High Mobility WSe2 p- and n-Type Field Effect Transistors Contacted by Highly Doped Graphene for Low-Resistance Contacts
我们报告了具有六方氮化硼钝化沟道和离子液体（IL）栅控石墨烯接触的n型和p型WSe 2场效应晶体管的制造。我们的输运测量揭示了本征沟道特性，包括在接近量子电导e2/h的特征电导率下的金属-绝缘体转变，在170 K下>107的高ON/OFF比，以及在160 K下约200 cm 2 V-1 s-1的大电子和空穴迁移率。将温度降低到77 K将电子的迁移率提高到~330 cm 2 V-1 s-1，将空穴的迁移率提高到~270 cm 2 V-1 s-1。我们将我们观察电子和空穴通道中的固有声子限制传导的能力归因于使用IL门控的通道和石墨烯接触电极之间的肖特基势垒的急剧减少。我们通过研究由单个石墨烯/WSe 2肖特基结组成的肖特基二极管来阐明这一过程。我们的研究结果表明，利用化学或静电高度掺杂的石墨烯的多功能，灵活和透明的低电阻欧姆接触到广泛的准二维半导体的可能性。关键词：MoS 2，WSe 2，场效应晶体管，石墨烯，肖特基势垒，离子液体栅
2014-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Mobility Limiting Mechanisms in Lanthanum-doped Strontium Titanate
分析了La掺杂SrTiO 3薄膜的霍尔迁移率随温度变化的数据，并考虑了不同的电子散射机制。我们发现，在10-200 K之间，用~6 meV的横向光学声子（TO）形变势散射机制解释输运对温度的依赖性是必要的.此外，我们发现，在本征（名义上未掺杂）SrTiO 3的低温电子迁移率是有限的声学声子散射。将上述两种散射机制与纵向光学声子（LO）和电离杂质散射机制相结合，在整个温度范围（2- 300 K）和载流子浓度几个数量级（8 × 10 ~（17）cm ~（-3）-2 × 10 ~（20）cm ~（-3））的范围内，迁移率的测量结果与模型的计算结果吻合得很好.
2014-05-12 cond-mat.mes-hall
Chemically-induced Mobility Gaps in Graphene Nanoribbons: A Route for Upscaling Device Performances
我们报告了基于第一性原理的研究介观量子输运的化学掺杂的石墨烯纳米带的宽度高达10 nm。与硼杂质相关的准束缚态的发生导致迁移率间隙大至1 eV，由强电子-空穴不对称背散射现象驱动。这种现象开辟了新的方式来克服目前的石墨烯基器件的限制，通过化学掺杂的石墨烯纳米带的尺寸在传统的光刻达到的制造。
2009-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-temperature electron mobility in doped semiconductors with high dielectric constant
本文提出并从理论上研究了大介电常数掺杂半导体中电子-杂质散射的新机制。它是基于\textit{vector}的想法，在晶格中由任何点缺陷引起的变形不对称地位于晶胞中。结果，由于弹性形变引起的局部晶格压缩随着与杂质的距离而衰减为$1/r^2$。在这种缺陷上的电子散射（由于标准变形势）导致低温迁移率$μ(n)$与$μ(n) \propto n^{-2/3}$形式的电子密度$n$成比例，这接近于在许多相关材料上的实验观察。
2022-09-23 cond-mat.mes-hall
Scattering Mechanisms in a High Mobility Low Density Carbon-Doped (100) GaAs Two-Dimensional Hole System
本文系统地研究了低密度掺碳（100）GaAs二维空穴系统（2DHS）中迁移率的密度依赖性。在T= 50 mK时，测得密度p=6.2 x 10^10 cm^-时的迁移率为2.6 x 10^6 cm ^2/Vs。这是迄今为止报告的2DHS的最高移动性。使用背栅样品几何结构，研究了迁移率在2.8 x 10^10 cm^-2至1 x 10^11 cm^-2范围内的密度依赖性。使用单个指数α，迁移率对密度不能拟合为形式μ ~ p^α的幂律依赖性。我们的数据表明，一个连续的演变的幂律与α范围从~ 0.7在高密度和增加到~ 1.7在最低密度测量。具体到我们的结构的计算表明，从均匀的背景杂质散射在高密度的远程电离杂质散射在低密度的主导散射机制的交叉。这是第一次观察到的载流子密度诱导的过渡，从背景杂质为主的远程掺杂剂为主的运输在一个单一的样品。
2011-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic transport in two dimensional Si:P $δ$-doped layers
本文从理论上研究了Si：P $δ$掺杂层中受电荷散射限制的二维电子输运。由于载流子密度近似等于掺杂剂杂质密度，因此与密度相关的输运表现出与载流子密度与杂质密度无关的充分研究的2D Si-MOSFET的输运性质不同的行为。我们发现Si：P系统的密度相关迁移率显示出非单调行为，这与在Si-MOSFET中观察到的非单调性完全相反--在Si：P系统中，迁移率首先随着密度的增加而减小，然后随着密度的增加而缓慢增加，超过典型的密度$10^{14}$ cm $^{-2}$（与Si MOSFET相反，其中迁移率通常首先随着密度增加，然后随着表面粗糙散射占主导地位而在高密度下缓慢减小）。在低密度极限（或强屏蔽极限）中，迁移率随着密度的增加而相反地减小，但是在高密度极限（或弱屏蔽极限）中，由于2D层的有限宽度效应，迁移率缓慢地增加。在中密度区域（$1/a < 2 k_F < q_{TF}$，其中$a$、$k_F$和$q_{TF}$分别是$δ$层的限制宽度、费米波矢量和费米-费米屏蔽波矢量），密度相关迁移率在最小值处近似为常数。然而，计算的平均自由程随密度单调增加。我们还比较了与迁移率相关的输运散射时间和与量子能级展宽相关的单粒子弛豫时间，发现输运散射时间可能远大于单粒子散射时间，而不像Si MOSFET中它们近似相等。
