Tightly-bound and room-temperature-stable excitons in van der Waals degenerate-semiconductor Bi4O4SeCl2 with high charge-carrier density
本研究通过红外光谱、电输运、从头计算和角分辨光电子能谱等手段，在范德华简并半导体Bi4O4SeCl2中发现了室温稳定的紧束缚激子，其结合能约375 meV，载流子浓度高于Mott密度，为高掺杂体系中的激子光电器件开发奠定了基础。
2023-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fröhlich polaron effective mass and localization length in cubic materials: degenerate and anisotropic electronic bands
极化子，即与晶格形变相关的载流子，是半导体中普遍存在的准粒子，在导电性中起着重要作用。到目前为止，大多数关于所谓的大极化子的理论研究，其中晶格可以被认为是一个连续体，都集中在原始的Fröhlich模型上：一个简单的（非简并）抛物各向同性电子带耦合到一个无色散的纵向光学声子分支。Fröhlich模型允许人们理解诸如极化子形成能量、半径、有效质量和迁移率等特性。真正的立方材料，相反，有电子带极值，往往是简并或各向异性，并提出几个声子模式。在目前的工作中，我们解决这些问题。我们保留了大极化子Fröhlich模型固有的连续假设，但放弃了各向同性和非简并假设，并且还包括多个声子分支。对于极化子有效质量，工作在最低阶微扰理论，我们提供了分析结果的情况下，各向异性的电子能量色散，有两个不同的有效质量（单轴）和数值模拟的简并3带的情况下，典型的III-V和II-VI半导体价带。我们还处理强耦合极限，使用变分处理：我们提出了上述情况下的审判波函数，提供极化子半径和能量。然后，我们评估的极化子形成能量，有效质量和本地化长度使用的参数代表了十几个II-VI，III-V和氧化物半导体，电子和空穴极化子…在非简并情况下，我们比较了微扰方法和费曼路径积分方法在弱耦合极限下对极化子的刻画。
2021-09-26 cond-mat.mtrl-sci
Observation of large spin accumulation voltages in non-degenerate Si spin devices due to spin drift effect: Experiments and theory
1 mA时大于1.5 mV的大自旋累积电压，即，利用室温下非简并Si基横向自旋阀（LSV）的局域三端磁电阻测量了1.5 Ω的磁电阻。这是在基于晶闸管的LSV中测得的最大自旋累积电压。修正的自旋漂移扩散模型成功地解释了自旋漂移效应，解释了大的自旋积累电压和显著的偏置电流极性依赖性。该模型还表明，自旋漂移效应增强自旋相关的磁电阻的电两端计划。这一发现为自旋金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的操作提供了一个有用的指导原则。
2016-01-05 cond-mat.mtrl-sci
D'yakonov-Perel' spin relaxation for degenerate electrons in the electron-hole liquid
本文对具有自旋分裂能带结构的本征半导体中光激发电子-空穴液体中简并电子的D 'yakonov-Perel'自旋弛豫时间进行了解析研究。这些材料中电子的D 'yakonov-Perel'自旋弛豫受电子-空穴散射控制，电子-电子散射的修正很小，电子-杂质散射几乎没有修正。我们推导出简单的表达式（一维和二维积分分别）的有效电子-空穴和电子-电子散射率进入自旋弛豫时间计算。电子-空穴散射率被发现是可比的散射率从电子液体中的杂质-一个常见的模型为n型杂质半导体。由于电子-空穴对的密度降低（在简并区域内），预测由于电子-空穴液体中的交换和相关效应，散射速率的强烈增强和自旋弛豫的相应减慢。在相反的高密度极限下，原始的D 'yakonov-Perel'模型由于散射率的降低而失败，并最终被单个准粒子自旋的自由进动所取代。
2010-10-27 cond-mat.mtrl-sci
Spin transport in non-degenerate Si with a spin MOSFET structure at room temperature
