Identifying the Alloy Structures of Germanene Grown on Al(111) Surface
虽然锗烯的生长已被声称在许多衬底上，确切的晶体结构仍然存在争议。本文采用密度泛函理论（DFT）和全局优化算法相结合的方法，系统地研究了Ge在Al（111）表面沉积形成的可能结构.通过高级无规相近似（RPA）计算，我们发现锗烯在Al（111）上的形成是能量上不利的，具有正的形成能。通过结合从头算进化模拟、RPA计算以及扫描隧道显微镜（STM）的可用实验数据，将两个实验相确定为蜂窝合金Al 3Ge 3/Al（111）（r7 xr 7）和Al 3Ge 4/Al（111）（3x 3）。和低能电子衍射（LEED）。Al_3Ge_4/Al（111）（3 × 3）是一种有趣的结构，在衬底中有一个空位，这解释了实验STM图像中的暗三叶草图案。我们的研究结果澄清了Ge/Al（111）系统的结构争议，并表明锗烯的制造可能仍然具有挑战性。
2022-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
New approach for fabrication germanene with Dirac electrons preserved: A first principle study
如何得到保留Dirac电子的锗烯仍然是一个挑战。在这里，我们报告了一种脱氢方法，即，通过将锗烷以三明治结构的形式进行叠置来制备锗烯。三明治结构可以自发地发生脱氢，克服了加热脱氢法中的非晶化问题。得到的锗烯很好地保持了Dirac电子性质。此外，锗烷的费米速度可以通过控制锗烷与掺杂表面之间的层间距来有效地控制。我们的研究结果为制备理想的二维材料提供了指导。
2015-11-23 cond-mat.mes-hall
Adsorption of Group-IV Elements on Graphene, Silicene, Germanene, Stanene: Dumbbell Formation
由周期性哑铃单元构成的硅烯和锗烯衍生物在这些蜂窝结构的多层膜中起着至关重要的作用。采用基于密度泛函理论的第一性原理计算，研究了IV族原子在石墨烯、硅烯、锗烯和锡烯单层蜂窝结构上的哑铃状吸附形成机制和能量学.的结合结构的稳定性进一步证实，通过在高温下进行从头计算分子动力学计算，除了锡烯，这是受吸附原子的吸附后的结构不稳定。根据吸附原子和基底的行数，我们发现了三种类型的结合结构，这些结构导致基底的电子、磁性和光学性质发生显着变化。特别地，Si、Ge和Sn吸附原子吸附在硅烯和锗烯上形成哑铃结构。此外，哑铃结构不仅出现在单层、单原子蜂窝结构上，而且出现在它们的化合物如SiC和SiGe上。我们表明，哑铃结构的迁移的能量势垒是低的，由于原子的协同作用。这使得哑铃在衬底上相当移动，以构建新的单层和多层Si和Ge相。
2014-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Weak interaction between germanene and GaAs(0001) by H intercalation: A route to exfoliation
用$ab$ - $initio$方法研究了锗烯在半导体GaAs（0001）衬底上的外延生长。锗烯的相互作用被发现是最小的与基板。我们得到的结果强烈地表明，它是可能的，从衬底脱锗烯，使其独立。我们展示了一种方法来实现这一目标。我们还讨论了锗烯在GaAs（0001）衬底上的电子结构，发现在费米能级以上的狄拉克锥位移为160 meV。此外，我们还计算了有衬底和无衬底的锗烯的能带结构，发现由于本征自旋轨道耦合，锗烯的带隙为24 meV。
2014-10-07 cond-mat.mes-hall
Electron-Phonon Coupling in Two-Dimensional Silicene and Germanene
在石墨烯研究的基础上，我们利用第一性原理研究了低屈曲单层硅烯和锗烯中的电子-声子耦合。尽管具有类似的蜂窝状原子排列和线性能带色散，但硅烯中的$Γ$ - $E_g$和K- $A_1$模的EPC矩阵元平方仅为石墨烯中的约50%。然而，硅烯中较小的费米速度通过在狄拉克点附近提供更大的联合电子态密度来补偿这种降低。我们预测，科恩异常与这两个光学模式是显着的硅烯。此外，EPC诱导的频率偏移和线宽的拉曼活性的$Γ$ - $E_g$模式在硅烯作为掺杂的函数计算。结果与石墨烯中的结果相当，表明类似的非绝热动力学起源。相比之下，锗烯中的EPC被发现大大减少。
