Electrical tuning of spin splitting in Bi-doped ZnO nanowires
采用密度泛函理论计算了外加电场对铋掺杂氧化锌纳米线最低导带态自旋轨道分裂的影响.研究表明，由于ZnO：Bi纳米线对外加电场的非均匀和各向异性响应，通过控制外加电场的强度和方向，可以对Bi掺杂ZnO纳米线的自旋劈裂进行电调谐和增强.这里报道的结果表明，一个单一的ZnO纳米线掺杂低浓度的Bi可以作为一个自旋电子器件，其操作是由所施加的横向电场控制。
2018-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Electrical Transport Property of ZnO Thin Films in High H2 Pressure up to 20 bar
我们研究了用旋涂法制备的ZnO薄膜的H2压依赖性（从真空到20 bar）电流-电压特性。使用He气体减去气体压力对电导（G）的影响。当施加2巴的H2压力时，G增加，然后随着H2压力的进一步增加而单调减小。利用X射线衍射图和X射线光电子能谱学分析了氢气对ZnO薄膜的影响，发现氢气的溢出效应对ZnO薄膜的G值的变化起着重要的作用。
2016-05-23 cond-mat.mtrl-sci
Sign reversal of magnetoresistance and p to n transition in Ni doped ZnO thin film
研究了脉冲激光沉积Ni_（0.07）Zn_（0.93）O薄膜在宽温度范围内的磁电阻和非线性霍尔效应。利用局域磁矩和两带传导过程分别模拟了高、低温下磁电阻的正、负贡献。霍尔电阻的非线性也与双沟道导电模型吻合得很好。已经发现T $\gte 50 K$的负霍尔电压，这意味着主要由电子主导的导电，而T小于50 K的正霍尔电压显示在该材料中空穴主导的导电。磁电阻的符号从负到正的交叉揭示了电荷载流子的自旋极化，从而揭示了Ni掺杂ZnO薄膜用于自旋电子学应用的适用性。
2017-03-11 cond-mat.mtrl-sci
Changes in the electrical transport of ZnO under visible light
在16 Hz < f < 3 MHz的频率范围内，对纯ZnO单晶和薄膜进行了室温复阻抗谱测量。ZnO样品在暴露于可见光或被其覆盖后，其阻抗随时间的变化较大。在固定的时间科尔-科尔图表明存在一个单一的松弛过程。阻抗数据的简单分析使我们能够获得两个主要的弛豫时间。ZnO晶体和薄膜的行为是相似的，但薄膜表现出较短的弛豫时间。分析表明存在两种不同的光活性缺陷，激活能在~0.8 eV和~1.1 eV之间。
2009-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Impedance and electrical properties of Cu doped ZnO thin films
采用旋涂法在导电玻璃衬底上制备了Cu掺杂的透明ZnO薄膜。随后将样品在空气中在500 ℃下退火1小时以形成ZnO相。ZnO样品掺杂不同的Cu摩尔百分比高达5%。测试了样品的阻抗和光伏特性。在KI/I2电解液中测量了掺杂和未掺杂样品的光电流和光电压。微量Cu的加入改善了ZnO样品的导电性能，而没有改变ZnO的其他基本性质。由于Cu的高导电性能，光电流随着掺杂浓度的增加而逐渐增加。研究仅进行到5%的掺杂浓度，因为更高的掺杂浓度可能会显着影响ZnO的其他性能，如薄膜的折射率。通过将数据拟合到等效电路来确定样品的阻抗。当Cu含量为3%时，阻抗达到最大值。
2017-03-05 cond-mat.mtrl-sci
UV-photon and electrically driven resistance switching in ZnO nanotube arrays
在ITO衬底上制备的垂直排列的ZnO纳米管阵列表现出很强的持续光电导（PPC）效应和电驱动电导开关行为，尽管后者表现出从高电导状态到低电导状态的逐渐衰减。与电开关不同，PPC不能通过电脉冲复位或反转。依赖于激发波长的电导测量表明在价带边缘以上~ 240 meV处存在缺陷局域态（DLS），支持了这些DLS的双电离是PPC效应的原因的假设.
