Strain-induced exciton mobility in layered WS2 from first principles
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）
本研究通过从头原理计算，揭示了单层WS₂中应变诱导的激子迁移特性，发现超球面传播和异常扩散现象，为二维材料中激子动力学调控提供了理论依据。
2025-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lightly-strained germanium quantum wells with hole mobility exceeding one million
我们证明了在未掺杂的Ge/Si $_{0.1}$ Ge $_{0.9}$异质结构场效应晶体管中的轻应变锗沟道（$\varepsilon_{//}$ = -0.41%）支持具有超过1 $\times$ 10 $^{6}$ cm $^{2}$ /Vs的迁移率和小于5 $\times$ 10 $^{10}$ cm $^{-2}$的逾渗密度的2D空穴气。该低无序二维空穴系统在低密度和低磁场下表现出可调谐的分数量子霍尔效应。低无序和小有效质量（0.068 $m_e$）将轻应变锗定义为调谐快速和相干量子硬件的自旋-轨道耦合强度的基础。
2022-02-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Biaxial Tensile Strain Enhances Electron Mobility of Monolayer Transition Metal Dichalcogenides
研究通过在柔性衬底上施加双轴拉伸应变，显著提高了单层WS$_2$和MoS$_2$晶体管的电子迁移率，并利用密度泛函理论揭示其机制为谷间电子-声子散射减少。
2023-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Wurtzite Phonons and the Mobility of a GaN/AlN 2D Hole Gas
为了使互补GAN电子器件不仅仅是一个白日梦，必须了解III族氮化物异质结构中2D空穴气体的低迁移率。这项工作推导出声学和光学声子谱中存在的一个最突出的p沟道异质结构（全二元GAN/AlN堆叠），并计算这些光谱与二维空穴气的相互作用，捕获其固有迁移率的温度依赖性。最后，应变对受限的2D空穴气体的电子结构的影响进行了检查，并提出了一种方法来工程应变，以提高2D空穴迁移率，增强p沟道器件的性能，目标是实现宽带隙CMOS。
2019-06-12 cond-mat.mes-hall
Tailoring Kinetics on a Topological Insulator Surface by Defect-Induced Strain: Pb Mobility on Bi2Te3
基于Bi $_{2}$ Te $_{3}$型拓扑绝缘体（TI）的异质外延结构表现出奇异的量子现象。为了最佳地表征这些现象，需要在这样的TI上的膜生长期间控制界面结构。在这个过程中，吸附原子的迁移率是一个关键因素。研究表明，在Si（111）-7 $\times$ 7衬底上生长的Bi $_{2}$ Te $_{3}$（111）薄膜中，由于点状缺陷的存在，在薄膜表面产生了工程局部应变ε，从而改变了Pb在Bi $_{2}$ Te $_{3}$（111）表面的迁移率.用扫描隧道显微镜观察了Pb在Bi $_{2}$ Te $_{3}$（111）表面上的吸附能和扩散势垒EPDMATHABMP，并对吸附能和扩散势垒进行了第一性原理密度泛函理论（DFT）分析.令人惊讶的是，由于在临界拉伸应变ε $_{c}$ 0.8%处稳定吸附位点的位置出现分叉，E $_d$显示出对ε的尖点样依赖性。这构成了一个非常不同的应变依赖性的扩散率从所有以前的研究集中在传统的金属或半导体表面。动力学Monte Carlo模拟铅沉积，扩散，不可逆聚集结合DFT结果揭示吸附原子和集群分布与我们的实验观察兼容。
2016-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of weak impurities on conductivity of uniaxially strained graphene
我们研究的主要目标是研究变形（足够大以建立非零间隙）对不纯石墨烯的电输运性质的影响。为了实现这一目的，我们实现了模拟包，允许进行数值计算的导电性和流动性的石墨烯样品进行两种类型的单轴应变：沿锯齿形和扶手椅边缘。所有数值计算都是在Kubo-Greenwood方法和紧束缚模型中进行的。输运性质的情况下，杂质原子描述的弱短程散射势的存在进行了研究。考虑了各种变形值。单轴应变作为电子散射的附加源，因此，可以强烈地影响石墨烯的迁移率和电导率，并引入其电子输运性质的各向异性。
2017-12-23 cond-mat.mes-hall
Observation of ultra-high mobility excitons in a strain field by space- and time-resolved spectroscopy at sub-Kelvin temperatures
