Investigation of Electron-Phonon Coupling in Epitaxial Silicene by In-situ Raman Spectroscopy
本文报道用原位拉曼光谱研究了Ag（111）表面硅烯层中Dirac费米子与晶格振动之间的特殊耦合，即电子-声子耦合（EPC）。我们发现，由于硅烯和衬底之间的晶格失配以及衬底的电荷掺杂导致的拉伸应变，EPC被显著调制。确定了硅烯中二维电子气散射的特殊声子模。通过拉曼散射检测EPC和狄拉克费米子之间的关系，将为研究二维蜂窝材料的奇异性质提供一条直接的途径。
2015-02-16 cond-mat.mtrl-sci
Substrate induced tuning of compressive strain and phonon modes in large area MoS2 and WS2 van der Waals epitaxial thin films
采用脉冲激光沉积法生长了大面积的MoS 2和WS 2范德华外延薄膜，并对薄膜的层数进行了完全控制。生长在c-平面蓝宝石上的薄膜显示出A1 g和E12 g声子模式的硬化，对于MoS 2和WS 2，随着层数的减少。观察到的硬化转化为0.52%和0.53%的压缩应变，伴随着基本直接带隙分别增加到单层MoS 2和WS 2的1.74和1.68 eV。应变随层数的增加而衰减。HRTEM成像直接揭示了范德华层与衬底的原子配准的性质和相关的压缩应变。结果表明，一个实用的路线，以稳定和工程应变这类材料在大面积器件制造。
2016-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Influence of Ni/Mn cation order on the spin-phonon coupling in multifunctional La2NiMnO6 epitaxial films by polarized Raman spectroscopy
我们报道了Ni/Mn有序化对多功能La 2NiMnO 6中自旋-声子耦合的影响。三种类型的膜与不同层次的结构顺序，包括远程Ni/Mn阳离子顺序，阳离子无序，和有序和无序相的混合物，比较偏振显微拉曼光谱和磁力计。每一种薄膜都显示出对偏振态的强烈依赖性和一组独特的拉曼活性声子激发。长程阳离子有序化导致了拉曼活性声子峰的分裂，这是由于布里渊区折叠和对称性降低。声子模式软化开始清楚地在不同的温度下，每个样品揭示了强大的自旋-晶格相互作用。在有序薄膜中，它紧密地遵循磁化曲线。与混合物和有序膜不同，阳离子无序膜的软化行为受到强烈抑制。这些差异可以基于由于局部Ni/Mn阳离子有序化引起的自旋-自旋关联函数的幅度变化来理解。
2009-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Phonon Spectroscopy Near Phase Transition Temperatures in Multferroic BiFeO3 Epitaxial Thin Films
本文报道了多铁性铁酸铋BiFeO_3外延（c轴取向）薄膜在-192 ~1000 ℃的喇曼散射研究。声子异常在三个温度区被观察到：在930 - 950 ℃的γ相，在~ 370 ℃的Neel温度（TN）和~ 123 ℃，由于未知类型（磁性或结构）的相变。试图了解弱声子-磁振子耦合的起源和相序的动力学。在~ 820 C（Tc）处几个Raman模的消失与已知的结构相变和Arnold { \it et al.} \cite{arnold:09}。光谱还揭示了从820-930 \dc的{ \it非立方} $β$ -相和相同的{ \it非立方}相在930-950 \dc之间延伸通过$γ$ -相，与Arnold { \it et al.} \cite{arnold2:09}，以及薄膜中约1000 \dc的立方$δ$相的证据，其在粉末和块体中不稳定。在\cite{vasquez:prb09}中已经从理论上预测了这种立方相。显微拉曼散射和X射线衍射表明，在从22-1000 \dc的热循环过程中，薄膜中没有结构分解。
2010-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Spinodal Decomposition-Enabled Halide Perovskite Double Heterostructure with Reduced Fröhlich Electron-Phonon Coupling
外延III-V族半导体异质结构是现代微电子学、电光学和光电子学中的关键部件。卤化物钙钛矿材料具有优异的半导体性能，是相干异质结构器件的有前途的候选者。在这篇报告中，提出并实验实现了在卤化物钙钛矿体系中制备外延双异质结构的亚稳分解。采用化学气相沉积法，通过范德华外延制备了纯的混合卤化物钙钛矿外延棒和薄膜。在室温下，应用光子作为旋钮来调节亚稳分解和经典粗化的动力学。通过这种方法，卤化物钙钛矿双异质结构被创建携带外延界面和突出的光学性能。在共格卤化物双异质结构中发现了减少的Fröhlich电子-声子耦合，这被假设归因于广泛存在于III-V族双异质结构中的经典声子限制效应。在卤化物钙钛矿中开发相干双异质结构的能力为探索用于高性能和低成本光电子学、电光学和微电子学的基于卤化物钙钛矿的量子阱和超晶格铺平了道路。
