Controlling adsorbate vibrational lifetimes using superlattices
我们建议使用短周期超晶格作为衬底来控制吸附质覆盖层的振动弛豫动力学。超晶格的质量调制在声子态密度中产生带隙和大的光谱增强。这些修改可以显着改变吸附物覆盖层和衬底晶格的振动模式之间的耦合，从而显着影响吸附物模式的寿命。
2000-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Quantum Hall Effect from the Topological Surface States of Strained Bulk HgTe
我们报告的三维，70 nm厚的碲化汞层，这是应变的碲化镉衬底上的外延生长的运输研究。应变在另外的半金属HgTe中诱导带隙，其因此变成三维拓扑绝缘体。在mK温度下，剩余体载流子对带隙碲化汞层的输运性质的贡献可以忽略不计。结果表明，样品表现出了量子化的霍尔效应，这是由二维单锥类狄拉克拓扑表面态引起的.
2011-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Monte Carlo Simulation of Sinusoidally Modulated Superlattice Growth
利用蒙特卡罗模拟研究了在非均匀磁通分布下旋转衬底代替连续关闭和打开源光闸生长ZnSe/ZnTe超晶格的过程。据发现，每种化合物的浓度是正弦调制沿生长方向，所造成的不均匀到达的Se和Te原子在样品的一个给定的点，并通过在该点的Te/Se比的变化，由于旋转的衬底。以这种方式，我们获得了ZnSe $_{1-x}$ Te $_x$合金，其中组分$x$沿生长方向正弦变化。调制的周期由衬底旋转的速率直接控制。成分调制的幅度对于衬底旋转的小角速度是单调的，但是其本身对于大的角速度是调制的。调制图案的平均振幅随着衬底旋转的角速度增加和测量位置接近旋转中心而减小。模拟结果与以前发表的实验测量结果吻合得很好，以这种方式制造的超晶格。
2001-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Twin Domains in 111 oriented {CdO/MgO} superlattices: homoepitaxy versus heteroepitaxy
Institute of Physics Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理研究所）
研究了在不同基底上生长的{CdO/MgO}超晶格的双域形成机制，揭示了异质外延中基底与外延层对称性关系对双域数量和旋转角度的影响。
2025-12-10 cond-mat.mtrl-sci
Seebeck and Nernst effects in topological insulator: the case of strained HgTe
从理论上研究了应变碲化汞在拓扑绝缘体相中的热电输运性质。我们开发了一个模型的系统使用狄拉克哈密顿量，包括由碲化汞和碲化镉衬底之间的界面引起的应变的影响。假设电子被电荷杂质散射，探讨了电导率张量，而热电势张量使用莫特关系解决。Seebeck和Nernst响应表现出显着的增强与其他二维狄拉克材料，如石墨烯，锗烷，prosphorene和锡烯相比。这些热电响应的强度，它们与外部垂直磁场和温度的依赖关系也得到了解决。
2021-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
In-situ x-ray diffraction and the evolution of polarization during the growth of ferroelectric superlattices
在外延应变铁电薄膜和超晶格中，铁电转变温度可以高于生长温度。铁电极化和领域，然后应演变过程中的样品的生长，和静电边界条件可能发挥重要作用。本文采用同步X射线衍射技术，在离轴射频磁控溅射法在SrTiO $_3$衬底上生长BaTiO $_3$ /SrTiO $_3$超晶格的过程中，对铁电畴、表面终止、平均晶格参数和双层膜厚度进行了同步监测。所使用的技术允许扫描时间比单层材料的生长快得多。通过在SrTiO $_3$衬底上交替生长相同的超晶格和在SrTiO $_3$衬底上交替生长20 nm SrRuO $_3$薄膜，研究了电边界条件的影响。这些实验提供了重要的见解铁电畴的形成和演变时，样品是铁电在生长过程中。
2015-12-04 cond-mat.mtrl-sci
Predicting polarization enhancement in multicomponent ferroelectric superlattices
利用从头计算作为输入开发一个简单的模型，在外延短周期的CaTiO 3/SrTiO 3/BaTiO 3超晶格生长在SrTiO 3衬底上的极化。然后，该模型与遗传算法技术相结合，以优化在超晶格中的各个CaTiO 3，SrTiO 3和BaTiO 3层的布置，预测具有最高可能的极化和低的面内晶格常数与衬底不匹配的结构。该建模过程可以应用于广泛的层状钙钛矿氧化物纳米结构，为具有显著改善的极性特性的纳米机电器件的实验开发提供指导。
2005-12-15 cond-mat.mtrl-sci
SiOx/Si radial superlattices and microtube optical ring resonators
扫描和透射电子显微镜显示，SiOx/Si层可以卷起成微管和径向超晶格在Si衬底上。这些混合物体在高达850 ℃的温度下是热稳定的，并在室温下发射可见光谱范围内的光。对于脱离衬底表面的管，光学谐振发射与模式间距成反比的管直径观察和同意与那些从不同的时域模拟获得的。我们记录的共振模式是严格沿管轴极化。
2006-11-09 cond-mat.mtrl-sci
X-ray study of structural domains in the near-surface region of SrTiO3-substrates with Y0.6Pr0.4Ba2Cu3O7$ / La2/3Ca1/3MnO3 superlattices grown on top
用同步辐射X射线衍射和反射计研究了在SrTiO_3（001）单晶衬底上生长Y_（0.6）Pr_（0.4）Ba_2Cu_3 O_7/La_（2/3）Ca_（1/3）MnO_3超晶格的近表面区域结构畴的形成。我们发现，在SrTiO_3的体相区，在T_STO = 104 K时发生的反铁畸变的ε-到-tetra-TiO_3转变，以及在表面区至少120 K的相当高的温度下发生的反铁畸变的ε-到-tetra-TiO_3转变，对畴的形成只有微弱的影响。最强烈的变化，而不是发生在附近的四方到斜方晶系的转变在SrTiO 3约65 K，其中显着的表面刻面发展，达到深（至少几个微米）到SrTiO 3基板。这些微米大小的刻面是各向异性的，并且沿着较短的方向相对于彼此倾斜高达0.5度。最后，我们发现，低于30 K的第三个结构转变引起的c轴参数的传播的显着变化。总的来说，我们的数据提供了证据SrTiO 3表面和生长在顶部的多层之间的结构特性的强相互作用。