非简并半导体中的自旋输运有望为自旋晶体管、自旋逻辑器件和可重构逻辑电路的产生铺平道路，因为Si中的室温（RT）自旋输运已经实现。然而，RT自旋输运已被限制于简并Si，这使得难以产生基于自旋的信号，因为栅极电场不能用于操纵这样的信号。在这里，我们报告的自旋输运在非简并硅自旋金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）结构的实验演示。我们成功地观察到了Hanle型自旋进动信号的调制，这是非简并半导体中的一种特征自旋动力学。在室温下，我们获得了大于20 μm的长自旋输运和大于4π的自旋旋转.我们还观察到了室温下自旋输运信号的门诱导调制.我们成功地观察到了自旋扩散长度随门电压的变化，并将其归因于Elliott-Yafet自旋弛豫机制.这些成果有望为研制实用的Si基自旋MOSFET开辟道路。
2014-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field-tunable Weyl points and large anomalous Hall effects in degenerate magnetic semiconductor EuMg$_2$Bi$_2$
本研究报道了简并磁性半导体 EuMg$_2$Bi$_2$ 在 $Γ$ 点具有场可调 Weyl 点，并通过高场测量和第一性原理计算确定了费米能级位置，在强制铁磁相中观测到与能带结构变化一致的巨大反常霍尔效应。
2022-06-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Holstein polaron in a valley-degenerate two-dimensional semiconductor
二维（2D）晶体已经成为具有可调载流子密度的一类材料。二维半导体的载流子掺杂可以用来调节多体相互作用和探索新的复合粒子。Holstein极化子是一种携带自诱导晶格变形云（或声子）的电子的小复合粒子，已被提出在高温超导性和器件中的载流子迁移率中发挥关键作用。在这里，我们报告的Holstein极化子在表面掺杂的层状半导体，MoS 2，最近发现了一个令人费解的二维超导圆顶与临界温度为12 K的发现。使用高分辨率的带映射的载流子，我们发现了强烈的带重正化集体确定为一个迄今为止未观察到的光谱函数的荷斯坦极化子。电子-声子（e-ph）耦合在MoS 2中的意外的短程性质可以通过其谷简并性来解释，该谷简并性使得能够通过声学声子介导的强烈谷间耦合。耦合强度被发现逐渐增加沿超导圆顶的中间制度，这表明在二维超导双极化配对。
2018-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
On the Dopability of Semiconductors and Governing Material Properties
为了实用，半导体需要掺杂。有时，接近简并能级，例如在热电、透明电子或电力电子等应用中。然而，许多具有有限带隙的材料根本不可掺杂，而许多其他材料表现出强烈的偏好，允许p型或n型掺杂，但不是两者都允许。在这项工作中，我们开发了一个模型描述的半导体掺杂和制定设计原则，在管理材料的性能。我们的方法，它建立在半导体缺陷理论应用到一个适当的设计（紧束缚）模型系统，揭示了内在的材料性能和半导体掺杂之间的分析关系，并阐明了以前建议的描述符，如绝对带边位置的作用和不足。我们验证了我们的模型对一些经典的二元半导体，并讨论其扩展到更复杂的化学和大规模的材料搜索的实用程序。
2020-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Magnetotransport properties of a polarization-doped three-dimensional electron slab
我们提出了强Shubnikov-de-Haas磁电阻振荡的极化掺杂的简并三维电子板在Al $_{x}$ Ga $_{1-x}$ N半导体系统的证据。简并自由载流子是通过一种新的技术产生的梯度极性合金半导体与空间变化的极化。磁输运数据的分析使我们能够提取有效质量的$m^{\star}=0.19 m_{0}$和量子散射时间的$τ_{q}= 0.3 ps$。通过对散射过程的分析，提取了Al-$_{x}$-Ga-$_{1-x}$-N材料体系的合金散射参数为$V_{0}=1.8eV$。
2002-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional hole gas in organic semiconductors
