Atomic-Scale Tailoring of Chemisorbed Atomic Oxygen on Epitaxial Graphene for Graphene-Based Electronic Devices
本研究利用STM研究化学吸附原子氧对外延石墨烯电子性质的影响，发现氧原子可在狄拉克点引入带隙，并可通过STM偏压扫描实现原子精度的脱附或跳跃调控，为石墨烯基原子尺度电子器件开发提供了新途径。
2023-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Real-Space Tailoring of the Electron-Phonon Coupling in Ultra-Clean Nanotube Mechanical Resonators
电子和声子之间的耦合是物理学中许多基本现象的核心。在自然界中，这种耦合通常对于分子和固体都是预先确定的。在控制工程纳米系统中的电子和声子方面已经取得了巨大的进展，然而，对这些自由度之间的耦合的控制仍然广泛缺乏。在这里，我们使用了新一代的碳纳米管器件与可移动的超净单量子点和双量子点嵌入在机械谐振器中，以证明在纳米尺度上的电子和机械自由度之间的相互作用的剪裁。利用这种可调谐耦合，我们直接成像的声子模式的空间结构和探测它们的宇称在现实空间中。最有趣的是，我们证明了选择性耦合的个别机械模式和内部电子自由度。我们的研究结果打开了新的前景工程散装量子现象在一个可控的纳米设置，并提供了重要的新工具纠缠的电子和机械自由度在量子水平。
2013-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring the structural and electronic properties of graphene-like ZnS monolayer using biaxial strain
我们的第一性原理全势密度泛函理论（DFT）计算表明，单层的ZnS（ML-ZnS），这是预测采用石墨烯样的平面蜂窝结构与直接带隙，经历应变引起的修改时，其结构和带隙面内均匀双轴应变（$δ$）。ML-ZnS在大于0.92%的压缩应变下发生屈曲;屈曲参数$Δ$（= 0.00 Ω\，对于平面ML-ZnS）随着压缩应变的增加而线性增加（$Δ= 0.435$ Ω\，在$δ= - 5.25$ %下）。当拉伸应变为2.91%时，ML-ZnS的直接带隙转变为间接带隙。在我们考虑的$|δ| < 6%$的应变值内，带隙显示出随拉伸（压缩）应变线性减小（非线性增大以及减小）的变化。这些预测可能在未来的应变传感器和其他纳米器件，如纳米机电系统（NEMS）的潜在应用。
2014-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring topological order and π-conjugation to engineer quasi-metallic polymers
拓扑能带理论提供了一个概念框架来预测甚至设计拓扑不同相边界处的稳健金属态。体-边界对应要求两个绝缘体之间的拓扑电子相变必须通过电子能隙的闭合进行。因此，它可以提供一个概念性的解决方案，在π共轭一维聚合物中的金属相的不稳定性。在这项工作中，我们预测和证明，一个聪明的设计和表面合成的聚合物组成的一维线性桥接的聚并苯部分，可以定位所得到的聚合物附近的拓扑过渡，从平凡到一个非平凡的量子相具有非常窄的带隙与间隙零能量边缘状态的拓扑非平凡的阶段。我们还揭示了一维π共轭聚合物的拓扑类与电子变换之间的基本联系。
2019-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring Charge-Transfer at Metal-Organic Interfaces Using Designer Shockley Surface States
本文通过调控Cu(111)上Ag薄膜的厚度依赖Shockley表面态与HATCN的LUMO耦合，在不改变分子薄膜结构的前提下精确控制电荷转移界面态的能量位置和填充，为设计有机半导体界面提供了新途径。
2025-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring 4H-SiC Surface Electronic States by Atomic-Layer Deposition for Ideal Peta-Ohm Resistors
针对商用半绝缘SiC电阻在变电压下电阻不稳定的问题，本研究通过原子层沉积超薄氧化锌层固定表面电荷并平衡电场，实现了1拍欧且电压波动可忽略的稳定电阻，还具备光热切换功能，为精密技术提供新方案。
2025-08-26 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Tailoring exciton dynamics by elastic strain-gradient in semiconductors
随着器件小型化接近原子极限，人们非常希望利用新的范例来定制材料中的电子结构和载流子动力学。原则上可以应用弹性应变来实现对这些性质的可逆和快速控制，但在半导体中产生和利用精确控制的不均匀变形仍然是一个巨大的挑战。在这里，我们采取了一个结合的实验和理论的方法来证明，弹性应变梯度可以可控地和可逆地创建在ZnO微/纳米线。特别是，我们表明，不均匀的应变分布创建一个有效的字段，从根本上改变了中性激子的动力学。由于这些结果背后的基本原理是相当通用的，适用于大多数半导体，这项工作指出了一个新的路线，在电子学，光电子学和光化学的广泛应用。
2013-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Tailoring the defects and electronic band structure in WS2/h-BN heterostructure
