Vertical distribution of nitrogen-vacancy centers in diamond formed by ion implantation and annealing
进行蚀刻实验，其揭示通过离子注入和退火在靠近表面处产生的金刚石中的光学活性氮空位（NV）中心的垂直分布。的NV分布强烈地依赖于原生氮浓度，和中性和带负电荷的NV峰的光谱测量提供证据，在较低的氮材料中的电子耗尽效应。这些结果对于潜在的量子信息和磁力计设备是重要的，其中NV中心必须被创建在非常接近于用于耦合到光学结构的表面处。
2009-02-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Gallium vacancy and the residual acceptor in undoped GaSb studied by positron lifetime spectroscopy and photoluminescence
对未掺杂的p型锑化镓材料进行了正电子寿命、光致发光和霍尔测量。在正电子寿命测量中发现了一个314 ps的寿命分量，归因于与$V_{Ga}$相关的缺陷。在PL测量中，观察到$778meV$和$797meV$峰。在$300^{o}C$温度下，314 ps正电子寿命分量和两个光致发光信号均消失，这为它们之间的相关性提供了有力的证据。然而，观察到空穴浓度（$\sim 2\times 10^{17}cm^{-3}$）在直至$500^{o}C$的整个退火温度范围内是恒定的。与一般的信念相反，这意味着，至少对于退火温度高于$300^{o}C$的样品，Ga空位不是负责p型导电的受主。
2002-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Oxygen-vacancy-mediated Negative Differential Resistance in La and Mg co-substituted BiFeO3 Thin Film
研究了Bi 0. 9La 0. 1Fe 0. 96 Mg 0. 04 O 3（BLFM）薄膜在不同温度下的导电特性，发现该薄膜在80 oC以上的向下电场作用下出现负微分电阻（NDR）. NDR行为的起源与氧空位（VO.）的离子缺陷有关。出现在电影中。在分析漏电机理和表面电位行为的基础上，可以从VO的极化分布与中性化之间的竞争来理解NDR行为。
2012-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Local formation of nitrogen-vacancy centers in diamond by swift heavy ions
我们将注入氮的金刚石暴露于快速铀和金离子束（~1 GeV），发现这些辐照直接导致氮空位（NV）中心的形成，而无需热退火。我们比较了快速重离子激活的NV-中心的光致发光强度与低能量电子照射和热退火形成的。用快重离子辐照的NV-产额是低能电子产额的0.1和热退火产额的0.02。我们讨论了快速重离子形成NV心的可能机制，如电子激发和热尖峰。虽然以低效率形成NV中心，但快速重离子使得能够在数十微米的相对大的距离上形成三维NV组装体。此外，我们的研究结果表明，NV中心的形成是一个本地探针的（部分）晶格损伤弛豫诱导的电子激发从快速重离子在金刚石。
2014-11-20 cond-mat.mtrl-sci
Vacancy-mediated domain growth in a driven lattice gas
利用蒙特卡罗模拟和平均场论，我们研究了受驱动的格子气中畴的生长.在单个空位的介导下，两种粒子（"电荷“）不混合，因此无序的初始构型形成电荷分离的畴，其缓慢地生长。定义了一个序参量，并证明了它满足动态标度。它的缩放形式计算分析，在良好的协议与模拟。
2001-08-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Oxygen-vacancy Mediated Deterministic Domain Distribution at the Onset of Ferroelectricity
本研究通过第一性原理计算和原子尺度成像，发现氧空位在居里温度以上保持不动，冷却时决定可复现的铁电畴壁图案，变温压电力显微镜证实了记忆效应，质疑了畴分布的自发性。
2024-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Spin-resolved Visible Optical Spectra and Electronic Characteristics of Defect-mediated Hexagonal Boron Nitride Monolayer
缺陷介导的六方氮化硼（hBN）超晶胞具有可见光谱和电子特性。hBN超晶胞中的缺陷包括原子空位、反位、反位空位以及外来原子对硼或氮的取代。具有VB、CB和NB-VN的hBN超晶胞具有跨费米能级的高电子态密度，这表明高导电电子特性。含原子空位、反位空位、杂质原子取代硼或氮等缺陷的hBN具有明显的自旋分辨光学和电子学特性，而含硼和氮反位缺陷的hBN不具有自旋分辨光学特性。带正电荷缺陷的hBN在较长的光谱区域具有主导的光学和电子特性。
2019-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Vacancy-mediated complex phase selection in high entropy alloys
采用原位高能X $-$射线衍射、单晶X $-$射线衍射和基于密度泛函理论的电子结构方法研究了Ti-Zr-Hf-Al高熵合金中的相选择，并预测了合金的形成焓和化学短程有序（SRO）.具有不同Al含量的样品进行合成、表征和计算评估以确定组合物依赖的相选择，因为增加的Al含量通常充当体心立方结构的稳定剂。等原子TiZrHfAl由于其观察到的bcc超结构而特别令人感兴趣-$γ-$黄铜的变体，每个晶胞具有4个空位（而不是$γ-$黄铜中的2个）。我们强调空位排序如何介导选择这种变体的$γ-$黄铜，这是由空位原子SRO，大大抑制所有原子SRO驱动。由于空缺是固有的处理耐火系统，我们预计，类似的发现等待在其他高熵合金或在重温旧的实验数据。
