Electronic transport under hydrostatic pressure and peculiar properties of the impurity energy spectrum in semiconductor arsenides of n-type: InAs, CdSnAs2, CdGeAs2 and GaAs
本文根据动力学系数随压力和温度变化的数据，研究了非掺杂砷化物InAs、GaAs、CdSnAs_2和CdGeAs_2的n型体晶体中空位的能谱。可以得出结论，深施主能级对应于这些半导体材料中砷的本征空位。定义了空位能级相对于电导带边的能级位置及其压力系数。
2015-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Electronic states and optical properties of GaAs/AlAs and GaAs/vacuum superlattices by the linear combination of bulk bands method
应用Wang，Franceschetti和Zunger [Phys.Rev.Lett.78，2819（1997）]最近提出的体能带线性组合方法，计算了（GaAs）$_n$ /（AlAs）$_n$和（GaAs）$_n$ /（真空）$_n$（001）超晶格（n = 4 ~ 20）的能带和光学常数.经验赝势用于计算体能带。量子限制的临界点能量的诱导位移进行了计算，并发现更大的GaAs/真空系统。吸收光谱中的$E_1$峰发生蓝移并分裂成两个峰，这是由于超晶格周期的减小;而对于大周期的GaAs/AlAs超晶格，发现$E_2$跃迁是分裂的。计算了GaAs/AlAs超晶格的能带对线性双折射的贡献，并与Sirenko等人[Phys.Rev.B60，8253（1999）]的实验结果进行了比较。的频率依赖的部分再现观察到的增加，减少超晶格周期，而计算的零频率双折射不占实验结果和点的重要性，局部场效应。
2001-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Experimental Observation of Electronic Coupling in GaAs Lateral Quantum Dot Molecules
我们报道了横向耦合GaAs/AlGaAs量子点的制备及其光致发光特性。量子点分子中的耦合通过外部电场来调谐。一个复杂的行为，包括谱线交叉和避免交叉观察到不同的分子。光致发光光谱中的反交叉图案提供了两个附近量子点之间横向耦合的直接证据。简单计算表明，这种耦合是通过电子隧穿来实现的，通过电子隧穿，直接激子态和间接激子态进入共振态。
2007-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Investigation of interface spacing, stability, band offsets and electronic properties on (001) SrHfO3/GaAs interface : First principles calculations
SrHfO 3是一种很有潜力的金属氧化物半导体（MOS）器件的电介质材料。SrHfO_3/GaAs界面由于其独特的性质而引起人们的关注。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法研究了（001）SrHfO 3/GaAs的界面性质。首先，研究了Sr、Hf和O在GaAs表面的吸附行为。O在Ga表面上的吸附能比在As表面上的吸附能低。然后，考虑了几种可能的（0 0 1）SrHfO 3/GaAs结构，分析了界面间距、稳定性、能带偏移和电荷转移。HfO 2/Ga（2）和SrO/Ga（1）组态的结合能低于其它界面组态，表明它们更稳定。最后，我们研究了HfO_2/Ga（2）和SrO/Ga（1）结构的电子性质。电子态密度表明，该系统表现出金属行为。能带偏移和电荷转移与界面间距有关。随着界面间距的增大，价带偏移（VBO）和电荷转移减小.
2017-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical analysis of influence of random alloy fluctuations on the opto-electronic properties of site-controlled (111)-oriented InGaAs/GaAs quantum dots
本文采用$sp^3d^5s^* $紧束缚模型研究了（111）面位控InGaAs/GaAs量子点的电子和光学性质。特别注意的是随机合金波动的影响，确定在这些系统中的精细结构分裂的关键因素。使用纯InAs/GaAs量子点作为参考系，我们表明，自旋轨道耦合和双轴应变效应的组合可以导致相当大的自旋分裂效应在这些系统中。在此基础上，研究了InAs含量为2 5%的InGaAs/GaAs合金量子点。我们的分析表明，随机合金波动对（111）取向的InGaAs/GaAs量子点的电子和光学性质的影响强烈减少的横向尺寸的点的增加和接近现实的尺寸。例如，光学矩阵元件在（111）生长平面中显示出几乎消失的各向异性。此外，与标准（100）取向的InGaAs/GaAs系统相比，所考虑的系统中的传导和价带混合效应被大大降低。所有这些因素都有力地表明，在位控（111）取向的InGaAs/GaAs量子点中，精细结构分裂减少。因此，我们得出结论，具有现实的（50-80纳米）的基础长度的量子点代表有前途的候选人的偏振纠缠光子产生，与最近的实验数据相一致。
2016-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Mapping of spin lifetimes to electronic states in n-type GaAs near the metal-insulator transition
对于接近金属-绝缘体转变的掺杂浓度，体n-GaAs中的最长自旋寿命超过100 ns（J.M. Kikkawa，D. D. Awschalom，Phys. Rev. Lett. 80，4313（1998））。尚未确定各自的电子状态。因此，我们调查的能量依赖于自旋寿命的n-GaAs的时间分辨克尔旋转。当占据施主态和导带态时，自旋寿命随能量变化三个数量级。最长的自旋寿命（>100 ns）被分配给离域施主带态，而导带态表现出较短的自旋寿命。局域施主带态的占领被确定为短的自旋寿命（~300 ps）和一个明显的Overhauser位移由于动态核极化。
