Impurity potential fluctuations for selectively doped p-Ge/Ge_{1-x}Si_x heterostructures in the quantum Hall regime
用两种长程随机杂质势模型（层内随机分布的带电中心模型和带间隔层的系统模型）计算了杂质势的涨落特性：随机势振幅、填充因子nu = 1和nu = 2附近的非线性屏蔽长度和背景态密度。所描述的模型是合适的解释异常高的值DOS在nu = 1和nu = 2，相反，短程杂质势模型。
2001-05-15 cond-mat.mes-hall
Spatial effects of Fano resonance in local tunneling conductivity in vicinity of impurity on semiconductor surface
我们给出了在较宽的偏压范围内，杂质原子附近局域隧穿电导空间分布的详细理论研究结果。我们观察到Fano共振在隧穿导电性中的作用，这是由于通过杂质能级的共振隧穿沟道与隧穿接触引线之间的直接隧穿沟道之间的干涉引起的。我们已经发现，隧道通道之间的干扰强烈修改的形式的隧道电导率测量的扫描隧道显微镜/光谱（STM/STS）取决于距离值的杂质。
2009-12-22 cond-mat.mes-hall
Schottky Collector Bipolar Transistor without Impurity Doped Emitter and Base: Design and Performance
在本文中，我们报告了一种替代的方法，实现肖特基集电极双极晶体管，而不掺杂的SOI薄膜。使用不同的金属功函数电极，在本征硅膜中诱导电子和空穴以分别产生n发射极和p基极区。使用二维器件模拟，所提出的设备的性能进行了评估。我们的结果表明，电荷等离子体为基础的双极晶体管肖特基集电极具有较高的电流增益和更好的截止频率相比，其传统的同行。
2013-08-20 cond-mat.mes-hall
Spin-relaxation time in the impurity band of wurtzite semiconductors
本文测定了纤锌矿结构半导体杂质带电子的自旋弛豫时间。有效的Dresselhaus自旋-轨道相互作用哈密顿量被视为在低温下的自旋弛豫的源和对应于金属-绝缘体过渡的金属侧的掺杂密度。计算了杂质态之间的自旋翻转跳跃矩阵元，并将其用于建立包含纤锌矿半导体对称性的紧束缚哈密顿量。自旋弛豫时间是从自旋扩散的半经典模型，以及从自旋和电荷扩散在杂质半导体的微观自洽图解理论。对特别重要的材料提供了估计数。理论自旋弛豫时间与GAN和ZnO中相应的低温测量值相比毫不逊色。对于氮化铟和氮化铝，我们预测，调谐的自旋-轨道耦合常数，由外部电位引起的自旋弛豫时间相关的研究机制可能会显着增加。
2017-06-22 cond-mat.mes-hall
The effect of impurities on spin polarized Zeeman bound states in dilute magnetic semiconductor-superconductor hybrids
研究了稀磁半导体混合系统中单个和多个杂质对塞曼局域自旋极化束缚态的影响。这种束缚态的出现，每当一个稀磁半导体显示巨大的塞曼效应暴露于外部磁场显示纳米级的不均匀性。我们考虑一个具体的例子超导体稀磁半导体混合，计算的能量谱和波函数的束缚态中存在一个单一的杂质，并监测的杂质强度和杂质的位置相对于塞曼捕获势的中心的函数的束缚态的演化。我们的研究结果具有重要的实验意义，因为他们预测强大的自旋纹理，甚至比理想的样品。我们发现，对于所有现实的杂质强度的塞曼束缚态生存的杂质的存在。我们还调查了大量的杂质的影响，并执行合奏平均相对于杂质的位置。我们发现，自旋极化塞曼束缚态是非常强大的，他们仍然绑定到整个实验相关区域的杂质浓度和散射强度的外场不均匀性。
2009-05-20 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit effects in the hydrogenic impurity levels of wurtzite semiconductors
本文用一级微扰理论在双函数近似下计算了纤锌矿半导体中类氢杂质$E_2^*$能级的修正。我们考虑了导带中的本征（Dresselhaus）自旋轨道有效哈密顿量，并将其效应与重整化的非本征（Rashba）自旋轨道相互作用进行了比较。重整化的非本征（Rashba）自旋轨道相互作用类似于裸氢原子的自旋轨道相互作用。为了计算非本征自旋-轨道相互作用，我们从八带Kane理论出发，得到纤锌矿半导体的重整化耦合常数$λ^*$。我们将我们的理论应用到四个具有代表性的二元半导体纤锌矿晶体结构，即GAN，ZnO，InN和AlN，并讨论了本征和非本征自旋轨道贡献的影响的相对强度。
2019-04-06 cond-mat.mes-hall
Fine structure of neutral acceptor states of isolated impurity in zinc-blende semiconductors
