Shifting donor-acceptor photoluminescence in N-doped ZnO
我们在晶格匹配的ScAlMgO $_4$衬底上用两种外延方法生长了掺氮ZnO薄膜。我们测量了两种ZnO：N薄膜在施主-受主对跃迁区的光致发光（PL）。用涨落模型分析了激发强度对PL峰位移的影响，证明了我们观察到的生长技术依赖性是由带电杂质分布的不均匀性引起的。结果发现，尽管氮浓度相似，但用显示更好的电性能的工艺制备的样品中的不均匀性显著更小。计算了受体的活化能为$\approx 170$ meV，与氮浓度无关。
2006-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impurity Band Conduction in Si-doped \b{eta}-Ga2O3 Films
结合温度相关电阻率和霍尔效应测量，研究了金属有机物气相外延（MOVPE）生长的Si掺杂\b{eta} -Ga 2 O 3薄膜的施主态能量。高磁场霍尔效应测量（H = +/-90 kOe）显示T < 150 K的非线性霍尔电阻，揭示了双带传导。进一步的分析表明，在这两个频带产生施主态能量的~ 33.7和~ 45.6 meV的载流子冻结出的特性。前者与Si在\b{eta} -Ga 2 O 3中的施主能一致，而后者表明可能与DX中心相关的残余施主态。这项研究提供了一个关键的洞察杂质带传导和缺陷的能量状态在\b{eta} -Ga 2 O 3使用高场磁输运测量。
2020-10-01 cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent recombination at arsenic donors in ion-implanted silicon
自旋相关的输运过程中产生的低能量离子注入砷在硅中的薄的近表面掺杂区检测两种方法，自旋相关的复合（SDR）使用微波光电导和电检测磁共振（EDMR）监测通过样品的直流电流。这些技术的高灵敏度允许在弱磁场和低共振频率（40-1200 MHz）下观察磁共振，特别是As的磁共振，其中由于电子和核自旋状态的混合，可以观察到磁子状态之间的高场禁止跃迁。在所研究的样品中存在几种重结晶引起的缺陷，并作为自旋读出伙伴。我们明确地证明了这一点，通过电检测电子双共振实验，并确定了一对重组的紧密对所形成的作为施主和氧空位中心的激发三重态（SL 1）作为占主导地位的自旋依赖的过程中注入直拉硅。
2014-07-21 cond-mat.mtrl-sci
All-MOCVD-Grown Gallium Nitride Diodes with Ultra-Low Resistance Tunnel Junctions
我们仔细研究了生长后激活退火、δ剂量和p+-GAN层厚度等三个重要因素，并通过实验证明了它们对基于隧道结（TJ）p接触的GAN p-n同质结二极管电学性能的影响。p-n二极管和TJ结构通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）在单个生长步骤中单片地生长。通过优化镁（Mg）激活的退火时间和温度以及在TJ界面处引入施主和受主的δ剂量，实现了电学性能的显著改善。对于连续生长的全MOCVD GAN同质结TJ，在20 A/cm 2和100 A/cm 2的电流密度下分别获得158 mV和490 mV的超低正向电压惩罚。具有特制TJ的p-n二极管在5 kA/cm 2下的归一化差分电阻为1.6 x 10-4 Ω-cm 2，创历史新低。
2020-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Charge transfer between epitaxial graphene and silicon carbide
我们分析掺杂的石墨烯生长在SiC上的两种模式，不同的电荷转移到石墨烯的来源，即从SiC表面和体施主。对于这两种模型中的每一个，我们发现在单层和双层石墨烯中诱导的最大电子密度，这是由原始石墨烯中的电子的功函数和SiC上/中的施主态之间的差异决定的，并通过静电门分析石墨烯对密度变化的响应。
2010-07-25 cond-mat.mtrl-sci
Identification by deuterium diffusion of a nitrogen-related deep donor preventing the p-type doping of ZnO
研究了氘在掺氮同质外延ZnO层中的扩散。样品通过等离子体辅助分子束外延在m-平面ZnO衬底上在略微富Zn的生长条件下生长，并且如通过二次离子质谱法（SIMS）测量的，具有变化高达5 × 1018 at.cm-3的氮含量[N]。在室温下1小时内，所有样品均暴露于射频氘等离子体中。氘扩散观察到在所有的外延层，而其渗透深度随着氮浓度的增加而减少。这是一个强有力的证据，扩散机制的限制，氘的陷阱上的氮相关的陷阱。SIMS配置文件进行了分析，使用两个陷阱模型，包括浅陷阱，与快速扩散，和深陷阱，有关的氮。的氮相关的陷阱的捕获半径被确定为20倍小于预期的值由D+和氮相关的受体之间的库仑吸引力形成的氮-氘对。的（N2）O深施主提出的深捕获站点的氘和帐户以及小的捕获半径和观察到的光致发光猝灭和恢复后，氘的ZnO：N外延层。它也被发现，这个缺陷是迄今为止在所研究的样品中具有最高浓度的N相关的缺陷。