2012-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron transport in Si/SiGe modulation-doped heterostructures using Monte Carlo simulation
用蒙特卡罗模拟研究了拉伸应变Si 1-xGex/Si/Si 1-xGex异质结构中二维气体的电子输运.首先研究了非栅调制掺杂结构中的电子迁移率。在较宽的电子密度范围内，计算结果与实验结果吻合得很好.迁移率通常在高掺杂结构中的1100 cm 2/Vs和低电子密度下的2800 cm 2/Vs之间变化。的迁移率被证明是显着影响的间隔层的厚度分离的应变Si沟道的脉冲掺杂的供应层。在此基础上，研究了寄生路径贡献可以忽略的栅控调制掺杂结构中的电子输运。的迁移率被证明是高于可比ungated结构和依赖于栅极电压，作为远程杂质屏蔽的电子密度依赖的结果。
2003-12-17 cond-mat.mes-hall
Mobility exceeding 100,000 cm$^2$/Vs in modulation-doped shallow InAs quantum wells coupled to epitaxial aluminum
研究浅InAs量子阱与外延铝耦合的二维电子气输运性质，发现低温低密度下迁移率超100,000 cm$^2$/Vs，为拓扑超导研究提供高质量平台。
2023-02-23 cond-mat.mes-hall
In-Plane Magnetolumnescence of Modulation-Doped GaAs/AlGaAs Coupled Double Quantum Wells
一系列GaAs/AlGaAs耦合双量子阱的面内磁场光致发光谱显示出与对称态和反对称态有关的独特的二重态结构。从反对称态的上跃迁的磁场行为强烈地依赖于样品迁移率。在较低的迁移率样本中，跃迁能量显示出具有场的$\cal N$型扭结（即最大值之后是最小值），而较高的迁移率样本具有线性依赖性。前者是由于电子和空穴态的均匀加宽，结果与理论计算符合得很好。
1999-10-20 cond-mat.mes-hall
Shiba Bound States across the mobility edge in doped InAs nanowires
我们提出了一个研究的Andreev量子点（QDots）制造的小直径（30 nm）的Si掺杂的InAs纳米线的费米能级可以跨迁移率边缘分离局域态离域状态进行调整。绝缘相的过渡被确定的振幅和宽度的激发能级的下降，并发现超导子带隙共振（SGR）的频谱上有显着的后果。而在深局域的水平，只有准粒子共隧穿观察到的轻微离域的水平，Shiba束缚态的形式和奇偶性变化的量子相变被确定为交叉的束缚态在零能量。最后，在金属制度，单Andreev共振观察。
2017-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Scattering Mechanism in Modulation-Doped Shallow Two-Dimensional Electron Gases
本文系统地研究了调制掺杂GaAs/ Al_{x} Ga_{1-x} As异质结中形成的浅二维电子气的主要散射机制。电子迁移率与密度的幂律指数μ \propto n^{alpha}被提取为2DEG深度的函数。当距表面浅于130 nm时，2DEG的幂律指数以及迁移率从α \simeq 1.65（130 nm深）下降到α \simeq 1.3（60 nm深）。我们的研究结果为浅2DEG是一致的理论预期的散射由远程掺杂剂，在迁移率限制背景带电杂质的更深的异质结构。
2010-04-14 cond-mat.mes-hall
Electron Mobility in Polarization-doped Al$\mathrm{_{0-0.2}}$GaN with a Low Concentration Near 10$\mathrm{^{17}}$ cm$\mathrm{^{-3}}$
在这封信中，梯度铝$\mathrm{_x}$镓$\mathrm{_{1-x}}$ N的极化诱导n型掺杂低至10 $\mathrm{^{17}}$ cm $\mathrm{^{-3}}$的载流子输运报告。梯度Al $\mathrm{_x}$ Ga $\mathrm{_{1-x}}$ N通过金属有机化学气相沉积在蓝宝石衬底上生长，并且通过在600 nm的厚度上从0%到20%线性地改变Al组成来实现均匀的n型掺杂而没有任何有意的掺杂。还估计了约10 $\mathrm{^{17}}$ cm $\mathrm{^{-3}}$的补偿中心浓度。在室温下，在约7%的Al组分下提取900 cm $\mathrm{^2}$ /V $\mathrm \cdot$ s的峰值迁移率，这代表在载流子浓度约10 $\mathrm{^{17}}$ cm $\mathrm{^{-3}}$的n-Al $\mathrm{_{0.07}}$ GAN中实现的最高迁移率。实验数据和理论模型之间的比较表明，在这种低掺杂浓度下，位错散射和合金散射在限制电子迁移率方面都是显著的;并且<10 $\mathrm{^7}$ cm $\mathrm{^{-2}}$的位错密度对于优化接近10 $\mathrm{^{16}}$ cm $\mathrm{^{-3}}$的迁移率是必要的。这项研究的结果提供了在GAN中实现低掺杂水平高迁移率的关键因…
2017-04-10 cond-mat.mes-hall
Optical probing of the intrinsic spin Hall effect in a high mobility GaAs p-doped quantum well
本文报道了用解理边过生长法制备的调制掺杂的Al-GaAs/GaAs/AlGaAs异质结中的本征自旋霍尔效应的探测。由于电子和自旋极化空穴的复合产生的光发射，并以1微米的空间分辨率映射。边缘累积的自旋极化高达11%的测量，诱导单独的应用程序的电场垂直于pn结。使用量子点结构作为光源，可以看到有效自旋极化与电场的线性相关性，以及自旋霍尔效应的主导性。从外延制造的LED的空间分辨光谱被证明是一个有价值的工具，以探测电子和空穴气体的边缘状态，在减少的尺寸。