2007-06-13 cond-mat.mtrl-sci
First Principles Electronic Structure of Mn doped GaAs, GaP, and GaN semiconductors
基于局域自旋密度近似（LSDA）和自相互作用修正的局域自旋密度方法（SIC-LSD），对Mn掺杂Ⅲ-Ⅴ族半导体的电子结构进行了第一性原理计算.我们发现，这是至关重要的，使用自相互作用自由的方法来正确地描述电子基态。的SIC-LSD计算预测适当的电子基态配置的Mn在GaAs，GaP和GAN。对（GaMn）As中的磁矩和p-d交换进行了定量计算，结果与实验符合得很好。这些结果使我们能够验证常用的磁性半导体模型。此外，我们讨论了从密度泛函理论计算中提取局域能级结合能的微妙问题。我们提出了三种方法，考虑到最终状态的影响，以估计的结合能的锰在GaAs的d水平。我们发现计算值和估计从photoemisison实验之间有很好的协议。
2006-10-13 cond-mat.mtrl-sci
Electronic properties of Bi-doped GaAs(001) semiconductors
尽管Bi掺杂GaAs在光电子学和拓扑绝缘体等领域有着巨大的应用潜力，但其电子能带结构的实验研究却很少。原因是生长的复杂性，其倾向于使体积，特别是表面性质处于不确定的状态。在这里，我们提出了一个深入调查的结构和电子特性的GaAsBi外延生长的分子束外延高（001）晶体顺序和明确的表面结构明显从低能电子衍射。X-射线和紫外光电子能谱以及角度分辨的光电子能谱数据在可变的光子能量允许解开Bi丰富的表面层与$(1\times3)$对称性的影响纳入GaAs体基质中的Bi原子。Bi浓度的影响高达$\approx 1$ \%集成在GaAs块体中是可见的角度分辨的光电子能谱后，温和的离子轰击和随后的退火步骤。我们的结果的解释是通过密度泛函理论模拟散装和$β2(2\times 4)$重建板的几何形状和没有Bi。在实验和理论中，GaAs重空穴和轻空穴体能带的色散中的Bi诱导的能量偏移是明显的，这与光学带隙中的调制以及因此的光电应用有关。
2018-06-21 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure of GaAs1-xNx alloy by soft-X-ray absorption and emission: Origin of the reduced optical efficiency
本文首次利用软X射线吸收（SXA）和发射（SXE）方法测定了稀GaAs_（1-x）Nx（x=3%）合金中N原子的局域电子结构。偏离晶体GAN，特别是在导带中，是戏剧性的。利用SXE/SXA光谱的轨道特征和元素特异性，我们确定了从N原子在价带最大值的电荷转移，减少了与导带最小值的波函数的重叠，作为限制GaAs 1-xNx合金的光学效率的主要因素。此外，还发现了一个k守恒的共振非弹性X射线散射过程，涉及L1导出的价态和导电态。
2002-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Quasiparticle Corrections to the Electronic Properties of Anion Vacancies at GaAs(110) and InP(110)
本文提出了一种计算半导体中点缺陷的光学缺陷能级和热力学电荷跃迁能级的新方法，其中包括对密度泛函理论的Kohn-Sham本征值的准粒子修正。它的适用性被证明为在III-V族半导体的（110）表面的阴离子空位。我们发现GaAs（110）和InP（110）的（+/0）电荷跃迁能级分别为0.49 eV和0.82 eV。结果表明，局部密度近似的一个明显的改善，并同意密切与实验分析。
2006-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Semicore Orbitals on the Electronic Band Gaps of Si, Ge, and GaAs within the GW Approximation
本文研究了半核心态对硅、锗和砷化镓的自能修正和电子能隙的影响。自能效应计算内GW的方法，和电子状态扩展在平面波的基础上。对于这些材料，我们产生{ \it ab initio}赝势处理的原子轨道的最外层的两个壳层的价态，而不是在传统的赝势计算的最外层的价壳层。由此产生的直接和间接的能隙进行比较与实验测量和以前的计算的基础上赝势和“全电子”的方法。我们的研究结果表明，与最近的说法相反，由于半核态的带隙的自能效应可以很好地占在标准的价赝势形式主义。
2003-07-09 cond-mat.mtrl-sci
Electronic effects in high-energy radiation damage in iron
电子效应被认为是重要的高能辐射损伤过程中，预计高电子温度，但他们的影响目前还不清楚。在这里，我们进行分子动力学模拟的高能碰撞级联$α$ -铁使用耦合的两个温度分子动力学（2 T-MD）模型，结合了电子停止和电子-离子相互作用的影响。随后，我们将其与仅采用电子停止的模型进行比较，并发现了一些有趣的新见解。2 T-MD的结果在减少的热尖峰和更快的松弛的损伤在短时间内的损伤产生。值得注意的是，2 T-MD模型在较长时间内给出了类似的最终损伤量，我们认为这是两种相互竞争的效应的结果：较少量的短期损伤和较短的损伤恢复时间。
2014-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical interpretation of the experimental electronic structure of lens shaped, self-assembled InAs/GaAs quantum dots
我们采用原子赝势描述的电子结构的自组装，透镜形状的InAs量子点内的“线性组合体带”的方法。与实验结果进行了比较，包括单粒子电子和空穴能级间距、激子带隙、电子-电子、空穴-空穴和电子-空穴库仑能以及光学极化各向异性等。我们发现一个普遍良好的协议，这是进一步改善的点组成，其中一些Ga扩散到点。
2000-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Structural, electronic and magnetic properties of Mn-doped GaAs(110) surface