2009-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structure-dependent optical and electrical transport properties of nanostructured Al-doped ZnO
通过对纳米结构Al掺杂ZnO薄膜的结构和形貌的系统变化，详细研究了纳米结构Al掺杂ZnO薄膜的结构-性能关系，特别强调了它们对光学和电学性能的影响。各种结构，从紧凑的多晶薄膜到介孔，分级组织的集群组件，在室温下在不同的氧气压力下生长的脉冲激光沉积。我们调查的结构和形态的功能特性的依赖性，并显示如何可以研究电气和光学性能之间的相关性，以评估能隙，导带有效质量和传输机制。了解这些特性为光伏器件中的特定应用开辟了道路，这些应用需要导电性，透明度和光散射的优化组合。
2012-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Electrical control of spin coherence in ZnO
利用时间分辨法拉第旋转谱研究了分子束外延生长的n型ZnO外延层中电场增强的电子自旋相干性。面内直流电场E几乎使20 K下的横向自旋寿命加倍，而不影响有效g因子。这种效应一直持续到高温，但随着载流子浓度的增加而减小。自旋寿命、载流子复合寿命和光致发光寿命变化的比较表明，外加电场增强了辐射复合速率。所有观察到的效果是独立的晶体方向性，并在低磁场（B < 0.2 T）。
2008-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Role of ambient air on photoluminescence and electrical conductivity of assembly of ZnO Nanoparticles
研究了环境气体对ZnO纳米颗粒薄膜光致发光和电导率的影响。据观察，当周围气体的氧分压通过抽空降低时，保持在室内的尺寸低于20 nm的NP表现出其可见光致发光的完全降低。然而，来自ZnO NP的可见光致发光对环境空气中存在的其他主要气体不敏感。PL强度随压力的变化率与环境空气压力成反比，并且当颗粒尺寸减小时由于增强的表面与体积比而增加。另一方面，在干燥空气及其主要成分如N2、O2和CO2的存在下，ZnO NP的组装体表现为完全绝缘体。在潮湿空气中观察到电阻率约为102 - 103 Ωm的导电性。通过吸附的氧获得ZnO的施主电子后，在NP表面形成的耗尽层已被发现控制可见光致发光，并增加了NP之间的接触势垒，这反过来又增强了膜的电阻。
2011-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Laser Annealing of Transparent ZnO Thin Films: A Route to Improve Electrical Conductivity and Oxygen Sensing Capabilities
Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón, CSIC-Universidad de Zaragoza（阿拉贡纳米科学与材料研究所，西班牙科学理事会-萨拉戈萨大学）；Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, LMGP（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，格勒诺布尔理工学院）
本文通过超短脉冲激光扫描退火技术优化氧化锌薄膜的电导率和氧传感性能，显著降低电阻率并提升其在气体传感中的应用潜力。
2025-04-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Doping-induced spin-orbit splitting in Bi-doped ZnO nanowires
我们的预测，密度泛函计算的基础上，揭示了表面掺杂的ZnO纳米线与Bi导致的线性在$k$分裂的导带状态，通过自旋轨道相互作用，由于在掺杂剂的存在下的对称性降低。这一发现意味着Bi掺杂ZnO纳米线中传导电子的自旋极化可以通过施加电场（而不是磁场）来控制，使其成为自旋轨道电子应用的候选材料。我们的研究结果还表明，自旋分裂的程度可以通过调节掺杂浓度来调节。缺陷计算和从头算分子动力学模拟表明，在合理的热力学条件下，可以实现表现出上述线性$k$分裂的稳定掺杂构型.
2017-06-01 cond-mat.mtrl-sci
Morphology-driven electrical and optical properties in graded hierarchical transparent conducting Al:ZnO
采用脉冲激光沉积法制备了不同形貌的Al掺杂ZnO薄膜，研究了Al掺杂ZnO薄膜与功能性能的关系。通过测量所得的表面粗糙度和其对电导率的影响（特别是载流子迁移率，随着粗糙度的增加而显著降低）来监测形态，从而讨论导电机制的局限性。光散射能力的显着变化，由于形态的变化也进行了调查和讨论，研究形态和功能特性之间的相关性。
2014-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
DFT study of rare earth (Tm, Yb, Ce) doped ZnO: structural, optoelectronic and electrical properties
采用基于全势线性缀加平面波轨道（FP-LAPW）方法的密度泛函理论（DFT），在Wien 2K程序中对稀土元素（Tm，Yb，Ce）掺杂的纤锌矿型ZnO进行了比较研究。用PBEsol泛函计算了体系的结构参数，与实验数据吻合较好.用TB-mBJ势确定了其电子（态密度、能带结构）和光学（吸收系数、反射率、折射率）性质。稀土元素掺杂对ZnO的光电性能有显著的影响，其主要原因是4f电子的存在。电子结构分析结果表明，Tm、Yb、Ce的掺杂使ZnO的禁带宽度增大，与实验结果定性一致。在许多情况下，费米能级已经移动到导带，揭示了n型字符。基于半经典玻尔兹曼方程，用BoltzTrap程序计算了电导率。已经观察到，电导率与温度和载流子浓度有直接关系。研究结果为今后Tm、Yb、Ce掺杂ZnO化合物作为集成光电子器件和太阳能电池的研究奠定了基础。
2020-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure of Co doped ZnO from the \textit{GW} perspective