在扩展基组$sp^3d^5s^*$紧束缚模型的框架下，重新研究了锌半导体中中性受主态的性质。用过对称势解释了当前k $\cdot$ p方法中包络函数理论与原子计算之间的对称性差异。微观局域态密度（LDOS）的球谐分解允许紧束缚结果的包络函数的直接分析。研究了应变和电场对简并度的提升及其对LDOS的影响。研究了空穴与杂质$d$ -壳层交换相互作用引起的磁性杂质的精细结构及其与应变的关系。结果表明，轻重空穴混合交换作用使基态各向同性增强。结果是重要的扫描隧道显微镜（STM）图像的背景下，地下杂质。
2014-05-16 cond-mat.mes-hall
Impurity spin magnetization of thin Fe doped Au films
为了探讨表面感生各向异性对杂质自旋磁化强度的影响，我们测量了磁场高达15 T的AuFe薄膜的反常霍尔效应。所观察到的抑制在低场的异常霍尔电阻率以及在较高的领域中的微分霍尔电阻率的最小值的外观可以解释我们的理论模型，它考虑到了多晶膜结构的影响，表面诱导各向异性。我们的研究结果意味着，在稀磁合金的尺寸效应的不同的实验结果之间的明显差异可以链接到一个不同的微观结构的样品。
2000-02-29 cond-mat.mes-hall
Carrier-impurity spin transfer dynamics in paramagnetic II-VI diluted magnetic semiconductors in the presence of a wave-vector-dependent magnetic field
在考虑载流子-杂质关联的情况下，导出了顺磁性II-VI族稀磁半导体中载流子和杂质自旋在$\mathbf{k}$相关的有效磁场中的量子动力学运动方程。在马尔可夫极限下，电子-杂质自旋转移的速率可以从平行和垂直于杂质自旋的电子自旋导出，对应于法拉第和Voigt几何中克尔实验中可测量的衰变速率。我们严格的微观量子动力学处理自动占的事实，即在一个单独的自旋翻转散射过程中，自旋翻转的电子必然伴随着一个翻转的杂质自旋在相反的方向和相应的变化的杂质塞曼能量的影响最终的能量的散射事件后的电子。在自旋触发器散射过程后，电子能量的这种变化在文献中通常被忽略，在外部磁场中的极度稀磁半导体的情况下，这种变化变得特别重要。作为$\mathbf{k}$依赖的有效磁场的一个具体例子，Rashba场对Hg $_{1-x-y}$ Cd $_y$ Mn $_x$ Te量子阱中载流子-杂质关联的动力学的影响被描述。据发现，虽然占Rashba相互作用的动力学的相关性导致修改后的$\mathbf{k}$ -空间动力学，总载流子自旋的时间演化没有显着的影响。此外，本理论和集体载流子杂质的进动模式的描述之间的联系。
2016-03-25 cond-mat.mes-hall
Optical properties of charged quantum dots doped with a single magnetic impurity
我们提出了一个微观理论的光学性质的自组装量子点掺杂一个单一的磁性锰（Mn）杂质，并含有控制数量的电子。用二维谐振子描述单粒子电子和重空穴电子壳层。包括电子-电子、电子-空穴库仑以及短程电子自旋-Mn自旋和空穴自旋-Mn自旋接触交换作用。的光激发的电子空穴锰复合物和最终的电子锰复合物的电子状态扩展在一个有限数量的配置和充分的相互作用的哈密顿量的对角化数值。对于给定数目的电子和不同数目的受限电子量子点壳，预测发射光谱作为光子能量的函数。我们展示了如何发射光谱允许识别的电子壳层的数量，这些壳层的电子数量，最重要的是，他们的自旋。我们表明，电子不直接与Mn离子的自旋通过电子-电子相互作用。这种间接相互作用即使在Mn杂质远离量子点中心时也是强的效果。
2013-09-17 cond-mat.mes-hall
Strain-induced programmable half-metal and spin-gapless semiconductor in an edge-doped boron nitride nanoribbon
半金属和无自旋带隙半导体材料的研究在自旋电子学材料设计中引起了广泛的关注。现有的进展，在这样的搜索往往需要特殊的原子晶格结构，也缺乏积极的控制所产生的电子性质。在这里，我们揭示了具有碳掺杂边缘的氮化硼纳米晶可以以可编程的方式制成半金属或无自旋隙半导体。机械应变充当半金属和无自旋带隙半导体功能发生的开/关开关。我们的发现揭示了边缘掺杂与应变工程相结合如何影响二维材料的电子性质
2016-03-01 cond-mat.mes-hall
Resonant photovoltaic effect in doped magnetic semiconductors
干净的未掺杂半导体对AC电场的整流非线性响应包括公知的本征贡献--移位电流。我们发现，当Kramers简并被打破，一个明显的二阶整流响应出现，这是由于在一个系统中的振荡费米面的布洛赫态反常速度。我们称之为共振光伏效应（RPE）的这种效应在具有近似粒子-空穴对称性的杂质半导体或半金属中在带间吸收阈值处产生共振电流峰值。我们评估的RPE模型的磁化拓扑绝缘体的表面状态。
2019-10-15 cond-mat.mes-hall
