Thin amorphous molybdenum silicide superconducting shells around individual nanowires deposited via magnetron co-sputtering
Institute of Solid State Physics, University of Latvia（拉脱维亚大学固体物理研究所）；Institute of Chemical Physics, University of Latvia（拉脱维亚大学化学物理研究所）
本研究通过磁控共溅射在纳米线周围沉积非晶钼硅超导壳层，优化其临界温度至7.25 K，为量子器件应用提供新途径。
2026-03-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
XPS Supported INS and DRIFT Spectroscopy of sp2 Amorphous Carbons
我们进行了一组最高碳化等级的sp2无定形碳的INS，DRIFT和XPS光谱的联合分析，这些碳代表天然物质（顺式碳，炭煤和无烟煤），技术石墨烯（实验室还原的石墨烯氧化物）和工业产品（炭黑）。它被确定，所研究的物质的DRIFT光谱由两个组件确定的氢和氧组成的石墨烯分子，这代表了无定形化合物的基本结构单元的圆周。次甲基代表天然无定形物的氢组分，而羟甲基和甲基对所研究的技术石墨烯和炭黑的羟基呋喃起相同的作用。已经建立了基于次甲基的氢组合物的特定特异性，以增强碳原子的DRIFT光谱的电光特性。DRIFT和XPS光谱的可比分析允许一个可靠的拟人化的氧官能团的组合物的研究无定形导致一组可靠的分子模型，其基本结构单元。
2019-11-18 cond-mat.mtrl-sci
Amorphous phase-change memory alloy with no resistance drift
针对相变材料电阻漂移阻碍存内计算的问题，提出基于第一性原理的非晶PCM设计，利用CrTe3薄膜实现无电阻漂移及多级编程，并验证其在神经形态计算中的应用潜力。
2025-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Engineering the thermal conductivity along an individual silicon nanowire by selective helium ion irradiation
设计材料导热性的能力使我们能够控制热量的流动，并获得新的功能，如热整流，热开关和热隐身。虽然这可以通过在体积尺度上使用复合材料和超材料来实现，但在微米和纳米尺度上设计热导率更具挑战性。在这项工作中，我们表明，沿着一个单一的硅纳米线的局部热导率可以调整到一个理想的值（结晶和非晶极限之间），通过选择性的氦离子辐照具有良好的控制剂量的高空间分辨率。通过分子动力学模拟和定量声子-缺陷散射率分析来理解基本机制，其中热导率随剂量的行为归因于散射中心在较低剂量下的积累和聚集。超过阈值剂量，观察到晶体-非晶转变。
2017-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis, Contact Printing, and Device Characterization of Ni-Catalyzed, Crystalline InAs Nanowires
InAs纳米线由于其高电子迁移率和易于形成欧姆金属接触而被积极地探索作为高性能晶体管的沟道材料。然而，非外延InAs纳米线的催化生长通常依赖于非CMOS兼容的Au胶体的使用。在这里，我们证明了成功的合成高产量的结晶InAs纳米线的高产率和可调的直径，通过使用Ni纳米粒子作为催化剂材料上的非晶SiO2衬底。纳米线显示出优异的电学性能，场效应电子迁移率约为2，700 cm 2/Vs，ION/IOFF >103。生长的InAs纳米线的均匀性和纯度通过经由接触印刷工艺在衬底上大规模组装纳米线的平行阵列来进一步证明，该接触印刷工艺实现了高性能的可印刷晶体管，能够提供5-10 mA的导通电流（~400根纳米线）。
2008-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Carrier Transport in High Mobility InAs Nanowire Junctionless Transistors
理解和模拟纳米线晶体管性能极限的能力是设计下一代器件的关键。在这里，我们报告的高迁移率结无栅全包围纳米线场效应晶体管的载流子迁移率在室温下达到2000 cm 2/V.s的研究。依赖于温度的运输测量揭示了激活运输在低温下由于表面捐助者，而在室温下的运输表现出扩散行为。从电导率数据中，提取的值的声速在InAs纳米线被发现是一个顺序小于散装。这种低声速归因于普遍出现在这些纳米线中的扩展的晶体缺陷。分析温度相关的迁移率数据，我们确定了关键的散射机制限制在这些纳米线的载流子传输。最后，使用这些散射模型，我们进行漂移扩散的纳米线场效应晶体管的输运模拟和比较与实验测量的设备性能。我们的器件建模提供了深入了解InAs纳米线晶体管的性能限制，并可用作基于MEMS的集成电路的预测方法。
2015-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The formation of well-defined crystalline structures by UV laser irradiation of amorphous silicon films
