Strain induced metal-insulator transition in ultrathin films of SrRuO$_3$
薄膜极限已被证明是一个不寻常的低维物理丰富的游乐场。以SrRuO $_3$为例，它在体极限下是铁磁性和金属性的，人们发现，当生长在SrTiO $_3$上时，它在三个单层极限下变成反铁磁性和绝缘的。绝缘状态的起源追溯到强烈的轨道相关的交换分裂。然后发现SrTiO $_3$衬底的1%的适度压缩应变驱动系统进入高度受限的二维100%自旋极化金属态。这种由适度应变驱动的金属-绝缘体转变在两态器件应用中可能很有用。
2014-08-20 cond-mat.mtrl-sci
Spin State Disproportionation in Insulating Ferromagnetic LaCoO3 Epitaxial Thin Films
本研究通过X射线吸收光谱和团簇计算，发现张应变LaCoO3薄膜中Co3+自旋态以1:3高低混合比例歧化，解释了其绝缘铁磁性起源。
2023-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Electrical and magnetic transport study on strain driven ferromagnetic insulating thin film of low doped manganite
本文在NGO（100）衬底上PLD生长的低掺杂LCMO（X = 0.15）薄膜中，建立了应变驱动的类单晶铁磁绝缘（FMI）态，并深入研究了应变对该薄膜电、磁输运的影响。我们对X=0.18 ~ 0.22掺杂区的体单晶薄膜的FMI态、铁磁转变温度（TC）、铁磁绝缘温度（TFMI）和电阻率进行了详细的研究和比较。我们已经发现，TFMI和载流子的局域化长度增加，也有一个在库仑间隙减小。薄膜的磁输运行为也不同于大块单晶，在施加磁场（0 - 10 T）时，样品的磁阻接近20 - 75%，在低于一定温度时，磁阻下降到5 - 40%，并且薄膜的TC随着磁场的增加而增加到更高的温度。该薄膜还表现出各向异性磁阻高达20%，取决于所施加的磁场方向。
2012-12-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain Tunable Semimetal-Topological-Insulator Transition in Monolayer 1T'-WTe2
量子自旋霍尔绝缘体（QSHI）表现为其导电边缘通道，起源于绝缘体态的非平凡拓扑结构。单层1 T '-WTe 2在输运测量中表现出这种量化的边缘电导，但由于其半金属性质，相干长度被限制在100 nm左右。为了克服这种限制，我们提出了一种应变工程技术来调整电子结构，其中沿a轴的压缩应变或沿b轴的拉伸应变可以驱动1 T '-WTe 2进入全间隙绝缘相。分子束外延和原位扫描隧道显微镜/光谱的联合研究，然后证实了这样的相变。同时，拓扑边缘状态被发现是非常强大的应变的存在。
2020-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical investigation of the evolution of the topological phase of Bi$_{2}$Se$_{3}$ under mechanical strain
拓扑绝缘相的结果从反转的带隙由于自旋轨道耦合在奇数个时间反演对称点。在Bi $_2$ Se $_3$中，这种反转发生在$Γ$点。对于体材料Bi $_2$ Se $_3$，我们用密度泛函理论分析了任意应变对$Γ$点带隙的影响。通过计算自旋-轨道相互作用下的能带结构，我们分别考虑了应变通过库仑相互作用和自旋-轨道相互作用对带隙的影响。当压缩应变作用于降低库仑能隙时，它也增加了自旋-轨道相互作用的强度，从而增加了反转能隙。与Bi $_2$ Te $_3$的比较支持这样的结论，即库仑和自旋轨道相互作用的影响是理解应变下的拓扑绝缘体的行为的关键，我们提出，拓扑绝缘相可以有效地操纵通过化学取代诱导应变。
2011-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Near-Room Temperature Ferromagnetic Insulating State in Highly Distorted LaCoO2.5 with CoO5 Square Pyramids
氧空位的专门控制是复杂氧化物薄膜功能化的重要途径。众所周知，拉伸应变显著降低氧空位形成能，而压缩应变起次要作用。因此，通过从压缩应变膜提取氧来进行原子重构是具有挑战性的。在这里，我们报告了一个意想不到的LaCoO2.5相，通过在真空中退火的压缩应变LaCoO 3与一个类似于玻璃的氧空位有序。的协同倾斜和变形的CoO 5四方锥与大的La和Co的位移量化使用扫描透射电子显微镜。CoO 5方锥体的面内大膨胀削弱了晶场分裂，促进了Co2+的有序高自旋态，其产生居里温度为~284 K和饱和磁化强度为~0.25 μB/Co的绝缘铁磁态。这些结果表明，从压缩-应变氧化物提供了产生意想不到的晶体结构和新颖功能的机会。
2021-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic and Orbital Order in LaMnO$_3$ under Uniaxial Strain: A Model Study
单轴应变对LaMnO $_3$的电子结构和磁性的影响进行了研究，从一个模型的哈密尔顿说明的Jahn-Teller，超交换，双交换相互作用之间的竞争。我们在我们的模型中保留了三个主要的八面体畸变（$Q_1, Q_2$和$Q_3$），它们与Mn $(e_g)$电子耦合。我们的结果表明，基态是一个A型反铁磁（AFM）绝缘状态的无应变的情况下，与实验一致。随着拉伸应变（沿c轴拉伸），基态转变为铁磁并最终转变为G型$^\prime$ AFM结构，而随着压缩应变，我们发现A型转变为G型结构。轨道排序，它显示了众所周知的棋盘$x^2-1 / y^2-1$结构的无应变的情况下，保留或多或少相同的字符为压缩应变，而变成$z^2-1$字符为拉伸应变。虽然$Q_1$和$Q_3$在我们的模型中由应变分量$\varepsilon_{xx}$和$\varepsilon_{zz}$固定，但为了使总能量最小化而变化的面内畸变模式（Q $_2$）的幅度随着拉伸应变而缓慢减小，当进入FM状态时完全消失。在我们的模型中，FM状态是金属的，而三个AFM状态是绝缘的。
