Thermal properties of nanocrystalline silicon nanobeams
在纳米尺度下控制热能传递在许多应用和热性质中已经变得至关重要，因为它常常限制器件性能。在这项工作中，我们研究的影响所产生的纳米级结构的独立的纳米晶硅薄膜和增加的表面体积比时，制造成悬浮的光机械纳米梁的热导率。我们表征了不同晶粒尺寸的结构中的热传输，并阐明了晶粒尺寸和几何尺寸对热导率的相对影响。我们使用微时域热反射法研究的晶粒尺寸分布的影响，从10到400 nm，在独立的纳米晶硅薄膜的热导率考虑表面声子和晶界散射。我们发现热导率急剧下降，下降到10 W.m^{-1}.K^{-1}或更低，这只是单晶硅电导率的一小部分。减小晶粒尺寸进一步降低导热率。我们还观察到，这种效果是较小的OM纳米结构比在膜由于在降低热导率的表面散射的竞争。最后，我们介绍了一种新的多功能非接触式表征技术，可以适应于任何结构支持的热位移光共振，并使用它来评估的热导率。这种方法可以用于与光学共振表现出不同的模式配置文件和数据示出同意定量与热反射测量。这项工作开辟了一条道路，以一个更普遍的热表征的光机械腔，并创建热点与工程形状在所需的位置在结构中作为一种手段，研究耦合光子-声子结构中的热输运。
2021-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Thermal conductivity of strained silicon: molecular dynamics insight and kinetic theory approach
在这项工作中，我们研究了拉伸和压缩力对硅的热导率的影响。我们采用平衡分子动力学方法计算了不同原子间相互作用势下的热导率。更具体地说，我们测试了Stillinger-Weber，Tersoff，环境依赖的原子间势和改进的嵌入原子方法势，用于描述不同应变和温度条件下的硅原子运动。此外，我们从分子动力学模拟中提取了声子态密度和色散曲线。这些数据用于考虑动力学理论方法的导热系数的直接计算。比较分子动力学和动力学理论模拟结果作为应变和温度的函数，使我们能够研究影响应变硅热导率的不同因素。
2019-08-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
The Effect of Strained Bonds on the Electronic Structure of Amorphous Silicon
几种非晶硅结构的产生使用一个经典的分子动力学（MD）协议的熔化和淬火与不同的淬火速率。这些结构的计算的电子性质的分析表明，中间带隙态密度的a-Si，这是感兴趣的太阳能电池和薄膜晶体管的应用可以关联到键角标准偏差。我们还发现这个参数可以很好地决定a-Si的过剩能量，这是理论上生成实际a-Si原子结构的一个重要判据。
2020-12-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
The Exit-Wave Power-Cepstrum Transform for Scanning Nanobeam Electron Diffraction: Robust Strain Mapping at Subnanometer Resolution and Subpicometer Precision
扫描纳米束电子衍射（NBED）与快速像素化检测器是一种有价值的技术，快速，空间分辨映射的晶格结构在很宽的长度尺度。然而，由动态衍射和样品混合物引起的强度变化会阻碍定量所需的衍射盘中心的测量。需要强大的数据处理技术来为复杂样品和非理想条件提供准确和精确的测量。在这里，我们提出了一种方法来解决这些挑战，使用变换，称为出口波功率倒谱（EWPC），在音频信号处理中的倒谱分析的启发。EWPC将NBED图案转换为具有对应于原子间间距的尖峰的实空间图案。我们描述了一个简单的分析模型解释这些图案，干净地从NBED图案的倾斜和厚度引起的强度变化的晶格信息。通过跟踪EWPC图案中的原子间间距峰，应变映射证明了两个实际应用：映射的铁电畴在外延应变PbTiO 3膜和映射的应变分布在任意取向的核-壳Pt-Co纳米粒子燃料电池催化剂。EWPC变换使得能够以亚微米精度和亚纳米分辨率进行晶格结构测量，这对于小样品的倾斜和随机取向是鲁棒的。
2020-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of the electronic thermoelectric properties of bulk strained silicon-germanium alloys using the scattering relaxation times from first principles
