Laser-Doping of Crystalline Silicon Substrates using Doped Silicon Nanoparticles
晶体硅衬底掺杂的溶液处理的硅的激光退火。对于该实验，将高度B掺杂的Si纳米颗粒（NP）的分散体沉积到本征Si上，并使用807.5nm连续激光器进行激光处理。在激光处理期间，颗粒以及表面附近的基底层被熔化，以随后在与基底相同的取向上结晶。通过二次离子质谱研究掺杂分布，发现在整个5μm的分析深度内，B的浓度恒定为2 × 10^18 cm^-3。四点探针测量表明，掺杂样品的有效电导率增加了近两个数量级。绝对掺杂深度估计在8μm到100μm之间。此外，通过使用Si NP对n型c-Si衬底进行激光掺杂来产生pn二极管。
2013-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Doubly-charged silicon vacancy center, photochromism, and Si-N complexes in co-doped diamond
我们报告的第一个实验观察到的双电荷缺陷的金刚石，SiV 2-，在硅和氮共掺杂的样品。我们测量光谱特征，我们属性的替代硅在金刚石中，并确定一个硅空位复杂的装饰与最近邻的氮，SiVN，理论计算的支持。含有硅和氮的样品被证明是严重的光致变色，由于SiV 0/-的损失和光学惰性SiV 2-的增益，占主导地位的可见光变化。
2020-02-05 cond-mat.mtrl-sci
Terahertz sensing by beryllium and silicon delta-doped GaAs/AlAs quantum wells
研究了铍和硅δ掺杂GaAs/AlAs多量子阱（MQW）对太赫兹（THz）辐射的选择性传感。示出了在液氦温度下，在硅中在0.5 μ 4.2 THz内高达0.3 V/W的灵敏度，以及在掺铍多量子阱中在4.2-7.3 THz范围内高达1 V/W的灵敏度。内置的电场估计从所观察到的Franz-Keldysh振荡的光反射光谱被发现位于接近的帽和缓冲层的多量子阱和变化从18 kV/cm到49 kV/cm取决于结构设计。
2007-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Vibrational properties of amorphous silicon from tight-binding O(N) calculation
在紧束缚方法的框架下，我们提出了一个O（N）算法来研究非晶硅的振动性质。的动力学矩阵元素已在谐波近似利用短程性质的密度矩阵计算的振动态密度，然后从标准的O（$N^4$）算法获得相同的比较数值评估。为了说明的目的，1000个原子的模型进行了研究，使用参与数计算的振动本征态的局域化特性。
2002-01-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Electrical Detection of Coherent Nuclear Spin Oscillations in Phosphorus-Doped Silicon Using Pulsed ENDOR
本文报道了在5.0K下，X波段脉冲电子核双共振（ENDOR）在掺磷硅中的电学探测。使用与常规电子自旋共振中的Davies ENDOR类似的脉冲序列来测量$^{31}$ P核自旋的核自旋跃迁频率，其中经由通过Si/SiO $_2$界面态的自旋相关跃迁来电检测$^{31}$ P电子自旋，因此不依赖于电子自旋系统的极化。此外，相干核自旋振荡的电检测示出，证明了电读出可能的核自旋量子比特的自旋状态的可行性。
2010-12-23 cond-mat.mtrl-sci
Insulator-to-metal transition in sulfur-doped silicon
我们观察到一个绝缘体到金属（I-M）的转变，在晶体硅中掺杂硫的非平衡浓度使用离子注入，然后脉冲激光熔化和快速再固化。这种I-M转变是由于已知在平衡浓度下仅产生深能级的掺杂剂。温度T > 1.7 K时的温度依赖电导率和霍尔效应测量结果均表明，在硫浓度为1.8 ~ 4.3 x 10^20 cm-3时，发生了从绝缘导电到金属导电的转变。绝缘样品中的传导与库仑隙的可变范围跳跃是一致的。深能级通过离域作用实现金属导电的能力是硅中实现体中间能带光致发光的唯一已知途径。
2011-03-03 cond-mat.mtrl-sci
On the vibrational properties of transition metal doped ZnO: surface, defect, and bandgap engineering
本研究通过固相反应法制备Mn和Co掺杂ZnO样品，系统分析其结构与光学性质，揭示Raman光谱附加谱带源于结构损伤与表面效应，并阐明非均匀掺杂与带隙减小引起的共振效应是SOP和LO模式增强的机制。
2023-08-01 cond-mat.mtrl-sci
Evidence of boron pairs in highly boron laser doped silicon
在浓度为0.02at.%的掺硼硅上进行了二次离子质谱和霍尔效应测量和12at.%。超高硼掺杂是通过用BCl3饱和Si晶片的化学吸附位点，然后进行纳秒激光退火（气体浸没激光掺杂）来进行的。因此，硼浓度随着工艺重复次数几乎线性地变化。然而，空穴浓度在高硼浓度下趋于饱和的情况并非如此。硼和空穴浓度之间的差异随着硼浓度的平方而增加，指向硼对的形成作为对非活性硼的增加的主要贡献。
