Molecular rectifying diodes from self-assembly on silicon
我们展示了一个分子整流结从硅上的顺序自组装。器件结构仅由一个共轭（p）基团和烷基间隔链组成。我们获得了高达37的整流比和整流阈值电压在-0.3V和-0.9V之间。我们表明，整流发生共振通过最高占据的分子轨道的p-组与我们的计算和内部光电子能谱的良好协议。这种方法使我们能够制造与硅纳米技术兼容的分子整流二极管，用于未来的混合电路。
2003-05-26 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical and Experimental Studies of Schottky Diodes That Use Aligned Arrays of Single Walled Carbon Nanotubes
我们目前的理论和实验研究肖特基二极管，使用单壁碳纳米管阵列对齐。一个简单的物理模型，考虑到电流整流的基本物理，可以充分描述单管和阵列器件。我们表明，作为生长的阵列二极管，整流比，定义的最大-最小电流比，是低的，由于存在的m-SWNT分流。这些管可以在单个电压扫描中被消除，从而产生高整流阵列器件。进一步的分析还表明，沟道电阻，而不是本征的纳米管二极管的属性，限制了整流在器件的沟道长度高达十微米。
2010-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate tunable WSe2/SnSe2 backward diode with ultrahigh reverse rectification ratio
反向二极管在反向偏置中比在正向偏压中更有效地导通，提供比在正向方向上导通的常规二极管优越的高频响应、温度稳定性、辐射硬度和1/f噪声性能。在这里，我们展示了一个基于范德华材料的反向二极管，利用巨大的交错带偏移的WSe 2/SnSe 2垂直异质结。该二极管具有约2.1x10^4的超高反向整流比（R），并且在高达1.5 V的异常大的偏置下也能保持相同的反向整流比，比使用传统体半导体以及一维和二维材料的现有反向二极管报告的性能高出一个数量级以上，同时保持每V约37的令人印象深刻的曲率系数（γ）。二极管中的输运机制被示出为通过外部栅极和漏极偏压有效地可调，以及WSe 2层的厚度和所使用的金属接触的类型。这些结果为使用二维材料及其异质结的实际电子电路应用铺平了道路。
2018-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Switchable photovoltaic and polarization modulated rectification in Si-integrated Pt-(Bi0.9Sm0.1)(Fe0.97Hf0.03)O3-LaNiO3 heterostructures
研究了Si（100）衬底上Pt（Bi0.9Sm0.1）（Fe0.97Hf0.03）O3 LaNiO 3（PtBSFHOLNO）异质结的可开关光伏和光电二极管特性。光电流（JSC）和整流的方向被发现是可逆切换后，施加外部极化电压。在原始状态下，金属-铁电-金属电容器Pt BSFHO LNO显示出JSC 32微立方厘米和VOC 0.04 V，最大值为JSC 303（206）μ m/cm ~ 2，VOC 0.32（0.26）V后向上（向下）我们认为，在Pt BSFHO界面极化翻转的肖特基势垒调制可能是开关背后的主要驱动力Pt BSFHO LNO异质结构的光伏和整流二极管特性。
2015-10-12 cond-mat.mtrl-sci
Thermal rectification and negative differential thermal resistance in lattices with mass gradient
本文研究了具有质量梯度的一维调和晶格和非调和晶格的热性质。结果表明，由于梯度子的存在，一维谐振子晶格中的温度梯度可以建立在质量梯度的基础上。在具有质量梯度的非谐晶格中，热流是不对称的。此外，在一定温度范围内，观察到{ \it负微分热阻}。讨论了梯度材料在热整流器和热晶体管中的应用。
2007-07-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Rectification at Graphene-Semiconductor Interfaces: Zero-Gap Semiconductor Based Diodes
使用电流-电压（I-V）和电容-电压（C-V）测量，我们报告了与在一个原子厚的零间隙半导体（石墨烯）和传统半导体的界面处形成肖特基势垒相关的不寻常的物理和有前途的技术应用。当化学气相沉积的石墨烯被转移到n型Si、GaAs、4 H-SiC和GAN半导体衬底上时，存在强烈的范德华吸引力，伴随着跨界面的电荷转移和整流（肖特基）势垒的形成。结合键极化理论的背景下的肖特基-莫特模型的热电子发射理论提供了一个令人惊讶的良好的描述的电性能。由于石墨烯的机械稳定性、其抗扩散性、其在高温下的鲁棒性以及其所展示的包含多个功能的能力，应用于诸如在正向偏压中由于石墨烯上存在吸收物而对肖特基势垒高度的变化具有指数灵敏度的传感器或肖特基势垒是其整体组件的模拟器件是有希望的。
2012-03-23 cond-mat.mtrl-sci
