The role of the van der Waals interactions in the adsorption of anthracene and pentacene on the Ag(111) surface
采用基于密度泛函理论的第一性原理计算，研究了van der Waals（vdW）相互作用对蒽和并五苯在Ag（111）表面吸附的结构和电子性质的影响.我们发现，包括vdW校正强烈影响蒽/Ag（111）和并五苯/Ag（111）的结合，产生的吸附高度和能量更符合实验结果比标准的DFT计算与广义梯度近似（GGA）。对于蒽/Ag（111），vdW相互作用的影响甚至更引人注目：我们发现，与平坦吸附的实验观察相比，纯DFT-GGA计算（不包括vdW校正）导致倾斜构型的偏好;另一方面，包括vdW校正改变了蒽/Ag（111）的结合几何形状，有利于平坦构型。使用自洽的vdW方案获得的电子结构被发现是几乎无法区分的，从传统的DFT电子结构，一旦正确的vdW的几何形状被用于这些物理吸附系统。此外，我们表明，一个vdW校正方案的基础上的混合功能DFT计算（HSE）的结果在一个改进的描述的最高占据的分子水平的吸附分子。
2016-12-20 cond-mat.mtrl-sci
STM Simulation of Molecules on Ultrathin Insulating Overlayers Using Tight-Binding: Au-Pentacene on NaCl bilayer on Cu
提出了一种快速有效的紧束缚（TB）方法，用于模拟吸附物分子在绝缘薄膜上的扫描隧道显微镜（STM）成像。由于绝缘覆盖层的存在所引起的分子从金属表面的电子去耦，前沿分子轨道的STM图像可以使用非常有效的方案来模拟，这也使得能够分析STM电流中的相移。Au-并五苯络合物吸附在Cu衬底上的NaCl双层膜上提供了一个复杂的模型系统，该模型系统先前已经在实验和理论上进行了研究。我们的计算表明，分子轨道的复杂形状可能会导致多值恒流面-导致STM图像的模糊性。使用TB方法得到的结果被发现是一致的DFT计算和实验数据。
2008-05-20 cond-mat.mtrl-sci
Ultrathin Organic Transistors on Oxide Surfaces
近年来，薄膜有机场效应晶体管（OFFET）已开始被认为是用于有源矩阵平板显示器和其它大面积电子应用中的氢化非晶硅薄膜晶体管（a-Si：H TFT）的可能替代物。低温加工性、低成本制造和与任意基底的兼容性是OFFEX的一些有前途的优点。在众多可用的有机材料中，并五苯尤其是当前薄膜OFET架构中使用的主要候选材料之一-这是因为其出色的电气特性和对大气氧气的耐受性。在最近的文献中，并五苯的传输特性，以及晶体管的性能，已经从衬底处理，并五苯蒸发速率和衬底温度，电极化学性质和通道几何形状的角度进行了分析。结果表明，在并五苯/电介质界面的第一有机单层（S）的形态，晶体结构和分子有序的载流子输运现象的基本决定因素。为了进一步研究这些界面效应，我们已经建立了一个模型的有机场效应晶体管，它基本上是由一个氧化物基板上的并五苯单层。四探针和两个探针运输测量作为温度和领域的函数将与结构近场观测。实验结果表明，一个简单的二维模型，在氧化物界面处的自由和捕获的载流子之间的平衡决定OFET的特性和性能。
2004-08-27 cond-mat.mtrl-sci
Evidence of Water-related Discrete Trap State Formation in Pentacene Single Crystal Field-Effect Transistors
我们报告在负栅极偏置应力并五苯单晶“倒装晶体”场效应晶体管与二氧化硅栅极电介质的离散陷阱状态的产生。实验中产生的陷阱密度高达2*10^12 cm^-2。在~280 K以上和以下，陷阱的形成和弛豫有明显的不同.在其中SiO2顶部上的自组装单层提供疏水绝缘体表面的装置中，我们没有观察到陷阱形成。这些结果表明陷阱态的微观原因是水吸附在SiO2表面。
2005-11-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Reorganization energy and polaronic effects of pentacene on NaCl films
由于扫描探针技术的最新进展，现在也可以研究单个分子的电子结构，如果它们通过吸附在非导电基底上而被固定。因此，不同的分子电荷状态现在可以通过实验获得。因此，我们调查作为一个实验相关的例子，NaCl（001）表面的电子和结构特性与不吸附并五苯（中性和带电），采用密度泛函理论。我们估计的极化重组能为$E_\text{reorg} \simeq 0.8-1.0$ eV，与实验结果相似的大小的分子。考虑到环境对这一估计的影响，不同的模型进行比较电荷屏蔽。最后，我们计算的密度分布的前线轨道为不同的职业，并确认实验观察到的本地化的电荷密度从从头计算的衬底弛豫后。
2020-09-18 cond-mat.mtrl-sci
Pentacene and Tetracene Molecules and Films on H/Si(111): Level Alignment from Hybrid Density Functional Theory
杂化有机-无机半导体界面的电子性质强烈依赖于有机/无机组分中电子载流子能级的排列。在目前的工作中，我们从第一性原理理论的两个典型的有机-无机半导体界面，单重态裂变材料并四苯和并五苯在H/Si（111），使用全电子杂化密度泛函理论解决这种能级排列。对于H/Si（111）上的孤立并四苯，发现了类I型异质结（Si上的最低能量电子和空穴态），对于孤立并五苯，分子和半导体价带边都是简并的。对于单层膜，我们展示了如何构建具有多达1，192个原子的超晶胞几何形状，从而最大限度地减少无机表面和有机单层膜之间的应变。基于这些模型，我们预测形成的II型异质结（Si上的电子态，空穴状的状态上的有机物种）的并苯，表明在有机和无机成分之间的界面处的电荷分离是有利的。本文讨论了从第一性原理中找到合适的低能界面几何结构的弱键合有机分子和无机衬底上的膜所需的步骤，这是任何计算水平对齐预测的必要先决条件。
2020-04-13 cond-mat.mtrl-sci
Quasiparticle and Optical Spectroscopy of Organic Semiconductors Pentacene and PTCDA from First Principles
