A spin metal-oxide-semiconductor field-effect transistor using half-metallic-ferromagnet contacts for the source and drain
我们提出并理论分析了一种新型的金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）类型的自旋晶体管（以下简称为自旋MOSFET）的MOS栅极结构和半金属铁磁体（HMF）的源极和漏极接触。当HMF源极和漏极之间的磁化配置平行（反平行）时，从HMF源极注入到沟道的高度自旋极化的载流子被传输到HMF漏极中（被HMF漏极阻挡），导致依赖于磁化配置的输出特性。我们的二维数值分析表明，自旋MOSFET表现出高（低）电流驱动能力的平行（反平行）磁化，并可以获得非常大的磁流比。此外，自旋MOSFET满足了"自旋电子"集成电路的其他重要要求，例如高放大能力、低功率延迟积和低截止电流。
2003-10-27 cond-mat.mtrl-sci
Electrical contacts to nanotubes and nanowires: why size matters
金属-半导体接触在电子学中起着关键作用。在这里，我们表明，对于准一维结构，如纳米管和纳米线，与金属的侧面接触只会导致弱的带共振，与体金属-半导体接触。肖特基势垒与体限制相比大大降低，并且应该有助于形成良好的接触。然而，重掺杂半导体以获得欧姆接触的传统策略随着纳米线直径的减小而失效。本文还讨论了费米能级钉扎的问题，证明了准一维结构的独特态密度使它们对这种效应不太敏感。我们的结果与最近的实验工作，并应适用于广泛的准一维材料。
2006-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Size-dependent effects on electrical contacts to nanotubes and nanowires
金属-半导体接触在电子学中起着关键作用。在这里，我们表明，准一维（Q1 D）结构，如纳米管和纳米线，与金属的侧面接触只会导致弱带重新排列，与散装金属-半导体接触。肖特基势垒与体限制相比大大降低，并且应该有助于形成良好的接触。然而，重掺杂半导体以获得欧姆接触的传统策略随着纳米线直径的减小而失效。还讨论了费米能级钉扎的问题，证明了Q1 D结构独特的态密度使它们对这种效应不太敏感。我们的结果与最近的实验工作，并应适用于广泛的Q1 D材料。
2006-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic diluted antiferromagnetic semiconductors
在第一性原理电子结构计算的基础上，强调了稀磁半导体中存在半金属反铁磁性的可能性，这是亚铁磁性的一种特殊情况，具有补偿磁化.作为典型的例子，讨论了3d过渡金属离子对（V，Co）和（Fe，Cr）掺杂的II-VI族化合物半导体的电磁性质。
2006-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Computational insights into phase equilibria between wide-gap semiconductors and contact materials
本研究通过第一性原理热力学计算，系统探究β-Ga₂O₃、GeO₂、GaN三种宽禁带半导体与47种单质金属、4种n型透明导电氧化物的界面相稳定性，给出稳定接触材料及生长条件指导。
2023-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Scaling-up atomically thin coplanar semiconductor-metal circuitry via phase engineered chemical assembly
二维（2D）层状半导体，其最终的原子厚度，已显示出缩小现代集成电路晶体管的前景。然而，将这些材料与外部大体积金属连接的电接触通常不令人满意，这限制了晶体管的性能。最近，使用共面2D导体接触2D半导体已经显示出减少有问题的高电阻接触的前景。然而，这些方法中的许多对于规模化生产并不理想。在这里，我们报告的大规模，空间控制的化学组装的集成2 H-MoTe 2场效应晶体管（FET）与共面金属1 T 'MoTe 2接触，通过相位工程的方法。我们表明，异质相FET表现出低接触电阻的欧姆接触行为，从2 H和1 T 'MoTe 2之间的共面无缝接触，通过透射电子显微镜表征证实。由于2 H MoTe 2单晶畴较大（486μm），测量的异质相FET的平均迁移率高达23 cm 2 V-1 s-1（与剥离单晶相当）。通过图形化生长方法，实现了沟道、栅和接触均为二维材料的1 T 'MoTe_2栅控异质相FET阵列。最后，我们将异质相器件阵列转移到柔性衬底上，并展示了具有高光响应度（~1.02 A/W）的近红外光响应。该研究为相位工程共面MoTe 2半导体测量结构在先进电子学和光电子学领域的大规模应用奠定了基础。
2019-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Energetic disorder at the metal/organic semiconductor interface