Impurity effects on semiconductor quantum bits in coupled quantum dots
我们从理论上考虑了在横向耦合的二维双（GaAs）量子点系统中，在外加磁场的情况下，非故意带电杂质对量子点系统的影响.利用分子轨道和组态相互作用方法，计算了杂质对单点双电子能谱和耦合双点双电子能谱的影响。我们发现，两个最低的能量状态之间的单重态-三重态交换分裂，无论是单个点和耦合点系统，敏感地依赖于杂质的位置和它的耦合强度（即有效电荷）。强的电子-杂质耦合破坏了左点和右点中两个双占据单态的相等性，导致不同自旋单态之间的混合。结果，在零磁场的情况下，不再完全获得最大纠缠量子比特态。当杂质有效电荷增加或杂质位置改变时，排斥性杂质会导致三重态-单重态跃迁。根据数值计算结果，对双点系统中自旋量子比特操作中的杂质效应进行了讨论。
2011-07-10 cond-mat.mes-hall
Effective Equations for the Precession Dynamics of Electron Spins and Electron-Impurity Correlations in Diluted Magnetic Semiconductors
从稀磁半导体中自旋动力学的量子动力学理论出发，我们推导出简化的方程，有效地描述了任意初始杂质磁化的载流子和磁性杂质之间的自旋转移。取这些有效方程的马尔可夫极限，我们得到了很好的定量协议与全量子动力学理论的自旋动力学在高磁掺杂体系统。与此相反，标准速率的描述，其中的载流子-掺杂剂的相互作用是根据费米的黄金法则，这涉及到一个短的记忆以及微扰的参数的假设处理，已被证明以前失败，如果杂质磁化是非零的。推导出有效方程的马尔可夫极限，假设只有一个短的记忆，而高阶项仍然占。这些高阶项表示由于杂质自旋而导致的有效磁场中载流子-掺杂剂相关性的旋进。数值计算表明，我们的有效方程的马尔可夫极限很好地再现了全量子动力学理论的结果。此外，该限度允许分析解决方案和物理透明的解释。
2014-12-18 cond-mat.mes-hall
Effects of biaxial strain on the impurity-induced magnetism in P-doped graphene and N-doped silicene: A first principles study
采用自旋极化密度泛函方法，采用超原胞方法研究了双轴应变对P掺杂石墨烯（P-graphene）和N掺杂硅烯（N-silicene）杂质感生磁性的影响.对三种不同的超晶胞尺寸$4\times 4$、$5\times 5$和$6\times 6$进行计算，以分别模拟三种不同的掺杂剂浓度3.1%、2.0%和1.4%。对于这两个系统，计算的磁矩是1.0 $μ_B$每个杂质原子的三个研究浓度。从电子结构和总能量作为磁化强度的函数的分析，我们表明，描述窄杂质带的电子不稳定性的Stoner型模型解释了P-石墨烯和N-硅烯中$sp$磁性的起源。在双轴应变下，杂质带色散增加，磁矩逐渐减小，在中等应变值下，磁化强度随之崩溃。因此，我们发现，双轴应变诱导磁量子相变在P-石墨烯和N-硅烯。
2020-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Selective optical manipulation of the spin state of a single magnetic impurity in a semiconductor quantum dot
研究了自组装量子点中单个磁性杂质的光学性质。我们表明，使用共振泵浦可以解决和操纵选择性的磁性杂质的个别自旋态。量子点中单个杂质的共振光偏振机制涉及各向异性交换相互作用，与稀释半导体中的不同。Mn杂质可以充当量子位。量子比特操纵的限制因素是电子-空穴交换相互作用和有限温度。
2004-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Wavefronts may move upstream in doped semiconductor superlattices
在弱耦合、电流偏置、杂质半导体超晶格中，畴壁可以逆着电子流向上游移动。对于适当的掺杂值，分隔两个电场畴的畴壁在第一临界电流以下向下游移动，在该值和第二临界电流之间保持静止，并且在第一临界电流以上向上游移动。利用比较原理对离散漂移扩散模型进行了分析，并通过数值模拟验证了上述结论。可能的实验实现的建议。
2000-03-15 cond-mat.mes-hall
Impurity center in a semiconductor quantum ring in the presence of a radial electric field
研究了在径向强电场作用下量子环中杂质电子的问题。开发的问题的分析和数值方法。分析调查集中在政权的一个强大的电线电场相比，由于杂质的电场。采用绝热和准经典近似。得到了杂质电子的结合能与电场强度、QR参数和杂质在QR中的位置的显式关系。基于有限差分法在二维和三维的结合能的数值计算进行任意强度的电场。结果表明，杂质电子的结合能随杂质的径向位置而出现极大值，该极大值可以通过施加相应的线电场而任意移动。最大结合能随电场强度的增加而单调增加。发现发生了电场的反转效应。杂质的纵向位移的增加通常导致结合能的降低。低和高量子环的结果推导和讨论。建议与GaAs/GaAlAs QR的实验访问设置。