2008-08-28 cond-mat.mtrl-sci
Revealing Grain Boundaries and Defect Formation in Nanocrystal Superlattices by Nanodiffraction
利用X射线纳米衍射技术研究了面心立方结构PbS纳米晶介晶超晶格中畴界的形成及其相关性。超晶格的每个域可以用具有不同取向顺序的两种介晶多晶型物中的一种来描述。接近晶界，晶格常数减小，超晶格经历面外旋转，而纳米晶体相对于超晶格的取向保持不变。这些发现解释与特定的纳米晶-衬底相互作用的费用上的应力释放。发现相邻纳米晶体之间的相关性在大多数晶界处的结构变化中幸存下来的事实意味着具有宏观畴尺寸的超晶格的关键是与衬底的相互作用的加强。
2019-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Effects of anharmonic strain on phase stability of epitaxial films and superlattices: applications to noble metals
采用局域密度近似，通过第一性原理总能量计算，研究了外延薄膜和体超晶格的外延应变能。在Cu/Au（晶格失配12%）、Cu/Ag（12%）和Ni/Au（15%）中，由于晶格失配较大而产生的非谐效应超出了谐波弹性理论的范围。我们发现，<001>对于Cu和Ni的双轴膨胀，这是弹性软方向，而<201>对于Cu，Ag和Au的大双轴压缩，这是弹性软方向。从共格应变和界面能的角度讨论了超晶格的稳定性。我们发现，在相分离体系中，如Cu-Ag，超晶格形成能随超晶格周期的增加而减小，界面能为正。超晶格在（001）衬底上最容易形成，在（111）衬底上最难形成。对于Cu-Au和Ag-Au有序体系，超晶格的形成能随周期的增加而增加，界面能为负。这些超晶格在（001）或（110）衬底上最容易形成，在（111）衬底上最难形成。对于Ni-Au，我们发现了一种混合行为：<111><001>在相分离系统中，超晶格沿着和类似，而对于它们，<110>它们的行为类似于有序系统。最后，最近的实验结果上的无序的Ni-Au和Cu-Ag合金，不混溶的散装形式的外延稳定，解释在不稳定的相分离状态，由于衬底和成分之间的晶格失配。
1997-11-18 cond-mat.mtrl-sci
CdO/MgO superlattices grown by MBE as cubic CdMgO quasi-alloys
采用等离子体辅助分子束外延技术在蓝宝石衬底上生长了具有新前景的立方准合金CdO/MgO短周期超晶格。其晶体质量的特点是使用高分辨率X射线衍射（HRXRD）和透射电子显微镜（TEM）技术。提取了MgO和CdO各层的厚度和生长速率。小角度X射线衍射峰对应的超晶格的周期范围从0.6到5 nm的明确观察。从XRD测量中，我们获得样品A（CdO/MgO - 4.7 nm/1 nm）中的超晶格（SL）对衬底的65%弛豫和样品B（CdO/MgO - 2 nm/4 nm）中的SL的96%弛豫。通过小角X射线衍射和原子力显微镜研究获得了SL的表面粗糙度参数。
2020-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Electronic Band Structures and Zero-Energy Modes of Heterosubstrate-induced Graphene Superlattices
我们提出了一个可调的电子带隙和零能量模式在周期异质衬底诱导的石墨烯超晶格。有趣的是，带隙与非均匀衬底的比例之间存在近似线性关系（即，不同成分的百分比）在拟议的超晶格，和结构无序的关系的影响进行了讨论。在等宽非均匀衬底中，利用非对称势，零能态以狄拉克点的形式出现，并解析地给出了狄拉克点的位置。此外，狄拉克点仅在特定势时存在于$\mathbf{k}=\mathbf{0}$;每次出现时，群速度在$k_y$方向上消失，并发生共振。对于一般的非均匀衬底不等宽的情况，一部分零能态被解析地描述，不同的是，它们并不总是狄拉克点。我们的预测在异质衬底如SiO $_2$ /BN型上可以实现。
2016-04-28 cond-mat.mtrl-sci
Segregation growth and self-organization of ordered S atomic superlattices confined at interface between graphene and substrates
表面原子尺度的有序超晶格无论在基础科学还是在高科技领域都有着巨大的应用价值。然而，控制超晶格的制造到原子尺度已经证明是非常具有挑战性的。在这里，我们展示了在石墨烯和富S铜衬底之间的界面处的有序的S原子超晶格的偏析生长和自组织。扫描隧道显微镜（STM）研究表明，通过精细控制生长温度，我们获得了有序的S（亚）纳米团簇超晶格和界面处具有不同周期的单原子超晶格。这些原子超晶格在大气环境中是稳定的，即使在高温退火（~ 350 ℃）后也是稳定的。我们的实验表明，当S原子的周期与石墨烯晶格的周期相当时，S单原子超晶格可以驱动石墨烯进入电子凯库勒畸变相.我们的结果不仅为在界面上实现原子尺度的超晶格开辟了道路，而且为在石墨烯中实现奇异电子态提供了一条新的途径。
2018-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Self-Assembled H2NC Molecular Lattices as a Platform for Tunable Quantum Superlattices
University of Florida（佛罗里达大学）；Yale University（耶鲁大学）；Boston College（波士顿学院）
研究通过理论与实验结合的方法，揭示了自组装H2NC分子晶格在不同金属基底上的电子结构特性及可调性，展示了金属基底如何将孤立分子转化为可调2D晶格。
2026-09-11 cond-mat.mtrl-sci
New insights into crystallographic relation and lattice dynamics effects in {CdO/MgO} superlattices grown by plasma-assisted molecular beam epitaxy