这项研究为薄膜氢化非晶硅在氧气存在下接受紫外激光照射时发生的过程提供了新的见解。它通过观察使薄膜经受逐渐增加的激光辐射剂量的影响来实现这一点。这表明，首先产生了一系列核，导致形成了与氧化硅结构一致的定义明确的晶体网络。进一步的照射导致在结晶网络上形成锥形结构，这是由于硅-氧键断裂和所得富硅材料的迁移。最终，锥形结构成为主要特征，但仍由原始晶体结构的纳米线残余物互连。
2016-06-01 cond-mat.mtrl-sci
Low-Temperature Electron Transport in [110] and [100] Silicon Nanowires: A DFT - Monte Carlo study
本文通过DFT与系综蒙特卡罗方法结合，研究[110]和[100]硅纳米线在低温下的电子输运，发现低温使漂移速度至少提升2倍，且[110]方向比[100]方向高50%，源于子带有效质量差异和散射率降低。
2024-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Microwave AC voltage induced phase change in Sb$_2$Te$_3$ nanowires
将信息比特缩放到更小的维度是信息技术（IT）的主要驱动力。纳米结构相变材料以其低功耗、功能模块化和可扩展性成为当前绿色IT领域的关键角色。在这项工作中，我们提出了示范的微波交流电压在3 GHz的单Sb $_2$ Te $_3$纳米线诱导相变现象。从结晶金属相到非晶半导体相的转变证明了电阻变化总共6 - 7个数量级，这通过温度依赖性传输测量和高分辨率电子显微镜分析进行了交叉检查。这一发现可能会沿着单个纳米线定制多状态信息位编码和识别，从而为神经启发的计算设备提供技术进步。
2020-08-15 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ultralow thermal conductivity of single crystalline porous silicon nanowires
多孔材料提供了大的表面体积比，从而提供了一个旋钮，以前所未有的方式改变基本属性。在热输运中，多孔纳米材料不仅可以通过增强声子从孔的边界散射从而减小声子平均自由程，而且可以通过降低声子群速度来降低热导率。在这里，我们建立了一个结构-性能的关系，通过测量的孔隙率和热导率的个别化学蚀刻单晶硅纳米线，使用一种新的电子束加热技术。这种多孔硅纳米线表现出极低的扩散热导率（对于43%的孔隙率，在300 K下低至0.33Wm-1 K-1），甚至低于非晶硅的扩散热导率。这种超低热导率的起源被理解为声子群速度的降低，通过测量杨氏模量以及晶体硅中有史以来报道的最小结构尺寸（小于5 nm）进行了实验验证。分子动力学模拟支持硅纳米线的热导率作为孔隙率的函数的急剧降低的观察。这种多孔材料提供了一个有趣的平台来调整声子输运，这可以在电子和纳米机电系统的功能材料的设计中是有用的。
2017-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Flexible Amorphous Superconducting Materials and Quantum Devices with Unexpected Tunability
在超导中，电子表现出独特的宏观集体量子行为，这是许多现代量子技术的关键。这种电子行为主要源于与材料中原子的相关运动的耦合，以及完美屏蔽外部磁场的同步定向运动。因此，预计原子间距离和材料几何形状会影响基本的电致伸缩特性。这些参数是可调的应变，但应变的应用是由超导体的刚性，这反过来又增加了设备相关的温度阻碍。在这里，我们提出了灵活的，可折叠的和可转移的超导材料，和功能的量子纳米结构，通过沉积非晶合金薄膜上的柔性胶带。具体而言，柔性超导薄膜，纳米线和量子干涉器件（SQUID）的制造和可变磁场，电流，温度和弯曲条件下的特征。SQUID干涉周期，它代表一个单一的通量量子，具有意想不到的可调谐性与折叠曲率。这种可调谐性提出了需要重新审视超导的基本原理，主要是相对于几何形状，磁场不均匀性和应变的影响。我们的工作为新型磁性器件和具有局部可调性的量子技术平台铺平了道路。
2020-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Collective nonaffine displacements in amorphous materials during large-amplitude oscillatory shear
利用分子动力学模拟研究了二元Lennard-Jones玻璃在周期剪切变形下的瞬态响应。将非晶态固体模拟为低温下的三维Kob-Andersen二元混合物。循环加载施加到缓慢退火，静止的样品，诱导不可逆的颗粒重排在大的应变振幅，导致应力-应变滞后和漂移的势能向更高的值。我们发现，在临界应变振幅附近的循环剪切的初始响应涉及大的非仿射位移的原子不连续的集群。相反，剪切应力振荡的幅度在一定数量的循环后减小，这伴随着剪切带的开始和随后的生长。
2016-12-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Measurement of onset of structural relaxation in melt-quenched phase change materials