在过渡金属掺杂的ZnO中，掺杂剂3 $d$态相对于主体导带和价带的能量位置在决定长程铁磁性的可能性方面是至关重要的。基于密度泛函理论的Co-3 $d$态在Co掺杂ZnO中的能量位置的估计根据交换相关泛函的选择而显著不同。在这项工作中，我们调查多体$GW$的DFT $+U$和混合DFT基态的顶部上的修正，以提供一个理论基准的准粒子能量在纤锌矿ZnO：Co.两个Single Shot $G_0W_0$以及部分自洽的$GW_0$，其中波函数被固定在DFT水平，但在G中的本征值被迭代，被认为是。少数自旋Co- $t_2$态的预测能量位置比ZnO导带最小值高3.0-3.6 eV，这更接近基于混合DFT的估计。
2013-05-25 cond-mat.mtrl-sci
Mechanisms for p-type behavior of ZnO, Zn$_{1-x}$Mg$_x$O and related oxide semiconductors
研究了将本征n型氧化物半导体如ZnO和Zn $_{1-x}$ Mg $_x$ O转变为p型材料的可能性。受最近实验的启发，我们用自相互作用校正的密度泛函理论计算分析了ZnO和Zn $_{1-x}$ Mg $_x$ O中点缺陷N $_{\rm O}$，v $_{\rm Zn}$和N $_{\rm O}$ -v $_{\rm Zn}$对的电子缺陷能级。我们展示了缺陷的相互作用如何导致浅的受主缺陷能级，尽管单个点缺陷N $_{\rm O}$的能级在带隙中太深而不能负责p型导电。我们将我们的研究结果与p型导电路径中看到的多晶ZnO的晶界和发展的p型机制，这是共同的ZnO，Zn $_{1-x}$ Mg $_x$ O，和相关材料的理解。
2017-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Scalable fabrication of nanostructured p-Si/n-ZnO heterojunctions by femtosecond-laser processing
我们提出了一个通用的，大规模的纳米结构半导体结的制造方法。利用飞秒激光脉冲在甲醇溶液中对硅基片进行处理，在基片表面形成了准有序分布的柱状纳米尖峰。通过脉冲激光沉积在激光处理的硅表面上沉积一层薄（80 nm）的ZnO，形成纳米结构的p-Si/n-ZnO异质结。我们表征了异质结的结构、光学和电学性质。对纳米结构p-Si/n-ZnO器件的I-V测量显示出非线性的电特性，具有类似二极管的行为。平坦的p-Si/n-ZnO参考样品上的电I-V测量显示出类似的特性，然而，在纳米结构的器件中，正向电流和整流比提高了几个数量级。本工作所采用的制备方法可以推广到其他大表面积电子和光电子器件的同质结或异质结。
2014-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Optical and electrical properties of Nd3+doped Na2O-ZnO-TeO2 Material
采用熔体淬冷法制备了掺钕的Na 2 O-ZnO-TeO 2（NZT）玻璃。通过DTA和TG对玻璃体系的玻璃化转变温度在447°C进行确认。红外光谱和X射线衍射分析表明，样品分别为离子型和非晶态。利用吸收光谱估计了光学带隙能量，发现由于掺杂浓度的增加，光学带隙能量从2.63eV减小到1.32eV。随着Nd ~（3+）离子浓度的增加，发射光谱的强度增强。发现玻璃样品的介电常数对于大范围的频率（3 kHz至1 MHz）是恒定的。样品电导率随温度的变化表明了电导率的Arrhenius机制。
2021-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Electrical-current-induced magnetic hysteresis in self-assembled vertically aligned La_{2/3}Sr_{1/3}MnO_3:ZnO-nanopillar composites
磁阻随机存取存储器（MRAM）有望成为下一代信息存储设备。然而，在它成为广泛使用的存储解决方案之前，许多材料挑战仍未解决。其中，迫切需要的是确定一种材料系统，适合于缩小规模，并与低功耗逻辑应用兼容。自组装垂直取向La_{2/3} Sr_{1/3} MnO_3：ZnO纳米复合材料，其中La_{2/3} Sr_{1/3} MnO_3（LSMO）基质和ZnO纳米柱形成缠结结构，在LSMO和ZnO垂直界面之间发生位置匹配生长，通过结合其优异的电、磁（B）和光学性能，可能提供新的MRAM应用。在本文中，我们展示了在这些纳米柱复合材料的磁阻测量电流感生磁滞的结果。我们观察到，当电流水平较低时，例如，1 μ A，磁阻显示出线性的，负的，非滞后的B场依赖性。令人惊讶的是，当使用大电流时，I > 10 μ A，当B场在上下方向上扫描时观察到滞后行为。这种滞后现象随着样品温度的升高而减弱。一个可能的自旋阀机制有关的电流感应磁滞的建议和讨论。
2018-02-05 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetism in Co-doped ZnO films grown by molecular beam epitaxy: magnetic, electrical and microstructural studies
采用等离子体辅助分子束外延（MBE）技术在（0001）蓝宝石衬底上生长了高质量的5%和15% Co掺杂ZnO薄膜，研究了薄膜的结构、光学和磁性。磁力显微镜（MFM）和磁测量与SQUID磁强计显示明确的铁磁行为的薄膜到室温，而他们是反铁磁低于200 K左右。载流子迁移率的温度依赖性，确定使用拉曼线形状分析的光-声子-等离子体激元耦合模式。结果表明，Co原子自旋间的自由电子耦合是铁磁有序化的微观机制。这些结果使我们深入了解分子束外延生长的Zn（1-x）CoxO薄膜中载流子和磁性之间的微妙相互作用。
2011-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Effect of 50 MeV Li3+ irradiation on structural and electrical properties of Mn doped ZnO