2013-08-21 cond-mat.mes-hall
First principles calculations of electric-field-driven topological phase transitions in silicene, germanene and stanene
Instituto Balseiro, Universidad Nacional de Cuyo（巴尔塞罗研究所，门多萨国立大学）
本文通过第一性原理计算，结合DFT和万尼尔函数，精确预测硅烯和锗烯的临界电场，显著改进拓扑相变边界的定量预测。
2026-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of charging and electric field on the properties of silicene and germanene
利用第一性原理密度泛函理论计算，我们表明，裸露的和钛吸附原子吸附单层硅烯和锗烯，这是充电或施加一个垂直的电场的电子和磁性被修改，以获得新的功能。特别地，当受到垂直电场作用时，屈曲原子平面之间的对称性被破坏，从而在狄拉克点处打开间隙。吸附态Ti原子的3d轨道占据随充电或外加电场的变化而变化，从而引起磁矩的显著变化。我们预测，中性硅烯均匀覆盖的Ti原子成为一个半金属在一个特定的覆盖率值，因此允许在一个自旋方向的电子传输，但阻止相反的方向。这些计算的属性，然而，表现出依赖于真空间隔之间的大小的周期性重复的硅烯和锗烯层，如果它们被处理使用平面波基组内的周期性边界条件。我们澄清了这种虚假的依赖性的原因，并表明，它可以通过使用本地轨道基组消除。
2013-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Group theory for structural analysis and lattice vibrations in phosphorene systems
对与磷烯相关的二维元素体系进行群论分析，包括（i）石墨烯、硅烯、锗烯和锡烯，（ii）对层数的依赖性，（iii）两种堆积排列.从最对称的$D_{6h}^{1}$石墨烯空间群出发，发现结构具有群-子群关系，并且分析其晶格振动的不可约表示使得可以区分不同的同素异形体。该分析可用于研究应变的影响，理解结构相变，表征层数，晶体学取向和非线性现象。
2015-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic structural critique of interesting thermal and optical properties of C$_{17}$Ge germagraphene
在这篇文章中，我们报告了一个理论上的尝试，以了解电子结构的参与，在确定的光学和热性能的C $_{17}$锗，一个屈曲的二维材料。该结构被发现是一个直接带隙半导体与低载流子有效质量。我们的研究揭示了自旋轨道耦合对材料能带结构和自旋霍尔电流的影响。选择性高的蓝光到紫外光吸收和与火石玻璃相当的折射率开辟了这种材料用于光电子器件的可能应用性。从电子结构的角度，我们探讨了其具有与传统热电材料相当的较高塞贝克系数和功率因数的原因。除了其窄的带隙之外，C $_{17}$ Ge（$4.361 ~eV$）比石墨烯（$4.390 ~eV$）和锗烯（$4.682 ~eV$）相对更小的功函数确保更容易地从表面去除电子。这种材料被证明是一个很好的替代未来的半导体应用从光学到热器件制度。
2020-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Magnetic edge anisotropy in graphene-like honeycomb crystals
边缘铁磁性和石墨烯中量子自旋霍尔相的独立预测激发了对其他二维蜂窝系统的探索，例如硅烯，锗烯，锡烯，铱酸盐和有机金属晶格，以及人工超晶格，所有这些都具有与石墨烯类似的电子性质，但更大的自旋轨道耦合。在这里，我们研究的铁磁顺序和自旋轨道相互作用的锯齿形边缘的这些石墨烯类系统的相互作用。我们发现一个平面内的磁各向异性，打开一个间隙，否则导电边缘通道，这应该会导致在旋转的磁化强度的电子特性的大的变化。
2014-07-25 cond-mat.mes-hall