有机半导体的物理学主要是由能量无序效应所决定的。我们发现，图像力减少了静电分量的总能量障碍附近的界面与金属电极。典型地，在与金属电极相邻的有机半导体分子的前几层处，能量无序的变化显著降低。电荷注入到有机半导体的影响进行了讨论。
2005-06-29 cond-mat.mtrl-sci
A unique metal-semiconductor interface and resultant electron transfer phenomenon
从n型半导体到肖特基金属颗粒的不寻常的电子转移现象已经被识别，这是当金属颗粒从半导体衬底生长时产生的独特的金属半导体界面的结果。独特的界面作为一个单向（整流）开放的网关，并首次确定在还原金红石多钛白（n型半导体）的第VIII族（贵）金属颗粒。界面显著影响肖特基势垒高度，导致电子基于它们各自的功函数从还原的金红石型钛白（TiO 2）转移到金属颗粒。结果是在金属颗粒上产生负电荷，其具有足够的大小和持续时间以提供金属颗粒的阴极保护以防止表面氧化。
2012-02-26 cond-mat.mtrl-sci
On possible spin injection at non-ideal Schottky contacts
研究了界面自旋注入下金属-无序层-半导体结构中隧穿机制的作用。被认为是由离子化簇束沉积制备的非理想的金属-半导体结构，它示出的半导体的耗尽区可以定制，包括一个适当的重掺杂区域附近的界面。在一个简化的模型中描述的隧道，其中的金属无序层半导体结构的界面电阻的表达式得到。据认为，在电离团簇束沉积的非理想肖特基结构的情况下，实现了显着的自旋注入。
2004-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarized light emitting diode using metal/insulator/semiconductor structures
我们已经成功地生长了铁磁金属（Co，Fe和NiFe）/Al_2O_3/ AlGaAs异质结，具有均匀和平坦的界面。由金属/绝缘体/半导体（MIS）结构组成的发光二极管（LED）的电致发光（EL）在室温下取决于铁磁电极的磁化方向。这一事实表明，实现了从铁磁金属到半导体的自旋注入。自旋注入效率在室温下估计为1%的量级。
2002-02-22 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the p-type Schottky barrier in 2D metal/semiconductor interface: boron-sheet/\mose, and /\wse
用第一性原理计算研究了二维金属/半导体范德华异质结的电子和结构性质。我们考虑了最近合成的硼化物[Science { \bf 350}，1513（2015）]和平面硼片（S1和S2）[Nature Chemistry { \bf 8}，563（2016）]作为2D金属层，以及过渡金属二硫属化物（TMDC）\mose和\wse作为半导体单层。我们发现，这些2D金属/半导体异质结的能量稳定性主要是由vdW相互作用，然而，化学相互作用也发生在硼化物/TMDC。在金属/半导体界面处的电子电荷转移已经被映射，在那里我们发现从TMDC到硼片的净电荷转移。进一步的电子结构计算表明，由平面硼片S1和S2组成的金属/半导体界面呈现出p型肖特基势垒，其可以在外部电场下被调谐为p型欧姆接触。
2017-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Structural Trends Interpretation of the Metal-to-Semiconductor Transition in Deformed Carbon Nanotubes
通过一个简单的紧束缚模型，从理论上分析了单壁碳纳米管中驱动金属-半导体转变的两种机制。通过考虑简单的结构趋势，结果表明，金属到半导体的转变，可以更容易地诱导在金属锯齿形纳米管比扶手椅型纳米管。此外，它表明，这两种机制的效果，使两个原来等价的子晶格物理上可区分的。
2004-05-25 cond-mat.mtrl-sci
Room temperature ferromagnetic semiconductors through metal-semiconductor transition in monolayer MnSe2
本研究利用密度泛函理论提出通过拉伸应变诱导单层 MnSe2 及 MnSe2/X 异质结构发生金属-半导体转变，从而获得室温铁磁半导体并产生显著 MOKE。
2023-12-23 cond-mat.mtrl-sci
Photoelectric phenomena in structures based on high-resistivity semiconductor crystals with a thin insulator layer at the semiconductor-metal boundary
一个以前未知的效果-巨大的空间重新分布的电场强度在晶体结构的照明下-被发现和研究在高电阻率（半绝缘）半导体碲化镉晶体（金属-薄绝缘体-半导体-薄绝缘体-金属结构）的实际光敏电阻。本文对高阻半导体晶体中的光电现象提出了一个新的概念.这个概念是基于这样的想法，即在这种条件下，在照明下的载流子寿命保持不变的场的重新分布在这些现象中起着决定性的作用。的效果的性质进行了描述，晶体和绝缘体层的参数的结构的特性的依赖性解释了这种效果的表现形式，和方法来生产规定的光电特性的新设备和科学方法的结构进行检查。
2007-04-20 cond-mat.mtrl-sci
