Modeling oxygen-void interactions in uranium nitride
North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；Idaho National Laboratory（爱达荷国家实验室）
本研究开发第一性原理模型，揭示氮化铀中氧与空洞、裂变气气泡的相互作用可降低表面能，该效应在小空洞中等温度下最显著，为解释其辐照肿胀行为提供了关键机制。
2026-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Investigating the effects of local environment on nitrogen vacancies in high entropy metal nitrides
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）
本文通过构建预测模型，研究了局部环境对高熵金属氮化物中氮空位形成能的影响，发现Hf邻近的空位形成能最大，且二元数据不足以预测复杂行为。
2025-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Thermal Transport in Defective Uranium Nitride: Effects of Point Defects, Anharmonicity, and Electronic Contributions
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Idaho National Laboratory（爱达荷国家实验室）
研究铀氮化物中点缺陷对热输运的影响，结合机器学习势能面与Green-Kubo和正常模式分析方法，揭示缺陷对热导率的降低作用及非谐性与电子贡献的协同效应。
2026-09-03 cond-mat.mtrl-sci
Compositon of Tantalum Nitride Thin Films Grown by Low-Energy Nitrogen Implantation: A Factor Analysis Study of the Ta 4f XPS Core Level
在室温下，用0.5- 5 keV的能量对金属钽进行原位氮注入，生长了氮化钽薄膜。用X射线光电子能谱学（XPS）和因子分析（FA）对薄膜的化学成分进行了表征。氮注入过程中形成的不同Ta-N相的数量，以及它们的光谱形状和浓度，已经获得使用主成分分析（PCA）和迭代目标转换因子分析（ITTFA），没有任何事先的假设。FA结果表明，氮化钽薄膜的成分主要由金属钽、β-TaN 0.05、γ-Ta 2 N和立方/六方TaN相组成，与离子注入剂量和离子注入能量有关。
2004-09-28 cond-mat.mtrl-sci
The Laser Ablation Production of Platinum Nitride and its Possible Structure
本文报道了用激光烧蚀法合成氮化铂。光谱结果表明，氮是作为N-单元的铂的间隙网站，矛盾的PtN 2的公认的配置，它是作为N2-单元。为了阐明这一点，我们做了密度泛函计算，以关联组成与氮的网站。对于稀氮浓度，x < 0.2，氮将作为N-单元位于六重配位位点（八面体间隙）。对于0.2 < x < 1.5，氮将作为N-单元存在于四面体间隙中。只有当x > 1.5时，才能得到八面体位置的N2-构型。
2008-08-01 cond-mat.mtrl-sci
Strain Sensitivity in the Nitrogen 1s NEXAFS Spectra of Gallium Nitride
氮化镓（GAN）的氮1s近边X射线吸收精细结构（NEXAFS）显示出由其各向异性纤锌矿结构引起的强的天然线性二向色性。外延生长GAN薄膜中的晶格应变引起额外的光谱变化。这种变化与某些光谱特征的应变程度成正比。这种应变的变化与密度泛函理论计算的帮助下解释。
2014-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Effect of the nitrogen-argon gas mixtures on the superconductivity properties of reactively sputtered molybdenum nitride thin films
本文报道了用直流反应溅射法在室温下用N2：Ar混合气体生长的氮化钼薄膜的超导特性。使用5%N2浓度生长的薄膜显示Tc = 8K，其逐渐降低并且在40%N2浓度下突然消失。这种抑制可以与从Mo2N到MoN的氮化学计量的变化相关联。本文的研究结果为制备Tc可调的Mo_2Nx薄膜提供了一条简单有效的途径，对Mo_2Nx薄膜的基本性质研究和工艺应用具有重要意义。
2017-08-17 cond-mat.mtrl-sci
Beryllium nitride thin film grown by reactive laser ablation
在分子氮气氛中，采用激光烧蚀铍箔的方法在硅衬底上生长了氮化铍薄膜。用俄歇能谱（AES）、X射线光电子能谱（XPS）和能量损失谱（EELS）测定了样品的组成和化学状态。一个低的吸收系数在可见光区，和3.8 eV的光学带隙，由反射椭圆偏振法确定，获得在氮气压力高于25毫托生长的薄膜。结果表明，采用该方法，铍与氮气的反应是非常有效的，可以制备出高质量的薄膜。
2001-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Breaking molecular nitrogen under mild conditions with an atomically clean lanthanide surface