Structural and Electronic Properties of Graphene and Graphene-like Materials
利用全势密度泛函理论计算，我们研究了石墨烯和其他一些石墨烯类材料的结构和电子性质，SiC、GeC、BN、AlN、GAN、ZnO、ZnS和ZnSe的单层。我们希望，随着材料合成技术的进步，在不久的将来，一些这些新材料将被合成，在各种纳米器件的潜在应用。
2012-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural and electronic properties of the graphene/Al/Ni(111) intercalation-like system
最近提出了通过插入sp金属使石墨烯层与铁磁衬底解耦作为实现单层石墨烯基自旋过滤器的有效方法。本文采用电子衍射和光谱相结合的方法研究了石墨烯/Al/Ni（111）原型系统的结构和电子性质。这些研究伴随着最先进的电子结构计算。这种前瞻性的铝插层类系统的性能和其可能的实现在未来的石墨烯为基础的设备进行了讨论。
2011-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural and Electronic Properties of Oxidized Graphene
基于第一性原理计算，我们系统地研究了氧化对石墨烯结构和电子性质的影响。确定了能量有利的原子构型和结构单元，其含有彼此紧密接近的环氧基和羟基。这些单元的不同布置产生在几eV的范围内的LDA带隙。这些结果表明，通过改变氧化水平和表面上的环氧化物和羟基官能团的相对量，可以在石墨烯中产生和调节带隙。
2009-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural stability and electronic properties of SP3 type silicon nanotubes
采用密度泛函理论研究了不同生长取向的SP3硅纳米管的结构、电子性质和相对稳定性。所有的纳米管研究和它们相应的导线结构被发现是亚稳定的导线是更有力的稳定。硅纳米管显示出高达68%的显着的带隙增加相对于相应的线。此外，系统的带隙和钝化氢含量的摩尔分数之间的直接关系被发现，这些结果表明，通过仔细控制它们的晶体生长方向，尺寸和化学组成，它应该是可能的设计和制造具有所需的电子性能的硅纳米管。
2012-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural and electronic properties of realistic two-dimensional amorphous topological insulators
我们研究了二维非晶铋烯结构的结构和电子光谱性质，表明这些系统是拓扑绝缘体。我们采用现实的非晶几何形状的建模与密度泛函理论的电子结构计算。我们研究了整个非晶化过程中系统的拓扑性质，发现拓扑相的鲁棒性与自旋轨道耦合强度和原始拓扑能隙的大小有关。使用递归非平衡格林函数，我们研究了纳米带器件的电子输运性质的长度与实验合成的材料。我们发现一个$2e^2/h$电导高原内的拓扑间隙和发病的安德森局域化在平凡的绝缘体相。
2020-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic and Structural Properties of Janus SMoSe/MoX$_2$ (X=S,Se) In-plane Heterojunctions: A DFT Study
采用密度泛函理论计算方法研究了具有单原子空位的Janus MoSSe/MoX $_2$（X=S，Se）面内异质结的电子和结构性质.这些结构的稳定性进行了验证，从内聚能计算。结果表明，单原子空位诱导了平坦的带隙中间态的出现，并且大量的电荷局域在这些缺陷附近。因此，这些异质结提出了一个固有的偶极矩。从晶格中移除一个原子，无论其化学种类如何，都没有发现键的重建。我们的计算预测间接电子带隙值在1.6-1.7 eV之间。
2020-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale imaging of the electronic and structural transitions in vanadium dioxide
