Electrical Properties of Atomic Layer Deposited Aluminum Oxide on Gallium Nitride
我们报告我们的调查的金属/Al 2 O3/GAN金属-绝缘体-半导体（MIS）电容器的电气性能。通过分析GAN衬底上原子层沉积Al 2 O3薄膜的电容-电压特性，确定了Al 2 O3/GAN界面的导带偏移和界面电荷密度。在Al 2 O3/GAN界面处的导带偏移被计算为2.13 eV，与理论预测一致。一个非零场为0.93 MV/cm的氧化物在平带条件下的GaN，我们归因于一个固定的净正电荷密度的大小为4.60 × 1012 cm-2的Al 2 O3/GAN界面。我们提供的假设来解释这种电荷的起源，通过分析能带线。
2011-09-12 cond-mat.mes-hall
Disorder-free localization around the conduction band edge of crossing and kinked silicon nanowires
我们探索弹道制度量子输运特性的氧化物嵌入交叉和扭结硅纳米线（NW）内的大规模的经验赝势电子结构框架，耦合到Kubo-Greenwood输运分析。一个真实的空间波函数的研究进行和结果一起解释的弹道输运计算的结果。这揭示了弹道输运边缘位于最低未占分子轨道上方数十至数百毫伏处，在两者之间以及前者上方出现了大量的局域态。我们发现，这些局域化的状态是不是由于氧化物界面，而是核心硅衍生的。它们显示了电子的波动性质，这些电子是由来自NW结和弯曲的反射带到前景的。因此，我们表明，即使超净硅纳米线的交叉和扭结具有导带尾没有诉诸原子的混乱。
2015-02-10 cond-mat.mes-hall
Coexistence of Interfacial Stress and Charge Transfer in Graphene Oxide based Magnetic Nanocomposites
在本文中，我们建立了水热合成的钴铁酸盐-氧化石墨烯（CoFe 2 O 4/GO）纳米复合材料中存在的压应力和电荷转移过程。透射电子显微镜（TEM）的结果表明，CoFe 2 O 4纳米粒子的GO片上的装饰。超导量子干涉仪（SQUID）磁强计测量证实了纳米复合材料的磁响应。这些纳米复合材料的光学性能进行了研究，通过拉曼光谱。通过观察氧化石墨烯特征G峰的蓝移来评价该体系中涉及的界面压应力。半峰全宽（FWHM）的增加以及D和G峰的上移是GO片和分散的磁性纳米颗粒之间的电荷转移过程的参与的清楚指示。电荷转移过程的影响是量化的费米能级的这些纳米复合材料的移位。这是使用扫描开尔文探针显微镜（SKPM）从接触表面电势差（CPD）的变化来评价的。CoFe 2 O 4/GO的XRD光谱证实了CoFe 2 O 4纳米颗粒的多晶性质。从XRD峰估计晶格应变与观察到的拉曼位移。
2017-03-22 cond-mat.mes-hall
Molecular mechanism of water permeation in helium impermeable graphene and graphene oxide membrane
发现氧化石墨烯（GO）层对于水的渗透是良好的，但对于氦不是（Science 2012 335（6067）：442-444），表明GO层在取决于它们所处的环境（即，水或氦）的渗透路线的形成中是动态的。为了探索这一观察的微观起源，我们计算了GO片（氧化和还原部分）的平均力（PMF）的潜力，与面间距离作为反应坐标在氦气和水中。我们的PMF计算表明，在氦气中的GO片的氧化部分之间的平衡层间距离为4.8 μ m，没有留下氦气渗透的空间。相比之下，GO氧化部分在水中的PMF显示出两个最小值，一个在4.8 μ m处，另一个在6.8 μ m处，对应于无水和水填充区域，从而产生渗透路径。基于对不同片间距的石墨烯片和氧化石墨烯片之间捕获的水的熵计算，我们还展示了填充热力学。
2015-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Electronic conduction properties of indium tin oxide: single-particle and many-body transport
铟锡氧化物（Sn掺杂的In $_2$ O $_{3-δ}$或ITO）是令人感兴趣的并且在技术上重要的透明导电氧化物。这类材料已经被广泛研究了几十年，研究工作集中在应用方面。ITO从300 K到低温的电子传导特性的基本问题很少得到解决。在很宽的温度范围内的电输运性质的研究是必不可少的解开潜在的电子动力学和微观电子参数。我们发现，人们可以了解丰富的物理在ITO材料，包括半经典玻尔兹曼输运，量子干涉电子输运，和电子-电子相互作用的影响，在无序和粒度的存在。为了揭示ITO材料为基础研究提供的机会，我们展示了不同形式的ITO结构中的各种电荷传输特性，包括均匀的多晶薄膜，均匀的单晶纳米线和非均匀的纳米薄膜。我们不仅解决了ITO中出现的新物理现象，而且还说明了稳定的ITO材料形式的潜在应用的多功能性。我们强调，在微观上，ITO的丰富的电子导电性能源于继承自由电子的能带结构和低载流子浓度（与典型的金属相比）这类材料的特性。此外，低载流子浓度导致慢的电子-声子弛豫，这导致（$i$）小的剩余电阻比，（$ii$）在1-300 K的宽温度范围内的线性电子扩散热电功率，以及（$iii$）弱的电子退相速率。我们将重点讨论类金属ITO材料。