在温和的条件下，打破分子氮（N2）的路线证明了N2气体裂解，并纳入，镧系元素薄膜。镧系元素氮化物薄膜的成功生长，通过在室温和低至10-4托的压力下在部分N2气氛中蒸发镧系元素制成，使用X射线衍射证实。纯镧系元素薄膜暴露于N2气体中的原位电导测量显示出立即的表面反应和较慢的本体反应。最后，通过循环真空和氮气环境，我们发现氮在镧系元素氮化物薄膜中的掺入发生了部分逆转，并通过氮气在镧系元素薄膜上的裂解和掺入，证明了一种在温和条件下破坏分子氮（N2）的途径。镧系元素氮化物薄膜的成功生长，通过在室温和低至10-4托的压力下在部分N2气氛中蒸发镧系元素制成，使用X射线衍射证实。纯镧系元素薄膜暴露于N2气体中的原位电导测量显示出立即的表面反应和较慢的体反应。最后，我们报告的部分逆转的氮掺入镧系元素氮化物的样品室中的循环真空和氮气条件。
2018-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Al doping on phase formation and thermal stability of iron nitride thin films
本文系统地研究了Al掺杂对氮化铁（Fe-N）薄膜相形成的影响。具有不同Al浓度（Al=0、2、3、6和12 at.%）的Fe-N薄膜使用DC磁控溅射通过在0至100%之间改变氮分压来沉积。利用X射线衍射和极化中子反射率研究了薄膜的结构和磁性。观察到在最低掺杂水平（2at.%）下，的Al），与未掺杂的样品相比，在较低的氮分压下形成富氮的非磁性Fe-N相。有趣的是，我们观察到当Al掺杂增加超过3at.%时，与未掺杂的样品相比，在较高的氮分压下出现富氮的非磁性Fe-N相。并对薄膜的热稳定性进行了研究。在10%氮分压下沉积的非掺杂Fe-N薄膜具有较差的热稳定性。Al掺杂2at.%而对于3、6和12 at.%，Al掺杂时，显示出显著的改善。用Fe-N和Al-N热力学解释了所得结果。
2015-05-20 cond-mat.mtrl-sci
Study of magnetic iron nitride thin films deposited by high power impulse magnetron sputtering
本文研究了用高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）和直流磁控溅射（dc-MS）方法制备的氮化铁（Fe-N）薄膜的相组成、结构和磁性。在沉积过程中的氮分压系统地改变在HiPIMS和dc-MS。所得的Fe-N薄膜的微观结构，磁性能和氮浓度进行了表征。我们发现，HiPIMS沉积的Fe-N薄膜显示出球状纳米晶结构和改善的软磁性能。此外，有人发现，氮的反应性阻碍在HiPIMS相比，DC-MS。所获得的结果可以理解在不同的等离子体性质的HiPIMS。
2014-11-22 cond-mat.mtrl-sci
Perturbation analysis on large band gap bowing of dilute nitride semiconductors
与传统的经验定律相反，稀氮化物半导体的带隙随氮浓度的增加而减小。尽管有一些调查，这种“大带隙弯曲”的起源，仍在争论中。为了阐明这一现象，我们研究的GAN $_x$ As $_{1-x}$的带边能量的变化，由于氮的微扰理论。发现导带边的能量移动是由Ga原子在N周围的位移引起的$Γ$ -态和L-态和/或$Γ$ -态和X-态之间的混合引起的。我们还发现，尽管氮原子的电势为负，但价带边态仍有上移的现象。从波函数的性质和微扰势的对称性可以很好地理解这些结果。
2015-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Resistance Switching Properties of Stoichiometric and Nitrogen Implanted Silicon Nitride Nanolayers on N and P-Type Si Substrates
Institute of Nanoscience and Nanotechnology, NCSR “Demokritos”（纳米科学与纳米技术研究所，德谟克利特国家研究中心）
研究了氮掺杂对硅氮纳米层在N型和P型硅基底上电阻开关特性的影响，通过实验分析揭示了陷阱密度和SET-RESET电压的变化及导电路径的形成机制。
2025-12-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Contiguous Hetero-structures & Co-existing Morphological Derivatives of Preferentially Grown Carbo-nitrides in Long Term Aged SS 316LN with Varying Nitrogen Concentration
为了评估核反应堆运行条件下的长期结构完整性，具有不同氮含量的SS 316LN在650°C下进行20000小时的热老化。虽然退火孪晶和异质晶粒演化的双峰分裂是独立的化学成分，类型，尺寸和形态的演变第二相的氮浓度的特征。在明场光学显微镜结合透射电子显微镜的颜色对比显示存在三个主要的沉淀相; M23（C，N）6，Fe 2 Mo金属间化合物和Cr 2N。对连续形成的Fe 2 Mo和Cr 2N异质结构进行了量化，并在高氮含量（0.14 wt. %和0.22wt. %).一个独特的出现形态衍生物的晶内M23（C，N）6沉淀物与立方体上的立方体取向关系，如（1）孤立的立方体，（2）主纵梁/串的立方体，（3）二次纵梁/集群的分支主串，和（4）集群的板条被确定。纵梁和板条优先在{111}/ γ中生长<110>，并且具有晶体学变体。本研究中从明场颜色对比光学显微照片得出的结论表明，光学显微镜可以作为一种重要的工具，<110>通过分析第二相的对称性和致密平面/方向，有效和准确地处理大量数据，包括M23（C，N）6沉淀物形态衍生物的优先生长平面/方向（{111}/）。由于过量氮含量所产生的沉淀强化效应，使整体机械性能得到改善。