我们测量的基本参数，如寿命，迁移率，和被困的仲激子在氧化亚铜中的扩散常数在非常低的温度下（低于1 K）使用稀释冰箱。为了获得这些参数，我们观察了应变诱导陷阱势中的仲激子的空间和时间分辨的发光光谱。我们从发光强度衰减的测量中提取了410 ns的寿命。通过对实验结果和数值计算的比较，我们发现在1 K以下，随着准激子温度的降低，准激子的迁移率和扩散常数增加。特别地，我们在280 mK的相应温度下获得了5.1e7 cm ^2/V*s的迁移率。据我们所知，该值是已测得的最高激子迁移率。这些结果表明，平均自由程的准激子达到的大小（~300 μ m）可比的云的捕获准激子（~100 μ m）。从我们的分析中，我们发现，在超低温（远低于1 K）下，准激子的空间分布可以达到由统计分布函数和三维陷阱势的形状定义的分布。我们的研究表明，超低温确保了在陷阱势中的玻色-爱因斯坦凝聚转变可以通过检查1 s仲激子密度的空间分布来研究。
2019-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantifying Strain and its Effect on Charge Transport in Ge/Si Core/Shell Nanowires
University of Basel（巴塞尔大学）；Swiss Nanoscience Institute, University of Basel（瑞士纳米科学研究所，巴塞尔大学）；Institut de Ciència de Materials de Barcelona, ICMAB–CSIC（巴塞罗那材料科学研究所，ICMAB-CSIC）
本研究通过Ge/Si核心/壳层纳米线应变调控，实现了高迁移率空穴，为高保真自旋量子比特应用提供新思路。
2026-02-16 cond-mat.mes-hall
A two-dimensional electron gas based on a 5s oxide with high room-temperature mobility and strain sensitivity
在低维电子系统中，光学和电子自由度与量子限制的耦合对于在强相关氧化物电子学中实现奇异功能特别有趣。近年来，大禁带透明氧化物BaSnO $_3$在非本征La或Sb掺杂下获得了高的室温迁移率，引起了人们的广泛关注。在这项工作中，我们报告的观察在BaSnO $_3$薄膜的室温铁磁性和实现的二维电子气（2DEG）的透明BaSnO $_3$的表面上通过氧空位的创建，表现出高的载流子密度$\sim 7.72*10^{14} /{\rm cm}^2$和高的室温迁移率~18 cm $^2$ /V/s。这种2DEG对应变相当敏感，并且小于0.1%的面内双轴压缩应变导致在室温下350%（超过540千欧姆/平方）的巨大电阻增强。因此，这项工作为探索适用于室温的低维氧化物电子和器件的物理开辟了一条新的途径。
2021-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Ballistic transport of (001) GaAs 2D holes through a strain-induced lateral superlattice
本文报道了在一个高迁移率的（001）GaAs二维空穴系统中，在单向的、表面应变诱导的、周期性的电势调制下，观察到了弹道可磁化率振荡和正磁阻效应。电阻率极小值的位置与静电可容性条件吻合得很好。从分析的振幅的振荡，我们推导出的弹道散射时间和有效幅度的诱导周期电位看到的二维孔。
2012-08-03 cond-mat.mes-hall
Single-valley high-mobility (110) AlAs quantum wells with anisotropic mass
我们研究了一系列掺杂的（110）取向的AlAs量子阱（QW），在150 μ m宽的QW中观察到了电子占据单个各向异性质量谷的输运证据。我们对这些样品的应变和量子限制的计算预测了阱宽$W$大于53 μ m时的单各向异性质量谷占有率。在此之下，双谷占领预测，使纵向质量轴共线。我们观察到的迁移率各向异性的电子输运沿晶体学方向的比例为2.8，归因于质量各向异性以及各向异性散射的电子在X谷的AlAs。
2008-07-23 cond-mat.mes-hall
Elastically Relaxed Free-standing Strained-Si Nanomembranes
应变对材料的性能起着至关重要的作用。在硅和硅锗中，应变提供了用于控制载流子迁移率和能带偏移的机制。在材料集成中，应变通常通过使用位错和元素组成来调节。我们展示了一种通用的方法来控制应变，通过制造膜，其中最终的应变状态由弹性应变共享控制，即，而不形成缺陷。我们在可以释放Si/SiGe层的衬底上生长Si/SiGe层，形成纳米膜。X射线衍射测量证实了弹性理论预测的最终应变。通过对应变硅量子阱释放前后的低温纵向霍尔效应测量，证明了弹性应变改变电子性质的有效性.弹性应变共享和薄膜转移提供了一条通往复杂多层结构的有趣途径，在这种结构中，每一层的性能都是弹性控制的，而不会引入不希望的缺陷。
2006-06-15 cond-mat.mes-hall
Piezoresistive Properties of Suspended Graphene Membranes under Uniaxial and Biaxial Strain in Nanoelectromechanical Pressure Sensors