2017-02-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Tunneling conduction in graphene/(poly)vinyl alcohol composites
通过固化由分散的石墨烯纳米片组成的聚乙烯醇（PVA）溶液，制备了厚度为$60 μm$的石墨烯/聚乙烯醇（PVA）复合膜。石墨烯片的紧密接近使得波动引起的电子隧穿能够从一个片发生到另一个片。介电数据表明，本系统可以模拟为一个并联电阻电容网络。交流电导率的频率变化的高频指数表明载流子在二维空间中移动。样品制备技术将有助于柔性导体的合成。
2012-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Control of electronic conduction at an oxide heterointerface using surface polar adsorbates
电子在固体表面和吸附的原子或分子物种之间的转移是自然和合成过程中的基础，是大多数催化反应和许多传感器的核心。在特殊情况下，在存在氢吸附层的情况下，可以在例如Si封端的SiCl或混合封端的ZnO 2的表面处诱导金属导电。通常，只有表面原子受到吸附物的显著影响。然而，远程改变远离吸附层的电子状态是可能的，如果这些状态静电耦合到表面。在这里，我们表明，常见的溶剂，如丙酮，乙醇和水的表面吸附可以诱导一个大的变化（三个因素）在SrTiO 3基板和LaAlO 3薄膜3 -8之间的掩埋界面的电导率。这种现象仅在极性溶剂中观察到。我们的研究结果提供了实验证据，吸附在LaAlO 3表面诱导的电子在LaAlO 3/SrTiO 3界面的积累，提出了一个一般的极化促进电子转移机制，可用于传感器应用。
2011-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Towards Optimized Charge Transport in Multilayer Reduced Graphene Oxides
在石墨烯基复合材料应用的背景下，非常需要对多层还原氧化石墨烯（rGO）中的电荷传导的完整理解。然而，这些rGO化合物的特征在于取决于用于其合成的化学方法的多种和不同的无序来源。最重要的是，层间相互作用在促进或破坏电子流中的确切作用仍然不清楚。在这里，由于一个多尺度的计算方法相结合的第一性原理计算与大规模的传输模拟的发展，在多层rGO的传输标度律被解开，解释为什么随着膜厚的增加扩散的。相比之下，接触膜被发现表现出相反的趋势时，平均自由程变得短于沟道长度，因为导电变得主要由层间跳跃驱动。这些预测与实验数据相比是有利的，并开辟了一条道路，优化石墨烯基复合材料与改善的导电性。
2022-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Simple approach for high-contrast optical imaging and characterization of graphene-based sheets
提出了一种简单的光学方法，用于识别和测量纳米厚的石墨烯基材料的有效光学特性，基于使用由硅上的薄介电层组成的衬底。通过选择适当的光学性质和介电层的厚度，获得石墨烯基材料和基底之间的高对比度。通过对比预测值和实测值，得到了氧化石墨烯、热还原氧化石墨烯和石墨烯的有效折射率和光吸收系数。
2007-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transparent and conductive graphene oxide-polyethylenglycol diacrylate coatings obtained by photopolymerization
以水分散氧化石墨烯片为原料，通过光聚合法制备了石墨烯-聚乙二醇二丙烯酸酯树脂复合材料。发现石墨烯片在树脂系统内经历优异的形态分布，产生相对于纯树脂具有未改变的热性质的透明复合材料，其在低至0.02%wt的氧化石墨烯的负载比下是导电的。基于光聚合的方法提供了一种简单、节能和环境友好的技术，可以在涂料技术中找到广泛的应用，主要用于电磁屏蔽和抗静电涂料。
2010-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
High yield fabrication of chemically reduced graphene oxide field effect transistors by dielectrophoresis
