Low-temperature linear transport of two-dimensional massive Dirac fermions in silicene: residual conductivity and spin/valley Hall effects
考虑有限温度屏蔽电子-杂质散射，我们提出了一种动力学方程方法来研究二维大质量费米子在硅烯中的输运性质。我们发现当化学势位于能隙内时，纵向电导率总是不为零。这种剩余电导率来自带间相关性，并且强烈依赖于电子-杂质散射的强度。我们还澄清，电子-杂质相互作用作出重大贡献的自旋和谷霍尔电导率，然而，几乎是独立的杂质密度。纵向电导率以及自旋和谷霍尔电导率对化学势，温度和能隙的依赖关系进行了分析。
2015-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of electron-impurity scattering on density of states in silicene: impurity bands and band-gap narrowing
考虑到带间关联，我们提出了一种广义的格林函数多重散射方法来研究电子-杂质散射对硅烯态密度的影响。发现在相对高的化学势下能隙减小，在低的化学势下分裂的杂质带转变为带尾，并讨论了太赫兹频率范围内杂质浓度对电导率的影响.
2016-09-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stacking-configuration-enriched essential properties in bilayer silicenes
通过第一性原理计算，硅相关体系的几何、电子和磁性呈现出多样化的现象。同时考虑了双层复合材料的四族单元素、屈曲/平面结构、堆叠结构、层数和范德华相互作用等关键因素。发展的理论框架负责简洁的物理和化学图像。对最佳晶格、原子- $\&$自旋主导能带、原子-、轨道- $\&$自旋投影vanHove奇异性和磁矩进行了细致的计算和分析。最重要的是，它们实现了决定性的机制，屈曲/平面蜂窝晶格，多/单轨道杂化，以及显著/可忽略的自旋轨道耦合。此外，我们研究了堆叠配置引起的戏剧性的转变的基本性质的相对移动的双层石墨烯和硅烯。晶格常数、层间距、屈曲高度和总能量基本上取决于相对位移的大小和方向：AA $\rightarrow$ AB $\rightarrow$ AA $^{\prime}$ $\rightarrow$ AA。显然，滑动双层系统在硅烯和石墨烯之间在电子性质方面有很大不同，强烈依赖于屈曲/平面蜂窝晶格，多/单轨道杂化，主导/可观察到的层间跳跃积分，以及显著/可忽略的自旋相互作用。预测结果可以解释最新的实验测量。
2019-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Fundamental Properties of Metal-Adsorbed Silicene: A DFT Study
钠、镁和铝吸附原子分别在3s、$3s^2$和（$3s^2$，3 p）轨道上具有一个、两个和三个价电子，非常适合于帮助我们理解吸附诱导的各种现象。本文采用第一性原理方法研究了金属（Na/Mg/Al）-石墨烯吸附体系的显示性质。考虑到单面和双面化学吸附的情况下，各种吸附原子的浓度，中空/顶部/谷/桥网站，和屈曲结构。空心和谷吸附，这分别对应于Na/Mg和Al的情况下，创建的非常不均匀的环境内的莫尔超晶格。这导致了Na/Mg/Al-Si键中不同的轨道杂化，如Na/Mg/Al主导的能带、空间电荷密度分布和轨道投影态密度（DOS）所示。在三种金属吸附构型中，铝吸附构型的化学修饰作用最强。铁磁配置示出仅生存在特定的Mg-和Al-吸附，但不是Na-的情况下。理论预测可以通过实验测量和最新的潜在的应用包括验证。此外，还讨论了与石墨烯相关系统的重要相似性和差异。
2020-03-05 cond-mat.mtrl-sci
The magnetic and transport properties of edge passivated silicene nanoribbon by Mn atoms
采用第一性原理计算研究了Mn作为钝化元素取代一边的H原子对ZSiNR的化学掺杂效应.在典型的铁磁和反铁磁耦合下优化的结构表明，该系统导致了AFM态，实现了半金属性质.此外，我们基于Keldysh非平衡格林函数方法的第一原理方法给出了器件的自旋相关输运性质。当系统从平行配置变为反平行配置时。上自旋电流快速增加，而下自旋电流仍然被抑制。此外，还发现该系统是一个相当好的自旋过滤器件，在较宽的偏置电压范围内，自旋过滤效率接近80%，因此适合于应用。详细地提出了这些现象的机理。
2016-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of chemical modification of edge atoms of graphene sheets on their strength
基于石墨烯的分子理论，从机械力化学反应的角度研究了石墨烯片边缘原子的化学修饰对石墨烯性能的影响。石墨烯的机械行为被示出为不仅相对于载荷施加的方向是高度各向异性的，而且极大地依赖于边缘的化学改性。一个拓扑性质的石墨烯变形进行了讨论。