High performance current and spin diode of atomic carbon chain between transversely symmetric ribbon electrodes
我们证明，巨大的电流和高自旋整流比，可以实现在原子碳链设备之间连接两个对称的铁磁的石墨烯纳米电极。用密度泛函理论结合非平衡格林函数方法对自旋相关输运进行了模拟。研究发现，纳米带和碳链中电子波函数的横向对称性对自旋输运模是至关重要的。在两个电极的平行磁化结构中，在线性和非线性区域都观察到纯自旋电流。然而，在反平行配置中，在正（负）电压偏置下禁止上自旋（下自旋）电流，这导致104阶的自旋整流比。当用硼原子取代边缘碳原子以抑制其中一个电极中的边缘磁化时，我们获得了电流整流比超过10e6的二极管。
2014-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Universal transverse diode effects in superconducting unconventional magnet hybrids
University of Florence（佛罗伦萨大学）；Uppsala University（乌普萨拉大学）
该研究证明超导非常规磁体结具有完美整流的横向自旋与电荷二极管效应，机制基于镜面反射与自旋旋转，为下一代横向超导自旋电子学提供新方向。
2026-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Far-Field Radiative Thermal Rectification with Bulk Materials
在本文中，我们探讨了远场辐射热整流潜力的常见材料，如金属，硅和掺杂半导体的辐射和热辐射性能提取的文献。考虑了10种不同的材料。然后计算44对材料的整流系数;每对材料可用于辐射热二极管的两端。被认为是200 K的热偏置。材料和热偏差值的选择仅受文献中数据可用性的约束。所获得的结果，突出了新的候选材料的远场辐射热整流。它们还强调了热整流不可忽略的材料，当考虑受到可比热偏差的系统以及使用这些材料时，在传热计算中应小心考虑。在所研究的材料中，未掺杂的砷化铟（InAs）显示出很大的前景，用于热整流，与其他材料组合的热整流率达到90.5%。所得结果为热辐射控制和管理设备（如热二极管）的优化设计铺平了道路。
2020-07-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Rectification of radio frequency current in giant magnetoresistance spin valve
报道了一种在交换偏置自旋阀巨磁电阻（GMR）带中实现的高效自旋二极管效应。在这样的多层结构中，沿着垂直方向的电流分布的对称性被破坏，结果，出现作用在磁性自由层上的未补偿的奥斯特场。这个场又是磁化进动的驱动力。由于GMR效应，条带的电阻跟随磁化动力学振荡。这导致所施加的射频电流的整流并感应出直流电压$V_{DC}$。我们提出了一个理论描述这种现象，并计算自旋二极管的信号，$V_{DC}$，作为一个函数的频率，外部磁场，并在外部磁场施加的角度。理论预测和实验数据之间取得了令人满意的定量一致。最后，我们表明，自旋二极管的信号在GMR器件是显着强于各向异性的磁电阻坡莫合金为基础的设备。
2014-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non rectification of heat in graded Si-Ge alloys
本研究针对功能梯度Si-Ge合金变截面线结构能否制备热二极管的问题，推导热导率与组分、线径的关系公式，通过数值与解析分析证明该结构无法实现热整流，为后续相关推广研究奠定基础。
2020-11-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Large spin signal and spin rectification in folded-bilayer graphene
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Budapest University of Technology and Economics（布达佩斯技术与经济大学）；University of Manchester（曼彻斯特大学）
折叠双层石墨烯实现大自旋信号和高效自旋整流，为二维自旋电子器件发展提供新平台
2026-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Flexible Transparent Field-Effect Diodes Fabricated at Low-Temperature with All Oxide Materials
用全氧化物材料在低温下制作了高整流比5 e 8的柔性全透明二极管。该器件在可见光谱范围内是光学透明的，并且在机械弯曲时具有电气鲁棒性。与其他二极管不同，这些二极管采用二极管连接薄膜晶体管架构，并遵循场效应原理。
2017-02-21 cond-mat.mtrl-sci