石墨烯膜由于其极薄而在纳米机电装置中充当高灵敏度换能器。之前，压阻效应已经在石墨烯中使用石墨烯中的单轴应变进行了实验验证。在这里，我们报告的实验和理论数据的单轴和双轴压阻性能的悬浮石墨烯膜应用于压阻式压力传感器。利用线性化的玻尔兹曼输运方程的详细模型准确地描述了应变石墨烯中的载流子密度和迁移率，从而精确地描述了规范因子。的规范因子被发现是几乎独立的掺杂浓度和石墨烯薄膜的结晶取向。这些调查提供了更深入的了解石墨烯膜的压阻行为。
2017-08-13 cond-mat.mes-hall
Effect of uniaxial strain on the optical Drude scattering in graphene
石墨烯是一种机械坚固的2D材料，有望用于柔性光电应用。然而，其在应变下的电磁特性在实验上知之甚少。在这里，我们提出的远红外透射光谱的大面积化学气相沉积单层石墨烯上的聚对苯二甲酸乙二醇酯衬底进行单轴应变。使用拉曼光谱法校准有效应变值，并针对原子力显微镜直接看到的皱纹和褶皱的松弛进行校正。我们发现，而德鲁德重量和费米能级保持不变，散射率增加超过10%，每1%的施加应变，应变循环过程中表现出高水平的再现性。因此，石墨烯在太赫兹和更低频率下的电子迁移率和光吸收似乎也对应变敏感，这为机械控制这些关键参数开辟了途径。我们建议，这样的功能可以潜在地用于基于石墨烯的柔性光电和微机电系统。通过结合我们的研究结果与现有的理论模型，我们讨论了应变控制Drude散射的可能机制。
2017-02-19 cond-mat.mes-hall
Understanding High-Field Electron Transport Properties of Monolayer Transition Metal Dichalcogenides and Strain Effects
单层过渡金属二硫属化物（MX 2）是未来电子学的有前途的候选者。虽然低电场下的输运性质（例如迁移率）已经被广泛研究，但是对于许多应用重要的高场性质的研究有限。特别是，缺乏对不同MX2之间属性差异的物理起源的理解。本文采用第一性原理计算和蒙特卡罗模拟相结合的方法，研究了无缺陷的无应变和有应变的MX2（M=Mo，W，X=S，Se）中的高场电子输运.我们发现，WS2具有最高的峰值速度（由于其最小的有效质量），可以达到在最低的电场（由于其最高的流动性）。应变可以通过增加散射能量来增加峰值速度。在达到峰值速度后，大多数MX2表现出负微分迁移率（NDM）。由于电子从低能小质量谷向高能大质量谷的转移效应最强，WS2在未应变的MX2中显示出最大的NDM。张应变增加了谷间距，一方面抑制了WS 2中的电子转移，另一方面允许电子进入低能谷的非抛物能带区域。后一种效应导致电子在低能谷中的NDM，这可以在中等应变下显著增加总体NDM。在低能谷区，谷区分离引起的NDM是一种普遍现象。我们的工作揭示了不同MX2高场输运性质差异的物理因素，并确定了最有前途的候选者以及进一步改进的有效方法。
2020-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effective mass versus band gap in graphene nanoribbons: influence of H-passivation and uniaxial strain
利用紧束缚近似和第一性原理计算的参数建立了一个简单的模型，研究了边缘钝化和单轴应变对扶手椅型石墨烯纳米带（AGNRs）电子有效质量的影响.我们表明，这些影响可以通过简单地修改模型参数，即在相同的模型哈密顿描述，跳跃积分和现场能量。我们的模型揭示了一个线性的有效质量对带隙的H-钝化AGNRs的小带隙。对于大的带隙，有效质量与带隙的关系是抛物线型的，并对不同族的AGNR进行了解析拟合。带隙和有效质量在应变下都呈现出近似周期性的锯齿形变化，表明即使施加应变，有效质量仍与带隙成比例。我们的计算可用于研究载流子迁移率在本征AGNRs半导体中的声子散射的载流子是占主导地位的散射机制。
2014-06-04 cond-mat.mes-hall
Acoustoelectric effects in very high-mobility $p$-SiGe/Ge/SiGe heterostructure
给出了高迁移率$p$ -SiGe/Ge/SiGe结构声电效应（声表面波（SAW）衰减和速度）的测量结果。该结构是LEPECVD生长的二维（2D）沟道埋在应变Ge层。测量作为温度（1.5 - 4.2 K）和磁场（高达8.4 T）的函数，在不同的SAW强度在频率28和87 MHz。观察到SAW衰减和速度变化的Shubnikov-de Haas样振荡。空穴密度和流动性，有效质量，量子和运输弛豫时间，以及丁格尔温度测量的方法免费的电接触。研究了声表面波电场对二维空穴气体的加热效应。测定了能量弛豫时间$τ_{\varepsilon}$和形变势常数。
2009-06-15 cond-mat.mes-hall
Inverse Funnel Effect of Excitons in Strained Black Phosphorus