我们展示了高产量的制造场效应晶体管（FET）使用化学还原的氧化石墨烯（RGO）片悬浮在水中组装通过介电泳。在Ar/H_2气氛中200 ℃退火1h后，器件的两端电阻提高了一个数量级。随着背栅电压的施加，所有的器件都显示出FET行为，最大空穴和电子迁移率分别为4.0和1.5 cm 2/Vs。这项研究显示了基于石墨烯的纳米电子器件的规模化制造的希望。
2010-02-02 cond-mat.mes-hall
Bandgap Measurement of Reduced Graphene Oxide Monolayers through Scanning Tunnelling Spectroscopy
最流行的原子级薄碳材料，称为石墨烯，没有带隙，石墨烯的这种特殊性质使其在纳米晶体管器件方面的应用较少。如果通过化学途径合成石墨烯，则可以在石墨烯中引入带隙。首先，制备氧化石墨烯（GO），其进一步进行还原并变成还原氧化石墨烯（RGO）。利用扫描隧道光谱（STS）研究了单层还原氧化石墨烯（RGO）的能带结构。GO片为1-1.2 nm厚，并且在还原后变得更薄。发现GO的带隙在0.8eV的范围内。RGO显示出多种能带结构。RGO开辟了一个新的研究领域，原子级薄的碳层，因为它具有非零的带隙，而不是石墨烯的情况。
2019-11-14 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Photon-Assisted Tunneling through Molecular Conduction Junctions with Graphene Electrodes
石墨烯电极为分子传导纳米结中的金属接触提供了合适的替代方案。在这里，我们建议使用石墨烯电极作为有效的光子辅助隧道通过分子传导纳米结的平台。我们预测在频率为$ω$的外部电磁场的作用下，与石墨烯无带隙光谱的修改相关的边带能量$\sim n\hbarω$（$n$是整数）处评估的急剧增加的电流。使用掺杂的石墨烯电极的一个侧面益处是与石墨烯电极或分子桥中发生的过程相关的光电流的偏振控制。后一个过程伴随着石墨烯片中的表面等离子体激元激发，这使得它们更有效。我们的研究结果说明了石墨烯接触在分子电子学中相干控制光电流的潜力，支持单分子器件的可能性。
2013-09-13 cond-mat.mes-hall
Chemical instability of free-standing boron monolayers and properties of oxidized borophene sheets
在这项工作中，我们报告的结果，一步一步的建模独立的硼单层的氧化不同类型。计算结果表明，氧化过程始终是放热的，并导致形成泡沫状的氧化硼膜与合并的非氧化的小硼团簇。这些硼氧化物薄膜中的一些表现出化学稳定的磁性中心的存在。通过对氧化后的卟啉片（OBS）的物理性能的评价，表明它可能在太阳能中作为传感器和防氢泄漏涂层的应用。
2020-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Hopping Conduction in Disordered Carbon Nanotubes
我们报告电传输测量个别无序碳纳米管，催化生长在纳米多孔阳极氧化铝模板。在生长和退火类型的纳米管中，低场电导显示为exp[-（T_{0} /T）^{1/2}]对温度T的依赖性，表明跳跃传导是主要的输运机制，尽管具有不同的无序相关系数T_{0}。低温电导的场依赖性表现为exp[-（xi_{0} /xi）^{1/2}]，在足够低的T下具有高的电场xi。最后，退火和未退火的纳米管在低T = 1.7K下都表现出弱的正磁阻。与理论的比较表明，我们的数据是最好的解释库仑隙可变范围跳跃传导，并允许提取的无序依赖的本地化长度和介电常数。
2006-10-26 cond-mat.mes-hall
Imaging mechanical vibrations in suspended graphene sheets
我们进行了纳米机电系统的基础上，多层石墨烯片悬浮在氧化硅的沟槽测量。使用施加的射频电压在共振下静电驱动悬浮片的运动。使用一种新形式的扫描探针显微镜，它允许识别和空间成像的机械本征模式的形状检测的机械振动。在多达一半的谐振器测量，我们观察到一类新的异国情调的纳米级振动本征模式没有预测的弹性梁理论，振动的振幅是最大的自由边缘。通过模拟的悬浮片与有限元方法，这些边缘本征模式被证明是非均匀应力的结果，具有显着的大幅度（高达1.5 GPa）。这种不均匀的应力，这是由于石墨烯是通过将块状石墨压在另一个表面上或摩擦而制备的，在未来对石墨烯的电子和机械性能的研究中应该考虑到这一点。
2008-05-22 cond-mat.mes-hall
3D Hopping Conduction in SnO2 nanobelts
在黑暗中，从400到5 K，测量单个氧化锡纳米带的电输运的温度依赖性。我们发现了四种内在的电传输机制，通过纳米带。它开始于400和314 K之间的热激活传导，268和115 K之间的最近邻跳跃传导，以及低于58 K的可变范围跳跃传导，在16 K处从3D-Mott到3D-Efros-Shklovskii政权的交叉。我们声称，这个序列揭示了三维性质的电输运的SnO 2纳米带，即使他们预计表现为一维系统。