2016-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Reduced thermal conductivity of epitaxial GaAs on Si due to symmetry-breaking biaxial strain
在Si上外延生长III-V族半导体是硅光子学的一种有前途的途径。在生长过程中产生的螺纹位错和残余热应力预计会影响III-V族半导体的热导率，这对于构建在该平台上的光子器件的有效散热至关重要。在这项工作中，我们结合了非接触激光诱导瞬态热光栅技术与从头算声子模拟研究在硅外延GaAs基缓冲层的面内热输运，用于制造III-V族量子点激光器。令人惊讶的是，我们发现一个显着减少的GaAs的面内热导率，高达19%，作为一个小的面内双轴应力为250 MPa的结果。利用从头算声子计算，我们将这种效应归因于面内双轴应力引起的声子-声子散射的增强，这打破了GaAs的立方晶体对称性。我们的研究结果表明，在硅上的外延III-V族层中消除残余热应力，以避免热导率的降低，促进散热的重要性。此外，我们的研究结果展示了潜在的手段，有效地控制固体与外部应变/应力的热导率。
2019-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Atomic-scale mapping of interfacial phonon modes in epitaxial YBa2Cu3O7-δ / (La,Sr)(Al,Ta)O3 thin films: The role of surface phonons
本研究利用振动电子能量损失谱研究高温铜氧化物超导体异质结的界面声子，发现环境表面贡献会干扰测量，提出去除干扰的方法分离界面声子信息，为复杂氧化物异质结构界面声子探测提供新手段。
2025-06-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Epitaxial strain effects on magnetic ordering and spin-phonon couplings in the (SrMnO$_3$)$_1$/(LaMnO$_3$)$_1$ superlattice from first principles
本文从第一性原理出发，研究了外延应变对1：1 SrMnO $_3$ /LaMnO $_3$超晶格中磁有序以及自旋与极性声子耦合的影响。观察到由外延应变引起的超晶格的磁相变，与以前的报道一致。我们发现，氧八面体旋转降低基态能量，但不破坏由应变引起的磁相变。我们计算区中心的声子频率和本征矢量作为外延应变和磁有序的函数。拉伸应变的自旋和最低频率的极性模式之间的耦合强度的大幅增加。这种增加可以归因于不同的相对耦合的各种极性模式的外延应变导致的最低模式的字符的变化。最后，自旋-声子耦合强度计算在海森堡形式主义。这种分析直接揭示了交换耦合的变化，由于特定的原子位移或声子模式，以及在整个氧化镧层和SrO层的面外交换耦合的不等价性，后者是在超晶格中的人工结构的结果。
2013-05-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Kohn anomaly and interplay of electron-electron and electron-phonon interactions in epitaxial graphene
通过直接探测石墨烯的电子结构，研究了外延石墨烯中电子-声子（el-ph）和电子-电子（el-el）相互作用。我们发现电子与A1 g声子的软部分的强耦合，在150+/-15 meV处出现扭结，而电子与另一个预期的声子E2 g的耦合在195 meV处只能勉强检测到。还讨论了el-el相互作用对电子与A1 g声子耦合增强的可能作用，以及el-ph相互作用对高结合能下自能线性虚部的贡献。我们的研究结果揭示了A1 g声子在石墨烯的el-ph相互作用中的主导作用，并强调了el-el和el-ph相互作用在石墨烯自能中的重要作用。
2008-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Periodic spatial variation of the electron-phonon interaction in epitaxial graphene on Ru(0001
我们对Ru（0001）上外延生长的石墨烯进行了低温扫描隧道谱（STS）测量。一个非弹性的功能，有关的石墨烯晶格的振动呼吸模式的激发，被发现在360毫电子伏。由这种非弹性特征产生的微分电导的变化（其与电子-声子相互作用强度相关联）在空间上从石墨烯超晶胞的一个位置到另一个位置变化。Ru（0001）上石墨烯的电子性质的这种不均匀性是由于石墨烯和Ru（0001）晶格之间的晶格失配引起的碳-钌相互作用的局部变化造成的。
2013-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced Dynamic Spin-Phonon Coupling in Epitaxial RuO2 Films
Gwangju Institute of Science and Technology (GIST)（光州科学技术院）；University of Minnesota−Twin Cities（明尼苏达大学双城分校）；Hankuk University of Foreign Studies（韩国外国语大学）；Seoul National University（首尔大学）；Sejong University（世宗大学）