有机半导体在光电应用中的广泛应用依赖于对其光谱性质的定量理解和控制。最重要的是传输间隙-电离势和电子亲和力之间的差异-和激子结合能-从传输和光学吸收间隙之间的差异推断。通常通过光电发射和逆光电发射光谱（PES/IPES）来建立输运能隙。然而，PES和IPES是表面敏感的，平均在动态晶格，并受到外在的影响，导致显着的不确定性的差距。本文采用密度泛函理论和多体微扰理论计算了两种典型有机半导体并五苯和3，4，9，10-二萘嵌苯四甲酸二酐（PTCDA）的光谱性质，并与实测的PES、IPES和光吸收谱进行了定量比较。对于体并五苯和PTCDA，计算的传输带隙分别为2.4和3.0 eV，光学带隙分别为1.7和2.1 eV。计算的散装准粒子光谱是在良好的协议与表面敏感的光电发射测量超过几个电子伏特，只有当测量的间隙减少了0.6 eV的并五苯，和0.6-0.9 eV的PTCDA。我们把这种红移归因于几种物理效应，包括表面不完全的电荷屏蔽、静态和动态无序以及实验分辨率。光学间隙与实验非常吻合，固态激子的结合能为~0.5 eV的两个系统，并五苯，激子离域超过几个分子，并表现出显着的电荷转移特性。我们的无参数计算提供了新的解释的有机半导体光电子学的关键光谱特性。
2012-02-01 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Elastic anisotropy and Surface Acoustic Wave propagation in CoFeB/Au multilayers: influence of thickness and light penetration depth
本文研究CoFeB/Au多层膜中磁性层厚度对表面声波传播和弹性各向异性的影响，通过布里渊光散射和有效介质建模揭示光穿透深度在调控声波与自旋波频率中的关键作用，为高性能声学与自旋电子器件设计提供依据。
2025-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistance and surface roughness study of electrodeposited Ni50Co50/Cu multilayers
研究了电沉积Ni 50 Co 50/Cu多层膜的室温输运特性（零场电阻率、ρ0和巨磁电阻率）随单层厚度和多层膜总厚度的变化。优化Cu沉积电势以获得预设的层厚度。用原子力显微镜研究了表面粗糙度的发展，发现随着总厚度的增加，表面粗糙度呈指数变化。铜层厚度强烈影响的粗糙度演变。正如预期的那样，ρ0随着Cu层厚度的增加而降低，而对于可以归因于所观察到的沉积物粗糙化的大的总多层厚度，ρ 0强烈地增加。所有Cu层厚度大于约1.5nm的多层膜都表现出GMR行为，最大GMR约为5%。由于ρ0的强烈增加，总多层膜厚度超过约300 nm时，GMR降低，ρ0的增加是由粗糙度增加引起的。GMR数据表明，由于层起伏，出现了与平面型散射成角度的电流。在分离了铁磁和超顺磁巨磁电阻的贡献后，详细分析了磁电阻数据的厚度演化。可以确定的是，ED Ni-Co/Cu多层膜不表现出振荡的GMR行为与间隔物的厚度。
2016-09-20 cond-mat.mtrl-sci
Reorientation in Antiferromagnetic Multilayers: Spin-Flop Transition and Surface Effects
纳米尺度的超晶格与单轴铁磁层反铁磁耦合通过非磁性间隔最近被用作磁阻和记录设备的组件。在过去的几年里，对这些人工反铁磁体的深入实验研究揭示了各种各样的表面诱导重取向效应和其他磁性材料中未知的其他显着现象。在本文中，我们回顾和概括的理论结果，使反铁磁多层膜中的复杂磁化过程的一致描述，我们解释了负责任的物理机制。讨论了这些系统中磁态相图的一般结构。特别是，我们的研究结果解决了长期存在的问题的“表面自旋触发器”在反铁磁层。这解释了在Fe/Cr（001）和（211）超晶格系统中以及在具有强垂直各向异性的[CoPt]/Ru多层膜中场驱动的重取向转变的不同外观。
2004-06-17 cond-mat.mtrl-sci
Periodic Variation of Stress in Sputter Deposited Si/WSi2 Multilayers
在溅射Si上溅射沉积1nm的WSi2后，在低Ar气压下观察到张力增量。多层膜上的晶片曲率数据被发现具有对应于多层膜周期的周期性变化，并且这允许统计分析以提高对小应力的灵敏度。在生长的初始阶段观察到的是张力而不是压缩，这是新的，并调用了一个调用表面重排的模型。这些数据还承担一个不寻常的表面平滑现象溅射硅表面所造成的溅射沉积的WSi2。我们还报告说，对于低Ar压力的Si层的主要来源的建立应力。
2011-06-10 cond-mat.mtrl-sci
Conversion of multilayer graphene into continuous ultrathin sp3-bonded carbon films on metal surfaces
通过第一性原理计算表明，多层石墨烯在金属表面上转化为sp^3键合的碳膜（通过氢化或氢化顶部石墨烯层的外表面）。这种转换的主要驱动力是碳的sp^3轨道和金属表面的dz^2轨道之间的杂化。碳层中的诱导电子能隙态被限制在金属表面的0.5 nm内的区域中。转化是否发生取决于氢化（氟化）C原子的分数和堆叠的石墨烯层的数量。在对反磁性金属上sp^3碳膜的Eliashberg光谱函数的分析中，金属-sp^3碳的强共价键诱导了软声子模，而软声子模主要促成了大的电子-声子耦合，这表明声子介导的超导性是可能的。我们的研究结果为在金属表面上实现大面积碳膜的实验提供了一条途径。
2013-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Influence of Cu deposition potential on the giant magnetoresistance and surface roughness of electrodeposited Ni-Co/Cu multilayers
对于电沉积的Co/Cu多层膜，先前已经表明，单浴电沉积过程可以从电化学的角度进行优化，以避免在Cu沉积脉冲期间不希望的Co溶解和Co在非磁性层中的掺入。在目前的工作中，电沉积Ni-Co/Cu多层膜已被研究，以澄清如果相同的优化方法是适当的，当两个磁性元素存在，如果这种潜在的结果在最大的巨磁电阻（GMR）的特定合金系统的研究。为此，几个Ni-Co/Cu多层膜制备通过改变沉积电位的Cu层。沉积物的组成分析表明，Ni：Co比表现出最小值作为Cu沉积电位的函数，这可以通过考虑Co的溶解和反应物的传质来解释。饱和GMR值和X射线衍射图中的卫星峰的强度都与所得到的沉积物的表面粗糙度高度相关，所述沉积物的表面粗糙度随着Cu沉积电位而强烈变化。较高的GMR值，较低的饱和场和更完美的多层结构，观察到足够积极的铜沉积电位，使部分钴溶解，从而降低表面粗糙度。结果提请注意的复杂性的多层膜的沉积与几个合金成分的优化过程。