2020-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Effects of low energy electron irradiation on formation of nitrogen-vacancy centers in single-crystal diamond
在扫描电子显微镜中暴露于低能电子束（2至30 keV）局部诱导NV中心的形成，而无需在已注入氮离子的金刚石中进行热退火。我们发现，非热，电子束诱导的NV-形成的效率比热退火低约四倍。但是与单独的热退火相比，在暴露于低能电子之后的连续热退火步骤（800 C）中的NV中心形成增加了高达1.8倍。这些观察点重建的氮空位复合物诱导的电子激发从低能量电子作为NV-中心形成机制，并确定本地电子激发作为空间控制的室温NV-中心形成的手段。
2012-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Vacancy-mediated nitrogen diffusion and aggregation via high-fluence electron beam irradiation in HPHT synthesized diamond crystal
National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）；University of Tsukuba（筑波大学）；National Institutes for Quantum Science and Technology（量子科学技术研究开发机构）；Tohoku University（东北大学）
通过室温电子束辐照和退火，研究氮掺杂HPHT金刚石中氮空位中心的形成机制，发现高注量下出现H3中心等未知缺陷，且其形成温度低于常规报道，归因于空位介导的氮扩散与聚集。
2026-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Ultrahigh nitrogen-vacancy center concentration in diamond
使用电子和中子照射并随后以逐步方式进行热退火，在含有约100 ppm氮的金刚石单晶中产生高浓度的带负电荷的氮空位（$\text{NV}^{-}$）中心。用连续波电子顺磁共振（EPR）测定了各步反应中N原子向$\text{NV}^{-}$中心的转化率，最高可达17.5%.电子辐照后形成的电荷空位所示的EPR谱，但热退火恢复样品的质量作为缺陷信号减弱。我们发现在退火过程中约有25%的空位形成了NVs.大的$\text{NV}^{-}$浓度允许观察取向依赖的自旋弛豫时间，并且还允许使用电子自旋回波（ESE）和电子-核双共振（ENDOR）以高精度确定超精细和四极耦合常数。我们还观察到EPR信号与所谓的W16中心，其光谱特性可能意味着氮二聚体空位中心的起源。
2021-12-10 cond-mat.mtrl-sci
Conversion pathways of primary defects by annealing in proton-irradiated n-type 4H-SiC
利用深能级瞬态谱和光致发光谱研究了n型4 H-SiC在质子辐照和退火后的缺陷布居的发展。提出了一个全面的模型来描述在低于1000°C的退火过程中辐照诱导的点缺陷的演化和相互转换。该模型提出的EH 4和EH 5陷阱经常发现DLTS起源于（+/0）属于不同配置的碳反位碳空位（CAV）复合物的电荷跃迁水平。此外，我们表明，硅空位（VSi）和CAV之间的转换通道被有效地阻止在n型条件下，但变得可用在样品中的费米能级已移动到带隙的中心，由于辐射诱导的施主补偿。在高达400°C的温度下，VSi和碳空位（VC）的退火被示出为由与残余自激体的复合主导。到更高的温度，CAV对密度的衰减的报告，这是密切相关的VC浓度的重新增加。对这个过程的一个可以想象的解释是CAV对分解成单独的碳反型体和VC缺陷。最后，所提出的数据支持的索赔，即在辐照SiC中的自由载流子的去除是由于引入补偿缺陷，而不是钝化的浅氮施主。
2020-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Exciton-polariton mediated interaction between two nitrogen-vacancy color centers in diamond using two-dimensional transition metal dichalcogenides
本文从量子主方程出发，讨论了金刚石中两个带负电荷的氮空位色心通过激子-极化激元在金刚石晶体附近的二维过渡金属二硫族化物层中传播的相互作用。我们专注于光学1.945 eV跃迁和模型的氮空位色心作为两个层次的（人工）原子。我们发现，相互作用参数和能级重整化常数对氮空位中心到过渡金属二硫族化物层的距离非常敏感。得到了激子-极化激元谱和进入林德布拉德方程的阻尼常数的解析表达式。讨论了激子介导超辐射产生的条件。
2020-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High yield creation of germanium vacancy centers in diamond by focused ion beam implantation and high temperature annealing
Center for Integrated Quantum Science and Technology (IQST)（集成量子科学与技术中心）
本文通过聚焦离子束注入和高温退火，在金刚石中高效局域创建锗空位中心，实现深度5.5-30 nm内单中心创建，形成产率最高达33%。
2026-06-26 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Nitrogen-vacancy centre formation via local femto-second laser annealing of diamond