该研究利用超快相干声子光谱与时间分辨磁光克尔效应，揭示外延 RuO2 薄膜中应变弛豫调控的声学和光学声子动态频率变化及自旋–声子耦合机制。
2026-10-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Magnetic and electric phase control in epitaxial EuTiO$_3$ from first principles
我们提出了一种设计策略-基于自旋，光学声子和应变的耦合-磁（电）相位控制可以通过施加的电（磁）场的系统。使用第一性原理密度泛函理论计算，我们提出了一个实现这一战略的磁性钙钛矿型EuTiO $_3$。
2006-07-26 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
Epitaxial bulk acoustic wave resonators as highly coherent multi-phonon sources for quantum acoustodynamics
固态量子声动力学（QAD）系统通过将声学声子源与超导或自旋量子比特耦合，为量子信息存储和处理提供了紧凑的平台。多模复合高泛音体声波谐振器（HBAR）是一种非常适合于QAD的声子源。然而，从缺陷，晶界，和界面/表面粗糙度的复合换能器中的散射严重限制了声子弛豫时间的沉积设备。在这里，我们生长的外延HBAR，由金属氮化铌底部电极和压电GAN膜上的SiC衬底。声阻抗匹配epi-HBAR从换能器到声子腔的功率注入效率> 99%。光滑的界面和低缺陷密度减少了声子损耗，产生的fxQ产物和声子寿命分别高达1.36 x 10^17 Hz和500微秒。GAN/NbN/SiC epi-HBAR是一种电致动的多模声子源，可以直接与基于NbN的超导量子比特或基于SiC的自旋量子比特连接。
2020-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Epitaxial strain induced magnetic transitions and phonon instabilities of the tetragonal SrRuO3
利用密度泛函理论计算了四元SrRuO 3（SRO）在外延应变影响下的磁性和动力学性质。研究发现，在xy平面上的拉伸和压缩应变都能引起Ru原子磁矩的突变。特别地，在面内约4%的压缩应变下，诱导铁磁到铁磁转变。当拉伸应变大于3%时，Ru的磁矩随应变的增加而逐渐下降，表现为弱铁磁状态。我们发现，这种磁转变可以定性地解释的Stoner模型。此外，在Γ点的冻结声子计算表明，结构不稳定性可以发生在压缩和拉伸应变。这种不稳定性是非常相似的铁电钙钛矿氧化物，即使SRO仍然是金属在我们研究的范围内。这可能对以SRO为组分的氧化物超电池的物理性质产生影响。
2012-12-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
First-principles study of magnetic frustration in FeSe epitaxial films on SrTiO$_3$
采用范德华修正的第一性原理计算，研究了电子掺杂和声子振动对SrTiO $_3$上单层和双层FeSe外延膜磁性的影响.对于单层FeSe外延膜，电子掺杂和声子振动的综合作用容易导致共线反铁磁态和棋盘格反铁磁Néel态之间的磁阻挫.对于双层FeSe外延膜，底层电子掺杂比顶层更容易引起磁阻挫。基本的物理是掺杂的电子在FeSe层和衬底之间的界面处积累。这些结果与现有的实验研究是一致的。
2015-01-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Hot Dirac Fermions in Epitaxial Graphene
我们利用超快光学差分透射光谱研究了多层外延石墨烯中热狄拉克费米子准粒子的超快弛豫动力学。我们观察到DT光谱，这是很好地描述了带间跃迁，没有电子-空穴相互作用。在初始热化和发射高能声子之后，电子冷却由电子声学声子散射确定，发现对于高掺杂层在1 ps的时间尺度上发生，并且在未掺杂层中在4-11 ps的时间尺度上发生。光谱也为SiC上热生长外延石墨烯的多层结构和掺杂分布提供了有力的证据。
2008-03-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermal boundary conductance across epitaxial ZnO/GaN interfaces: Assessment of phonon gas models and atomistic Green's function approaches for predicting interfacial phonon transport