本研究通过构建WS2/h-BN异质结构，利用层间耦合调控缺陷相关电子态和晶格动力学，实现缺陷工程，为光电子器件性能优化提供新途径。
2023-11-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring spontaneous symmetry breaking in engineered van der Waals superlattices
Peter Grünberg Institut (PGI-3), Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）；Jülich Aachen Research Alliance, Fundamentals of Future Information Technology（亚琛于利希研究联盟）；Institut für Experimentalphysik II B, RWTH Aachen（亚琛工业大学）；Institut für Theoretische Physik und Astrophysik and Würzburg-Dresden Cluster of Excellence ctd.qmat, Universität Würzburg（维尔茨堡大学）；Department of Materials, University of Oxford（牛津大学）；John A Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University（哈佛大学）；Institute of Physics II, Universität zu Köln（科隆大学）；Institut für Theorie der statistischen Physik, RWTH Aachen（亚琛工业大学）；Max Pl（马克斯普朗克）
本文通过工程化范德瓦尔斯异质结构中的超晶格设计，展示了利用基底电子序定制超势的方法，通过石墨烯中的两种不同近正交超晶格，实现了狄拉克锥的折叠，揭示了结构不稳定性导致的对称破缺机制。
2026-03-16 cond-mat.mes-hall
Tailoring supercurrent confinement in graphene bilayer weak links
约瑟夫森效应是凝聚态物理中研究最多的宏观量子现象之一，也是近几十年来量子技术发展的重要组成部分。它已经用于许多应用，如磁力测量、计量学、量子计算、探测器或电子制冷。然而，开发可以在空间和幅度上监测诱导超导性的设备仍然是一个严峻的挑战。在这项工作中，我们已经使用了本地门控制的限制，振幅和密度分布的超电流诱导的一维纳米压缩，定义在双层石墨烯六方氮化硼范德华异质结构。电阻门图，平衡输运，磁干涉测量，分析和数值模拟的结合使我们能够探索高度可调的超导弱连接。我们的研究为基于该原理设计更复杂的超导电路开辟了道路，例如电子干涉仪或过渡边缘传感器。
2017-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tailoring the electronic properties of TiO$_2$ monolayers for solar driven catalysis through transition metal doping
本研究基于DFT方法在TiO$_2$单层进行过渡金属掺杂构建Janus结构，发现掺杂Ag、Au、Pd和Pt不仅可减小带隙增强可见光响应，还诱发铁磁性并促进电荷分离，从而显著提升光催化析氢反应活性。
2024-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring coherent charge transport in graphene by deterministic defect generation
本研究通过在石墨烯中确定性引入晶格缺陷作为势垒构建周期性电子法布里-珀罗腔，实现了可在30 K下维持的双极性相干电荷输运，为相干电子器件提供了创新平台。
2024-12-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tailoring defects and nanocrystal transformation for optimal heating power in bimagnetic $Co_yFe_{1-y}O@Co_xFe_{3-x}O_4$ particles
本研究通过调控钴掺杂量与缺陷结构优化双磁性氧化铁核壳纳米晶的磁性能，结合实验与模拟阐明其结构-性能关联，验证了其在磁热疗应用中的加热效率潜力。
2023-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum confinement suppressing electronic heat flow below the Wiedemann-Franz law
本文通过半导体InAs纳米线晶体管内的量子点实验，证明量子限制效应可使电子热导显著低于Wiedemann-Franz定律预测，为半导体纳米结构中独立调控热与电传导特性开辟了新前景。
2021-06-11 cond-mat.mes-hall
Tailoring the properties of the 2D ferromagnet CrSBr by lanthanide doping
本研究系统探究了不同浓度Dy掺杂对CrSBr单层材料性质的影响，发现该掺杂能增强磁各向异性、调控居里温度并形成准一维铁磁链，同时验证了同构镧系单层材料的低温长程磁有序，为稀土掺杂调控二维磁性材料性质提供了新途径。