2022-07-06 cond-mat.mtrl-sci
Localization properties of vibrational modes in $a$-Si3N4
本文用第一性原理研究了非晶氮化硅（$a$ -Si $_3$ N $_4$）中振动模的局域化性质。我们的研究进一步证实，在氮化硅的红外光谱中，在$\sim$ 471 cm $^{-1}$处的峰的振动模式主要由垂直于由三个Si最近邻定义的平面的方向上的氮运动组成。在$\sim$ 700 cm $^{-1}$以上，N-Si键的面内拉伸变得主要。特别地，在825 cm $^{-1}$处的红外峰下的振动模式由N-Si键拉伸运动产生。如果N-N同极键存在，我们表明，N-N键拉伸发生以上$\sim$ 1100厘米$^{-1}$。此外，我们还通过计算振动模的逆参与比（IPR）和相商，研究了振动模的局域化特性。从这一分析中，我们推断，模式以上600 cm $^{-1}$显示出逐步增加的本地化程度和光学行为，特别是超过1000 cm $^{-1}$。在大约650 cm $^{-1}$处，考虑到相当大的IPR值，并且基于对NSi $_3$单元的硅呼吸式运动的投影分析，我们认为振动模式可能涉及相邻SiN $_4$四面体的相关运动。
2018-09-05 cond-mat.mtrl-sci
Simulation of Arsenic Diffusion During Rapid Thermal Annealing of Silicon Layers Doped with Low-Energy High-Dose Ion Implantation
本文建立了离子注入As的瞬态增强扩散模型，并发展了有限差分法对所得到的方程组进行数值求解。同时考虑了界面附近点缺陷分布的不均匀性和对砷团簇的更精确描述。快速退火过程中As扩散的模拟结果与实验数据吻合较好。关键词：扩散;团簇;离子注入;砷;硅PACS：66.30.Jt
2006-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Deciphering mechanisms of enhanced-retarded oxygen diffusion in doped Si
本文用第一性原理计算方法研究了氧在掺杂硅中的增强-阻滞扩散。我们发现氧二聚体的迁移不受应变、掺杂类型和掺杂速率的显著影响。我们归因于p型掺杂硅中的氧扩散增强，以减少单体迁移能量，和延迟的氧扩散Sb掺杂的氧捕获靠近掺杂剂的网站。这两种动力学和热力学机制可能同时出现，并可能导致相互矛盾的实验结果。这种机制可能涉及太阳能级硅中的光诱导降解现象。
2014-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependent vibrational spectra in non-crystalline materials: application to hydrogenated amorphous silicon
基于从头算分子动力学、改进的信号处理技术和计算机可视化技术，提出了一种新的无参数非晶态材料结构、动力学和电子性质的模拟方法。该方法已被广泛测试，通过调查氢和硅动力学在氢化非晶硅（a-Si：H）。通过比较理论和实验的振动光谱，我们演示了如何将振动特性与结构稳定性，成键和氢扩散。我们提取的微观特征，不能通过其他技术，即氢迁移和相关的键切换，悬挂键钝化，低氢活化能，和a-Si：H稳定性一般，我们表明，通过分析的测试案例，我们的方法提供了一个严格和现实的描述非晶材料。我们还表明，这种方法提供了访问非晶硅的其他重要的宏观特性的可能性，并可用于模拟所有方面的a-Si：H动力学，包括有害的Staebler-Wronski效应。
2007-11-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Electrical detection of free induction decay and Hahn echoes in phosphorus doped silicon
固态环境中的顺磁中心通常会产生不均匀加宽的电子顺磁共振（EPR）谱线，使传统检测到的自由感应衰减（FID）信号在光谱仪死时间内消失。在这里，一个电检测FID的硅外延层与天然同位素组成的磷供体的实验结果，显示在第一个150纳秒的拉姆齐条纹。一个分析模型来解释所获得的数据，以及模拟的两个脉冲回波实验的结果。进一步给出了数值计算的结果，以评估该方法研究自旋-自旋相互作用的能力。
2011-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Vibrational properties of epitaxial graphene buffer layer on silicon carbide
本文通过第一性原理计算研究碳化硅上外延石墨烯缓冲层的振动性质，发现其声子呈准色散且热振动离域于衬底，为热电应用提供新前景。
2025-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Vibrational Spectra of Defects in Silicon: An Orbital Radii Approach