2012-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bipolar resistive switching in amorphous titanium oxide thin films
利用等温和变温的电学测量方法，研究了等离子体增强原子层沉积法制备的非晶氧化钛薄膜在铝电极间的阻变机理。在高温区（> 140 K）发现了双极阻变行为，在欧姆电流区发现了两个浅陷阱激活能，分别为0.055 eV和0.126 eV。我们还提出，非晶TiO 2薄膜的双极电阻开关是由导电模式的过渡，从一个块限制SCLC模型（关状态）的界面限制肖特基发射（开状态），产生的氧空位的离子运动。
2009-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-Arrhenius conduction due to the interface-trap-induced disorder in X-doped amorphous InXZnO thin-film transistors
制备了沟道由In-X-Zn氧化物（IXZO）和X掺杂物（Ga、Sb、Be、Mg、Ag、Ca、Al、Ni和Cu）组成的薄膜晶体管，并在77 K <T<300 K范围内的选定温度下测量了它们的I-V特性。低场迁移率，亩，和界面缺陷密度，Nst提取的特性为每个研究的IXZO。在较高的温度下，迁移率遵循阿克里尼乌斯定律，并随着温度的降低而增加，逐渐转化为exp [-（T0/T）1/4]变化。我们发现mu（T，Nst）遵循mu 0 exp [-Eaeff（T，Nst）/kT]，T依赖的有效活化能Eaeff（T，Nst）解释了数据，揭示了在较高T下Eaeff和Nst之间的线性相关性。Eaeff（T，Nst）的温度变化使用假设氧化物中的传导迁移率边缘Ec值的随机分布的模型来评估，所述传导迁移率边缘Ec值源于由界面陷阱分布中的无序引起的空间波动。对于一个高斯分布的Ec，激活能Eaeff（T，Nst）与1/T线性变化，令人满意的帐户上获得的所有研究IXZO的数据。该模型还表明，Eaeff（T，Nst）是一个线性函数的Nst在一个固定的T，这解释了指数下降的mu与NST。
2015-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mechanical Properties of Ultralow Density Graphene Oxide/Polydimethylsiloxane Foams
低密度、高度多孔的石墨烯/氧化石墨烯（GO）基泡沫在能量吸收应用中显示出高性能，即使在高压缩变形下也是如此。一般来说，泡沫作为能量耗散材料是非常有效的，并且已广泛用于许多领域，例如汽车、航空航天和生物医学工业。在石墨烯基泡沫的情况下，良好的机械性能主要归因于固有的石墨烯和/或GO电子和机械性能。尽管石墨烯/GO基泡沫具有吸引人的物理性质，但它们的结构和热稳定性对于一些应用仍然是一个问题。例如，当它们被放置在流动的溶液中时，它们很容易降解，要么通过它们的层的坍塌，要么仅仅通过结构分解成小块。最近，提出了一种新的和可扩展的合成方法来产生与聚二甲基硅氧烷（PDMS）聚合物链（pGO）互连的低密度3D宏观GO结构。将受控量的PDMS注入冷冻干燥的泡沫中，得到具有改善的机械性能（例如拉伸塑性和韧性）的非常刚性的结构。PDMS润湿氧化石墨烯片，并且充当粘合PDMS和GO片的胶。为了获得增强的机械pGO响应背后的机制的进一步见解，我们进行了完全原子分子动力学（MD）模拟。基于MD结果，我们建立了一个结构模型，可以解释实验观察到的力学行为。
2018-01-19 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
The Non-Local Dual Phase Lag Model of Heat Conduction in a Silicon Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor
本文提出二维非局部DPL热传导模型，通过与Knudsen数线性相关的γ参数刻画空间非局部性，并在硅MOSFET中确定参数取值，提升宏观方法预测微纳热行为的精度。
2025-05-16 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.comp-ph
Superconductivity and Ferromagnetism in Oxide Interface Structures: Possibility of Finite Momentum Pairing
我们引入一个模型来解释所观察到的铁磁性和超导性的LAO/STO氧化物界面结构。由于极性突变机制，每个单元电池的1/2电荷转移到界面层。我们认为，这种电荷本地化和铁磁秩序通过与传导电子交换。通常，这种铁磁性会破坏超导性，但由于界面附近的强自旋轨道耦合，磁性和超导性可以通过在有限动量下形成库珀对的FFLO型凝聚体而共存，这在强无序的存在下是惊人的鲁棒性。
2012-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