2013-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the electronic structures of armchair graphene nanoribbons through chemical edge modification: A theoretical study
我们报告相结合的第一性原理和紧束缚（TB）计算模拟化学边缘修改的结构和电子性质的影响。当GNR边缘碳原子与不同的原子结合时，GNR边缘附近的C-C键长和键角会发生较大的变化。通过引入最近邻跃迁的唯象跃迁参数$t_{1}$来表征不同的化学边缘修饰，基于紧束缚模型研究了不同宽度纳米带的电子结构变化.理论计算结果表明，掺杂可以改变扶手椅型GNRs的能带结构，甚至导致金属-绝缘体相变。
2007-03-30 cond-mat.mtrl-sci
Laser-Assisted Chemical Modification of Monolayer Transition Metal Dichalcogenides
激光辅助化学改性超薄过渡金属二硫属化物（TMD），局部取代硒的硫原子。光转换过程发生在受控的反应性气体环境中，并且通过原位实时拉曼和光致发光光谱监测非均相反应速率。空间局部化的光转换导致了具有化学上不同的域的异质TMD结构，其中膜的初始高结晶质量在该过程中不受影响。这已经通过透射电子显微镜以及拉曼和光致发光空间图得到进一步证实。我们的研究表明，激光辅助化学转化的潜力，按需合成的异质二维材料与纳米器件中的应用。
2018-04-26 cond-mat.mtrl-sci
Selective Chemical Modification of Graphene surfaces: Distinction between Single and Bilayer Graphene
与碳附着到石墨烯晶格相比，用氧或氢修饰石墨烯是众所周知的。通过共焦拉曼光谱分析了石墨烯片与芳香族重氮离子的化学修饰（碳附着）。表面吸附物种的时间和空间演变允许准确跟踪的化学反应和鉴定的中间体。sp2到sp3碳的受控转化在两个单独的步骤中进行。所提出的衍生化对于单层石墨烯是选择性的，并且允许将吸附的重氮试剂受控地转化为在单层石墨烯的边缘处具有增强的反应性的共价结合的表面衍生物。在双层石墨烯上，衍生化进行到吸附的中间体，而没有进一步反应以在碳表面上形成共价连接。
2010-01-15 cond-mat.mtrl-sci
Gold nanowires and their chemical modifications
平衡结构，局域态密度，和电子输运的金纳米线制成的四原子链由两个金电极，最近已被成像的高分辨率电子显微镜，和化学修饰的线通过吸附的甲硫醇分子，从头算局域密度泛函模拟研究。在裸电线在成像的几何形状的中间两个原子二聚化，和结构被强烈修改的分子的吸附伴随着增加的弹道电导通过电线。
1999-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Surface modification of fly ash by mechano-chemical treatment
粉煤灰作为一种工业副产品，在制备可持续发展的地质聚合物和材料科学应用中，作为硅和铝的合适来源，引起了人们的广泛关注。本文通过对FA粉体的粒度、表面形貌、晶体结构以及Si、Al离子在碱溶液中的溶解度的分析，系统研究了机械力化学（MC）处理对FA粉体表面改性的影响。详细讨论了MC处理时间对溶解动力学的影响，并得出了“研磨效应”和“活化效应”的复合模型，这两种效应分别与表面形貌和晶体结构的变化有很好的相关性。
2022-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Direct tunneling through high-$κ$ amorphous HfO$_2$: effects of chemical modification
我们报告了通过n-Si/HfO $_2$ /Al形式的金属氧化物半导体（MOS）纳米结构的非晶HfO $_2$介电层的量子隧穿的第一性原理建模。特别地，我们预测通过在中间区域（远离MOS结构的两个界面）掺杂N和Al原子来化学改性非晶HfO $_2$势垒，可以将栅-沟道隧道泄漏降低一个数量级以上。几种其他类型的修改被发现，以增强隧道效应或诱导实质性的带弯曲的Si，这两个都是不希望从泄漏的角度来看。通过对透射系数和投影态密度的分析，揭示了电子在高$κ$介质中穿过有杂质原子和无杂质原子隧道势垒的微观物理过程。
2014-07-10 cond-mat.mtrl-sci
Structure-Dependent Chemical Order Modification in Strained Alloy Nanoparticles
Guangdong Technion – Israel Institute of Technology（广东以色列理工学院）；Universidad de Castilla-La Mancha（卡斯蒂利亚-拉曼恰大学）；Aristotle University of Thessaloniki（塞萨洛尼基亚里士多德大学）
通过原子模拟研究应变对NiPt纳米颗粒化学有序的影响，发现截断八面体颗粒有序性稳健，而二十面体颗粒在拉伸应变下表面Ni浓度显著增加。