The features of contact resistivity behavior at helium temperatures for InP- and GaAs-based ohmic contacts
在4.2/300 K温度范围内测量了InP和GaAs基欧姆接触的接触电阻率rc。获得了InP（GaAs）基接触的非单调关系rc（T），在50 K（150 K）处有最小值。结果可以解释的机制的框架内的电流通过金属分流（与位错）渗透到半导体块体，与津贴被用于电子冻结在氦温度。在4.2/30 K温度范围内的接触欧姆是由于在金属/半导体界面处的分流端附近的累积带弯曲。
2014-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit fields in ferromagnetic metal/semiconductor junctions
从微扰理论的自旋期望值获得自旋轨道耦合值的方法是不正确的。因此，图。2和3是不正确的。
2013-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Colossal electroresistance in metal/ferroelectric/semiconductor tunnel diodes for resistive switching memories
我们提出了一种隧穿异质结构，通过用重杂质半导体代替金属/铁电/金属铁电隧道结中的一个金属电极。在这种金属/铁电/半导体隧道二极管中，由于铁电场效应，隧道势垒的高度和宽度都可以被电调制，从而导致巨大的隧道电阻。这一想法在Pt/BaTiO 3/Nb：SrTiO 3异质结构中实现，其中在室温下可以容易地实现高于10 $^4$的导通/截止电导比。在这些铁电隧道二极管中观察到的巨大的隧穿电阻、可靠的开关再现性和长时间的数据保持表明它们在非破坏性读出非易失性存储器中具有巨大的潜力。
2012-08-27 cond-mat.mtrl-sci
Spin valve effect by ballistic transport in ferromagnetic metal (MnAs) / semiconductor (GaAs) hybrid heterostructures
我们通过弹道输运证明了全外延MnAs铁磁金属/ GaAs半导体/ GaAs：MnAs颗粒混合异质结构中的自旋阀效应。GaAs：MnAs材料在GaAs基质中含有铁磁MnAs纳米颗粒，并充当自旋注入器和自旋检测器。虽然GaAs/MnAs界面的势垒高度被发现是非常小的，观察到相对较大的磁阻。这一结果表明，通过使用弹道输运，我们可以实现大的自旋阀效应，而无需在铁磁金属/半导体界面插入高隧道势垒。
2007-08-13 cond-mat.mtrl-sci
Semiconductor-metal transition in semiconducting bilayer sheets of transition metal dichalcogenides
利用第一性原理计算，我们表明，半导体过渡金属二硫属化物（TMD）的双层片的带隙可以通过施加垂直压缩压力平滑地降低。这些材料在临界压力下经历普遍可逆的半导体到金属（S-M）转变。S-M跃迁是由于层间相互作用通过金属到硫族元素的电荷转移而引起的费米能级的简并度的提升。利用混合泛函和GW方法对S-M跃迁进行带隙修正后，仍能再现S-M跃迁。在宽能量范围内以受控方式调节TMD带隙的能力为其在一系列应用中的使用开辟了可能性。
2012-08-17 cond-mat.mtrl-sci
Semiconductor to metal transition in SWNTs caused by interaction with gold and platinum nanoparticles
单壁碳纳米管（SWNTs）已被涂上金和铂纳米粒子无论是通过微波处理或点击反应，这些SWNT-metal纳米粒子复合材料的拉曼光谱进行了研究。拉曼光谱中的G带的分析表明，金属单壁碳纳米管与金属纳米颗粒附着的比例增加。这一结论也得到了在RBM波段观察到的变化的支持。从头计算结果表明，由于金属纳米颗粒和半导体单壁碳纳米管之间的库仑电荷转移，单壁碳纳米管中发生了半导体-金属转变。
2008-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Multilayers of Zinc-Blende Half-Metals with Semiconductors
本文报道了用第一性原理计算对[001]取向的含锌半金属铁磁体CrAs和CrSb与III-V族和II-VI族半导体的多层膜进行的计算。我们研究的理想和tetragonalised结构，以及混合界面的情况下。我们发现，作为一项规则，半金属性可以保存在整个异质结构，只要当地的协调和键合的字符不受干扰。在与半导体的界面处，我们描述了一种机制，该机制也可以给出每个界面跃迁原子的非整数自旋矩，并推导出一个简单的规则来评估它。
2004-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Schottky barrier heights at polar metal/semiconductor interfaces