2017-05-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Carbon doped symmetric GaAs/AlGaAs quantum wells with hole mobilities beyond 10^6 cm^2/Vs
利用一种新型的碳掺杂源，在GaAs/AlGaAs异质结中的对称量子阱结构中制备了二维空穴气。在密度为2.3 x 10^11 cm^-2时，GaAs（001）衬底上的低温空穴迁移率高达1.2 x 10^6 cm ^2/Vs。与电子系统相比，空穴迁移率敏感地依赖于量子阱宽度和间隔层厚度的变化。特别地，量子阱宽度从15 nm的最佳值增加到18 nm伴随着空穴迁移率降低35%。超高迁移率电子系统的质量不受所采用的碳掺杂源的影响。
2005-01-20 cond-mat.mes-hall
Charged impurity scattering and mobility in gated silicon nanowires
我们研究了带电杂质散射对<110>-取向Si纳米线在栅全环几何结构中的电子输运性质的影响，其中杂质势被栅、栅氧化层和导带电子屏蔽。用紧束缚方法计算了掺杂纳米线的电子结构，用Landauer-Buttiker格林函数方法和线性化玻尔兹曼输运方程（LBTE）在第一玻恩近似下计算了其输运性质.结果表明：（1）磷（P）和硼（B）掺杂体系在电子传输中存在很大的差异，受主对电子起隧道势垒的作用，而施主对电子传输起Fano共振的作用。(2)因此，在低载流子密度下，P-掺杂纳米线中的迁移率比B掺杂纳米线中的迁移率大得多，但是在高载流子密度下，B掺杂纳米线中的迁移率可以更大。(3)单个杂质的电阻强烈地依赖于其在纳米线中的径向位置，特别是对于受主。(4)作为子带结构和屏蔽效应的结果，杂质限制的迁移率可以在嵌入在HfO 2中的薄纳米线中比在体Si中更大。然而，受体可能会强烈阻碍嵌入SiO2中的薄纳米线中的电子流动。(5)微扰LBTE在很大程度上无法预测量子限制纳米线的正确迁移率。
2010-06-25 cond-mat.mes-hall
Non-Arrhenius conduction due to the interface-trap-induced disorder in X-doped amorphous InXZnO thin-film transistors
制备了沟道由In-X-Zn氧化物（IXZO）和X掺杂物（Ga、Sb、Be、Mg、Ag、Ca、Al、Ni和Cu）组成的薄膜晶体管，并在77 K <T<300 K范围内的选定温度下测量了它们的I-V特性。低场迁移率，亩，和界面缺陷密度，Nst提取的特性为每个研究的IXZO。在较高的温度下，迁移率遵循阿克里尼乌斯定律，并随着温度的降低而增加，逐渐转化为exp [-（T0/T）1/4]变化。我们发现mu（T，Nst）遵循mu 0 exp [-Eaeff（T，Nst）/kT]，T依赖的有效活化能Eaeff（T，Nst）解释了数据，揭示了在较高T下Eaeff和Nst之间的线性相关性。Eaeff（T，Nst）的温度变化使用假设氧化物中的传导迁移率边缘Ec值的随机分布的模型来评估，所述传导迁移率边缘Ec值源于由界面陷阱分布中的无序引起的空间波动。对于一个高斯分布的Ec，激活能Eaeff（T，Nst）与1/T线性变化，令人满意的帐户上获得的所有研究IXZO的数据。该模型还表明，Eaeff（T，Nst）是一个线性函数的Nst在一个固定的T，这解释了指数下降的mu与NST。
2015-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field-effect mobility enhanced by tuning the Fermi level into the band gap of Bi2Se3
通过消除正常的制造过程中，我们保持悬浮纳米器件中的钙掺杂Bi 2Se 3单晶体的体绝缘状态，如在低温下的电阻率的激活温度依赖性所示。我们进行低能电子束照射（<16 keV）和静电门控来控制载流子密度，从而控制纳米器件中的费米能级位置。在轻微p掺杂的Bi 2-xCaxSe 3器件中，费米能级从体价带到带隙的连续调谐揭示了场效应迁移率的显著增强（> 10倍），这表明拓扑绝缘体的带隙中的狄拉克费米子表面态预期的反向散射被抑制。
2012-07-02 cond-mat.mes-hall
Influence of illumination on the quantum lifetime in selectively doped single GaAs quantum wells with short-period AlAs/GaAs superlattice barriers
在温度T = 4.2 K，磁场B < 2 T的条件下，研究了具有短周期AlAs/GaAs超晶格势垒的选择性掺杂GaAs单量子阱中高迁移率、高载流子浓度的二维电子气的光照效应.结果表明，在低温下的研究异质结构的照明导致的浓度，迁移率和量子寿命的电子的增加。由于调制超晶格掺杂的单个GaAs量子阱的照明的量子寿命的增加被解释为远程电离施主的有效浓度的降低。
2023-01-10 cond-mat.mes-hall
Influence of encapsulation temperature on Ge:P delta-doped layers
我们提出了一个系统的研究的封装温度对Ge：P δ掺杂层的掺杂剂限制和电性能的影响。对于增加的生长温度，我们观察到的电性能的增强伴随着增加的隔离的磷供体，导致在一个轻微的扩大的三角层。我们证明，在530 C下实现的阶梯流生长提供了高晶体质量和最小掺杂剂再分布之间的最佳折衷，在载流子密度为1.3x10^14 cm-2时，电子迁移率为~ 128 cm^2/Vs，4.2 K相位相干长度为~ 180 nm。
2009-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photoluminescence and the gallium problem for highest-mobility GaAs/AlGaAs-based 2d electron gases
在MBE生长的异质结构中，对2d电子气极高迁移率的追求受到起始材料，特别是镓的可用纯度的阻碍。在这里，我们比较的作用，不同的镓地段具有名义上最高的质量上的迁移率和调制掺杂的单界面结构的光致发光（PL），并找到显着的差异。弱激子PL表明Ga的纯度不足。没有高流动性可以达到这么多与合理的努力。另一方面，强激子PL表明高初始Ga纯度，允许在我们的MBE系统中达到1500万（单界面）或2800万$cm^2/Vsec$（掺杂量子阱）的迁移率。我们讨论了可能的起源不一致的Ga质量。此外，我们比较样品生长在不同的分子束外延系统在一段时间的几年，发现流动性和PL是相关的，如果使用类似的结构和生长程序。