2024-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Role of Geometry in Tailoring the Linear and Nonlinear Optical Properties of Semiconductor Quantum Dots
该研究结合有限元法与有效质量、包络函数近似，求解多种形貌InAs量子点的单粒子本征问题，揭示了量子点几何复杂度、对称性与其线性及非线性吸收光谱的明确关联。
2024-03-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tailoring the Electronic Configurations of YPc$_2$ on Cu(111): Decoupling Strategies for Molecular Spin Qubits Platforms
本研究通过STM和DFT探究Cu(111)表面YPc$_2$的自旋性质，发现直接接触会导致自旋淬灭，引入2层以上ZnPc去耦层可保留未成对自旋，验证了该异质结构作为分子自旋量子比特平台的潜力。
2025-06-12 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Tailoring 10 nm Scale Suspended Graphene Junctions and Quantum Dots
制造10 nm尺度和低无序悬浮石墨烯器件的可能性将为研究和利用强耦合量子电子学、量子力学和光学开辟许多可能性。我们提出了一种多功能的方法，基于金-石墨烯蝴蝶结桥的电迁移，以制造低无序悬浮石墨烯结和量子点，长度范围从6 nm到55 nm。我们控制的结的长度，和形状的金接触，通过调整电迁移过程中允许雪崩的功率。使用精心设计的金触点和不均匀的向下静电力，我们可以可控地将悬浮的石墨烯通道的宽度从超过100 nm撕裂到27 nm。我们证明了这种横向限制产生了高质量的悬浮量子点。这种制备方法可以推广到其他二维材料。
2015-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Möbius transformations and electronic transport properties of large disorderless networks
我们发现，关键的运输状态，绝缘和导电，大型规则网络的散射体可以描述一般由负和零李雅普诺夫指数，分别与连续的大小的系统的散射矩阵的莫比乌斯映射。导电相由弱混沌吸引子表示，这些吸引子与反常输运和遍历性破缺有关。我们的结论，验证了串行以及并行短截线和环结构，揭示了介观行为的自由度急剧减少的结果。
2012-07-11 cond-mat.mes-hall
Tailoring Dirac fermions by in-situ tunable high-order moire pattern in graphene-monolayer xenon heterostructure
近年来，人们在扭曲双层石墨烯（tBLG）和其他莫尔超晶格中发现了许多新的量子相，包括相关绝缘体、超导、磁性和拓扑态等。这些现象对莫尔超晶格非常敏感，它几乎不能快速或强烈地改变。在这里，我们报告的实验实现的一个高阶莫尔图案（高阶干涉图案）在石墨烯单层氙异质结构（G/magnesium），与莫尔周期在原位调谐从几个纳米到无穷大，通过改变晶格常数的magnesium通过不同的退火温度和压力。我们使用角分辨光电子能谱直接观察到石墨烯狄拉克锥的复制品出现，并在动量空间中相互靠近，因为莫尔图案在实空间中不断扩展。当莫尔周期接近无穷大时，两个复制品最终相互重叠，在狄拉克点处观察到谷间耦合引起的能隙，这是凯库勒畸变的表现。我们构造了一个连续的莫尔哈密顿量，它可以很好地解释实验结果。在G/mT下，莫尔哈密顿量的形式与tBLG下的莫尔哈密顿量的形式相似，并且在G/mT下，莫尔带的带宽较窄。然而，莫尔哈密顿耦合狄拉克费米子从不同的谷在G/mills，而不是从不同层的tBLG。我们的工作为研究莫尔条纹的连续演化及其对电子结构的调制效应提供了一个新的平台，为剪裁具有可调谷间耦合的狄拉克费米子提供了一种前所未有的方法。
2022-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Momentum microscopy of Pb-intercalated graphene on SiC: charge neutrality and electronic structure of interfacial Pb
插层是用于定制外延石墨烯的电子结构的已建立的技术。此外，由于界面量子限制，它能够合成与其体版本相比具有独特物理特性的元件的不稳定的二维（2D）层。在这项工作中，我们提出了均匀的Pb插层准独立单层石墨烯在SiC上，这证明是基本上是电荷中性的，具有前所未有的$p$型载流子密度，只有$(5.5\pm2.5)\times10^9$ cm $^{-2}$。通过动量显微镜探测整个第一表面布里渊区的低能电子结构，我们清楚地辨别出与界面处的金属2D-Pb相关的附加带。低能电子衍射进一步揭示了相对于石墨烯的$10\times10$莫尔超周期性，其对应物不能在可用的能带结构数据中直接识别。我们的实验证明了重元素超导体的二维层间限制和相关的能带结构形成，为石墨烯/SiC界面处的强自旋轨道耦合效应甚至二维超导性铺平了道路。
2022-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural and electronic transformation in low-angle twisted bilayer graphene