本文研究了离子辐照对Zn_（1-x）Mn_xO型体系结构和电学性能的影响及其与缺陷的关系。采用固相反应法合成了Zn_（1-x）Mn_xO（x = 0.02，0.04）样品，并对其进行了50 MeV Li ~（3+）离子辐照。伴随的变化已被探测到的X射线衍射（XRD），温度依赖的电阻率和正电子湮没寿命（PAL）光谱。XRD结果表明，Zn0.98Mn0.02O样品为纤锌矿结构，而Zn0.96Mn0.04O样品除了常见的ZnO峰外，还存在杂质相。离子辐照消除了该杂质峰。发现样品的粒度均匀。对于Zn0.98Mn0.02O，所观察到的室温电阻率（RhoRT）与辐照的急剧下降是一致的XRD峰的半高宽的降低。而对于Zn_（0.96）Mn_（0.04）O，RhoRT随初始注量的增加而减小，但随注量的进一步增加而增大。所有的辐照Zn_（0.98）Mn_（0.02）O样品在低温下的温变电阻率测量中都显示出金属-半导体转变。而辐照后的Zn_（0.96）Mn_（0.04）O样品在整个温度范围内均表现出半导体性质。室温电阻率、XRD和PAL测试结果基本一致。
2011-05-07 cond-mat.mtrl-sci
Real-time simulations of laser-induced electron excitations in crystalline ZnO
本研究针对超短强红外激光诱导的晶体ZnO非平衡电子动力学，采用三种理论方法对比研究其导带布居机制，证实含时密度泛函理论可准确描述中间激发区的电子激发过程。
2025-03-20 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electrical tuning of the spin-orbit interaction in nanowire by transparent ZnO gate grown by atomic layer deposition
我们开发了一种InAs纳米线栅全包围场效应晶体管，使用透明导电氧化锌（ZnO）栅电极，这是在原位原子层生长后的Al 2 O 3的栅极绝缘体。我们进行了磁输运测量，发现从弱局域化到弱反局域化的交叉与增加栅极电压的影响，这表明Rashba自旋轨道耦合是由栅极电极调谐。的自旋轨道相互作用的栅极调谐的效率是高于那些获得的二维电子气，和高的栅极全周围的纳米线金属氧化物半导体场效应晶体管，这是以前报道的。本文讨论了自旋-轨道相互作用，不仅采用了传统的一维模型，而且采用了最近提出的考虑材料微观能带结构影响的模型。
2021-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
ALD grown zinc oxide with controllable electrical properties
本文介绍了原子层沉积（ALD）在低温下生长氧化锌薄膜的结果。我们讨论了这样的薄膜的电性能，并表明，低温沉积的结果在富氧的ZnO层中的自由载流子浓度是非常低的。在优化的ALD工艺条件下，ZnO薄膜的电子迁移率可以达到10^15 cm-3，电子迁移率在20 ~ 50 cm 2/Vs之间。低温ALD法制备的ZnO薄膜的电学参数适合于ZnO基p-n结和肖特基结的制备。我们证明，这种结的特点是整流比高到足以满足3D存储器的要求，并在100摄氏度的温度下沉积，这使得它们适合沉积在有机基板上。
2013-08-09 cond-mat.mtrl-sci
ZnO/LSMO Nanocomposites for Energy Harvesting
掺锶锰氧化镧（LSMO）与氧化锌（ZnO）复合材料由于其磁性和压电特性而成为能量收集的候选材料。它们可用于从杂散源获取能量，例如电网发电站内Transformers和压缩机的振动和电磁噪声，为小型诊断传感器提供动力。LSMO/ZnO纳米复合材料通过以下方式制备：（i）研磨两种本体粉末，和（ii）导致核-壳结构的湿化学过程。的电，压电和磁电性能表现出强烈的依赖性的制造方法。在LSMO表面的颗粒核上生长ZnO纳米柱似乎改善了压电性能。此外，可以容易地修改化学浴沉积工艺以掺入掺杂剂来进一步增强这些性质。
2017-08-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Characterisations of ohmic and Schottky contacts of a single ZnO nanowire
电流电压和开尔文探针力显微镜（KPFM）的测量进行单氧化锌纳米线。测量结果表明，是密切相关的接触行为，无论是欧姆或肖特基。ZnO纳米线通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）获得，并使用电子束光刻接触。根据接触几何形状，获得良好质量的欧姆接触（线性I-V行为）或非线性（二极管状）肖特基接触。电流电压和KPFM测量这两种类型的接触ZnO纳米线进行，以调查他们的行为。可以建立一个明确的相关性之间的I-V曲线，沿设备和纳米线的几何形状的电势分布。基于耗尽区扩展给出了支持这种行为的一些参数。这项工作将有助于更好地了解单根ZnO纳米线上欧姆接触的电学行为，为未来在纳米级场效应晶体管和纳米光电探测器中的应用奠定基础。
2015-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Metal-Insulator Transition in Ga doped ZnO via Controlled Thickness
本文报道了用脉冲激光沉积技术生长的Ga掺杂ZnO（Ga：ZnO）薄膜的厚度依赖性金属绝缘体转变。从电输运测量中，我们发现，虽然最薄的膜表现出0.05 $Ω$ -cm的电阻率，位于绝缘区，但最厚的膜具有$6.6\times10^{-4}Ω$ -cm的电阻率，这表明金属型导电。我们的分析表明，Mott的可变范围跳跃（VRH）模型控制的绝缘行为在较薄的Ga：ZnO，而二维弱局域化现象是适当的，以解释电子输运在较厚的Ga：ZnO。磁电阻研究进一步证实了在6 nm薄膜中存在强局域化，而在20 nm及以上厚的薄膜中观察到弱局域化。从密度泛函计算，它被发现，由于表面重构和Ga掺杂，强烈的晶体无序设置在非常薄的薄膜中引入局域态，从而限制了施主电子迁移率。
2017-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Impurity-Ion pair induced high-temperature ferromagnetism in Co-doped ZnO
磁性3d离子掺杂到宽禁带氧化物中显示出室温铁磁性的特征，尽管它们的浓度比传统磁体中的浓度小两个数量级。这些特殊材料的原型是Co掺杂的ZnO，其室温铁磁性的解释仍然难以捉摸。在这里，我们表明，磁性来源于Co2+氧空位对与部分填充的水平接近ZnO导带最小值。这些对之间的磁相互作用是足够长的范围内，在中等浓度下引起渗滤。然而，磁相关集群大到足以显示在室温下的滞后已经形成低于逾渗阈值，并解释目前的实验结果。我们的工作表明，在ZnO：Co的磁性是完全由本征缺陷和相图。这表明了一种通过控制自旋电子学材料的本征缺陷来定制其磁性的方法。