2016-09-02 cond-mat.mtrl-sci
DFT-Based Engineering of Dirac Surface Energy in Topological-Insulator Multilayers
针对三维拓扑绝缘体自旋极化表面态在自旋电子学器件中的应用，需要一种高绝缘体态和一种可调谐的狄拉克锥表面态。在这里，我们采用具有异质结构Bi 2Se 3相关的五重层的平板模型，并进行第一性原理模拟。我们的计算结果表明，可以通过选择适当的材料对，使在表面五重层的功函数略有不同，在内部五重层的狄拉克点能量进行最佳调谐。在Bi_2Te_3/（Bi_2Te_2Se）_4/Bi_2Te_3平板中获得了理想的表面态，费米线表现出明显的翘曲效应，自旋极化的面内分量和面外分量均出现.
2019-12-31 cond-mat.mtrl-sci
Diamagnetic Effects, Spin Dependent Fermi Surfaces, and the Giant Magnetoresistance in Metallic Multilayers
我们研究了抗磁效应对金属磁性多层膜输运性质的作用，以阐明它们是否可以解释在这些系统中观察到的巨磁电阻效应。考虑到层状铁磁体中的现实费米表面拓扑结构，不同类型的轨道取决于电子自旋的可能性。这两种配置，磁性层之间的铁磁和反铁磁耦合，被认为是在界面边界处的散射的透射系数建模，包括磁性和粗糙度的贡献。我们假设散射过程中保存的电子自旋，由于大的自旋扩散长度在多层样品。间隔物的散射以类似于磁“击穿”现象的方式混合了不同的轨道拓扑结构。对于反铁磁耦合，多数和少数自旋从一个磁性层到下一个磁性层互换。回旋加速器的轨道也在相反的方向上运行，产生类似补偿的效应，产生巨大的GMR，特别是对于封闭的轨道。对于开放的轨道，人们可以得到沿特定方向的“逆”磁阻效应。
1998-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Does a surface spin-flop occur in antiferromagnetically coupled multilayers? Magnetic states and reorientation transitions in antiferromagnetic superlattices
平衡自旋配置和他们的稳定性限制已被计算模型的磁性超晶格与有限数量的薄铁磁层通过反铁磁耦合（非磁性）间隔作为Fe/Cr和Co/Ru多层膜。取决于所施加的磁场和非轴向各向异性的值，该系统假设共线（反铁磁，铁磁，各种“亚铁磁”）相，或空间不均匀（对称自旋翻转相和不对称，倾斜和扭曲，相）通过一系列的场诱导的连续和不连续的过渡。与半无限系统相反，表面相变，即所谓的“表面自旋翻转”，在有限层数的模型中不会发生。结果表明，在某些Fe/Cr超晶格中观察到的被解释为“表面自旋翻转”相变的“离散跳跃”是不同倾斜相之间的一级“体积”相变。根据系统的不同，这些共线和倾斜的相位中的几个可以在宽范围的磁场中作为亚稳态存在，这可能导致严重的磁滞效应。这一结果解释了最近反铁磁Fe/Cr超晶格实验中的磁化过程。
2003-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio Calculations of Multilayer Relaxations of Stepped Cu Surfaces
我们提出了不同平台宽度和几何形状的Cu（100）和Cu（111）的几个邻近的多层弛豫的趋势。电子结构的计算是基于密度泛函理论的局部密度近似与范数守恒，非本地赝势的混合基表示。虽然弛豫持续了几个层，主要的影响集中在附近的台阶和角落的原子。在所有表面上，台阶原子向内收缩，与实验结果一致。此外，角原子向外移动，相邻链中的原子经历大的向内弛豫。相应地，最大的收缩（4%）是在台阶原子与其体最近邻（BNN）之间的键长，而角原子与BNN之间的键长有所扩大。表面原子也显示出高达1.5%的变化。我们的结果与LEED数据包括有争议的Cu（511）的情况基本一致。从半经验电位得到的结果发现微妙的差异。
2001-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistance and surface roughness study of the initial growth of electrodeposited Co/Cu multilayers
电沉积铁磁/非磁（FM/NM）多层膜的巨磁电阻（GMR）效应已被广泛研究。在GMR效应的大多数应用中，使用由相对少量的连续FM和NM层组成的分层结构。因此，研究巨磁阻多层膜电沉积生长的初始阶段具有重要意义。在目前的工作中，我们已经扩展了我们以前的研究ED GMR多层膜的层状结构的总厚度范围从几个纳米到70纳米。研究了这种多层Co/Cu结构的表面粗糙度和电输运性质的演变。产生包括Co和Cu两者作为起始层或顶层的各种层组合，以便（i）观察第一层的成核差异和（ii）追踪所谓的交换反应的效果。特别注意测量磁电阻MR（H）的场依赖性，以获得磁层中超顺磁区域出现的信息。这被证明是有益的监测层的微观结构的演变在沉积序列的每一步。
2016-08-14 cond-mat.mtrl-sci
Electronic states of multilayer VTe2: quasi-one-dimensional Fermi surface and implications to charge-density waves
我们已经进行了角度分辨光电子能谱外延VTe 2薄膜，以阐明费米和电荷密度波（CDW）之间的关系。我们发现在单层（ML）VTe 2中的二维三角形口袋在6 ML对应物中转化为强烈翘曲的准一维（1D）费米面，这可能与1 T-to-1 T '结构相变有关。我们还发现，在低温下，在6 ML中的整个费米表面上的金属费米边缘不同于在1 ML中的各向异性赝能隙，这表明CDW的对比行为也得到了第一性原理能带结构计算的支持。目前的结果指出，同时控制结构相和费米学的重要性，以操纵CDW性质的双过渡金属二硫属化物。
2021-07-08 cond-mat.mtrl-sci