2021-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetism in 2p Light Element-Doped II-oxide and III-nitride Semiconductors
本文研究了掺有102 p轻元素的Ⅱ-氧化物和Ⅲ-氮化物半导体作为潜在的稀磁半导体。基于我们的第一性原理计算，氮掺杂的ZnO，碳掺杂的ZnO，和碳掺杂的AlN被预测为铁磁性。这类DMS材料的铁磁性可以归因于类p-d交换的p-p耦合相互作用，这种相互作用是由杂质（类p t_2）和价（p）态之间相似的对称性和波函数引起的。我们还提出了一种共掺杂机制，使用铍和氮作为掺杂剂在ZnO中，以增强铁磁耦合，并增加溶解度和活性。
2007-09-13 cond-mat.mtrl-sci
Nitrogen-monovacancy (VN) Hexagonal Boron Nitride 2D Monolayer Material as an Efficient Electrocatalyst for CO2 Reduction Reaction
本研究采用第一性原理DFT-D方法，发现含氮空位的缺陷二维六方氮化硼单层（VN_d-BN）能有效催化CO₂还原反应，OCHO路径优先生成CH₄，可作为低成本替代铂的CO₂RR电催化剂。
2024-04-14 cond-mat.mtrl-sci
Identification of the Nitrogen Interstitial as Origin of the 3.1 eV Photoluminescence Band in Hexagonal Boron Nitride
在n型和富氮条件下，氮杂质（N $_\mathrm{i}$）在六方氮化硼（hBN）的本征缺陷中具有最低的形成能。使用优化的混合泛函，它再现了间隙，并满足广义Koopmans条件，一个N $_\mathrm{i}$配置被发现，这是在能量低于迄今为止报道的。（0/-）电荷跃迁能级也深得多，因此N $_\mathrm{i}$在n型样本中充当非常有效的补偿中心。其计算的光致发光（PL）在3.0 eV同意以及与在3.1 eV测量的N-敏感带的位置。还发现氮空位（V $_\mathrm{N}$）不可能是三硼电子（TBC）电子顺磁共振（EPR）中心的起源，并且在热平衡中它甚至不可能存在于n型样品中。
2021-01-24 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Formation of iron nitride thin films with Al and Ti additives
在这项工作中，我们研究了铁氮化物（Fe-N）相的形成过程中，使用2at.% Al或2原子% Ti作为添加剂。在沉积过程中使用不同量的氮，用磁控溅射技术制备样品。氮气分压（\pn）在0-50%（剩余氩气）之间变化，溅射纯Fe、[Fe+Ti]和[Fe+Al]的靶。当使用\pn $\leq$ 10 \p溅射时，添加少量Ti或Al可改善软磁性能。当\pn增加到50 \p时，形成非磁性Fe-N相。我们发现，在\pn =50%时添加Al或Ti形成一氮化铁（FeN）相（N at% $\sim$ 50），而在不存在这种添加的情况下形成\eFeN相（N \pat $\sim$ 30）。结果发现，总的氮含量可以显着增加与Al或Ti的添加。在此基础上提出了Al和Ti添加剂中Fe-N相的形成机理。
2011-09-13 cond-mat.mtrl-sci
Coherent control of nitrogen nuclear spins via the V$_B^-$-center in hexagonal boron nitride
University of Exeter（埃克塞特大学）；Kansas State University（堪萨斯州立大学）
本研究实验与理论结合，实现了hBN中V$_B^-$中心邻近$^{15}$N核自旋的相干控制，通过态选择性跃迁实现多核寻址，测得超10μs相干时间及两个数量级g因子增强，为二维量子传感奠定基础。
2025-09-26 cond-mat.mtrl-sci
Boron and nitrogen isotope effects on hexagonal boron nitride properties
本研究通过金属助熔剂法生长四种硼氮同位素组合的六方氮化硼晶体，并表征其性质，为热管理和量子技术应用提供新可能。
2023-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Nitrogen isotope effects on boron vacancy quantum sensors in hexagonal boron nitride
本文研究$^{15}$N同位素富集hBN中硼空位缺陷的磁共振特性，测得$^{15}$N自旋超精细相互作用参数为64 MHz，为量子传感用hBN提供了设计准则。
2023-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Single Boron Atom Anchored on graphitic carbon nitride nanosheet (B/g-C$_2$N) as a photocatalyst for Nitrogen fixation: A First-Principles Study
光催化氮还原是一种很有前途的合成氨方法，目前的问题是寻找高活性和低活性的催化剂。基于第一性原理计算，将单个硼原子锚定在g-C $_2$ N上形成B/g-C $_2$ N，结果表明B/g-C $_2$ N可以作为潜在的光催化剂固定N $_2$.在g-C $_2$ N中引入B原子后，能隙从2.45 eV减小到1.21 eV，并且在可见光区也表现出较强的吸收。此外，N $_2$在B/g-C $_2$ N上可以通过酶促机制被有效还原，起始电位为0.07 V，速率决定势垒为0.50 eV。B/g-C $_2$ N和N $_2$之间的“接受-捐赠”相互作用对活化N $_2$起关键作用，B/g-C $_2$ N的BN $_2$部分作为活化和转运中心。其活性来源于N-$_2$的1-$π$ 1-$π$ * 轨道与B/g-C-$_2$ N分子轨道之间的强相互作用，1-$π$ * 轨道的电离和1-$π$ * 轨道的填充使N-$\equiv$ N键长大大增加，使N-$_2$活化。总体而言，这项工作表明B/g-C $_2$ N是一个有前途的光催化剂N $_2$固定。