本研究利用飞秒激光局部退火掺氮金刚石，结合光致发光与光探测磁共振表征脉冲能量、预存缺陷及停留时间的影响，发现激光可主要扩散而非产生空位，为定制NV中心提供新手段。
2025-07-24 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
An upper limit on the lateral vacancy diffusion length in diamond
离子注入被广泛用于改变材料的结构、电学和光学性质。通过适当的掩模，这种技术可以用来定义纳米和微米结构。然而，根据所使用的掩模的类型，实验已经表明，可以推断出与空位相关的衬底修改距离用于限定注入区的掩模的边缘数十微米。这可能是由于在退火过程中从注入区域的空位的快速扩散，或者是由于与掩模边缘周围的离子散射相关的几何效应。对于量子和单原子器件，杂散离子损伤可能是有害的，必须最小化。为了轮廓的分布的重结晶引起的损伤，我们已经使用氮空位色心作为一个敏感的标记的空位浓度和分布后MeV的He离子注入到金刚石和退火。结果表明，氦原子注入通过掩模夹在金刚石表面的散射掩模下的距离在几十微米的范围内从掩模边缘。通过光刻定义和沉积的掩模注入，掩模和衬底之间没有间隔，显着减少散射<5 μ m，但不消除它。这些散射距离远大于理论估计的空位扩散距离260 nm在类似的条件下。本文表明，扩散，退火时，由离子注入金刚石中产生的空位是有限的，从掩模的边缘几十微米的空位的外观是由于散射效应。
2016-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Vacancy-mediated transport and segregation tendencies of solutes in FCC nickel under diffusional creep: A density functional theory study
本研究结合密度泛函理论与自洽平均场理论，揭示FCC镍中6种溶质的空位介导扩散规律与偏聚倾向，为N-H蠕变下的溶质偏聚评估提供关键输运参数。
2024-08-13 cond-mat.mtrl-sci
Clustering of vacancy defects in high-purity semi-insulating SiC
用正电子寿命谱研究了半绝缘碳化硅中的本征空位缺陷。该材料显示含有（i）由4- 5个缺失原子组成的空位簇和（ii）与Si空位相关的带负电荷的缺陷。与团簇结合的总开放体积与生长态和退火态材料的电阻率相关。我们的研究结果表明，硅空位相关的复合物电补偿生长的材料，但迁移，以增加在退火过程中的集群的大小，导致电阻率的损失。
2006-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Observation of vacancy-related polaron states at the surface of anatase and rutile TiO2 by high-resolution photoelectron spectroscopy
在可还原氧化物的表面区域中的缺陷，如TiO 2，对应用具有深远的影响，而它们的性质非常受小极化子形成的可能性的影响。在这里，我们探测金红石（110）和金红石（101）单晶通过高分辨率紫外光电子能谱学和解决多个组件的带隙中的众所周知的缺陷状态。在金红石中，我们发现两个在VBM+2.1 eV和VBM+1.4 eV，我们分配到次表面极化子陷阱和空位束缚态，分别确认预测的部分抑制极化子形成在高空位浓度。新的缺陷是由同步加速器光束原位创建的表面上。我们分配一个组件在VBM+2.3 eV，可以通过退火去除，极化子状态与表面氧空位。我们还确定了第二个组件在VBM+1.6 eV，这不能通过退火去除，是太深，与氧空位。
2014-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio study of phosphorus effect on vacancy-mediated process in nickel alloys - an insight into Ni2Cr ordering
镍-铬合金中长程序的发展具有很大的技术意义，但对其转变的动力学和机制知之甚少。本文采用计算和实验相结合的方法研究了磷对Ni-Cr合金中化学计量比Ni_2Cr有序化速率的促进作用。制备了一系列Ni-33% Cr-x%P样品（以原子百分比计），其中磷浓度x = <0.005-0.1原子%。并在373和470°C之间老化长达3000小时。第一性原理模型认为fcc Ni与稀P作为一个合理的近似复杂的Ni-Cr-P合金系统。计算结果表明，通过与磷原子相关的空位的连续交换和旋转跳跃的空位溶质对扩散的空位输运的显着增强。这两种迁移路径的能垒至少比纯Ni溶剂中空位原子交换的能垒低0.35 eV。分析扩散模型预测，对于0.1at.%，P在400-500°C。模型预测结果与显微硬度的变化趋势吻合较好。我们用动力学有序化模型表征了显微硬度的结果，表明有序化转变的激活能显著降低。这些结果有助于衡量工业合金发展长程序的风险，这种长程序增加了强度，但降低了延展性和韧性。微量合金化元素与多余空位结合，降低空位迁移势垒，可显著促进Ni_2Cr沉淀硬化。
2019-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Nothing moves a surface: vacancy mediated surface diffusion
我们报告的扫描隧道显微镜观察，这意味着所有的原子在一个紧密堆积的铜表面移动频繁，即使在室温下。使用低密度的嵌入式铟“示踪”原子，我们可视化的表面原子的扩散运动。令人惊讶的是，铟原子似乎进行了协调一致的长距离跳跃。造成这种运动的原因是超低密度的表面空位，在表面内迅速扩散。这种解释是支持的铟原子的位移分布，这揭示了我们提出的空位介导的扩散机制的形状特征的详细分析。