$Ab$ $Initio$ Study of Magnetic Tunnel Junctions Based on Half-Metallic and Spin-Gapless Semiconducting Heusler Compounds: Reconfigurable Diode and Inverse Tunnel-Magnetoresistance Effect
磁隧道结（MTJ）由于其作为诸如MRAM的非易失性存储器以及用于磁逻辑应用的潜在用途而在过去几十年中吸引了强烈的研究兴趣。半金属磁体（HALF）已被建议作为MTJ的理想电极材料，以实现极大的隧道磁阻（TMR）效应。尽管它们的高TMR比，基于HALTH的MTJ不表现出电流整流，即，二极管效应，这是在磁隧道结概念的基础上实现的受阻和II型自旋无隙半导体（SGS）。所提出的概念最近已被实验证明使用Heusler化合物。在目前的工作中，我们调查从第一性原理MTJ的基础上II型SGS和HMM四元Heusler化合物FeVTaAl，FeVTiSi，MnVTiAl，和CoVTiSb。我们的$ab$ $initio$量子输运计算的基础上的非平衡格林函数方法表明，所考虑的MTJ表现出电流整流与相对较高的开：关比。我们表明，在传统的半导体二极管相比，MTJ的整流偏置电压窗口（或击穿电压）是有限的HMM和SGS Heusler化合物的自旋间隙。本发明MTJ的独特特征在于二极管效应可以动态配置，即，取决于电极磁化的相对取向，MTJ允许电流在一个或另一个方向上通过，这导致反向TMR效应。非易失性、可重构二极管功能、可调整流电压窗口和电极材料的高居里温度的组合使得所提出的MTJ对于室温自旋电子学应用非常有前途，并且为磁存储器和逻辑概念以及逻辑存储器计算开辟了道路。
2022-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Processes associated with ionic current rectification at a 2D-titanate nanosheet deposit on a microhole poly (ethylene terephthalate) substrate
钛酸盐纳米片的膜（约1.8-nm层厚度和200-nm尺寸）可以形成含有四丁基铵阳离子的电解质填充的半渗透通道。通过蒸发胶体溶液，很容易形成持久的沉积物，大约。在具有20微米直径微孔的6微米厚的聚（对苯二甲酸乙二醇酯）（PET）基底上形成10微米厚度的膜。当浸入水溶液中时，钛酸盐纳米片表现出p.z.c. -37 mV，与阳离子传导（半渗透）沉积物的形成一致。在含水电解质中具有足够低的离子强度的情况下，观察到离子电流整流（阳离子二极管行为）。电流可以被分解为（i）电解质阳离子运输，（ii）电解质阴离子运输和（iii）水异裂引起额外的质子运输。对于所有类型的电解质阳离子，观察到的水异解机制。对于Ca 2+和Mg 2+离子，水异裂导致离子电流阻断，可能是由于局部氢氧化物诱导的沉淀过程。含水NBu 4+显示反转二极管效应（从阳离子到阴离子二极管）。在脱盐和/或离子传感的应用潜力进行了讨论
2020-04-02 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Thermal rectification in jointless Pb solid wire
本研究利用Pb线直段与弯曲段在不同磁场方向下热导率的温度响应差异，制备出无接头Pb热二极管，实现可调的热整流效应，可用于低温热管理。
2025-10-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Large-scale database analysis of anomalous thermal conductivity of quasicrystals and its application to thermal diodes
本研究利用Starrydata大型数据库证实准晶室温以上热导率正温度系数极具独特性，并据此筛选匹配材料，通过模拟验证可实现3.2的高热整流比复合热二极管，为该类器件性能提升提供了新路径。
2024-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Electromagnetically controlled multiferroic thermal diode
提出了一种基于两相多铁性复合材料的电磁可调谐热二极管。分析和完整的数值计算的原型异质结组成的铁上的钛酸钡在四相证明了一个强大的热整流效果，可以控制外部由一个温和的电场。这一发现对于基于热的信息处理和传感具有重要意义，并且还可以集成在用于热管理和回收的（自旋）电子电路中。
2015-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unexpected large thermal rectification in asymmetric grain boundary of graphene
采用非平衡分子动力学（NEMD）方法研究了扶手椅型和锯齿型石墨烯之间的非对称倾斜晶界的晶格热输运。我们已经观察到显着的温度下降和超低的温度依赖的热边界电阻。更重要的是，我们发现了一个意想不到的热整流现象。热导率和Kapitza电导率是方向相关的。热整流效应可以通过增大两侧的温差来放大。我们的研究结果提出了一种有前途的热整流器和声子二极管的基础上多晶石墨烯没有微妙的操纵的原子结构。