本研究利用第一性原理方法计算单晶n型硅锗合金的电子热电性能，发现3%拉伸静水压应变在高温高掺杂下可使ZT提高50%，其增强机制在不同Ge组分下分别源于Lorenz数降低和Γ导带谷电子占据导致的电导率增加。
2019-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Strained crystalline nanomechanical resonators with ultralow dissipation
在应变机械谐振器中，拉伸应力和几何非线性的同时发生显著地降低了损耗。这种现象，耗散稀释，采用在镜面悬浮的引力波干涉仪和在纳米级，其中软夹持和应变工程允许极高的品质因数。然而，这些技术迄今为止仅应用于非晶材料，特别是氮化硅。晶体材料在低温下表现出显著较低的固有阻尼，这是由于在本体中不存在两级系统，如在韦伯棒和硅光机械腔中所利用的。因此，将耗散稀释工程应用于应变晶体材料可以实现极低损耗的纳米机械谐振器，这是由于降低的内部摩擦、高固有应变和高屈服强度的组合。开创性的工作尚未充分利用这一潜力。在这里，我们证明了单晶应变硅，高迁移率晶体管的材料开发，可以用来实现超低损耗的机械谐振器。我们观察到，高纵横比（$>10^5$）应变硅纳米串支持MHz的机械模式，品质因数超过$10^{10}$在7 K，10倍的改善，在氮化硅中报告的值。在7 K时，热噪声限制力灵敏度约为$45\ \mathrm{{zN}/{\sqrt{Hz}}}$ -接近碳纳米管的灵敏度-加热速率仅为每秒60量子。我们的纳米机械谐振器表现出比最原始的宏观振荡器更低的耗散，并且它们的低质量使它们特别有希望用于量子传感和转导。
2021-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Topological phonons in an inhomogeneously strained silicon-6: Possible evidence of the high temperature spin superfluidity and the second sound of topological phonons
非均匀应变硅中拓扑声子和挠曲电子电荷分离的叠加导致声子的拓扑电子磁性。声子的拓扑电子磁性也被认为会产生稳定的自旋流或自旋超流。在这项实验研究中，我们提出了可能的证据自旋超流在非均匀应变的p-Si薄膜样品。利用非局域电阻测量揭示了自旋超流性。在10 kHz和270 K至281.55 K之间的非局部电阻测量中观察到谐振行为，这归因于第二声音。第二声和空间变化的非局域电阻相的观测是自旋超流性的证据。在Pt/MgO/p-Si样品中也观察到了空间变化的非局域电阻，且具有相反的相位。整体的非局域响应可以被视为一个驻波从时间磁矩的拓扑声子。
2021-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Measurements and atomistic theory of electron $g$ factor anisotropy for phosphorus donors in strained silicon
本文报道了应变硅（sSi = Si/Si $_{1-x}$ Ge $_x$）环境中磷施主量子位的电子$g$因子各向异性（$| Δg |$ = $| g_{001} - g_{1 \bar 1 0} |$）的测量。进行了数百万原子紧束缚模拟，以了解作为$x$的函数的$| Δg |$的测量减少，这是由于界面相关的各向异性的减少。对于$x <$ 7\%，$| Δg |$的变化呈线性，可用$η_x x$描述，其中$η_x \approx$ 1.62 $\times$ 10 $^{-3}$。在$x$ = 20%时，测得的$| Δg |$为1.2 $\pm$ 0.04 $\times$ 10 $^{-3}$，与计算值1 $\times 10^{-3}$吻合较好。当应变和电场同时施加时，应变效应被预测对$| Δg |$起主导作用。我们的研究结果提供了有用的见解sSi：P自旋量子比特的自旋特性，更一般的自旋电子学和谷电子学研究领域的设备。
2018-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Band gap reduction in highly-strained silicon beams predicted by first-principles theory and validated using photoluminescence spectroscopy
该研究通过基于密度泛函理论的第一性原理计算不同晶向单轴张应力下硅的带隙减小量，并结合片上拉伸与光致发光光谱实验验证，证实理论与实验结果高度吻合。