我们目前的实验测量的热边界电导（TBC）从$77 - 500$ K跨隔离异质外延生长的ZnO薄膜在GAN衬底上。这些数据提供了一个评估的假设，驱动声子气体模型为基础的扩散失配模型（DMM）和原子格林函数（AGF）预测TBC的形式主义。我们的测量结果，与以前的实验数据相比，表明TBC可以受到长波长，区域中心模式的界面一侧的材料，而不是在DMM假设的“振动失配”的概念，这种分歧是在高温下明显。在室温下，我们测量ZnO/GAN TBC为$490\lbrack +150, -110\rbrack$ MW m $^{-2}$ K $^{-1}$。DMM和AGF之间的分歧和这些升高的温度的实验数据表明，不可忽略的贡献，从其他模式有助于TBC，不占在这些谐波形式主义的基本假设，如非弹性散射。考虑到这些ZnO/GAN界面的高质量，这些结果提供了一个宝贵的关键和定量评估的准确性的假设，在当前的计算方法的最先进的预测声子TBC跨界面。
2017-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature induced giant shift of phonon energy in epitaxial boron nitride layers
大面积氮化硼外延层生长的最新进展为未来的应用开辟了新的可能性。然而，它仍然在很大程度上不清楚如何弱连接的二维BN层与其基板相互作用，以及它们的性能是如何受到缺陷的影响。在这项工作中，我们研究了金属有机气相外延（MOVPE）生长的hBN层使用傅里叶变换红外光谱（FTIR）在160-540 K的温度范围内。我们的测量揭示了强烈的差异，层-衬底相互作用的字符为生长和分层的外延层。一个弱得多的相互作用的生长层解释皱纹的形成，减少应变的层-衬底界面，这对于转移到其他基板的层只发生在有限的温度范围内。最引人注目的结果是观测到$E_{1u}$声子能量的巨大增加，在很窄的温度范围内高达$\sim6$ cm $^{-1}$。我们发现，异常的幅度和温度范围强烈修改紫外光照射。观察到的巨效应解释的应变产生浅陷阱和不同的缺陷之间的电荷重新分配，这可以被解释为在hBN强的电子-声子耦合的结果。所观察到的异常的窄温度范围表明，该效应可以例如通过电致伸缩效应而进一步增强，这对于sp $^2$氮化硼是预期的。
2022-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric nanodomains in epitaxial PbTiO3 films grown on SmScO3 and TbScO3 substrates
用Raman光谱和压电响应力显微镜技术研究了在相同条件下用MOCVD技术在SmScO_3和TbScO_3钙钛矿衬底上生长的320 nm厚PbTiO_3铁电外延薄膜的畴结构。讨论了声子频移和典型的畴结构模。结果表明，显着不同的域结构架构：域结构的PbTiO 3薄膜生长在SmScO 3占主导地位的a-域取向，而强烈的优先c-域取向被发现在PbTiO 3薄膜生长在TbScO 3衬底上。这两种情况之间的差异可以追溯到在沉积温度下的薄膜-衬底晶格失配。
2013-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Carrier dynamics in epitaxial graphene close to the Dirac point
我们研究了在10 - 250 meV的光子能量范围内外延生长的石墨烯中的载流子动力学。补充微观建模的实验表明，载流子弛豫显着放缓的光子能量被调谐到低于光学声子频率的值，然而，由于热载流子的存在下，光学声子发射仍然是主要的弛豫过程。当光子能量约为费米能级的两倍时，由于带间和带内过程的相互作用，发生了从泵浦诱导透射到泵浦诱导吸收的转变。
2012-01-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Optical and plasmonic properties of high electron density epitaxial and oxidative controlled titanium nitride thin films
本研究通过脉冲激光辅助合成制备高电子密度TiN/TiNO薄膜，结合实验表征与理论计算揭示其光学与等离激元特性，并提出多层光学模型提取复介电函数。
2024-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Long-range Ni/Mn structural order in epitaxial double perovskite La2NiMnO6 thin films
我们报告和比较的结构，磁性和光学性能的有序La 2NiMnO 6薄膜和无序LaNi0.5Mn0.5O3对应。X-射线衍射研究表明，B-网站Ni/Mn订购诱导额外的XRD反射的晶体对称性从一个伪立方钙钛矿晶胞的无序相的单斜晶的形式与较大的晶格参数的有序相。偏振拉曼光谱研究表明，有序样品的特征在于额外的声子激发，是不存在的无序相。这些额外的声子激发的外观被解释为最清晰的签名的布里渊区折叠作为结果的长程Ni/Mn订购La 2NiMnO 6。有序和无序的材料都显示出单一的铁磁到顺磁的转变。有序膜还显示接近4.8mB/f. u的饱和磁化强度。转变温度（FM-TC）约为270 K，而无序的只有3.7 mB/f.饱和磁化强度和FM-TC约为138 K。它们的磁性行为的差异被理解的基础上不同的本地电子配置的Ni/Mn阳离子。
2009-05-21 cond-mat.mtrl-sci