该研究结合X射线衍射与拉曼光谱分析不同取向蓝宝石上的{CdO/MgO}超晶格，揭示表面对称性、孪晶形成及衬底取向对CdO子层生长速率和晶体质量的影响。
2025-02-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Stability and Dynamic of strain mediated Adatom Superlattices on Cu<111>
基底应变介导的吸附原子密度分布已计算铜<111>表面。通过MonteCarlo计算得到了覆盖范围为0.045ML的六角密排吸附原子超晶格。超晶格对成核和退化的稳定性的条件进行了分析，使用简单的邻域模型。这种模型也被用来研究吸附原子在其超晶格邻域内的动力学。集体模式的吸附原子扩散提出了从体晶格动力学的类比和测量方法的建议。在扫描隧道显微镜实验中发现的超结构的表面状态介导的相互作用的解释提出了问题。
2012-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Structural behaviour of BiFeO3/SrRuO3 superlattices: an X-ray diffraction and Raman spectroscopy investigation
用脉冲激光沉积法在（001）取向的LaAlO 3衬底上外延生长了BiFeO 3/SrRuO 3超晶格，并对其进行了X射线衍射和Raman光谱分析。为了研究斜方晶系BiFeO 3和斜方晶系SrRuO 3之间的结构竞争，所有SL的总厚度保持恒定，而双层厚度（周期）Λ变化。因此，层间应变效应从大应变效应（短Λ周期）调谐到准弛豫结构（大Λ）。利用X射线衍射和声子动力学的补充调查提示，从菱面体的超晶格结构的四角体的层间应变效应的增加。
2021-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Modulation of Semiconductor Superlattice Thermopower Through Symmetry and Strain
在杂质半导体和金属中，热电势随着载流子浓度的增加而减小，与Pisarenko关系一致。在这里，我们展示了一种新的应变工程方法，以增加[001] Si/Ge超晶格（SL）的热电势超过这个关系。使用两个独立的理论建模方法，我们表明，由于结构的对称性，新的频带的形式，和，SL带是高度可调的外延衬底应变。带的位移导致调制的热电势，峰值$\sim$ 5倍增强应变Si/Ge SL中的高掺杂制度。
2019-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Linear and Second-order Optical Response of the III-V Mono-layer Superlattices
我们首次报道了超晶格非线性光学性质的完全自洽计算。所研究的材料是在InP、AlP和GaAs（110）衬底上生长的GaP单层超晶格。我们采用全势线性缀加平面波方法，在广义梯度近似下得到了频率依赖的介电张量和二次谐波极化率。研究了晶格弛豫对线性光学性质的影响。我们的计算表明，在光学性能的主要各向异性是在GaP的应变的结果。这种各向异性对于在组成材料之间具有最大晶格失配的超晶格是最大的。为了区分超晶格特征和类体跃迁，对现有的有效介质模型进行了改进。超晶格的功能被发现是更明显的二阶比线性光学响应，表明需要在确定正确的二阶响应的全超晶胞计算。
2003-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Structural, magnetic and superconducting properties of pulsed-laser-deposition-grown $\rm{La_{1.85}Sr_{0.15}CuO_{4}/La_{2/3}Ca_{1/3}MnO_{3}}$ superlattices on $\rm{(001)}$-oriented $\rm{LaSrAlO_{4}}$ substrates
用脉冲激光沉积技术在（001）取向的LaSrAlO 4衬底上外延生长了La_（1.85）Sr_（0.15）CuO_4/La_（2/3）Ca_（1/3）MnO_3超晶格。它们的结构，磁性和超导性能已被确定与原位反射高能电子衍射，X射线衍射，镜面中子反射，扫描透射电子显微镜，电输运，和磁化测量。我们发现，尽管LSCO和LCMO的面内晶格参数之间的大的失配，这些超晶格可以外延生长，并具有高的结晶质量。当第一LSCO层保持夹持到LSAO衬底时，在第一LCMO层中已经发生相当大的应变弛豫。下面的LSCO和LCMO层采用几乎平衡的状态，其中拉伸和压缩应变效应产生具有几乎恒定平均值的交替面内晶格参数。在LSCO层中没有观察到主要缺陷，而在LCMO层中发现了大量的垂直反相边界。LSCO层保持超导，具有约36 K的相对高的超导起始温度。宏观超导响应在磁化强度数据中也很明显，因为H在10 K以下有弱的抗磁信号。||ab和一个相当大的顺磁位移为H||这可以用涡钉扎引起的磁通压缩来解释。LCMO层保持强铁磁状态，具有约190 K的居里温度和约3.5（1）μ B的大低温饱和矩。这些结果表明，LSCO/LCMO超晶格可用于研究的拮抗铁磁和超导订单之间的相互作用，结合以前的研究YBCO/LCMO超晶格，可能会让一个确定相关的机制。
2014-02-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Effect of Electron-Phonon and Electron-Impurity Scattering on Electronic Transport Properties of Silicon/Germanium Superlattices
半导体超晶格在热电应用中得到了广泛的研究，以探索组分、界面结构和晶格应变环境对热导率降低和效率提高的影响。大多数研究假设，它们的电子性质与散装对应物相比不受影响。然而，最近的研究表明，硅（Si）/锗（Ge）超晶格的电子性质显示出显着的变化取决于组成和生长衬底。这些研究使用了恒定弛豫时间近似，忽略了电子散射过程的影响。在这里，我们考虑电子散射声子和电离杂质，并报告第一性原理计算的电子输运性质，包括散射率。我们研究了两类Si/Ge超晶格：在相同衬底上生长的不同组成的超晶格和在不同衬底上生长的相同组成的超晶格。我们说明了超晶格的能带和电子-声子弛豫时间之间的关系。我们通过考虑面内和跨面结构各向异性来模拟电子-电离杂质相互作用势。我们的分析表明，包括电子-声子和电子-杂质散射过程可以导致~1.56倍的提高峰值功率因数，相比，体硅。我们观察到，超晶格也可以显示显着降低特定的晶格应变环境的功率因数。这种降低可能抵消由于降低的热导率而导致的热电效率提高。我们的研究提供了洞察力，以预测由于晶格应变环境的变化，设计具有优化的电子性能的超晶格至关重要的电子性能的变化。