利用第一性原理全能赝势方法研究了Mn掺杂GaAs（110）截面的STM像。我们已经考虑了配置与Mn的间隙位置在最上面的表面层与Mn包围的As（Int $_{As}$）或Ga（Int $_{Ga}$）原子。Mn在GaAs（110）表面的引入导致了晶格的强烈局部畸变，原子间距离相对于未弛豫的原子间距离的变化高达3%。在这两种情况下，表面电子结构是半金属（或\emph{nearly}半金属），它强烈地依赖于当地的Mn环境。附近的Mn原子表现出诱导自旋极化，导致铁磁Mn-As和反铁磁Mn-Ga配置。STM图像的模拟显示了非常不同的模式的成像的Mn原子，这表明它们可以很容易地通过STM分析来辨别。
2006-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio electronic stopping power for protons in Ga$_{0.5}$In$_{0.5}$P/GaAs/Ge triple-junction solar cells for space applications
针对空间太阳电池板的辐射损伤问题，首先采用Monte Carlo粒子输运方法模拟了质子对三结Ga $_{0.5}$ In $_{0.5}$ P/GaAs/Ge太阳电池的影响，得到了质子在电池中的穿透随能量的变化规律。其次是系统的{ \it ab initio}调查质子在不同层的细胞在相关的速度，通过实时时间相关的密度泛函理论（RT-TDDFT）计算的电子阻止本领。电子阻止本领被发现显着依赖于不同的沟道条件，这应该会影响低速损伤的预测，这是理解的碰撞参量和电子密度沿path. Additionally，我们探索的效果的多层结构的层之间的界面上的能量损失的质子，随着晶格匹配的太阳能电池中的应变的效果。这两种影响被认为是小的主要散装效果相比。界面能量损失随着质子速度的降低而增加，并且在一种情况下，存在有效的界面能量增益。
2020-11-12 cond-mat.mtrl-sci
Electronic effects in high-energy radiation damage in tungsten
虽然在高能辐射损伤过程中的电子激发的影响目前还不清楚，它表明，它们在辐射与物质的相互作用中的作用是重要的。采用耦合双温分子动力学（2 T-MD）模型对体心立方钨中的高能碰撞级联进行了分子动力学模拟。我们比较了这些影响的组合对诱导的损伤，只有电子停止的影响，并得出结论，在几个新的见解。在2 T-MD模型中，电子-声子耦合导致在熔融区域中产生较少的损伤，并且在短时间内损伤的松弛更快。这两种效果导致在较长时间内的最终损害量显着减少。
2015-02-09 cond-mat.mtrl-sci
The electronic structure around As antisite near (110) surface of GaAs
本文研究了GaAs中单个反位As在稳定和亚稳原子组态下的体相和近表面电子结构。As反位的最典型的电子结构是存在从As反位延伸的定域p轨道。在稳定构型中，As反位的最高占据态主要是与相邻As原子有节点连接的s轨道，而在亚稳构型中，最高占据态主要是与相邻As原子无节点连接的p轨道。在反位As周围的As原子上的定域p轨道存在于反位As的每一种构型中。这些特征被保留，除了位于表面层中的As反位的情况下，在该情况下，中间带隙能级被涂抹到导带中，并且在价带的顶部附近不存在局域态。在低温生长的GaAs中观察到的缺陷的扫描隧道显微镜图像，可能被分配为反位，亚稳性的起源，并在表面层中的缺陷的特性进行了讨论。
2005-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Theory of the electronic structure of dilute bismide and bismide-nitride alloys of GaAs: Tight-binding and k.p models
将稀浓度的铋（Bi）添加到GaAs中以形成GaBiAs合金导致带隙能量Eg的大幅降低，伴随着自旋轨道分裂能量（delta_SO）的显著增加，导致对于约10%Bi组合物的Eg < delta_SO区域，这在技术上与高效光子器件的设计相关。四元合金GaBiNAs为带隙调节提供了进一步的灵活性，因为氮和铋都可以独立地引起带隙减小。本文采用sp 3s紧束缚和14带k.p模型研究了GaBiAs和GaBiNAs合金的电子结构。我们的结果与现有的实验数据吻合得很好。
2012-08-21 cond-mat.mtrl-sci
ZnSe/GaAs(001) heterostructures with defected interfaces: structural, thermodynamic and electronic properties
我们用\emph{ab--initio}赝势方法计算了ZnSe/GaAs（001）异质结构的结构和电子性质，并考虑了电荷中性的界面结构.除了最简单的配置与原子相互扩散，我们也考虑一些配置，其特征在于作为耗尽和阳离子空位，最近的成功增长的ZnSe/GaAs赝晶结构的最小堆垛层错密度，其特征在于存在缺陷的（Zn，Ga）Se合金在界面区域的动机。我们发现-在特定的热力学条件下-一些缺陷的配置是有利于与简单的阴离子或阳离子混合的无缺陷的，和计算的带偏移的一些缺陷的结构是兼容的测量。虽然它是不可能的，以提取有关精确的界面成分和空位浓度的指示，我们的研究结果支持（Zn，Ga）Se缺陷的化合物在高品质的ZnSe/GaAs（001）异质结与低本征堆垛层错密度的实验指示。测得的能带偏移的范围表明，不同的原子在界面重新排列，可能存在的空缺，在这样一种方式，不仅本地电荷，但也离子偶极子消失。
2005-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Dynamics Due to Exchange Interaction with Holes in Bulk GaAs
本文研究了p型掺杂GaAs中电子-空穴交换相互作用（Bir-Aronov-Pikus机制）引起的电子自旋动力学。我们讨论在何种条件下，这种机制的自旋弛豫时间是，在原则上，访问实验技术，特别是2-光子光电发射，但也法拉第/克尔效应测量。我们给出了数值结果的自旋弛豫时间的范围内的p型掺杂密度和温度。然后，我们超越弛豫时间近似和数值计算自旋相关的电子动力学，包括自旋翻转电子空穴交换散射和自旋守恒载流子库仑散射的玻尔兹曼散射积分的水平。我们表明，电子动力学偏离简单的自旋弛豫动力学的电子激发在高能量的热化不发生快于自旋弛豫时间。我们还提出了一个推导的屏蔽的电子-空穴交换散射的影响，并得出结论，它可以被忽略的情况下的GaAs，但可能成为重要的窄隙半导体。