The effect of ion irradiation on dephasing of coherent optical phonons in GaP
利用基于电光取样的飞秒泵浦探测技术研究了离子辐照GaP晶体中相干纵光学声子的退相。通过Ga离子辐照引入少量的缺陷，发现相干LO声子的退相时间显著延长。在室温下观察到的最大失相时间为9.1 ps，Ga $^{+}$离子剂量为10 $^{13}$ /cm $^{2}$，这明显长于离子照射前GaP的值8.3 ps。较长的退相时间解释的缺陷诱导的深能级的存在下的电子LO声子散射的抑制。
2020-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Correlating Structural, Electronic, and Magnetic Properties of Epitaxial VSe2 Thin Films
已知过渡金属二硫属化物的电子和磁性对它们的结构极其敏感。本文研究了分子束外延生长的单层和双层$VSe_2$薄膜的结构对其电磁性能的影响。$VSe_2$最近引起了人们的广泛关注，由于在2D极限出现的铁磁性的报告。为了理解这种重要的化合物，高质量的1 T和扭曲的1 T薄膜分别在200 $^\text{o}$ C和450 $^\text{o}$ C的温度下生长，并使用4K扫描隧道显微镜/光谱学进行研究。测量的态密度和电荷密度波（CDW）模式进行了比较，能带结构和声子色散计算。在1 T相的膜揭示不同的CDW图案相比，在第一层的第二。有趣的是，我们发现1 T膜的第二层显示出具有4a $\times$ 4a周期性的CDW图案，这是在该化合物中观察到的体CDW的2D版本。我们的声子色散计算证实了软声子的存在下，在正确的波矢，导致这CDW。与此相反，第一层扭曲的1 T相膜显示出强烈的条纹特征，具有不同的周期性，而第二层显示没有可观察到的CDW图案。最后，我们发现，单层1 T $VSe_2$膜是弱铁磁性，与~ $3.5 μ_B$每单位类似于以前的报告。
2020-01-02 cond-mat.mtrl-sci
High-Mobility Carriers in Epitaxial IrO2 Films Grown using Hybrid Molecular Beam Epitaxy
本研究通过混合分子束外延制备IrO2外延薄膜，观测到声子限制输运、厚度依赖的各向异性面内电阻及新型非线性霍尔效应，发现1.8K下少数载流子迁移率超3000cm²/Vs，为5d金属氧化物的物性调控提供了新途径。
2024-05-20 cond-mat.mtrl-sci
Electronic nonequilibrium effect in ultrafast-laser-irradiated solids
本文通过紧束缚分子动力学模拟，研究超快激光辐照固体中的电子非平衡效应，发现其减慢电子-声子耦合并改变半导体和绝缘体的非热相变损伤阈值，强调可靠模型需同时包含电子非平衡、非绝热耦合和非热势演化。
2023-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Engineering heat transport across epitaxial lattice-mismatched van der Waals heterointerfaces
经过特殊设计的2D材料为热管理提供了独特的物理特性，超越了天然材料。在这里，使用范德华外延，我们展示了基于晶格失配的Bi 2Se 3/MoSe 2超晶格和石墨烯/PdSe 2异质结构设计具有出色热阻的极绝缘超薄热超材料的能力（70-202 m^2K/GW）和超低的交叉面热导率（0.01-0.07 Wm^-1 K ^-1），与非晶材料相当。使用频域热反射和低频拉曼光谱得到的实验数据，紧束缚声子计算的支持下，揭示晶格失配，声子界面散射，尺寸效应，温度和界面热阻对跨平面散热的影响，揭示不同的热传输制度和长波长声子的主导作用。我们的研究结果提供了必要的见解新兴的合成和热表征方法和有价值的指导大面积异质外延范德华薄膜的不同材料的定制的热传输特性的发展。
2023-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Growth of Large Area Single-Crystalline Few-Layer MoS2 with Room Temperature Mobility of 192 cm2V-1s-1
本文报道了在（0001）取向蓝宝石衬底上汽-固生长的具有良好结构和电学性能的单层MoS 2薄膜。高分辨率X射线衍射扫描表明，薄膜具有良好的面外有序性和外延登记。从薄膜中的空间电荷限制传输机制中提取的载流子密度为约2 × 1011 cm-2，室温迁移率为192 cm 2/Vs。发现电子迁移率表现出面内各向异性，比率为~ 1.8。温度依赖的电子迁移率，包括光学声子，声学变形势和远程电离杂质散射的理论估计被发现令人满意地匹配的测量数据。这里报道的合成方法证明了具有优异均匀性和高质量的器件质量少层MoS 2膜的可行性。
2014-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependence of the Seebeck coefficient of epitaxial $β$-Ga$_2$O$_3$ thin films