2026-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Molecular Electronics by Chemical Modification of Semiconductor Surfaces
在金属/半导体界面中插入分子单层提供了微小化学修饰如何影响电子器件的最有力表达之一。这个主题对技术也有直接的重要性，因为它可以帮助提高各种电子设备的效率，如太阳能电池，LED，传感器和未来可能的生物电子设备，这些设备主要基于非经典半导体材料（第1节）。审查涵盖的主要方面，使用化学控制对齐的能级在接口（第2节）：钝化界面状态（第3节），插入分子偶极子在接口（第4节），诱导电荷重排和周围的接口（第5节）。设置阶段后，我们考虑了独特的电流-电压特性，导致跨金属/分子单层/半导体界面的运输。在这里，我们专注于一方面作为隧穿势垒的单层和另一方面由于其空间电荷区（第6节）而在半导体内的静电势垒之间的相互作用，以及不同的单层化学物质如何控制这些势垒中的每一个。第7节提供了实用的工具，以实验方式识别这两个障碍，并区分它们，之后第8节以总结和展望未来结束故事。虽然这篇评论关注的是混合半导体/分子效应（见参考文献10）。1，2关于这个主题的早期综述），与单层和接触的形成有关的问题，以及仅由分子主导的电荷传输，已经在其他地方进行了综述[3-6]，包括我们最近[7]。
2016-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of quantum capacitance in graphene electrodes by chemical modifications using aliphatic/aromatic molecules and their radicals
我们对功能化石墨烯的量子电容（C $_Q$）进行了系统的研究。石墨烯的功能化已经通过掺杂不同的脂肪族和芳香族分子及其自由基来完成。利用密度泛函理论计算，我们首先分析了功能化石墨烯的电子能带结构，随后得到了每个体系的量子电容。我们观察到通过在石墨烯片上掺杂脂肪族和芳香族分子及其自由基可以提高量子电容，特别是自由基功能化的石墨烯在C $_Q$中表现出显著的增强。我们的理论研究表明，芳香族和脂肪族自由基产生的费米能级附近的局域态密度，由于电荷本地化。结果，与原始石墨烯相比，已经估计了非常高的量子电容（高于200 $μF/cm^2$）。原子位错和空位缺陷在功能化过程中对石墨烯的影响也被纳入我们的研究。研究结果表明，在石墨烯功能化的同时形成分子自由基是合成高效石墨烯基超级电容器电极材料的有效途径，进而可以显著提高超级电容器的性能。
2019-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Chemically Tailoring Semiconducting Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides and Black Phosphorus
二维（2D）半导体过渡金属二硫属化物（TMDC）和黑磷（BP）在几层限制下具有有益的电子、光学和物理性质。作为原子级薄的材料，2D TMDCs和BP对它们的环境和化学修饰高度敏感，导致它们的性质对衬底效应、本征缺陷和非本征吸附物的强烈依赖。此外，将2D半导体集成到电子和光电子器件中在金属-半导体和介电-半导体界面处引入了独特的挑战。在这里，我们回顾了新兴的努力，了解和利用化学效应影响二维TMDC和BP的属性。在某些情况下，表面化学会导致显著的降解，因此需要开发稳健的钝化方案。另一方面，适当设计的化学改性可用于有利地定制电子性质，例如控制掺杂水平和载流子浓度。总的来说，化学方法允许2D TMDC和BP的性质的实质性可调性，从而使未来有机会优化器件应用的性能。
2016-03-28 cond-mat.mtrl-sci
Photochemical reaction on graphene surfaces controlled by substrate-surface modification with polar self-assembled monolayers
二维材料的独特薄度使得能够通过各种门控技术来控制其表面的化学现象。例如，已经实现了基于场效应晶体管配置的选通方法。在这里，我们报告了一种分子门控的方法，采用了本地电场所产生的极性自组装单分子层上形成的支持基板。通过使用适当的数据校正程序进行拉曼散射光谱分析，我们发现分子门控对于控制石墨烯与过氧化苯甲酰的固相光化学反应是有效的。分子门控提供了一种简单的方法来控制二维材料表面的化学反应，因为它既不需要制造晶体管结构，也不需要施加外部电压。
2021-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Molecular theory of graphene chemical modification
本章致力于石墨烯的化学独特性。从分子理论的观点来看，后者是碳原子的苯型堆积的结果，基于每个碳原子的三个邻居留下原子的第四个价电子（奇数个）。由于相当大的C-C距离，石墨烯分子的奇电子相关，因此分子被自由基化，并且石墨烯的分子化学是悬挂键的化学。本章介绍了石墨烯分子氢化和氧化的分子理论悬键观点。石墨烯分子化学与尺寸相关的拓扑化学特征的具体特点进行了讨论，以及
