Engineering shallow spins in diamond with nitrogen delta-doping
我们证明了纳米精度的深度控制的氮空位（NV）中心的表面附近的合成金刚石使用原位氮δ掺杂技术在等离子体增强化学气相沉积。尽管它们接近表面，但深度（d）在5 - 100 nm范围内的掺杂NV中心显示出长的自旋相干时间，在d = 5 nm处T2 > 100 \mus，在d \geq 50 nm处T2 > 600 \mus。在这种浅NV中心中观察到的一致的长自旋相干性使得诸如原子级外部自旋传感和混合量子架构的应用成为可能。
2012-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Magnetism in Cr-doped ZnS: Density-functional theory studies
采用密度泛函理论计算了立方结构Zn 1-xCrxS的磁性和聚集趋势，结果表明：所有研究的构型都表现出基态半金属铁磁性（HMF），Cr杂质在能量上有利于平面团簇形成δ掺杂结构. Zn0.75Cr0.25S和Zn0.875Cr0.125S的单层δ掺杂结构的铁磁稳定能（Δ EAF）分别为0.551和0.561 eV/Cr-Cr对。Zn0.875Cr0.125S的半层δ掺杂结构和Zn0.75Cr0.25S的双层δ掺杂结构的Δ EAF分别为0.394和0.166 eV/Cr-Cr对。此外，我们的研究表明，立方ZnS/CrS异质结构，一个极端的情况下，δ掺杂结构，也显示出基态HMF。HMF的起源进行了讨论，使用一个简单的晶体场模型。最后，我们展望了Zn_（1-x）Cr_xS在自旋电子学方面的潜在应用。
2009-10-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Influence of Ru-doping on structure, defect chemistry, magnetic interaction and carrier motion of the La1-xNaxMnO3+delta manganite
在这项工作中，我们报告的La 1-xNaxMn 1-yRuyO 3 +d（LNMRO）系统（x = 0.05，0.15和y = 0，0.05，0.15）的结构，电和磁的表征，还包括调查的氧含量对相关的氧化还原性能的作用。借助X射线粉末衍射、电子探针分析、热重分析、电阻率和磁化强度测量以及电子顺磁共振等手段，实现了实验研究。我们表明，钌掺杂对所研究的LNMRO化合物的影响不仅直接相关的Ru/Mn取代和Ru的氧化态，但也间接连接到样品中的氧含量。我们的数据表明，钌的添加可以改善非最佳（低）阳离子掺杂的锰氧化物的电和磁性能，导致TC值的增加和MR效应的叛乱，如观察到的x = 0.05和y = 0.05的样品。
2005-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Reaction pathways of BCl$_3$ for acceptor delta-doping of silicon
BCl $_3$是一个有前途的候选原子精度受体掺杂硅，但优化与这种技术创建的结构的电性能需要详细了解这种前体的吸附和解离途径。在这里，我们使用密度泛函理论和扫描隧道显微镜（STM），以确定和探索这些途径的BCl $_3$在Si（100）在不同的退火温度。我们表明，BC1 $_3$选择性吸附没有反应势垒，随后解离相对容易与反应势垒$\approx$ 1电子伏特。使用这种解离途径，我们对动力学蒙特卡罗模型进行参数化，以预测B掺入率与给药条件的函数关系。STM是用来成像BC1 $_{3}$吸附，确定几个表面配置和跟踪其分布的变化作为退火温度的函数，匹配的动力学模型的预测以及。这种原子精度受体掺杂的直接途径有助于实现广泛的应用，包括双极纳米电子学，基于受体的量子比特和超导Si。
2022-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fractionally delta-doped oxide superlattices for higher carrier mobilities
氧化物异质结构中的二维电子气系统是新现象的重要场所。在这里，我们表明，通过使用分数δ掺杂来控制界面的LaxSr 1-xTiO 3/SrTiO 3人工氧化物超晶格的组成，填充控制的二维绝缘体-金属转变可以实现。d-电子带填充的原子尺度控制，这反过来又有助于调整的有效质量和密度的载流子，被发现是一个迷人的路线，大大提高载流子迁移率。
2012-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Point-contact Andreev-reflection spectroscopy in segregation-free Mg_{1-x}Al_{x}B_2 single crystals up to x=0.32