测量了同质外延金属有机气相（MOVPE）生长的硅掺杂的$β$-Ga $_2$薄膜相对于铝的塞贝克系数的温度依赖性。对于室温，我们发现相对塞贝克系数为$S_{β\text{-Ga}_2\text{O}_3\text{-Al}}=(-300\pm20)\;μ$ V/K。在高浴温$T>240$ K下，散射由电子-声子相互作用决定。在$T=100$ K和$T=300$ K之间的较低浴温下，在Stratton公式的框架中解释了Seebeck系数的幅度的增加。讨论了不同散射机制对Seebeck系数大小的影响，并与霍尔测量结果进行了比较。
2018-12-06 cond-mat.mtrl-sci
A phonon-driven mechanism for an emergent and reversible chirality in crystals
通过第一性原理计算发现K$_{3}$NiO$_{2}$晶体的非手性到手性相变可由简并软声子模式介导，并受压力、外延应变和电场调控，实现了可逆手性转换。
2024-07-29 cond-mat.mtrl-sci
Thermal expansion and temperature dependence of Raman modes in epitaxial layers of Ge and Ge$_{1-x}$Sn$_{x}$
本研究通过温度依赖性拉曼光谱和模型校准，揭示了Ge及GeSn外延层中热膨胀与声子非谐性对振动模式的影响，发现各向异性晶格膨胀是外延层与体材料差异的关键。
2024-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of 200 MeV Ag15+ ion irradiation on structural and electrical transport properties of Fe3O4 thin films
采用脉冲激光沉积法在MgO（100）和Si（100）单晶衬底上制备了Fe_3 O_4薄膜。在MgO衬底上生长的薄膜是c轴取向的外延生长，而在Si衬底上生长的薄膜是高度<111>取向的。膜厚度为150 nm。这些薄膜已被200 MeV的银离子辐照。我们研究了辐照对这些薄膜的结构和电输运性质的影响。辐照的注量值在5 × 1010离子/cm ~ 2至1 × 1012离子/cm ~ 2的范围内变化。我们比较了c轴取向的外延薄膜和非外延但取向的薄膜的各种物理性质的辐照诱导的修改<111>。Si衬底上的原始膜显示接近125 K的Verwey转变（TV），这高于通常在单晶中观察到的（121 K）。在用5 × 1010离子/cm 2的能量密度值照射后，TV移到122 K，更接近单晶值。然而，随着更高的能量密度（1 × 1012离子/cm 2）照射，TV再次偏移到125 K。
2009-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Characterization of high-quality MgB2(0001) epitaxial films on Mg(0001)
采用超高真空分子束外延技术在Mg（0001）衬底上生长了高质量的MgB 2（0001）薄膜。低能电子衍射和X射线衍射数据表明，厚膜是由MgB 2体结构的外延取向晶粒形成的。薄膜的质量允许进行角分辨光发射和偏振相关X射线吸收测量。首次报道了沿γ-A方向的能带图，并估算了表面态电子的电子-声子耦合常数l ~ 0.55。
2005-09-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
The malleability of uranium: manipulating the charge-density wave in epitaxial films
我们报告的X射线同步辐射实验上的铀，沉积在铌和钨种子层的外延膜。尽管这些难熔金属的晶格参数相似，但铀的外延排列是不同的，并且沿着铀层的a轴传播的应变具有相反的符号。在低温下，这些外延的变化导致铀中电荷密度波的行为发生巨大变化。用铀晶格中电子-声子耦合的现有理论解释了这些差异。我们的研究结果强调了有趣的可能性，生产外延薄膜的元素，具有复杂的结构，如轻锕系元素铀钚。
2014-04-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Epitaxial stabilization and phase instability of VO2 polymorphs
VO 2多晶型物，即，VO 2（A）、VO 2（B）、VO 2（M1）和VO 2（R）具有广泛的功能，可用于信息和能源技术中的许多潜在应用。然而，合成纯相材料，特别是薄膜形式的纯相材料，一直是一项具有挑战性的任务，这是由于VO 2多晶型物在热力学框架中彼此密切相关的事实。在这里，我们报告的VO 2多晶型物的外延稳定化合成高品质的单晶薄膜和研究这些亚稳材料的相稳定性。我们选择性地将所有相沉积在具有不同晶体取向的各种钙钛矿衬底上。通过研究相不稳定性、声子模式和输运行为，我们不仅发现VO 2多晶型物的物理性质截然不同，而且发现当加热至~400 oC时，VO 2多晶型物可能处于相变的边缘。我们成功的VO 2（A）和VO 2（B）相的外延，这是很少研究，由于缺乏相纯材料，将打开大门的VO 2多晶型物的基础研究，在先进的电子和能源设备的潜在应用。