用第一性原理赝势方法研究了Al/Ge，Al/GaAs，Al/AlAs和Al/ZnSe（100）突变结的肖特基势垒高度，以及它们与半导体化学成分和表面终止的关系。线性响应理论的基础上开发的模型，它提供了一个简单的，但准确的描述与半导体的化学成分的势垒高度的变化。发现的阴离子的势垒值比阳离子终止的表面解释在屏蔽的极性半导体表面的电荷和其在金属表面的图像电荷。原子尺度的计算表明，如何经典的图像电荷的概念，有效的电荷放置在距离金属很大的距离，延伸到比金属诱导的间隙状态的衰变长度短的距离。
2003-06-16 cond-mat.mtrl-sci
Wafer-Scale Assembly of Semiconductor Nanowire Arrays by Contact Printing
具有高可扩展性的“自下而上”纳米线（NW）材料的受控且均匀的组装一直是纳米线用于纳米和宏观电子电路应用两者的潜在集成所面临的重大瓶颈挑战之一。许多努力都集中在应对这一挑战，虽然已经取得了重大进展，但大多数提出的方法仍然缺乏在纳米线定位中所需的可控性或在大尺度上所需的均匀性。在这里，我们展示了通过简单的接触印刷工艺高度有序，密集和规则的纳米线阵列的晶圆级组装，具有高均匀性和可重复性。我们展示了接触印刷作为一种通用的策略，用于将各种NW材料直接转移和受控定位到基底上的复杂结构配置中。组装的NW节距被示出为通过接收器衬底的表面化学处理容易地调制，具有接近~8 NW/um的最高密度、~95%的定向对准和晶片级均匀性。此外，我们证明了我们的印刷方法能够在Si和塑料基板上大规模集成用于各种器件结构的NW阵列，具有受控的半导体沟道宽度，因此导通电流范围从单个NW（~10 nm）到~250 μ m，由超过1，250个NW的平行阵列组成。
2007-12-30 cond-mat.mtrl-sci
Field-induced water electrolysis switches an oxide semiconductor from an insulator to a metal
在这里，我们证明了水渗透的纳米多孔玻璃电开关的氧化物半导体从绝缘体到金属。我们制作的场效应晶体管结构的氧化物半导体，SrTiO 3，使用100%的水渗透的纳米多孔玻璃-非晶12 CaO * 7Al 2 O3-作为栅极绝缘体。对于正栅压，室温下SrTiO 3表面会相继发生电子积累、水电解和电化学还原，从而形成电子浓度极高（10^15-10^16 cm^-2）的薄金属层（约3 nm），表现出奇异的热电行为。
2010-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical prediction of two-dimensional CrOF sheet as a ferromagnetic semiconductor or a half-metal
基于密度泛函理论对二维氧化铬氟CrOF薄膜进行了研究。研究表明，CrOF薄片是一种本征铁磁半导体。计算的低解理能意味着铁磁半导体可以从其块状形式剥离。相应的居里温度为150 K。特别是，居里温度增加到410 K下的空穴掺杂和CrOF片成为半金属。多功能的电子和磁性表明，二维CrOF片可以是一个有前途的候选人，为下一代自旋电子器件。
2018-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Observation of plastoferrite character and semiconductor to metal transition in soft ferromagnetic Li0.5Mn0.5Fe2O4ferrite
通过在强酸性溶液中进行化学反应，然后在800 ℃以上烧结化学路线粉末，制备了Li 0.5Mn 0.5Fe 2 O 4铁氧体。当烧结温度> 1000 ℃时，表面形貌呈现塑性铁素体特征。机械软化的金属-氧键在较高的测量温度刺激离域的载流子，这是强烈本地化的尖晶石结构在较低的温度下的A和B网站。在交流电导率曲线上，电荷离域过程激活了半导体到金属的转变，分别服从Jonscher幂律和Drude方程。介电常数曲线的频率依赖性也证实了金属状态。
2013-09-18 cond-mat.mtrl-sci
Fermi-level depinning in metal-2D multilayered semiconductor junctions
金属-二维（2D）半导体结（MSJ）的厚度效应在电子学/光电子学领域引起了越来越多的关注，但迄今为止人们对其厚度（或层数）效应的微观机理还知之甚少。通过基于密度泛函理论的第一性原理计算，我们发现MSJ的费米能级钉扎（FLP）因子敏感地依赖于少层二维半导体的层数，并提出了一个扩展的金属-二维多层半导体结（MmSJ）的FLP理论.以MmSJ中的多层MoS_2为例，扩展的FLP理论具有如下特点：在金属-第一层半导体界面处存在强钉扎，而MoS_2层之间存在脱钉。VdW层之间的这种脱钉扎效应具有几个重要的后果：1）MmSJ中的整体钉扎被大大削弱; 2）在金属单层MoS 2结中很少获得的p型接触在MmSJ中变得有利，这对于CMOS逻辑器件是重要的; 3）MoS 2层之间的脱钉扎导致金属上支撑的MoS 2“同质结”中的II型能带对准，这对于光电子学是有用的。此外，我们的扩展FLP理论揭示了最近有争议的实验观察，并铺平了一个新的和通用的路线，在VDW 'homojunctions' II型带对齐。
2019-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarized Tunneling in Hybrid Metal-Semiconductor Magnetic Tunnel Junctions