2016-01-31 cond-mat.mes-hall
Long-lived nanosecond spin coherence in high-mobility 2DEGs confined in double and triple quantum wells
研究了多层GaAs量子阱中高迁移率二维电子气的自旋相干性。自旋极化的动力学进行了光学研究，使用泵浦-探测技术：时间分辨克尔旋转和共振自旋放大。对于双量子阱和三量子阱掺杂超出金属到绝缘体的过渡，自旋轨道相互作用是定制的样品参数的结构对称性（Rashba常数），宽度和电子密度（Dresselhaus线性和立方常数），这使我们能够获得长的失相时间在纳秒范围内。的尺度的确定：传输散射时间，单电子散射时间，电子-电子散射时间，和自旋极化衰减时间进一步支持使用n-掺杂的多层系统开发自旋电子器件的可能性。
2016-05-17 cond-mat.mes-hall
Unusual field and temperature dependence of Hall effect in graphene
我们计算了经典的霍尔电导率和迁移率的未掺杂和掺杂（或在栅极电压）的石墨烯作为温度，磁场，和载流子浓度的函数。载流子与缺陷和声学声子的碰撞被考虑在内。霍尔电阻率随温度几乎呈线性变化。在弱磁场中，电阻率和迁移率的磁场依赖性是反常的。在电阻率中存在来自场的平方根贡献。低掺杂时，霍尔迁移率随电场的变化呈几何发散。
2006-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge carrier transport in molecularly doped polycarbonate as a test case for the dipolar glass model
本文采用偶极玻璃模型，对含有空间和能量无序的无序分子系统中的载流子输运进行了蒙特卡罗模拟。该材料的模型参数被选择为适合于典型的极性有机光电导体聚碳酸酯掺杂30%的芳香族腙，其传输特性在文献中有很好的记载。模拟的载流子迁移率表现出通常的Poole-Frenkel场依赖性，其斜率非常接近实验值，无需使用任何可调参数。在室温下，瞬变相对于电场和传输层厚度是普遍的。同时，载流子迁移率不依赖于层厚度，并且瞬态发展出一个明确的平台，其中电流不依赖于时间，从而证明了非色散传输机制。瞬变的尾部按幂律衰减，指数接近-2。这一特殊特征表明，瞬态接近色散和非色散输运状态之间的边界。模拟的瞬态过程与实验结果吻合得很好。总之，我们提供了第一次验证的偶极玻璃输运模型，其中主要的输运参数，从实验传输数据中提取，然后在运输模拟中使用的自洽性，和由此产生的迁移率场的依赖性和瞬态是非常好的协议与初始的实验数据。
2013-03-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport in chemically doped graphene in the presence of adsorbed molecules
最近的实验报告的石墨烯作为传感器的可能应用的动机，我们计算的2D石墨烯单层的吸附分子的存在下的输运性质。我们发现，吸附的分子，作为补偿器，部分中和衬底中的随机带电杂质中心，提高石墨烯的迁移率，而载流子密度没有太大的变化。我们预测，随后的场效应测量应保持这种较高的迁移率的电子和空穴，但与电压引起的电子-空穴的不对称性，这取决于是否吸附的分子是一个电子或空穴供体的补偿过程。我们还计算了低密度磁电阻，并发现与实验结果良好的定量协议。
2007-10-29 cond-mat.mes-hall
Itinerant Ferromagnetism from One-Dimensional Mobility
本文提出一种由强在位库仑排斥与受限一维动力学共同驱动的普适半金属铁磁机制，在可解Lieb晶格模型中证明偶数宇称多自旋环交换导致任意掺杂密度下的半金属基态，并揭示玻色子与费米子版本间的精确等价关系。
2025-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Andreev spectroscopy of doped HgTe quantum wells
我们研究了高迁移率HgTe/CdTe量子阱中的Andreev反射过程。我们发现Andreev电导探测了大质量2+1狄拉克费米子的动力学，并且即使在正常/超导结两侧的费米波长之间存在较大失配的情况下，也可以实现镜面Andreev反射和逆反射。
2010-08-08 cond-mat.mes-hall
Modulating the growth conditions: Si as an acceptor in (110) GaAs for high mobility p-type heterostructures
我们实施Si掺杂的（110）GaAs的金属层作为高迁移率p型异质结构中的调制掺杂，改变为单独的掺杂层的p生长条件。强自动补偿掺杂的特点是首先在散装样品，确定的金属-绝缘体的过渡密度和确认经典的跳跃导电绝缘制度。为了克服Si p型（110）生长所固有的不良形态，仅用在p型条件下生长的调制掺杂层来制造异质结构。这种异质结构在密度p=2.4x10^11 cm^-2时，空穴迁移率为1.75x10^2 cm ^2/Vs。我们确定的零场自旋分裂特性的p型异质结，但观察到一个显着的各向同性迁移率和持久的光电导不寻常的p-异质结生长使用其他掺杂技术。这种新的调制生长技术是特别相关的p型劈裂边缘过度生长和III-V族生长室，其中硅是唯一的掺杂剂。
2004-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structured Back Gates for High-Mobility Two-Dimensional Electron Systems Using Oxygen Ion Implantation
我们提出了一种新的背栅图案化的方法，是最高迁移率的分子束外延的要求兼容。与常见的背栅技术相反，我们的方法简单、可靠，并且可以扩大到整个晶片。背栅结构是由局部氧注入到硅掺杂GaAs外延层，这抑制了电导，而不影响表面质量。