2000-09-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Mechanism of Oleic Acid-Mediated Sulfur Vacancy Healing in monolayer WS$_2$
本研究揭示了油酸处理通过提供取代氧愈合单层WS$_2$硫空位以增强光致发光产率的机制，并基于密度泛函理论阐明了该过程，为过渡金属硫族化物的氧掺杂提供了新途径。
2025-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Universal aspects of vacancy-mediated disordering dynamics: the effect of external fields
我们研究了初始相分离的二元合金的无序，由于一个高度移动的缺陷，耦合到一个电场或引力场。使用平均场和蒙特卡罗方法，我们表明，这个过程的后期阶段表现出动态缩放，其特征在于由一组指数和缩放函数。一个新的标度变量出现了，与场相关联。虽然标度函数携带关于场和边界条件的信息，但指数是通用的。他们可以计算分析，在良好的协议与模拟结果。
1999-10-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Spin properties of dense near-surface ensembles of nitrogen-vacancy centres in diamond
本文研究了氮离子注入金刚石近表面氮空位（NV）中心形成的致密层的自旋性质。光学检测的磁共振对比度和线宽，自旋相干时间，和自旋弛豫时间，测量作为注入能量，剂量，退火温度和表面处理的函数。为了跟踪存在的损伤和表面相关的自旋缺陷，我们进行原位电子自旋共振光谱通过双电子-电子共振和交叉弛豫光谱的NV中心。我们发现，对于能量（$4-30$ ~keV）和剂量（$5\times10^{11}-10^{13}$ ~ions/cm $^2$）的范围内考虑，NV的自旋性质主要是由剂量通过残留的重结晶诱导的顺磁缺陷，但由此产生的磁灵敏度基本上是独立的剂量和能量。然后，我们表明，磁灵敏度显着改善高温退火在$\geq1100^\circ$ C。此外，除了自旋弛豫时间，这是显着减少的自旋性质没有显着影响氧退火。最后，通过核磁共振测量确定平均NV深度，在4-6 keV注入能量下给出$\approx10$ ~ 17 nm。这项研究揭示了为高灵敏度传感和成像应用创造近表面NV中心密集层的最佳条件。
2018-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Diffusion and clustering of substitutional Mn in (Ga,Mn)As
采用多尺度方法研究了（Ga，Mn）As单晶生长过程中Ga空位介导的微结构演化。的Ga空位和替代Mn的迁移势垒连同它们的相互作用的第一性原理计算，并在温度范围从200至350 $^\circ$ C的时间演化研究使用晶格动力学蒙特卡罗模拟。结果表明，在典型的生长温度和退火温度下，（i）镓空位为置换Mn提供了扩散机制，（ii）在10- 20 h内，空位介导的Mn扩散促进了置换团簇的形成。聚集降低居里温度（$T_C$），因此Mn聚集与快速间隙Mn扩散相结合解释了实验观察到的$T_C$的双重退火行为。
2006-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Dynamic scaling in vacancy-mediated disordering
我们考虑的无序动力学的相互作用的二元合金与一个小的混合物的空位介导的原子-原子交换。从完美的相分离状态开始，系统被快速加热到无序相的温度。一个合适的无序参数，即断裂键的数量，作为时间的函数进行监测。使用蒙特卡罗模拟和粗粒度的场论，我们表明，这个过程的后期阶段表现出动态标度，其特征在于由一组标度函数和指数。我们讨论的普遍性，这些指数和评论的一些微妙之处，在早期阶段的无序过程。
1999-12-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Probing thermal magnon current mediated by coherent magnon via nitrogen-vacancy centers in diamond
目前，热激发磁振子由于其在计算设备和热电转换技术中的潜力而受到广泛研究。我们报告的热磁振子电流的检测下的温度梯度使用量子传感器的磁性绝缘体钇铁石榴石传播：与金刚石中的氮空位（NV）中心的电子自旋。热磁振子电流被观察到作为修改拉比振荡频率的NV自旋托管在一个梁状的大块金刚石，共振耦合的相干磁振子传播了很长的距离。此外，使用纳米金刚石，NV自旋弛豫速率的变化取决于所施加的温度梯度下观察到的非共振NV激发条件。通过NV自旋态探测由相干磁振子介导的热磁振子电流的演示作为创建混合自旋热电子学和自旋量子比特的设备平台的基础。
2021-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rate theory modeling a vacancy mediated intra-granular fission gas bubbles growth in amorphous $U_3Si_2$
对辐照非晶$U_3Si_2$中气泡行为的模型进行了推广，考虑了点缺陷和气体原子汇对位错环生长的影响。揭示了气泡尺寸分布函数的普遍性和气泡尺寸增长的标度律。温度依赖性的主要量控制气泡生长进行了讨论。详细研究了晶粒内气泡和位错环的局部分布，以说明晶界附近气泡尺寸的变化并估计局部膨胀。获得的数据进行了比较与实验和数值研究。
2021-12-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Automatic numerical evaluation of vacancy-mediated transport for arbitrary crystals: Onsager coefficients in the dilute limit using a Green function approach