2009-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Impact of structural distortions on the correlated electronic structure of orbital-selective Mott insulating Na$_3$Co$_2$SbO$_6$ under strains
研究应变下Na$_3$Co$_2$SbO$_6$的电子结构，发现其非关联结构对应变不敏感，而关联电子结构呈轨道选择性Mott绝缘态，使三角晶体场劈裂可调，强调了局域对称性与动力学关联在调控磁性相中的重要作用。
2025-08-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.comp-ph
Direct imaging of lattice strain-induced stripe phases in an optimally-doped manganite
在没有淬火无序的锰氧化物薄膜中，我们分别通过高分辨率扫描隧道显微镜/光谱（STM/STS）显示了高于和低于居里温度（Tc）的绝缘和金属条纹形式的织构。这些条纹的形成涉及竞争的轨道和电荷顺序，并且是由长程晶格应变介导的重叠电子波函数的结果。与普遍的看法相反，电子均匀条纹相强调了晶格应变在引起电荷密度调制和阻止序参量之间的串扰方面的功效，否则，该串扰以轨道有序绝缘相和轨道无序金属相的形式不均匀地演变。
2006-05-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological insulating behaviour in conducting property of crystalline Ge-Sb-Te
通过第一性原理计算，发现Ge-Sb-Te（GST）相变材料具有拓扑绝缘性质。我们的计算表明，材料成为拓扑绝缘体或开发导电表面类界面态依赖于层堆叠顺序。结果表明，导电界面态起源于GST中的拓扑绝缘Sb_2Te_3层，并对化合物的电子性质至关重要。这些界面态被发现是相当弹性的原子的无序，但敏感的单轴应变。我们提出了破坏GST拓扑绝缘秩序的机制，并研究了被认为是负责GST的非晶化的Ge迁移的作用。
2010-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the metal-insulator transition in d^1 and d^2 perovskites by epitaxial strain: a first principles-based study
我们研究了外延应变对过渡金属（TM）阳离子具有d^1和d^2电子构型的钙钛矿体系中Mott金属-绝缘体转变（MIT）的影响。我们首先讨论由外延应变引起的晶场分裂和跳跃参数变化所预期的总体趋势。我们认为，应变引起的晶体场分裂一般有利于莫特绝缘状态，而应变引起的跳跃参数的变化有利于金属状态下的压缩应变和拉伸应变下的绝缘状态。因此，这两种效应在压缩应变下可以有效地相互抵消，而它们通常在拉伸应变下合作，在这种情况下有利于绝缘状态。然后，我们通过使用密度泛函理论（DFT）和动力学平均场论（DMFT）的组合对几种d^1和d^2钙钛矿进行电子结构计算来验证这些一般考虑。我们隔离的应变引起的变化，无论是跳频或晶体场的个别影响进行DMFT计算，我们固定一种类型的参数，相应的无应变DFT值。这些计算证实了我们对SrVO_3（d^1）和LaVO_3（d^2）的一般考虑，而LaTiO_3（d^1）的情况明显不同，这是由于下面的钙钛矿晶体结构中八面体倾斜畸变的强烈影响。我们的研究结果表明，通过使用外延应变，这使得可以控制的电子相关性的强度和附近的莫特MIT的相关TM氧化物的电子性质的调整的可能性。
2016-08-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain control of the metal-insulator transition in epitaxial SrCrO$_{3}$ thin films
在钙钛矿氧化物SrCrO $_{3}$中，晶体结构、应变和轨道有序之间的相互作用使得能够在某些条件下从金属电子结构转变为绝缘电子结构。我们确定了一个狭窄的氧分压窗口，在该窗口中，可以使用射频（RF）离轴磁控溅射在三种不同的衬底上生长高应变SrCrO $_{3}$薄膜，（LaAlO $_{3}$）$_{0.3}$ -（Sr $_{2}$ TaAlO $_{6}$）$_{0.7}$（LSAT），SrTiO $_{3}$（STO）和DyScO $_{3}$（DSO）。X射线衍射和原子力显微镜证实了薄膜的质量，并证明了由衬底诱导的应变驱动的金属-绝缘体转变。
2021-04-06 cond-mat.mtrl-sci
3D Topological Semimetal Phases of Strained $α$-Sn on Insulating Substrate
本文在绝缘CdTe/GaAs衬底上MBE生长高质量α-Sn，系统表征了应变和磁场诱导的狄拉克与外尔半金属相，并通过磁光、ARPES和负纵向磁阻等实验证实其拓扑非平庸性质。
2024-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab initio study of the strain dependence of thermopower in electron-doped SrTiO$_3$