2008-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Shallow carrier traps in hydrothermal ZnO crystals
利用电荷基深能级瞬态谱（Q-DLTS）、光致发光和阴极发光显微分析研究了水热法生长的ZnO晶体中的本征浅陷阱和氢等离子体诱导浅陷阱。生长的ZnO在23 meV处呈现陷阱态，而通过等离子体掺杂产生的H掺杂的ZnO在导带以下22 meV和11 meV处显示两个能级。生长的ZnO显示出预期的束缚激子随温度从7 K增加的热衰减，而我们观察到的H掺杂的ZnO中的激子发射的异常行为，其中其强度随温度的增加在140-300 K的范围内增加。基于大量的光学结果，开发了一个定性模型，解释了Y线结构缺陷，这作为一个电子陷阱的激活能为11 meV，负责的异常温度依赖性的阴极发光的H掺杂ZnO。
2015-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic and atomic structure of complex defects in highly n-type doped ZnO films
采用第一性原理电子结构计算方法研究了Ga和Al掺杂ZnO薄膜中的点缺陷。候选人的缺陷，以解释最近观察到的差异，这两个系统的电气和光谱行为。Ga-ZnO中的替代掺杂解释了电学性质的金属行为。间隙氧与取代Ga的复合物可以作为受体并引起部分补偿，以及在光电发射实验中观察到的导带最小值以下的带隙状态。Zn空位也可以充当补偿受主。另一方面，Al-ZnO的半导体化行为以及与纯ZnO相比光学带隙的微小变化，可以用受主Zn空位和替代Al施主之间几乎完全的补偿来解释。间隙Al也可以是施主能级，并且可以是在费米能级以下的光电发射实验中观察到的小带的起源。替位Al与间隙氧的组合可同时作为上述光电发射带的补偿受主和产生子。理论计算采用密度泛函理论在广义梯度近似下进行。在选定的情况下，DFT计算与半局部精确交换混合泛函已被执行。在相应的掺杂水平的Ga-ZnO和Al-ZnO的光电子能谱的结果进行了比较。
2013-11-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unit Cell-Level Thickness Control of Single-Crystalline Zinc Oxide Nanosheets Enabled by Electrical Double Layer Confinement
离子层外延（ILE）是近年来发展起来的一种有效的方法，可以用来合成具有非层状晶体结构的纳米厚度的二维材料，如ZnO。两亲性单层的堆积密度被认为是控制纳米片成核和生长的关键参数。在这项工作中，我们系统地研究了单晶ZnO纳米片的生长行为的模板在水-空气界面的阴离子油基硫酸单分子层具有不同的填充密度。ZnO纳米片的厚度从一个晶胞调整到四个晶胞，并且与离子化表面活性剂单层下面的Zn 2+离子浓度区（Stern层）的宽度表现出良好的相关性。纳米片的尺寸和密度的进一步分析表明，纳米片的生长占主导地位的空间位阻从表面活性剂单分子层在较低的表面压力，而成核密度成为主导因素，在较高的表面压力。ZnO纳米片表现出降低的功函数的厚度减少到几个单元电池。这项研究验证了一个关键的假设，即纳米片的生长是自我限制的离子前体的双层形成。这项工作将开辟一条新的途径，从厚度低至一个晶胞的非层状材料中控制合成新型2D纳米片。
2017-11-06 cond-mat.mtrl-sci
A unified model for temperature dependent electrical conduction in polymer electrolytes
在聚合物电解质中观察到的电导率的温度依赖性通常用两个独立的方程拟合：低温下的阿克里尼乌斯方程和高温下的Vogel-Tamman-Fulcher（VTF）方程。我们在这里报告一个单一的方程的推导，以解释在所有温度范围内的聚合物电解质的电导率的变化。我们的单一方程与实验数据是一致的
2001-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Electrical transport and optical studies of ferromagnetic Cobalt doped ZnO nanoparticles exhibiting a metal-insulator transition
通过传输和光学测量进一步探索了先前报道的Co掺杂的ZnO 1-o纳米颗粒中观察到的氧空位和室温铁磁有序的相关性（Naeem等人Nanotechnology 17，2675-2680）。在这些颗粒中，室温铁磁有序已被观察到，只有在退火后，在形成气体。在目前的工作中，已经通过漫反射光谱在UV-Vis区域中研究了光学性质，并且已经发现Co掺杂的组合物的带隙随着Co的添加而减小。在Co+2 d-d（四面体对称）晶场跃迁的能量特征处观察到反射极小值，进一步建立了Co在替代位点中的存在。电输运测量的纳米粒子的结晶化样品表明，形成的气体的效果是强烈降低电阻率，随着Co浓度的增加。对于空气退火和非铁磁样品的电阻率作为Co含量的函数的变化是相反的，在合成气体中制备的颗粒中观察到的。当T> 380 K时，随着温度的升高，铁磁样品表现出明显的从绝缘体到金属的转变，并且这种转变随着Co含量的增加而变得更加明显。考虑Calderon等人的模型[M. J. Calderon和S. D. Sarma，Annals of Physics 2007（Accepted doi：10.1016/j.aop.2007.01.010），其中铁磁性从由低温绝缘区域中的极化子介导变为由从高温金属区域中的弱束缚态释放的载流子介导。
2007-12-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Nanostructured ZnO films: a study of molecular influence on transport properties by impedance spectroscopy
基于ZnO的纳米材料由于其高等电点而被用于构建葡萄糖传感器，当葡萄糖氧化酶（GOx）等蛋白质附着在表面时，这一点很重要。它还创造了一个生物友好的环境，以保持酶的活性。本文利用阻抗谱研究了ZnO薄膜和单晶在不同溶液中的电输运性质。我们已经发现，液体的组成，通过离子的电荷，产生强烈的变化的TF的传输特性。酶GOx和磷酸盐缓冲溶液具有主要的效果，通过薄膜的传导，这可以解释为在TF的晶界处的载体的截留。这些结果可以帮助设计一个新的概念，在葡萄糖生物传感。