本文提出了一种计算半导体缺陷伸缩模振动频率的唯象方法。根据第一性原理赝势轨道半径和元素的主量子数定义了一个新的量子尺度。建立了桑德森电负性与量子尺度之间的普遍线性关系。接下来，我们证明了硅网络中氢和氯的伸缩模振动频率与量子尺度成线性关系。预测和识别周围的Si-H和Si-Cl的缺陷环境是可能的。对多孔硅中振动模的归属进行了严格的研究。我们讨论了我们提出的标度的背景下，一般的Mendeleveyan标度，并提出了理由。我们相信，我们的方法可以有益地扩展到其他半导体的振动光谱。
1996-03-08 atom-ph chem-ph cond-mat.mtrl-sci
Molecular dynamics study of the fragmentation of silicon doped fullerenes
采用非正交基组的紧束缚分子动力学模拟方法研究了碳富勒烯中硅原子的掺杂对碳富勒烯裂解的影响。替代和吸附的情况下被认为是。在每种情况下，从平衡构型开始模拟碎裂过程，并对原子施加高的初始温度。动能迅速转化为势能，因此系统振荡了几皮秒，最终解体。取代富勒烯最可能的第一个事件是C2分子的喷射，另一个非常常见的事件是一个Si原子进入吸附位置。吸附的硅团簇倾向于解吸作为一个整体时，他们有四个或更多的原子，而较小的倾向于解离，有时交换位置与C原子。这些结果进行了比较与实验信息从质量丰度谱和产品的光致碎裂。
2002-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism on the boron-doped Si(111)-$\sqrt 3 \times \sqrt 3$ surface
我们利用第一性原理计算研究了Si（111）- $\sqrt 3 \times \sqrt 3$表面的磁性，该表面对于高硼掺杂的样品是稳定的.当去除硼原子顶部的硅吸附原子以形成缺陷结构时，三个硅悬挂键被暴露，从而在带隙中产生半填充的双简并能级，这稳定了2 $μ_{\rm B}$的局部磁矩。当有许多这样的缺陷结构彼此相邻时，发现它们反铁磁地排列。然而，我们表明，铁磁性可以通过调整缺陷中的电子数来稳定，这表明这种独特的硅表面结构的自旋电子学应用的可能性。
2017-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Raman study of Fano interference in p-type doped silicon
随着硅行业不断推动器件尺寸的极限，拉曼光谱等工具是分析和表征掺杂硅通道的理想工具。在从红光（632.8 nm）到紫外（325 nm）的宽激发波长范围内，用拉曼光谱研究了重p型掺杂硅中价带间跃迁对带心光学声子的影响.在一个声子的拉曼线型的不对称性是由于Fano干涉涉及的重叠的连续的电子激发与离散的声子状态。我们确定了一个过渡以上和以下的一维临界点（E = 3.4 eV）在硅的电子激发光谱。的各向异性硅能带结构和渗透深度之间的关系进行了讨论，在可能的设备应用的上下文中。
2009-10-27 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
High Current Density Vertical Tunneling Transistors from Graphene/Highly-Doped Silicon Heterostructures
石墨烯/硅异质结构作为用于各种电子和光子器件的新平台，如势垒电阻器、太阳能电池、光调制器和化学传感器，引起了极大的兴趣。迄今为止的研究主要集中在石墨烯和轻掺杂硅之间的结上，其中肖特基势垒被认为是载流子传输过程的主导因素。在这里，我们报告了一个系统的调查之间形成的异质结石墨烯和高掺杂硅载流子输运。通过改变硅掺杂水平和测量温度，我们表明，通过原生氧化物的隧穿效应的石墨烯/p++-Si异质结的载流子输运占主导地位。我们进一步证明，隧道电流可以有效地调制的外部栅极电场，导致在垂直隧穿晶体管。得益于高掺杂硅的大态密度，我们的隧穿晶体管可以提供超过20 A/cm 2的电流密度，比以前的石墨烯/绝缘体/石墨烯隧穿晶体管在相同的开/关比下高出约两个数量级。
2015-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coordination-driven magnetic-to-nonmagnetic transition in manganese doped silicon clusters
一个单一的锰杂质与硅的相互作用进行了分析，在实验和理论相结合的研究锰掺杂硅团簇的电子，磁性和结构特性。从外到内掺杂的结构转变与高自旋态的淬灭相一致。对于所有的几何结构的调查，我们发现一个类似的依赖磁矩上的锰配位数和最近邻距离。这一观察结果可以推广到体硅中的锰点缺陷，其磁矩落在所观察到的磁-磁转变范围内，因此对局部几何形状的变化反应非常敏感。结果表明，适当的晶格膨胀可以稳定锰掺杂硅中的高自旋态。
2013-02-27 cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
Strain engineering of doped hydrogen passivated silicon quantum dots
本文通过第一性原理研究，揭示了掺杂与应变对氢钝化硅量子点稳定性、能隙及电子性质的耦合影响，并提出了相关解析表达式。
2025-04-21 cond-mat.mtrl-sci