2015-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Point Contact Spin Spectroscopy of Ferromagnetic MnAs Epitaxial Films
我们用点接触Andreev反射自旋谱测量了生长在（001）GaAs上的MnAs外延膜的输运自旋极化。通过分析接触电阻的温度依赖性和与自旋极化测量同时获得的铅的声子谱，我们证明了所有的点接触在弹道极限。A型和B型取向的MnAs的弹道输运自旋极化分别为约49%和44%。这些测量结果与我们的密度泛函计算是一致的，并与最近观察到的一个大的隧道磁电阻MnAs/AlAs/（Ga，Mn）As隧道结。
2003-06-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Measuring phonon dispersion at an interface
在异质界面的平移对称性的破坏导致出现新的声子模式本地化界面附近。这些界面声子在器件中的热/电输运性质中起着重要作用，特别是在微型器件中，其中界面可以支配器件的整个响应。因此，界面处的声子色散的知识对于器件设计和优化是高度期望的。虽然理论工作已经开始了几十年前，实验研究是完全缺席，由于在实现探测局域声子模式所需的综合空间，动量和光谱分辨率的挑战。在这里，我们使用电子能量损失谱在电子显微镜直接测量本地声子态密度和界面声子色散关系的外延CBN-金刚石异质界面。除了体声子模式，我们观察到声学和光学声子模式本地化的接口，和模式隔离远离接口。这些特征仅出现在界面周围约1 nm内。实验结果可以很好地再现从头计算。我们的研究结果提供了在异质界面晶格动力学的见解，应该是实际上有用的热/电工程。
2021-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Observation of the Optical Phonons in α-MnTe films
University of Central Florida（中佛罗里达大学）；Nanoscience Technology Center, University of Central Florida（中佛罗里达大学纳米科学技术中心）；Department of Materials Science and Engineering, University of Central Florida（中佛罗里达大学材料科学与工程系）；Institute of Low Temperature and Structure Research, Polish Academy of Sciences（波兰科学院低温与结构研究所）；Institute of Nuclear Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院核物理研究所）
本研究通过分子束外延在GaAs(111)B衬底上生长高质量α-MnTe薄膜，结合拉曼光谱和第一性原理计算，完整解析了六方NiAs型晶格中所有对称允许的拉曼活性声子模式，为研究交变磁性及其晶格耦合激发提供了稳健的薄膜平台。
2026-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Composition-tunable magnon-polaron anomalies in spin Seebeck effects in epitaxial Bi$_x$Y$_{3-x}$Fe$_{5}$O$_{12}$ films
本文研究了Bi $_x$ Y $_{3-x}$ Fe $_{5}$ O $_{12}$（Bi $_x$ Y $_{3-x}$ IG; $x=0$，$0.5$，和$0.9$）薄膜中自旋塞贝克效应（SSE）中的杂化磁振子-声子激发（磁振子极化子）。我们观察到尖锐的峰值结构的磁场$H$依赖的纵向SSE（LSSE）电压，出现时，声子色散的磁振子色散曲线的Bi $_x$ Y $_{3-x}$ IG。通过增加Bi量$x$，由于Bi $_x$ Y $_{3-x}$ IG中声速的减小，LSSE中的峰值场朝向较低的$H$值移动。我们还测量了非定域组态中的SSE，发现磁振子极化子异常出现不同的符号和强度。我们的结果显示了磁振子-极化子反常的成分可调谐性，并为进一步揭示磁振子-极化子SSEs的物理性质提供了线索。
2022-10-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nanoscale studies of domain wall motion in epitaxial ferroelectric thin films
利用原子力显微镜研究了PbZr 0. 2 Ti 0. 8 O 3薄膜的铁电开关和纳米畴动力学。测量的写入时间依赖性的域的大小揭示了一个两步的过程中，成核其次是径向域生长。在此生长过程中，畴壁速度表现出v ~ exp[-（1/E）^mu]依赖于电场，蠕变过程的特征。畴壁运动分析的背景下，在一个周期性的潜力，以及规范的蠕变运动的弹性流形在无序势的随机成核。的尺寸的电影表明，无序是在所观察到的畴壁蠕变的起源。为了研究改变薄膜中的无序的影响，在晶体生长过程中引入缺陷（a轴夹杂物）或通过重离子辐照，分别产生具有平面缺陷和柱状缺陷的薄膜。这些缺陷的存在下，发现显着降低蠕变指数μ，从0.62 - 0.69到0.38 - 0.5，在辐照膜和0.19 - 0.31，在含有a轴夹杂物的膜。