量子力学限制在固态界面的高导电金属气体是探索非平凡电子态的理想平台，否则在大块材料中无法获得。虽然二维电子气（2DEG）已经在常规半导体界面中实现，但是作为2DEG的相反类似物的二维空穴气（2DHG）的实例仍然有限。在这里，我们报告的2DHG在溶液处理的有机半导体结合使用离子液体的双电层的观察。高迁移率有机半导体的分子平坦单晶用作无缺陷界面，其促进高密度空穴的二维限制。6 k $Ω$的显著低的薄层电阻和10 $^{14}$ cm $^{-2}$的高空穴气体密度导致在环境压力下的金属-绝缘体转变。在有机半导体中测量的简并空穴提供了一个广泛的机会，使用分子工程异质界面定制低维电子态。
2020-10-29 cond-mat.mtrl-sci
Semiclassical kinetic theory of electron spin relaxation in semiconductors
我们发展了半导体中电子自旋弛豫的半经典动力学理论。我们的方法占弹性以及非弹性散射和对待埃利奥特-Yafet和运动窄化过程，如D 'yakonov-Perel'和可变g因子过程，在平等的基础上。针对小自旋极化和小动量转移散射，从全量子动力学方程出发，导出了电子自旋极化的Fokker-Planck方程。然后，我们构建，使用严格的多时间尺度的方法，宏观（$\vec{k}$平均）自旋极化的长时间尺度上，自旋极化衰减的布洛赫方程。自旋守恒的能量弛豫和扩散，发生在一个快速的时间尺度上，初始自旋极化后，已被注入，被纳入和示出产生的权重函数，定义的自旋弛豫张量的计算所需的能量平均值在布洛赫方程。我们的方法提供了一个直观的方式来概念化的自旋极化的动态在一个“测试”的自旋极化散射“场”粒子（电子，杂质，声子）。为了说明我们的方法，我们计算的量子阱的自旋寿命的温度和密度的电子-电子和电子-杂质散射占主导地位。自旋寿命是温度和密度的非单调函数。我们的研究结果表明，在电子密度和温度，从非简并到简并制度的交叉发生，自旋寿命特别长。
2005-01-14 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial Oxidation Enables Charge-Transfer Contacts and Degenerate n-Doping in Monolayer MoS$_2$
Elettra - Sincrotrone Trieste S.C.p.A（的里雅斯特电子同步加速器股份有限公司）；University of Udine（乌迪内大学）；University of Trieste（的里雅斯特大学）；Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM - CSIC)（马德里材料科学研究所（CSIC））；CNR - Istituto Officina dei Materiali (IOM)（国家研究委员会材料工坊研究所）；ArtemisProgram,U.K.Central Laser Facility, STFC Rutherford Appleton Laboratory（英国中央激光设施，STFC鲁瑟福阿普尔顿实验室）；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, Aarhus University（奥胡斯大学物理与天文学系）
通过界面氧化将单层MoS₂退化n掺杂并实现电荷转移接触
2026-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Electron effective mass and mobility limits in degenerate perovskite stannate BaSnO$_3$
通过对自由电子浓度从$8.3 \times 10^{18}$到$7.3 \times 10^{20}$ ~cm $^{-3}$的外延薄膜的红外光谱中观察到的自由载流子吸收的评价，深入研究了BaSnO $_3$的高室温迁移率和电子有效质量。这两个光学带隙加宽的导带填充和载流子散射机制在低和高掺杂制度的一致描述采用参数仅基于BaSnO $_3$的固有物理性质。结果解释了外延膜中的电流迁移率限制，并证明了BaSnO $_3$在中等掺杂制度下也优于已建立的宽带隙半导体的潜力。
2016-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Two-photon absorption in semiconductors: a multi-band length-gauge analysis