在本文中，我们探讨了不同的机制，影响带绝缘钙钛矿（在这种情况下，SrTiO $_3$）的热电势时，受到应变（压缩或拉伸）。我们分析了高温下的熵控制极限和低温下的能量输运机制。我们观察到，在高温塞贝克系数的应变的效果是小的热电应用感兴趣的浓度水平。然而，有效质量随应变而显著变化，这产生与应变产生的简并破碎相反的效果。特别是，我们发现，热电势可以通过施加拉伸应变在适当的制度。我们的结论是，由于带分裂的热电势应变的不利影响是一个轻微的影响，不会妨碍优化的热电性能的氧化物与t $_{2g}$ -活性带通过施加应变。
2016-06-14 cond-mat.mtrl-sci
Impact of biaxial and uniaxial strain on V$_2$O$_3$
使用第一性原理计算，我们确定的作用，压缩和拉伸的单轴和等双轴应变的结构，电子和磁性的V $_2$ O $_3$。我们发现，压缩应变增加的能量成本从高温顺磁金属相过渡到低温反铁磁绝缘相。这种能量差的变化可以用低温结构中反铁磁排列的V-V键长的变化来解释。我们已经获得的见解提供了一个微观的解释，在金属-绝缘体转变温度的变化，已在实验中观察到的V $_2$ O $_3$薄膜生长在不同的基板上。
2019-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Hidden electronic phase in strained few-layer 1T-TaS2
层状范德华材料是令人兴奋的，因为它们经常拥有多个竞争的电子相。本文报道了实验观察到的绝缘和金属相共存深内的公度电荷密度波相在高品质的几层1 T-TaS 2器件。通过详细的电子基态的电导波动谱，我们建立了混合相由一维金属畴壁包围的绝缘区域。我们发现，电子基态的1 T-TaS 2可以受到剧烈的应变，最终导致莫特间隙的相称的电荷密度波阶段的崩溃。我们的研究解决了一个悬而未决的问题，即层间耦合强度对层状范德华材料中电子相的影响。
2021-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Prediction of topological insulating behavior in Hg2CuTi-type Heusler compounds from first principles
采用密度泛函理论中的第一性原理计算，研究了具有Hg 2CuTi结构的X2 YZ Heusler化合物的拓扑能带结构.我们的研究结果清楚地表明，大量的Hg_2CuTi型Heusler化合物自然地表现出明显的带反转特征，这主要是由Y-Z锌双晶亚晶格控制的。Hg 2CuTi型Heusler化合物与半Heusler族化合物相似，其拓扑能带阶对晶格常数的变化非常敏感，且大多数化合物具有负的形成能，这使得它们更适合于材料生长，并且通过合金化或适当的应变可以容易地实现拓扑绝缘行为。
2012-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Strain Effects in Topological Insulators: Topological Order and the Emergence of Switchable Topological Interface States in Sb$_2$Te$_3$/Bi$_2$Te$_3$ Heterojunctions
应变能诱导二硫属铋的拓扑相变。本文给出了三维拓扑绝缘体Bi $_2$ Te $_3$，Sb $_2$ Te $_3$，Bi $_2$ Se $_3$和Sb $_2$ Se $_3$在单轴应变和双轴应变下的相图，显示了拓扑平凡和非平凡的金属相和绝缘相.特别是，单轴张力可以将Sb $_2$ Te $_3$驱动到拓扑上微不足道的绝缘相。因此，我们提出了一种Sb $_2$ Te $_3$ /Bi $_2$ Te $_3$异质结，其中拓扑界面状态出现在该拓扑绝缘体-正常绝缘体异质结的公共间隙中，可以通过单轴应变打开或关闭。该界面态被限制在Sb $_2$ Te $_3$子系统中，并且被物理保护免受环境杂质的影响。因此，Sb $_2$ Te $_3$ /Bi $_2$ Te $_3$异质结可以具有稳健的螺旋界面态，具有有前景的自旋电子学应用。
2017-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain controlled superconductivity in few-layer NbSe2
低维材料中超导性的可控可调性可能使新的量子器件成为可能。特别是在三重态或拓扑超导体中，隧道器件如约瑟夫森结等可以表现出奇异的功能。隧道势垒是将两个超导体分开的绝缘或正常材料层，是结的关键组成部分。NbSe 2的薄层已被证明是具有强自旋轨道耦合的超导体，如果由大的磁交换场驱动，则可以产生拓扑超导性。在这里，我们展示了超导体-绝缘体的转变，在外延生长的几层NbSe 2与晶圆级的均匀性绝缘衬底上。我们提供了电输运，拉曼光谱，横截面透射电子显微镜，和X射线衍射表征的绝缘相。我们表明，超导体-绝缘体的转变是由应变驱动，这也导致特征的拉曼模式的能量移动。我们的观察为将高质量异质结隧道势垒无缝构建到外延NbSe 2本身铺平了道路，从而为基于超导体的量子电子学提供了高度可扩展的隧道器件。
2020-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Electronic and Magnetic State of LaMnO$_3$ Epitaxially Strained on SrTiO$_3$: Effect of Local Correlation and Non-local Exchange
由于LaMnO $_3$ /SrTiO $_3$异质结构中铁磁绝缘态的观察报告令人困惑，我们计算了LaMnO $_3$的电子和磁性状态，相干匹配到SrTiO $_3$方形衬底内的“应变体”几何形状。我们采用三种不同的密度泛函理论为基础的计算方法：（a）密度泛函理论（DFT）补充哈伯德U（DFT+U），（b）DFT +动态平均场论（DMFT），和（c）的交换相关泛函的混合泛函处理。虽然前两种方法包括本地相关性和交换在锰网站，分别在静态和动态的方式处理，最后一个考虑到非本地交换在所有网站的效果。我们发现在所有三种方法中，由SrTiO $_3$的方形衬底引起的压缩应变将LaMnO $_3$从具有相当大的轨道极化的反铁磁体转变为具有抑制的Jahn-Teller畸变的铁磁体，这与实验一致。然而，虽然DFT+U和DFT+DMFT都提供了金属溶液，但只有混合计算才能得到绝缘溶液，如实验中所观察到的。这种绝缘行为被认为是源于电子电荷极化。我们的结论仍然有效，当我们调查的LaMnO $_3$ /SrTiO $_3$在实验设置的超晶格几何结构，使用DFT+U和混合计算。