The studies on phonons and magnons in (Ni80Fe20/Au/Co/Au) multilayers of different number of repetitions
本研究通过Brillouin光散射光谱观察到Ni80Fe20/Au/Co/Au多层膜中自旋波与表面声波的相互作用，发现改变多层膜重复次数可调节SAWs色散而不影响基础SW模式，从而通过多层膜厚度控制磁弹相互作用。
2024-03-25 cond-mat.mtrl-sci
First principles study of water-based self-assembled nanobearing effect in CrN/TiN multilayer coatings
最近，我们报道了低摩擦的CrN/TiN涂层沉积使用混合溅射技术。当在具有相对湿度$\approx25%$的大气中测试时，这些多层显示出低于0.1的摩擦系数$μ$，但是当湿度降低到5%以下时，$μ$的范围在0.6-0.8之间。在这里，我们使用第一性原理计算研究O和H吸附在TiN和CrN（001）表面的原子能量。H在TiN（001）表面上的扩散势垒约为CrN（001）表面的一半，而两种元素在CrN表面上的键合较强。基于这些结果，我们提出了一种基于水的自组装纳米轴承的机制。
2012-02-16 cond-mat.mtrl-sci
Surface segregation in multicomponent high entropy alloys: Atomistic simulations versus a multilayer analytical model
本文比较了两种方法，用于调查近表面的成分分布，结果在所谓的康托合金，CoCrFeMnNi等摩尔合金的表面偏析。一种方法包括原子的计算机模拟的Monte Carlo，分子动力学和分子静力学技术相结合，另一种是最近邻分析计算进行的正规溶液近似与多层模型，这里首次开发的N-组分系统和测试的5-组分康托合金。这种类型的比较是有用的，因为典型的计算机模拟需要使用~100个并行处理器2至3小时，而通过分析模型的类似计算可以在几秒钟内在笔记本电脑上执行。所获得的结果表明，这两种方法之间的定性良好的协议。因此，虽然计算机模拟的结果可能更可靠，并且提供了原子尺度的图片，但是如果需要大量的计算，例如为了优化多组分合金的组成，则通过分析模型对组成空间的初始筛选可以提供缩小感兴趣区域的非常有用的手段，以同样的方式，CALPHAD方法允许在复杂的多元体系中快速研究相图。
2020-10-27 cond-mat.mtrl-sci
Multilayer Thin-Film Flake Dispersion Gel for Surface-Enhanced Raman Spectroscopy
银纳米棒阵列/银纳米棒/镜面结构的多层薄膜是众所周知的高灵敏度表面增强拉曼散射（SERS）基底，其通过光的干涉增强拉曼散射截面。然而，使用这些固体基质直接从人类皮肤提取生物标志物是困难的。为了克服这个问题，我们提出了一种多层薄膜薄片分散凝胶离心混合的多层薄膜和羟乙基纤维素（HEC）凝胶。采用动态倾斜角沉积技术，通过连续双沉积制备多层薄膜。对混合过程进行了优化，以获得约10 μm的薄片，从而可以保持多层膜的光学特性，并且不会对人体产生不良影响。用4，4 ′-联吡啶（BPY）测试了片状分散凝胶的表面增强拉曼光谱（SERS）特征。BPY分子在几秒钟内扩散通过高度多孔的凝胶，产生显著的SERS信号。多层膜薄片分散凝胶显示SERS信号比没有多层膜结构的凝胶分散的Ag纳米棒阵列好约20倍。这些SERS活性薄片分散凝胶可直接用于皮肤表面，从汗液中收集体液，用于生物标志物传感。
2020-06-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Phase Diagram of Multilayer Magnetic Structures
采用数值模拟方法研究了多层“铁磁-层状反铁磁”（Fe/Cr）结构由于层间界面粗糙而失效的问题。本文给出了体材料表面有铁磁薄膜和两个铁磁层被反铁磁夹层隔开的“厚度-粗糙度”相图，得到了各相的序参量分布，并讨论了这类系统的相变性质。Slonczewski提出的“磁邻近模型”的适用范围进行了评估。
2001-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Giant magnetoresistance and structure of electrodeposited Co/Cu multilayers: the influence of layer thicknesses and Cu deposition potential
采用恒电流/恒电位脉冲法在纯硫酸盐电解液中制备了Co/Cu多层膜，研究了不同膜厚、多层膜总厚度和Cu沉积电位对多层膜巨磁电阻（GMR）和结构的影响。X射线衍射（XRD）测量显示，超晶格卫星反射的许多多层具有足够大的厚度（至少2纳米）的两个组成层。由可见超晶格反射位置得到的双层重复数通常比标称值高10-20%，即使对于没有可见超晶格卫星的多层膜，观察到的巨磁电阻也由多层铁磁（FM）贡献主导。也总是有一个温和的超顺磁性（SPM）的GMR的贡献，这一项是最大的多层膜非常薄（0.5纳米）的磁性层显然含有少量的磁去耦SPM区域。在任何磁性层厚度下，均未观察到GMR随间隔层厚度的振荡行为。通过MR（H）曲线的峰值位置测量的磁饱和度的饱和度指示对于大间隔物厚度的磁性层的完全解耦。GMR随多层膜总厚度的增加而增加，这可以归因于由于增加的表面粗糙度而增加的SPM对GMR的贡献，也由增加的折射率表示。对于多层膜与铜层沉积在越来越多的正电位，GMRFM项增加和GMRSPM项减少。同时，用原子力显微镜测量的表面粗糙度的相应减少表明多层结构质量的改善，然而，并不伴随着超晶格反射强度的增加。
2017-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Multilayer Adsorption of Polyatomic Species on Homogeneous and Heterogeneous Surfaces
在这项工作中，我们研究了多原子物种在均匀和非均匀二元表面上的多层吸附。通过与蒙特卡罗模拟的比较，得到了一个新的近似解析等温线。然后，我们使用著名的Brunauer-Emmet-Teller（BET）方法来分析这些等温线，并估计单层体积，$v_\mathrm{m}$。结果表明，以这种方式获得的$v_\mathrm{m}$的值强烈地依赖于吸附物的尺寸和表面形貌。在所有情况下，我们发现，BET方程的使用导致低估了真正的单层容量。