我们证明了铁磁金属和铁磁半导体之间具有高度失配的电导率有效的自旋极化隧穿。这是由一个大的隧穿磁阻（高达30%）在低温下在外延磁性隧道结组成的铁磁金属（MnAs）和铁磁半导体（GaMnAs）由半导体（AlAs）分离。的电流-电压特性的分析产生的详细信息的非对称隧道势垒。低温电导-电压特性显示出零偏压异常和电导的V^1/2依赖性，表明GaMnAs的态密度存在关联间隙。这些实验表明，MnAs/AlAs异质结构提供了良好的特征隧道结的高效率自旋注入到GaAs。
2002-07-06 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and transport in amorphous metal oxide and amorphous metal oxy-nitride semiconductors
近来，非晶氧化物半导体（AOS）由于其低温可加工性、高迁移率和用于显示器背板和其它大面积应用的面积均匀性而获得商业兴趣。多阳离子非晶氧化物（a-IGZO）已经被广泛研究并且现在正在商业应用中。在文献中提出，重叠的In-5s轨道形成导电路径，并且载流子迁移率由于多个阳离子的存在而受到限制，这些阳离子为a-IGZO半导体中的电子输运产生势垒。已经提出了朝向非晶半导体的多阴离子方法来克服这种限制，并且已经显示出与多阳离子非晶半导体相比，实现了高达一个数量级的霍尔迁移率。在本工作中，我们比较了多阳离子非晶半导体，a-IGZO和多阴离子非晶半导体，a-ZnON的电子结构和电子输运的计算方法。结果表明，在a-IGZO中，载流子的输运路径是通过混合阳离子的外层s轨道的重叠，而在a-ZnON中，载流子的输运路径是通过Zn-4s轨道的重叠形成的，这是唯一存在的金属阳离子类型。我们还表明，对于多组分离子型非晶半导体，电子输运可以解释在轨道重叠积分，可以计算出的结构信息，并具有直接相关的载流子有效质量，这是计算昂贵的第一原理DFT方法计算。
2019-08-19 cond-mat.mtrl-sci
Schottky barriers, emission regimes and contact resistances in 2H-1T' MoS$_2$ lateral metal-semiconductor junctions from first-principles
采用非平衡格林函数方法研究了场效应晶体管中二维沟道接触的2 H-1 T ' MoS $_2$横向金属-半导体（M-S）结的有限偏压输运性质.结果表明：（a）尽管线偶极子和平面偶极子的静电特性不同，但在二维和三维M-S结中，肖特基势垒高度对掺杂和外加偏压的响应是相似的;（b）2 H-1 T ' MoS $_2$横向结不受费米能级钉扎的影响;（c）扶手椅型界面具有比平面型更好的接触特性。Z字形界面，（d）与$p$沟道的1 T '接触将呈现相对于$n$沟道降低4-10倍的接触电阻，以及（e）与中间掺杂的$n$（$p$）沟道的接触在场（电子）发射状态下操作。我们还提供了一个改进的程序，以实验确定在2D材料结的发射制度。
2020-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Metal-semiconductor (semimetal) superlattices on a graphite sheet with vacancies
研究发现，石墨片上周期性密集空位使其电子光谱显著增强，沿空位线形成费米能级附近高态密度的金属波导。在垂直于这些线的方向上，光谱表现出半金属或半导体的字符与空位的迷你带退化到杂质水平的间隙。
2006-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Early steps in the formation of the interface between organic molecular semiconductors and metals: a computational approach
提出了一种计算方法，用于预测模拟金属和有机分子半导体之间界面形成的早期步骤中的纳米级形态。尽管金属-分子结对于电子应用的发展具有相关性，但界面处的结构细节通常难以评估。我们的方法，基于集成的密度泛函理论与生长动力学的模拟方法，允许解开的金聚集体形成到分子材料的结构细节。模拟应用于调查的初始步骤中形成的金团簇的界面处与原型的p型和n型有机分子半导体。结果表明，金属-有机界面的形态，分子结构的细节和特殊的金属-分子相互作用之间的显着相关性，也突出了制造条件的作用。
2020-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic ferrimagnet formed by substituting Fe for Mn in semiconductor MnTe
用精确的第一性原理计算预测了以25%的Fe取代锌半导体MnTe中的Mn构成的三元亚铁磁半金属.它具有0.54eV的大半金属带隙（HM），其亚铁磁序对其他磁涨落非常稳定。HM亚铁磁性的形成是因为反铁磁MnTe中的完全磁矩补偿被Fe取代的MnTe中的不完全磁矩补偿所取代。这将为新的HM材料提供一种新的方法。由于Fe与Mn具有良好的亲和性，可以制备半金属，并且可用于自旋电子学。
2008-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Extraordinary Phenomena in Semiconductor-Metal Hybrid Nanostructures Based on Bilinear Conformal Mapping