我们提出的点接触Andreev反射（PCAR）光谱在单相Mg_{1-x} Al_{x} B_{2}单晶与x高达0.32的新结果。用Blonder-Tinkham-Klapwijk双带模型拟合点接触的电导曲线，可以提取间隙振幅Delta_{sigma}和Delta_{pi}。间隙值与文献报道的Al掺杂晶体和多晶（x=0.2）中的其他PCAR结果相当一致，并将其扩展到更高的Al含量。然而，在低掺杂状态下，我们观察到随着x的增加（或结的局部临界温度T_{c} ^{A}的降低），小带隙Delta_{pi}增加，这在其他样品中没有明显发现。当进一步降低T_{c} ^{A}至30 K以下时，两个带隙都减小，并且直到最高掺杂水平x=0.32并降至T_{c} ^{A}= 12 K，没有观察到带隙合并。在两带Eliashberg理论内的数据的详细分析表明，这种带隙趋势可以被解释为主要是由于带填充和带间散射的增加，这是必要的，以占Delta_{pi}在低Al含量（x < 0.1）的增加。我们建议将T_{c} ^{A} < 30 K时Delta_{pi}的以下降低解释为由Al分布的不均匀性和无序性的开始所控制，这些不均匀性和无序性部分地掩盖了掺杂的内在效应，并且在标准理论方法中没有考虑到。
2008-02-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
A Study of Temperature-dependent Properties of N-type delta-doped Si Band-structures in Equilibrium
采用半经验的SPDS紧束缚带模型和周期性边界条件的量子阱模型模拟了高磷δ掺杂Si器件。研究了其随温度变化的电子性质。考虑到高掺杂密度与许多电子，一个高度并行化的自洽薛定谔-泊松求解器使用多个杂质离子的原子表示。平衡态的能带结构和相应的费米能级位置计算一组选择的温度。在室温下的结果与以前的研究进行了比较，温度依赖的电子性质进行了进一步的详细讨论与计算的三维自洽势分布。
2010-03-25 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
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
Delta-doped \b{eta}-Ga2O3 thin films and \b{eta}-(Al0.26Ga0.74)2O3/\b{eta}-Ga2O3 heterostructures grown by metalorganic vapor-phase epitaxy
我们报道了使用硅烷前体的金属有机气相外延生长的\b{eta} -Ga 2 O 3薄膜的硅δ掺杂。δ掺杂\b{eta} -Ga 2 O 3外延膜的特征在于使用电容-电压分布和二次离子质谱。测量了电子面电荷密度在2.9e12 cm-2至8 e12 cm-2范围内，半峰半宽在6.2 nm至3.5 nm范围内。我们还利用δ掺杂的\b{eta} -（Al0.26Ga0.74）2 O3/ \b{eta} -Ga 2 O3异质结证实了高密度（6.4e ~（12）cm ~（-2））的简并二维电子气，总电荷还可能包括\b{eta} -（Al0.26Ga0.74）2 O3合金势垒中平行沟道的贡献.
2020-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Delta-doped \b{eta}-Ga2O3 Films With Low FWHM Charge Profile Grown By Metalorganic Vapor-Phase Epitaxy
本文报道了用低温MOVPE法生长低半高宽的硅δ掺杂\b{eta} -Ga_2 O_3薄膜。使用二次离子质谱、电容电压和霍尔技术对生长的薄膜进行了表征。二次离子质谱测量表明，表面偏析是MOVPE生长薄膜大半峰宽的主要原因。观察到表面偏析系数（R）随着生长温度的降低而降低。在600 °C下生长的膜显示出9.7 X 1012 cm-2的电子浓度和3.2nm的FWHM。外延膜的高分辨率扫描/透射电子显微镜没有揭示δ片层和周围区域的晶体质量的任何显著的可观察到的退化。在Fe掺杂衬底上的δ掺杂膜的霍尔测量显示，薄层电荷密度为6.1 × 1012 cm-2，载流子迁移率为83 cm 2/V. s。在MOVPE生长的\b{eta} -Ga 2 O 3中实现尖锐的delta掺杂分布对于高性能器件应用是有希望的。
2020-08-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Challenges to magnetic doping of thin films of the Dirac semimetal Cd$_3$As$_2$