处理直接带隙半导体中的光激发的最简单方法是将它们建模为双带系统：一个传导带和一个价带。对于这样的模型，特别简单的解析表达式是已知的存在的光学响应，如多光子吸收系数。在这里，我们表明，通用的多波段模型不需要更复杂的表达式。我们的长度规范分析是基于半导体布洛赫方程的情况下，所有的散射过程。在评估中，我们专注于双光子激发的泵浦-探测计划与可能的非简并和任意偏振的配置。该理论通过应用于石墨烯及其双层来验证，所述石墨烯及其双层由紧束缚模型描述，以及由k.p理论描述的大块锌半导体。
2022-08-17 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Missing understanding of the phase factor between valence-electron and hole operators
本文提供了长期缺失的基础，连接半导体和原子符号，并支持不正确的结果，如果半导体电子拥有轨道角动量。本文证明了价电子破坏算符和空穴产生算符之间的相位因子与量子相对论中粒子和反粒子之间的相位因子相同，即$\hat{a}_{m}=(-1)^{j-m} \hat{b}^†_{-m}$，只要$m=(j,j-1\cdots,-j)$标记了$(2j+1)$折叠电子能级的简并态.这个结果是值得注意的，因为空穴肯定不是一个天真的反粒子，因为剩余的价电子; $(ii)$不像原子电子在一个中心的潜力，半导体电子在一个周期性晶体不具有轨道角动量$\textbf{L}=\textbf{r}\wedge\textbf{p}$也没有角动量$\textbf{J}=\textbf{L}+\textbf{S}$。因此，半导体电子的$(j,m)$仅仅是标记简并能级状态的方便符号。为了说明物理意义，我们讨论光子和半导体之间的带间耦合，在价电子和空穴：相位因子是至关重要的，以建立明亮的激子是在自旋单态。
2021-04-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas quant-ph
Transport in Nanotubes: Effect of Remote Impurity Scattering
在单电子近似下，发展了单壁碳纳米管中杂质远距离库仑散射理论。在漂移-扩散模型中求解玻尔兹曼方程，得到管电导率。电导率取决于纳米管能带结构的类型（金属或半导体）和电子费米能级。我们发现，由于库仑散射率对动量转移有很强的依赖性，电导率对费米能的指数依赖性。我们计算内和子带间散射率和电导率的一般表达式。数值计算结果以及得到的解析表达式表明，简并杂质半导体管可以有很高的迁移率，除非掺杂浓度过高，子带间跃迁阻碍了电子输运.
2004-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Electron-acoustic phonon field induced tunnel scattering
电声单声子散射理论已被重新考虑。假设非简并半导体具有球形抛物能带结构。在重新考虑的基础上，发现了半导体能带受电场扰动势倾斜的现象。在这种情况下，电子本征函数不是平面波或布洛赫函数。在低场区，在弹性碰撞近似下，得到了电子带内跃迁几率和散射时间的表达式。分析了散射时间对电子能量和均匀电场的依赖关系。给出了n-Si在300 K时相应的数值计算结果。结果表明，电子散射时间与电子能量的关系曲线不存在断裂。
2015-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Doping-induced dielectric catastrophe prompts free-carrier release in organic semiconductors
通过分子掺杂可获得的对材料性质的控制对于有机半导体的许多技术应用（例如OLED或热电器件）是必不可少的。这些激子半导体通常仅在5-10\%的杂质浓度下达到简并极限，这是一种与载流子和离子化掺杂剂之间的强库仑结合有关的现象，并且其理解迄今为止仍然难以捉摸。这项研究提出了一个一般的机制，在有限掺杂的集体屏蔽现象的载流子的释放。结合第一性原理和微静电计算，建立了掺杂有机半导体介电性质的多尺度模型。我们的研究结果预测了一个大的非线性增强的介电常数（10倍，在8\%的负载）作为系统的方法增加掺杂后的介电不稳定性（灾难）。这可以归因于高度极化的主机-掺杂剂复合物的存在下，加上一个不平凡的主导贡献，从偶极相互作用的无序和异质系统。材料中增强的屏蔽大大降低了电子-空穴分离的（自由）能垒，合理化了热电荷释放的可能性。所提出的机制与电导率数据是一致的，并为在较低的掺杂负载下实现较高的电导率奠定了基础。