2016-01-12 cond-mat.mes-hall
Nonlinear screening and charge redistribution in periodically doped graphene
本文建立周期性掺杂石墨烯中考虑长程二维屏蔽的电子势与浓度理论，将问题归结为非线性积分—微分方程并以低成本算法数值求解。
2024-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin injection and detection in lanthanum- and niobium-doped SrTiO3 using the Hanle technique
半导体中自旋极化载流子的注入和探测是研究新型自旋电子器件的重要课题。在这里，我们报告的电注入和检测自旋极化载流子到铌掺杂钛酸锶（STO）单晶和La掺杂STO外延薄膜使用MgO隧道势垒和三端Hanle技术。自旋寿命高达~100 ps的测量在室温下和变化不大，因为温度降低到低温。然而，STO的迁移率具有很强的温度依赖性。这种行为和自旋寿命的载流子掺杂依赖性表明，自旋寿命是有限的自旋相关的散射在MgO/STO界面，可能与掺杂诱导的Ti 3+的形成。我们的研究结果揭示了一个严重的局限性的三端Hanle技术测量自旋寿命内的主题材料的内部。
2013-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Acoustic phonon scattering limited carrier mobility in 2D extrinsic graphene
我们从理论上计算了非本征（即门控或掺杂有可调和有限的载流子密度）2D石墨烯层中的声子散射限制的电子迁移率作为温度$(T)$和载流子密度$(n)$的函数。我们发现一个温度依赖的声子限制电阻率$ρ_{ph}(T)$是线性的温度与$T\agt 50 K$的室温本征迁移率达到值以上的$10^5$ cm $^2/Vs$。本文讨论了$ρ_{ph}(T) \sim T^4$用于非屏蔽电子-声子耦合时的低温Bloch-Grüneisen行为。
2008-01-31 cond-mat.mes-hall
Electron-Hole Symmetry Breaking in Charge Transport in Nitrogen-Doped Graphene
石墨氮掺杂石墨烯是研究带电杂质对无质量狄拉克费米子散射过程的一个很好的平台，其中氮原子直接取代石墨烯晶格中的碳原子，由于没有晶格缺陷，可以保持高的迁移率。在这项工作中，我们报告的高品质石墨氮掺杂石墨烯的电和磁输运测量。我们发现，在石墨烯中的取代氮掺杂剂引入原子尖锐的电子散射，但长程库仑散射的空穴，因此，石墨氮掺杂的石墨烯表现出明确的电子-空穴输运性质的不对称性。分析了氮掺杂石墨烯中载流子的主要散射过程。结果表明，电子-空穴的不对称性起源于电子和空穴的谷间散射的明显差异。我们还进行了不同温度下的石墨氮掺杂石墨烯的磁输运测量和谷间散射，谷内散射和相位相干散射率的温度依赖性提取和讨论。我们的研究结果为石墨烯中取代氮掺杂诱导的谷间散射中的电子-空穴不对称性提供了证据，并为石墨氮掺杂石墨烯在电子和谷电子器件中的广泛和潜在应用提供了依据。
2017-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron-phonon interaction, excitations and ultrafast photoemission from doped monolayer MoS2
我们分析了电子-声子耦合对掺杂单层MoS 2光发射特性和超快响应的影响。分析是基于DFT和多体（Eliashberg理论）的方法相结合。特别地，我们计算了在不同掺杂值下系统的电子和声子谱、电子-声子耦合和电子谱函数。我们还分析了系统的发射特性和对飞秒激光脉冲的响应。结果表明，在考虑激子效应的情况下，未掺杂体系的发射峰位置与实验结果一致。掺杂系统的自能和光谱函数的结果表明，人们可以预期超快过程是重要的系统响应，这使得系统的吸引力从现代技术应用的角度来看。与石墨烯类似，掺杂系统在被fs脉冲激发时展示了电子子系统的超快（fs）弛豫，以及高的超快声子弛豫诱导的可见光发射的光谱通量。与高载流子迁移率一起，单层MoS 2的这些特征可能用于现代光电技术。
2015-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Heavy and light hole minority carrier transport properties in low-doped n-InGaAs lattice matched to InP
用简单的电学方法测量了低掺杂n-InGaAs中InP/InGaAs双异质结的少子扩散长度。重空穴和轻空穴的贡献也使用这种方法提取，包括少数载流子迁移率和寿命。重空穴最初由于其较高的价带态密度而主导传输，但在大的扩散距离处，轻空穴由于其较大的扩散长度而开始主导传输。结果发现，在室温下，对于8.4 x 10^15 cm-3的n-InGaAs掺杂，重空穴的扩散长度为54.5 +/- 0.6微米，而轻空穴的扩散长度超过140微米。重空穴的迁移率为692 +/- 63 cm-2/Vs，寿命为1.7 +/- 0.2微秒，而轻空穴的迁移率为6200 +/- 960 cm-2/Vs，寿命稍长，为2.6 +/- 1.0微秒。所提出的方法，这是有限的低注入条件下，能够准确地解决少数载流子输运特性。
2017-10-31 cond-mat.mes-hall
High-temperature behaviour of supported graphene: electron-phonon coupling and substrate-induced doping
石墨烯的显著特征之一是非常高的载流子迁移率，这意味着在电子器件中使用的巨大潜力。不幸的是，运输测量发现预期的高流动性，只有在自由悬挂的石墨烯。当支撑在表面上时，石墨烯显示出强烈降低的迁移率，并且对于高于200 K的温度特别严重地降低。温度依赖的迁移率降低可以通过载流子与声子的散射来解释，但这对于原始的弱掺杂石墨烯来说预计是弱的。因此，迁移率降低归因于与受限波纹或衬底声子的相互作用。在这里，我们研究的温度依赖性的电子结构的支持石墨烯的角度分辨光电子能谱，一种技术，可以揭示运输测量中观察到的现象的起源。我们发现，弱掺杂的金属表面支撑的石墨烯的电子-声子耦合确实非常弱，达到了任何材料有史以来报道的最低值。然而，与基板的温度依赖性的动态相互作用，导致一个复杂的和戏剧性的变化的载体类型和密度，是相关的运输。使用从头算分子动力学模拟，我们表明，电子结构的这些变化主要是由石墨烯衬底距离的波动。