我们研究了应变对单层（磷烯）和少层黑磷（BP）中Wannier激子的性质和动力学的影响，由于其高迁移率，机械强度和应变可调的直接带隙，黑磷是一种很有前途的二维光电应用材料。我们将结果与二硫化钼（MoS $_2$）单层的情况进行比较。我们发现，所谓的漏斗效应，即通过非均匀应变控制激子运动的可能性，是强得多，在少层BP比在MoS $_2$单层，关键是，是相反的符号。与在MoS $_2$中激子在高拉伸应变区域周围各向同性积累不同，BP中激子被推离所述区域。此外，这种\emph{inverse}漏斗效应是高度各向异性的，沿着扶手椅晶体学方向具有大得多的漏斗距离，导致激子流的定向聚焦。强大的反漏斗效应可以使漏斗太阳能电池的设计更简单，并为操纵和收集光提供新的可能性。
2016-09-28 cond-mat.mes-hall
Ultrasensitive Tunability of the Direct Bandgap of Two-dimensional InSe Flakes via Strain Engineering
InSe是层状材料家族的一员，是一种优良的电子和光学材料，其保持了从体到原子级薄的几层的直接带隙特征和低至单层极限的高电子迁移率。我们，第一次，利用应变大幅修改二维（2D）InSe纳米片的带隙。我们证明，我们可以通过施加面内单轴拉伸应变到1.06%，将几层InSe薄片的带隙降低160 meV，通过施加面内单轴压缩应变到0.62%，将带隙增加79 meV，如通过光致发光（PL）光谱所证明的。大的可逆带隙变化~ 239 meV来自大的带隙变化率（带隙应变系数），单轴拉伸应变约为154 meV/%，单轴压缩应变约为140 meV/%，表示在两个实验中报道的最显著的单轴应变诱导的带隙应变系数，我们通过第一性原理DFT和GW计算开发了对应变诱导的带隙变化的理论理解。我们还证实了带隙的变化，光电导测量使用不同的光子能量的激发光。InSe在红外区中的高度可调带隙应该能够实现广泛的应用，包括机电、压电和光电子器件。
2018-01-23 cond-mat.mes-hall
Strain-Engineering Anisotropic Electrical Conductance of Phosphorene and Few-Layer Black Phosphorus
新制备的单层磷烯及其少层结构由于其有限的直接带隙和相当大的但各向异性的电子迁移率而有望在电子和光学应用中具有前景。通过第一性原理模拟，我们表明，这种独特的各向异性电导可以通过使用简单的应变条件进行控制。通过适当的双轴或单轴应变，我们可以将优选的导电方向旋转90度。这对于探索磷烯的量子霍尔效应以及奇异的电子和机械应用具有重要意义。
2014-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modulation of the high mobility two-dimensional electrons in Si/SiGe using atomic-layer-deposited gate dielectric
在Si/Si $_{1-x}$ Ge $_x$异质结构上制造了使用原子层沉积（ALD）Al $_2$ O $_3$作为栅极电介质的金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。应变Si量子阱中的二维电子系统（2DES）的低温载流子密度可以从2.5 $\times10^{11}$ cm $^{-2}$可控地调谐到4.5 $\times10^{11}$ cm $^{-2}$，实际上没有任何栅极漏电流。磁输运数据显示，均匀耗尽的2DES下的栅极偏置。ALD介质的垂直调制特性优于肖特基势垒和等离子体增强化学气相沉积（PECVD）形成的SiO $_2$介质。
2005-04-19 cond-mat.mes-hall
Transport properties of p-type metal-oxide-semiconductor inversion layer in (110) and (111) silicon channel under uniaxial stress
本文从理论上研究了单轴应变（110）和（111）Si沟道中p型PMOS反型层的价带和输运性质。等能量线、载流子浓度有效质量、电导率有效质量和迁移率基于Luttinger-Kohn哈密顿量计算[16]。本文导出了散射率的三个简洁表达式。所考虑的单轴应力的方向是平行或垂直于通道。结果表明，在不同的应力下，迁移率对有效质量非常敏感。在（110）系统中，当应力为-3GPa时，样品的迁移率方向与沟道方向平行，而当应力为+3GPa时，样品的迁移率方向与沟道方向垂直。
2013-12-19 cond-mat.mes-hall
Quantum transport signature of strain-induced scalar and pseudo-vector potentials in a crenellated hBN-graphene heterostructure
本文通过锯齿状 hBN-石墨烯异质结构的实验与理论分析，揭示应变诱导标量势和赝矢量势如何共同形成 Klein 隧穿势垒并产生电阻附属峰。
2024-02-28 cond-mat.mes-hall
Acoustoelectric effects in very high-mobility $p$-SiGe/Ge/SiGe heterostructure at low temperatures in high magnetic fields