2021-07-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Valley-Polarized Exciton-Polaritons in a Monolayer Semiconductor
过渡金属二硫属化物的单层是二维直接带隙半导体，在电子结构中具有简并但不等效的“谷”，其可以被偏振光选择性地激发。当这些材料与光子强耦合时，已经观察到光和物质的相干叠加，激子-极化激元，但是这些混合准粒子不利用单层过渡金属二硫属化物的谷敏感激发。在这里，我们证明了谷极化激子极化激元在单层的MoS $_2$嵌入在介电微腔的证据。与传统的微腔激子-极化激元不同，这些轻物质准粒子发射具有光谱拉比分裂的偏振光。腔修改激子动力学和谷间弛豫的相互作用，在高协同制度导致谷极化激子极化激元持续到室温，不同的裸单分子膜中消失的极化。实现在室温下工作的偏振敏感极化激元器件为操纵光和物质相干态中的新颖谷自由度提供了一条途径。
2017-01-19 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Flexoelectronic doping of the degenerate silicon and the correlated electron behavior
在金属/简并掺杂硅双层膜结构中，由于应变梯度引起的界面挠曲电效应导致载流子从金属层向硅层转移。这种过量的载流子浓度被称为挠曲电子掺杂或挠曲电子电荷转移，其产生电子极化（比铁电材料大的数量级）的硅层。在输运测量中，发现由于挠曲电子掺杂，硅中的载流子浓度增加了两个数量级，这改变了费米能级和霍尔响应。弯曲电子电荷的积累改变了电子-电子耦合和电子-声子耦合，分别引起Mott金属-绝缘体相变和声子磁性。弯曲电子极化和磁性的共存产生了一类新的材料，称为电子多铁性。通过控制挠曲电子掺杂，材料行为可以潜在地被设计用于半导体材料中的量子、自旋电子学和电子学应用。
2022-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and the glass transition in pnictide and chalcogenide semiconductor alloys. Part II: The intrinsic electronic midgap states
我们提出了一个结构模型，在一个统一的方式对待淬火熔体中的磷族元素化物和硫族元素化物半导体的原子运动和电子激发。在第一部分（提交给J. Chem. Phys.）中，我们认为这些淬灭的熔体代表了高度稳定的非周期性$ppσ$ -网络，同时，结构退化。这些网络的特点是协调范围不断扩大。在这里，我们提出了一个系统的方法来分类这些类型的协调在一个简单的立方晶格上定义的父结构中的离散的协调缺陷。我们确定了最低能量的配位缺陷与半导体玻璃中的本征中间带隙电子态，这是以前认为在这些材料中造成许多独特的光电异常。此外，这些配位缺陷是移动的，并对应于过渡态配置在玻璃化转变以上的活化运输。配位缺陷的存在可以解释硫族化合物中动力学和热力学脆性之间令人困惑的差异。最后，所提出的模型恢复作为限制性的情况下，几种流行的类型的键合模式提出了较早的，包括：价交替对，超价配置，并在异极化合物的同极键。
2010-10-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Many-body effects in nonlinear optical responses of 2D layered semiconductors
我们进行了超快简并泵浦探测光谱单层WSe 2附近的激子共振。所观察到的差分反射率信号表现出强烈的多体相互作用，包括激子-激子相互作用和自由载流子诱导的带隙重整化的签名。激子-激子相互作用导致共振蓝移，其持续激子寿命（几ps），而带隙重整化表现为共振红移，具有几十ps的寿命。基于多体相互作用的非线性光学极化率模型与实验结果吻合较好。光谱的功率依赖性表明，随着泵浦功率的增加，激子布居数线性增加并趋于饱和，而自由载流子密度则呈超线性增加，表明激子俄歇复合可能是这些自由载流子的来源。我们的模型演示了一个简单而有效的方法来定量分析光谱，并指出库仑相互作用的重要作用，这种二维材料的非线性光学响应。
2016-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Long-range exchange interaction controls the fine structure of excited trion states in semiconductor quantum dots