硫属化物相变材料可实现非易失性、低延迟的存储级存储器。他们也正在探索新的计算形式，如神经形态和内存计算。然而，一个关键的挑战是编码数据的非晶态电阻的时间漂移。漂移，所造成的自发结构松弛的新重建的熔融淬火的非晶相，一直被观察到具有对数依赖性的时间。在这里，我们表明，这种观察是有效的，只有在一定的可观察的时间尺度。使用阈值开关电压作为测量变量，基于温度相关和短时间尺度的电气特性，我们实验测量的漂移的开始。结构弛豫动力学的这一附加特征为评价解释漂移的不同经典模型提供了一个新的基准。
2021-06-11 cond-mat.mtrl-sci cs.ET
O-vacancy as the origin of negative bias illumination stress instability in amorphous In-Ga-Zn-O thin film transistors
我们发现，O空位（Vo）作为一个空穴陷阱，在非晶In-Ga-Zn-O薄膜晶体管的负偏压光照应力不稳定性中起作用。光激发的空穴由于小的势垒而向沟道/电介质界面漂移，并且可以被沟道中的Vo捕获。虽然Vo（+2）缺陷在室温下非常稳定，但它们的原始深态在退火时通过电子捕获恢复。在负栅偏压下，Vo（+2）可以在非晶相中扩散，包括界面附近的空穴积累。
2010-06-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Strong Spreading in a Droplet Flow for Low-Dimensional Nanostructures Growth
本文报道了用透射电镜原位观察铟液滴在表面覆盖有氢化非晶硅（a-Si：H）的氮化硅膜上的流动，并由此制备出面内c-Si纳米线。我们观察到，液滴强烈蔓延的a-Si：H涂覆的表面，而它从c-Si NW露点。这种原位观察，结合这种液-固系统的几何分析，与de Gennes理论预测的液滴流体动力学的反应扩散，其中液滴流动的润湿性梯度是由一个渐进的自憎过程，由于液滴介导的结晶a-Si：H保持良好的一致性。有趣的是，我们记录了液滴-纳米线界面的温度依赖性演化，这导致液滴破裂，自转向和纳米片到纳米线的转变。我们阐明了这些丰富的纳米流体现象的基础上的异质成核反应扩散的模型。
2020-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Tribological Properties of Ultrananocrystalline Diamond Nanowire Thin Film: Influence of Sliding Ball Counterbodies
采用微波等离子体增强化学气相沉积沉积（MPECVD）系统，在CH 4（6%）/N2等离子体介质中，优化沉积参数，在镜面抛光的硅衬底（100）上沉积了超纳米晶金刚石纳米线（UNCD NW）薄膜。薄膜呈现线状形貌，纳米金刚石晶粒随机取向且均匀分布，石墨和非晶碳（a-C）相的相间边界将纳米金刚石晶粒分开。在大气条件下，对Al_2O_3、SiC和钢球进行了微观摩擦学研究。最初，发现UNCD NW/SiC和UNCD NW/钢滑动副的摩擦系数较高，随后逐渐降低至低值。而UNCD NW/Al_2O_3滑动组合在整个滑动过程中保持了超低的摩擦系数。在UNCD NW/SiC和UNCD NW/Steel对中观察到高耐磨性的膜。在UNCD NW/Al 2 O3情况下，滚珠配对体显示出可忽略的磨损尺寸。这种摩擦学行为归因于球与UNCD NW薄膜的不同类型的机械和化学相互作用。
2018-06-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
On the origin of in-gap states in amorphous Ge$_2$Sb$_2$Te$_5$
University of Milano-Bicocca（米兰比可卡大学）
研究通过机器学习和密度泛函理论分析非晶Ge$_2$Sb$_2$Te$_5$中带隙态的起源及其在老化过程中的演变，揭示结构弛豫对电阻漂移的影响。
2026-02-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Bismuth Phase Dependent Growth of Superconducting NiBi3 Nanorods
本研究通过Ni和Bi共蒸发制备NiBi3薄膜，发现薄膜中超导转变温度达4.4 K，并观察到纳米棒生长，其形成依赖三角Bi相，单根纳米线超导转变温度为4.3 K。
2023-06-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Relation between resistance drift and optical gap in phase change materials
相变材料中的光学反差是与其结构转变相伴随的。我们首先认识到，弗里德尔振荡耦合在相反的方向传播的电子，并提供额外的库仑能量连接这两个。当晶体切换相位时，该能量获得时间依赖性，并且朗道-齐纳机制操作，引导从价带到导带的布居转移，反之亦然。光谱表明，振荡器的能量占主导地位的光学性质和计算涉及的结晶场和自旋轨道相互作用产生良好的估计的两个结构相。进一步的分析涉及的晶体场能量以及激活能的导电的光学间隙。这最后一个属性的非晶相的特点，从而提供了一个链接的结晶场和激活能，并最终与电阻漂移指数。提供光学手段来量化PCM中的电阻漂移可以避免制造昂贵器件和执行耗时测量的需要。
2020-09-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Charge Transport and Multiplication in Lateral Amorphous Selenium Devices Under Cryogenic Conditions