2010-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Effect of N interstitial complexes on the electronic properties of GaAs$_{1-x}$N$_{x}$ alloys from first principles
N对GaAs $_{1-x}$ N $_{x}$合金电子结构的影响已被采用多种方法研究，然而，关于N在这些合金中的重要性，理论和实验之间没有一致的看法，其本质仍然未知。在这里，我们分析了五种不同的N缺陷对GaAs $_{1-x}$ N $_{x}$合金的电子结构的影响，使用密度泛函方法：我们计算电子态，形成能和电荷跃迁能级。所研究的缺陷包括N $_{As}$、As $_{Ga}$、As $_{Ga}$ -N $_{As}$替代型缺陷以及（N-N）$_{As}$、（N-As）$_{As}$分裂-间隙复合缺陷。我们计算的缺陷形成能与S.B. Zhang等人[Phys.Rev.Lett. 86，1789（2001）]，谁预测这些缺陷。在间隙缺陷中，我们发现（N-As）$_{As}$是能量最低的结构，与（N-N）$_{As}$相比，这与最近的实验结果一致[T. Jen等人，应用物理信函107，221904（2015）]。我们还计算了由于这些缺陷中的每一个引起的电子结构中的水平：缺陷状态可能会发生深层次的差距，浅层次的带边附近，并作为散装状态之间的水平。我们发现，在能带结构的最大变化是由一个孤立的N原子在GaAs，这是共振的导带，表现出强烈的N和GaAs之间的杂化状态。带隙中的更深能级是通过（N-N）$_{As}$分裂间隙缺陷获得的。我们的结果证实了在N位周围形成了高度局域化的态，这对于光致…
2019-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Critical Disconnect Between Structural and Electronic Recovery in Amorphous GaAs during Recrystallization
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
研究揭示了非晶GaAs在再结晶过程中结构与电子恢复的不一致，发现电子特性偏离原始材料，突显长程有序与局部缺陷对功能的不同影响。
2025-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Tight-binding study of the influence of the strain on the electronic properties of InAs/GaAs quantum dots
本文在$s p^{3} s^{*}$紧束缚（ETB）模型下，从原子论角度研究了应变对量子点电子性质的影响.结果的模型系统的盖帽的nano-shaped InAs量子点的GaAs中，含有$10^{5}$原子的超晶胞，并与以前的经验赝势的结果进行比较。良好的一致性表明，ETB是一个可靠的替代原子处理。应变是通过原子价力场模型。的ETB治疗允许键长和键角偏离理想的InAs和GaAs锌结构的影响被选择性地从电子结构计算中删除，给出定量信息的重要性上的束缚态能量的应变效应和空间伸长的波函数的物理起源。点-点耦合的影响也被检查，以确定应变场和波函数重叠的相对权重。
2003-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Dependence of the electronic structure of self-assembled InGaAs/GaAs quantum dots on height and composition
虽然自组装In_{1-x} Ga_{x} As/GaAs点的电子和光谱性质取决于它们的形状、高度和合金成分，但这些特性通常不能从实验中准确地知道。这造成了一个困难，比较测量的电子和光谱性质与计算的。由于简化的理论模型（有效质量，k.p，抛物线模型）不能完全传达形状，尺寸和组成对电子和光谱特性的影响，我们通过提供准确的计算结果作为点高度和组成的函数来弥合差距。主要成果如下。(i)不管高度和成分如何，电子能级形成了几乎简并态的壳层。相比之下，空穴能级仅在平点和最高空穴能级（HOMO）附近形成壳。(ii)在合金点中，电子的“s-p”分裂对高度的依赖很弱，而"p-p“分裂则非单调地依赖。在非合金InAs/GaAs点，这两个分裂依赖于弱的高度。对于合金点中的空穴，"s-p“分裂随高度的增加而减小，而" p-p”分裂几乎保持不变。浅的、非合金的点具有几乎相同大小的“s-p”分裂，而"p-p“分裂更大。(iii)随着高度的增加，HOMO的波函数的“s”和“p”特征变得混合，重空穴和轻空穴的特征也是如此。(iv)在合金点中，低位空穴态位于点内部。值得注意的是，在非合金化的InAs/GaAs点，这些国家成为本地化的界面高度增加。这种局部化是由纳米结构中存在的双轴应变驱动的。
2005-02-16 cond-mat.mtrl-sci
Accurate Electronic, Transport, and Bulk Properties of Gallium Arsenide (GaAs)
我们报告准确的，计算的电子，运输，和大量的锌砷化镓（GaAs）的性质。我们的从头算，非相对论，自洽计算采用局域密度近似（LDA）势和原子轨道的线性组合（LCAO）形式主义。我们严格遵循Bagayoko，Zhao和William（BZW）方法，并由Ekuma和Franklin（BZW-EF）进行了改进。我们计算的直接带隙为1.429 eV，实验晶格常数为5.65325 μ m，与实验值非常吻合。计算的总态密度数据再现了几个实验确定的峰。我们预测的平衡晶格常数，体积模量，和低温带隙为5.632 Ω，75.49 GPa，和1.520 eV，分别。后两者与相应的75.5 GPa（74.7 GPa）和1.519 eV的实验值非常吻合。这项工作强调了局域密度近似（LDA）描述和准确预测半导体性质的能力，前提是计算符合DFT的有效性条件[AIP Advances，4，127104（2014）]。
2016-01-20 cond-mat.mtrl-sci
(Ga,Mn)As on patterned GaAs(001) substrates: Growth and magnetotransport