2015-06-19 cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependence of the spin relaxation in highly degenerate ZnO thin films
氧化锌是一种宽带隙半导体材料，被认为是制备下一代透明自旋电子器件的潜在候选材料。然而，在此之前，可以实际实现，在这种材料中经历的各种自旋输运和弛豫过程的全面，科学的理解是必不可少的。在本文中，我们报告了我们的调查，这些过程通过温度依赖性，非本地汉勒实验。采用脉冲激光沉积技术在c轴蓝宝石衬底上制备了ZnO外延薄膜。仔细的结构，光学和电学特性的薄膜进行。在20 - 300 K温度范围内，采用全电子自旋注入和探测方案，在非定域几何中进行了与温度相关的Hanle测量。通过霍尔效应测量，发现这些薄膜中的载流子浓度约为10 ^19 cm^-3。确定在这样的简并掺杂系统中，必须使用费米-狄拉克统计来解释系统中载流子的输运。从Hanle数据，自旋弛豫时间在ZnO薄膜中，在不同的温度下确定。我们的温度依赖性的自旋弛豫时间数据的分析表明，在ZnO薄膜中的自旋弛豫的主导机制是Dyakonov-Perel（DP）机制修改的纤锌矿晶体结构，其中六角c轴反射不对称是存在的。作为这种修改的结果，自旋弛豫速率是线性动量。
2014-07-25 cond-mat.mtrl-sci
Temperature Sensors based on Semiconducting Oxides: An Overview
早期的研究表明，有机和无机半导体材料是最有希望用于温度传感器的材料。在这篇简短的综述中，将重点介绍温度传感器及其在各个领域的应用。此外，我们还研究了纳米ZnO和ZnO-CuO纳米复合材料的温度敏感特性。为此，采用化学沉淀法制备了ZnO及ZnO-CuO纳米复合材料。还进行了传感材料的扫描电子显微镜和X射线衍射。ZnO和ZnO-CuO的平均晶粒尺寸分别为45和68 nm。使用液压机（MB Instrument，Delhi）在616 MPa的压力下在室温下进行合成粉末的造粒。将该颗粒置于Ag-颗粒-Ag电极配置内用于温度感测。计算了上述半导体氧化物的温度灵敏度。这些材料的电性能决定了这些传感颗粒的半导体性质。此外，还估算了ZnO和ZnO-CuO纳米复合材料的活化能。
2012-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Single Layer In-O Atomic Sheets as Phonon and Electron and Barriers in ZnO-In2O3 Natural Superlattices: Implications for Thermoelectricity
在ZnO的一半的ZnO-In 2 O3二元系统的相是自然的超晶格组成的周期性堆叠的单个InO 2片分离的铟掺杂的ZnO块的间距取决于根据关系In 2 O3（ZnO）k的组合物。表征相结合，原子分辨率，像差校正扫描透射电子显微镜（STEM）和电子能量损失谱（EELS）分析，表明每个InO 2层的原子结构由一个单一的连续片的八面体协调的InO 2。这些片也是晶体学反转边界。在800 oC的电导率，热导率和Seebeck系数数据的分析表明，InO 2片不仅通过声子散射降低热导率，而且还对电子输运产生势垒。定性地讨论了势垒的来源、压电效应的作用及其对超晶格间距的依赖性。也有人认为，晶体取向的InO 2片内的单个晶粒也随机取向的多晶材料中的传输障碍。
2017-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Electroluminescence from isolated defects in zinc oxide, towards electrically triggered single photon sources at room temperature
单光子源在量子信息科学、量子密码学和量子通信中有着广泛的应用。然而，到目前为止，大多数室温发射器仅被光学激发，这限制了它们适当地集成到可扩展的设备中。在这项工作中，我们克服了这一限制，并提出了室温下电触发发光从局部缺陷的氧化锌（ZnO）纳米粒子和薄膜。该器件在红色光谱范围内发射，并表现出优异的整流行为。发射在长时间内是稳定的，这为实际设备提供了重要的先决条件。我们的研究结果开辟了可能性，建立新的ZnO基量子集成器件，将固态单光子源的量子信息技术。
2015-02-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Production of Indium Doped Zinc Oxide Thin Films by Pulsed Laser Ablation
提出了一种改进的脉冲激光沉积（PLD）方法，在较低的衬底温度下制备了未掺杂和铟掺杂的氧化锌（ZnO：In）薄膜。该制备方法不需要对生长的膜进行任何进一步的沉积后退火处理。所开发的方法允许在低衬底温度下生长薄膜，这防止了它们的固有电学和光学性质的相当大的损失。分析了沉积参数对未掺杂和铟掺杂ZnO薄膜电学和光学参数的影响。
2005-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Two magnetic regimes in doped ZnO corresponding to a dilute magnetic semiconductor and a dilute magnetic insulator
薄膜的ZnO掺杂磁性离子，Mn和Co，在某些情况下，与Al已制成具有非常宽的范围内的载流子密度。在绝缘和金属薄膜中均观察到铁磁行为，但当载流子密度为中间值时则没有。绝缘膜在低温下表现出可变的范围跳跃，并且由于局部自旋与静态局部态的相互作用而在室温下是铁磁性的。当处于局域态的载流子变得移动时，磁性被淬灭。在金属（简并半导体）的范围内，强大的铁磁性与非常强的磁光信号和室温异常霍尔数据一起重新出现。这证明了导带的极化，并表明当ZnO掺杂到金属区时，它表现为真正的磁性半导体。
2007-12-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metastability of Mn$^{3+}$ in ZnO driven by strong $d$(Mn) intrashell Coulomb repulsion: experiment and theory