2014-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Physical and chemical modifications of polymeric surface for enhanced epithelial cells adhesion
本研究通过双光子聚合合成光敏树脂支架，并采用简单表面处理方法改变聚合物表面电荷，增强上皮细胞黏附，为组织工程和再生医学提供有效改性途径。
2024-05-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ultrasonic Defect Modification in Irradiated Silicon
首次表明，室温超声缺陷操纵（UDM）可以显著降低高阻硅中的辐射缺陷浓度。二次离子质谱分析表明，室温下硅中与氧和氢有关的化学反应很可能在UDM下发生。固体中的超声激发化学反应可以是UDM所需的重要能量来源。
2003-10-29 cond-mat.mtrl-sci hep-ex
Ionic conductivity optimization of composite polymer electrolytes through filler particle chemical modification
已知向聚合物电解质中添加填料颗粒会增加其离子电导率（IC）。关于组成材料之间的相互作用如何导致增强的详细理解仍有待开发。一个显着的贡献归因于增量的聚合物无定形部分，诱导的填料，导致在聚合物基体中形成更高的离子电导率通道。然而，IC对颗粒重量负载的依赖性和其组成对聚合物形态的依赖性尚未完全理解。本工作研究了锂离子在复合聚合物电解质（CPE）中的传输，所述复合聚合物电解质包括嵌入在PEO：LiTFSI基质中的Bi掺杂LLZO颗粒。我们发现，IC优化非常低的颗粒重量负荷（5至10%），其幅度和所需的负荷，强烈依赖于石榴石颗粒的组合物。基于结构表征结果和电化学阻抗谱，提出了一种机制来解释这些发现。有人建议，在石榴石颗粒中的Li-摩尔含量控制其与聚合物基体的相互作用，导致在最佳负载报告，在形成高离子电导率通道。我们建议，填料颗粒的聚合物形态的化学操纵是一个有前途的途径，为进一步发展的复合聚合物电解质。
2021-03-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Valence Modifications in Hygroscopic VI3 Degraded Crystals via Soft X-Ray Synchrotron Radiation
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Fritz Haber Institute of the Max Planck Society（马克斯·普朗克学会弗里茨·哈伯研究所）
研究利用同步辐射软X射线恢复VI3晶体化学和电子性质的问题，采用X射线吸收和光发射光谱法，揭示其表面化学降解及在软X射线束照射下至少部分恢复，表明表面吸湿污染与晶体表面耦合较弱。
2026-07-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Covalent Functionalization and Passivation of Exfoliated Black Phosphorus via Aryl Diazonium Chemistry
原子级薄纳米材料的功能化使得能够定制它们的化学、光学和电子性质。剥离的黑磷是一种层状二维半导体，具有良好的载流子迁移率、可调带隙和高度各向异性特性，具有化学反应性，在环境条件下迅速降解。相比之下，在这里，我们表明，共价芳基重氮官能化抑制剥离的黑磷的化学降解，即使在几个星期的环境暴露。这种化学改性方案自发地形成磷-碳键，具有对芳基重氮取代基敏感的反应速率，并改变剥离的黑磷的电子性质，最终产生强的、可调的p型掺杂，其同时改善场效应晶体管迁移率和开/关电流比。这种化学功能化途径可控地改变剥离的黑磷的性质，从而提高其在纳米电子应用中的前景。
2016-05-03 cond-mat.mtrl-sci
Effects of surface chemical modifications on the adhesion of metallic interfaces. An high-throughput analysis
本研究采用高通量方法系统分析了不同浓度非金属元素对均质金属界面吸附能和粘附能的影响，发现几乎所有非金属元素（除碳和硼外）均会降低界面粘附能，为工程界面设计提供了数据支撑。
2023-06-28 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Chemical Doping and Enhanced Solar Energy Conversion of Graphene/Silicon Junctions
研究了石墨烯薄膜的化学掺杂对石墨烯/硅肖特基结太阳能电池光伏性能的影响。亚硫酰氯改性大大增强了石墨烯薄膜的导电性，导致电池性能显著改善，转化效率提高3倍（高达3.9%），短期稳定性良好。
2010-12-28 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Can ultrastrong coupling change ground state chemical reactions?