2019-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Suppression of Metallic Transport in Nitrogen-rich Two-Dimensional Transition Metal Nitrides
Boston University（波士顿大学）；the Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；National Taiwan University（国立台湾大学）；Texas A&M University（德克萨斯农工大学）；Boston College（波士顿学院）
研究揭示氮含量变化驱动二维过渡金属氮化物从金属到半导体相变，通过第一性原理计算和霍尔测量证实氮含量对载流子密度及输运机制的影响。
2026-03-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Ion-beam Assisted Sputtering of Titanium Nitride Thin Films
本研究采用离子束辅助溅射（IBAS）法制备氮化钛薄膜，对比常规直流反应磁控溅射法，实现标称临界温度提升10%、氮流量敏感性降低33%，同时探究了超薄薄膜超导Tc的浓度依赖行为与理论契合性。
2023-04-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
On the unusual behavior of nitride compounds
本报告从四面体键形成及其对价态密度的影响的角度，对氮化物化合物异常行为背后的机制提出了一致的见解。最近用于氧化的键带势垒（BBB）相关机制[Sun CQ，Prog Mater Sci 2003;48：521-685]扩展到氮化的电子过程，导致氮原子在与任意电负性较小的元素的固相中的原子相互作用时的sp轨道杂化的重要性。在氮化过程中，氮原子与周围的基质原子通过成键和非键相互作用形成准四面体，并产生电子空穴和反键偶极子，使基质的价带增加相应的态密度。结果表明，该体系的价态变化是其光致发光蓝移、冷阴极场发射功函数降低、耐腐蚀、耐磨损、高弹性和磁调制的主要原因。
2005-06-05 cond-mat.mtrl-sci
Structural and Magnetic Phase Transitions in Chromium Nitride Thin Films Grown by RF Nitrogen Plasma Molecular Beam Epitaxy
研究了射频等离子体分子束外延（RF-plasma-molecular beam epitaxy，RF-MBE）生长在MgO（001）衬底上的CrN薄膜的磁结构相变。当仍然在真空环境中的MBE生长后，$\it in-situ$低温扫描隧道显微镜，$\it in-situ$可变低温反射高能电子衍射，揭示了一个原子级光滑和金属CrN（001）表面，和$\it in-plane$结构的转变，从1 $\times$ 1（原始CrN晶胞）到$\mathrm{\sqrt{2}\times\sqrt{2}-R45^\circ}$的转变温度为$\sim$ 278 K，分别。还进行了$\it Ex-situ$温度相关测量，包括X射线衍射和中子衍射，观察结构峰，同样揭示了沿[001]和[111] $\it out-of-plane$方向的一级结构转变，转变温度分别为256 K和268 K。转向磁峰，中子衍射证实了一个明确的磁过渡，从顺磁性在室温下的反铁磁性在低温下与尖锐的，一阶相变和N $é$ EL温度为270 K或280 K的两种不同的膜。除了结构和磁有序的实验测量，我们还讨论了第一性原理理论计算，探索各种可能的磁结构模型的结果。
2017-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Influence of 14N hyperfine interaction on electron nuclear double resonance of boron vacancy in hexagonal boron nitride
本研究针对hBN中VB缺陷邻近氮原子的ENDOR谱线偏移现象，假设源于VB与14N的超精细相互作用，通过二阶微扰理论计算推导修正方程，其结果与实验吻合且发现核态混入电子态程度约0.04-0.07%。
2025-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Computational Insights into Defect Induced Modulation in Electronic Properties of 2D Nitride Monolayers
Bhabha Atomic Research Centre（巴哈原子研究中心）；Indian Institute of Technology, Roorkee（印度理工学院卢克瑙分校）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）
本研究通过第一性原理计算，系统考察了氮空位对h-BN、g-C3N4和BeN4二维氮化物电子性质的调控作用，发现空位可显著改变功函数和带隙，为材料设计提供新思路。