2021-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Surface Stability of SrNbO$_{3+δ}$ Grown by Hybrid Molecular Beam Epitaxy
4D过渡金属氧化物已经成为包括高迁移率电子器件在内的许多应用的有前景的材料。SrNbO $_{3}$是一种这样的候选材料，在界面氧化物系统中用作良好的施主材料，并且在SiO2膜中表现出高电子迁移率。然而，由于$^{1}$ Nb $^{4+}$阳离子的亚稳性质和难熔Nb的递送限制，其合成具有挑战性。迄今为止，薄膜主要通过脉冲激光沉积（PLD）生长，但通过分子束外延（MBE）生长和稳定材料的方法的发展将使PLD可能具有挑战性的界面现象和多层结构的研究成为可能。为此，SrNbO $_{3}$薄膜首次使用混合MBE在GdScO $_{3}$衬底上使用用于Nb的三（二乙基酰胺基）（叔丁基亚胺基）铌前体和元素Sr源生长。使用Hf的叔丁醇铪前体在SrNbO $_{3}$膜的顶部上沉积不同厚度的绝缘SrHfO $_{3}$覆盖层以保持亚稳表面。将生长的膜在真空中转移用于X射线光电子能谱学以量化元素组成、费米能下的态密度和Nb氧化态。通过X射线吸收近边光谱的非原位研究表明SrHfO $_{3}$覆盖在大气条件下保持Nb 4d $^{1}$亚稳态电荷状态中起重要作用。
2021-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Sn-Doping in LPCVD-Grown (010) $β$-Ga$_2$O$_3$ Films
University of Massachusetts Lowell（马萨诸塞大学洛厄尔分校）
本研究通过LPCVD生长锡掺杂(010)β-Ga₂O₃同质外延薄膜，实现可控掺杂与厚层制备，获最高迁移率，为厚漂移层制备提供可行途径。
2026-08-11 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Interfacial properties of MoS2 thin films grown on functional substrates
Università Degli Studi di Salerno（萨莱诺大学）；CNR-IOM（意大利国家研究委员会材料研究所）；Area Science Park（科学园区）；CNR-SPIN（意大利国家研究委员会自旋电子学与纳米技术中心）
研究揭示了基底选择对MoS2薄膜缺陷形成和电子行为的控制作用，通过实验和理论分析揭示了不同基底对薄膜导电性和半导体性质的影响。
2026-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Structural and magnetic properties of GaMnAs layers with high Mn content grown by Migration Enhanced Epitaxy on GaAs(100) substrates
我们在150 ℃的衬底温度下用迁移增强外延法生长了含锰量高达10%的铁磁半导体GaMnAs。交替供应的As 2分子和Ga和Mn原子使得有可能在非常低的衬底温度下生长单晶GaMnAs层，在该衬底温度下，由于As冷凝，在过量As供应下的常规分子束外延生长是不可能的。二次离子质谱和X-射线衍射测量证实了更高的Mn含量在通过这种方法生长的薄膜相比，由低温分子束外延生长的GaMnAs层。的晶格常数的假设的锌-锰结构的MnAs被确定为5.9 Ω，这与以前报道的值有所偏离。这种偏差归因于生长条件依赖的点缺陷密度。需要强调的是，在根据X射线衍射数据对Mn含量进行任何评估时，必须考虑到这种影响。磁化强度的测量表明，铁磁有序约75 K的GaMnAs层与10%的Mn的发病。这意味着居里温度随Mn浓度高于5.5%而下降的趋势被打破。我们暂时将其分配给载流子浓度的变化，包括由反位缺陷和Mn掺杂形成的施主和受主中心的贡献，以及磁活性Mn离子的密度增加。
2001-03-06 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of native point defects in topological insulator Bi$_2$Se$_3$