拓扑量子材料的磁性掺杂为研究时间反演对称性破缺效应提供了一条有吸引力的途径。因此，出于动机，我们探索的过渡金属Mn到薄膜的狄拉克半金属Cd 3 As 2的生长过程中，通过分子束外延。扫描透射电子显微镜测量显示，在Mn掺杂的Cd 3As 2薄膜的上表面处形成的富Mn相使用均匀掺杂和δ掺杂。这表明Mn在Cd 3As 2的外延生长期间充当表面活性剂，导致相分离。这种样品的磁性测量表明具有面外磁各向异性的铁磁相。这些薄膜的电磁输运测量作为温度，磁场，和化学势的函数揭示了较低的载流子密度和较高的电子迁移率相比，在类似条件下生长的原始Cd 3As 2膜。这表明表面活性剂效应也可能有助于吸收杂质。我们观察到强大的量子输运（Shubnikov-de Haas振荡和初始整数量子霍尔效应）在非常薄（7 nm）的Cd 3As 2膜，尽管直接接触的结构无序的表面铁磁覆盖层。
2021-12-22 cond-mat.mtrl-sci
Carrier Mobilities in Delta-doped Heterostructures
对于传感器设计的应用，电子密度n和迁移率μ的乘积nxmu是为了增强器件灵敏度而优化的关键参数。我们在一个二维电子气（2DEG）层中开发的δ掺杂异质结构模型的载流子迁移率。子带能级，电子波函数，和带边轮廓的数值求解薛定谔方程和泊松方程自洽获得。电子迁移率的计算包括散射的贡献电离杂质，背景中性杂质，变形势声学声子，和极性光学声子。我们计算了nxmu对温度，间隔层厚度，掺杂密度和量子阱厚度的依赖关系。该模型被应用到delta掺杂量子阱异质结构的AlInSb-InSb。在低温下，对于大间隔层（400 A）和阱宽（400 A），计算出的迁移率高达1.3 × 10^3 m^2/Vs。相应的室温迁移率为10 m^2/Vs。nxmu的相关性显示，对于较高的背景杂质密度，间隔层厚度为300 A时最大，而对于较低的背景杂质密度，nxmu继续单调增加;这对传感器设计有影响。
2006-02-06 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical investigation of polarization-compensated II-IV/I-V perovskite superlattices
最近的工作表明，可以通过在指定的原子平面中经由化学取代引入补偿“delta掺杂”层来诱导头对头和尾对尾畴壁在铁电超晶格中形成[Phys.Rev.B73，020103（R），2006]。在这里，我们研究了这种方法的一种变体，其中超晶格由II-IV和I-V钙钛矿层的交替堆叠的组形成，并且II-IV/I-V界面处的“极性不连续性”有效地提供了δ掺杂层。使用第一性原理计算SrTiO 3/KNbO 3作为一个模型系统，我们表明，这种策略允许生长的超晶格具有稳定的极化区域和大的极化不连续的内部接口。我们还概括了基于Wannier的钙钛矿超晶格层极化的定义[Phys. Rev. Lett. 97，107602（2006）]的情况下，其中一些（例如，KO或NbO 2）层是非中性的，并应用这种方法来量化所提出的SrTiO 3/KNbO 3超晶格系统中极化的局部变化。
2008-12-12 cond-mat.mtrl-sci
High electron density $β-(Al_{0.18}Ga_{0.82})_2O_3/Ga_2O_3$ modulation doping using ultra-thin (1 nm) spacer layer
我们报告的设计和演示的$β-(Al_{0.18}Ga_{0.82})_2O_3/Ga_2O_3$调制掺杂异质结构，以实现高的薄层电荷密度。研究了在$β-(Al_{0.18}Ga_{0.82})_2O_3/Ga_2O_3$调制掺杂结构中在Si δ掺杂和异质结界面之间使用薄间隔层。我们发现，这种策略使更高的2DEG片电荷密度高达6.1x10^12 cm ^2，迁移率为147 cm ^2/Vs。通过测量378 cm ^2/V-s的低温有效迁移率和缺乏低温电容电压测量的载流子冻结，证实了简并2DEG沟道的存在。6.1 × 10^12 cm ^2的电子密度是在$(Al_{0.18}Ga_{0.82})_2O_3/Ga_2O_3$异质结构系统中没有平行导电通道时获得的最高报道的电荷密度。
2019-10-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.app-ph
Investigating intrinsic silicon oxide and a lightly doped p-type layer for evolution of tail states and estimating its impact as a passivation layer in a HIT type device
本文研究硼轻掺杂对aSiO:H带尾态和缺陷态的影响，并通过器件模拟表明低缺陷氧化硅钝化层可使HIT型太阳能电池PCE达到26.4%。
2023-12-11 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