2019-07-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain engineering of topological properties in lead-salt semiconductors
岩盐硫属化物SnTe代表拓扑绝缘体的最简单实现，其中晶体对称性允许在高对称性晶体表面上出现具有偶数个狄拉克锥的拓扑保护金属态。相关的岩盐铅硫族化合物也被预测在合金化和压力诱导的能带反转后经历相变到拓扑结晶绝缘相。在这里，我们从理论上预测，应变，实现在（001）衬底上生长的薄膜，可能会引起这样的拓扑相变。此外，表面态的相关拓扑性质，例如表面布里渊区上的狄拉克锥的位置或边缘态的衰减长度，似乎是可调的应变，与潜在的影响，技术设备受益于这些额外的自由度。
2013-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Strain tuning of topological band order in cubic semiconductors
本文从理论上探讨了用外加应变调节立方金刚石/锌铁氧体半导体拓扑有序的可能性。基于紧束缚模型，我们分析了立方半导体能带结构在流体静力学和双轴晶格膨胀下的演化，建立了一个普遍的指导原理：晶格\emph{expansion}可以通过能带反转诱导小带隙立方半导体的拓扑相变，立方对称性进一步破缺导致拓扑绝缘相.利用密度泛函理论计算，我们证明了一个原型拓扑平凡半导体，InSb，转换为一个非平凡的拓扑半导体与2%-3%的双轴晶格膨胀。
2012-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Correlation-Driven Dimerization and Topological Gap Opening in Isotropically Strained Graphene
各向同性膨胀的石墨烯的相图不能通过忽略电子相关性或移动碳或施加应力的影响来正确预测，就像到目前为止所做的那样。本文采用一种精确的非格点量子Monte Carlo（QMC）关联方法计算了应变石墨烯的基态焓（而不仅仅是能量）。在低应变下的未扭曲半金属石墨烯（SEM）之后，多决定因素Heitler-London相关性稳定在$\simeq$ 8.5%和$\simeq$ 15%应变之间，达到绝缘凯库勒样二聚（DIM）状态。更接近结晶的共振价键比Peierls状态，DIM状态优于竞争的反铁磁绝缘（AFI）状态的密度泛函计算，我们在并行进行的青睐。DIM受应力的石墨烯绝缘体（其间隙被预测在接近15%应变的失效之前生长超过1eV）本质上是拓扑的，这意味着在某些条件下位于体能隙中的1D金属界面态。
2018-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Large epitaxial bi-axial strain induces a Mott-like phase transition in VO2
VO 2的金属-绝缘体相变（MIT）是近年来研究的一个重要课题。一般认为VO 2材料的MIT机制是Mott-Peierls相变，但应变对相变的影响要复杂得多。在这项研究中，大应变对VO 2薄膜的性能的影响进行了研究。一个显著的结果是，高应变的外延VO 2薄膜在绝缘状态下以及在金属状态下是金红石。这些高应变的VO 2薄膜经历了电子相变，没有伴随的Peierls转变。我们的研究结果还表明，一个非常大的拉伸应变沿c轴的金红石VO 2导致的相变温度为433 K，远高于任何以前的报告。我们的研究结果表明，VO 2的金属绝缘体转变可以单独由电子跃迁驱动，而不是典型的耦合电子结构转变。
2014-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced topological phase transition at (111) SrTiO$_3$-based heterostructures
在（111）SrTiO $_3$基异质结界面处的准二维电子气由多带紧束缚模型描述，该模型提供的低能电子带与光电子发射实验相一致.我们分析了自旋轨道耦合和三角晶场效应的作用。我们指出，存在一个政权与相当大的应变，能带结构表现出狄拉克锥的功能是一致的\textit{ab-initio}的方法。自旋-轨道耦合和三角应变的综合效应在布里渊区产生了非平凡的自旋和轨道角动量模式，并通过在狄拉克锥处打开一个能隙而产生量子自旋霍尔效应。该系统可以从导电切换到拓扑绝缘状态\textit{via}修改三角形应变的参数范围内，估计是实验上可实现的。
2021-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Mechanics and Tunable Bandgap by Straining in Single-Layer Hexagonal Boron-Nitride
目前对二维材料的兴趣从石墨烯延伸到其他系统，如单层六方氮化硼（h-BN），的可能性，使异质结构，以实现特殊的性能，不能实现在石墨烯。电绝缘h-BN和半-金属石墨烯可以通过操纵这种异质结构的形态和组成来打开实现半导体的良好机会。用密度泛函理论计算了h-BN的力学性质和机械应变对h-BN能带结构的影响.结果表明，h-BN的弹性模量和弯曲刚度都是各向同性的，h-BN的禁带宽度与外加拉伸应变呈双线性关系.机械应变可以将单层h-BN从绝缘体调整为半导体，带隙在4.7eV至1.5eV范围内。
2013-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Octupole topological insulating phase in Brillouin three-dimensional real projective space