Emergence of large non-adiabatic effects induced by the electron-phonon interaction on the complex vibrational quasi-particle spectrum of the doped monolayer MoS$_{2}$
我们提出了一个全面的第一性原理分析的非绝热效应，由于电子-声子相互作用的电子掺杂单层MoS $_{2}$的振动光谱。掺杂后费米表面的深度变化导致控制自旋守恒谷间电子散射的正常模式的线宽加宽，这随着所有自旋分裂传导谷的布居而变得不稳定。我们发现，非绝热光谱效应显着修改的绝热色散的长波长光学声子模式，负责谷内散射，只要不等价的山谷得到填充。通过一个简单的分析模型说明了这些结果。最后，我们解释了一个复杂的动力学结构的出现强相互作用的面外偏振A0 1光学振动模光谱的多声子准粒子图片定义在全复频率平面的装置，表明这种有趣的光谱结构起源于分裂的原始绝热支诱导的电子-声子耦合。
2019-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Vibrational and electronic properties of the B$_7$Al$_2$ cluster
本研究采用密度泛函理论探究B$_7$Al$_2$团簇结构，发现最稳定构型为B$_7$环与两个Al原子配位的双锥结构，并通过红外光谱与态密度揭示了其与高能异构体的显著差异。
2024-09-26 cond-mat.mtrl-sci
Experimental Observation of Kondo-Fano Resonant Tunneling in Silicon-Doped GaAs/AlAs Multiple Quantum Wells
本文报道了在掺硅GaAs/AlAs多量子阱中近藤-法诺共振隧穿的实验观察。在低偏压下的微分隧穿电导谱显示出强烈的温度依赖性共振，其峰在磁场的存在下分裂，这是近藤共振的特征。用杂质Anderson模型解释了这些数据是费米能级的导电电子通过阱内掺杂硅杂质态的共振隧穿。杂质态的库仑阻塞共振在近藤共振之上诱导了Fano凹陷。
2006-02-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hydrogen in Ag-doped ZnO: theoretical calculations
基于密度泛函理论，我们系统地研究了H原子在Ag掺杂ZnO中的行为，包括H原子的择优位置、扩散行为、电子结构和振动性质。我们发现，一个H原子可以迁移到掺杂的Ag，形成一个Ag-H配合物，通过克服0.3 - 1.0 eV的能量障碍。最低能量的位置为Ag-O键中心。此外，H可以在该位置和其等效位置之间迁移，能量成本小于0.5 eV。相反，这种Ag-H络合物的解离需要约1.1 - 1.3 eV的能量。这意味着Ag-H络合物可以普遍存在于Ag掺杂的ZnO中，这对Ag掺杂的ZnO的期望的p型载流子浓度具有负面影响。此外，基于冻结声子计算，预测了ZnO与Ag-H复合物的振动性质。在该体系的振动光谱中出现了一些新的与Ag-H络合物有关的振动模式。
2009-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Radio frequency readout of electrically detected magnetic resonance in phosphorus-doped silicon MOSFETs
我们演示了射频（RF）读出的电检测的磁共振在磷掺杂的硅金属氧化物场效应晶体管（MOSFET），在液氦温度下工作。利用射频反射计首次观测到了Si：P超精细谱线，这对于高带宽操作和基于施主的半导体器件中自旋共振的时间分辨检测是有希望的。在这里，我们提出了微波（MW）功率和MOSFET偏置条件对EDMR信号的影响。
2011-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Determination of Doping and Temperature Dependent Elastic Constants of Degenerately Doped Silicon from MEMS Resonators
实验研究了简并掺杂硅的弹性常数c_（11）、c_（12）和c_（44）随掺杂浓度和温度的变化。从一组MEMS谐振器的测量谐振频率中提取了弹性常数的一阶和二阶温度系数，所述MEMS谐振器制造在七个不同的掺杂磷的晶片上（载流子浓度分别为4.1、4.7和7.5*10^19 cm^-3）、砷（1.7、2.5*10^19 cm^-3）和硼（0.6、3*10^19 cm^-3）。测量范围为-40 ℃至+85 ℃。研究发现，在n型掺杂浓度为n~2*10^19 cm^-3时，剪切弹性参数c11-c12的线性温度系数为零，随着掺杂浓度的增加，线性温度系数增大到40 ppm/K以上。这一观察结果意味着，许多类型的谐振模式，包括拉伸体模和弯曲模的频率，可以温度补偿到一阶。当n型掺杂从4.1增加到7.5*10^19 cm^-3时，c11-c12的二阶温度系数降低了40%。这项研究的结果使计算的频率漂移的任意硅谐振器设计的精度为+/- 25 ppm超过T=-40…85 C，在这项工作中所涵盖的掺杂水平。绝对频率的估计精度为+/- 1000 ppm。
2014-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Spin-Coated Erbium-Doped Silica Sol-Gel Films on Silicon