2021-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microstructure and interface studies of LaVO3/SrVO3 superlattices
用透射电子显微镜（TEM）研究了（100）-SrTiO 3（STO）衬底上沉积的（LaVO 3）6 m（SrVO 3）m超晶格的结构和界面特性。横截面TEM研究表明，LaVO 3（LVO）和SrVO 3（SVO）层是良好的单晶质量和相对于衬底外延生长。它证明，LVO层是由两个取向的变形钙钛矿兼容的散装LaVO 3的变体，而SVO层遭受由于基板诱导的应变从tetraquinone失真。电子能量损失谱（EELS）的调查表明，在V L23边缘的精细结构的变化，有关的LaVO 3和SrVO 3层之间的价态变化。
2010-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anisotropic Strain Engineering in La0.7Sr0.3MnO3/LaFeO3 Superlattice: Structural Relaxation and Domain Formation
NTNU Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学）；MESA+ Institute for Nanotechnology, University of Twente（特温特大学 MESA+ 纳米技术研究所）；Lawerence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
该研究通过各向异性应变工程调控La0.7Sr0.3MnO3/LaFeO3超晶格的结构和反铁磁性，揭示了应变与磁性之间的关系，为自旋电子学应用提供了新思路。
2025-10-12 cond-mat.mtrl-sci
Quantum Mechanical Approach for Modeling of Ternary Based Strained-Layer Superlattice
本文采用改进的sp3s*经验紧束缚方法结合虚拟晶体近似，对II型InAs/InAs1-xSbx应变层超晶格电子能带结构进行量子力学建模，并提出原子偏析理论解释，模拟结果与实验带隙吻合良好。
2025-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Engineering axion insulator phase in superlattices with inversion symmetry breaking
本文从理论上研究了HgTe/MnTe超晶格沿（001）轴堆叠的三维结构中磁性和拓扑结构之间的相互作用。我们的结果显示了磁拓扑相位的演变相对于磁配置。一个轴子绝缘体相被观察到的反铁磁秩序与面外Néel矢量方向低于临界厚度的MnTe，这是所有的磁性配置之间的基态。定义$T$作为时间反演对称，这个轴子绝缘体相由磁二重旋转对称$C_2{\cdot}T$保护。当我们增加磁性层的厚度时，轴子绝缘体相演变成平凡的绝缘体。通过将Néel矢量方向切换到$ab$平面，系统实现了不同厚度MnTe的反铁磁拓扑绝缘体。这些相位的特征是无隙表面狄拉克锥远离垂直于磁性层的Néel矢量方向的表面上的高对称点。在铁磁性存在的情况下，该系统实现了磁性外尔半金属和铁磁半金属的面外和面内磁化方向，分别。我们观察到大的异常霍尔电导率在铁磁性的存在下，在三维超晶格。
2023-02-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Utilizing (Al, Ga)2O3/Ga2O3 superlattices to measure cation vacancy diffusion and vacancy-concentration-dependent diffusion of Al, Sn, and Fe in \b{eta} -Ga2O3
本研究利用铝镓氧化物/氧化镓超晶格，通过新型有限差分方案提取了退火过程中阳离子空位及 Al、Sn、Fe 的扩散常数，发现衬底空位会扩散并与杂质相互作用，且未发现表面镓空位引入影响 Al 扩散，强调了控制非故意杂质的重要性。
2024-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial growth and characterization of (001) [NiFe/M]$_{20}$ (M = Cu, CuPt and Pt) superlattices
我们提出了[（15 $\unicode{x212B}$）Ni $_{80}$ Fe $_{20}$ /（5 $\unicode{xC5}$）M] $_{20}$单晶多层膜在（001）MgO上的优化，其中M为Cu、Cu $_{50}$ Pt $_{50}$和Pt。这些超晶格的特征在于高分辨率的X射线反射率（XRR）和衍射（XRD），以及极性映射的重要晶面。结果表明，立方体上的立方体外延的关系，可以得到当沉积在衬底温度为100 $^\circ$ C时，无论晶格失配（5%和14%的Cu和Pt，分别）。在较低的衬底温度下，获得多晶多层膜，而在较高的衬底温度下，{111}平面出现在$\sim$ 10 $^\circ$偏离垂直于膜平面。随着外延应变的增加，易磁化轴向先前认为较硬的方向旋转，即从[110]旋转到[100]，最终应变的进一步增加使磁滞回线在薄膜平面内各向同性。更高的外延应变也伴随着增加的结晶度值。因此，外延应变对磁晶各向异性的影响远大于先前在类似但具有单轴各向异性的多晶样品中观察到的影响（Kateb等人，2021）。
2023-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of epitaxial strain and ordering direction on the electronic properties of (GaSb)_1/(InSb)_1 and (InAs)_1/(InSb)_1 superlattices
用局域密度总能全势线性缀加平面波方法研究了常见阴离子（GaSb）_1/（InSb）_1和常见阳离子（InAs）_1/（InSb）_1 [111]有序超晶格的结构和电子性质。确定了有序方向、应变条件和原子取代对技术和实验感兴趣的电子性质（如能带隙和不同亚晶格中的载流子局域化）的影响。结果表明，在[001]有序结构或（更明显）在[111]系统中，与在组成二元体上平均的带隙相比，明显的能带隙变窄;此外，随着衬底晶格参数的减小，能带隙显示出增加的趋势。最后，研究的系统提供了有趣的机会，带隙调谐作为生长条件的函数（约0.7 eV的（GaSb）_1/（InSb）_1和0.3 eV的（InAs）_1/（InSb）_1）。