从主方程导出了任意晶体结构的稀空位/稀溶质极限中空位介导扩散的一般解。空位晶格格林函数的一般数值方法归结为任意晶体布里渊区上的几个解析函数和光滑函数的数值积分的总和。Dyson方程在存在具有任意但有限的相互作用范围的溶质的情况下求解格林函数，以准确、有效和自动地计算输运系数，包括溶质-空位交换率差异非常大的情况。该方法利用晶体的空间群对称性来降低Dyson方程中矩阵求逆的复杂性。该算法的开源实现是可用的，和数值结果的收敛性的裸空位格林函数的积分误差，和示踪剂的相关因素的各种晶体，包括纤锌矿（六角金刚石）和石榴石。
2017-05-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech math-ph
Vacancy clusters at domain boundaries and band bending at the SrTiO$_3$(110) surface
利用扫描隧道显微镜、X射线光电子能谱和密度泛函理论（DFT）计算研究了SrTiO $_3$（110）表面（$n \times 1$）（$n=4,5$）重构中的反相畴界.两种类型的APDB形成的每一个重建，它们由Ti $_x$ O $_y$空缺集群与特定的化学计量。这些团簇的存在由退火期间的氧压控制。用密度泛函理论对空位团簇的结构模型进行了解析，结果表明空位团簇的相对稳定性取决于氧的化学势。表面能带弯曲可以通过控制畴界处的空位团来调节。
2018-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Energetics and metastability of the silicon vacancy in cubic SiC
硅空位是立方SiC（3C-SiC）的一个重要的本征缺陷，迄今为止，人们在实验和理论上都对它进行了大量的研究。我们计算其属性使用GW近似，不受带隙问题。所获得的形成和过渡能显着偏离通常的密度泛函理论的评价，现在比较有利的实验。然后提出了一个新的分配的光致发光的主线。我们进一步进行GW计算的鞍点的反应路径。由此产生的势垒能量解释了热退火实验由于一个原始的机制介导的少数电荷配置。
2011-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Hysteresis in the magneto-transport of Manganese-doped Germanium: evidence for carrier-mediated ferromagnetism
本文报道了用Mn离子注入Ge，然后用脉冲激光退火的方法制备Ge：Mn铁磁半导体。得益于短时间退火，Mn注入Ge中的空穴浓度从10 $^{18}$提高到10 $^{20}$ cm $^{-3}$以上，提高了两个数量级。可能是由于高空穴浓度，我们观察到纵向和霍尔电阻表现出与磁化相同的磁滞，这通常被认为是载流子介导的铁磁性的标志。
2010-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Statistical investigations on nitrogen-vacancy center creation
实验表明，浅氮极化（<10 keV）导致带负电荷的氮空位中心（NV-）产率为0.01- 0.1%。在碳基体中引入NV中心的最成功的技术是离子注入，然后在1100 K下退火。利用分子动力学（MD）和蒙特卡罗（MC）方法研究了浅注入过程中沟道效应和统计扩散的影响。用密度泛函理论计算了扩散过程的能垒。我们的模拟结果表明，与实验相比，NV产率有显着差异。据统计，25%的注入氮在退火后形成NV中心。
2013-09-03 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Impurity-vacancy complexes and ferromagnetism in doped sesquioxides
基于混合密度泛函计算，我们提出，铁磁性的原型方铁锰矿倍半氧化物在$_2$ O $_3$掺杂Cr是由于铬-氧空位复合物，而孤立的Cr不能支持载体介导的磁耦合。我们的建议是一致的实验事实，如在O-贫条件下的铁磁性的发病，低或消失的净力矩在无意中掺杂的材料，其增加后有意掺杂。
2014-07-12 cond-mat.mtrl-sci
Vacancy-mediated suppression of phase separation in a model two-dimensional surface alloy by the difference of the atomic jump rates
一个空位介导的集体扩散模型是用来计算在一个典型的fcc双金属表面合金在低的中位浓度的空位的热诱导（spinodal）相分离，专注于效果的比率，$Γ=Γ_A/Γ_B$，跳跃率的空位的两种类型的原子。该模型是制定一个原子物种和空位的扩散，采用动力学输运系数推导出的Moleko \emph{et al.}（菲尔。Mag.A59，141（1989））。证明了对于A $_{0.7}$ B $_{0.3}$合金，$Γ\sim 50$导致相分离的抑制，而非常小的$Γ$值导致温和的相分离（即，抑制是不完全的）。
2022-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci math.DS
Nanoscale graphitization and defect evolution in silicon-vacancy center-containing nanodiamonds under high-pressure high-temperature annealing
Chimie ParisTech, UMR CNRS 8247, PSL Research University（巴黎化学研究院）；Synchrotron SOLEIL（索雷尔同步辐射中心）；University of Ottawa（渥太华大学）