这项工作报告的光学功能，以及所产生的薄膜涂层。采用溶胶-凝胶工艺，用氧化铒和正硅酸乙酯（TEOS）的前体活性成分配制，用于旋涂薄（~130 nm）掺铒（~6 at. %）在单晶硅上的二氧化硅膜。退火后的薄膜会从薄膜中的铒离子产生1.5微米波段的红外辐射，同时也会大大增强底层硅的带隙辐射（~ 100倍）。这两种模式的光学活动的明显不同的机制解释的光发射理论和建模，光电子应用的前景进行了讨论。
2012-02-03 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Silicon nitride resistance switching MIS cells doped with silicon atoms
本文研究硅原子掺杂对氮化硅阻变存储单元开关性能的影响，通过超低能离子注入和退火制备器件，结合直流与交流电学表征揭示掺杂对介电性能和导电机理的作用。
2025-02-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Temperature-dependent vibrational EELS simulations with nuclear quantum effects
Uppsala University（乌普萨拉大学）
本文提出TRPMD-TACAW方法，用于模拟低温振动EELS，揭示核量子效应在硅中振动光子峰强度中的重要性，为低温EELS定量分析提供理论依据。
2026-03-21 cond-mat.mtrl-sci
Improved Thin Film Quality and Photoluminescence of N-Doped Epitaxial Germanium-on-Silicon using MOCVD
采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）方法，在Si上原位生长了磷、砷掺杂的Ge结构。通过对薄膜表面粗糙度、应变、穿透位错密度、Si-Ge互扩散、掺杂扩散和光致发光的表征，研究了缺陷退火和Si衬底切边效应对Ge薄膜质量以及发光性能的影响。所有样品表面光滑（粗糙度< 1.5 nm），Ge薄膜的拉伸应变为0.2%。生长态的P和As掺杂Ge薄膜在没有缺陷退火的情况下具有2.8e8到1.1e9 cm^（-2）的穿透位错密度。随着热循环，这些值降低到1-1.5e8 cm^（-2）。Si衬底的六度切边被示出具有很小的影响。与delta掺杂相反，掺杂剂的向外扩散已被成功地抑制以在缺陷退火时保持掺杂浓度。然而，光致发光强度的下降主要是由于硅锗相互扩散，这也导致了发射波长的蓝移。与2012年第一个用delta掺杂方法掺杂的Ge激光器工作中的benckmarking样品相比，在25%掺杂浓度下，生长的P或As掺杂的Ge薄膜具有相似的光致发光强度和更光滑的表面，这是具有更好的发光效率的Ge激光器的前景。
2019-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Line Broadening and Decoherence of Electron Spins in Phosphorus-Doped Silicon Due to Environmental 29^Si Nuclear Spins
利用脉冲电子自旋共振技术，在8K下测量了掺磷硅单晶（f = 0.19% ≤ 99.2%）中29^Si同位素的浓度，系统地研究了环境29^Si核自旋对施主电子自旋的影响.作为f的函数的线宽示出了与理论分析的良好协议。我们还报道了施主电子自旋的相位记忆时间T_M依赖于f和相对于外磁场的晶轴。
2005-12-16 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Field Evaporation of Grounded Arsenic Doped Silicon Clusters
利用密度泛函理论研究了场蒸发52个原子组成的掺砷硅团簇，模拟了衬底上数百纳米长的硅纳米结构.研究了六种不同As掺杂浓度和掺杂位置的团簇结构。临界蒸发电场被发现是较低的集群与较高的掺杂浓度和掺杂点靠近表面。我们将这种差异归因于对应于不同As掺杂浓度和掺杂位置的结合能的差异。我们的理论研究对高电场下纳米尖端的稳定性有一定的指导意义。
2014-10-12 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Electrically and optically active charge carrier traps in silicon-doped few-layer GaSe
Walter-Schottky-Institut and TUM School of Natural Sciences, Technische Universität München（慕尼黑工业大学瓦尔特-肖特基研究所与自然科学学院）；Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids（马克斯·普朗克固体化学物理研究所）；Department of Chemistry, Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学化学系）；Department of Inorganic Chemistry, University of Chemistry and Technology Prague（布拉格化工大学无机化学系）；School of Materials Science and Engineering, Jilin University（吉林大学材料科学与工程学院）；Institute of Physics and Astronomy, Technical University Berlin（柏林工业大学物理与天文研究所）