通过在GaAs（001）衬底上制备的具有（113）A侧壁和（001）顶层的[1-10]取向脊形结构上生长（Ga，Mn）As薄膜，实现了一种具有横向限制电子和磁性的新型（Ga，Mn）As微结构。的温度和磁场相关的磁输运数据的过度生长的结构进行了比较，从平面参考样品揭示的共存的电子和磁性的特定的（001）和（113）A（Ga，Mn）作为一个单一的样品。
2006-07-26 cond-mat.mtrl-sci
Ab Initio calculation of band gap renormalization in highly excited GaAs
我们提出了晶体GaAs中强电子激发（~ 10%的价电子被激发到导带）的情况下的从头计算准粒子自能，与高强度超短脉冲激光实验相关。计算使用的GW近似的Keldysh格林函数方法的基础上的平衡泛化。我们的研究结果表明，虽然带隙是一个敏感的函数的量的激发，它是不可能的诱导完全带隙关闭在这个系统中，通过纯电子手段。
2004-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Intersubband Electronic Properties of InAs/GaAs Quantum Dot Molecules with Horizontal Spacer
本文研究了两个横向耦合的圆顶状InAs/GaAs量子点的子带间电子性质。包络函数和本征能量被计算为点之间的距离的函数。点之间的耦合进行了研究，使用点之间的过渡寿命。结果表明，在近距离（小于3 nm）的量子点是耦合的，随着距离的增加，跃迁寿命急剧下降，量子点变得不耦合。
2013-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Beam damage of single semiconductor nanowires during X-ray nano beam diffraction experiments
纳米探针X射线衍射（nXRD）是一种利用聚焦同步辐射来研究单个半导体纳米线结构特性的强有力的技术。然而，当在环境条件下进行实验时，所需的高X射线剂量和延长的暴露时间可导致辐射损伤。为了揭示辐射损伤的起源，我们比较了在第三代源PETRA III的P08光束线的微焦点站在环境条件下和在He气氛下对单个半导体纳米线的生长几何形状进行的nXRD实验。使用9 keV的入射X射线束能量和10 $^{10}$ s $^{-1}$的光子通量，通过在几个小时内连续记录在固定空间位置处的111布拉格反射的倒易空间图来监测单个GaAs/In $_{0.2}$ Ga $_{0.8}$ As/GaAs核-壳纳米线的轴向晶格参数和倾斜。此外，（In，Ga）As量子阱的发射特性，暴露的纳米线的原子组成和纳米线的形态进行了研究，分别通过阴极发光光谱，能量色散X射线光谱和扫描电子显微镜，无论是之前和之后的nXRD曝光。暴露在环境条件下的纳米线显示出严重的光学和形态学损伤，这是减少暴露在He气氛下的纳米线。所观察到的损伤可以在很大程度上归因于空气中X射线引起的臭氧反应的氧化过程。由于与GaAs相比较低的传热系数，该氧化物壳限制了通过纳米线侧刻面的传热，这被认为是生长几何形状中纳米线散热的主要通道。
2020-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and magnetic properties of Mn and Fe impurities near GaAs (110) surface
结合密度泛函理论计算和微观紧束缚模型，我们从理论上研究了位于GaAs（110）面附近的单个替位过渡金属杂质（Mn和Fe）的电子和磁性.对于$[\rm Mn^{2+}]^0$+受体空穴（h）复合物的情况，明确包括杂质$d$ -电子的紧束缚模型的结果与将杂质自旋视为有效经典矢量的方法非常一致。对于铁的情况下，中性等电子$[\rm Fe^{3+}]^0$和电离的$[\rm Fe^{2+}]^-$状态是相关的地址扫描隧道显微镜（STM）实验，列入$d$ -轨道是必不可少的。我们发现，在间隙中的电子结构的Fe杂质是显着修改的表面效应。对于中性受主态$[{\rm Fe}^{2+}, h]^0$，磁各向异性对杂质子层的依赖性类似于$[{\rm Mn}^{2+}, h]^0$的情况。相比之下，对于$[{\rm Fe}^{3+}]^{0}$电子配置，磁各向异性表现不同，它是相当小的。对于这种状态，我们预测，它是可能的操纵Fe的时刻，例如，通过外部磁场，可检测的后果，在STM探测的状态的局部密度。
2014-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Impact of Electronic Energy Dissipation on Primary Radiation Damage Formation in Silicon
Aalto University（阿尔托大学）
研究利用分子动力学模拟，通过双温模型探索离子 - 电子耦合在硅辐射损伤模拟中的作用，比较不同耦合函数与原子间势，发现耦合函数形式对缺陷产生等有关键作用，且耦合影响取决于原子间势，强调物理描述对准确预测辐射损伤的重要性。
2026-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Radiation damage in biological material: electronic properties and electron impact ionization in urea
用X射线源对生物大分子进行结构研究时，辐射损伤是不可避免的过程。在晶体学中，这个过程可以通过晶体中的损伤分布来限制，而对于单分子成像，可以通过采用短的强脉冲来超越它。次级电子的产生在损伤形成过程中起着至关重要的作用。从第一性原理出发，计算了尿素分子的能带结构和能量损失函数，进而计算了尿素分子的非弹性电子截面。使用分子动力学模拟，我们量化的损伤和研究的幅度和空间范围的电子云来自一个入射电子，以及依赖于初始能量。
2009-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Energetic, electronic and magnetic properties of Mn-dimers on reconstructed (001) GaAs surfaces