本文在布里渊三维实射影空间中提出并实验实现了一种新型八极拓扑绝缘相，通过拓扑电路角点局域化阻抗峰验证该相，并首次在单一三维模型中同时展示内禀对称性保护拓扑相与外禀边界阻碍拓扑相。
2024-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Structural Twinning-induced Insulating Phase in CrN (111) Films
相关材料的电子态可以通过从单晶衬底传递的结构变化来有效地修改。在MgO（001）衬底上生长的CrN薄膜具有（001）取向，而在α-Al_2 O_3（0001）衬底上生长的CrN薄膜沿平行于表面法线的（111）方向取向。CrN薄膜的输运性质根据晶体学取向而显著不同。CrN 111薄膜的金属-绝缘体转变（MIT）临界厚度明显大于CrN 001薄膜。与无明显缺陷的CrN 001薄膜相比，扫描透射电镜结果表明，CrN 111薄膜存在应变诱导的结构缺陷，如：G.周期性水平孪晶畴，导致增加的电子散射，促进绝缘状态。了解决定导电层电子特性的关键参数对于未来的技术应用是非常必要的。
2021-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Decoupling the effects of geometry and nature of strain in LaMnO$_3$: Interplay of dynamic correlations and uniaxial strain driving magnetic phase transitions
该研究利用从头算动力学平均场理论，揭示单轴压缩应变通过抑制Jahn-Teller畸变使LaMnO$_3$转变为铁磁绝缘态，而拉伸应变则维持反铁磁绝缘态，证明应变性质对磁相变起决定性作用。
2024-02-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain driven sequential magnetic transitions in strained GdTiO3 on compressive substrates: a first-principles study
用第一性原理方法研究了压应变对应变GdTiO 3磁基态和电子结构的影响。与同类的YTiO 3和LaTiO 3在（001）LaAlO 3衬底上的反铁磁性不同，应变GdTiO 3的基态在LaAlO 3衬底上由原来的铁磁性转变为G型反铁磁性，而不是A型反铁磁性，尽管Gd3+位于Y3+和La3+之间。只有当面内压应变足够大时，例如在（001）YAlO3衬底上，基态才最终变为A型。能带结构的计算表明，这些压缩应变GdTiO 3保持绝缘，虽然在这些应变GdTiO 3的带隙变化不大。
2014-10-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A tight-binding investigation of biaxial strain induced topological phase transition in GeCH$_3$
本文提出了一个包含自旋轨道耦合的紧束缚（TB）模型来描述甲基取代锗烷（GeCH $_3$）的电子性质.这个模型给出了一个电子光谱与第一原理的结果接近费米能级。利用$\mathbb{Z}_2$方法，我们证明了在11.6%的双轴拉伸应变下，从正常绝缘体（NI）到量子自旋霍尔（QSH）相的拓扑相变.该系统的电子性质对应变的敏感性，特别是其向拓扑绝缘相的过渡，使其对于应变传感器和其他微电子应用中的应用非常有吸引力。
2017-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pressure driven Weyl-topological insulator phase transition in Weyl semimetal SrSi$_{2}$
第一性原理计算表明，单轴应变可在 Weyl 半金属 SrSi$_{2}$ 中打开带隙并引发能带反转，使其转变为强拓扑绝缘体，从而实现半金属到拓扑绝缘体的相变调控。
2023-05-25 cond-mat.mtrl-sci
Room temperature Mott metal-insulator transition in V2O3 compounds induced via strain-engineering
本文通过异质外延应变工程在纯V2O3和1.5% Cr掺杂V2O3薄膜中实现了室温Mott金属-绝缘体转变，获得了高达100,000%的电阻率变化和宽范围光学常数，并提出了以面内晶格常数为可调参数的新相图，为下一代Mott器件开辟了新途径。
2021-01-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ultrahigh-temperature ferromagnetism in ultrathin insulating films with ripple-infinite-layer structure
该研究通过选择性调控自旋交换与库仑作用，在高压应变下还原SrFeO2.5，制备出具有波纹无限层结构、居里温度外推达1200 K的超薄绝缘铁磁SrFeO2薄膜，并观测到显著自旋霍尔磁电阻。
2024-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Emergent Ferromagnetism at LaFeO3/SrTiO3 Interface Arising from Strain-induced Spin-State Transition
本研究在SrTiO3衬底上生长的反铁磁LaFeO3中发现新型界面绝缘铁磁有序，揭示外延应变诱导的自旋态歧化及超交换作用是其成因，为界面轨道自由度调控和自旋电子器件研发提供了新方向。
2024-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced insulator-to-metal transition in LaTiO3 within DFT+DMFT