\emph{p}型$_{2}$ SePDMATHABMO作为一种有前途的热电材料和拓扑绝缘体是非常理想的，而自然生长的$_{2}$ SePDMATHABMO总是由原生点缺陷掺杂的\emph{n}型.在这里，我们使用第一性原理计算来确定的\emph{n}型倾向的起源散装Bi $_{2}$硒$_{3}$：硒空位（V $_\text{Se1}$和V $_\text{Se2}$）和硒$_{\text{Bi}}$反位占主导地位的施主掺杂与低形成能，而预先处理的Bi $_{\text{Se1}}$缺陷的结果在对V $_\text{Se1}$和Bi间质，这也是一个施主，而不是一个受体。此外，对于Bi $_{2}$ Se $_{3}$（111）表面，我们发现由缺陷调制的能带结构明确地解释了现有的\emph{n}型偏好的实验观察。
2012-01-12 cond-mat.mtrl-sci
The effect of low-energy ion-implantation on the electrical transport properties of Si-SiO2 MOSFETs
利用热生长SiO_2栅介质的硅MOSFET器件，研究了16 keV磷离子注入SiO_2栅介质后低温下的电活性陷阱密度。我们发现，在1000 ℃快速热退火5秒后，每个注入的P离子贡献了额外的0.08 +/-0.03电活性陷阱，而没有增加的陷阱的数量被视为可比的硅注入。这一结果表明，附加陷阱是电离的P施主，而不是由于注入过程造成的损伤。我们还发现，利用室温阈值电压漂移，在注入密度为2 × 10^12 cm^-2时，施主的电激活率约为100%。
2004-11-08 cond-mat.mtrl-sci
High-Quality Ge-Doped (010) $β$-Ga$_2$O$_3$ Homoepitaxial Films Grown by Low-pressure CVD: Structural, Electrical, and Schottky Diode Characteristics
University of Massachusetts Lowell（马萨诸塞大学洛厄尔分校）
研究通过低压化学气相沉积在(010)β-Ga₂O₃衬底生长掺锗同质外延薄膜，实现可控n型掺杂，薄膜有良好结构与电学特性，所制肖特基二极管性能佳，证明该方法能保持高结构和电子质量，可用于未来高压电力电子器件。
2026-07-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Gallium concentration dependence of room-temperature near-bandedge luminescence in n-type ZnO:Ga
研究了在晶格匹配的ScAlMgO $_4$衬底上外延生长的\textit{n}型ZnO薄膜的光学性质。当Ga掺杂浓度增加到$6 \times 10^{20}$ cm $^{-3}$时，吸收边显示出系统的蓝移，与Burstein-Moss效应一致。在室温下也能观察到明亮的近带边光致发光（PL），其强度随掺杂浓度的增加而单调增加，但在最高掺杂浓度处除外。这表明，非辐射跃迁占主导地位，在低掺杂浓度。在PL带的斯托克斯位移和加宽是施主浓度的单调增加的函数，这是解释在由施主杂质的随机分布引起的潜在的波动。
2004-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Donors and Deep Acceptors in $β$-Ga2O3
我们通过对用各种方法生长的样品的温变vanderPauw和霍尔效应测量研究了$β$ -Ga_2 O_3中Si，Ge浅施主和Fe，Mg深受主的性质，这些方法包括边缘限定薄膜馈电（EFG），直拉（CZ），分子束外延（MBE）和低压化学气相沉积（LPCVD）。通过同时，自洽拟合的温度依赖的载流子密度和迁移率，我们能够准确地估计的施主能量的Si和Ge为30毫电子伏的$β$ -Ga 2 O 3。此外，我们表明，我们测量的霍尔效应数据与Si和Ge作为典型的浅施主，而不是浅DX中心是一致的。Fe掺杂的$β$ -Ga 2 O 3的高温霍尔效应测量表明，即使Fe掺杂，材料仍保持弱n型，相对于Fe深受主的导带，受主能量为860 meV。Mg掺杂的Ga 2 O3的Van der Pauw测量表明活化能为1.1eV，如从依赖于温度的电导率确定的。
2018-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Composition dependence of electronic defects in CuGaS2
University of Luxembourg（卢森堡大学）
研究了CuGaS2中电子缺陷的组成依赖性，通过PL光谱分析发现供体-受体跃迁和深能级跃迁，揭示了材料中电子结构与缺陷能级的关系。
2023-11-01 cond-mat.mtrl-sci
A Roadmap for Controlled and Efficient n-type Doping of Self-assisted GaAs Nanowires Grown by Molecular Beam Epitaxy