2023-08-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Topological phonons in an inhomogeneously strained silicon-2: Evidence of spin-momentum locking
在这项研究中，我们报告的第一个实验证据的自旋动量锁定的拓扑声子在非均匀应变硅薄膜。拓扑声子中的自旋动量锁定导致独立样品结构中的纵向自旋织构或空间不均匀的自旋分布。利用位置相关的霍尔效应和平面霍尔效应测量揭示了自旋织构。载流子密度和反常霍尔电阻沿样品长度呈线性变化。同样，与自旋相关散射相关的平面霍尔电阻也被发现在沿着样品长度的两个不同位置处是不同的。自旋-动量锁定也引起了横向热自旋电流和自旋-能斯特磁热响应，这是发现使用角度相关的纵向二次谐波测量。磁热电响应也是Si样品的晶体学的函数，其中响应的符号<110>对于对准的<100>样品是相反的。拓扑声子中的自旋-动量锁定可以在室温及室温以上产生大的自旋相关响应，这可以为高能效的自旋电子学和自旋热电子学器件铺平道路。
2021-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modeling of strain-induced Pockels effect in Silicon
提出了一个描述中心对称晶体中应变诱导线性电光效应的理论模型。给出了一般公式，并详细研究了应变硅的具体情况，因为它具有集成光学的吸引人的特性。这种分析的结果是二阶磁化率张量和应变梯度张量之间的线性关系，一般取决于15个系数。该模型大大简化了应变硅波导中电光效应的描述，为光学器件的设计和优化提供了一个强有力的工具。
2016-12-24 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Topological phonons in an inhomogeneously strained silicon-4: Large spin dependent thermoelectric response and thermal spin transfer torque due to topological electronic magnetism of phonons
非均匀应变硅与金属双层结构中，弯电子掺杂与拓扑声子的叠加导致声子的拓扑电子磁性。在铁磁金属和Si双层结构的情况下，挠曲电子掺杂也将产生更大的自旋电流，这将导致由于声子的拓扑电子磁性而导致的大的自旋到电荷转换。通过在施加的应变梯度下向铁磁金属/Si双层结构施加温度差，可以产生大的热电响应。在这项实验研究中，我们报告了一个大的自旋相关的热电响应在Ni 80 Fe 20/Si双层结构。自旋相关的响应被发现是一个数量级大于Pt薄膜和类似的拓扑绝缘体表面状态，尽管可以忽略不计的内在自旋轨道耦合的Si。这种大的响应归因于声子的挠曲电子掺杂和拓扑电子磁性，这是使用拓扑能斯特效应测量发现的。这种使用非均匀应变工程来解决自旋电流密度和自旋到电荷转换的替代和新颖的方法可以为使用金属和掺杂半导体层状材料实现自旋电子学和自旋热电子学器件打开新的窗口。
2021-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological phonons in an inhomogeneously strained silicon-1: Evidence of long-distance spin transport and unidirectional magnetoresistance of phonons
非均匀介质中的横向声波类似于电磁波，并且由于非均匀性导致的动量空间中的Berry规范势而表现出拓扑行为。由于声子频率和色散将是沿应变梯度方向的局部应变的函数，因此可以使用在半导体薄膜（硅）中施加的应变梯度来产生非均匀（或梯度）介质。因此，可以在半导体薄膜中设计拓扑声子介导的自旋和热输运。在这里，我们提出了一个长距离（100 μ m）自旋运输的独立的Si薄膜样品下施加的应变梯度，使用横向自旋能斯特效应测量的证据。自旋长距离输运归因于声子在非均匀介质中的拓扑自旋霍尔效应。使用声子的单向磁阻的非互易响应的系数的大小在室温下是一样大的BiTeBr在低温下报告的非均匀介质进行了验证。拓扑声子也表现出拓扑能斯特效应。这些工作不仅加深了人们对非均匀系统的理解，而且为拓扑学和自旋声子学奠定了基础。
2021-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superconductivity in Shear Strained Semiconductors
半导体性和超导性是对科学和技术有巨大影响的显著量子现象，并且通常通过压力或掺杂可以调谐以具有两种类型的量子态的材料具有重要的基础和实际意义。在这里，我们通过第一性原理计算展示了通过不同的大范围弹性剪切应变将半导体调谐为超导体的独特途径，正如硅和碳化硅的示例性案例所证明的那样。应变驱动的键合结构，电子态，晶格振动和电子-声子耦合的演化分析揭示了强大的普遍变形诱导机制吉祥调制半导体和超导状态下的通用材料条件。这一发现为合理探索这些复杂量子现象在广泛材料中的可调谐出现和转变开辟了广阔的未开发结构配置。