University of Texas at Arlington（德克萨斯大学阿灵顿分校）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）；University of Manchester（曼彻斯特大学）；Florida State University（佛罗里达州立大学）
本研究系统表征了低温条件下侧向非晶硒器件的电荷传输与雪崩倍增行为，揭示了温度对光电流的影响机制，为低温高增益光电探测器设计提供了理论依据。
2026-01-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Predicting Organic Solar Cell Performance and Stability from Fast, Morphology-aware Current-Voltage Modeling
Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学）；University at Buffalo, NY, USA（纽约州立大学布法罗分校）
本文提出了一种快速、形态感知的电流-电压建模方法，用于预测有机太阳能电池的性能和稳定性，通过模拟复杂异质结形态的电流-电压曲线，揭示了材料系统对性能和寿命优化的物理妥协。
2026-05-19 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Shallow Trap States Control Electrical Performance of Amorphous Oxide Semiconductor Thin-Film Transistors
Oregon State University（俄勒冈州立大学）；Yonsei University（延世大学）；Samsung Electronics（三星电子）
本研究通过测量浅陷阱态密度，揭示了非晶氧化物半导体TFT中浅缺陷态对亚阈值摆动、阈值电压和迁移率的调控作用，并通过模拟确定了主导性能的Ga-Ga-In氧空位缺陷。
2026-02-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.ins-det
A device-level compact model for mushroom-type phase change memory
本文提出一种蘑菇型相变存储器紧凑模型，考虑非晶标记形状尺寸，适用于投影与非投影器件，含泄漏路径，准确预测编程与读出行为，并提供Verilog-A格式。
2025-07-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Melting behavior and dynamical properties of Cr2Ge2Te6 phase-change material
Henan Academy of Sciences（河南省科学院）；Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）；Sapienza University of Rome（罗马大学）
通过AIMD模拟研究Cr2Ge2Te6熔化过程及动力学特性，揭示八面体结构稳定性与非晶态电阻漂移关系，解释CrGT器件结晶速度机制。
2026-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Simulation of the crystallization kinetics of Ge$_2$Sb$_2$Te$_5$ nanoconfined in superlattice geometries for phase change memories
本研究利用机器学习原子间势的分子动力学模拟，探讨了Ge$_2$Sb$_2$Te$_5$/TiTe$_2$超晶格中纳米受限Ge$_2$Sb$_2$Te$_5$的结晶动力学，发现纳米受限降低晶体生长速度但提高异质成核率，支持其在神经形态器件中的应用。
2025-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Elemental Germanium Phase-Change Memory
Integrated Systems Laboratory, ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院集成系统实验室）；Binnig & Rohrer Nanotechnology Center (BRNC), ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院宾尼格与罗雷尔纳米技术中心）；DeepNano Group, James Watt School of Engineering, University of Glasgow（格拉斯哥大学詹姆斯瓦特工程学院深纳小组）
研究针对相变存储器中硫族化物合金存在的问题，提出用元素锗作为CMOS原生相变材料，在垂直PCM单元架构中，锗实现了快速结晶、优异热稳定性及低电阻漂移系数，可替代硫族化物材料并在标准半导体设施制造相变存储器。
2026-07-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