2012-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Modulation-doped beta-(Al0.2Ga0.8)2O3/Ga2O3 Field-Effect Transistor
调制掺杂异质结构是实现高性能晶体管的高迁移率和更好的缩放特性的关键使能器。报道了利用硅δ掺杂在β（Al0.2Ga0.8）2 O3/Ga 2 O3异质结上实现调制掺杂二维电子气（2DEG）。使用电容电压测量确认了2DEG的形成。调制掺杂2DEG沟道用于实现调制掺杂场效应晶体管。在β-（Al0.2Ga0.8）2 O3/Ga 2 O3材料系统中的调制掺杂的演示可以使异质结器件用于高性能电子器件。
2017-06-28 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
A Comprehensive Study of Charge-Carrier Mobility in Double Lateral-Gate Silicon Junctionless Transistors
Laye Rooyan Part, Isfahan Science and Technology Town（拉耶鲁扬部分，伊斯法罕科技城）；Department of Physics, Isfahan University of Technology（伊斯法罕理工大学物理系）；Institute of Microengineering and Nanoelectronics, Universiti Kebangsaan Malaysia（马来西亚国立大学微工程与纳米电子研究所）；Department of Electrical and Computer Engineering, University of Texas at Dallas（德克萨斯大学达拉斯分校电气与计算机工程系）
该研究结合TCAD Sentaurus模拟与实验，分析气隙侧栅极双侧栅极硅无结晶体管的电荷载流子迁移率，揭示其低杂质散射等优势，为器件电荷转移提供全面认识。
2026-08-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
The intrinsic charge and spin conductivities of doped graphene in the Fermi-Liquid regime
超高流动性石墨烯样品的实验可用性打开了实现和实验研究电子液体的“流体动力学”制度的可能性。在这种情况下，电子-电子碰撞的速率非常高，并且在电子-杂质和电子-声子散射速率上占主导地位，因此被忽略。该系统被带到一个局部准平衡描述的一组光滑变化（在空间和时间）的功能，{ \it即}。密度、速度场和局部温度。在本文中，我们计算的电荷和自旋电导率掺杂石墨烯由于单独的电子-电子相互作用。我们发现，尽管线性低能带色散，石墨烯的行为在很宽的温度范围内作为一个有效的伽利略不变系统：在极限$T \to 0$的电荷电导率发散，而自旋电导率仍然有限。这些结果为用纳维-斯托克斯方程描述石墨烯中的电荷输运奠定了基础。
2015-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetophonon resonance in high density, high mobility quantum well systems
我们研究了一系列在相邻短周期AlAs/GaAs超晶格中对称调制掺杂的单GaAs量子阱样品中的磁声子共振（MPR）效应。观察到两个不同的MPR系列起源于$Γ$和X电子分别与GaAs和AlAs的纵向光学（LO）声子相互作用。这明确地证实了X电子在超晶格的AlAs量子阱中的存在，先前被用来解释这些结构中的高电子迁移率（Friedland等人，Phys. Rev. Lett. 77，4616（1996年）。
2006-01-19 cond-mat.mes-hall
Ab-initio NEGF Perspective of Ultra-Scaled CMOS: From 2D-material Fundamentals to Novel Dynamically-Doped Transistors
使用精确的耗散DFT-NEGF原子模拟技术内的Wannier函数形式主义，我们给出了一个新的外观的亚10纳米缩放的可能性，为高性能CMOS应用。我们表明，良好的静电控制与高流动性的组合是至关重要的，以满足严格的路线图目标。对于由常规半导体材料（如Si、Ge或III-V族）制成的MOS晶体管，这些要求通常在小于10 nm的栅极长度处彼此对抗，并且尺寸缩放预期在12 nm栅极长度附近结束。我们证明，使用替代的2D沟道材料，如较少探索的HfS 2或ZrS 2，高驱动电流低至约6 nm，然而，是可以实现的。我们还提出了一种新的晶体管的概念，动态掺杂场效应晶体管，其规模比MOSFET的对应。与HfS 2等高迁移率材料结合使用时，它可以保持严格的高性能CMOS电流和竞争力的能量延迟性能，当使用单栅极架构和超紧凑设计缩小到1 nm栅极长度时。动态掺杂场效应晶体管进一步解决了超大规模器件和2D材料中掺杂的巨大挑战。
2020-10-14 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
High Performance Single Layered WSe2 p-FETs with Chemically Doped Contacts
我们报道了基于单层（厚度约0.7 nm）WSe 2作为有源沟道的高性能p型场效应晶体管，其具有化学掺杂的源极/漏极接触和高κ栅极介电常数。顶栅单层晶体管在室温下表现出约250 cm 2/Vs的高有效空穴迁移率，约60 mV/dec的完美亚阈值摆幅，以及>10^6的ION/IOFF。特别注意的是，降低空穴注入的接触电阻，通过使用高功函数的Pd接触，以及退化的表面掺杂的接触图案化的NO2化学吸附WSe 2。这里的结果提出了一个有前途的材料系统和器件结构的p型单层晶体管具有优良的特性。