我们研究了二氧化钒（VO2）在其热驱动相变附近的纳米尺度上的电子和结构变化。电子和结构的变化表现出相共存，导致渗流。此外，我们观察到的局部电子和结构的转变之间的二分法。纳米级的X射线衍射揭示了晶格结构的局部非单调切换，这是一种在近场红外显微镜绘制的电子绝缘体到金属过渡中看不到的现象。
2011-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of structural relaxation on the electronic structure of graphene on hexagonal boron nitride
我们进行了计算的电子，光学和运输性能的石墨烯hBN与现实的莫尔图案。后者是由结构松弛使用一个完全原子模型。这种弛豫对电子性质至关重要。我们描述实验观察到的功能，如额外的狄拉克点和“霍夫斯塔德蝴蝶”结构的能级在磁场。我们发现电子结构对局域能隙的多体重整化很敏感。
2015-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
The Rare Two-Dimensional Materials with Dirac Cones
受石墨烯的巨大发展的启发，越来越多的工作被用来寻找具有Dirac锥的新的二维材料。虽然二维狄拉克材料具有许多新颖的性质和物理性质，但与众多的二维材料相比，它们是罕见的。为了解释二维Dirac材料的稀有性并为寻找新的Dirac体系提供线索，本文综述了各种二维Dirac材料的最新理论研究进展，包括石墨烯、硅烯、锗烯、石墨烯、几种硼和碳片、过渡金属氧化物（VO 2）n/（TiO 2）m和（CrO 2）n/（TiO 2）m、有机和有机金属晶体、so-MoS 2、和人造晶格（电子气和超冷原子）。总结了它们的结构和电子性质。我们还研究了狄拉克点如何出现，移动，并在这些系统中合并。冯·诺伊曼-维格纳定理被用来解释二维系统中狄拉克锥的稀缺性，这导致了对对称性，参数，费米能级和能带重叠的严格要求，以实现狄拉克锥。讨论了Dirac锥的存在性与结构特征之间的联系。
2015-04-14 cond-mat.mes-hall
Square selenene and tellurene: novel group VI elemental 2D semi-Dirac materials and topological insulators
通过第一性原理计算，我们预测了第VI族元素Se和Te的一种新的稳定的二维层状结构，我们分别称之为方硒烯和方碲烯.它们具有类似于其他层状材料（如硅烯和锗烯）的椅子状屈曲结构，但具有正方形晶胞而不是六边形晶胞。这种特殊的结构导致费米能级附近的各向异性能带色散，可以用广义半狄拉克哈密顿量来描述。我们发现，相当大的带隙（$\sim$ 0.1 eV）的自旋轨道耦合打开使平方硒和碲拓扑绝缘体，托管非平凡的边缘状态。因此，方硒烯和碲烯是一种有前途的新型电子和自旋电子学应用材料。最后，我们表明这种新型的二维元素材料可以在适当的衬底上生长，例如Au（100）表面。
2016-07-06 cond-mat.mes-hall
Ultrafast structural and electronic dynamics of the metallic phase in a layered manganite
锰氧化物中不同状态之间的转变可以由各种外部刺激驱动。用光控制这些转变为研究它们进化的微观路径提供了可能性。利用飞秒透射电子显微术研究了双层锰氧化物对超快光激发的响应。我们发现，光致温度跳跃发射的压力波，挑起相干振荡的晶格参数，通过超快电子衍射检测。它们对电子结构的影响通过超快电子能量损失谱（EELS）进行监测，揭示了不同轨道响应特定结构扭曲的动力学。
2014-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Direct Observation of Decoupled Structural and Electronic Transitions and an Ambient Pressure Monoclinic-Like Metallic Phase of VO$_2$
本文报道了用电子能谱、光电子能谱学和显微镜同时测量VO $_2$金属-绝缘体转变的结构和电子成分。我们表明，这些演变在不同的温度范围内，并分开一个不寻常的单斜类金属相。我们的研究结果提供了确凿的证据，新的单斜金属相，最近确定在高压和非平衡测量，是在环境压力下的热力学转变，我们讨论了这些意见的性质上的MIT VO $_2$的影响。