2004-11-09 cond-mat.mes-hall
Influence of non-magnetic impurity scattering on the spin dynamics in diluted magnetic semiconductors
半导体中磁性杂质的掺杂不仅引起准自由载流子和磁性杂质之间的自旋-自旋相互作用，而且引起载流子的局部自旋无关的无序势。基于载流子和杂质密度矩阵的量子动力学理论以及磁性和非磁性载流子-杂质关联，以Mn掺杂的CdTe为例，研究了非磁性散射势对圆偏振光激发后DMS自旋动力学的影响.结果表明，非马尔可夫效应，这是预测在计算中，只有磁性载流子-杂质相互作用占，可以强烈抑制在非磁性杂质散射的存在下。这种效应可以追溯到一个显着的重新分布的载流子在$\mathbf{k}$ -空间，这是使大的载流子杂质相关能量的积累。与量子动力学理论的马尔可夫极限的比较表明，在平行于初始载流子极化方向的外部磁场存在下，量子动力学和马尔可夫极限计算的自旋极化的长时间渐近值有显著的不同.这种效应也可以归因于强相关性的形成，使半经典马尔可夫图失效，并且当考虑非磁性载流子-杂质相互作用时，这种效应更强。在垂直于初始载流子自旋的外部磁场中，相关性也负责载流子自旋进动频率的重整化。
2016-09-08 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium Green's Function Formalism Applicable to Discrete Impurities in Semiconductor Nanostructures
Institute of Applied Physics, University of Tsukuba（筑波大学应用物理研究所）
本文提出一种新的非平衡格林函数框架，用于描述半导体纳米结构中离散杂质的特性，通过自能和泊松方程耦合处理杂质势的短程和长程部分，揭示杂质散射的非局域性。
2025-03-10 cond-mat.mes-hall
Charged impurity scattering and mobility in gated silicon nanowires
我们研究了带电杂质散射对<110>-取向Si纳米线在栅全环几何结构中的电子输运性质的影响，其中杂质势被栅、栅氧化层和导带电子屏蔽。用紧束缚方法计算了掺杂纳米线的电子结构，用Landauer-Buttiker格林函数方法和线性化玻尔兹曼输运方程（LBTE）在第一玻恩近似下计算了其输运性质.结果表明：（1）磷（P）和硼（B）掺杂体系在电子传输中存在很大的差异，受主对电子起隧道势垒的作用，而施主对电子传输起Fano共振的作用。(2)因此，在低载流子密度下，P-掺杂纳米线中的迁移率比B掺杂纳米线中的迁移率大得多，但是在高载流子密度下，B掺杂纳米线中的迁移率可以更大。(3)单个杂质的电阻强烈地依赖于其在纳米线中的径向位置，特别是对于受主。(4)作为子带结构和屏蔽效应的结果，杂质限制的迁移率可以在嵌入在HfO 2中的薄纳米线中比在体Si中更大。然而，受体可能会强烈阻碍嵌入SiO2中的薄纳米线中的电子流动。(5)微扰LBTE在很大程度上无法预测量子限制纳米线的正确迁移率。
2010-06-25 cond-mat.mes-hall
Partial preservation of chiral symmetry and colossal magnetoresistance in adatom doped graphene
我们分析了吸附原子掺杂石墨烯在低杂质浓度下的电子性质。我们专注于安德森本地化制度和计算的本地化长度（$ξ$）作为电子掺杂和外部磁场的函数。杂质态与碳的$p_z$态杂交，并在狄拉克点附近形成部分填充的能带。在杂质带中心附近，系统有效哈密顿量的手征对称性部分保持，这导致$ξ$的大幅度增强。输运性质的敏感性，即莫特的可变范围跳跃尺度$T_0$，一个外部磁场垂直于石墨烯片导致巨大的磁阻效应，在最近的实验中观察到。
2014-01-27 cond-mat.mes-hall
Magnetic Moments of Chromium-Doped Gold Clusters: The Anderson Impurity Model in Finite Systems
结合x射线磁圆二色性光谱和密度泛函理论研究了有限自由电子气中单个杂质原子的磁矩.观察到的局部磁矩的尺寸依赖性基本上可以理解的安德森杂质模型。在主体金属中的电子壳层闭合使局域杂质态与受限自由电子气的相互作用最小化，并保留了$\mathrm{CrAu}_{2}^{+}$和$\mathrm{CrAu}_{6}^{+}$簇中$\unit[5]{μ_B}$的全部磁矩。即使是开壳层的物种，大的本地时刻观察到的金团簇的能隙的规模。这表明自由电子气中的能隙通常稳定杂质的局部磁矩。
2013-04-26 cond-mat.mes-hall physics.atm-clus
