Lattice Dynamics and Thermal Transport in Semiconductors with Anti-bonding Valence Bands
本研究利用最高占据价带的反键特性作为描述符，发现600多种具有极低热导率的二元半导体，并证明XS族材料因反键导致的化学键减弱和声子非简谐性增强而具有极低热导率。
2023-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Influence of the statistical shift of Fermi level on the conductivity behavior in microcrystalline silicon
研究了具有不同微结构的高度结晶的未掺杂氢化微晶硅薄膜的导电行为。暗电导率被认为是遵循迈耶Neldel规则（MNR）在一些电影和反MNR在其他人，取决于微观结构属性的细节和相应的变化的有效态密度分布。用带尾输运和费米能级的统计位移解释了样品中MNR和反MNR的起源。我们在文献报道的微晶硅材料的各种实验输运数据中提出了反MNR的证据，并将这些数据与我们的数据一起分析，以显示统计位移模型的一致性和物理可解释性。计算的MNR参数和其他重要的材料参数，从那里得到的是适用于宽的微结构范围的微晶硅系统。
2007-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Vector Chirality $κ$ Driven Topological Phase Transition and the Associated Anomalous Hall Conductivity Tuning in a Non-Collinear Antiferromagnet
本研究结合第一性原理计算与 k·p 理论，揭示 Mn3Sn 中矢量手性 κ 切换可驱动节点环到 Weyl 点半金属的拓扑相变，并实现反常霍尔电导由零到巨大值的开关及面内分量调控。
2023-09-27 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the domain wall conductivity in bulk lithium niobate by uniaxial stress
绝缘铁电体中的导电畴壁（CDW）由于其独特的拓扑、光学和电学性质而引起了人们的广泛关注，并在存储器件和可重写电路中提供了潜在的应用。通过施加应变可以调节畴壁的电子性质，从而控制畴壁处的载流子密度。在这项工作中，我们研究了单轴应力对块体单晶LiNbO $_3$中DW电导率的影响。使用导电原子力显微镜（cAFM），我们观察到一个大的不对称性的DWs的导电性，其中只有负屏蔽的墙壁，所谓的头到头DWs，变得越来越导电，而正屏蔽，尾到尾DWs，显示导电性下降。DW电导率的这种不对称性与我们基于压电效应的理论模型一致。此外，我们观察到，在DW中的电流增加到一个数量级的较小的压缩应力为100 MPa。DW的这种反应在2个月以上的多个压力循环中保持不变，为未来的应用开辟了道路。
2022-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Anti-doping in Insulators and Semiconductors having Intermediate Bands with Trapped Carriers
电子（空穴）的普通掺杂通常意味着费米能级向导带（价带）移动，并且自由载流子的电导率增加。然而，最近，在不同的材料中零星地记录了一些奇特的掺杂特性，而没有注意到机制：观察到电子掺杂导致最低未占用带的一部分合并到价带中，导致电导率降低。我们称之为“反掺杂”的这种行为在稀土镍氧化物SmNiO3，钴氧化物SrCoO2.5，锂离子电池材料甚至是具有金属空位的MgO中都可以看到。我们描述了反兴奋剂的物理起源，以及它的逆问题，“设计原则”，将使智能搜索的材料。我们发现，电子反掺杂是预期在材料中预先存在的陷阱空穴，并通过电子掺杂这种“空穴极化子”的湮灭所造成的。这可能提供一种非传统的控制电导率的方法。
2019-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Pivotal role of magnetic ordering and strain in lattice thermal conductivity of chromium-trihalide monolayers
理解自旋和声子之间的耦合对于控制磁性材料中的晶格热导率（$κ_l$）至关重要，正如我们在这里展示的CrX $_3$（X = Br和I）单层。我们发现，这些化合物表现出大的自旋-声子耦合（SPC），占主导地位的Cr原子的面外振动，导致显着不同的声子分散在铁磁（FM）和顺磁（PM）相。晶格热导率计算提供了额外的证据，强SPC，特别是大的$κ_l$被发现的FM相。最引人注目的是，PM和FM阶段表现出根本不同的行为与拉伸应变，其中$κ_l$增加与PM阶段的应变，并强烈减少FM阶段-我们解释通过分析声子寿命和散射率。综上所述，我们揭示了非常高的意义SPC上的声子输运CrX $_3$单层，结果可扩展到其他二维磁性材料，这将是有用的热自旋器件的进一步设计。
2021-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Unraveling the dominant phonon scattering mechanism in thermoelectric compound ZrNiSn