该研究通过原位同步辐射X射线衍射确定了含SiV色心的纳米金刚石高温高压退火的石墨化阈值，建立了规避石墨化的工艺窗口，改善了其光学响应以用于量子技术。
2026-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Displacement cascades and defects annealing in tungsten, Part II: Object kinetic Monte Carlo Simulation of Tungsten Cascade Aging
我们描述的目标动力学蒙特卡罗（OKMC）模拟的结果退火的初级级联损伤在体钨使用一个全面的数据库级联从分子动力学[1]作为一个功能的初级撞击原子（PKA）的能量和方向，温度为300，1025和2050 K。SIA聚集的增加，但随着温度的变化，结合不同的迁移率的SIA与空位的空位聚集减少，导致级联退火，这是一个有趣的温度效应，这是完全不同的，从人们所期望的。退火效率（退火前后缺陷数之比）随温度变化呈倒U型曲线。此外，我们还将描述我们新开发的OKMC程序的功能; KSOME（微观结构演化动力学模拟）用于执行这些模拟
2014-04-21 cond-mat.mtrl-sci
Nitrogen-Vacancy-Mediated Magnetism in Sputtered GdN Thin Films
Indian Institute of Science（印度科学研究所）；Jawaharlal Nehru Center for Advanced Scientific Research（贾瓦哈拉尔·尼赫鲁高级科学研究中心）；Indian Institute of Technology Madras（马德拉斯印度理工学院）；IISER Thiruvananthapuram（特凡纳普拉姆印度科学教育研究院）；BITS Pilani K. K. Birla Goa Campus（比拉工业与科学研究所皮拉尼校区K.K.比尔拉果阿分校）
研究通过溅射法制备GdN薄膜，发现氮空位介导的铁磁性增强，通过Raman模式与磁化率关联，验证了空位对磁性调控的关键作用。
2026-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Spectral emission dependence of tin-vacancy centers in diamond from thermal processing and chemical functionalization
我们报告了一个系统的光致发光（PL）的光谱发射特性的研究在离子注入和退火后，在金刚石中制造的个别光学缺陷。在620 nm、631 nm和647 nm处的三条谱线被识别并归因于SnV中心，这是由于它们出现在非常相同的单光子发射缺陷的PL光谱中。我们表明，这三个光谱特征的相对发生率可以通过氧化热退火后的样品表面进行修改。最后，我们报告了每一类单个发射体的相关发射性质，包括激发态发射寿命和发射强度饱和参数。
2021-06-14 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Coherent phonon motions and ordered vacancy compound mediated quantum path interference in Cu-poor CuIn$_{x}$Ga$_{(1-x)}$Se$_2$ (CIGS) with attosecond transient absorption
本文利用阿秒瞬态吸收光谱在贫铜 CIGS 中观测到黄铜矿相与有序空位化合物相的相干声子运动及量子路径干涉，分离了电子与空穴冷却时间，为飞秒尺度光伏量子相干计量开辟可能。
2025-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Displacement cascades and defects annealing in tungsten, Part I: defect database from molecular dynamics simulations
分子动力学模拟已被用来产生一个全面的数据库的幸存缺陷，由于在散装钨位移级联。在300 K、1025 K和2050 K下完成了初级撞击原子（PKA）能量从100 eV（亚阈值能量）到100 keV（$\sim$ 780 $\times E_d$，其中$E_d$是平均位移阈值能量）的21个数据点。在这个范围内的PKA能量，两个制度的幂律能量依赖的缺陷生产进行观察。一个独特的幂律指数的特点是在每个政权内产生的弗伦克尔对的数量。这两个区域在跃迁能处相交，跃迁能大约为250 $\times E_d$。跃迁能量也标志着大的自填隙原子（SIAs）簇（尺寸14或更大）形成的开始。所观察到的缺陷聚集行为是不对称的，随着温度的升高，SIA聚集增加，而空位聚集减少。这种不对称性随着温度的增加，使得在2050 K（$\sim 0.5 T_m$）几乎没有大的空位团簇形成，同时大SIA团簇出现在所有的模拟。这种不对称性的长期缺陷生存和损伤积累的影响进行了讨论。此外，观察到罕见的$<$ 100 $>$ {110} SIA环。
2014-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Oxygen vacancy mediated cubic phase stabilization at room temperature in pure nano-crystalline Zirconia films: A combined experimental and first-principles based investigation