1997-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Strain-engineered magnetic order in (LaMnO$_{3}$)$_n$/(SrMnO$_{3}$)$_{2n}$ superlattices
采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，研究了具有$n=1,2$的（LaMnO $_{3}$）$_n$ /（SrMnO $_{3}$）$_{2n}$（001）超晶格中磁序的应变依赖性.外延应变提升了Mn $e_{g}$轨道的简并性，从而诱导了固有的轨道顺序，这反过来又强烈影响了巡游$e_{g}$电子的铁磁双交换，与局部$t_{2g}$电子的反铁磁超交换竞争。对于SrTiO $_3$（001）衬底引起的张应变，我们发现基态为A型反铁磁和$d_{x^2-y^2}$轨道有序，这与最近的实验结果[S. J. May { \it等人}，Nature Materials { \bf 8}，892（2009）]。相反，对于LaAlO $_3$（001）衬底诱导的压缩应变的情况下，我们预测基态是C型反铁磁和$d_{3z^2-r^2}$轨道有序。
2012-08-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantification and Mapping of Elastic Strains Ferroelectric BaZrO3/BaTiO3 Superlattices
本文报道了用脉冲激光沉积技术在（001）SrTiO_3单晶衬底上生长的周期分别为6.6 nm和11 nm的两种人工BaZrO_3/BaTiO_3（BZ/BT）超晶格的定量和弹性应变映射。该方法包括高分辨率扫描透射电子显微镜和纳米束电子衍射的组合，与衍射图案处理的专用算法相关联，该算法最初是为半导体开发的，以记录原子级的应变。然后以2nm的空间分辨率确定面内和面外弹性应变，并使用它们的平均值来绘制沿和横向于两个样品的外延生长方向的应变，以确定其沿几个BZ/BT界面的变化。此外，相互扩散BT/BZ界面的宽度和不同层之间的混合的变化进行了估计。对于周期分别为6.6 nm和11 nm的两种超晶格，在这些相互扩散界面中测量的所获得的宽度平均值分别为8 - 12%和9 - 11%。这些相互扩散的界面和固有的弹性应变，由于限制层的超晶格是已知的最重要的参数，负责在其功能特性的变化。
2020-12-07 cond-mat.mtrl-sci
Interface magnetic coupling and magnetization dynamic of La$_{2/3}$Sr$_{1/3}$MnO$_3$ single layer and (La$_{2/3}$Sr$_{1/3}$MnO$_3$/SrRuO$_3$)$_n$ (n = 1, 5) superlattice on SrTiO$_3$(001) substrate
Jamia Millia Islamia University（贾米亚米利亚伊斯兰大学）；Ramjas College, Delhi University（德里大学拉姆贾斯学院）；University Kebangsaan Malaysia（马来西亚国民大学）；Govt. Autonomous PG College, Chhindwara（钦德瓦拉政府自治研究生学院）
研究了多层[LSMO/SRO]_n异质结构的结构、磁性和微波磁动态特性，发现界面磁耦合强，n=5结构呈现两步磁化切换，而n=1结构则被抑制，FMR分析显示正磁各向异性和 Gilbert 阻尼特性，表明Ru-Mn交换耦合控制系统磁响应和动态行为。
2026-03-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interplay of electronic structure and atomic ordering on surfaces: Momentum-resolved measurements of Cs atoms adsorbed on a Ag(111) substrate
表面状态介导的表面吸附物之间的相互作用可以用于制造自组织纳米结构，如二维超晶格的吸附原子。使用角分辨光电子能谱，我们提供的实验证据表明，这些相互作用可以通过吸附物引起的表面势垒的改变来彻底修改。这反过来又会导致吸附物的排序发生重大变化。对于所研究的Cs原子吸附在Ag（111）上的例子，我们的动量分辨测量揭示了表面态费米波矢量在覆盖率约为0.03 ML时增加了$\sim$ 100%。我们的研究结果解开了迄今为止令人费解的和意想不到的小晶格常数在吸附原子超晶格观察到这个系统的起源。
2012-03-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Fabrication of (111)-oriented Ca0.5Sr0.5IrO3/SrTiO3 superlattices; a designed playground for honeycomb physics
报道了在SrTiO_3（111）衬底上制备具有交替的2 m层（m = 1，2，3）Ca_（0.5）Sr_（0.5）IrO_3钙钛矿和两层SrTiO_3钙钛矿的（111）取向超晶格结构。在m = 1双层膜的情况下，Ir子晶格是屈曲的蜂窝，其中可以预期的拓扑状态。通过X射线衍射图中的超晶格反射和原子分辨透射电子显微镜图像，清楚地证明了沿[111]方向在原子水平上的超晶格结构的成功生长。超晶格薄膜的基态被发现是磁性绝缘体，这可能表明除了讨论的拓扑效应之外，Ir钙钛矿中电子相关性的重要性。
2015-03-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Emergence of unconventional magnetic order in strain-engineered RuO2/TiO2 superlattices
University of Minnesota−Twin Cities（明尼苏达大学双城分校）；University of Minnesota（明尼苏达大学）；Sungkyunkwan University（成均馆大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）
通过应变工程揭示RuO2在超晶格中表现出非常规磁序，首次明确证明其磁性特性。