2025-10-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Nitrogen and oxygen transport and reactions during plasma nitridation of zirconium thin films
本文研究锆薄膜在NH3等离子体辅助热氮化中的ZrN生长机制，揭示低温氧化、高温氮氧交换及氧的双向扩散，并提出ZrN/ZrOx/Zr层状模型，证明等离子体可实现完全氮化并显著降氧。
2025-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio modeling of oxygen impurity atom incorporation into uranium mononitride surface and subsurface vacancies
模拟了UN（001）表面、次表面和中心层的氮或铀空位中氧原子的掺入。对于相应的平板模型的计算，相对论赝势和方法的投影增强波（PAW）的VASP计算机代码中实现的已被使用。计算并讨论了氧原子在UN缺陷表面内的结合能和溶解能。对UN（001）板中空位处氧离子的不同构型，计算了其态密度和电荷重分布。与U空位相比，O原子掺入N空位的相当大的能量偏好表明，观察到的UN氧化主要是由氧原子与表面和亚表面N空位的相互作用决定的，导致它们被空位捕获并与最近的铀原子形成O-U键。关键词：密度泛函计算，一氮化铀，表面，缺陷，N和U空位
2012-11-24 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Impact of Nitrogen incorporation on pseudomorphic site-controlled quantum dots grown by Metalorganic Vapour Phase Epitaxy
本文报道了在GaAs（111）B衬底上用金属有机物气相外延生长的稀释氮化物InGaAs_（1-y）N_y /GaAs（y<<1）金字塔形位控量子点的一些令人惊讶的光学性质。显微光致发光表征显示反束缚激子/双激子行为，激子寿命的传播，否则非常均匀的样品，与意想不到的长中性激子寿命（高达7纳秒）和几乎为零的精细结构分裂的大多数点。
2011-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Effect of RF Sputtering Process Parameters on Silicon Nitride Thin Film Deposition
本工作的目的是研究射频溅射沉积氮化硅薄膜的工艺参数优化。选择改变的工艺参数为沉积功率、沉积持续时间、氩气流速和氮气流速。根据田口L9正交表，在三个水平上改变参数。利用SEM、XRD、表面轮廓仪、半导体器件分析仪和紫外光谱仪分别对涂层的表面形貌、膜层组成、涂层厚度、涂层电阻率和折射率进行了测定。在沉积速率为1.47 ~ 10.1 nm/min时，测得薄膜厚度为127.8 ~ 908.3 nm，电阻率为1.53 ~ 7.85 × 10 ~（13）ohm-m。薄膜的折射率计算为1.84 - 2.08。从结果可以看出，当没有氮气流时，膜性能趋于差，而当氮气输入量少时，膜性能趋于改善。此外，SEM图像显示氮化硅的非晶结构，这由XRD图案证实。
2017-11-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Induced Ferromagnetism in bilayer Hexagonal Boron Nitride (h-BN) on vacancy defects at B and N sites
采用密度泛函理论研究了六方氮化硼（h-BN）中双层AB堆叠结构的硼和氮空位的电子和光学性质。态密度（DOS）和电子能带结构表明，双层h-BN中的硼空位导致了磁性和导电的基态。带隙能量的范围从原始BN双层的4.56 eV到双层中单个氮空位的0.12 eV。考虑到1，3，4-硼空位的存在，观察到半金属特征。然而，2-硼空位构型导致金属特征。具有1，2，3，4-氮空位的双层膜的带隙分别为0.39，0.33，0.28和0.12eV，这明显小于原始的带隙。此外，B和N空位诱导h-BN双层的铁磁性。在4-硼空位组态的情况下，硼空位系统的最大总磁矩为6.583 μ B。在氮空位系统的情况下，对于4-氮空位构型，它是3.926uB。系统的光学响应的吸收系数，折射率和介电常数的原始以及有缺陷的配置。硼空位体系在0.9- 1.4eV能量范围内和氮空位体系在0.5- 0.8eV能量范围内的介电常数为负值，这为它用于负折射率光学材料提供了机会。目前的研究表明，双层h-BN中的B和N空位在基于纳米结构的电子学、光电子学和自旋电子学器件中具有潜在的应用。
2020-03-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Time resolved measurement of film growth during reactive high power pulsed magnetron sputtering (HIPIMS) of titanium nitride
在反应高功率脉冲磁控溅射（HIPIMS）的氮化钛的生长速率测量的时间分辨率高达25 us使用旋转快门的概念。根据该概念，与HIPIMS脉冲同步地在衬底前面旋转200 μ m的狭缝。由此，生长通量横向分布在衬底上。通过测量所得的沉积轮廓与轮廓术和X射线光电子能谱学，推导出的钛和氮的生长通量的时间变化，每个脉冲。分析表明，薄膜生长主要发生在HIPIMS脉冲期间，其生长速率遵循HIPIMS点火、电流上升、气体稀薄、平台和余辉阶段。钛和氮的生长通量遵循略微不同的行为，其中钛在HIPIMS脉冲开始时占主导地位，而氮在脉冲结束时占主导地位。这是由气体稀薄效应导致的致密的初始金属等离子体和金属膜，随后被氮化。
2013-05-30 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