本文报道了用电子束蒸发技术在室温下合成的氧化锆薄膜中立方相的形成。在不使用化学稳定剂和/或同时离子束轰击的情况下实现立方相的稳定。沉积两种不同厚度（660 nm、140 nm）的膜。660 nm和140 nm的薄膜被发现是化学计量比（ZrO 2）和非化学计量比（ZrO 1.7）分别由共振卢瑟福背散射光谱。而660 nm的沉积膜是在立方相，如由X射线衍射和拉曼光谱测量所示，140 nm的沉积膜是非晶的，并在热退火后获得立方相的转变。扩展的X-射线吸收精细结构测量显示，存在的氧空位在局部结构周围的锆的所有薄膜。然而，发现与立方相的膜（660 nm沉积态和140 nm退火膜）相比，非晶膜的这些氧空位的量显著更高。立方相的稳定性解释的基础上，由于氧空位的存在下的氧亚晶格的软X2-模式的振动的抑制。我们在密度泛函理论框架下的第一性原理模型表明，在环境条件下，具有氧空位的立方结构确实比其原始（无空位）对应物更稳定。还讨论了立方相稳定所需的临界空位量。
2019-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Non-Gaussian diffusion profiles caused by mobile impurity-vacancy pairs in the five frequency model of diffusion
在五频模型（5 FM）的框架下，研究了FCC基质在强杂质-空位（I-v）吸引作用下的空位介导杂质扩散。杂质和紧密结合的I-V对的系统已经在Cowern等人的速率方程方法的框架中处理，物理修订版信函65，2434（1990）中描述了在硅中的掺杂剂扩散中观察到的非高斯扩散分布（NGDP）。在本研究中，这种方法已被扩展到一个三维（3D）的积分微分方程描述对介导的杂质扩散。该方程预测了与Cowern等人相同的1D NGDP，但也可用于模拟扩散通过移动状态进行的系统中任意几何形状的3D轮廓。理论的参数已计算在5 FM的基础上，现有的文献数据。对铝基质中杂质的数据库进行了分析，并确定了用于观察NGDP的有前途的杂质-基质系统。已经模拟了NGDP预期易于检测的杂质的扩散曲线。有人认为，与输入参数的基础上计算的实验扩散常数的模拟NGDP可以作为一个定量测试的5 FM是足够准确的。
2018-01-16 cond-mat.mtrl-sci
First-principles investigation on diffusion mechanism of alloying elements in dilute Zr alloys
杂质在Zr中的扩散对于Zr合金的许多应用，特别是对于它们在核反应堆包壳中的应用是潜在重要的。然而，关于哪些元素是空位与间隙扩散体，目前存在显著的不确定性，这可以抑制对它们在不同温度、辐照和合金化条件下的行为的理解和预测。因此，采用基于密度泛函理论的第一性原理计算，预测了14种替代型合金元素在六方密排Zr中的稀杂质扩散系数随温度的变化.用八频率模型对空位介导的扩散进行建模。间隙的扩散的贡献估计从间隙的形成和选择迁移能量。在9个高对称性间隙网站的每个杂质的形成能进行了测定，包括显着的影响热膨胀。每个溶质在HCP锆中的主导扩散机制被确定在计算的空位介导的活化能，间隙活化能的下限和上限，和形成熵，提出了一个粗略的溶质的金属半径的关系。据预测，Cr，Cu，V，Zn，Mo，W，Au，Ag，Al，Nb，Ta和Ti都主要通过间隙机制扩散，而Hf，Zr和Sn可能主要是在低温下的空位介导扩散体和在高温下的间隙扩散体，尽管这些元素在高温下的机制的识别是相当不确定的。
2018-05-10 cond-mat.mtrl-sci
200 keV energy electron irradiation of single crystal diamond: Quantification of vacancy and nitrogen-vacancy production
本文定量研究了200 keV电子辐照单晶金刚石产生的空位深度分布，发现NV中心产生并非氮限制，空位过剩时NV会转化为NV2缺陷。
2025-09-08 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Annealing time, temperature, and field dependence of pinned magnetic moments in the collinear antiferromagnet PdMn
磁退火的共线反铁磁体PdMn与过量的Pd产生强烈的钉扎磁矩在退火磁场方向。这种行为可以理解的磁场偏置扩散模型的帮助下。在这里，磁场在反铁磁Mn亚晶格的两种可能的Pd过量原子占据之间产生能量差。这，介导的扩散，导致在这些亚晶格中的Pd过量原子的量的不平衡，随后，在亚晶格的总磁化的不平衡。我们调查这种效果的依赖于退火场，时间和温度。然后将结果与磁场偏置扩散模型的结果进行比较，结果吻合良好。
2023-03-06 cond-mat.mtrl-sci
New insight into quantifying vacancy distribution in self-ion irradiated tungsten: a combined experimental and computational study
本文提出基于正电子湮灭谱学结合密度泛函理论与模拟退火算法的新方法，定量提取钨中自离子辐照诱导的空位团簇浓度分布，揭示了高温辐照下透射电镜不可见的高浓度小空位团簇，并证实需引入氧-空位复合体以准确复现实验数据。
2024-11-20 cond-mat.mtrl-sci
Dissolution of donor-vacancy clusters in heavily doped n-type germanium
Ge的n型掺杂是一个自限性过程，这是由于形成了使施主失活的空位-施主络合物（DnV，其中n <= 4）。这项工作明确地表明，在重磷掺杂的Ge外延层中的主要P4V团簇的溶解可以通过毫秒闪光灯退火在约1050 K实现。P4V簇的溶解使载流子浓度增加了三倍以上，同时抑制了磷的扩散。电化学电容-电压测量结合二次离子质谱，正电子湮没寿命谱和理论计算，使我们能够解决和理解的一个基本问题，迄今为止，阻碍了锗与互补金属氧化物半导体技术的全面整合。
2020-10-28 cond-mat.mtrl-sci
A window into NV center kinetics via repeated annealing and spatial tracking of thousands of individual NV centers