Ioffe Institute（约费研究所）
该研究建立了半导体量子点中带电激子的电子-空穴长程交换相互作用微观理论，推导了对应模型的哈密顿量，解释了激发三激子的精细结构及偏振相关光谱，为相关光谱解读提供了框架。
2026-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Spin splitting in 2D monochalcogenide semiconductors
我们报告从头计算的自旋分裂的最高价带（UVB）和最低导带（LCB）在散装和原子薄的GaAs，GaSe，GaTe，和InSe。这些层状单硫族化物出现在四个主要的多型体取决于堆叠顺序，除了单斜GaTe。体和少层$ε$型和$γ$型以及奇数$β$型GaAs、GaSe和InSe晶体是非中心对称的。在布里渊区中的$Γ$点附近的UVB和LCB的自旋分裂是有限的，但仍小于诸如GaAs的锌掺杂半导体中的自旋分裂。另一方面，由于空间反转对称性的限制，在中心对称的体和偶数层$β$型GaS，GaSe和InSe中自旋分裂为零。相比之下，GaTe表现出零自旋分裂，因为它是中心对称的单层。在这些单硫族化合物半导体中，非简并导带和价带与相邻带的分离导致Elliot-Yafet自旋弛豫机制被抑制。因此，在这些系统中的电子和空穴自旋弛豫时间为零或最小的自旋分裂预计将超过GaAs中的D 'yakonov-Perel'自旋弛豫机制时，也被抑制。
2015-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Resonant Spin and Charge Hall Effects in 2D Electron Gas with Unequal Rashba and Dresselhaus Spin-Orbit Couplings under a Perpendicular Magnetic Field
研究了在垂直磁场作用下具有不等Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用的二维复杂电子系统。在较宽的磁场范围内得到了自旋极化。结果表明，这样的系统是很难磁化的。我们还发现，在一定的磁场下，共振电荷电导和自旋霍尔电导同时发生，两个（近）简并朗道能级被部分填充。共振霍尔效应在这类半导体材料中具有普遍性，在半导体自旋电子学中具有潜在的应用价值。
2015-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cu$_2$O Microcrystals Grown on Silicon as Platform for Quantum-Degenerate Excitons and Rydberg States
氧化亚铜（Cu $_2$ O）是一种具有大激子结合能的半导体，在光化学和太阳能水分解等应用中具有重要的技术意义。它也是一种用于量子光学的优越材料系统，能够观察到两种有趣的现象，即里德堡激子作为高激发原子态的固态类似物和致密激子气体，当接近玻色-爱因斯坦凝聚的相变时显示量子简并。以前的实验主要集中在天然大块晶体，因为在生长高质量的合成样品方面存在重大困难。在这里，我们提出了铜$_2$ O微晶具有优良的光学材料的质量，能够托管量子简并激子和激发里德堡态。通过与光刻图案化兼容的可缩放热氧化工艺，在硅上实现了具有极低点缺陷水平的Cu $_2$ O的生长。使用后者，我们展示了里德堡激子在现场控制的Cu $_2$ O微结构，铺平了道路，在集成量子光子学的应用过多。
2019-02-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph quant-ph
Thermomodulation studies of heat transport in heavy-doped n-GaAs by using the temperature dependence of metal-semiconductor contact resistance
用调制的CO_{2}激光辐照金属-半导体接触，研究了重掺杂n-GaAs在温度T=300 K和77 K时的热输运。它示出这种方法提供了一个机会，以确定热扩散系数$χ$和塞贝克系数S_{T}没有直接测量的温度梯度。还发现，热电子的热化长度超过了基于GaAs参考数据可以进行的评估的数量级。为了阐明所观察到的现象的起源进行了测量与肖特基接触上的薄掺杂GaAs层外延生长在半绝缘GaAs衬底上。在这种情况下，简并电子气只占据导热介质的微不足道的部分。此外，利用电流脉冲通过肖特基势垒向半导体注入超热电子的实验，研究了超热电子的注入效应是否与电子加热方式有关。LO-声子的非平衡和电子-声子碰撞积分的变化，由于电子的非平衡对关联的建议作为一个可能的解释。