2026-01-15 cond-mat.mtrl-sci
Irreducible sub-nm$^2$ ferroelectric domains by 2D-flat polar band in perovskite superlattices
Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST)（蔚山科学技术院）
在钙钛矿超晶格中发现二维平坦极性带，产生不可约亚纳米平方铁电畴，密度超300 Tbit/cm²，为超高密度低功耗存储器件提供新途径。
2026-09-14 cond-mat.mtrl-sci
Pulsed laser deposition growth of heteroepitaxial YBa2Cu3O7/La0.67Ca0.33MnO3 superlattices on NdGaO3 and Sr0.7La0.3Al0.65Ta0.35O3 substrates
用脉冲激光沉积法在NdGaO 3（110）和Sr0.7La0.3Al0.65Ta0.35O3（001）衬底上生长了异质外延超晶格[YBa 2Cu 3 O 7（n）/ La0.67Ca0.33MnO3（m）]x，其中n和m为YBCO和LCMO单层的数目，x为双层的重复数目。这些基板是很好的晶格匹配与YBCO和LCMO，不像常用的SrTiO 3，它们不会引起复杂的和不受控制的应变效应，由于在低温下的结构转变。的生长动力学和结构进行了研究，在原位与反射高能电子衍射（RHEED）和非原位与扫描透射电子显微镜（STEM），X射线衍射，中子反射仪。发现各个层在长的横向距离上是平坦和连续的，具有尖锐和连贯的界面，并且具有明确定义的各个层的厚度。唯一可见的缺陷是YBCO层中的反相边界，其源自与LCMO层的界面处的钙钛矿晶胞高度台阶。我们还发现，在界面处的第一个YBCO单层与LCMO有一个不寻常的生长动力学，是缺乏的CuO链层，而随后的YBCO层具有规则的Y-123结构。因此，在LCMO/YBCO和YBCO/LCMO界面处的CuO 2双层缺少它们相邻的CuO链层中的一个，因此缺少它们的空穴掺杂库的一半。尽管如此，从电输运测量的aspherical晶格与n=2，我们得到的证据表明，界面的CuO 2双层保持导电，甚至表现出在非常低的温度下的超导转变的开始。最后，我们从直流磁化和中子反射测量表明，LCMO…
2011-10-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic structure of a graphene superlattice with massive Dirac fermions
我们利用有效的狄拉克方程从理论上研究了石墨烯基超晶格的电子和输运性质。超晶格由施加在沉积在衬底上的单层石墨烯上的周期性电势组成，该周期性电势在其电子结构中打开$2Δ$的能隙。我们发现，在一定条件下，电子能带结构中出现了额外的狄拉克点，从而有可能使导带和价带之间的间隙闭合。通过改变周期势，可以在$0\leq E_g \leq 2Δ$范围内调节能隙$E_g$.我们分析了接触点附近的低能电子结构，发现有效费米速度具有很强的各向异性，并依赖于能隙。我们表明，额外的狄拉克点在这里获得的行为不同，以前研究的系统相比。
2015-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Van Der Waals Heteroepitaxy of GaSe and InSe, Quantum Wells and Superlattices
半导体异质结构中的带隙工程和量子限制提供了在宽光谱范围内微调材料对电磁场和光的响应的手段。尽管如此，在晶格失配的衬底上形成半导体异质结构几十年来一直是一个挑战，导致器件集成的限制和在重要波长带中缺乏有效器件。在这里，我们表明，范德华外延的二维（2D）的GaSe和InSe异质结发生在基板上具有显著不同的晶格参数，即硅和蓝宝石。GaSe/InSe异质结被应用于量子阱和超晶格的生长，表现出与带间跃迁相关的光致发光和吸收。此外，我们展示了自供电的光电探测器的基础上，这种异质结构的硅，工作在可见光-近红外波长范围。在晶圆级制造，这些结果铺平了道路，在当前的硅技术的基础上，这些分层的2D材料的光电子集成。
2022-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Unusually high-density 2D electron gases in N-polar AlGaN/GaN heterostructures with GaN/AlN superlattice back barriers grown on sapphire substrates
本研究在蓝宝石衬底 N 极性 AlGaN/GaN 异质结中引入 GaN/AlN 超晶格背势垒，实现 1.4×10^14 cm^-2 的超高二维电子气密度和 264 Ω/sq 的低方块电阻。
2025-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Oxygen sublattice disorder and valence state modulation in infinite-layer nickelate superlattices
本研究针对无限层镍酸盐超导仅在外延薄膜中观测到的问题，利用软X射线光谱研究其超晶格的电子结构，发现界面价态与配体场重构局限于1-2个晶胞，氧亚晶格无序与层间材料定量相关，为高温超导体设计提供依据。
2025-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Direct Imaging Strain-field Vortex Networks in Twisted Bilayer Graphene Magnified by Moiré Superlattices
在二维扭曲双层膜中，范德华（vdW）层间相互作用通过局部旋转晶格在界面处引入原子尺度的重构，从而在其莫尔超晶格中形成应变场涡旋网络。然而，直接成像应变场涡旋的微小局部晶格旋转需要极高的空间分辨率，是实验中的一个突出挑战。在这里，引入了最顶部的小周期石墨烯莫尔图案，以放大晶格的亚埃扭曲和底层扭曲双层石墨烯（TBG）中的微小局部晶格旋转。通过对底层TBG的原子尺度重构，最顶层石墨烯莫尔图案的局部周期和低能van Hove奇点在空间上被修改，从而实现应变场涡旋网络的真实空间成像。我们的研究结果表明，结构重建的vdW系统可以提供一个独特的衬底空间工程支持的二维材料的结构和电子性能。
2021-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dimensionality-tuned electronic structure of nickelate superlattices explored by soft-x-ray angle resolved photoelectron spectroscopy