GaAs纳米线的N型掺杂已被证明是困难的，因为硅杂质的两性特性通过纳米线生长机制和生长条件而增强。本文报道了用Te施主自辅助分子束外延法可控生长载流子密度高达1020电子/cm ~ 3的n型GaAs纳米线。高掺杂纳米线的载流子密度和电子迁移率的提取，通过结合传输测量和开尔文探针力显微镜分析在单线场效应器件。低温光致发光被用来表征Te掺杂的纳米线的杂质浓度的几个数量级。这些技术的组合使用允许的生长条件的精确定义所需的有效的碲掺入。
2021-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Separating parallel conduction from two-dimensional magnetotransport in high mobility InP/InGaAs MOCVD-grown heterostructures
在这封信中，高迁移率InGaAs/InP异质界面的四点磁输运测量从1.6 K到300 K和从0到15 T，并分析显示，由此的二维（2D）积累层的迁移率和密度可以分别从平行导电掺杂剂层在所有，但一个小的中间温度范围内的特征。标准的磁输运机制被定义为温度从1.6 K增加到300 K，即量子霍尔（QH），Shubnikov de Haas（SdH）和Drude机制（D），并在QH和D机制中应用不同的分析来分别推导两个层的密度和迁移率。定量条件的中间SdH政权的定义，在此范围内，QH和D分析失败。推导了InP外延层/衬底界面上无意施主的密度和激活能。在基础温度下，QH最小值在nu = 20时解析到B = 0.4 T，显示迁移率为mu = 160，000 cm^2/Vs。在这种高质量结构中，2D系统在高达至少40 K的温度下保持这种高迁移率。
2011-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron Paramagnetic Resonance of $V_{N}-V_{Ga}$ complex in $BGaN$
本文研究了掺硼GaN外延层中亚稳态光致EPR信号，结合HRPITS技术将特定陷阱与EPR信号关联，证实其源于$V_{N}-V_{Ga}$复合物，并提出基于深浅施主间电子重新分布的光致EPR模型。
2023-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Influence of in-plane and bridging oxygen vacancies of SnO_2 nanostructures on CH_4 sensing at low operating temperatures
O缺陷在纳米SnO_2污染物传感中的作用还不清楚，特别是在低温下。采用软化学法生长SnO_2纳米粒子，并在特定条件下进行退火处理。采用化学气相沉积技术生长纳米线。对SnO_2纳米结构中“O”缺陷的光致发光（PL）研究表明，由面内和桥接“O”空位产生的浅施主与低温气敏有很强的相关性。这些SnO_2纳米结构在50 ℃的低温下检测到甲烷（CH_4），一种还原性和温室气体。发现CH_4的响应强烈地依赖于表面缺陷，而不是表面与体积比。控制“O”空位在SnO 2纳米材料的合成过程中，作为支持的X-射线光电子能谱学和随后的阐明低温传感证明。
2015-08-29 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Degenerate doping in \b{eta}-Ga2O3 Single Crystals through Hf-doping
从熔体生长的\b{eta} -Ga 2 O3的N型导电性通常使用Sn和Si实现。本文采用UV-Vis-NIR吸收光谱、霍尔效应测量和混合泛函计算方法，对\b{eta} -Ga_2 O_3单晶的Hf掺杂进行了实验和计算研究。在Ar+O2混合气氛中，采用垂直梯度凝固（VGF）和提拉法从熔体中生长出了标称浓度为0.5at%的非故意掺杂和Hf掺杂样品。我们证明了Hf掺杂剂（预计作为浅施主掺入八面体Ga II位置）在\b{eta} -Ga 2 O 3中实现了简并掺杂，在我们的样品中测得的电子浓度为2 x 10^19 cm^-3，迁移率为80-65 cm ^2/Vs，电阻率低至5 mOhm-cm。使用辉光放电质谱（GDMS）对掺杂样品进行测量，测得Hf的浓度为1.3 x 10^19原子/cm ^3，证实Hf是n型导电性的原因（电子浓度约为2 x 10^19 cm-3）。
2020-01-30 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
High-Mobility Ge-Doped $β$-Ga$_2$O$_3$ Growth on Sapphire by Low-Pressure Chemical Vapor Deposition
研究通过低压化学气相沉积在不同切角蓝宝石衬底上生长锗掺杂β-Ga₂O₃薄膜，发现增加切角可提升薄膜质量和迁移率，6°切角样品室温迁移率达117 cm²/V s，通过多种模型分析了载流子浓度等数据。