2021-07-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Bond orbital description of the strain induced second order optical susceptibility in silicon
我们发展了一个理论模型，依赖于完善的sp3键轨道理论，描述应变诱导的$χ^{(2)}$四面体配位中心对称的共价晶体，如硅。用这种方法，我们能够描述的$χ^{(2)}$张量的线性组合的应变梯度和只有两个参数$α$和$β$，可以在理论上估计的每个组件。所得公式可用于模拟实际应变硅器件的应变分布，为优化其光学非线性效应提供了一个非常有用的工具。通过这样做，我们不仅能够确认应变硅中已知的关于$χ^{(2)}$的主要有效声明，而且还能够估计该器件中产生的$χ^{(2)}$的数量级。
2015-11-10 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Topological phonons in an inhomogeneously strained silicon-5: Inhomogeneous magnetoelectronic effect in a conductor
磁性晶体中的空间不均匀性会引起电极化的强度，这就是所谓的非均匀磁电效应。类似地，由于载流子浓度的空间不均匀性，导电多铁性材料中的非均匀磁电效应引起空间不均匀的磁矩和自旋分布。在这项研究中，我们提出了实验证据的非均匀磁电效应在Py/p-Si层状结构。Py/p-Si层状结构由于挠曲电子载流子掺杂和拓扑声子的叠加而表现出电子多铁性。它引起自旋密度和磁矩的空间调制，这是使用霍尔效应测量发现的。发现载流子密度和载流子类型是空间坐标和磁场方向的函数。观测到的调制也可以解释为波长为~142 μ m的无公度SDW。非均匀的磁电子效应也会引起磁热效应，在磁阻测量中利用热滞效应揭示了这一现象。这是第一个实验证据的非均匀磁电效应，这是电子对应的磁电效应。
2021-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On the Origin of the Second-Order Nonlinearity in Strained Si-SiN Structures
基于硅或其相关化合物（如氮化物和氧化物）的高效低损耗电光和非线性元件的开发有望通过消除对非CMOS兼容材料的需求来显著增强硅光子学。虽然体硅是中心对称的，因此没有显示出二阶（\c{hi}（2））效应，但在过去十年中积累的大量实验证据表明，当存在应变梯度时，可以观察到显著的\c{hi}（2）和普克尔斯系数。在这项工作中，我们将应变梯度诱导的\c{hi}（2）与另一种应变梯度诱导的现象，挠曲电效应联系起来。我们发现，即使存在极强的应变梯度，像Si这样的非极性材料的变化程度也不可能解释所观察到的chi^（2）现象的数量级。同时，在SiN这样的极性材料中，每个键都有很大的非线性极化率，所以当反转对称性被应变梯度破坏时，键的小（几度）重新取向就能产生实验观察到的chi^（2）量级。因此，我们认为应变Si结构中的非线性和电光效应的起源不在于Si本身，而在于提供应变的材料：氮化硅包层。
2015-09-03 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Coherent soft-mode phonon generation and detection in ultrathin SrTiO3 grown directly on silicon
在室温下对直接生长在Si上的SrTiO 3薄膜进行了时间分辨双色泵浦-探测偏振光谱研究，薄膜厚度从2 nm到7.8 nm。具有0.2太赫兹的特征频率的E软模脉冲产生和测量在这些相干应变的四相SrTiO 3薄膜。另一个过阻尼信号表明，双势阱之间的Ti离子可能弛豫跳跃。相干声子信号对泵浦和探测激光偏振的依赖性有助于识别声子模式。
2010-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Mid-infrared emission and absorption in strained and relaxed direct bandgap GeSn semiconductors