结合密度泛函理论和动力学平均场论（DFT+DMFT）的计算结果表明，莫特绝缘体LaTiO 3在约-2%的压缩外延应变下发生了绝缘体-金属转变.这种转变是由应变引起的变化，在晶体场分裂之间的Ti t2 g轨道，这又是密切相关的集体倾斜和旋转的氧八面体的正交畸变Pbnm钙钛矿结构。因此，对底层晶体结构的准确处理对于正确描述所观察到的金属-绝缘体转变至关重要。我们的理论结果与最近的实验观察是一致的，并表明，金属行为的异质结构，否则绝缘材料也可以出现从真正的界面效应以外的机制。
2014-04-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain and Spin-Orbit Coupling Induced Orbital-Ordering in Mott Insulator BaCrO3
采用从头计算方法，研究了具有$3d^2$构型的四方畸变钙钛矿BaCrO $_3$，其体积明显地被SrTiO $_3$衬底的应变所增强.包含相关和自旋轨道耦合（SOC）效应导致金属-绝缘体转变和交替的单填充$d_{xz}+id_{yz}$和$d_{xz}-id_{yz}$轨道的面内锯齿轨道有序（OO），这导致大的轨道矩$M_L$ ~ -0.78 $μ_B$与Cr离子中的自旋矩$M_S$ ~ $2|M_L|$反对齐。值得注意的是，这种顺序也诱导了相当大的$M_L$顶端氧。我们的研究结果表明，金属绝缘体和OO过渡，驱动的应变，相关性和SOC之间的相互作用，这是不常见的三维系统。
2014-11-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of substrate-induced strain on transport and magnetic properties of epitaxial La_0.66Sr_0.33MnO_3 thin films
研究了在不同衬底上外延生长的La_（0.66）Sr_（0.33）Mn O_3薄膜的电输运和磁性质。电输运和磁性质都与Jahn-Teller应变有很强的相关性。我们的研究表明，一个足够大的Jahn-Teller应变引起明显的半导体/绝缘状态的LSMO薄膜，即使低于各自的顺铁磁居里温度Tc，这是在矛盾与建立的Sr掺杂锰氧化物的相图。我们已经提出了一个微观模型来分析我们的数据，而不是通常在文献中使用的围绕未失真状态的扩展。该模型结合了两个相关的e_g轨道（及其排序）和Jahn-Teller和体应变通过双交换对转变温度的影响。
2007-08-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ultrafast switching of topological invariants by light-driven strain
本研究针对机械应变调控拓扑不变量易断裂、不适用于高速操作的问题，利用光驱动应变在Bi₂Se₃中实现拓扑不变量超快切换，可通过光强调控相变序列，为高速拓扑开关应用奠定基础。
2023-06-16 cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced perpendicular magnetic anisotropy in La$_2$CoMnO$_{6-ε}$ thin films and its dependence with film thickness
在SrTiO $_3$（001）衬底上生长的铁磁绝缘La $_2$ CoMnO $_{6-ε}$（LCMO）外延薄膜呈现出强磁各向异性，有利于磁化的平面外取向，具有强各向异性场（对于约15 nm的膜厚度为$\sim 70$ kOe）和约10 kOe的矫顽场。可以通过改变膜的氧含量来调节各向异性，这间接地对晶胞具有两个影响：i）衬底上LCMO晶轴的取向的变化（从面内c到面外c）和ii）面外晶胞参数的收缩，这意味着膜的拉伸应变增加。相反，在（LaAlO $_3$）$_{0.3}$（Sr $_2$ AlTaO $_6$）$_{0.7}$和LaAlO $_3$衬底（具有较大的面外晶格参数和压应力）上生长的LCMO膜显示面内磁各向异性。因此，我们联系在La $_2$ CoMnO $_{6-ε}$中观察到的强磁各向异性的面内和面外参数之间的关系，因此膜应力。
2016-03-30 cond-mat.mtrl-sci
Mapping electronic reconstruction at the metal/insulator interfaces in \ce{LaVO_3/SrVO_3} heterostructures
用亚分辨扫描透射电子显微镜和单色电子能量损失谱研究了\ce{(LaVO_3)_6/(SrVO_3)_3}超晶格。的V氧化态映射与原子空间分辨率，使调查电子重建在\ce{LaVO_3} / \ce{SrVO_3}接口。令人惊讶的是，在相邻的化学对称界面发现不对称的电荷分布。提出了局域结构，并用双沟道计算进行了模拟，与实验定性一致。我们证明局部应变不对称性可能是界面电子不对称性的原因。界面处的电子重构比化学组成延伸得更远，从0.5到1.2 nm不等。该距离对应于先前在\ce{(LaVO_3)_m} / \ce{(SrVO_3)_n}金属/绝缘和\ce{(LaAlO_3)_m} / \ce{(SrTiO_3)_n}绝缘/绝缘界面中发现的电荷转移的长度。
2013-10-03 cond-mat.mtrl-sci
SrRuO3 under tensile strain: Thickness-dependent electronic and magnetic properties
本文利用机器学习辅助分子束外延和软X射线磁圆二色性研究拉伸应变SRO薄膜，揭示厚度对电子结构与磁性的调控及1 nm处的非铁磁绝缘转变。
2024-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Reversible Band Gap Engineering in Carbon Nanotubes by Radial Deformation