2026-09-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Structural, electrical, and magneto-optical characterization of paramagnetic GaMnAs quantum wells
通过分子束外延生长GaMnAs通常在低衬底温度（250 ℃）和高As超压下进行，导致过量As和Mn杂质的掺入，其淬灭光信号，例如光致发光（PL）。报道了在400 ℃衬底温度下生长的光学质量Ga（1-x）Mn（x）As/Al（0.4）Ga（0.6）As量子阱（QW），其中x < 0.2%。电学和结构测量表明，这种升高的温度降低了作为缺陷，同时允许取代纳入到Ga网站的Mn。从霍尔和二次离子质谱测量的组合，我们估计，至少70-90%的锰纳入替代在所有样品的研究。掺入的行为表现出衬底温度和量子阱宽度的依赖性。这些异质结构的缺陷密度较低，相比典型的较低温度生长的GaMnAs，使偏振分辨PL和相干电子自旋动力学，从中提取的导带交换参数的观察。没有证据表明的远程锰自旋耦合观察，而负的有效居里温度表明自旋加热由于光激发。轻Mn掺杂的电子自旋寿命最大化，并显示出很小的磁场依赖性，表明Dyakonov-Perel机制在这些结构中占主导地位。PL谱显示出一个来自浅施主的低能峰，由于其PL极化的顺磁行为，我们将其归因于Mn晶体。
2005-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Electronic mobility, doping, and defects in epitaxial $\mathrm{BaZrS_3}$ chalcogenide perovskite thin films
本文研究了外延BaZrS₃薄膜的电子输运性质，发现硫空位浅施主在空气中转化为中性氧缺陷导致性质变化，并提出了稳定电子性质的策略。
2025-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic defect engineering of CVD grown monolayer MoS$_2$ for tuneable functional nanodevices
本研究提出一种压力依赖的CVD一步原位缺陷工程方法，通过调控硫空位实现单层MoS2的可调功能，显著提升光探测、FET及HER性能。
2023-11-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Bridgman-grown (Cd,Mn)Te and (Cd,Mn)(Te,Se): A comparison of suitability for X and gamma detectors
本研究比较了Bridgman法生长的(Cd,Mn)Te与(Cd,Mn)(Te,Se)的晶体结构、光学及辐射探测性能，发现(Cd,Mn)Te缺陷更少且探测器性能更优，是更具前景的室温X射线和伽马射线探测器材料。
2023-10-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Temperature Dependent Characteristics of Quasi-vertical AlN Schottky Diodes on Bulk AlN Substrate
Arizona State University（亚利桑那州立大学）
研究了MOCVD生长的准垂直AlN肖特基势垒二极管在不同温度下的性能，发现其在高温下电流密度增加，肖特基势垒高度升高，漏电流机制符合Poole-Frenkel发射。
2026-04-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Magnetic properties of wurtzite (Ga,Mn)As
在这里，我们报告的纤锌矿（Ga，Mn）As圆柱壳的磁性的详细研究。在GaAs（111）B衬底上合成了纤锌矿（Ga，In）As纳米线芯，采用低温分子束外延方法生长了Ga $_{0.94}$ Mn $_{0.06}$ As壳层。我们的研究清楚地表明了低温铁磁耦合的存在，尽管Mn含量相当高（6%），但这种耦合仅限于低于30 K。一组专门的测量结果表明，尽管材料的结构质量很高，但磁序具有颗粒状的形式，这导致了阻塞超顺磁体的动力学减速特性。长程序的缺乏已被分配到一个非常低的空穴密度，主要是由众多的补偿施主，砷反位，由于在纳米线模板上的壳的生长的特定几何形状形成在材料中。相关的静电无序在材料中形成了自发磁化（宏观自旋）和顺磁（顺磁）体积的拼凑。使用高场的结果，它已被评估的总体积所采取的宏观自旋构成约2/3的体积的（Ga，Mn）As，而在剩余的1/3只有顺磁性Mn离子驻留。通过确定未耦合离子的数目，将两种贡献分开。对超顺磁部分的Arrott作图法首次给出了（Ga，Mn）As，$T_{\mathrm{C}}=28$ ~K中宏观自旋内自旋-自旋耦合温度的实验估计。从更广泛的角度来看，我们的结果构成了一个重要的贡献，仍然在进行中的争议的真实和主导形式的磁性在这个模型稀铁磁半导体。
2021-01-18 cond-mat.mtrl-sci
