
2013-04-10 cond-mat.str-el
Correlated excited states in the narrow gap band semiconductor FeSi and antiferromagnetic screening of local spin moments
半导体FeSi具有非常窄的带隙、磁化率的反常行为和高温下的金属-绝缘体转变的物理性质引起了人们的极大兴趣，这是由于对它们起源的理论理解仍然存在争议。一方面，在低温下在FeSi中形成带隙的纯带状机制已经很好地建立，另一方面，大量的实验和它们的理论解释表明在有限温度下具有强相关性的丰富物理。在这项工作中，我们使用一个从头算方案的基础上的随机相位近似和局域自旋密度近似（RPA@LSDA），以揭示电子相关效应在FeSi中的作用，通过施加一个固定的自旋矩约束。在无参数框架下，我们发现关联效应从根本上改变了单电子LSDA结果，导致在Fe上形成一个具有有限磁矩的附加态，其能量几乎与非磁性基态简并.这解释了高场实验的结果，该实验发现了一阶亚磁性相变到金属铁磁状态。我们的研究结果表明，在FeSi的低能量激发强相关的性质。从我们的超细胞计算，我们发现，这些激发是本地的，并表现出近藤样的行为，因为一个强大的反铁磁屏蔽。
2018-09-06 cond-mat.str-el
Axionic superconductivity in three dimensional doped narrow gap semiconductors
本文研究了掺杂三维窄禁带半导体材料$\mathrm{Cu}_x\mathrm{Bi}_2\mathrm{Se}_3$和$\mathrm{Sn}_{1-x}\mathrm{In}_x\mathrm{Te}$中常规s波与三重态Balian-Werthamer或B相配对之间的竞争。当两个竞争通道的耦合常数相当时，我们发现了低温下同时发生时间反转和宇称违反的$p + is$态，这为物质的动态轴子态提供了一个例子.与时间反演不变的拓扑B相不同，$p + is$态具有带隙的Majorana费米子作为表面Andreev束缚态，这引起异常的表面热霍尔效应。$p+is$态的反常引力和电动力学响应可以用$θ$真空结构来描述，其中$θ\neq 0$或$π$。
2014-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Room temperature magnetism on the zigzag edges of phosphorene nanoribbons
几十年来，寻找室温铁磁半导体已经发展成为材料科学和自旋电子学的一个广泛领域，然而，这些新的状态仍然很罕见。磷烯是近年来合成的一种具有有限带隙和高载流子迁移率的单层蜂窝状黑磷。在这里，我们表明，通过两种不同的大尺度量子Monte-Carlo方法，相对弱相互作用可以导致显着的边缘磁性的磷烯纳米带。基态约束路径量子蒙特卡罗模拟揭示了沿锯齿形边缘的强铁磁关联，有限温度行列式量子蒙特卡罗计算显示了高达室温的高居里温度。
2016-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Band magnetism with inter-site correlations and interactions
本文提出含格点间相互作用与动力学关联的窄带电子哈密顿量，结合真实态密度解释磁矩随温衰减，并得到与实验相符的居里温度。
2014-06-08 cond-mat.str-el
Putative excitonic insulating state in narrow-gap semiconductor La$_3$Cd$_2$As$_6$
该研究通过电输运、电荷涨落及理论计算，提出 La$_3$Cd$_2$As$_6$ 在278 K发生无结构相变的绝缘转变，可能是罕见的体相激子绝缘体。
2025-06-10 cond-mat.str-el
Disorder effects in diluted ferromagnetic semiconductors
用两步法分析了稀磁III-V族半导体中载流子感生铁磁性。首先，在一个单一的网站CPA形式主义，我们计算的元素解决了平均格林函数的巡回承运人。然后利用推广的RKKY公式计算了Mn-Mn长程交换积分和居里温度随交换参数、磁性杂质浓度和载流子密度的变化关系。无序（杂质散射）的影响似乎起着至关重要的作用。标准的RKKY计算（无散射过程）严重低估了居里温度，不适合描述稀磁半导体的磁性。反铁磁交换有利于提高居里温度。
2002-08-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