本文采用第一原理平面波方法系统地分析了径向形变对锯齿形和扶手椅形单壁碳纳米管的原子和电子结构的影响。通过施加径向应变使纳米管变形，该径向应变使圆形截面变形为椭圆形。在此应变下的纳米管的原子结构被充分优化，并且电子结构被自洽地计算以确定各个带对径向变形的响应。绝缘管的带隙被关闭，并且最终绝缘体-金属过渡通过弹性范围内的径向应变开始。利用这一性质，在单个纳米管上形成了具有可调和可逆电子结构的多量子阱结构，并且其能带排列是根据第一性原理确定的。计算了径向变形引起的弹性能和弹性常数，并与经典理论进行了比较。
2002-03-11 cond-mat.mtrl-sci
Artificial gravity field, astrophysical analogues, and topological phase transitions in strained topological semimetals
有效引力和规范场是拓扑半金属中低能准粒子的涌现性质。在这里，以两个狄拉克半金属为例，我们证明了应用晶格应变可以产生扭曲的时空，在天体物理学中有迷人的类似物。特别地，我们研究了模拟黑洞/白洞事件视界和引力透镜效应的可能性。此外，我们发现应变诱导的拓扑相变，无论是在体材料和它们的薄膜。特别是在薄膜中，量子自旋霍尔和平凡绝缘相之间的转变可以通过很小的应变来实现，自然导致一种新的压电拓扑晶体管器件的提议。讨论了霍金辐射效应可能的实验实现和模拟。我们的研究结果跨越了多个学科，揭示了拓扑半金属作为一个独特的桌面平台，探索有趣的现象，天体物理学和广义相对论;它还建议现实的材料和方法，以实现控制拓扑相变具有巨大的潜力，器件应用。
2017-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural and electronic properties of epitaxially-strained LaVO_3 from density functional theory and dynamical mean-field theory
采用密度泛函理论和动力学平均场论研究了外延应变对LaVO 3晶体结构和电子性质的影响。两种不同的生长取向的晶体被认为是，一个保持体Pbnm空间群对称性和另一个引起的对称性降低到P2_1/m。在CFDFT结构中，对于这里考虑的所有拉伸应变，以及对于小于-3%的压缩应变，两种生长取向同样有利。对于较强的压缩应变，P2_1/m取向是有利的，并显示出完全抑制八面体倾斜沿面外方向。磁有序结构没有显示出完全的倾斜抑制，但趋势表明在压缩应变下平面外V-O-V键角类似地减小。我们的DMFT计算表明，在符合室温实验，体顺磁性莫特绝缘状态的LaVO_3是强大的对外延应变可达到的薄膜，因为轨道波动的抑制抵消了带宽增加的效果与压缩应变。在较强的压缩应变下，P2_1/m几何构型中的V-O-V键的拉直干扰了轨道波动的抑制，因此更强烈地扰动Mott相，尽管不足以实现金属相。
2015-10-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Visualization of the strain-induced topological phase transition in a quasi-one-dimensional superconductor TaSe3
从拓扑绝缘体到正常绝缘体的相变的控制可以允许自旋电流的开/关切换。虽然拓扑相变已经通过在半导体合金中的元素替代来实现，但是这样的方法需要制备具有各种组成的材料，因此它离要求可逆操作的可行的器件应用相当远。在这里，我们使用角分辨光电子能谱（ARPES）和自旋分辨ARPES可视化应变驱动的能带结构的准一维超导体TaSe 3的演变。我们证明，它经历了可逆的应变诱导拓扑相变，从一个强拓扑绝缘体阶段与自旋极化，准一维拓扑表面状态，拓扑平凡的半金属和带绝缘相。准一维超导体TaSe 3为拓扑自旋电子学的工程设计提供了一个合适的平台，例如作为自旋电流的开/关开关，对杂质散射具有鲁棒性。
2021-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Energy gaps, topological insulator state and zero-field quantum Hall effect in graphene by strain engineering
在石墨烯的许多显著品质中，由于电荷载流子的无质量手性特性，其电子性质引起了特别的兴趣，这导致了即使在室温下也可观察到的不寻常现象，如无载流子极限下的金属导电性和半整数量子霍尔效应（QHE）[1 - 3]。因为石墨烯只有一个原子厚，它也容易受到包括机械变形在内的外部影响。后者提供了通过应变控制石墨烯性质的诱人前景，并且最近，一些报告已经研究了单轴变形下的石墨烯[4 - 8]。虽然应变可以诱导额外的拉曼特征[7，8]，但对于约1000 μ m的实际应变，没有观察到或预期石墨烯的能带结构发生显著变化。10%[9 - 11]。在这里，我们表明，沿三个主要晶体学方向排列的设计应变诱导强规范场[12 - 14]，其有效地充当超过10 T的均匀磁场。对于有限掺杂，量子化场导致绝缘体和一对反循环边缘态，类似于拓扑绝缘体的情况[15 - 20]。我们提出了创造这种量子态和观察赝磁QHE的现实方法。我们还表明，应变超晶格可以用来打开石墨烯的电子光谱中的显着的能隙。
2009-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First principles study of [111]-oriented epitaxially strained Rare-Earth Nickelate NdNiO$_3$
利用密度泛函理论研究[111]取向NdNiO$_3$在双轴应变下的结构、电子与磁性演化，揭示应变与八面体呼吸的协同耦合导致独特相变及带隙增大。
2025-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Epitaxially strained ultrathin LaNiO$_3$/LaAlO$_3$ and LaNiO$_3$/SrTiO$_3$ superlattices: a density functional theory + $U$ study