2012-06-21 cond-mat.mes-hall
Double carrier transport in electron doped region in black phosphorus FET
在薄膜黑磷（BP）场效应晶体管（FET）器件中观察到高电子掺杂区的双载流子输运。用六方氮化硼（h-BN）薄膜封装典型厚度为15 nm的BP薄膜，以避免因空气暴露而劣化。它们的霍尔迁移率在4.2 K时在空穴和电子掺杂区分别达到5300 cm 2/Vs和5400 cm 2/Vs。在电子掺杂区，电导率与栅压的关系呈现出反常的肩状结构。此外，在肩部以上的栅极电压下，磁阻变为正，并且出现额外的缓慢的Shubnikov-de Haas振荡。这些结果强烈地暗示了第二载波的出现，其起源于具有局部带边的第二子带。
2018-11-06 cond-mat.mes-hall
Orientation-dependent electric transport and band filling in hole co-doped epitaxial diamond films
金刚石是一种宽带隙的绝缘体，在碳中掺杂硼后，金刚石成为一种低温超导体。然而，有限的硼溶解度和显着的晶格无序引入硼掺杂阻止实现理论预测的高温超导性。在这里，我们提出了一种替代的共掺杂的方法，基于离子门控和硼取代的组合，在氢化薄膜外延生长（111）和（110）取向的单晶。依赖于栅极的电输运测量表明，硼掺杂的效果强烈依赖于晶体取向。在（111）表面中，它强烈地抑制电荷载流子迁移率并适度地增加栅极诱导掺杂，而在（110）表面中，它强烈地增加栅极诱导掺杂并适度地降低迁移率。在这两种情况下，最大总载流子密度保持在$2{\cdot}10^{14}\,$ cm $^{-2}$以下，比高温超导性理论上所需的值低三倍。密度泛函理论计算表明，这种强烈的取向依赖效应是由于在两个表面的态密度的比能量依赖。我们的研究结果允许确定在两个表面的空穴散射寿命的带填充和掺杂的依赖性，示出了在（110）表面和在（111）表面的凹进的绝缘体-金属过渡的受抑绝缘体-金属过渡的发生。
2022-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Tailoring the core electron density in modulation-doped Core-Multi-Shell nanowires
我们展示了如何一个适当的径向调制的核心多壳纳米线的组成关键增强控制的自由载流子密度在高迁移率的核心相对于核心单壳结构，从而克服了技术上的困难，微调远程掺杂密度。我们计算的电子人口的不同纳米线层的掺杂密度和几个几何参数的函数通过自洽薛定谔-泊松方法：自由载流子往往定位在外壳和屏蔽的核心从电场的掺杂剂。
2016-04-28 cond-mat.mes-hall
Interplay between Quantum Well Width and Interface Roughness for Electron Transport Mobility in GaAs Quantum Wells
我们报告传输迁移率测量清洁，二维（2D）电子系统局限于GaAs量子阱（QWs），通过分子束外延生长，在两个家庭的结构，一个标准的，掺杂GaAs的QWs与Al $_{0.32}$ Ga $_{0.68}$作为障碍，和一个额外的AlAs包层周围的QWs。我们的研究结果表明，在没有包层的窄量子阱中的迁移率与现有的理论计算是一致的，其中界面粗糙度的影响被软化的电子波函数渗透到相邻的低势垒。相比之下，从AlAs包层井的数据显示了一些样品的二维电子迁移率受到界面粗糙度的严重限制。这些测量跨越三个数量级的迁移率提供了一个路线图，在不同的电子密度，阱宽和势垒高度的GaAs结构的生长可达到的迁移率。
2017-01-18 cond-mat.mes-hall
High-mobility AlAs quantum wells with out-of-plane valley occupation
采用国家的最先进的分子束外延技术来生长薄，调制掺杂的AlAs量子阱，我们已经实现了5.5米的低温迁移率$^2$ /Vs的平面外占用，一个数量级的改进比以前的研究。然而，由于窄阱宽度，迁移率仍然受到由于界面粗糙无序引起的散射的限制。我们证明了一种新的技术，利用热诱导，双轴，拉伸应变，迫使电子占据较厚的量子阱中的面外谷，减少界面粗糙度散射，使我们能够实现高达8.8 m $^2$ /Vs的迁移率的成功实施。
2006-06-02 cond-mat.mes-hall
Microwave-induced zero-resistance states in a high-mobility two-subband electron system
在本研究中，我们使用选择性掺杂的GaAs/AlAs异质结来制造一个高迁移率的两个子带电子系统，在子带中具有实质上不同的电子浓度。我们观察到微波光电阻在高数量的磁子带间振荡（MISO）。所研究的系统演示了微波诱导电阻振荡（MIRO）和MISO干扰。与MISO相比，所研究的两子带系统中的MIRO出现在较低的磁场中。这是一个迹象，一些未知的机制，存在于两个子带系统，是负责MISO振幅阻尼在低磁场，而它不影响MIRO振幅。在微波辐照下，在MISO最大值附近的窄范围磁场内，所研究的体系出现零电阻态（ZRS）。
2017-12-26 cond-mat.mes-hall
The effects of disorder and interactions on the Anderson transition in doped Graphene
我们对无序对石墨烯电子态的安德森局域化的影响进行了精确的数值研究。通过分析量子参与率倒数和几何平均态密度的标度行为，发现猝灭无序的存在可以引起Anderson金属-绝缘体跃迁。与传统的局域化图像相比，在特定的无序强度和杂质浓度下，可以观察到蜂窝晶格的四个迁移率边。考虑到相互作用对无序势的屏蔽作用，可以通过考察相互作用和无序的影响来解释水坑尺度扩大的实验结果。
2011-05-11 cond-mat.mes-hall
Demonstration of a Field-Effect Three-Terminal Electronic Device with an Electron Mobility Exceeding 40 Million cm^2/(Vs)