2008-10-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Bulk band inversion and surface Dirac cones in LaSb and LaBi : Prediction of a new topological heterostructure
我们用\textit{ab initio}方法研究了LaSb和LaBi的体相和表面能带结构，并以LaBi为参考，解决了目前关于LaSb拓扑性质的分歧。我们检查的散装能带结构带反转，随着表面狄拉克锥（如果有的话）的稳定性，以保持时间反演扰动，作为一个强有力的诊断测试确定的拓扑性质的LaSb，LaBi和LaSb-LaBi多层。对由LaSb和LaBi的交替晶胞组成的多层的详细\textit{ab initio}研究表明，在体中存在带反转，在（001）表面上存在无质量狄拉克锥，其在时间反演保持扰动的影响下保持稳定，从而证实了多层的拓扑非平凡性质，其中电子性质可以根据要求进行定制。进行详细的$\mathbb{Z}_2$不变量计算以得出整体结论。
2018-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic surface on nonmagnetic bulk of electride Hf2S
最近的实验报道了具有良好稳定性和连续电催化能力的自钝化氧化物Hf_2S [S. H. Kang等人，Sci. Adv. 6，eaba7416（2020）]。从Hf_2S的2H型层状结构出发，结合第一性原理电子结构计算和Kubo公式方法，研究了Hf_2S的单层和多层结构的电子、磁性和输运性质.计算结果表明，这些Hf_2S氧化物薄膜是动力学和热力学稳定的。令人惊讶的是，计算进一步表明，最外层的Hf原子和Hf_2S多层膜的表面电子气是自旋极化的，而内层的Hf原子和层间区域的电子气保持自旋极化。由于磁性表面的存在，多层Hf_2S薄膜表现出许多特殊的输运性质，如表面反常霍尔效应和电场诱导层霍尔效应。我们对Hf2S的理论预测需要未来的实验验证。
2022-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Structural modifications induced in hydrogenated amorphous Si/Ge multilayers by heat treatments
本文研究了用溅射法制备的氢化非晶Si/Ge多层膜在退火条件下的结构变化。退火改变了所沉积的多层膜的结构，除了这里应用的不太严格的条件（150 oC，时间<22 h）。对于较高的温度和/或时间，改性包括层混合和凹凸和弹坑形状的表面降解。它们被认为是由于加热时形成的H气泡。氢应该主要从非晶Ge层释放。
2009-02-11 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic gap opening in rhombohedral-stacked multilayer graphene from first principles
我们通过包括精确交换在内的第一性原理计算研究了菱形堆叠多层（3 ~ 8层）石墨烯中磁和电荷密度波不稳定性的发生。忽略自旋极化，在费米能级处出现以布里渊区的特殊点${\bf K}$为中心的极其平坦的表面带。自旋极化通过稳定反铁磁态在表面态打开了一个间隙。顶表面层和底表面层是弱亚铁磁的面内（净磁化小于$10^{-3}μ_B$），并且是彼此反铁磁耦合的。这种耦合是通过最近的邻居之间的面外反铁磁耦合传播的。在自旋极化的广义梯度近似下，能隙非常小，而在杂化泛函中，能隙与精确交换量成正比。对于三层菱形石墨烯，PBE 0中的$38.6$为$38.6$ meV，与实验中发现的$42$ meV间隙一致。我们研究了温度和掺杂的磁隙的依赖性。在$n \sim 7 \times 10^{11}$ cm $^{-2}$的电子掺杂下，间隙闭合。不发生具有$\sqrt{3}\times\sqrt{3}$周期性的电荷密度波不稳定性。
2017-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Structure and Giant Magnetoresistance of Electrodeposited Co/Cu Multilayers Prepared by Two-Pulse (G/P) and Three-Pulse (G/P/G) Plating
研究了电沉积Co/Cu多层膜的巨磁电阻效应。为了更好地理解单个层的形成及其对GMR的影响，比较了由两种不同沉积策略产生的多层膜。一个系列的Co（2 nm）/Cu（tCu）多层膜与tCu范围从0.5 nm到6 nm的常规双脉冲电镀生产通过使用恒电流/恒电位（G/P）脉冲组合的磁性/非磁性层沉积，分别，其中的Cu层沉积进行电化学优化的电位。在G/P/G脉冲组合的帮助下制备了具有相同tCu范围的另一个Co（2nm）/Cu（tCu）多层膜系列。在后一种情况下，首先在每个循环中沉积Co（2nm）/Cu（6 nm）的双层，如在G/P模式中，之后施加具有小阳极电流的第三G脉冲以溶解6 nm厚的Cu层的一部分，以确保目标tCu值。这两个系列的比较表明，G/P/G脉冲组合产生的多层膜的GMR可以获得，即使在这样低的标称Cu层厚度，其中G/P多层膜已经表现出批量样的各向异性磁阻只有。通过原子力显微镜的表面粗糙度测量结果表明，这两种脉冲组合产生不同的表面粗糙度值，其与多层膜的结构质量相关，如在X射线衍射图案中多层卫星反射的存在或不存在所示。多层化学分析的结果表明，主要是增加的Cu含量的磁性层是负责的SPM区的发病形式的Co偏析在G/P/G多层膜与小Cu层厚度。
2017-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Observation of Skyrmion Bubbles in Multilayer [Pt/Co/Cu]n using spin-polarized STM
本研究利用自旋极化STM观测[Pt/Co/Cu]n多层膜中的大尺寸不规则斯格明子泡，证实其尺寸形貌与表面缺陷无关，且可通过针尖场及电脉冲调控，为斯格明子器件研究提供支撑。
2023-06-01 cond-mat.mtrl-sci
Direct Probing of 1/f Noise Origin with Graphene Multilayers: Surface vs. Volume