研究硅掺杂少层GaSe中的电和光学活性载流子陷阱，通过多种阻抗谱技术揭示深陷阱状态，归因于硅缺陷和金属空位，为二维材料器件设计提供关键见解。
2026-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Systematic study of amorphous 2D graphene, silicene and silicon carbide: Investigation of structural, electronic, optical and vibrational properties
本研究通过分子动力学和第一性原理计算系统分析了非晶石墨烯、硅烯和碳化硅的结构、电子、光学及热学性质，发现其光学红移、等离激元峰在紫外区且热导率较低，为局部功能器件提供新思路。
2023-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Metallization of the β-SiC(100) 3\times2 Surface: a DFT Investigation
本文用密度泛函理论（DFT）研究了不同氢化程度的β重构碳化硅（001）（3x 2）表面的电子结构和振动动力学。这些结果是用具有广义梯度交换关联函数的密度泛函理论得到的。计算表明，金属化可以通过占据第二硅层的氢原子来实现。第二硅层位置上的氢占据的进一步增加导致该金属化的损失。对于前一种情况，金属化发生，我们发现了一个新的振动模式在1870 cm-1，这是不同于模式与氢原子上的第一层。此外，我们发现氢原子从第二硅层移动到第三硅层的扩散势垒为258 meV。
2011-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Cryogenic Microwave Imaging of Metal-Insulator Transition in Doped Silicon
我们报告了低温扫描微波阻抗显微镜的仪器和实验结果。微波探头和扫描台位于氦低温恒温器的可变温度插入件内。距离调制模式下的微波信号用于监测针尖-样品距离并调节两个输出通道的相位。证明了空间解析掺杂硅样品中金属-绝缘体转变的能力。数据同意半定量有限元模拟。在不同温度和直流偏置下拍摄的图像中可以看到热能和电场对局部载流子的影响。
2011-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal excitation of flexoelectricity in silicon
本文研究了硅在223-473 K范围内的挠曲电效应，发现本征硅的挠曲电系数随温度变化近两个数量级，而重掺杂硅几乎不变，并建立了挠曲电、温度与带隙的定量关系，为硅基机电器件开发提供参考。
2025-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Poisoning of magnetism in silicon doped with Re, caused by a charge transfer from interstitials to substitutionals, by means of the self-interaction corrected density-functional approach
用自相互作用修正的密度泛函方法计算了硅中的Re杂质及其对。铼离子在主晶体中形成不太紧密的对，杂质被一个Si原子或接近两个硅键的距离分开。比较各种对的替代品的形成能，mixed-site杂质，mixed-site杂质有利于最后一种类型。电子从间隙向替代杂质的转移使两个Re位都恢复磁性，但p型和n型共掺杂再次恢复磁性，后者更有效。
2012-07-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Temperature and Pressure Dependent Vibrational Properties of Pristine and Doped Vacancy-Ordered Double Perovskite
National Centre for High Pressure Studies, Department of Physical Sciences, Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育研究所加尔各答分校物理科学系高压研究中心）；Indian Institute of Science Education and Research (IISER) Kolkata（印度科学教育研究所加尔各答分校）；Department of Chemical Sciences, and Centre for Advanced Functional Materials, Indian Institute of Science Education and Research (IISER) Kolkata（印度科学教育研究所加尔各答分校化学科学系及先进功能材料中心）