Spatial distribution of local density of states in vicinity of impurity on semiconductor surface
我们提出了详细的理论研究结果的变化，在二维各向异性原子半导体晶格中的杂质原子附近的总电子表面态的局域密度在很宽的范围内施加偏压。我们发现，当我们对杂质原子上方的态密度感兴趣时，考虑连续谱态密度的变化会导致在特定的外加电压值处形成一个下降，甚至导致在与杂质原子的距离固定的情况下形成一系列下降。局域态密度随杂质沿链方向距离的增加的行为不同于沿垂直于链方向的行为。
2009-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interface charged impurity scattering in semiconductor MOSFETs and MODFETs: temperature dependent resistivity and 2D "metallic" behavior
我们采用Drude-Boltzmann输运理论并考虑实际电荷杂质散射效应，给出了反常二维输运行为的结果。我们的研究结果与现有的实验数据在几个不同的系统，解决了起源的强和非单调的温度依赖性电阻率的定量协议。
2000-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fermion condensation around a Coulomb impurity in a Weyl semimetal and in a narrow band gap semiconductor as manifestations of the Landau zero-charge problem
一个库仑杂质放在一个未掺杂的外尔半金属自发地包围着自己的凝聚外尔费米子云。我们发现，该系统的基态表现出实验上可达到的朗道零电荷效应：费米子凝聚完全屏蔽了杂质电荷。在窄的带隙中，这种效应表现在高电荷复合中心的可观察电荷的几乎普遍性。
2012-10-05 cond-mat.mes-hall hep-th
Magnetic Impurity States and Ferromagnetic Interaction in Diluted Magnetic Semiconductors
研究了稀磁半导体的电子结构，特别是空穴性质。将Haldane-Anderson模型推广到磁性杂质，并在Hartree-Fock近似下进行了分析。由于杂质d-态与宿主p-态的强杂化，在价带中产生空穴，同时形成局域化的磁矩。这些空穴弱束缚在杂质位置周围，其特征长度为几个晶格常数。对于两种杂质的情况，发现当两种杂质的间距为空穴长度的数量级时，这些空穴的重叠有利于铁磁相互作用。空间扩展的空穴对铁磁交换相互作用起着至关重要的作用。
2007-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic circular dichroism from the impurity band in III-V diluted magnetic semiconductors
III-V稀磁半导体的磁性圆二色性，计算在一个理论框架内，适合于高度无序的材料，示出占主导地位的散装带和杂质带之间的光学跃迁形成的磁性掺杂状态。该理论框架采用了真实空间格林函数，以适当地将空间相关性的无序导带和价带电子结构，并包括扩展和本地化的电子状态在平等的基础上。我们的研究结果调和不寻常的趋势，在实验中的磁性圆二色性在III-V DMS与反铁磁的p-d交换之间的相互作用的磁性掺杂剂自旋和它的主机。
2008-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Biased doped silicene as a source for advanced electronics
本文讨论了在两个亚晶格间外加电压和某些杂质原子存在下，屈曲硅烯单分子层电子光谱的重构。一个特别注意的是，在带隙内的局部杂质能级的形成和它们的集体在有限的杂质浓度。结果表明，对于这种无序系统，准粒子谱在初始带隙内的定性重构以及特定的金属-绝缘体相变是可能的，并且在给定的杂质扰动电位和浓度下，可以通过改变电场偏压来有效地控制.由于这些效应在低杂质浓度下但在不太低的温度下是预期的，因此它们在纳米电子器件的实际应用中是有希望的。
2015-09-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Large tunable photonic band gaps in nanostructured doped semiconductors
一个等离子体纳米结构设想与周期层的杂质半导体和被动半导体显示自发地产生表面等离子体激元由于其周期性的性质。该纳米结构被证明表现为一个有效的材料建模由一个简单的介电函数的离子晶体类型，并拥有一个完全可调的光子带隙，宽度超过50%，在该地区从中红外延伸到太赫兹。
2010-11-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Dirac node engineering and flat bands in doped Dirac materials