2012-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Single-Crystal N-polar GaN p-n Diodes by Plasma-Assisted Molecular Beam Epitaxy
采用等离子体辅助分子束外延技术在单晶N极性GAN体晶片上实现了N极性GAN p-n二极管。电流-电压特性显示出高质量的整流和电致发光特性，具有高开/关电流比和带间光子发射。测得的电致发光光谱主要是强的近带边发射，而深能级发光被大大抑制。非常低的位错密度导致高的反向击穿电场。低漏电流N极二极管在偏振工程光子和电子器件中开辟了几个潜在的应用。
2017-06-08 cond-mat.mtrl-sci
A Theoretical Paradigm for Thermal Rectification via Phonon Filtering and Energy Carrier Confinement
我们提供了一个理论框架，通过限制在一个不对称的梯度薄膜叠层的一侧上的声子的可用人口的固态热整流器的发展。使用修改的声子气体模型来解释声子过滤和人口禁闭，我们表明，对于一个理想的材料，具有低声子非谐性，即使在没有弹道声子输运的情况下，也可以实现显着的热整流。这种形式主义是用来说明热整流的金刚石薄膜（1-5 nm）梯度尺寸> 1 μm表现出的热整流比的理论值在0.75和6之间。因此，我们的热整流理论公式预计将产生机会，设计先进的固态器件，使各种关键技术。
2019-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Predicted Rectification and Negative Differential Spin Seebeck Effect at Magnetic Interfaces
研究了金属-磁性绝缘体界面上的非平衡Seebeck自旋输运。共轭转换的热自旋输运是由在界面处的交换相互作用，在金属引线中的传导电子和绝缘磁体引线中的局部自旋之间的辅助。我们预测了整流和负微分自旋Seebeck效应，并解决了其微观机制，由于在金属铅的电子态密度的强涨落。本文还讨论了自旋珀耳帖效应的整流问题。这些现象对于设计高效的自旋/磁振子二极管和晶体管具有重要意义，它们在功能器件的能量和信息控制中起着至关重要的作用。
2013-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Rectification from Size-Dependent Phonon Confinement in Nanoparticle Assemblies
Università degli Studi di Milano（米兰大学）；Interdisciplinary Centre for Nanostructured Materials and Interfaces (CIMaINa)（纳米材料与界面跨学科中心）；German Aerospace Centre (DLR), Institute of Space Research（德国航空航天中心空间研究所）；Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) Berlin（德国联邦物理技术研究院）
利用纳米颗粒中声子限制引起的态密度尺寸依赖性修饰，制造简单声子整流器，并通过不同尺寸纳米颗粒重叠层实现宏观声子二极管，测量温度分布验证整流效果。
2026-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature-dependent transformation thermotics: From switchable thermal cloaks to macroscopic thermal diodes
由于缺乏基本的理论方法，普遍存在的热流的宏观控制仍然是很差的探索。在这里，通过建立温度相关的转换热处理材料的电导率取决于温度，我们展示了分析和模拟证据的可切换的热隐身和基于隐身的宏观热二极管。后者允许在一个方向上的热量流动，但禁止在相反方向上的流动，这也被我们的实验所证实。我们的研究结果表明，温度相关的相变热力学可能是一个基本的理论方法，实现宏观热整流，并提供指导，无论是宏观控制的热流和可切换的热斗篷或宏观热二极管在其他领域的设计，如地震学，声学，电磁学，或物质波。
2015-10-29 cond-mat.mtrl-sci
Theory of asymmetric and negative differential magnon tunneling under temperature bias: Towards a spin Seebeck diode and transistor
本文研究了温度偏压驱动的非对称负微分磁振子隧穿的非平衡输运。我们证明了磁振子隧穿结中磁振子谱温度依赖性的多体磁振子相互作用是磁振子隧穿结中出现整流和负微分自旋塞贝克效应的关键因素。当磁振子结具有依赖于温度的态密度时，反转温度偏置能够给出不对称的自旋电流，并且增加温度偏置可以给出不利地减小的磁振子自旋电流。我们发现，这些性质是相关的自旋塞贝克二极管和晶体管，这可能会在控制信息和能量的磁振子和自旋热电子学中发挥重要作用。
2013-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