外延LaNiO 3/LaAlO 3超晶格的电子和磁性可以通过层厚度和衬底诱导应变来调节。在这里，我们报告的直接测量的k-空间分辨的电子结构的埋在超晶格的镍酸盐层的压缩应变下的软X射线光电发射。在解开了光电子衍射引起的角度依赖信号的强非本征贡献之后，我们能够从我们的数据中提取费米表面信息。我们发现，随着降低LaNiO 3的厚度下降到两个单位电池（2 μ C）准粒子的相干性变得强烈减少，符合在运输测量中看到的尺寸诱导的金属到绝缘体的转变。尽管如此，一个强烈的非相干背景上的残留费米表面可以确定在2 μ c超晶格的嵌套属性是一致的自旋密度波（SDW）的不稳定性最近报道。Ni 3d光谱的整体行为和不存在完全的能隙开放表明SDW相由强序参量波动主导。
2014-11-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Realization of one-dimensional electronic flat bands in an untwisted moire superlattice
二维电子平带及其诱导的相关电子相互作用已被发现，探测，并在六角形范德瓦尔斯莫尔超晶格的层间区域的调谐。然而，利用二维莫尔干涉制作各向异性一维关联带仍然是一个挑战。在这里，我们报告了一个实验发现的费米能级附近的一维电子平带的各向异性的矩形莫尔超晶格组成的原位生长，VDW堆叠两个原子层厚的Bi（110）以及对齐的SnSe（001）衬底。排列的Bi和SnSe锯齿形原子链之间的外延晶格失配导致强的三维各向异性原子弛豫，并具有相关的一维面外和面内应变分布，其在Bi（110）层的电子带中表示，其特征在于由扫描探针显微镜和密度泛函理论联合。在离面剪切应变最强的区域，实验观察到一系列费米能级附近的一维平坦带，并在我们的计算中得到了定义。我们建立了一维平带可以出现在莫尔超晶格中的相对层扭曲的情况下，但仅仅通过晶格应变。我们推广了利用晶格失配矩形异质双层膜中的应变来设计相关各向异性电子带的策略。
2022-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exotic single-photon and enhanced deep-level emissions in hBN strain superlattice
二维六方氮化硼（hBN）中与缺陷相关的光子发射过程在量子信息和传感技术中具有潜在的应用价值，因此成为研究热点。最近的努力集中在通过可以集成在芯片上的方法激活和调节hBN中的缺陷能级，并理解潜在的物理机制。在这里，我们报告了奇异的单光子和增强的深能级发射的二维hBN应变超晶格，这是通过将多层hBN转移到二氧化硅衬底上的六方密排二氧化硅球。我们实现了在与SiO2球的顶点接触的位置处的多层hBN中的单光子发射（SPE）的有效激活。在这些点处，发现SPE的局部拉伸应变引起的蓝移高达12 nm。此外，高空间分辨率的阴极发光测量显示显着的应变增强的深能级（DL）的多层hBN的发射强度分布以下的应变超晶格的周期性六边形图案的排放。最大DL发射增强高达350%，能量红移为6nm。我们的研究结果提供了一个简单的片上兼容的方法，用于激活和调整多层hBN中的缺陷相关的光子发射，展示了hBN应变超晶格作为未来片上量子纳米光子器件的构建块的潜力。
2023-02-15 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Resonant interlayer coupling in NbSe$_2$-graphite epitaxial moir{é} superlattices
SUPA, School of Physics and Astronomy, University of St Andrews（圣安德鲁斯大学物理与天文学学院）；Department of Physics and Astronomy, University of Manchester（曼彻斯特大学物理与天文学系）；Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids（马克斯·普朗克固体化学物理研究所）；Physics Study Program, Faculty of Science and Technology, Syarif Hidayatullah State Islamic University Jakarta（雅加达希达亚图拉伊斯兰国立大学科技理学院物理学专业）；Institute for Materials Research, Tohoku University（东北大学材料科学研究所）
研究通过摩尔异质结构揭示NbSe₂与石墨的共振层间耦合，揭示了CDW能隙与狄拉克锥的相互作用，为二维材料集体态调控提供新途径。
2025-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological flat bands in strained graphene: substrate engineering and optical control
该研究针对衬底形貌与沉积材料电子特性关系认知不足的问题，分析周期性形变石墨烯有效模型，明确衬底关键几何特征与应变对能带拓扑的作用，提出圆偏振光调控方案，为应变工程实验提供指导。
2023-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Origin of giant valley splitting in silicon quantum wells induced by superlattice barriers
增强SiGe异质结构中的谷分裂是发展硅自旋量子比特的关键任务。复杂的SiGe异质结构，共享一个共同的特点，四个单层（4ML）Ge层旁边的硅量子阱（QW），已计算设计有巨大的谷分裂接近9 meV。然而，由于它们的复杂性，它们都没有被制造出来。在这里，我们显着简化了原来设计的复杂的SiGe异质结构，直接在Ge衬底上的Si量子阱，然后覆盖（Ge4Si4）n超晶格（SL）的障碍与VS上的小牺牲，因为它是从最大值8.7 meV减少到5.2 meV。即使是最小数量的周期（n = 1）也会产生1.6 meV的相当大的VS，这对于开发稳定的自旋量子比特来说足够大。我们还开发了一个有效的哈密顿模型，揭示了增强谷分裂（Ge4Si4）n SL障碍的微观物理。我们发现SL势垒的存在不仅没有增强VS，反而降低了VS，只有与Si量子阱谷态有极强耦合的（Ge_4Si_4）_n SL势垒才能显著增强VS.这些发现为实现足够大的VS奠定了坚实的理论基础.