双层石墨烯的实验揭示了一个迷人的堆叠无序的实现，其中具有良好定义的Bernal堆叠的三角形域由应变孤子的六边形网络限定。在这里，我们通过数值模拟表明，这是扭转双层石墨烯固有的莫尔图案的结构转变的结果，扭转角$θ$低于交叉角$θ^{\star}=1.2^{\circ}$。该转换是由层间范德华相互作用和面内应变场之间的相互作用，并揭示了在扭转能量密度的函数形式的变化。这种转变揭示了消失的扭曲角的电子制度的特点，其中的电荷密度收敛，但不均匀，与Bernal堆叠的理想双层石墨烯。另一方面，堆叠畴边界形成了独特的电荷密度图案，提供了六角孤子网络的STM签名。
2018-04-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unlocking the electronic, optical and transport properties of semiconductor coupled quantum dots using first principles methods
半导体耦合量子点提供了一个独特的机会，调整带隙的定制带偏置，使它们成为光伏和其他应用的理想选择。在这里，我们已经研究了稳定性，带隙，带偏移的趋势，和光学性质的一系列耦合量子点组成的II-VI族半导体使用混合功能的方法。我们已经展示了量子限制和界面应变如何在纳米尺度上显著影响这些异质结构的带隙和带偏移。我们表明，从我们的第一性原理电子结构计算得到的能带偏移的趋势与平均静电势的方法得到的一致。结果发现，一个共同的阴离子规则带偏移遵循这些异质结构在纳米尺度。此外，这些耦合的量子点的计算的光学吸收光谱显示，吸收峰位于紫外（UV）区域，而吸收边是在可见光区域。除了电子和光学性质，我们还探讨了两个代表性的耦合量子点的输运性质，无论是具有共同的阳离子或共同的阴离子，这揭示了不对称的性质，在电流-电压特性。因此，这些半导体耦合量子点可用于光伏、发光二极管和光电器件。
2022-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct Imaging and Electronic Structure Modulation of Moiré Superlattices at the 2D/3D Interface
二维（2D）和三维（3D）材料之间的界面处的原子结构影响诸如接触电阻、光响应和高频电性能的性质。莫尔工程尚未用于定制这种2D/3D界面，尽管其成功地实现了2D/2D界面处的相关物理。使用外延排列的MoS 2/Au{111}作为模型系统，我们演示了使用先进的扫描透射电子显微镜（STEM）结合几何卷积技术在2D/3D界面处成像晶体学32 A莫尔图案。这种莫尔周期通常隐藏在传统的电子显微镜中，在投影中可以看到Au结构。我们表明，通过从头计算电子结构计算，电荷密度调制根据莫尔周期，说明潜在的（光）电子莫尔工程在2D/3D接口。我们的工作提出了一个通用的途径，直接图像周期性调制接口使用这种新兴的显微镜技术相结合。
2022-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Lattice-corrected strain-induced vector potentials in graphene
石墨烯中应变的电子含义可以通过伪矢量势在低能量下捕获，伪矢量势可以产生伪磁场。这些应变诱导的矢量势产生于紧束缚框架中电子跳跃幅度的局部扰动。在这里，我们完成的应变诱导矢量位，它只占跳跃扰动的标准描述，明确包括晶格变形，或等效的，布里渊区的变形。这些修正在应变上是线性的，并且在每个应变的、不等价的狄拉克点上是不同的，因此对于确定矢势的精确大小同样是必要的。这种效应在应变分布不均匀的情况下是相关的，其中电子运动取决于局部费米表面之间的重叠量。特别是，它会影响由不均匀的应变配置引起的伪磁场分布，并可能导致新的机会，在定制的最佳应变场为某些所需的功能。
2013-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unravelling the role of the interface for spin injection into organic semiconductors
自旋电子学为电子器件带来了自旋自由度，而分子/有机电子学则增加了发挥化学多功能性的机会。在这里，我们展示了如何，作为常用的无机材料的竞争者，有机/分子为基础的自旋电子器件可以表现出非常大的磁阻，并导致定制的自旋极化。本文报道了（La，Sr）MnO_3/Alq_3/Co纳米磁性隧道结中高达300%的巨隧道磁电阻效应。此外，我们提出了一个自旋相关的输运模型，给出了一个新的理解自旋注入到有机材料/分子。我们的研究结果带来了一个新的见解，如何可以调整自旋注入分子工程和铺平了道路，以化学剪裁的自旋电子器件的性能。
2010-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rigid band shifts in two-dimensional semiconductors through environmental screening
利用相关角分辨光电子能谱和光学光谱，结合第一性原理计算，研究了环境介质屏蔽对原子级薄准二维半导体WS $_2$电子色散和带隙的影响.我们发现增加环境屏蔽的主要效果是带隙的减小，而能带结构的电子色散变化不大。这些本质上是刚性的移动的频带的结果从特殊的空间结构的库仑电位的变化引起的介电环境中的2D限制。我们的研究结果表明，介电工程作为一种非侵入性的方法定制的能带结构的二维半导体，并提供指导，了解嵌入在多层异质结构的二维材料的电子特性。
2019-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