采用非接触式声表面波（SAW）技术对高迁移率$p$ -SiGe/Ge/SiGe结构的高频电导率进行了研究。该结构通过低能等离子体增强化学气相沉积生长，并且包括在压缩应变Ge层中形成的二维沟道。在温度为0.3 - 5.8 K和磁场高达18 T的各种SAW强度下进行了研究。在IQHE制度，在最小的电导率振荡与小填充因子，孔被本地化。的交流电导率是跳跃的性质，并可以在“两个网站”模型内描述。此外，交流电导率的SAW的电场的依赖关系被确定。的表现形式的非线性效应解释在非线性折射率为基础的电导率。
2013-12-11 cond-mat.mes-hall
Raman Spectra and Strain Effects in Bismuth Oxychalcogenides
最近合成了一种新型的二维层状半导体材料Bi_2O_2Se，它具有弱的静电相互作用，但不具有范德华力，具有良好的空气稳定性和载流子迁移率。本文采用理论和实验相结合的方法研究了Bi_2 O_2Se和相关铋氧硫族化合物（Bi_2 O_2 Te和Bi_2 O_2S）的拉曼光谱。实验峰与计算结果完全一致，并成功归属。Bi 2 O2 S由于其较低的对称性而被预测具有更多的拉曼活性模式。拉曼活性模式的预测频率的移位也被发现得到软化的层间相互作用从体到单层Bi 2 O2 Se和Bi 2 O2 Te减少。为了揭示应变对拉曼位移的影响，基于Bi 2 O2 Se和Bi 2 O2 Te的对称性，建立了一个普适的理论方程。据预测，双简并模式分裂在平面内单轴/剪切应变。虽然Bi 2 O2 Se和Bi 2 O2 Te通常被认为是类似于石墨烯的各向同性系统，但在旋转单轴应变下，简并模的拉曼位移变化是各向异性的。这意味着一种新的方法来确定在应变下的拉曼光谱的晶体取向。这些结果具有重要的后果，将2D Bisperoxycalcogenides到纳米电子器件。
2018-05-22 cond-mat.mes-hall
Using Electrical Impedance Spectroscopy to Separately Quantify the Effect of Strain on Nanosheet and Junction Resistance in Printed Nanosheet Networks
针对应变如何影响印刷MoS2纳米片网络电学性能的问题，本文采用交流阻抗谱分离纳米片与结点电阻，发现应变仅使结点电阻线性增加，并量化两类因素对应变系数的贡献。
2024-10-25 cond-mat.mes-hall
Strain effects on monolayer MoSi2N4: ideal strength and failure mechanism
最近，在实验中成功地合成了具有六方结构的二维单层MoSi2N4（Hong等人，2020 Science 369，670）。所制备的单层MoSi_2N_4具有优异的力学性能。受实验的启发，我们进行了第一性原理计算，以调查单层MoSi2N4的机械性能，包括其理想的拉伸强度，临界应变，和故障机制。我们的研究结果表明，单层MoSi2N4可以承受的应力高达51.6和49.2 GPa沿锯齿形和扶手椅方向，分别。相应的临界应变分别为26.5%和17.5%。对于双轴应变，理想的拉伸强度为50.6 GPa，临界应变为19.5%。与单层MoS2相比，单层MoSi2N4具有更高的弹性模量和理想的拉伸强度。有趣的是，MoSi 2 N4的锯齿方向临界应变和破坏机制与MoS 2的扶手椅方向几乎相同，而MoSi 2 N4的扶手椅方向临界应变和破坏机制与MoS 2的锯齿方向相似。我们的工作揭示了单层MoSi2N4的显着的机械特性。
2021-01-28 cond-mat.mes-hall
Effects of Strain Compensation on Electron Mobilities in InAs Quantum Wells Grown on InP(001)
本研究通过降低 InGaAs 包覆层 In 组分引入拉伸应变补偿，突破 InAs 量子阱 ≤7 nm 临界厚度限制，实现 2 K 下 1.16×10⁶ cm²/Vs 峰值迁移率，并评估量子寿命与 Rashba 自旋分裂。
2025-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Misfit strain-induced energy dissipation for graphene/MoS2 heterostructure nanomechanical resonators
失配应变在各种异质结构如石墨烯/MoS 2范德华异质结构中是不可避免的。尽管失配应变对电子和其他物理性质的影响已经得到了很好的研究，但仍然不清楚失配应变将如何影响基于石墨烯/MoS 2异质结构的纳米机械谐振器的性能。通过进行分子动力学模拟，我们揭示了异质结构共振振荡过程中石墨烯层和MoS 2层之间的失配应变诱导解耦现象。通过回缩力分析，成功地建立了失配应变和解耦机制之间的直接关系。我们进一步建议使用石墨烯/MoS 2 /石墨烯三明治异质结构的纳米机械谐振器的应用，这是能够防止失配应变相关的去耦现象。这些结果为石墨烯/MoS 2异质结构在纳米机械谐振器领域的应用提供了有价值的信息。
2019-01-10 cond-mat.mes-hall