金刚石中氮空位中心形成动力学的知识对于基于该缺陷的工程传感器和量子信息器件是至关重要的。在这里，我们利用单一NV中心的纵向跟踪，以阐明NV缺陷动力学在高温退火过程中从800-1100 $^\circ$ C在高纯化学气相沉积金刚石。我们观察到三种现象，可以共存：NV形成，NV淬火，和NV取向的变化。与基于NV的应用相关的是，通过在980 $^\circ$ ℃退火观察到在不存在样品照射的情况下NV密度增加6至24倍，并且在1050 $^\circ$ ℃观察到NV取向变化。相对于超纯金刚石中缺陷动力学的基本理解，我们的研究结果表明，一个显着的空位源可以被激活之间的NV创建950-980 $^\circ$ C，并表明，天然氢从NVH $_y$复合物在NV淬灭中起着主导作用，在最近的{ \it从头计算}的协议。最后，取向变化的直接观察使我们能够估计NV扩散势垒为5.1~eV。
2019-11-24 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Calculation ofthe transitions and migration of nitrogen and vacancy related defects,with implications on the formation of NV centers in bulk diamond
用屏蔽非局域杂化密度泛函超原胞平面波方法计算了金刚石中置换氮（Ns）、空位（V）和相关点缺陷（NV、NVH、N2、N2V和V2）的形成能、激发能以及电荷跃迁能级。此外，还计算了V和NV的扩散激活能，对已有的数据进行了理论和实验的比较，发现理论和实验符合得很好，并对缺失的数据进行了预测。基于这些缺陷的计算性质，带负电荷的氮空位中心的形成进行了研究，这是一个突出的候选应用在量子信息处理和纳米传感器。我们发现，NV缺陷的浓度是有限的天然金刚石由于相对较高的形成能量的NV。我们的研究结果表明，NV缺陷主要形成在退火的早期阶段，在N掺杂和辐照的金刚石。我们发现，具有多个受主态的两性双空位缺陷对辐照金刚石样品中NV的电荷状态和光稳定性有显著影响。
2013-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Diffusion behavior in diluted ($Fe,Cr$) alloys: An environment for H diffusion in ferritic steels
杂质扩散系数完全由低成本的经典分子静力学技术（CMST）获得。特别是，我们展示了如何CMST是适当的，以描述介导的空位机制的杂质扩散行为。在五频模型的背景下，CMST允许计算所有的微观参数，即：空位形成的自由能，空位-溶质结合能和所涉及的跳跃频率，从它们，我们得到的宏观输运幅度，如：相关因子，溶剂增强因子，Onsager和扩散系数。此外，我们首次报告的溶质-空位配对物种的扩散系数的行为。我们在稀释的NiAl和AlU f.c.c.合金.我们的研究结果是在完美的协议与现有的实验数据为两个系统和预测，NiAl的溶质扩散通过空位交换机制，而对于AlU系统，空位拖动机制发生。
2013-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Fermi-level mediated acceleration of flash sintering of oxide ceramics
Rice University（莱斯大学）
研究探讨氧化物陶瓷快速烧结中原子层面机制，用第一性原理计算，揭示YSZ中缺陷电荷补偿使费米能级上移加速阳离子迁移，如Zr空位电荷转变降低扩散势垒，该机制可推广，对FS技术理论有重要意义。
2026-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Oxygen vacancy-induced structural evolution of SrFeO$_{3-x}$ epitaxial thin film from brownmillerite to perovskite
采用脉冲激光外延技术在SrTiO $_3$（001）衬底上制备了SrFeO $_{3-x}$薄膜。氧空位水平（$x$）通过在不同氧分压下的后退火工艺来控制。我们在$x =$ 0.5下获得了棕钙钛矿（BM）结构，并观察到随着氧浓度的增加，晶体结构从BM演变为钙钛矿（PV）。我们观察到的红外活性声子相对于氧浓度的演变，这是密切相关的通过X射线衍射观察到的结构演变。我们确定了声子使用壳模型计算。此外，我们研究了三个代表性样品的声子模式的温度依赖行为：PV，和两个BM（BM $_{\mathrm{oop}}$和BM $_{\mathrm{ip}}$）与不同取向的氧空位通道。在BM $_{\mathrm{oop}}$样品中，我们观察到一个声子模式，随着温度的降低，它表现出不寻常的红移;这种行为可能是由于FeO $_6$八面体中的顶端氧不稳定性。我们的研究结果提供了重要的信息，在SrFeO $_{3-x}$材料系统的离子导电机制。
2018-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Critical role of water in defect aggregation and chemical degradation of perovskite solar cells
甲基铵碘化铅（\ce{MAPbI3}）在潮湿条件下的化学稳定性仍然是卤化物钙钛矿太阳能电池面临的主要挑战。在第一性原理热力学框架下研究了水插层碘化物钙钛矿（\ce{MAPbI3} \_ \ce{H2O}）和一水相（\ce{MAPbI3} $\cdot$ \ce{H2O}）中的缺陷过程.我们考虑了在富I和贫I条件下具有不同电荷态的孤立和聚集空位缺陷的形成能。发现在水合化合物中容易形成\ce{PbI2}（部分肖特基）空位络合物，而\ce{MAI}空位络合物难以形成.水相中的空位产生深电荷跃迁能级，表明卤化物钙钛矿在暴露于水分时降解。电子结构分析支持一种新的机制，水介导的空位对的形成。
2018-03-13 cond-mat.mtrl-sci