在低于80 K的温度下，通过Mn $^{2+}$ EPR信号强度的猝灭，观察到光照下ZnO：Mn中Mn $^{2+}$态的减少. Mn $^{2+}$光猝灭是由于Mn $^{2+}$ $\to$ Mn $^{3+}$电离跃迁，促进一个电子的导带。这个过程的温度依赖性表明存在一个能量势垒的电子夺回的1~meV的顺序。GGA $+U$计算表明，Mn离子化后，$^{2+}$在3+电荷态发生了适度的呼吸晶格弛豫，这增加了$d$（Mn）能级的能量.在其平衡原子构型下，Mn $^{3+}$是亚稳态的，因为光电子的直接捕获是不可能的。介稳性主要由$d$（Mn）电子之间的强壳层内库仑排斥驱动。电子俘获势垒和光电离能的估算值与实验值符合得很好。
2016-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Multi-component Transparent Conducting Oxides: Progress in Materials Modelling
透明导电氧化物（TCO）是现代光电子器件的重要组成部分，具有导电性和光学透明性。我们回顾了最近的进展，在我们的理解形成的多组分TCO的固溶体的ZnO，In 2 O3，Ga 2 O3和Al 2 O3，特别强调的贡献，主要是基于密度泛函理论的材料建模。特别是，我们突出了三个主要结果，从我们的工作：（i）的基本原则，多组分氧化物结构，包括（In_2 O_3）（ZnO）_n，命名为IZO，（In_2 O_3）_m（Ga_2 O_3）_l（ZnO）_n，命名为IGZO的晶体结构;（ii）元素组成和光学和电学行为之间的关系，包括价带排列;（iii）非晶氧化物半导体的高性能。从这些进展，新型电瓷材料的合理设计的挑战进行了讨论。
2011-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Surface acoustic wave devices on bulk ZnO at low temperature
基于ZnO薄膜的声表面波（SAW）器件是一种成熟的技术。然而，由于晶体的有限电导率引起的显著阻尼，在室温下，体ZnO晶体上的SAW器件是不实用的。在此，我们通过低温工作，在ZnO晶体的（0001）表面上制作了有效的SAW器件，包括工作于SAW波长λ = 4和6 μm的延迟线和工作于SAW波长λ = 1.6 μm的单口谐振器。我们发现SAW速度是温度依赖的，在10 mK时达到$v \simeq 2.68$ km/s。我们的谐振器达到了最大品质因数的$Q_i \simeq 1.5\times 10^5$，表明散装氧化锌是非常可行的低温SAW应用。器件的性能与体电导率密切相关，体电导率在约200 K以上抑制SAW传输。
2015-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low temperature hopping magnetotransport in paramagnetic single crystals of cobalt doped ZnO
长针形单晶Zn 1-xCoxO生长在低温下使用熔盐溶剂技术，高达x=0.10。在低温下的导电过程被确定为莫特可变范围跳跃。原始的和钴掺杂的晶体都清楚地表现出从负到正的磁电阻随着温度降低的交叉。Zn 1-xCoxO单晶的正磁电阻随Co浓度的增加而增加，在低温（2.5K）和高场（>1 T）下可达20%。SQUID磁强计证实，Zn 1-xCoxO晶体主要是顺磁性的性质和磁响应是独立的Co浓度。结果表明，Co掺杂在ZnO单晶中引入了局域电子态和孤立的Co ~（2+）离子，但其磁输运和磁性能是解耦的。
2010-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
From Silver Nanoparticles to Thin Films: Evolution of Microstructure and Electrical Conduction
银纳米粒子嵌入在介质矩阵的研究，其潜在的宽带吸收光学传感器材料。这一贡献集中在银纳米粒子在不同形态阶段的电性能。电流通过薄膜，由银纳米粒子，其特征在于作为膜厚度的函数。观察到三个不同的导电区。两个相对平坦的区域（“电介质”用于非常薄的薄膜，“金属”用于厚度大于300 - 400埃的薄膜）被一个明显的过渡区域隔开，在该过渡区域中渗流占主导地位。电介质区的特征在于由热激活隧穿过程主导的电传导的孤立的颗粒岛。过渡区由互连的银纳米团簇主导-膜厚度的小增加导致电导率的大增加。厚度在300 - 400埃时，金属导电区占主导地位。
2011-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Evolution Process of Wurtzite ZnO Films on Cubic MgO (001) Substrates: a Structural, Optical and Electronic Investigation of the Misfit Structures
研究了用分子束外延技术制备的六方晶系ZnO薄膜与立方晶系MgO（001）衬底之间的界面。X射线衍射和（扫描）透射电子显微镜显示，在衬底温度高于200 ℃时，生长遵循单一的[0001]方向;而在衬底温度低于150 ℃时，生长最初沿着[0001]，然后主要改变为[0-332]变体，超过约10 nm的厚度。有趣的是，无论生长温度如何，对于沿着[0001]的生长都出现具有30度旋转角的双畴特征，实验证明了在这种异质外延中出现双旋转畴的理论预测[Grundmann等人，Phys.Rev.Lett. 105，146102（2010）]。通过X射线吸收谱（XAS）分析发现，ZnO薄膜的光学透过率受键长调制引起的生长方向突变的影响较大。XAS结果还显示了导带中的4pxy和4pz态随生长温度的升高而演化。本工作的结果有望促进ZnO在先进光电子领域的应用，并使其与其他不同相的材料集成。
2014-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Structural, optical, and dielectric properties of Cr-doped ZnO films via DC magnetron sputtering
本研究通过直流磁控溅射沉积Cr-Zn层后空气退火制备Cr掺杂ZnO薄膜，分析其结构、光学及介电性能，发现最佳掺杂量可提升薄膜透光率与导电性，方法可扩展至其他掺杂ZnO薄膜。
2025-08-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