确定缺陷类型和浓度仍然是半导体材料科学的一大挑战。通过使用从头算热导率计算，我们发现，Ni/空位反位，而不是先前声称的Sn/Zr反位，是影响半Heusler化合物ZrNiSn的热输运的主要缺陷。我们的计算正确地预测了热导率与温度和浓度的依赖关系，与已发表的实验结果定量一致。此外，我们发现声子-反位散射率和声子频率的六次方之间的特征比例关系，我们提供了一个解析推导。这些结果表明，结合从头计算的热导率测量可以用来定量评估半导体中的缺陷类型和浓度。
2016-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Surface Conductivity in Antiferromagnetic Semiconductor CrSb$_2$
体电阻和表面电阻沿晶体学\textit{b} -和\textit{c} -轴作为晶体厚度的函数的贡献，给出了反铁磁窄隙半导体CrSb $_{2}$中的温度无关的表面态的证据。ARPES在$Γ$ - $Z$方向上显示出明显的类电子口袋，这在体能带结构中是不存在的。第一性原理计算也证实了体隙内金属表面态的存在。而结合实验探针点增强表面导电类似于拓扑绝缘体，表面状态是微不足道的，因为CrSb $_2$没有表现出带反转。
2020-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evidence of Weyl Fermion Enhanced Thermal Conductivity Under Magnetic Fields in Antiferromagnetic Topological Insulator Mn(Bi(1-x)Sb(x))2Te4
本文测量了Mn(Bi1-xSbx)2Te4的热导率和塞贝克效应，发现磁场驱动的反铁磁到铁磁转变诱导了电子结构转变，并证实了铁磁相中外尔费米子对正磁热导率的贡献，为拓扑相变提供了证据。
2023-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Machine-Learning-based Prediction of Lattice Thermal Conductivity for Half-Heusler Compounds using Atomic Information
半赫斯勒化合物作为热电能量转换和自旋电子学技术的候选材料在各个领域引起了关注。这是因为它具有各种电子结构，例如半金属、半导体和拓扑绝缘体。当半赫斯勒化合物被并入到器件中时，由于高晶体对称性而导致的高晶格热导率的控制对于器件的热管理器是一个挑战。预测晶格热导率的计算是用于控制器件的热管理的重要物理参数，其需要的计算成本是通常的密度泛函理论计算的几百倍。因此，我们研究了是否可以仅基于通过密度泛函理论计算的各种半赫斯勒化合物中的热导率的组成元素的原子信息，通过机器学习预测晶格热导率。因此，我们构建了一个机器学习模型，它可以预测晶格热导率与高精度的信息，只有原子半径和原子质量的每一个网站的半Heusler型晶体结构。应用我们的结果，晶格热导率为未知的半Heusler化合物可以立即预测。在未来，可以实现新功能材料的低成本和短时间开发，从而在寻找新型功能材料方面取得突破。
2020-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Chiral magnetism, lattice dynamics, and anomalous Hall conductivity in the novel V$_3$AuN antiferromagnetic antiperovskite
该研究通过第一性原理计算发现新型反钙钛矿V$_3$AuN具有手性反铁磁基态和立方结构稳定性，并报道了其创纪录的反常霍尔电导（$σ_{111}$ = $-$504 S$\cdot$cm$^{-1}$），为拓扑电子应用提供新平台。
2023-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Controlling a quantum point junction on the surface of an antiferromagnetic topological insulator
拓扑学的抽象概念使人们对真实材料有了深刻的认识。值得注意的是，拓扑材料的表面和边缘可以承载物理学，例如单向电荷或自旋输运，这在孤立的一维和二维系统中是不可用的。然而，为了完全控制边缘状态波函数的混合和干涉，需要稳健且可调谐的结。我们建议使用反铁磁拓扑绝缘体来实现这种控制，该绝缘体在其表面上支持两种不同类型的无间隙单向通道，一种来自反铁磁畴壁，另一种来自单高度台阶。这些边缘模式的独特几何性质使它们能够稳健地相交以形成量子点结，并且它们在表面的存在使它们受到像扫描探针显微镜中使用的那些磁性和静电尖端的控制。最近提出的材料候选方案鼓舞了实现这种结的前景，可能导致在量子计算和传感方面令人兴奋的应用。
2020-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlling frustrated liquids and solids with an applied field in a kagome Heisenberg antiferromagnet
量子自旋1/2 kagome海森堡反铁磁体是可能存在自旋液体的典型阻挫系统。澄清这种难以捉摸的拓扑相的性质是凝聚态物质的一个关键挑战，然而，即使确定它仍然没有解决。在这里，我们施加一个磁场，发现了一系列的自旋能隙相出现在五个不同的磁化分数的巨正则密度矩阵重整化群，一个无偏的最先进的数值技术。磁场掺杂磁振子，并首先在1/9磁化强度下产生可能的Z3自旋液体平台。更高的场诱导自组织的超晶格单元，一个六元环的量子自旋，类似于原子轨道结构。把磁振子一个接一个地放入这个单元中，产生三个量子固体平台。因此我们发现，磁场可以通过持续释放挫折来控制不同涌现阶段之间的过渡。