我们已经表明，双线性保角映射可以用来转换4-引线内部分流的EMR磁阻-金属混合结构，以电磁等效的外部分流的4引线结构。后者与纳米EMR器件的制造兼容，而前者则不兼容。映射的矩形EMR范德堡板在宏观和纳米级形式下都表现出非常大的EMR值。我们还表明，在EMR的情况下应用的映射过程也将适用于其他广义的EXX结构。
2006-02-06 cond-mat.mtrl-sci
Degenerately Doped Transition Metal Dichalcogenides as Ohmic Homojunction Contacts to Transition Metal Dichalcogenide Semiconductors
在寻找一种改进的策略，以形成低电阻接触到MoS 2和相关的半导体过渡金属二硫属化物，我们使用从头算密度泛函电子结构计算，以确定的平衡几何形状和电子结构的MoO 3/MoS 2和MoO 2/MoS 2双层。我们的研究结果表明，除了与电荷转移相关的刚性能带位移，氧化钼的存在下修改的电子结构的二硫化钼非常少。我们发现，在双层中的电荷转移提供了足够程度的空穴掺杂到二硫化钼，导致在一个高度透明的接触区。
2019-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
1D metallic states at 2D transition metal dichalcogenide semiconductor heterojunctions
近年来，过渡金属二硫属化物（TMDC）的二维（2D）横向异质结已成为现实。半导体TMDC层在其常见的H结构中具有非零的面内电极化的强度，这是拓扑不变量。我们通过第一性原理计算表明，横向二维异质结TMDC与不同的极化之间产生一维（1D）金属态的结，即使在不同的材料加入外延的情况下。金属丰度不依赖于结构的细节，并解释了在交界处的拓扑不变量的变化。然而，这些一维金属容易受到一维不稳定性的影响，例如电荷和自旋密度波，这使得二维TMDC异质结成为研究一维物理的理想系统。
2020-08-15 cond-mat.mtrl-sci
Unchanged thermopower enhancement at the semiconductor-metal transition in correlated FeSb$_{2-x}$Te$_x$
用小于0.5%的Te取代FeSb $_2$中的Sb会引起从相关半导体到具有大有效载流子质量$m^*$的非常规金属的转变。跨越整个范围的超导体-金属交叉，我们观察到几乎恒定的增强测量的热电势相比，由经典理论的电子扩散估计。使用后者进行定量描述，必须使用10-30的增强因子。我们的观察点的重要性，电子-电子的相关性的热传输的FeSb $_2$，并建议一条路线，设计热电材料的低温应用。
2011-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Exploring semiconductor substrates for Silicene epitaxy
本文采用基于第一性原理的密度泛函理论计算了硅烯单分子膜在不同（111）半导体表面上的电子性质。我们发现，硅烯覆盖层的相对稳定性和其他性质敏感地依赖于是否相互作用的顶层的基板是金属或非金属终止。金属终止表面上的硅单层的性质可以是金属的或甚至是磁性的，这取决于基底的选择。硅烯覆盖层在半导体衬底的金属终止表面上经历n型掺杂，而在非金属终止表面上经历p型掺杂。
2013-08-22 cond-mat.mtrl-sci
General atomistic approach for modeling metal-semiconductor interfaces using density functional theory and non-equilibrium Green's function
金属-半导体接触是现代半导体技术的支柱。从历史上看，它们的微观理解一直受到传统分析和数值方法无法完全捕获其操作原理的复杂物理学的阻碍。在这里，我们介绍了一个原子的方法的基础上密度泛函理论和非平衡格林函数，其中包括所有相关的成分，需要模拟现实的金属-半导体界面，并允许通过I-V偏置曲线模拟理论和实验之间的直接比较。我们将此方法应用于表征与光伏应用相关的Ag/Si界面，并研究了半导体掺杂对整流到欧姆转变的影响，我们还证明了用于分析I-V偏置数据的标准“激活能”方法对于非理想界面可能是不准确的，因为它忽略了电子隧穿，并且由于空间电荷效应的差的表示，有限尺寸的原子模型在描述存在掺杂的这些界面时存在问题。相反，本方法有效地处理这两个问题，从而代表了一个有效的替代传统的程序，用于准确表征金属-半导体界面。
2016-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Using x-ray diffraction to identify precipitates in transition metal doped semiconductors
在过去的十年中，人们经常在掺杂过渡金属的半导体杂质半导体中观察到室温铁磁性，这类半导体被称为稀磁半导体（DMS）。目前，人们正致力于研究所观察到的铁磁性是来源于载体介导的磁性杂质、铁磁性沉淀物还是旋节线分解。在本文中，我们已经相关的结构和磁性的过渡金属掺杂的ZnO，TiO 2和Si，离子注入制备。结晶沉淀物，即，过渡金属（Co，Ni）和Mn-硅化物纳米晶体负责磁性。另外，由于它们相对于主体的取向性质，这些纳米晶体在某些情况下不能通过常规的X射线衍射（XRD）检测到。这种性质导致了使用XRD来排除DMS材料中的磁性沉淀物的缺陷。