McGill University（麦吉尔大学）；Princeton University（普林斯顿大学）
本文报道了制备和操作一种源-漏-栅三端场效应电子器件，其电子迁移率超过40×10⁶ cm²/(V·s)，通过翻转芯片技术实现了不同二维电子气的栅极组装设计，无迁移率退化，突破了以往记录。
2026-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
High mobility two-dimensional hole system in GaAs/AlGaAs quantum wells grown on (100) GaAs substrates
本文报道了用分子束外延技术在GaAs（100）面上生长的GaAs/AlGaAs量子阱中的高迁移率二维空穴系统（2DHS）的输运性质。量子阱调制掺杂碳利用一种新的电阻丝源。在T=0.3K，载流子密度p= 1 × 10^11cm ^-2时，迁移率达到10^6cm ^2/Vs。当载流子密度p= 10^11 cm ^-2时，迁移率是量子阱宽度的非单调函数。对于15 nm阱，迁移率峰值为10^6cm^2/Vs，并且对于这些（100）样品，对于更小和更大的阱宽度，迁移率都降低。迁移率各向异性被发现是小的。沿（0 \bar 11）方向的迁移率比沿（011）方向的迁移率高约20%。此外，低温载流子密度被发现具有低的光敏感性。在T=4.2K的红光照射下，空穴密度仅增加~10%。在为3.6x10^10cm^-2的较低载流子密度设计的结构中，在T= 15 mK时实现了800，000 cm ^2/Vs的迁移率。
2005-01-24 cond-mat.mes-hall
Many-body effects in doped graphene on a piezoelectric substrate
我们研究了压电衬底上石墨烯的多体性质，重点研究了石墨烯电子与压电声学声子之间的相互作用。我们计算了电子和声子的自能以及受衬底声子限制的电子迁移率。我们强调的重要性，适当的筛选的电子-声子顶点和讨论的各种限制行为的电子能量，温度和掺杂水平的函数。比较了压电声学声子和石墨烯本征形变声学声子对石墨烯电子的影响。衬底声子往往占主导地位的本征的低掺杂水平，在高温和低温。
2017-03-28 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric terahertz photodetectors based on selenium-doped black phosphorus flakes
化学掺杂的散装黑磷是一种公认的方式，以减少表面氧化和降解。在这里，我们报告的太赫兹频率探测器的制造由天线耦合场效应晶体管（FET）与硒掺杂黑磷的有源沟道。我们的器件在SiO2封装的FET中显示出1780 cm 2 V-1 s-1的最大室温空穴迁移率。室温响应率为3 V/W，在3.4 THz下的噪声等效功率为7 nWHz-1/2，与在相同频率下工作的最先进的室温光电探测器相当。因此，在黑磷晶体的生长过程中包含Se掺杂剂使得能够优化FET在远红外中的输运和光学性能，具有开发基于BP的电光器件的高潜力。我们还表明，薄片厚度可以根据目标应用进行调整。具体地，较厚的薄片（>80 nm）适合于其中高迁移率和高速是必需的应用，较薄的薄片（<10 nm）更适合于需要高开/关比的应用，而THz光电检测对于30-40 nm厚的薄片是最佳的，这是由于较大的载流子密度可调性。
2019-03-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Screening effects of superlattice doping on the mobility of GaAs two-dimensional electron system revealed by in-situ gate control
我们研究了GaAs二维电子系统（2DES）的迁移率的掺杂层中的过剩电子的屏蔽效应与现代架构，使用短周期超晶格（SL）掺杂。通过用顶栅控制SL中的过量电子的密度，同时用背栅保持2DES密度恒定，我们能够使用一个样品比较具有相同密度但不同屏蔽程度的2DES。使用场穿透技术和电路模型分析，我们确定的状态密度和过剩的电子密度的SL，数量直接与屏蔽能力。得到的迁移率和过剩电子密度之间的关系是一致的考虑到SL中的过剩电子的屏蔽的理论。从Shubnikov-de Haas振荡确定的量子寿命比理论预期的要低得多，并且没有显示出随过量电子密度的明显变化。
2021-02-05 cond-mat.mes-hall
Spin transport in high-mobility graphene on WS$_2$ substrate with electric-field tunable proximity spin-orbit interaction
石墨烯负载在过渡金属二硫属化物衬底上提供了一个新的平台来研究在衬底诱导的自旋轨道耦合存在下石墨烯中的自旋输运，同时保持其固有的电荷输运性质。我们报告的第一个非本地自旋输运测量石墨烯完全支持在3.5 nm厚的二硫化钨（WS $_2$）衬底，并从顶部封装8 nm厚的六方氮化硼层。对于石墨烯，具有高达16，000 cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$的迁移率，我们测量几乎恒定的自旋信号在电子和空穴掺杂的制度，独立于下面的WS $_2$衬底的导电状态，这排除了WS $_2$的自旋吸收的作用。WS上石墨烯$_2$中电子的自旋弛豫时间$τ_{\text{s}}$与相同芯片上SiO上石墨烯$_2$中的$τ_{\text{s}}$ ~ 800 ps相比大幅降低至~10 ps。在量子磁阻测量中，$τ_{\text{s}}$的强抑制以及可检测的弱反局域化特征是WS $_2$在石墨烯中诱导的自旋轨道耦合（SOC）的明显效果。通过在封装区域中施加顶栅电压，我们将电场调制为1 V/nm，将$τ_{\text{s}}$几乎改变为四倍，这表明平面内Rashba SOC的电场控制。此外，通过$τ_{\text{s}}$的载流子密度依赖性，我们还确定了石墨烯-WS $_2$界面处空穴掺杂制度中的D 'yakonov-Perel'型机制的指纹。
2017-11-28 cond-mat.mes-hall