Characterization and In-situ Monitoring of Sub-stoichiometric Adjustable Tc Titanium Nitride Growth
反应溅射Ti-N薄膜的结构和电学性能取决于其生长参数，特别是Ar：N2气体比例。我们表明，氮的百分比改变的结晶相的薄膜从纯α-Ti，通过α-Ti相与间隙氮，化学计量的Ti 2N，并通过一个亚化学计量的TiNX化学计量的TiN。这些变化也会影响超导转变温度Tc，从而允许针对特定应用定制超导性质。在从纯Ti的0.4 K的Tc下降到Ti 2N点处的50 mK以下之后，Tc然后在氮掺入的窄范围内迅速增加到接近5 K。Tc的这种非常急剧的增加使得难以将膜的性质从晶片到晶片以及跨给定晶片控制在器件制造的可接受的裕度内。在这里，我们表明，氮的组合物，因此，nanoparticles的属性是相关的，并可以确定，椭圆偏振光谱。因此，该技术可用于在处理装置上投入时间之前的工艺控制和晶片筛选。
2012-09-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Neutron powder diffraction study on the iron-based nitride superconductor ThFeAsN
本文报道了新发现的超导氮化物ThFeAsN在$T_c=$ 30 K下的中子衍射和输运结果。从300 K冷却到6 K，没有观察到磁转变，但在160 K附近观察到弱的结构畸变。电阻率、霍尔输运和晶体结构的分析表明，该材料表现为电子最佳掺杂的磷属元素化物超导体，这是由于氮位缺氮或氧占据产生的额外电子以及低砷高度可能增强电子巡回性，降低电子关联，从而抑制静态磁序。
2017-04-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Charge transfer due to defects in hexagonal boron nitride/graphene heterostructures: an ab initio study
本研究采用DFT研究h-BN/石墨烯异质结中四类本征点缺陷与石墨烯的电荷转移，指出传统方法的电荷分配问题并提出态密度积分法，发现空位缺陷发生单电子转移且缺陷几何结构与电荷态相关，为相关器件应用及方法推广提供支撑。
2023-01-11 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
High- and medium-entropy nitride coatings from the Cr-Hf-Mo-Ta-W-N system: properties and high-temperature stability
Masaryk University（马萨里克大学）；University of West Bohemia in Pilsen（西波希米亚大学）；Technische Universität Wien（维也纳工业大学）；Linköping University（林雪平大学）；HUN-REN Centre for Energy Research（匈牙利研究与教育网络能源研究中心）
本研究通过计算与实验结合，探究Cr-Hf-Mo-Ta-W-N高/中熵氮化物涂层，发现氮空位稳定fcc相，Ta富集和高温沉积显著提升涂层的高温稳定性和力学性能。
2025-10-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ab-Initio Simulations of Deformation Potentials and Electron Mobility in Chemically Modified Graphene and two-dimensional hexagonal Boron-Nitride
我们提出了一个从头算研究的电子迁移率和电子-声子耦合的化学修饰的石墨烯，考虑氟化和氢化石墨烯在不同的覆盖率。还研究了卤化硼碳氮（h-BCN），因为研究界对这种材料的兴趣越来越大。特别地，形变势通过密度泛函理论（DFT）计算，而载流子迁移率根据Takagi模型（S. Takagi，A. Toriumi和H. Tango，IEEE Trans. Electr. Dev. 41，2363（1994））。我们将证明，氢化程度降低的石墨烯可以在流动性方面与硅技术竞争。
2011-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Raman signature of cation vacancies in rare-earth nitrides
通过拉曼/计算联合研究，发现稀土氮化物中1100-1400 cm$^{-1}$的拉曼活性振动模式源于阳离子空位周围氮离子的呼吸振动，为空穴掺杂提供了新途径。
2025-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Electron-beam induced methane decomposition for in-situ carbon doping of hexagonal boron nitride
University of Vienna（维也纳大学）；Uppsala University（乌普萨拉大学）；Univ. Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）
本研究通过低气压甲烷气氛中的电子束辐照，同时产生空位并分解甲烷，实现了六方氮化硼中碳的纳米级精确掺杂，并揭示了碳掺入的机制和空间分布。
2026-05-27 cond-mat.mtrl-sci
Tuneable magnetic behaviour, electronic structure and nitrogen vacancy formation in Gd$_{x}$Sm$_{1-x}$N