2014-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Microscopic Conversion of Structural Chirality into Electronic Chirality in Artificial Chiral Clusters
Graduate School of Science, Hokkaido University（北海道大学大学院理学研究院）
研究二维簇模型中结构手性向电子手性的转化，通过评估ETM和埃德尔斯坦效应，发现其对结构参数呈反对称非单调依赖，手性编码在电子态对称特征，明确相关微观联系及关键要素。
2026-07-23 cond-mat.mes-hall
Electrochemical doping of few layer ZrNCl from first-principles: electronic and structural properties in field-effect configuration
我们开发了一个第一性原理的理论方法掺杂场效应器件。该方法允许使用密度泛函理论计算电子结构以及场效应配置中的完整结构弛豫。我们将我们的方法应用于基于离子液体的场效应掺杂的单层，双层和三层ZrNCl和详细分析的结构变化引起的电场。我们表明，与在以前的实验工作中所假设的相反，只有一个ZrNCl层是电化学掺杂的，这会引起层内的大的结构变化。令人惊讶的是，尽管这些结构和电子的变化，在费米能级的状态密度是独立的掺杂。我们的研究结果意味着电化学掺杂的ZrNCl的相图的大幅修订，并阐明与超导电性在锂插层大块ZrNCl的关键差异。
2014-06-10 cond-mat.mes-hall
Massless Dirac-Fermions in Stable Two-Dimensional Carbon-Arsenic Monolayer
我们预测从基于DFT的电子结构计算，由碳和砷原子，与化学组成（CAs 3）的单层形成一个能量和动力学稳定的系统。单层的优化几何形状是略有不同的硅烯和锗烯观察到的屈曲几何配置。电子结构的计算结果表明它是一种半金属。有趣的是，这种材料的电子能带结构具有线性色散和在倒易晶格中的高对称K点周围的费米能级处的狄拉克锥。因此，在低能量激发（高达105 meV），该系统中的载流子表现为无质量的狄拉克-费米子。详细的偏态密度分析表明，C原子的2 pz轨道在决定费米能级附近的态的性质方面起着至关重要的作用，它具有线性色散，因此具有狄拉克锥。因此，CAs 3单层的电子性质类似于石墨烯和其他基于IV族的单层的电子性质。此外，我们还研究了机械应变对CAs 3单分子膜性质的影响。当拉伸应变超过18%时，屈曲构型变为平面构型。结果表明，在-12 ~20%的应变范围内，单分子膜的电子能带结构具有线性色散，但狄拉克点的位置可能不完全位于费米能级上.当压缩应变超过-12%时，线性色散消失，这是由于C原子周围几何环境的剧烈变化。最后，我们要指出的是，CAs 3单层属于狄拉克材料的行为，在低能量激发下，其特征在于由狄拉克类哈密顿量，而不是薛定谔哈密顿量。
2019-04-03 cond-mat.mes-hall
Effect of Twist Angle on Structural, Electronic and Magnetic Properties of Carbon Nano Hybrids: A DFT Study
对单壁碳纳米管和石墨烯纳米管的杂化材料进行了密度泛函计算。我们考虑的结构，电子和磁性的杂化材料的子单元之间的扭曲角的依赖关系。我们计算了结合能，极化角，Mulliken电荷，HOMO-LUMO间隙作为扭转角的函数。我们发现，由于它们的子单元的自旋密度分布不对称，杂化物具有有限的磁矩。
2020-06-13 cond-mat.mes-hall
Structural short - range order and electronic properties of graphene at low temperatures
对金属化外延石墨烯的态密度、电阻率和热导率进行了理论研究。对于缺陷位置变化的情况，得到了DOS中间隙出现和消失的条件。弛豫时间，DOS，电阻率和热导率的温度依赖性仅在石墨烯层中形成大面积单元的结构的存在下描述。
2017-04-05 cond-mat.mes-hall
Structural, electronic, and transport properties of silicon nanowires