我们研究了在重建的$(001)$ GaAs表面上的稀释置换Mn对的能量、磁性和电子性质。这些研究是基于密度泛函理论框架下的第一性原理计算。我们证明了系统的稳定性强烈依赖于位置，取向和Mn原子之间的距离构成对。独立考虑的表面重建模式，锰对与锰原子是最近的邻居（NN）的阳离子亚晶格变成是积极的更有利的比对锰原子之间的距离较大。然而，Mn-NN-对的优先堆积取向取决于表面重构，并且平行于$[110]$或$[1\bar{1}0]$晶体学方向。我们还揭示了Mn-NN对的磁有序机制。沿着$[110]$结晶方向的Mn-NN对总是表现出Mn自旋的铁磁对准，而沿着$[1\bar{1}0]$方向的Mn-NN对中的自旋大多是反铁磁对准的。在含铁磁自旋Mn对的体系的电子结构中，我们观察到费米能级附近的价带空穴态。这表明，在这个原型的稀磁半导体的表面铁磁性可以解释的$p$ - $d$齐纳模型。
2017-03-17 cond-mat.mtrl-sci
Investigation of the anisotropic electron g factor as a probe of the electronic structure of GaBi$_{x}$As$_{1-x}$/GaAs epilayers
本文从实验和理论两方面研究了一系列GaBi $_{x}$ As $_{1-x}$ /GaAs应变外延层中的电子Landé g因子（$g^{*}$），其中铋的含量可达$x = 3.8$ %。我们测量$g^{*}$通过时间分辨的光致发光光谱，我们用它来分析的自旋量子拍在光致发光的偏振在外部施加的磁场的存在下。实验测量直接比较原子紧束缚计算大型超晶胞，这使我们能够明确考虑合金无序效应。我们表明，$g^{*}$的幅度增加强烈的Bi组合物$x$和，基于理论计算和实验测量之间的协议，阐明观察到的变化的根本原因$g^{*}$。通过改变外加磁场的方向进行测量，我们进一步证明了$g^{*}$是强各向异性的。我们量化所观察到的变化$g^{*}$与$x$，其各向异性，在外延应变和Bi诱导的杂交的价态由于合金无序，强烈扰动的电子结构的组合。
2014-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio investigation of the interfacial structural, electronic, and magnetic properties of Co$_{2}$MnAl/X (X = MgO and GaAs) heterostructures
本文利用第一性原理计算系统研究了Co2MnAl/MgO和Co2MnAl/GaAs异质结构的界面稳定性、电子和磁性质，发现Co端接界面更稳定但呈金属性，而MnAl端接界面保持近半金属性，为自旋电子学器件优化提供理论指导。
2025-08-22 cond-mat.mtrl-sci
Carrier dynamics in ion-implanted GaAs studied by simulation and observation of terahertz emission
我们研究了砷离子注入GaAs的太赫兹（THz）辐射的实验和三维载流子动力学模拟。通过对砷离子（1和2.4MeV）进行多能重氮化和随后的热退火，在体GaAs样品的光吸收深度上形成了均匀密度的空位。在一系列太赫兹辐射实验中，发现当离子注入剂量从10^13增加到10^16 cm-3时，峰值太赫兹功率的频率从1.4增加到2.2THz。我们使用了半经典的超快载流子动力学的蒙特卡罗模拟重现和解释这些结果。通过考虑载流子在中性和带电杂质处的散射以及载流子在缺陷处的俘获，将离子诱导损伤的影响包括在模拟中。较高的空位浓度和较短的载流子捕获时间都有助于较短的模拟太赫兹脉冲，后者是更重要的实验现实的参数范围内。
2005-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure of intentionally disordered AlAs/GaAs superlattices
本文采用赝势和平面波方法研究了2000个原子的非周期三维（AlAs）_n/（GaAs）_m（001）超晶格的电子结构，其中层厚n，m = {1，2，3}是随机选择的。我们发现，而等效（n = m = 2）有序超晶格的带隙是间接的，层厚度的随机波动导致在平面布里渊区的直接间隙，沿生长方向的强波函数本地化，短的辐射寿命，和显着的带隙减少，在协议与实验上有意生长的无序超晶格。
1995-01-24 cond-mat.mtrl-sci mtrl-th
Second comment on "Dense and nanometric electronic excitations induced by swift heavy ions in an ionic CaF2 crystal: Evidence for two thresholds of damage creation"
关于速度效应的性质和存在性的争论[G. Szenes，Phys.Rev.B87，056101（2013）]，[M. Toulemonde等人，Phys.Rev.B87，056102（2013）]在最近报道了CaF2中快速重离子径迹的新实验数据之后重新点燃[M. Toulemonde等人，Rev.B85，054112（2012）]。本文证明了文献[G. Szenes，Phys.Rev.B87，056101（2013）]应在分析热峰模型内进行不同解释。我们还提出了明显的失踪速度效应的解释。
2013-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Interface properties of the NiMnSb/InP and NiMnSb/GaAs contacts
我们使用两种不同的最先进的全势\textit{ab-initio}电子结构方法研究半金属Heusler合金NiMnSb与二元半导体InP和GaAs之间的界面的电子和磁性。虽然在大多数NiMnSb/InP（001）接触的情况下，半金属性丧失，但当界面由Ni和P层构成时，可以保持高度的自旋极化。在GaAs半导体的情况下，Ni- $d$和As- $p$轨道之间的杂化相对于Ni- $d$和P- $p$轨道之间的杂化更大，破坏了这种极化.（111）界面呈现强界面态，但在这种情况下，也有少数界面呈现在费米能级处的高自旋极化，其可以达到高达74%的值。
2004-09-13 cond-mat.mtrl-sci
Ellipsometric study of the Electronic Structure of GaMnAs and LT-GaAs
我们已经测量了GaMnAs的光学常数从0.62 eV到6 eV，使用光谱椭圆偏振。介电函数的二阶导数通过临界点分析进行检查。随着Mn掺杂的增加，E1临界点向更高的能量移动，而所有其他临界点似乎不受影响。临界点的演化是由电离杂质的带隙重整化和Mn诱导杂质带与GaAs价带和导带的sp-d杂化之间的相互作用引起的。