我们建议尝试的杂质带工程的方法，以产生平坦的带和额外的节点在狄拉克材料。我们发现，表面杂质引起的近平坦的杂质带接近狄拉克点。狄拉克节点态的杂化导致表面狄拉克节点的分裂和布里渊区高对称点处新节点的出现。结果是强大的，而不是依赖于模型：紧束缚计算支持的低能量有效模型的拓扑绝缘体表面态与杂质带杂化。最后，我们讨论了杂质位置上的局域电子之间的电子-电子相互作用的影响。我们证实，相关效应，而产生带杂交和近藤效应，保持杂交带平坦。我们的研究结果为掺杂狄拉克材料中的节结构和平带关联相的杂质带工程开辟了前景。
2020-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Technique for Magnetic Susceptibility Determination in the High Doped Semiconductors by Electron Spin Resonance
研究了高杂质半导体磁化率的测定方法。描述了一种基于具有戴森形状的吸收线的导数的正部分的双重积分并且考虑到皮肤层的深度的过程。并以高浓度掺砷锗样品为例进行了分析，其结果与绝缘体金属相变相对应。
2013-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Plasmon-Phonon Hybridization in Doped Semiconductors from First Principles
本研究针对掺杂半导体中等离激元与声子的非绝热杂化及相互屏蔽的第一性原理研究空白，通过将戴森方程转化为等效阻尼振子的频率无关动力学矩阵实现计算，结果与拉曼数据吻合，为相关光谱实验提供理论参考。
2024-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Free electron nonlinearities in heavily doped semiconductors plasmonics
重掺杂的杂质半导体已经成为中红外频率的可调谐低损耗等离子体材料。本文研究了与高浓度自由电子有关的非线性光学现象。我们使用流体动力学的描述来研究自由电子动力学在重杂质半导体高达三阶项，这通常是可以忽略不计的贵金属。我们发现，级联三次谐波产生由于二次谐波信号可以作为直接三次谐波产生的贡献一样强，即使当二次谐波产生效率为零。此外，我们表明，当与等离子体增强自由电子的非线性耦合时，可以达到两个数量级大于传统的半导体非线性。本研究为中红外波段非线性光学集成器件的研究开辟了一条新的途径。
2020-12-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Impurity-limited quantum transport variability in magnetic tunnel junctions
我们报告了一个广泛的第一性原理研究杂质引起的自旋极化量子隧穿通过Fe/MgO/Fe磁性隧道结（MTJ）的器件到器件的可变性。特别地，我们计算了界面掺杂Fe/MgO/Fe MTJ的隧道磁电阻比（TMR）以及电流和自旋转移矩（STT）的平均值和方差。此外，我们预测N掺杂MgO可以改善掺杂Fe/MgO/Fe MTJ的性能。我们的开/关电流和STT波动的第一性原理计算为自旋电子器件的长期可靠性的未来预测提供了重要信息，这对于大批量生产至关重要。
2016-12-03 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Plasmonics in heavily-doped semiconductor nanocrystals
重掺杂半导体杂质半导体纳米晶具有可调谐等离子体激元带的特性，近年来受到越来越多的关注。在这里，我们介绍这种类型的材料，重点是它们的结构和光物理性能。除了他们的连续波等离子体响应，描述了理论和实验，我们还回顾了最近的结果，他们的瞬态，超快响应。这是成功地解释了适应模型的超快响应的金纳米粒子。
2013-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impurity-induced states in superconducting heterostructures
异质结构允许实现在孤立系中难以获得的电子态。示例性的是由超导体和具有自旋轨道耦合的半导体形成的准一维异质结构的情况，其中可以实现马约拉纳零能量模式。本文研究了单一杂质对超导异质结能谱的影响。我们发现，超导体和半导体之间的耦合可以强烈地影响杂质诱导的状态，并可能诱导额外的子带隙束缚态，不存在于孤立的均匀超导体。对于准一维超导体/半导体异质结构，我们得到了低能杂质诱导束缚态出现的条件。
2017-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Chern Insulator in magnetic-doped two-dimensional semiconductors
University of Maine（缅因大学）
通过强自旋轨道耦合诱导非平凡能带，实现非零陈数，验证了掺杂态在价带边诱导能带翻转，为量子反常霍尔效应提供了新平台。