本研究通过温度和压力依赖的拉曼光谱等方法，揭示了Sb掺杂对Cs₂TiCl₆双钙钛矿振动性质的调控作用，发现低温下出现异常拉曼模式M₁及非谐振常数变化，但其起源尚不明确。
2025-12-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Co distribution in ferromagnetic rutile Co-doped TiO$_2$ thin films grown by laser ablation on silicon substrates
采用脉冲激光沉积技术在硅基片上制备了金红石型Co掺杂TiO $_2$薄膜。在合适的制备条件下，薄膜中的Co浓度可以与合成靶中的Co浓度基本相同，并且在各种条件下的薄膜在室温以上都具有很好的铁磁性。尽管卢瑟福背散射光谱测量表明Co原子似乎主要位于薄膜表面附近，而较少存在于更深的能级，但其他实验证据表明铁磁性不是来自Co偏析，而是来自Co掺杂的TiO $_2$基质。用简单的方法在廉价的硅衬底上制备了居里温度（TC）在400 K以上的金红石型Ti $_1-x$ Co $_x$ O $_2$薄膜。
2003-08-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Doped and Codoped Silicon Nanocrystals: the Role of Surfaces and Interfaces
硅纳米晶由于其新颖的性质及其在电子、光电子、光伏、热电和生物等领域的潜在应用而受到广泛的研究。这些新特性是通过载流子的量子限制和表面化学的强烈影响相结合来实现的。如在体硅的情况下，电子、光学和输运性质的调谐与以受控方式掺杂纳米晶体的可能性有关。这是一个很大的挑战，因为一些研究表明，Si纳米晶体中的掺杂与体相掺杂不同。理论和实验表明，掺杂和共掺杂受到大量参数的影响，如硅纳米晶体的尺寸，形状，钝化和化学环境。然而，这些参数之间的连接和掺杂剂的本地化，以及发生的自净化效应仍然不清楚。在这篇综述中，我们总结了这一迷人的研究领域的最新进展，考虑独立的和矩阵嵌入的硅纳米晶体从理论和实验的角度来看，特别注意的从头计算得到的结果和尺寸，表面和界面诱导的影响。
2018-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Voltage Control of Exchange Coupling in Phosphorus Doped Silicon
受量子计算机体系结构的应用程序的启发，我们研究了硅中相邻的磷施主电子之间的交换相互作用的变化，由于施加电压偏置到表面控制电极。这些电压偏置在晶体衬底内产生静电场，扰乱施主电子的状态，从而改变它们之间交换相互作用的强度。我们发现，这种控制门可以用来增强，或减少的相互作用的强度，由一个量，这取决于两者的大小和方向的施主分离。
2004-02-26 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Silicon-based high-temperature diamondlike ferromagnetic with self-organized superlattice distribution of manganese impurity
为了证明激光等离子体掺杂锰硅稀磁半导体薄膜的类金刚石晶体结构，我们推广了前人的结果。
2012-10-04 cond-mat.mtrl-sci
Non-ohmic spin transport in n-type doped silicon
利用面内自旋阀和垂直磁场测量方法研究了自旋极化电子在n型掺杂硅中的注入和输运过程。跨输运层施加的电压用于改变由导带弯曲引起的限制电势，并控制漂移和扩散之间的主导输运机制。通过在该器件中使用Monte-Carlo方案建模传输，我们模拟了所观察到的自旋极化和Hanle特征，表明通过施加电压可以将短Si传输层的平均渡越时间控制在4个数量级以上。因此，这种建模允许推断的电子自旋寿命长，尽管过境长度短。
2008-08-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Silicon-vacancy color centers in phosphorus-doped diamond
掺杂磷（n型）金刚石中色心的受控产生可以促进量子光子器件的电子集成，例如在电注入时操作的单光子源。硅空位（SiV）色心是很有前途的候选者，但迄今为止，在磷掺杂金刚石单光子发射的条件还没有调查。在这项研究中，我们创建SiV色心在金刚石样品中具有不同的磷浓度，并显示由于掺杂，氮杂质和离子注入诱导的缺陷的荧光背景可以显着抑制。在低注量硅离子注入下，在掺磷金刚石中获得了单光子发射体。
2019-12-19 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph quant-ph
The W center in self-implanted silicon is the self-interstitial cluster I_3
基于第一性原理密度泛函理论计算，我们确定了自注入硅中的W中心为三元自填隙团簇I_3，并与所有已知的实验特征（发射能、非本征能级、激活能和离解能、局域振动结构和对称性）相匹配.