Robinson Research Institute, Victoria University of Wellington（惠灵顿维多利亚大学罗宾逊研究所）；MacDiarmid Institute for Advanced Materials and Nanotechnology（麦克迪亚米德先进材料与纳米技术研究所）
本文结合计算与实验研究GdₓSm₁₋ₓN的电子和磁性能，发现阳离子取代可调控其磁性能与氮空位形成能，对超导自旋电子学具有重要意义。
2026-08-03 cond-mat.mtrl-sci
Two-step solid-state synthesis of ternary nitride materials
三元氮化物材料在许多光学、电子和耐火材料应用中具有前景，但通过固态合成制备它们仍然具有挑战性。通常，高压或反应性气体用于操纵氮气的有效化学势，但这些策略需要专门的设备。在这里，我们报告了一个简单的两步合成使用离子交换反应，产生岩盐衍生的MgZrN $_2$和Mg $_2$ NbN $_3$，以及层状MgMoN $_2$。所有三种化合物都显示出几乎与温度无关的弱顺磁响应，在低温下施加磁场，表明相纯的产品。合成这些三元材料的关键是初始低温步骤（300-450 $^{\circ}$ C）以促进Mg-M-N键的形成。然后将产物退火（800-900 $^{\circ}$ C）以增加三元产物的结晶域。量热实验表明，初始反应温度由反应前体的相变决定，而直接加热到高温导致分解。这两步反应为其它块体三元氮化物的材料发现提供了合理的指导。
2021-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Possible nanophotonics applications of the $V_N N_B$ defect in hexagonal boron nitride
六方氮化硼（h-BN）中的$V_N N_B$缺陷，包括邻近氮对硼取代的氮空位，就其在纳米光子器件中的可能有用性进行建模。建模是在一个简单的模型化合物和缺陷的2D周期性表示上进行的，考虑到其磁性和光谱特性。在$V_N N_B$激发态的电子分布是非常开壳层的性质，并处理这两个新的计算方法的开发：一个允许标准的密度泛函理论（DFT）的计算被用来评估状态能量，其他介绍所需的技术应用VASP计算包，这些和许多其他问题，涉及激发态。同样的一般用途，DFT计算的结果，然后校准对从头算方法，寻求强大的计算方案。这些创新允许考虑中性、+1和-1带电形式的缺陷的45种电子状态。带电形式的缺陷预测显示纳米光子学的潜在利益的属性。
2020-06-30 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Origin of Bright Quantum Emissions with High Debye-Waller factor in Silicon Nitride
Materials Research Centre, Indian Institute of Science（印度科学研究所材料研究中心）
研究揭示了硅氮中NV⁻缺陷的高德拜-瓦勒因子发光机制，通过杂化密度泛函理论分析，发现其具有线性极化零声子线和长辐射寿命，为硅氮量子光子学集成提供了新方向。
2026-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Electron-phonon coupling and hot electron thermalization in titanium nitride
我们已经研究了热化的热载流子在原始和有缺陷的氮化钛（TiN）使用两个温度模型。该模型的所有参数，包括电子-声子耦合参数，从第一性原理密度泛函理论计算得到。用虚晶近似描述缺陷系统。我们发现，热化的热载流子发生在更快的时间尺度上比在金作为一个结果的显着更强的电子-声子耦合在TiN。具体而言，最大的热化时间，在200飞秒的顺序，被发现在TiN与氮空位的电子温度约4000 K。
2019-11-08 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
First-principles investigation of graphitic carbon nitride monolayer with embedded Fe atom
采用密度泛函理论方法，采用自旋极化广义梯度近似和Hubbard $U$修正，研究了在双向拉伸应变和垂直电场作用下含$\mathrm{Fe}$原子的石墨七嗪的力学、结构、电学和磁学性质.结果表明，七嗪与嵌入的$\mathrm{Fe}$原子系统的结合能随拉伸应变的增加而减小，随电场强度的增加而增加。我们的计算还预测在5拉伸应变的峰值，但在牺牲系统的结构稳定性的带隙。在5倍拉伸应变下的带隙开放是由于在空穴中孤对边缘氮原子与Fe原子的$\mathrm{d}_{xy}/\mathrm{d}_{x^2-y^2}$轨道之间的排斥效应引起的结构畸变，因此未占据的$\mathrm{p}_z$ -轨道被迫向更高能量移动。在峰值为10 $\mathrm{V/nm}$的垂直电场作用下，嵌有$\mathrm{Fe}$体系的七嗪的电子和磁性也得到了很好的保持，尽管有明显的屈曲结构。这种性质对于稀磁半导体、自旋电子学和传感器件来说可能是理想的。
2017-04-11 cond-mat.mtrl-sci
One-dimensional magnetic conduction channels across zigzag graphene nanoribbon/hexagonal boron nitride heterojunctions
本研究利用第一性原理和平均场Hubbard模型，揭示了之字形石墨烯纳米带/六方氮化硼异质结中由电荷转移引起的一维磁传导通道，并证明其自旋劈裂可受外场调控，为原子级薄自旋电子器件提供了平台。