2026-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Experimental and materials considerations for the topological superconducting state in electron and hole doped semiconductors: searching for non-Abelian Majorana modes in 1D nanowires and 2D heterostructures
在s波超导体附近，具有相当大的自旋轨道耦合和塞曼分裂的一维或二维电子或空穴掺杂的半导体杂质半导体可以支持拓扑超导（TS）态。半导体TS状态具有马约拉纳费米子作为在序参量缺陷（例如涡旋和样品边缘）处的局部零能量激发。在这里，我们研究了半导体表面淬火无序对电子和空穴掺杂半导体杂质半导体中TS态稳定性的影响。通过考虑时间反演对称性破缺（由于塞曼分裂）和无序的相互作用，我们推导出TS态超导准粒子能隙的无序抑制的表达式。我们的结论是，无序的影响可以通过增加自旋轨道能量与塞曼分裂的比例最小化。通过给出明确的数字，我们表明，一个稳定的TS状态是可能的，在电子和空穴掺杂的杂质半导体的实验现实值的参数。我们讨论可能合适的半导体材料，这应该是领先的候选人在固态系统中的马约拉纳搜索。
2012-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Skyrmion Lattice in a Doped Semiconductor
我们报告了一个全面的小角中子散射研究（SANS）的磁相图的杂质半导体Fe_{1-x} Co_{x} Si的x=0.2和0.25。对于平行于中子束的磁场，我们观察到一个六倍的强度模式下的场冷却，这确定了A相的Fe_{1-x} Co_{x} Si作为一个skyrmion晶格。该制度的skyrmion晶格是高度滞后的，并在很宽的温度范围内的程度，与Fe和Co原子的网站无序。我们的研究确定了Fe_{1-x} Co_{x} Si是MnSi之后的第二种材料，其中形成了skyrmion晶格，并确定了skyrmion晶格也可能出现在强杂质半导体中。
2009-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nested Fermi surfaces and correlated electronic phases in hole-doped semiconductor quantum wells
我们证明了在空穴-杂质半导体量子阱中存在着新的相互作用效应，这种相互作用效应与掺杂变化时费米表面几何形状的巨大变化有关。我们目前的能带结构计算表明，在$p$型立方半导体中形成的量子阱在由量子阱的宽度$d$设定的临界空穴密度下发展出嵌套费米面。嵌套引起竞争超导和电荷或自旋密度波秩序，我们分析使用微扰重整化群方法。相关相可以通过将空穴密度朝向或远离临界密度调谐来产生或破坏。我们的研究结果建立了$p$型半导体量子阱作为一个平台，新的相关阶段，这可能是精确控制使用静电门控和外部磁场。
2021-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Low-power threshold optical bistability enabled by hydrodynamic Kerr nonlinearity of free-carriers in heavily doped semiconductors
本文提出利用金属纳米贴片表面等离激元与重掺杂半导体中 LBP 的强耦合增强自由载流子 Kerr 流体动力学非线性，实现 1 mW 阈值的纳米光学双稳态。
2024-06-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Metal-insulator transition in films of doped semiconductor nanocrystals
为了充分发挥半导体薄膜作为低成本电子材料的潜力，需要更好地了解使其导电性金属化所需的掺杂剂的量。在体半导体中，金属-绝缘体转变时的电子临界浓度由莫特判据描述。在这里，我们从理论上推导出的临界浓度$n_c$的重掺杂的纳米晶体的膜缺乏配体在其表面和彼此直接接触。在相应的实验中，我们研究了掺磷无配体硅纳米晶体薄膜的导电机制。在我们的样品中实现的最大的电子浓度，这是预测的$n_c$的一半，我们发现，跳跃电子的本地化长度是接近纳米晶体直径的三倍，表明该膜接近金属-绝缘体转变。
2016-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic states and optical properties of single-layer carbon-doped hexagonal boron nitride
我们表明，碳掺杂的六方氮化硼（h-BN）具有非凡的性能与许多可能的应用。我们证明了与碳原子相关的取代诱导杂质态及其相互作用决定了C掺杂h-BN的电子结构和性质。此外，我们还发现，嵌入h-BN中的小C团簇中的局域杂质态的堆叠在h-BN的宽禁带中形成了一组离散的能级。这些C原子团簇的电子结构在光学、磁光和光电子学方面有着广泛的应用。