本文利用第一性原理计算研究了外延应变下镍酸盐超晶格的电子结构，发现基态性质显著依赖于关联强度和应变，揭示了从反铁磁绝缘态到铁磁轨道有序态的转变。
2023-04-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain Engineering a $4a\times\sqrt{3}a$ Charge Density Wave Phase in Transition Metal Dichalcogenide 1T-VSe$_2$
本文报道了在c-蓝宝石衬底上用分子束外延方法生长的应变1 T-VSe $_2$薄膜中的矩形电荷密度波（CDW）相。所观察到的CDW结构表现出非常规的矩形4a{ \times }{ \sqrt{3a} }周期性，而不是以前报道的六方$4a\times4a$结构的块状晶体和剥离的薄层样品。Tunneling光谱显示出强调制的本地密度的状态相同的$4a\times\sqrt{3}a$ CDW周期性和$2Δ_{CDW}=(9.1\pm0.1)$ meV的能隙。CDW能隙在低于500 mK的温度下演化为全隙，表明在超低温下过渡到绝缘相。第一性原理计算证实了$4a\times4a$和$4a\times\sqrt{3}a$结构的稳定性所产生的软模式中的声子色散。非常规的结构成为首选的应变的存在下，与实验结果一致。
2017-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Metal-insulator transition in CaVO$_3$ thin films: interplay between epitaxial strain, dimensional confinement, and surface effects
本文利用密度泛函理论和动态平均场论（DFT+DMFT）研究了$_3$薄膜金属-绝缘体相变（MIT）的多个调控参数。我们专注于分离基板引起的外延应变从那些相关的薄膜厚度减少的影响。我们表明，约3-4%的拉伸外延应变是足够的诱导过渡到一个顺磁莫特绝缘相。这对应于可以在SrTiO $_3$衬底上实现的应变水平。使用独立的平板模型，我们然后证明，减少膜厚度也可以导致MIT在CaVO $_3$，然而，只有厚度小于4钙钛矿单位。我们的计算表明，MIT在这样的超薄膜的结果主要来自表面诱导的晶体场分裂之间的$t_{2g}$ -轨道，有利于形成轨道极化的莫特绝缘体。这种表面诱导的晶场分裂与拉伸外延应变引起的晶场分裂是同一类型的，因此这两种效应也可以合作。此外，我们的计算证实了在膜表面的相关效应的增强，导致在最外层的准粒子的光谱重量减少，而批量样的性能恢复在只有几层远离表面。
2018-01-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Mechanical strain induced topological phase changes of monolayer and bilayer ZrTe$_5$
Hungarian Research Network, HUN-REN Centre for Energy Research, Institute of Technical Physics and Materials Science（匈牙利研究网络，HUN-REN能源研究中心，技术物理与材料科学研究所）；MTA - HUN-REN EK Lendület "Momentum" Topology in Nanomaterials Research Group（匈牙利科学院-HUN-REN EK Lendület“动量”纳米材料拓扑研究组）；ELTE Eötvös Loránd University, Department of Physics of Complex Systems（厄特沃什·罗兰大学，复杂系统物理学系）；ELTE Eötvös Loránd University, Department of Biological Physics（厄特沃什·罗兰大学，生物物理学系）
本研究揭示单层与双层ZrTe$_5$的应变诱导拓扑相变存在差异，其中双层ZrTe$_5$可通过1-2%应变实现多种拓扑态调控，为拓扑材料的应变调控提供了候选体系。
2026-08-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Strain-Tunable Topological Phase Transitions in Line- and Split-Graph Flat-Band Lattices
提出统一图论框架生成二维平带晶格，并证明均匀面内应变可普适驱动平庸绝缘、Dirac半金属与量子自旋Hall相之间的拓扑相变。
2025-07-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Strain-mediated high conductivity in ultrathin antiferromagnetic metallic nitrides
应变工程提供了控制外延膜中的基态和相关相变的能力。然而，由于难以制备化学计量和高质量的薄膜，系统地研究过渡金属氮化物的本征特性及其应变依赖性仍然具有挑战性。在这里，我们报告的电子状态转变的观察高度结晶反铁磁CrN薄膜的应变和减少的维度。将膜厚度收缩到约30个晶胞的临界值，在CrN膜中观察到伴随着意想不到的体积膨胀的深刻的电导率降低。当CrN层薄至单个晶胞厚度时，令人惊讶地观察到导电性，这远低于大多数金属膜的临界厚度。我们发现，金属性的一个cnCrN膜恢复从绝缘行为后，通过制造的第一个独立的氮化物膜去除生长的应变。第一性原理计算和线性二向色性测量都表明，应变介导的轨道分裂有效地定制了费米能级处相对较小的带隙，导致了CrN的奇异相变。通过对竞争相进行应变控制来获得高导电性氮化物薄膜的能力可用于利用它们的特殊特性。
2020-10-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