通过独立的工程应变和成分，这项工作证明和研究直接带隙发射在中红外范围内从硅上生长的GeSn层。在Sn含量为17 at.%的均匀层中，我们将室温发射波长扩展到~4.0 μm以上。基于温度依赖的光致发光、吸收测量和理论模拟，讨论了光发射的基本机制。无论应变和组成，这些分析证实，单峰发射总是观察到的探测温度范围为4-300 K，排除了缺陷和杂质相关的发射。此外，热激活的非辐射复合通道的载流子损耗被发现作为应变弛豫的结果被极大地最小化。吸收测量验证直接带隙吸收在应变和放松的样品在能量密切匹配的光致发光数据。这些结果突出了GeSn半导体作为可扩展、紧凑和硅兼容的中红外光子学和量子光电子学的通用构建块的强大潜力。
2020-12-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Thermoelectric transport in strained Si and Si/Ge heterostructures
通过详细的第一性原理计算研究了体硅在[111]方向应变下的各向异性热电输运性质，重点关注功率因数的可能提高。电子以及空穴掺杂进行了研究，在一个广泛的掺杂和温度范围。在低温和低掺杂的增强的功率因数，得到的压缩和拉伸应变的电子掺杂的情况下，在空穴掺杂的情况下的压缩应变。对于热电更重要的高温和高掺杂制度的功率因数的轻微增强，仅发现在小的压缩应变下的功率因数整体上对施加的应变是鲁棒的。为了进一步研究[111]取向Si/Ge超晶格的各向异性热电输运。在空穴掺杂下，由于量子阱效应，交叉面功率因数被显著抑制，而在电子掺杂下，交叉面功率因数被显著提高，据此，我们给出了电子掺杂[111]取向Si/Ge超晶格在$T=\unit[300]{K}$和$T=\unit[900]{K}$下的ZTPDMATHABMM和ZTPDMATHABMN的优值.所有结果进行了讨论的能带结构的功能。
2012-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent recombination in Czochralski silicon containing oxide precipitates
电检测的磁共振是用来识别一组的Czochralski生长的硅样品处理包含应变氧化物沉淀物的密度范围很广（~ 1 e9 cm-3至~ 7 e10 cm-3）的复合中心。测量结果表明，光激发的载流子通过Pb 0和Pb 1悬挂键重组和比较无沉淀材料表明，这些都存在于样品表面和氧化物沉淀。电子复合率随沉淀物密度近似线性变化。观察和讨论了铁硼和间隙铁产生的额外的共振线。我们的观察结果是不一致的辐射热加热和解释的自旋相关的重组。因此，电检测磁共振是一种非常强大和灵敏的光谱技术，以选择性地探测现代光伏器件材料中的复合中心。
2011-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Retrieval of the atomic displacements in the crystal from the coherent x-ray diffraction pattern
我们研究了通过应变晶体的相干X射线衍射图样重建的直接（实）空间图像的相位来恢复空间分辨的原子位移。我们证明，限制空间变化的第一和第二阶空间位移导数提高收敛的迭代相位恢复算法的位移重建到真正的解决方案。我们的方法是利用检索的位移在由二氧化硅填充的沟槽隔离的硅线的周期性阵列。
2014-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Computing finite--temperature elastic constants with noise cancellation
Georg–August–Universität Göttingen（哥廷根大学）；Saarland University（萨尔兰大学）
本文提出通过改进的噪声消除方法计算热有序和无序系统中的弹性常数，减少热噪声并应用于多种材料系统。
2026-03-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Strain effects on silicon donor exchange: Quantum computer architecture considerations
提出的基于硅的量子计算机架构已经引起了人们的关注，因为它们具有可扩展性的承诺以及协同利用与强大的Si技术的现有基础设施相关的可用资源的潜力。对供体（例如磷）交换的定量理解和精确的物理控制是所提出的基于Si的量子计算机硬件的物理基础中的关键要素。在这种情况下，一个重要的潜在问题是，谷间干扰起源于Si导带边缘的简并导致施主交换耦合的快速振荡，这对Si量子计算机架构施加了重大约束。在本文中，我们考虑的影响，外部应变Si施主交换的背景下，量子计算机硬件。我们研究单轴应变Si中的施主电子交换，因为应变部分地提升了体中的谷简并度。特别是，我们专注于交换耦合的晶格位置之间的施主位移的影响，调查是否谷间干扰造成的问题，在应变硅施主交换耦合少。我们表明，使用Kohn-Luttinger包络函数的方法，交换耦合的快速振荡确实消失的捐助者对，满足一定的条件，他们的相对位置，而在其他情况下，捐助者交换耦合仍然振荡，与周期接近原子间的间距。我们还评论了可控的外部应变在硅量子计算机架构的设计和制造中可能发挥的作用。