2002-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Spatially resolved, energy-filtered imaging of core level and valence band photoemission of highly p and n doped silicon patterns
作为局部掺杂的函数，在微米和亚微米尺度上图案化的半导体衬底的能级的空间变化的准确描述是微电子工业的重要技术挑战。空间分辨表面分析的光电子能谱显微镜可以提供一个宝贵的贡献，由于相对非破坏性的，定量分析。我们目前的结果高掺杂的n型和p型图案，分别为p型和n型硅衬底。利用同步辐射和球差校正能量滤波技术，我们获得了Si 2p芯能级和价带上的光谱图像序列。局部带对齐提取，占掺杂，带弯曲和表面光电压。
2017-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric bolometers based on ultra-thin heavily doped single-crystal silicon membranes
我们目前超薄硅膜热电偶测辐射热计适合于快速和灵敏的检测低水平的热功率和红外辐射在室温下。这些器件基于40 nm厚的应变调谐单晶硅膜，其形状为加热器/吸收器区域和窄的n型和p型掺杂梁，其作为热电偶工作。的设备的电热特性显示噪声等效功率为13 pW/rtHz和热时间常数为2.5 ms。高灵敏度的设备是由于高塞贝克系数为0.39 mV/K和减少的热导率的Si梁从体值。测辐射热计工作在热电偶的约翰逊-奈奎斯特噪声极限内，并讨论了接近温度波动极限工作时的性能改进。
2017-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultralow Thermal Conductivity of Isotope-Doped Silicon Nanowires
采用分子动力学（MD）模拟方法研究了硅纳米线的热导率.研究发现，在室温下，同位素缺陷可以使硅纳米线的热导率呈指数下降。当掺杂50%的同位素原子时，热导率达到最小值，约为纯28Si NW的27%。同位素超晶格结构的硅纳米线的热导率明显依赖于超晶格的周期。在1.09 nm的临界周期处，热导率仅为纯Si NW值的25%。当超晶格周期小于这个临界长度时，观察到热导率的异常增强。用声子谱理论解释了超晶格结构硅纳米线的超低热导率。
2007-12-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Low-field microwave absorption and magnetoresistance in iron nanostructures grown by electrodeposition on n-type lightly-doped silicon substrates
在本研究中，我们研究了电沉积在轻掺杂（100）n型硅衬底上的铁纳米团簇的磁性、表面形貌和晶体结构。我们的目标是研究Fe/Si横向结构中的自旋注入和探测。在电渗流下获得的样品的特征在于通过磁阻和磁共振测量与循环扫描施加的场，以了解在所产生的样品中的自旋动力学。在磁共振谱中观察到的磁滞现象，加上在非饱和状态下确认低场微波吸收（LFMA）的宽峰的存在，与在磁阻曲线中发现的峰和斜率相关。结果表明，在低阻硅的长距离自旋注入和检测和磁共振技术在这里介绍了作为一个有前途的工具，用于分析电非接触磁阻样品。
2015-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Experimentally Constrained Molecular Relaxation: The case of hydrogenated amorphous silicon
我们已经将我们的实验约束分子弛豫技术（P. Biswas { \it et al}，Phys. Rev. B { \bf 71} 54204（2005））扩展到氢化非晶硅：构建了具有7.4%氢的540原子模型和具有22%氢的611原子模型。从一个随机构型出发，利用物理相关约束、{ \it ab initio}相互作用和实验静态结构因子，我们构建了氢化非晶硅的真实模型。我们的模型证实了存在一个高频局域带的振动态密度由于Si-H振动，已观察到在最近的振动瞬态光栅测量等离子体增强化学气相沉积薄膜的氢化非晶硅。
2007-09-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Vibrational modes of negatively charged silicon-vacancy centers in diamond from ab initio calculations
金刚石中的硅空位（SiV）中心是一种光致发光（PL）中心，其特征零声子线能量为1.681 eV，可作为固态单光子源，并可能作为量子比特。大部分发光强度出现在零声子线中;然而，大约30%的强度出现在声子边带中。由于声子在该系统的运行中起着至关重要的作用，因此详细了解SiV中心的振动特性是非常重要的。为此，我们进行了密度泛函理论计算稀SiV中心嵌入缺陷的大小为几千个原子的超晶胞。我们发现存在两个非常明显的准局域振动模式（共振）与$A_{2u}$和$E_u$对称性，分别对应于沿着和垂直于缺陷对称轴的Si原子的振动。这些模式的同位素位移解释了实验SiV PL谱中突出振动特征的同位素位移。此外，计算表明，相对于基态，$A_{2u}$模的振动频率在激发态时增加了约30%，而$E_u$模的振动频率增加了约5%.这些变化解释了实验观察到的零声子线能量的同位素位移。我们还强调了从有限大小的超级原胞计算中提取振动共振的同位素位移可能存在的危险，并提出了一种正确做到这一点的方法。
2021-07-30 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph quant-ph
Computer simulation of low-energy excitations in amorphous silicon with voids
利用经验分子动力学方法研究了纯非晶硅4096原子大模型和在此基础上建立的一组具有不同尺寸空洞的模型的低能振动，通过对动力学矩阵的精确对角化，得到了模型的数值振动本征值和本征向量.计算结果表明，在含空洞的非晶硅模型中，存在着结构相当复杂的局域低能振动激发。根据它们的空间定位模式，我们试图将这些激发分类为与空隙相关的模式和与空隙与硅网络应变区相互作用相关的“混合”模式。
1999-09-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