2024-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic giant Stark effect of boron-carbon-nitride nanoribbons with zigzag edges
采用第一性原理计算研究了锯齿形硼碳氮（BCN）纳米带的电子性质，其中石墨烯纳米带边缘最外层的C原子被B或N原子取代.我们发现，BCN纳米带是金属，因为几个带交叉的费米能级。对于BCN纳米带在一个丰富的H $_2$的环境中，所谓的近自由电子状态出现在费米能级以上，因为固有的巨斯塔克效应，由于内部电场的横向偶极矩。近自由电子态的位置可以通过施加平行于偶极矩的电场来控制。氮原子的氢化是BCN纳米带中巨斯塔克效应出现的必要条件。我们还讨论了双层BCN纳米带中堆积顺序对本征巨斯塔克效应的影响。
2012-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Emission From Hexagonal Boron Nitride Monolayers
原子级薄的范德瓦尔斯晶体最近在材料科学、纳米光子学和物理学的各种学科中实现了新的科学和技术突破。然而，这些材料的非经典光子发射迄今尚未实现。在这里，我们报告了六方氮化硼纳米片的室温量子发射。单光子发射体在室温下表现出极好的量子光学性质的组合，包括光谱的可见部分中报道的最高亮度、窄线宽、绝对光稳定性、短激发态寿命和高量子效率。密度泛函理论模拟表明，发射极是反位氮空位缺陷，存在于单层和多层六方氮化硼。我们的研究结果构成了范德华晶体在纳米光子学、光电子学和量子信息处理方面前所未有的潜力。
2015-04-24 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Combination of thermal and electric properties measurement techniques in a single setup suitable for radioactive materials in controlled environments and based on the 3-omega approach
我们设计并开发了一种新的实验装置，基于3 Ω方法，在宽温度范围（2-550 K）和高达9 T的磁场下测量各种样品的热导率、热容和电阻率。通过测量各种金属（铜、铂和康铜）和绝缘材料（SiO_2）的热导率，验证了该方法的有效性，这些材料的热导率范围很宽（1-400 Wm-1 K-1）。我们已经成功地利用这种技术测量了两个锕系单晶，二氧化铀和氮化铀的热导率。这种研究核材料的新实验方法将有助于推进反应堆燃料的开发和理解。我们还表明，这种实验设置可以适应物理特性测量系统（量子设计）环境和/或其他制冷机系统。
2018-04-03 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Design of defect spins in piezoelectric aluminum nitride for solid-state hybrid quantum technologies
宽带隙半导体中的自旋缺陷是在固态环境中实现量子比特或量子比特的有前途的系统。到目前为止，缺陷量子位只在具有强共价键的材料中实现。在这里，我们介绍了一个应变驱动的计划，合理地设计功能离子晶体中的缺陷自旋，这可能是潜在的量子比特。特别是，使用最先进的从头计算的混合密度泛函和多体微扰理论的基础上的组合，我们预测，带负电荷的氮空位中心的压电氮化铝表现出自旋三重态基态在现实的单轴和双轴应变条件下，这样的状态可以利用量子比特的实现。这里采用的应变驱动策略可以很容易地扩展到其他宽带隙半导体中的各种点缺陷，为控制离子系统中缺陷的自旋特性铺平了道路。
2016-02-02 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Interlayer coupling enhancement in graphene/hexagonal boron nitride heterostructures by intercalated defects and vacancies
在二维原子晶体中，六方氮化硼（hBN）是制备异质结构的最引人注目的材料之一，具有独特的性质。我们进行第一性原理计算，以确定插入的金属原子和空位是否可以介导界面耦合和影响石墨烯/hBN异质结构的结构和电子性质。金属杂质原子（Li、K、Cr、Mn、Co和Cu）作为石墨烯和hBN片之间的非本征缺陷产生掺杂$n$的石墨烯。我们还考虑了本征空位缺陷，并发现hBN中的硼单空位作为石墨烯的磁性掺杂剂，而hBN中的氮单空位作为石墨烯的磁性掺杂剂。相比之下，hBN中最小的三角形空位缺陷不太可能导致石墨烯的电子输运发生显著变化。我们的研究结果表明，hBN层与一些空位或金属杂质增强层间耦合的石墨烯/hBN异质结构相对于电荷掺杂和电子散射。
2014-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Designing graphene/hexagonal boron nitride superlattice monolayer with high thermoelectric performance
我们设计了一种石墨烯/六方氮化硼超晶格杂化单层膜，并利用密度泛函理论和Boltzmann输运方程研究了其热电性能，其中弛豫时间通过电子-声子耦合计算得到精确处理.与原始石墨烯相比，超晶格结构的晶格热导率降低了两个数量级以上，这是由于混合键特性引起的增强的三声子散射过程。此外，费米能级附近轻重带的共存导致了Z字形方向上的高功率因数，在1100 K时n型系统的ZT值最高可达~2.5.此外，应注意，价带最小值附近的载流子输运几乎完全由超晶格的石墨烯部分贡献。结果表明，适当的磷取代氮原子可以使p型系统的热电性能提高到与n型系统相当，这可以抑制晶格热导率，但对空穴输运几乎没有影响。
2019-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