频谱密度为S（f）~1/f^g（f为频率，g~1）的低频噪声是一种普遍存在的现象，它阻碍了许多器件和电路的工作。一个长期存在的对电子产品特别重要的问题是1/f噪声是在电导体的表面还是在其体积内产生的。使用高质量的石墨烯多层膜，我们能够直接解决噪声来源的这个基本问题。与金属或半导体薄膜的厚度不同，石墨烯多层膜的厚度可以连续均匀地变化，直到石墨烯的单个原子层-实际表面。我们发现，1/f噪声成为占主导地位的体积噪声时，厚度超过7个原子层（~2.5 nm）。1/f噪声是低于该厚度的表面现象。所获得的结果对于传统电子产品的持续缩小以及所提出的石墨烯在传感器和通信中的应用都很重要。
2012-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phenomenological theory of magnetic anisotropy in thin films and multilayers
在唯象方法中，纳米结构中的感生单轴各向异性的密度K（r）被视为磁化强度M（r）的附加物理场。K（r）的平衡分布是在表面和内部相互作用的影响下形成的。计算了两个磁隔离层之间的磁性层的函数K（r）和M（r）。它示出，从平面内的磁化相的垂直相位的过渡连续发生通过一个中间相，这是不均匀的整个层厚度。该理论解释了实验观察到的有效各向异性的厚度依赖性，并给出了一种方法，从实验数据中获得的理论的特征参数的值。结果表明，分离的诱导各向异性的体积和表面的贡献是有效的，只有厚膜。
2001-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Domain structure and perpendicular magnetic anisotropy in CoFe/Pd multilayers using off-axis electron holography
用直流磁控溅射法在热氧化硅衬底上制备了不同厚度的Co_（90）Fe_（10）/Pd多层膜。透射电子显微镜显示高度织构化的结晶膜具有柱状结构，而扫描透射电子显微镜和原子力显微镜分别表明一些层波纹和表面粗糙度。利用离轴电子全息术和磁力显微镜研究了Co 90 Fe 10/Pd多层膜的磁畴结构和垂直磁各向异性（PMA）。Co 90 Fe 10层厚度是决定磁畴尺寸和垂直磁化强度的主要因素：两者都随着厚度的增加而减小。在具有最薄的0.45 nm磁性层的样品中观察到最强的PMA。
2015-02-05 cond-mat.mtrl-sci
Surface chiral Abelian topological order on multilayer cluster Mott insulators
University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Southeast University（东南大学）；Peking University（北京大学）；Collaborative Innovation Center of Quantum Matter（量子物质协同创新中心）
研究多层簇Mott绝缘体上表面手性阿贝尔拓扑序的形成及实验检测方法
2026-08-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of mixed surface terminations on the structural and electrochemical properties of two-dimensional Ti3C2T2 and V2CT2 MXenes multilayers
MXenes是一种层状过渡金属碳化物和氮化物家族，在新兴的电化学储能设备（包括电池和超级电容器）中显示出巨大的应用前景。MXene表面通过化学蚀刻生产工艺被混合的-O、-F和-OH官能团封端。已知这些官能团随机分布在表面上，对其组成的实验控制有限。关于这些官能团对基础MXene材料性质的贡献存在相当大的争论。例如，它们测量的Li或Na容量远低于理论模拟预测的容量，理论模拟通常假设均匀终止的表面。这种结构上的简化在多大程度上造成了这种差异尚不清楚。我们解决这个问题，采用第一性原理计算比较结构，电子和电化学性质的两种常见的MXene，即Ti 3C 2 Tx和V2 CTx，具有均匀的终止基团和明确的混合终端。均匀终止层属性的加权平均值被发现给更现实的，随机终止结构的那些优秀的近似。还研究了具有混合表面封端的MXene在钠化过程中层间空间的钠储存容量和体积变化。的氧化还原反应被证明是局限于低浓度的插层钠的终止基团，与金属原子的氧化态不受影响，直到更高浓度的插层钠实现。最后，平均开路电压被证明是非常相似的两个Ti 3C 2 T2 Na和V2 CT 2Na与混合终端，虽然它是高度敏感的终止基团的特定组合物。
2018-07-04 cond-mat.mtrl-sci
Nuclear resonant scattering of synchrotron radiation by physisorbed Kr on TiO$_{2}$(110) surfaces in multilayer and monolayer regimes
利用同步辐射的核共振散射（NRS）技术研究了Kr在$_{2}$（110）表面的物理吸附层，Kr层的厚度从多层到单层。测量NRS强度作为Kr暴露的函数，由此估计对应于单层的NRS信号为0.23 cps。在不同厚度下测得的时间谱显示出单调的衰减，没有任何量子拍频特征。从时间谱的分析中评估的无反冲分数$f$显示在温度从19 K升高到25 K时显著降低。作为其起源，单层Kr的有序-无序相变提出。
2015-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bismuth layer properties in the ultrathin Bi-FeNi multilayer films probed by spectroscopic ellipsometry
利用宽带（0.5-6.5 eV）椭圆偏振光谱仪研究了射频溅射沉积的Bi [Bi（0.6-2.5 nm）-FeNi（0.8，1.2 nm）]N多层膜，其中FeNi层具有纳米岛结构，其形貌和磁性随膜厚的减小而变化。从椭圆偏振角的多层模型模拟，Psi（ω）和Delta（ω），提取的Bi层的复杂（伪）介电函数谱。结果表明，在GMR型Bi-FeNi多层膜结构中，Bi层具有表面金属导电性，其导电性受纳米岛状FeNi层的形貌和磁性的影响。