2021-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Suppression of electron scattering resonances in graphene by quantum dots
低能电子通过二维材料的传输导致独特的散射共振。这些共振有助于从被占据的带的光电发射，在那里它们表现为被抑制的光电子强度的强色散特征。使用角分辨光电发射，我们系统地研究了在不同化学性质的衬底Ir（111），Bi/Ir，Ni（111）上生长的外延石墨烯以及用均匀Ir量子点的超晶格纳米图案化的石墨烯/Ir（111）中的散射共振。虽然与基底的化学相互作用的强度对散射共振的分散几乎没有影响，但它们的能量可以通过从石墨烯/到石墨烯的电荷转移的大小来控制。与此同时，沉积在石墨烯上的小量子点的超晶格完全消除了共振。我们将这种效应归因于纳米点诱导的石墨烯的屈曲及其从sp $^{2}$到sp $^{3}$朝向三维结构的局部再杂交。我们的研究结果表明，纳米图案化作为一个前瞻性的工具，调整二维材料的光电性能与石墨烯类结构。
2017-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-engineering of twist-angle in graphene/hBN superlattice devices
通过用六方氮化硼（hBN）代替SiO $_2$作为衬底以及通过在石墨烯/hBN异质结构中形成超晶格的能力，已经能够观察到石墨烯中的新物理现象，例如霍夫施塔特蝴蝶、拓扑电流和非常规超导性。这些器件通常通过将石墨烯蚀刻成具有金属触点的霍尔棒形状来制造。金属电极的沉积、接触的设计和特定配置可以对器件的电子性质具有深远的影响，甚至可能影响石墨烯/hBN超晶格的排列。在这项工作中，我们探测hBN上的石墨烯的应变配置与两种类型的金属接触，二维（2D）的顶部接触和一维（1D）的边缘接触。我们发现，顶部接触诱导应变的石墨烯层沿两个相对的引线，导致一个复杂的应变模式，整个器件的通道。边缘接触，相反，不显示这样的应变模式。有限元建模模拟用于确认所观察到的应变模式是由夹持到石墨烯的金属触点的机械作用产生的。热退火显示出减少总体掺杂，同时增加总体应变，表明石墨烯和hBN之间的相互作用增加。令人惊讶的是，我们发现，这两个接触配置导致不同的扭曲角的石墨烯/hBN超晶格，热退火后收敛到相同的值。这一观察结果证实了石墨烯/hBN超晶格在应变梯度存在下的自锁机制。我们的实验可能对基于异质结构的未来电子器件的发展产生深远的影响，并提供了一种新的机制来诱导二维材料中的复杂应变模式。
2018-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Bismuthene on a SiC Substrate: A Candidate for a New High-Temperature Quantum Spin Hall Paradigm
量子自旋霍尔（QSH）材料基于自旋电流的无耗散传播，有望实现革命性的器件应用。它们是拓扑绝缘体家族的二维（2D）代表，其在其边缘处表现出固有地被保护免受散射的传导通道。最初预测用于石墨烯，并最终在碲化汞量子阱中实现，在迄今为止实现的QSH系统中，阻止应用的决定性瓶颈是小于30 meV的小体积能隙，需要低温操作温度以抑制对边缘电导的有害体积贡献。然而，室温功能需要更大的间隙。在这里，我们将展示如何实现这一点，利用一个新的QSH范例的基础上衬底支持的原子单层的高Z元素。在实验上，该材料被合成为铋原子的蜂窝晶格，在宽禁带衬底SiC（0001）的顶部形成"铋烯"。与理论预期一致，实验中的光谱特征显示铋烯具有约0.8 eV的巨大能隙，以及导电边缘态。层-衬底轨道的分析到达QSH相，其拓扑间隙-作为标志性机制-直接由原子自旋轨道耦合（SOC）驱动。我们的研究结果表明，如何应变人工晶格的重原子，与绝缘衬底接触，可以用来唤起一种新的拓扑宽隙的情况下，化学势位于全球系统的差距，确保纯边缘状态电导。我们预计未来的实验拓扑签名，如运输测量探测QSH效应通过量子化的普遍电导，特别是在室温下。
2016-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Substrate-induced topological minibands in graphene
蜂窝晶格为在（Meta）材料中实现电子、光子或声子拓扑带的许多想法奠定了基础。通过能带工程在石墨烯中操纵狄拉克电子的新机会来自于由诸如六方氮化硼的衬底诱导的超晶格势。利用弱衬底势的一般形式所规定的对称性，我们解析推导出的超结构，包括一个特征1.5狄拉克锥来自三带交叉在布里渊区边缘的低能量迷你带。假设一个大的超原胞，我们专注于一个单一的狄拉克锥（或谷），并找到所有可能的安排的低能电子和空穴带在一个完整的六维参数空间。我们确定了各种对称平面在参数空间诱导间隙关闭，并找到托管拓扑minibands，也包括复杂的带交叉，产生一个谷陈数大于一个部门。我们的地图提供了一个起点，系统设计的拓扑带基板工程。
2019-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