High electrical conduction of Sb square net in anti-ThCr$_2$Si$_2$ type La$_2$O$_2$Sb thin film grown by multilayer solid-phase epitaxy
迄今为止，具有Sb方形网的反ThCr $_2$ Si $_2$型$RE_2$ O $_2$ Sb（$RE$ =稀土）显示出绝缘导电性。本文首次报道了采用多层固相外延法合成La $_2$ O $_2$ Sb外延薄膜。从X射线光电子能谱测量中估计Sb的价态约为-2，并且观察到0.17eV的间接带隙。La $_2$ O $_2$ Sb外延薄膜显示出作为窄禁带半导体的出乎意料的高导电性，其在室温下的电阻率比La $_2$ O $_2$ Sb块状多晶的电阻率低约一万倍，这归因于可能由于抑制Sb二聚而增加的载流子迁移率。
2021-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Effect of substrate temperature on the deposition of Al-doped ZnO thin films using high power impulse magnetron sputtering
本研究通过高功率脉冲磁控溅射在不同衬底温度下沉积铝掺杂氧化锌薄膜，发现600°C时获得最低电阻率（3×10⁻⁴ Ω·cm），归因于结晶度提升改善迁移率和稳定性，并避免负氧轰击。
2025-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Low Temperature Investigation of Electrical Conduction in Polysilicon: Simulation and Experiment
基于Monte Carlo（MC）模拟和4K ~ 300 K温度范围内的电学测量，研究了具有纳米晶粒（5 ~ 20 nm）的多晶硅纳米线（polySiNW）的导电特性。在低于200 K的温度下观察到一些不规则的库仑振荡（CO），由于晶粒尺寸的随机分布（5- 20 nm），表现出几个周期宽度。一个显着的结果包括在更有效的振荡观察到在中间范围内的温度（25 K和150 K之间）和高漏极电压。CO的温度依赖性的解释的事实是，在一个多个不对称的点系统在低温下，CO被观察到不是在最低，但在中间温度范围内，而漏极电压的依赖性是由于增强的非共振隧穿。MC模拟证实了实验观察。
2007-08-14 cond-mat.mtrl-sci
The influence of Coulomb interactions on electrical conduction through short molecular wires
采用非平衡格林函数（NEGF）方法研究了双端分子器件的导电问题。这种连接由连接到金属电极的短线性导线制成。分子本身用Huckel（紧束缚）模型描述，电子相互作用用扩展的哈伯德模型（EHM）处理，与电极的耦合用宽带理论描述。用限制性Hartree-Fock（RHF）近似处理分子线内的库仑相互作用。特别是，详细讨论了短程和长程库仑相互作用对电输运特性的影响。
2005-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-linear electrical conduction and broadband noise in charge-ordered rare earth manganate Nd_0.5Ca_0.5MnO_3
对生长在Si衬底上的电荷有序Nd_（0.5）Ca_（0.5）MnO_3薄膜的直流输运特性和低频电导噪声的测量表明，在电荷有序区存在一个阈值场，超过阈值场，强非线性导电开始，并伴随着大的宽带电导噪声。当T -> T_{CO}（电荷有序化温度）时，载流子依赖性导电消失。这一观察结果表明，电荷有序状态在非线性传导开始时被脱钉。
1999-07-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Understanding Electrical Conduction and Nanopore Formation During Controlled Breakdown
受控击穿最近已经成为一种非常有吸引力的技术来制造用于广泛的生物传感应用的固态纳米孔。该技术依赖于在膜上施加约0.6-1 V/nm的电场以感应电流，并最终击穿电介质。然而，在受控击穿期间如何通过电介质发生电传导的详细描述尚未报道。在这里，我们研究了可控击穿过程中SiN $_x$膜的导电性和纳米孔的形成。我们表明，取决于膜的化学计量，导电性受到限制的氧化反应，必须发生在膜-电解质界面（Si丰富的SiN $_x$），或电子输运通过电介质（化学计量Si $_3$ N $_4$）。我们提供了几个重要的影响，从理解这一过程，这将有助于在未来几年内进一步发展控制击穿，特别是扩展这种技术集成纳米孔与芯片上的纳米结构。
2021-03-30 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Chiral orbital texture in nonlinear electrical conduction
本研究在手性半导体Te中观测到轨道织构介导的非线性导电，测定了电导的对映体特异性符号及载流子浓度依赖异常，结合玻尔兹曼方程归因于倒易空间的手性轨道织构，证明非线性输运测量可有效区分轨道与自旋相关效应。
2024-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Real-time measurement of laser induced photoconductivity in sol-gel derived Al doped ZnO thin films
本文研究了Al掺杂浓度为0、3、6和12 at. %的Al浓度通过溶胶-凝胶法在玻璃基板上制备。将沉积的膜在空气中在300、350、400、450和500 °C的不同温度下退火1小时。X射线衍射（XRD）显示高于400 °C退火的膜的纤锌矿晶体结构。随后用准分子（KrF，λ=248 nm）激光束照射薄膜。利用XRD、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）和紫外-可见分光光度计研究了薄膜的晶体结构、表面形貌和光学性能的变化。激光辐照过程中电导率的实时测量显示出瞬态或持续的光电导效应。研究了激光能量对光电导的影响。基于所观察到的光致发光（PL）和X射线光电子能谱学（XPS），描述了所观察到的光电导效应。
2014-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