2004-04-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic structure of (Ga,Mn)As revisited
在稀磁半导体，特别是（Ga，Mn）As中，介导铁磁耦合的电子态的详细性质一直是一个长期争论的问题。讨论了两种对立的模型，着重讨论了主带载流子和杂质带载流子。使用角分辨光电子能谱，我们首次能够确定一个高度分散的Mn诱导的能带（Ga，Mn）As。结果表明，（Ga，Mn）As系统的电子结构在整个价带上与GaAs系统的电子结构相比发生了显著的变化。接近费米能，Mn的存在诱导GaAs的体能带的强烈混合，这导致在GaAs的带隙区域中出现高色散带。对于Mn浓度高于1%的带达到费米能级，因此可以托管铁磁耦合所需的离域空穴。总的来说，我们的数据提供了一个坚定的证据，离域载流子属于修改主机价带。
2016-08-24 cond-mat.mtrl-sci
Electronic phase diagrams of carriers in self-assembled InAs/GaAs quantum dots: violation of Hund's rule and the Aufbau principle for holes
采用单粒子赝势和多粒子组态相互作用方法研究了InAs/GaAs量子点中最多六个电子或空穴的轨道和自旋组态.我们发现，虽然{ \it电子}的充电遵循Hund规则和Aufbau原则，{ \it空穴}的充电遵循非平凡的充电模式，违反Aufbau原则和Hund规则，并且对量子点尺寸的细节是鲁棒的。预测孔装药序列提供了一个新的解释最近的充电实验。
2005-05-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetoresistance and electronic structure of asymmetric GaAs/AlGaAs double quantum wells in the in-plane/tilted magnetic field
用磁输运测量方法研究了在标准异质结GaAs缓冲层中薄势垒形成的双层二维电子系统。在平行于电子层取向的磁场中，磁阻表现出与较高占据子带的减少和场诱导过渡到去耦双层相关联的振荡。Shubnikov-de Haas振荡在稍微倾斜的磁场中允许重建作为面内磁场的函数的各个子带中的电子浓度的演变。实验得出的系统的特性与电子结构的数值自洽场计算定量一致。
2000-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic correlations in short period (CrAs)$_n$/(GaAs)$_n$ ferromagnetic heterostructures
采用多体和电子结构计算相结合的方法，研究了含$n \leq 3$的（CrAs）$_n$ /（GaAs）$_n$ [001]叠层异质结的半金属性.讨论了$n=1$在强电子关联下的界面态。对于$n=2,3$，我们的研究结果表明，少数自旋半金属间隙被抑制的本地相关在有限的温度下，并不断缩小增加的异质结周期。尽管在室温附近异质结构的磁化仅偏离理想整数值$2%$，但在$E_F$处的有限温度极化至少减小了$25%$。费米能级以下的少数自旋最高价态被发现本地化更多的GaAs层，而最低的导电状态有一个多体的起源。因此，我们的研究结果表明，在这些异质结构中，空穴和电子保持分离的不同层之间。
2010-11-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin Relaxation in GaAs: Importance of Electron-Electron Interactions
我们研究自旋弛豫在n型体GaAs，由于Dyakonov-Perel机制，使用系综Monte Carlo方法。我们的研究结果证实，自旋弛豫时间的增加与电子密度的制度中的中等电子浓度和高温。我们表明，在非简并制度的电子-电子散射显着减慢自旋弛豫。这一结果支持了Glazov和Ivchenko的预测。最重要的是，我们的研究结果突出了自旋动力学的多体相互作用的重要性：我们表明，只有通过适当地考虑电子-电子相互作用的模拟，结果的自旋弛豫时间--相对于电子密度和温度--将达到良好的{ \it定量}协议与相应的实验数据。我们的计算不包含拟合参数。
2016-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and exchange constants in magnetic semiconductors digital alloys: chemical and band-gap effects
第一性原理模拟已经进行了[001]有序Mn/Ge和Mn/GaAs“数字合金”，重点是i）更大的带隙和ii）不同的半导体主体对磁性半导体的电子结构的影响。Mn/Ge中的交换常数的计算结果表明，即使对于较长范围的耦合常数，较大的带隙也会产生较强的最近邻铁磁耦合和整体增强的面内铁磁耦合。至于交换常数的化学效应，我们发现，Mn/GaAs显示出较小的最近邻铁磁耦合比Mn/Ge，但交换常数较高的Mn-Mn距离显示出整体增加的Mn/GaAs的铁磁行为。因此，从磁耦合的角度来看，这两个系统的平均行为相当相似。
2006-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Effect of post-growth annealing on the optical properties of InAs/GaAs quantum dots: A tight-binding study
本文从原子学角度研究了化学无序In $_{x}$ Ga $_{1-x}$ As金字塔量子点的应变场、单粒子电子能谱和基本光学跃迁的振子强度。通过一个简单的模型模拟了埋在GaAs基质中的最初“纯”InAs点的界面之间的相互扩散，导致原子配置，其中突然的异质界面被空间不均匀的组合物分布$x$取代。结构弛豫和应变场的计算是通过基廷价力场（VFF）模型进行的，而电子和光学性质的经验紧束缚（ETB）的方法内确定。我们分析了化学无序的两个不同方面的相对影响，即：（i）QD内部的应变消除的影响，以及（ii）由于III族原子物种相互扩散而产生的纯化学效应。我们发现，这些影响可能是定量可比的，显着影响的电子和光学性质的点。我们的研究结果进行了讨论，与最近的发光研究的混合量子点。