2005-01-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Direct Opto-Electronic Imaging of 2D Semiconductor - 3D Metal Buried Interfaces
半导体-金属结是高性能电子器件的关键因素之一。在二维（2D）半导体器件中，使该结处的电压降最小化特别具有挑战性和重要。尽管有许多关于2D半导体中接触电阻的研究，但三维（3D）金属下掩埋界面的确切性质仍然不清楚。在这里，我们报告的直接测量的电气和光学响应的二维半导体-金属埋界面使用最近开发的金属辅助转移技术暴露的埋界面，然后直接使用扫描探针技术进行调查。我们的特点是空间变化的电子和光学特性的掩埋接口与< 20 nm的分辨率。具体地说，潜在的，电导和光致发光在掩埋金属/MoS $_2$界面相关的各种金属沉积条件以及金属接触的类型的函数。我们观察到，Au的直接蒸发的MoS $_2$诱导的MoS $_2$，再加上电荷转移的大应变~5%，导致接触下面的MoS $_2$的简并掺杂。这些因素导致接触电阻的改善，记录值为138千欧姆-微米，使用本地电导探针测量。采用这种方法来表征MoS $_2$ -In/Au合金界面，表明接触电阻低至63 kohm-um。我们的研究结果强调，MoS $_2$ /金属界面是敏感的设备制造方法，并提供了一个通用的策略来表征埋接触界面涉及二维半导体。
2021-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Exciton ground-state energy with full hole warping structure
本文针对闪锌矿结构半导体，通过数值方法精确求解了充分考虑价带翘曲的激子基态能量，证明了基态四重简并，并发现翘曲修正对实际半导体约为10%-15%。
2023-02-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Microscopic theory of cavity-confined monolayer semiconductors: polariton-induced valley relaxation and the prospect of enhancing and controlling the valley pseudospin by chiral strong coupling
我们应用微观理论的激子极化激元在腔限制的单层过渡金属dichalcogenides，包括在单层平面中的光学偏振，允许描述如何手性腔光子相互作用的谷自由度的活性物质。极化激元形成后，居住在两个不等价的山谷的简并激子假设成键和反键叠加作为腔介导的intravalley相互作用结合谷间库仑相互作用的结果。这是谷极化的极化激元诱导的相干混合的代表。与无序相结合，这种混合倾向于打开一个新的谷弛豫通道，其随着腔耦合的增加而变得重要。重要的是，我们表明，光学腔的左，右手圆偏振光子的非对称反射提供了一个相当强大的平台，实现保守的谷偏振，作为谷本地化的激子恢复了一个不对称拉比分裂，提升其简并性。此外，我们显示这种简并提升允许波长选择性访问谷赝自旋通过极化激元诱导的手征斯塔克效应，提供有趣的机会valleytronic应用。
2020-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Electronic structures and magnetic orders of Fe-vacancies ordered ternary iron selenides TlFe$_{1.5}$Se$_2$ and AFe$_{1.5}$Se$_2$ (A=K, Rb, or Cs)
通过第一性原理电子结构计算，我们发现Fe空位有序TlFe $_{1.5}$ Se $_2$的基态是一个准二维共线反铁磁半导体，其能隙为94 meV，与实验测量相一致.这种反铁磁有序是由Fe磁矩之间的Se桥反铁磁超交换相互作用驱动的。同样地，我们发现晶体AFe $_{1.5}$ Se $_2$（A=K，Rb，或Cs）也是反铁磁半导体，但具有零能隙半导体态或与基态近似简并的半金属态。因此，丰富的物理性质和相图的预期。
2011-01-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