Bandgap Engineering of Strained Monolayer and Bilayer MoS2
本文报道了在0-2.2%范围内的单轴拉伸机械应变对单层和双层二硫化钼（MoS 2）二维晶体的声子谱和能带结构的影响。首先，我们采用拉曼光谱观察声子软化与应变增加，打破了在E'拉曼模式的MoS 2的简并，并提取一个Grüneisen参数约1.06。其次，使用光致发光光谱，我们测量的光学带隙的二硫化钼，这是大致线性应变，单层二硫化钼的~45 meV%的应变和双层二硫化钼的~120 meV%的应变的减少。第三，我们观察到一个显着的应变引起的单层二硫化钼的光致发光强度的下降，这是指示的直接到间接的过渡的字符的光学带隙的这种材料在施加的应变为~ 1.5%，一个值支持的第一性原理计算，包括激子效应。这些观察结果构成了应变工程的能带结构的新兴类的二维晶体，过渡金属二硫属化物的第一个演示。
2013-09-20 cond-mat.mes-hall
Mobility overestimation in MoS$_2$ transistors due to invasive voltage probes
改进二维（2D）半导体的载流子迁移率是高度寻求的。最近，吴等人[1]报道了在隆起的氮化硅（SiN $_x$）衬底上的波纹二硫化钼（MoS $_2$）晶体管，其表现出高达~900 cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$的高电子迁移率。高迁移率值归因于波纹状MoS $_2$沟道中晶格畸变对电子-声子散射的抑制。虽然结果令人信服，但这一问题表明，由于四探针测量设置中的侵入性电压探针，参考文献[1]中的迁移率值可能被高估，这导致电压探针附近的正阈值电压偏移和人为高估表观场效应迁移率。
2022-06-26 cond-mat.mes-hall
Symmetry-resolved magnetoelastoresistance in multivalley bismuth
多谷铋中磁场和应变对磁电阻的影响研究揭示了谷依赖电子态的特性，展示了对称性解析MER作为探测谷依赖态和理解磁场、应变与电荷输运相互作用的工具。
2025-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inhomogeneous micro-strain in cylindrical semiconductor heterostructures and its influence on the adiabatic motion of electrons
分析了（In，Ga）As/（Al，Ga）As量子阱结构微管的层厚涨落及其对应变状态的影响。在这些结构中，建立了弯曲的高迁移率二维电子气（HM 2DEG）。原子力显微镜，X射线散射，和空间分辨阴极发光光谱研究的层厚度波动发生在两个不同的横向长度尺度。在0.01~ $μ$ m的较短尺度上，我们从原子力显微照片和X射线衍射曲线中卫星峰的加宽中发现了一个很小的均方粗糙度值，为0.1~nm。然而，在约1.0~ $μ$ m的较长长度尺度上，外延生长期间的台阶聚束导致高达2~nm的层厚度不均匀性。由此产生的微管中的应变的波动导致化学势的局部变化，这也导致载流子密度的波动。这导致在弯曲的HM 2DEG中的Shubnikov-de-Haas振荡的相位抵消和单电子散射时间的减少，同时结构中的电子迁移率保持高。估计的载流子密度的波动同意以及在量子阱的自由电子跃迁的阴极射线发光光谱中测量的能量波动。
2019-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Physical insight into reduced surface roughness scattering in strained silicon inversion layers
应变硅反型层中电子迁移率在高面密度下的反常增强暴露了近年来器件物理理论与实验之间的一个明显差距。我们表明，这种差异的根源是由于在硅表面的电子Δ4波函数的膨胀效应。这使得Δ4电子更容易受到表面结构的扰动，从而增加了这些状态的表面粗糙度散射。CMOS工业利用的应变工程减少了Δ4态的相对占用率，导致沟道中的总体表面粗糙度散射较小。我们证明了这种效应的起源可以通过超越有效质量近似和对比Δ2和Δ4波函数的性质来解释，该表示法保留了全晶体和Bloch态对称性。
2012-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Valley-Landscape Engineering in Bilayer WSe$_2$ Gate-All-Around Transistors
Research Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA), National Institute for Materials Science (NIMS)（物质·材料纳米构筑研究中心，日本国立材料研究所）；Kwansei Gakuin University（关西学院大学）
针对双层WSe$_2$中K-Γ谷分裂接近室温热能的特性，结合DFT与两谷器件模型，发现量子电容屏蔽保护亚阈值摆幅，有效迁移率由谷占据比决定，双轴压缩应变同时提升开态电流、抑制关态电流并改善开关比，建立了谷工程灵敏度最大化的设计原则。