本文对硅纳米线的理论进行了综述。我们专注于直径小于10 nm的纳米线，其中量子效应变得重要，并且其性质与体硅的性质显著不同。这些线可以有效地处理内的电子结构模拟方法，并将在未来的纳米电子器件的最重要的功能块。首先，我们回顾了硅纳米线的结构特性，强调了硅纳米线的生长取向、截面和边界面之间的密切联系。其次，我们讨论了原始和掺杂纳米线的电子结构，这是它们在新型电子器件中应用的最终关键。最后，我们审查运输性能的一些最重要的限制，在性能的基于MEMS的设备可以奠定。这些系统的许多独特性质同时无视巨大技术进步的挑战和机会。
2009-10-14 cond-mat.mes-hall
Structural and Electronic Properties of Gold Clusters
本文采用无参数密度泛函计算（$N\le 8$）、凝胶计算（$N\le 60$）、嵌入原子计算（$N\le 150$）和参数化密度泛函计算（$N\le 40$）结合不同的方法对Au $_N$团簇的结构和能量进行了研究。通过比较不同方法的结果，可以确定几何堆积效应和电子轨道效应。不同的描述，突出了分析结果的介绍和使用。
2006-04-03 cond-mat.mes-hall
Structural, electronic and intrinsic transport in two-dimensional borophene sheets
最近，Feng等人报道了二维硼片的实验实现。在银（111）表面上使用分子束外延。这些硼片具有良好的电子和传输性能。我们进行了密度泛函理论（DFT）计算，看看两个$β_{12}$和$χ$多晶型硼应变下的稳定性，并进一步研究了电子和输运性质。我们验证了这两种硼多晶型物的电子输运性质的方向依赖性。在这里，我们报告可调的各向异性输运性质的硼苯。我们还研究了在这些系统上施加应变后，在低偏压制度的电流-电压特性，看看这种外部应变如何影响电流的各向异性。
2018-05-28 cond-mat.mes-hall
Electronic Transport in Metal Nanocrystal Arrays: The Effect of Structural Disorder on Scaling Behavior
我们研究了金纳米单分子膜中结构无序对电子输运的影响。从充满空隙的网络到有序超晶格的阵列显示出由于库仑阻塞引起的清晰的电压阈值V_T，以及指示量子隧穿的与温度无关的传导。发现具有和不具有长程结构有序的阵列的电流-电压特性崩溃到不同的标度曲线上。前者遵循单一的幂律：I（V-V_T）= 2.25+/-0.1。后者显示出额外的结构，反映了潜在的无序拓扑结构。
2001-02-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Diverse quantization phenomena in layered materials
在二维凝聚态系统中的各种量子化现象，是由于一个均匀的垂直磁场和几何创建的晶格对称性，是这本书的重点。它们涵盖了多样化的磁电性质、各种磁光选择规则、不寻常的量子霍尔电导率以及单粒子和多粒子磁库仑激发。在具有不同堆叠结构、堆叠调制结构和硅掺杂晶格的少层石墨烯系统、具有底-顶和底-底屈曲结构的双层硅烯/锗烯系统、单层和双层磷烯系统以及量子拓扑绝缘体中，都清晰地揭示了这些丰富而独特的行为。我们发展/修正了广义紧束缚模型、静态和动态Kubo公式以及随机相位近似，以深入探索基本性质并提出简洁的物理图像。详细讨论了不同的高分辨率实验测量，它们与理论预测一致。
2019-05-08 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Structural versus electronic distortions of symmetry-broken IrTe$_2$
我们调查的原子和电子结构的有趣的低温相的IrTe 2使用高分辨率扫描隧道显微镜和光谱。我们确认了各种条纹超结构，如$\times$ 3、$\times$ 5和$\times$ 8。观察到的条纹结构的晶格的强烈的垂直和横向扭曲与最近的计算。电子态密度的空间调制被清楚地识别为与结构畸变分离。这些结构和光谱特征与最近提出的电荷密度波和孤子晶格模型不一致。相反，我们表明，Ir（Te）二聚与Ir 5d电荷有序可以解释这些超结构，支持Ir二聚机制的相变。
2014-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