2005-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Swift heavy ions in polyethylene: simulation of damage formation along the path
本研究结合蒙特卡罗代码TREKIS-3与分子动力学模拟，开展快重离子在非晶聚乙烯中沿路径损伤的原子级模拟，揭示了能量损失与损伤峰值的位置差异、不同离子能量下的损伤阈值差异及活性碎片分布规律。
2024-09-17 cond-mat.mtrl-sci
Damage in graphene due to electronic excitation induced by highly charged ions
石墨烯预期对电离粒子辐射相当不敏感。我们证明，单层剥离的石墨烯维持与缓慢的高电荷离子的照射显着的损害。我们研究了不同电荷态（q = 28-42）、动能E_kin = 150-450 keV的高电荷态离子辐照石墨烯后的离子感生变化。原子力显微镜图像显示，离子诱导的缺陷是不是地形的性质，但有关的摩擦的显着变化。为了产生这些缺陷，需要最小电荷状态。除了这种阈值行为，所需的最小电荷状态以及缺陷直径显示出强烈的依赖于弹丸的动能。从缺陷直径对弹丸速度的线性依赖性，我们推断，电子激发所引发的入射离子在表面上的阶段发挥主导作用，这种意想不到的缺陷在石墨烯中的创建。
2013-10-23 cond-mat.mtrl-sci
All-electron study of InAs and GaAs wurtzite: structural and electronic properties
首次在密度泛函理论（DFT）的框架内研究了InAs和GaAs化合物纤锌矿相的结构和电子性质。我们使用全势线性缀加平面波（LAPW）方法和局域密度近似（LDA）的交换和相关，并比较相应的赝势计算的结果。从结构优化的纤锌矿多晶型的InAs，我们发现，c/a比是略大于理想的，内部参数u/c的值略小于理想的。在全电子方法中，与闪锌矿相相比，纤锌矿多晶型物的每InAs对平衡体积较小，结合能较高，而在伪处理中情况相反。然而，能量差小于标准密度泛函代码（~30 meV）的准确性，并且无法对两相的相对稳定性进行理论预测。为了研究使用LDA计算作为多体计算的激发特性的起点的可能性，我们在这里也提出了这些材料的能带结构。计算了有和没有相对论效应的能带。在InAs中，我们发现两种多晶型物的能隙是正的，当从非相对论计算获得时，否则为负。对于这两个半导体，我们确定的锌-铁电和纤锌矿相的自旋轨道分裂，以及新的纤锌矿多晶型物的晶体场分裂。
2007-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Electronic effects on the radiation damage in high-entropy alloys
高熵合金（HEAs）由于其复杂的局部化学环境和缓慢的缺陷迁移而成为抗辐射材料的特殊候选者。尽管通常被忽视，电子效应在辐射环境中的缺陷演变也发挥了至关重要的作用，通过耗散多余的能量，通过电子-声子耦合和电子热传导级联事件。我们提出了一个系统的研究在随机固溶体（RSS）中的四个和五个主要元素HEAs的电子性质和它们的缺陷形成，集群和重组的影响。电子性质，包括电子-声子耦合因子，电子比热，和电子热导率，计算内的第一性原理计算。利用双温分子动力学模拟，我们发现电子-声子耦合因子和电子比热在Frenkel对的形成中起关键作用。具体地，电子-声子耦合因子在初级撞击原子事件期间经由等离子体激元激发快速耗散动能，并且随后经由自由电子传导耗散。我们表明，这些影响是更关键的比原子失配产生的弹性畸变效应。巨大的兴趣，我们表明，包括较轻的元素有助于增加电子-声子耦合因子，这表明有可能通过最佳组合物来提高HEA的耐辐射性。
2022-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties of 3d-impurities substituted in GaAs
本文用第一性原理电子结构计算方法计算了GaAs中3d杂质（Cr-Ni）的磁性。我们提出了一个新的模型来解释III-V族稀磁半导体的铁磁长程有序。的铁磁性的起源示出是由于离域的自旋补偿作为悬挂键电子。除了定量预测的磁矩，我们的模型提供了一个理解的半金属，和临界温度的杂质浓度的提高。
2001-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Influence of interface structure on electronic properties and Schottky barriers in Fe/GaAs magnetic junctions
采用第一性原理密度泛函方法研究了Fe/GaAs（001）磁性结的电磁性质。突变和混合界面被认为是，电荷转移，磁化曲线，肖特基势垒高度，和自旋极化的状态密度对界面结构的依赖关系进行了研究。与As终止，突然界面与Fe的青睐，而Ga终止GaAs有利于形成一个混合层与Fe。肖特基势垒高度对界面的粗糙度特别敏感。在半导体间隙中的状态的一个显着的密度来自金属界面态。这些自旋相关的界面态导致费米能级处的态密度的显著少数自旋极化，其很好地持续到半导体中，为少数自旋隧穿通过肖特基势垒提供了通道。这些界面诱导的间隙状态和它们的依赖关系的原子结构在界面上讨论与潜在的自旋注入应用。
2006-03-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Strained band edge characteristics from hybrid density functional theory and empirical pseudopotentials: GaAs, GaSb, InAs and InSb
当晶体点群对称性在任意应变下破缺时，半导体的性质会发生急剧的变化。基于混合密度泛函理论，研究了GaAs，GaSb，InAs和InSb等半导体材料的电子能带结构和形变势.在这些第一性原理结果的指导下，我们发展了应变顺应的局部赝势用于经验赝势方法（EVM）。我们表明，新提出的经验赝势表现良好的带边和各向异性晶体变形下。利用双折射方法，我们研究了不同应力方向下的重空穴-轻空穴混合特性，这对于操纵它们的输运性质和光学选择规则可能是有用的。非常低的5 Ry截止为目标，在所产生的赝势铺平了道路，为大规模的基于EPM的电子结构计算，涉及这些晶格失配的成分。
2016-05-22 cond-mat.mtrl-sci