2026-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
One-dimensional electron gas in strained lateral heterostructures of single layer materials
电子气沿着其中一个空间方向的限制为沿着许多实际电子应用的侧面研究量子输运的基本原理开辟了一条途径，高电子迁移率晶体管就是一个突出的例子。具有不同电子极化的两种材料的异质结可用于导电通道的工程设计。将这个概念扩展到单层材料导致一维电子气（1DEG）。MoS 2/WS 2横向异质结构被用作实现1DEG的原型。电子极化的不连续性是通过应变的异质结，利用在MoS 2和WS 2之间的压电耦合的差异。提出了一个完整的理论，描述了二维材料的横向异质结中的诱导电场分布，并通过第一性原理计算进行了验证。
2017-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High Mobility Ambipolar MoS2 Field-Effect Transistors: Substrate and Dielectric Effects
我们在二氧化硅和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）衬底上制作了二硫化钼场效应晶体管，并在四探针配置中测量了载流子迁移率。对于SiO2上的多层MoS 2，迁移率为30-60 cm 2/Vs，与厚度（15-90 nm）相对无关，并且大多数器件表现出单极n型行为。相比之下，PMMA上的多层MoS 2显示出随厚度增加的迁移率，在厚度约50 nm处高达470 cm 2/Vs（电子）和480 cm 2/Vs（空穴）。迁移率对厚度的依赖性指向在增加迁移率中的块状MoS 2的长程介电效应。
2012-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge distribution across dislocation networks induced by a strained top layer in hexagonal boron nitride substrates
University of Manchester（曼彻斯特大学）；National Graphene Institute, University of Manchester（曼彻斯特大学国家石墨烯研究所）
研究揭示了在六方氮化硼基底顶部层施加应变时，位错网络引发压电电荷热点的形成机制，为二维材料的封装与调控提供了新视角。
2026-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mobility Improvement and Temperature Dependence in MoSe2 Field-Effect Transistors on Parylene-C Substrate
我们报告低温扫描隧道显微镜表征的MoSe 2晶体，和MoSe 2场效应晶体管的制造和电学特性的SiO2和聚对二甲苯-C基板。我们发现，在Parylene-C衬底上的多层MoSe 2器件的室温迁移率（100 cm ~ 2 V ~（-1）s ~（-1）~ 160 cm ~ 2 V ~（-1）s ~（-1））接近于块状MoSe 2的迁移率，明显高于SiO2衬底上的迁移率（~50 cm ~ 2 V ~（-1）s ~（-1））。在这两种类型的基板上的室温迁移率几乎是厚度无关的。我们的变温输运测量揭示了特征电导率为e2/h的金属-绝缘体转变。从SiO2和聚对二甲苯-C上的金属区域提取的MoSe 2器件的迁移率随着温度降低至~ 100 K而增加至~ 500 cm 2 V-1 s-1，其中MoSe 2在SiO2上的迁移率增加得更快。尽管带电杂质的显著变化，如由强烈样品依赖的低温迁移率所指示的，但SiO2上的所有MoSe 2器件的迁移率在200 K以上收敛，这表明这些器件中的高温（> 200 K）迁移率几乎与带电杂质无关。我们的SiO2和聚对二甲苯-C基板的原子力显微镜研究进一步排除了表面粗糙度散射作为基板依赖的迁移率的主要原因。我们将所观察到的MoSe 2迁移率的衬底依赖性主要归因于源自SiO2衬底的表面极性光学声子散射，这在聚对二甲苯-C衬底上的MoSe 2器件中几乎不存在。
2014-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain Engineering 2D MoS$_{2}$ with Thin Film Stress Capping Layers