2012-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Disordered quantum antiferromagnetism in doped semiconductors: Density of states approach
本文通过态密度方法研究无序磁矩系统中的反铁磁交换相互作用，理论计算与Si:P磁化率随温度变化的实验数据在宽浓度和温度范围内定量吻合。
2025-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
From Impurity Doping to Metallic Growth in Diffusion Doping: Properties and Structure of Ag Doped InAs Nanocrystals
通过掺杂调节预合成的胶体半导体纳米晶体（NC）的电子性质在将它们实现在印刷电子器件（例如晶体管和光电探测器）中的前景中起着关键作用。虽然已经介绍了这样的杂质掺杂反应，但对掺杂过程的理解、杂质和主体原子之间相互作用的性质以及影响纳米晶体中杂质溶解度极限的条件仍然不清楚。在这里，我们使用了合成后的扩散为基础的掺杂反应，引入银杂质InAs NC。光吸收光谱法以及分析电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）被用来呈现一个两阶段的掺杂模型，由一个“掺杂区”和一个“生长区”，这取决于反应容器中的杂质的浓度。采用X射线吸收精细结构（XAFS）光谱来确定杂质的位置和相关的结构和电子性质之间的不同尺寸的InAs NC和掺杂剂浓度。由此产生的结构模型描述了一个异质系统，其中杂质最初掺杂的NC，通过取代在NC的表面附近的原子，直到达到“溶解度极限”，之后的快速增长和金属结构的形成被确定。
2021-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast two-photon emission in a doped semiconductor thin film
作为高阶量子跃迁，双光子发射与单光子发射相比具有极低的发生率，因此被认为是被禁止的过程。在这里，我们提出了一个方案，允许超快双光子发射，利用高度受限的表面等离子体极化激元模式在简并掺杂，发光半导体薄膜。表面等离子体激元模式被定制为具有与半导体中的双光子发射同时的光谱和空间重叠。使用简并掺杂的InSb作为原型材料，我们发现双光子发射可以加速10个数量级：从几十毫秒到皮秒，超过单光子发射率。我们的结果提供了一个半导体平台，超快的单光子和纠缠光子产生，在中红外可调的发射波长。
2020-01-12 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Hole-doped semiconductor nanowire on top of an s-wave superconductor: A new and experimentally accessible system for Majorana fermions
马约拉纳费米子是由E.马约拉纳在1935年描述了中微子。最近的研究表明，只要时间反演对称性被阈值以上的外部塞曼场破坏，它们甚至可以在一类电子杂质半导体中实现，在这种半导体上，普通的s波超导性是邻近诱导的。在这里，我们表明，在一个空穴-杂质半导体纳米线的阈值塞曼场马约拉纳费米子可以是非常小的一些魔术值的空穴密度。与电子掺杂系统相比，更小的塞曼场和更强的自旋轨道耦合以及空穴的有效质量允许空穴掺杂系统在当前实验中常规实现的参数制度中支持马约拉纳费米子。
2012-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Impacts of Surface Depletion on the Plasmonic Properties of Doped Semiconductor Nanocrystals
简并杂质半导体纳米晶体（NC）在电磁波谱的红外范围内表现出局域表面等离子体共振（LSPR）。与金属不同，半导体NC通过掺杂或通过电化学或光化学充电提供可调的LSPR特性。通过载流子密度调制来调节等离子体特性表明了其在智能光电子学、催化和传感方面的潜在应用。在这里，我们阐明了LSPR调制的基本方面，通过动态载流子密度调谐在Sn掺杂氧化铟NC。合成了具有不同掺杂水平和尺寸的单分散Sn掺杂氧化铟纳米碳，并组装成均匀的薄膜。然后在原位电化学电池中对NC膜充电，并监测LSPR调制光谱。基于LSPR的光谱位移和强度调制，结合光学建模，发现经常被忽视的半导体性质，特别是由于掺杂和表面状态引起的能带结构修改，强烈影响LSPR调制。费米能级钉扎的表面缺陷状态创建一个表面耗尽层，改变LSPR的属性，它决定了LSPR频率调制的程度，减少预期的近场增强，并大大降低了LSPR对周围环境的敏感性。
2018-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