2001-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Effect of strain on the thermoelectric properties of silicon: An ab initio study
基于详细的第一性原理计算，研究了双轴应变硅的各向异性热电输运性质，重点研究了功率因数的可能提高。电子以及空穴掺杂进行了检查，在一个广泛的掺杂和温度范围。在低温和低掺杂制度的增强的功率因数得到的压缩和拉伸应变的电子掺杂的情况下，在空穴掺杂的情况下，压缩应变。在热电更重要的高温和高掺杂区域中，仅在小的双向拉伸应变下，空穴掺杂情况下发现功率因子略有增强。从能带结构效应的角度讨论了结果。提出了一个分析模型，以理解这样一个事实，即热电势下降，如果简并带被大力提升，由于应变引起的状态的重新分布。
2011-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mechanical strain in capped and uncapped self-assembled Ge/Si quantum dots
在这项研究中，我们数值计算的空间分布的机械应变的自组装锗（Ge）量子点（QD）生长在硅（Si）衬底上。虽然这一主题已被详尽的研究，有趣的功能还没有被解释，甚至在文献中提到。我们研究了帽层的影响，考虑两种情况：帽量子点（其中Si帽是目前以上的Ge量子点）和uncapped量子点（其中没有Si是目前以上的Ge量子点）。我们观察到，与未加帽的量子点相比，加帽量子点中的Ge更紧张。这种预期的效果归因于来自Si帽层的附加张力。然而，对于Si衬底，情况相反，在未覆盖的QD中，其应变更大，因为在这种情况下，Ge层的应变更小。我们还计算了电子和空穴的带边排列。
2015-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
All-Group IV membrane room-temperature mid-infrared photodetector
应变工程已经成为一种普遍存在的范例，以定制电子能带结构和利用相关的新的或增强的基本性质的半导体。在这方面，半导体膜作为一种多功能的纳米级材料出现，以控制晶格应变和设计复杂的异质结构，从而导致各种创新应用的发展。在这里，我们利用这个准二维平台来同时调整IV族GeSn半导体合金的晶格参数和带隙能量。随着Sn含量增加以达到直接带隙，这些半导体变得亚稳态并且通常压缩应变。我们发现，GeSn膜的释放和转移导致了显着的弛豫，从而扩展了吸收波长范围更深的中红外。将完全释放的Ge $_{0.83}$ Sn $_{0.17}$膜集成在硅上，并用于制造在室温下工作的宽带光电探测器，其记录波长截止为4.6 $μ$ m，而不损害在低至2.3 $μ$ m的较短波长下的性能。这些膜器件的特征在于暗电流的两个数量级的减少相比，从生长的应变外延层处理的设备。后者在2.6-3.5 $μ$ m范围内表现出含量依赖性的较短波长截止，从而突出了晶格应变弛豫在形成膜光电探测器的光谱响应中的作用。这种设计所有IV族可转移中红外光电探测器的能力为利用这些集成的硅兼容应变弛豫GeSn膜实现可扩展和灵活的传感和成像技术奠定了基础。
2020-08-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Light-hole states in a strained quantum dot: numerical calculation and phenomenological models
从数值解的6带\textbf{k.p}描述的晶格失配的椭圆形量子点位于纳米线内，包括自旋塞曼效应与值适当的稀磁半导体，我们提出和测试的重空穴，轻空穴和激子状态的内置应变的效果的唯象模型。我们测试的有效性和限制的描述限制在一个（$Γ_8$）四重基态，我们证明了光空穴态与光空穴激发态的相互作用的作用。我们发现，内建的轴向应变不仅定义了基态的重空穴或轻空穴的特征，而且还将轻空穴态与分裂带的态显著混合：即使对于大到1 eV的自旋轨道能量，该混合也会引起诸如自旋值和各向异性、振子强度和电子-空穴交换等性质的一阶修改，为此，我们将描述扩展到光空穴激子。CdTe/ZnTe量子点主要用作测试案例，但我们讨论的概念适用于许多异质结构，从不匹配的II-VI和III-V量子点和纳米线，III-V纳米结构提交到施加的应力和硅纳米器件甚至更小的残余应变。