2013-07-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalies of transport properties in antiferromagnetic YbMn2Sb2 compound
实验研究了YbMn2Sb2化合物的低温输运性质（电阻率、热导率、热电功率）。电阻率具有较大的塞贝克系数和近似线性的温度关系。热导率大，主要是声子起源。在反铁磁相变点附近发现了明显的输运异常，讨论了赝近藤散射的可能影响。
2014-03-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Intrinsic Defects and Electronic Conductivity of TaON: First-Principles Insights
氮氧化钽TaON作为一种介于钽的氧化物和氮化物之间的化合物，有望结合两者的优点，作为一种高效的可见光催化剂。本文用混合泛函方法研究了TaON与二元钽氧化物和氮化物不同的缺陷性质：（i）主要缺陷是$O_N$反位，而不是O、N空位或Ta空位，这决定了TaON的本征n型导电性和p型掺杂困难性;（ii）$O_N$反位具有比O或N空位浅的施主能级，具有主要由Ta $5d$轨道组成的离域分布，这使得氮氧化物中的电子导电性比氧化物和氮化物中的电子导电性更好。相稳定性分析表明，在富氧条件下，TaON易氧化是不可避免的，而合成化学计量比的TaON样品需要相对贫氧的条件。
2011-10-25 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Locally enhanced conductivity due to the tetragonal domain structure in LaAlO$_{3}$/SrTiO$_{3}$ heterointerfaces
通过界面工程控制材料性能的能力通过在某些绝缘体的界面处出现导电性来证明，最著名的是带状绝缘体LaAlO $_{3}$和TiO $_{2}$ -封端的SrTiO $_{3}$（STO）的{001}界面。这个系统中的传输和其他测量显示了大量不同的物理现象。为了更好地理解界面的导电性，我们使用扫描超导量子干涉装置显微镜来成像由界面中的电流局部产生的磁场。在低温下，我们发现电流沿着晶轴方向的导电窄路径流动，嵌入在导电性较低的背景中。这些路径的配置上改变热循环以上的STO的四氢呋喃结构的转变温度，这意味着当地的电导率是强烈修改的STO的四氢呋喃域结构。衬底域和界面之间的相互作用为理解和控制异质结构的行为提供了额外的机制。
2013-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Creating and controlling Dirac fermions, Weyl fermions, and nodal lines in the magnetic antiperovskite Eu$_3$PbO
磁性半金属的能带拓扑结构在基础科学和自旋电子学以及存储器领域都有着重要的应用价值。不幸的是，到目前为止，只有少数合适的具有磁序的拓扑半金属被发现。具有这些特性的一个这样的族是反钙钛矿，A $_3$ BO，3D狄拉克半金属族。A=Eu $^{2+}$化合物在磁场作用下具有多相磁性有序性。在这里，通过结合中子衍射和磁性测量的能带结构计算，我们建立了反钙钛矿型Eu $_3$ PbO作为一种新的拓扑磁性半金属。这种拓扑材料表现出许多不同的拓扑相，具有有序的Eu矩，可以很容易地通过外部磁场控制。Eu $_3$ PbO的拓扑相图包括一个反铁磁狄拉克相，以及铁磁和亚铁磁相的Weyl点和节线。对于每一个阶段，我们确定的散装带色散，表面状态，和拓扑不变量通过$\textit{ab-initio}$和紧束缚计算。我们发现这些拓扑相介绍了Eu $_3$ PbO作为一个新的平台，研究和操纵带拓扑结构，磁性和运输的相互作用。
2022-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Weak localization and weak anti-localization in topological insulators
弱定域和弱反定域是无序电子系统中量子输运的量子干涉效应。在很低的温度下，随着温度的降低，弱反局域化增强电导率，弱局域化抑制电导率。磁场可以破坏量子干涉效应，产生尖点状的正和负磁导率，分别作为弱局域化和弱反局域化的标志。这些效应在拓扑绝缘体中已被广泛观察到。本文综述了拓扑绝缘体中弱（反）局域化的理论和实验研究进展。我们预言了当无质量的狄拉克费米子（如拓扑绝缘体的表面态）获得狄拉克质量时，从弱反定域到弱定域的交叉，并得到了实验的证实。拓扑绝缘体薄膜中的体态具有弱的局域化效应，这与其他具有强自旋轨道相互作用的体系不同。我们比较了狄拉克费米子与传统电子系统在不同对称性无序情况下的局域化行为。最后，我们表明，相互作用和量子干涉都需要占实验观察到的温度和磁场依赖性的电导率在低温下。
2014-09-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gapped quantum spin liquid in a triangular-lattice Ising-type antiferromagnet PrMgAl11O19
本研究对新发现的Ising型量子自旋液体候选材料PrMgAl11O19进行比热和热导率测量，发现其存在能隙且无能隙费米子激发，证实该自旋1/2三角晶格Ising反铁磁体具有有能隙的Z2量子自旋液体基态。
2024-07-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