我们展示了一种方法，通过沉积应力薄膜来封装剥落的薄片，从而将拉伸和压缩应变引入到二维过渡金属二硫属化物（TMDC）MoS $_{2}$中。利用这种技术，我们可以通过改变沉积的薄膜应力来直接设计MoS $_{2}$应变大小，因此允许在片到片的水平上施加可变应变。这些薄膜应力源类似于在工业CMOS工艺中实现的基于SiN $_{x}$的应力源，以增强Si迁移率，这表明我们的概念是高度可扩展的，并且可以应用于应变工程TMDC器件的大规模集成。我们选择光学透明的应力源，使我们能够通过拉曼光谱探测MoS $_{2}$应变。结合厚度相关的分析，在MoS $_{2}$的拉曼峰位移的原子模拟，我们可以探索逐层应变传递。常规衬底（SiO $_{2}$、MgO）上的MoS $_{2}$显示出应变转移到多层薄片的顶部两层中，由于衬底粘附而具有有限的应变转移到单层。为了减轻这一限制，我们还探讨了单层（1 L）的六方氮化硼（h-BN）上的MOS $_{2}$的范德华异质结构上的应力源。该概念释放了1 L-MoS $_{2}$，从而允许将0.85 $\%$应变施加到单层，并且相应的应变诱导的带隙变化为75 meV。通过使用具有更高应力的薄膜，应变可以被设计为甚至更高。考虑了各种应力源和沉积方法，示出了应力源材料独立的应变转移，其仅依赖于应力源膜力，当使用热蒸发时，引入到MoS $_{2}$中的缺陷可以忽略不计。
2021-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Band-Like Transport in High Mobility Unencapsulated Single-Layer MoS2 Transistors
超薄MoS 2是一种新型的二维半导体材料，在电子学和光电学领域有着广泛的应用。在这里，我们报告了高迁移率（>60 cm 2/Vs在室温下）场效应晶体管，采用未封装的单层二硫化钼氧化硅晶片与低水平的外来污染。虽然在亚阈值制度中的电荷传输是一致的可变范围跳跃模型，随着温度的升高，单调下降的场效应迁移率表明带状运输的线性制度。在低于100 K的温度下，温度无关的迁移率受到库仑散射的限制，而在高于100 K的温度下，声子限制的迁移率随着温度的升高而呈幂律下降。
2013-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically tunable spin qubits in strain-engineered graphene p-n junctions
Chosun University（朝鲜大学）
本文通过Rashba自旋轨道耦合和塞曼场，在应变诱导的石墨烯p-n结中实现自旋量子比特操作，并利用紧束缚量子输运模拟和四带模型揭示了自旋守恒和自旋翻转的避让交叉现象。
2026-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Effects of Mismatch Strain and Substrate Surface Corrugation on Morphology of Supported Monolayer Graphene
氧化物衬底上的石墨烯单层已经被证明具有优异的电荷迁移率和热传输，用于潜在的器件应用。形貌的改变对石墨烯的输运性质有很大的影响。在本文中，我们从理论上分析了氧化物衬底上的石墨烯单层的形态稳定性，受到范德华相互作用和面内失配应变。首先，我们定义的平衡分离和界面粘附能作为两个关键参数，表征一个平坦的单层和一个平坦的基板表面之间的范德华相互作用。通过微扰分析，预测了临界压缩失配应变，超过该临界压缩失配应变，石墨烯单层经历应变诱导的不稳定性，在完全平坦的表面上形成具有增加的振幅和减小的波长的波纹。当衬底表面不完全平坦时，石墨烯的形态取决于表面反射的振幅和波长。预测从共形（波纹状）到非共形（平坦）形态的过渡。分析了衬底表面粗糙度对石墨烯平衡平均厚度和界面结合能的影响。此外，通过考虑衬底表面的应变和失配应变，人们发现，而拉伸失配应变降低石墨烯的应变幅度，波纹衬底表面促进应变诱导的不稳定性下的压缩应变。这些理论结果表明，通过表面图案化和应变工程来控制氧化物衬底上的石墨烯单层的形态的可能手段。
2010-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain engineering in single-, bi- and tri-layer MoS2, MoSe2, WS2 and WSe2
应变是改变半导体过渡金属二硫属化物如MoS2、MoSe2、WS2和WSe2的光学性质的有力工具。在这项工作中，我们提供了对这些二维半导体进行单轴应变测量的技术细节的全面描述，并提供了一种简单的校准方法来确定高精度的应变量。然后，我们采用反射光谱分析的应变调谐的电子性质的单层，双层和三层的MoS2，MoSe2，WS2和WSe2。最后，我们通过分析15种不同的单层二硫化钼薄片来量化薄片之间的差异。
2020-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Biaxial versus uniaxial strain tuning of single-layer MoS$_2$
应变工程已经成为一种强大的技术来调整二维半导体如二硫化钼（MoS 2）的电子和光学性质。虽然一些理论工作预测双轴应变将比单轴应变更有效地调谐二硫化钼的能带结构，但在文献中仍然缺少直接的实验验证。在这里，我们实现了一个简单的实验设置，允许通过弯曲的十字形聚合物基板施加双轴应变。我们使用该装置来研究双轴应变对12个单层MoS 2薄片的微分反射光谱的影响，发现激子特征在双轴张力的-40 meV/%和-110 meV/%之间的速率下发生红移。我们还直接比较了双轴和单轴应变对同一单层MoS 2的影响，发现双轴应变计因子是单轴应变计因子的2.3倍。
2021-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