有机微纳米结构制造的最新进展已经允许用分子材料达到强集体光-物质耦合制度。在这个方向上的开创性工作已经显示了这种制度在分子系统的激发态反应性中的影响，同时已经提出了是否有可能在电子基态能量景观中引入任何可能影响化学热力学和/或动力学的修改的问题。在这项工作中，我们使用一个模型系统的许多分子耦合到一个表面等离子体激元场，以获得洞察的关键参数，管理修改的基态势能面（PES）。我们的研究结果证实，每个分子的能量变化是由单分子-光耦合，这基本上是本地的，与电子激发态，其中充满活力的校正是集体性质的对比。尽管如此，我们揭示了一些有趣的量子相干效应与协同反应的途径，其中两个或多个分子同时进行反应，这可能是相关的低势垒反应。最后，我们还探讨了修改非绝热动力学，并得出结论，对于这个特定的模型，大量的暗态的存在产生可以忽略不计的变化。我们的研究揭示了新的可能性，以及极化激元化学的新兴领域的限制。
2017-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Chemical modifications and stability of phosphorene with impurities: A first principles study
我们进行了系统的第一性原理研究磷烯在典型的单价（氢，氟）和二价（氧）杂质的存在下。我们的模拟结果表明，磷烯分解成弱键的一维（1D）链后，单面和双面氢化和氢化。尽管一个相当大的准粒子带隙（2.29 eV），完全氢化磷烯被发现是动态不稳定的。相比之下，磷烯的完全吸收产生稳定的结构，是带隙为2.27 eV的间接带隙半导体。我们还表明，从气相中的磷烯是显着更有可能比氢化，由于相对较低的能量势垒的解离吸附的F2（0.19 eV）相比，H2（2.54 eV）。在低浓度下，单价杂质倾向于形成规则的原子行磷烯，尽管由于高迁移势垒（H2和F2分别为1.09和2.81 eV），这种模式似乎不容易实现。磷烯的氧化被证明是一个性质不同的过程。特别是，我们观察到磷烯氧化后的不稳定性，导致在高浓度的杂质下形成无序的无定形结构。
2015-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Electronic inhomogeneities in graphene: the role of the substrate interaction and chemical doping
我们使用扫描探针显微镜技术探测石墨烯在纳米尺度上的电子性质的局部不均匀性。首先，我们重点研究了氧化硅上剥离的石墨烯样品中石墨烯-基底相互作用引起的电子不均匀性。我们发现，带电杂质，存在于石墨烯基板界面，扰动载流子密度显着改变石墨烯的电子性质。这一发现有助于理解通常在石墨烯基电子器件中观察到的器件间变化。其次，我们探讨了化学改性对石墨烯电子性质的影响，石墨烯是通过化学气相沉积在镍上生长的。我们发现，氢的化学吸附和卟啉分子的物理吸附都强烈地抑制了低偏压下的电导，表明石墨烯中的带隙的开放，为石墨烯的电子性质的化学工程铺平了道路。
2012-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Comparison of localization procedures for applications in crystal embedding
与未来的应用在量子力学嵌入在扩展系统，如晶体的目的，我们提出了一个简单的和计算效率高的方法，使建设一组非正交的高度本地化的单电子轨道周期性非金属晶体，反映其化学性质。轨道也被用来建立整个晶体的Hartree-Fock（HF）电子密度。该方法的简单性源于这样一个事实，即它不需要使用和/或修改的周期性电子结构代码，而是基于HF计算的一系列有限的集群与随后的应用程序的本地化程序来转换的HF正则分子轨道。两个极端的情况下，化学键合，离子（MgO晶体）和共价键（Si晶体），被认为是一些已知的本地化计划的应用和比较。经过一些修改，我们的方法也可以适用于非周期非金属系统。
2004-01-21 cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus physics.comp-ph