2023-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Analytical evaluation of surface barrier and resistance in iron-based superconducting multilayers for Superconducting Radio-Frequency applications
Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab（巴黎萨克雷大学、法国国家科学研究中心/法国国家粒子物理研究所、IJCLab）
本文研究铁基超导材料在超导无线电频加速器中的应用，分析其最大磁场承受能力、表面电阻及单位面积功率损耗，旨在提升性能并探索更高工作温度的应用前景。
2026-07-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Elastic Characterization of Transparent and Opaque Films, Multilayers and Acoustic Resonators by Surface Brillouin Scattering: A Review
目前有一个新的兴趣，在实验方法的发展，以实现薄膜，多层膜和声谐振器在GHz的频率范围内工作的弹性特性。本文综述了表面布里渊光散射（surf-BLS）在这方面的潜力，讨论了不同类型结构可能发生的各种情况。特别是，实验方法和信息量，可以获得取决于膜材料的透明度或不透明度，以及膜厚度和光波长之间的比率，进行了讨论。还提供了一个概括的情况下，多层样品，连同展望的能力，最近开发的微聚焦扫描版本的冲浪-BLS技术，这开辟了新的机会，在声学谐振器和人工图案化的超材料，如声子晶体的声场的空间分布的成像。
2019-08-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Competing scanning tunneling microscope tip-interlayer interactions for twisted multilayer graphene on the a-plane SiC surface
首次获得了在n+6 H-SiC a面非极性表面上生长的单层和扭曲多层外延石墨烯态的扫描隧道显微镜（STM）图像。通过将来自双层石墨烯的棒和球模型的莫尔图案与实验获得的图像进行比较，确定扭曲的石墨烯在顶部两层之间具有5.4°的旋转角。此外，实验莫尔图案显示动态行为，连续洗牌之间的两个稳定的表面安排一个键长分开。莫尔条纹的位移超过1 nm，便于STM观察。这种动态行为的解释归因于STM针尖和石墨烯样品之间的静电相互作用。
2015-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of surface-induced multiferroicity in magnetic materials, thin films and multilayers
本文从理论上研究了磁性材料、薄膜和多层膜中靠近表面电极化的强度现象。我们考虑两种不同的路径，导致在材料的边界，是散装共线铁磁体或反铁磁体的多铁性行为的发病。这两条路径的区别是表面诱导的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的存在或不存在，可以考虑通过系统的自由能中的Lifshitz不变量。实验结果进行了讨论，根据发达的理论。
2021-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Scaling law for the onset of the surface wrinkling of multilayer tubes
表面起皱是一种常见的多层管弯曲变形失稳模式。当施加的弯曲程度超过一个临界值时，褶皱出现在管的内拱，并释放大量的面内应变能存储的弯曲变形。在目前的工作中，我们提出了一个简单的理论模型，用于评估临界曲率和临界弯矩的发生在多层管和应用模型的碳纳米管在一个案例研究。结果表明，这两个关键属性之间的反比关系，这是真实的，无论层的数量和空芯的大小。
2020-08-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
Surface Originated Cross-Field Anomalous Transport in Magnetoelectric Multilayers
The Hong Kong Polytechnic University（香港理工大学）；Fudan University（复旦大学）；University of Macau（澳门大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
本文发现板状几何材料中，栅极诱导的轨道和自旋磁化及交叉场反常热电输运的表面贡献在厚板极限下不衰减，并基于表面贝里曲率预测了MnBi₂Te₄多层结构中强表面主导的交叉场反常能斯特效应。
2026-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Localized States at Zigzag Edges of Multilayer Graphene and Graphite Steps
我们报道了位于$N$层石墨烯之字形边缘的零能表面态的存在。紧束缚近似下，并使用最简单的最近邻模型，我们推导出这些奇特的表面态的波函数的解析解。结果表明，多层石墨烯中的零能边缘态可以分为三个家族：（i）仅存在于单个平面上的态，相当于单层石墨烯中的表面态;（ii）在堆叠的最后两层或前两层上具有有限振幅的态，相当于双层石墨烯中的表面态;（iii）在三个连续层上具有有限振幅的态。多层石墨烯的边缘状态被证明是强大的列入下一个最近的邻居层间跳跃。我们概括的边缘状态的解决方案的情况下，石墨台阶锯齿形边缘，并表明，通过扫描隧道显微镜和光谱石墨步骤测量的边缘状态属于上述家庭（i）或（ii），取决于顶层的方式被切断。
2008-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Crossover between Silicene and Ultra-Thin Si Atomic Layers on Ag(111) Surfaces