2013-01-01 cond-mat.mtrl-sci
Semiconductor to metal transition for Ni doped CdO thin films
在本研究中，电阻率与温度的测量已经进行了溶胶-凝胶法制备的纯和Ni掺杂的CdO（NDO）薄膜。纯CdO薄膜在整个温度范围内的负电阻温度系数（TCR）半导化行为主要归因于载流子浓度依赖的热激活机制。通过晶界、离子杂质、声子散射和载流子激活的综合作用，阐明了NDO薄膜的半导体-金属转变过程。
2019-04-26 cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced semiconductor to metal transition in MA2Z4 bilayers
最近，一种新型的二维层状材料MoSi_2N_4被制备出来，它是半导体的，具有弱的层间相互作用，高强度和优异的稳定性。从理论上系统地研究了垂直应变对MA_2 Z_4（M=Ti/Cr/Mo，A=Si，Z=N/P）双层膜电子结构的影响。以双层MoSi_2N_4为例，我们的第一性原理计算表明，其间接带隙随垂直压应变的增加而单调减小。在约22%的临界应变下，它经历了从半导体到金属的转变。我们将此归因于不同层中的状态的相反的能量移位，其起源于由界面附近的两个内部子层之间的不对称电荷转移引起的内建电场。在其他应变MA 2 Z4双层中观察到类似的半导体到金属转变，并且实现这种转变的估计临界压力与半导体过渡金属二硫属化物在相同的顺序内。在MA 2 Z4双层膜家族中观察到的半导体到金属的转变为它们的电子性质的应变诱导工程提供了有趣的可能性。
2020-09-18 cond-mat.mtrl-sci
Atomic scale visualization of the p-d hybridization in III-V semiconductors doped with transition metal impurities
半导体主体中过渡金属杂质的p-d杂化是耦合价带电子和定域自旋的机制。我们利用扫描隧道显微镜和光谱学结合密度泛函理论在原子尺度上研究了Cr单杂质与GaAs基质的杂化。结合Cr在GaAs（110）表面的空间态密度映射和带隙态谱，我们给出了Cr在GaAs（110）表面强各向异性波函数的空间扩展和电子结构的详细图像.第一性原理计算可以识别每个状态的电子特征和起源，并表明实验观察到的III-V族半导体中3d金属杂质的主共振峰和具有“滴眼”波瓣的波函数是p-d杂交的直接局部证据。
2022-05-17 cond-mat.mtrl-sci
Spin Valve Effect in Self-exchange Biased Ferromagnetic Metal/Semiconductor Bilayers
我们报告的混合铁磁金属/半导体异质结构组成的MnAs/（Ga，Mn）As双层膜的磁化和磁阻测量。我们的测量结果表明，（金属）MnAs和（半导体）（Ga，Mn）As层是交换耦合的，导致磁性较软的（Ga，Mn）As层的交换偏置随层厚而减弱。在电流垂直于平面的几何结构中的磁电阻测量显示在这些自交换偏置双层膜中的自旋阀效应。在MnAs/p-GaAs/（Ga，Mn）As三层中的类似测量表明交换耦合随着层之间的空间分离而减小。
2007-08-15 cond-mat.mtrl-sci
Improved Interfacial and Electrical Properties of GaSb Metal Oxide Semiconductor Devices Passivated with Acidic (NH4)2S Solution
采用酸性（NH 4）2S溶液对HfO 2/GaSb金属氧化物半导体器件进行表面钝化，可以有效地改善器件的界面和电学性能。与对照样品相比，经酸性（NH 4）2S溶液处理后的样品在频散、栅漏电流和界面陷阱密度等方面都有很大的改善。这些改进归因于酸性（NH 4）2S溶液增强了衬底的钝化，从化学机理的角度分析了这一点，并通过X射线光电子能谱学和高分辨截面透射电子显微镜证实了这一点。
2013-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Extraction of the Schottky parameters in metal-semiconductor-metal diodes from a single current-voltage measurement
为了从单个电流-电压（I-V）特性曲线中提取两个固有肖特基接触的参数，采用电子发射模型，对具有非对称肖特基势垒高度的金属-半导体-金属（MSM）二极管的I-V特性进行了理论研究. MSM二极管结构通常使用，因为MS二极管的电气特性需要额外的MS接口。有限的电荷注入势垒通常形成在附加界面处。当一个MSM二极管的I-V特性的一阶导数中检测到局部极大值时，可以使用该方法提取肖特基接触的参数、两个MS界面的零偏势垒高度、MSM二极管的串联电阻以及具有更高势垒的MS二极管的有效理想因子。
2014-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Ab Initio Transfer Length Method Simulations of Tunneling Limits in 2D Semiconductors
Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）
研究通过从头计算传输线模型分析二维半导体接触电阻和隧道极限，提出接触质量评估标准及优化接触策略。
2026-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The role of screening in the density functional applied on transition metal defects in semiconductors
我们用区间分离的杂化密度泛函（HSE 06）方法研究了硅和碳化硅半导体中与过渡金属相关的点缺陷。我们发现，HSE06不满足广义Koopmans定理的每一个缺陷，这是由于自相互作用的错误，在这种情况下的功能。通过对泛函的简单修正，恢复所谓的广义Koopmans条件，可以消除这种误差，使计算的电荷跃迁能级与实验数据以及多体微扰理论计算的准粒子能级非常接近。
2013-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Subwavelength imaging of light by arrays of metal-coated semiconductor nanoparticles: a theoretical study
对由金属包覆的半导体纳米颗粒组成的超材料的成像特性进行了严格的计算。特别是，它示出，在适当的选择的几何和材料参数，这种颗粒的阵列表现出负折射率的半导体激子共振的区域内。用扩展的Maxwell-Garnett理论预测了负折射率的出现，并用电磁波的多层散射方法证实了这一点。通过使用相同的方法，它表明，在负折射率带内，这种纳米粒子的阵列放大发射的透射近场，同时缩小其空间分布，导致亚波长分辨率。材料损失的阵列的成像性能的影响也得到解决。
2008-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Pinpointing the Dominant Component of Contact Resistance to Atomically Thin Semiconductors
本研究揭示了经典接触电阻模型在描述2D材料接触时的不足，提出增加横向伪结电阻分量（Rjun）进行修正，并实验证明Rjun是未掺杂2D器件接触电阻的主导分量。
2021-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Photo-physics of Hybrid Metal Halide Perovskite Semiconductor Thin Films: Application in Photovoltaic
本研究聚焦混合金属卤化物钙钛矿半导体薄膜的光物理特性，探究其在太阳能电池领域的应用，为相关光伏器件研发提供光物理层面的理论支撑。
2023-11-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Self-passivation reduces the Fermi level pinning in the metal-semiconductor contacts
本文通过第一性原理计算揭示悬挂键诱导界面态在金属-半导体接触费米能级钉扎中的关键作用，并证明自钝化可显著降低界面隙态、提高钉扎因子，为降低接触电阻提供新思路。
2025-05-07 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Plasmonic Induced Potential in Metal-Semiconductor Composits
我们利用实验工具，如导电原子力显微镜和静电力显微镜上的光激发的铟锡氧化物衬底上的金纳米粒子阵列。纳米颗粒部分被薄的半导体聚合物覆盖。分析了在金属纳米颗粒的等离子体共振频率下激发后复合金属-半导体样品的电流和电势分布的变化。
2015-11-30 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Designing Efficient Metal Contacts to Two-Dimensional Semiconductors MoSi$_2$N$_4$ and WSi$_2$N$_4$ Monolayers
与二维（2D）半导体的金属接触在现代电子和光电子器件中普遍存在。然而，这种接触经常受到强烈的费米能级钉扎（FLP）效应的困扰，这降低了肖特基势垒高度（SBH）的可调谐性，并降低了基于2D半导体的器件的性能。在这项工作中，我们表明，单层MoSi $_2$ N $_4$和WSi $_2$ N $_4$ -一个最近合成的二维材料类具有特殊的机械和电子性能-表现出强烈抑制FLP和宽范围可调SBH时，与金属接触。获得了S=0.7的异常大的SBH斜率参数，其优于绝大多数其他2D半导体。这种令人惊讶的行为源于MoSi $_2$ N $_4$和WSi $_2$ N $_4$的独特形态。外围的Si-N层形成保护半导体内核免受金属接触的干扰的原生原子层，从而抑制FLP。我们的研究结果揭示了MoSi $_2$ N $_4$和WSi $_2$ N $_4$单层膜作为设计高性能和节能的2D纳米器件的新型2D材料平台的潜力。
2020-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