2021-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Shape relaxation of epitaxial mesa for finite-size strain-engineering
硅锗（Si $_{1-x}$ Ge $_x$）层通常用作MOSFET器件的栅极中的应力源。预期它们在漂移区和沟道区中引入有益的应力以增强电子迁移率。当减小栅极横向尺寸时，主要问题之一是应力松弛，其导致电子迁移率的显著降低。我们报告了一个新的形态演变的应变外延硅锗纳米层上的硅栅极（台面）驱动的应变不均匀性，由于有限尺寸效应。与应变膜的自诱导不稳定性不同，这种演变是由于自由边界的弹性不均匀性引起的。我们分析的热力学表面扩散框架内的弹性和毛细作用，前者被解决在两个维度感谢艾里形式主义的增长动力学。由此产生的动力学方程求解与分解的本征模式，并揭示了不同的发展，这取决于台面的几何参数。质量转移发生在松弛区域，并在纳米层自由表面处产生珠状，其具有作为时间和几何形状的函数的W或V形状。然后，结构的比例以及其规模控制了演变。
2022-09-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
First-Principles Calculation of Spin-Relaxation Due to Alloy and Electron-Phonon Scattering in Strained GeSn
本文用第一性原理计算研究应变 GeSn 中合金与电子–声子散射导致的自旋弛豫，揭示 Sn 诱导的 $L$ 到 $Γ$ 能谷转变及拉伸应变可显著延长自旋寿命。
2025-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Probing individual layers in functional oxide multilayers by wavelength-dependent Raman scattering
硅上的功能氧化物的集成需要使用复杂的异质结构，涉及氧化物的结构和性质强烈依赖于应变状态和应变介导的界面耦合。对单个组件的应变相关效应的实验观察仍然具有挑战性。本文报道了硅衬底上复杂多层BaTiO_3/LaNiO_3/CeO_2/YSZ薄膜结构的拉曼散射研究。它示出的多层膜的拉曼签名显着不同的三个不同的激光波长（633，442和325 nm）。我们的研究结果表明，在各种波长的拉曼散射允许识别的功能氧化物多层膜的各个层，并监测其应变状态。结果表明，所有层的调查多层应变相对于散装参考样品，应变诱导一个新的晶体结构中嵌入的LaNiO 3。在此基础上，我们证明，在各种波长的拉曼散射提供了一个很好的适应，非破坏性的探针的应变和结构的变化，即使在复杂的薄膜异质结构的调查。
2012-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Impact of strain and dark states on spectroscopic measurements of silicon-vacancy centers in diamond
San José State University（圣何塞州立大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；University of Michigan（密歇根大学）
本文针对金刚石中SiV⁻中心的光谱测量问题，开发计算模型模拟MDCS实验，揭示应变随机分布及高应变中心与光发射解耦的特性，为其量子传感器应用提供依据。
2026-08-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Strain-controlled crystalline--amorphous transition and flat-band tuning in buckled silicon kagome
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
研究弯曲硅卡戈梅晶格，通过双轴张力控制晶格动力学与电子色散，利用应变耦合热亚稳性等，实现应变控制晶体 - 非晶转变和平带调谐，是应变控制平带和电子关联物理的候选平台。
2026-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
CMOS-compatible Strain Engineering for High-Performance Monolayer Semiconductor Transistors
本文提出用CMOS兼容的氮化硅覆盖层在350 °C下向单层MoS2晶体管引入拉伸应变，显著提升短沟道器件电流，增益主要来自肖特基势垒降低。
2024-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