本文报道了用密度泛函理论对Ag（111）表面超薄Si原子层进行的总能量电子结构计算。我们发现了几种不同的稳定硅烯结构：$\sqrt{3}\times\sqrt{3}$，$3\times3$，$\sqrt{7}\times\sqrt{7}$随着硅的厚度从单层增加到四层。得到了银表面多层硅烯结构的双稳态和三稳态，计算的跃迁势垒推断了低温下发生的翻转运动.计算得到的STM图像与实验结果吻合较好。我们还发现了$2\times1$ $π$键合链和$7\times7$二聚体-吸附原子-堆垛层错Si（111）表面结构在Ag（111）表面的稳定存在，这清楚地表明了多层Si在Ag表面的硅-硅结构交叉。我们进一步发现，由于Si-Si层间和Si-Ag界面的共价相互作用，在Ag（111）表面的Si-Si多层膜中不存在Dirac态。相反，我们发现了一个新的态费米能级附近的$π$轨道位于表面层的$\sqrt{3}\times\sqrt{3}$多层硅烯，它满足六角对称性，并表现出线性能量色散。通过研究$2\times1$ $π$键合链结构的电子性质，我们发现多层Si结构的表面相关$π$态在Ag表面上是稳健的。
2015-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Investigation of phonons and magnons in [Ni80Fe20/Au/Co/Au]N multilayers
本研究通过布里渊光散射在Ni80Fe20/Au/Co/Au多层膜中观察声子-磁振子相互作用，通过调节磁致伸缩层厚度和层数，实现对磁弹性相互作用的可控激活及表面声波色散的精确调控。
2024-03-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Stabilization of magnetic bubbles in [Ni/Co]$_{n}$ multilayers on an oxygen-reconstructed Nb(110) surface via an ultra-thin Cu interlayer
本研究在保留 Nb(110) 氧化物表面重构的前提下，通过单原子层 Cu 中间层促进有序 [Ni/Co]$_{n}$ 多层膜外延生长，并用 SPLEEM 直接观测到小至 450 nm 的面外磁泡。
2025-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
An Intuitive and Exact Steady-State Electrodynamic Formalism for Uniaxial Multilayered Structures: Normal Incidence
本文导出了任意层数、任意厚度的单轴线性介质在垂直入射下所有稳态场（E、H、D、B）的精确表达式。一般的边界条件关系的表面波阻抗施加在每个表面，使任何序列的层之间的字段可以相关的传递函数的级联乘法。通过用适当的表面波阻抗代替通用表面波阻抗，可以使这些通用传递函数表示穿过任何边界的波的任何反射或透射。这种形式主义消除了求解大量方程或无限系列反射和传输的需要，而这一直是解决此类问题的传统方法。还提供了一个数值鲁棒的精确表达式的功率耗散在任何单轴层。多层系统的分析的例子。虽然发展致力于电磁波，方法和表达式是可转移到声波，并在某种程度上，量子机械波函数。
2002-03-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Polyelectrolyte Multilayering on a Charged Planar Surface
采用Monte Carlo（MC）模拟方法研究了高\textit{oppositely}荷电柔性聚电解质（PE）在带电平面基底上的吸附。我们详细研究了前几个PE层的平衡结构。链长和（额外的）非静电短程吸引力之间的聚阳离子和带负电荷的基板的影响被认为是。我们表明，PE层的稳定性以及微观结构是特别敏感的强度，后者的相互作用。与最近的一些实验达成了定性协议。
2003-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Superlubricity through graphene multilayers between Ni(111) surfaces
放置在两个平行Ni（111）表面之间的单个石墨烯层屏蔽了强吸引力，并导致粘附和滑动摩擦的显著降低。当插入两个石墨烯层时，每个石墨烯以显著的结合附着到金属表面之一，并进一步降低粘附力。在这些表面的滑动运动中，实现了从粘滑到连续滑动的过渡，从而抑制了通过突然过程产生的非平衡声子。在插入第三石墨烯层时，粘附力和抗弯强度继续降低，并且最终随着石墨烯层数量的增加而在恒定值处饱和。在不存在Ni表面的情况下，多层石墨烯的抗弯强度相对较高，并且实际上与层数无关。目前的第一性原理计算揭示了置于赝晶Ni（111）表面之间的石墨烯层的超润滑特性，这是通过Ni-3d和石墨烯- $π$轨道的耦合实现的。还讨论了在一对平行的Cu（111）和Al（111）表面之间插入石墨烯层的效果。本文的独特之处在于，考虑了滑动板在任意相对位置上的变形，对常荷载作用下的滑动摩擦进行了处理。
2013-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Two Types of 3D Quantum Hall Effects in Multilayer WTe$_2$
本文报道了多层WTe2中由磁场调控的两类三维量子霍尔效应：低场下体态层堆叠的QHE与高场下Weyl轨道表面输运的QHE，为拓扑半金属量子化输运研究提供平台。
2022-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stress-driven instability in growing multilayer films
我们研究了应力驱动的外延生长多层膜的形态不稳定性，这是相干和位错自由。我们构建了一个直接的弹性分析，从我们确定的弹性状态的系统递归的旧状态的埋层。反过来，我们使用的弹性状态的结果，推导出的表面轮廓的形态演化方程的一阶扰动，与解决方案明确表示的所有沉积层的生长条件和材料参数。我们将这些结果应用到两种多层结构。一个是交替拉伸/压缩多层结构，我们确定有效的稳定性，包括在不同的层，其相互作用与全球失配的多层膜的不同表面迁移率的影响，以及非对称结构的压缩和拉伸层对系统稳定性的影响。在稳定性图中发现的不对称性质的性质与实验观察一致。我们研究的其他多层结构是由堆叠的应变/间隔层组成的。我们还计算了动力学临界厚度的形态不稳定性的发病，并获得其减少和饱和的沉积层数的增加，这是符合最近的实验结果。与单层薄膜生长相比，上应变层的动力学临界厚度行为出现偏差。
2003-01-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