2004-11-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Swift-heavy-ion-irradiation-induced enhancement in electrical conductivity of chemical solution deposited La0.7Ba0.3MnO3 thin films
用200 MeV的Ag+15离子辐照用化学溶液沉积技术沉积的La0.7Ba0.3MnO3锰氧化物外延薄膜，最大离子剂量达到1 × 10^12 ions/cm 2。温度和磁场依赖的电阻率测量所有的膜（照射前后）揭示了持续的电阻率随离子剂量的增加而下降。在330 K [绝缘体-金属（I-M）转变]和10 K下，最大剂量为1 × 10^12离子/cm 2时，电阻率分别降低3倍和10倍。另一方面，随着离子注入剂量的增加，磁电阻（MR）在I-M转变附近增强，但在低温下降低。这些结果，证实了薄膜的表面形态，表明这种性能的起源在于辐照诱导的结晶度和外延取向的改善，晶粒之间的连接性增强，以及晶粒的聚集，从而导致在晶界处更好的导电性。
2006-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Photoluminescence of Femtosecond Laser-irradiated Silicon Carbide
RPTU University Kaiserslautern-Landau（凯泽斯劳滕-兰道莱布尼茨技术大学）；Universität des Saarlandes（萨尔兰州立大学）；Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST)（卢森堡科学与技术研究所）；University of Luxembourg（卢森堡大学）；Institut für Oberflächen- und Schichttechnik GmbH（表面与薄膜技术研究所有限公司）
研究飞秒激光照射对碳化硅表面改性和光致发光的影响，探讨其在量子技术中的应用潜力。
2026-03-30 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
A novel picture for charge transport interpretation in epitaxial manganite thin films
在25 -410 K温度范围内，对外延La_（0.7）Sr_（0.3）MnO_3薄膜在5-40 nm厚度范围内的输运特性进行了精确的测量。我们表明，考虑到极化效应允许实现有史以来最好的拟合的运输曲线在整个温度范围内。载流子密度塌陷图准确地解释了金属-绝缘体过渡期间的性质变化。电子-声子耦合参数的估计与理论预测符合得很好。结果促进了一个明确的和直接的定量描述的锰氧化物薄膜中涉及的电荷传输器件的应用。
2013-11-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Bright and dark states of two distant macrospins strongly coupled by phonons
我们研究两个遥远的磁铁相干耦合的声学声子，通过插入晶体传输的集体动力学。通过调节两个磁体的铁磁共振到晶体的声共振，我们控制了一个相干的三能级系统。我们发现，声子模式的奇偶性决定了磁体之间的间接耦合的性质：奇/偶声子模式的共振对应于磁体处的异相/同相晶格位移，从而分别响应于均匀的微波磁场而导致亮/暗状态。样品是一个三层石榴石，由两个薄的磁性层外延生长在半毫米厚的非磁性单晶的两侧组成。尽管样品中存在相对较弱的磁弹相互作用，但样品中的磁振子和声子模的长寿命是揭示这种长程强耦合的关键。这表明石榴石是研究微波频率下磁振子和声子多体杂化过程的一个很好的平台。
2022-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Goldstone-like phonon modes in a (111)-strained perovskite
Goldstone模是由自发对称性破缺产生的无质量粒子。虽然这种模式在基本粒子物理学以及超流氦、超导体和磁振子等凝聚态系统中都有发现，但结构性的戈德斯通模式却很罕见。薄膜中的外延应变可以诱导体中不可获得的结构和性质，并且已经针对（001）取向的钙钛矿氧化物进行了深入研究。本文用第一性原理计算预测了（111）应变SrMnO 3中的类Goldstone声子模。在压应变下，两个面内旋转不稳定性之间的耦合产生了Goldstone模式的墨西哥帽形能量表面特征。相反，大的拉伸应变诱导面内极性不稳定性，没有方向偏好，从而产生连续的极性基态。这种具有U（1）对称性的声子模可以模拟结构凝聚态的希格斯模。这种希格斯玻色子玻色子的质量，由墨西哥帽能量表面的形状决定，可以通过适当选择基底的应变来调整。
2017-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Electron-plasmon interaction induced plasmonic-polaron band replication in epitaxial perovskite SrIrO$_3$ films
电子-玻色子相互作用对于深入理解多体物理学中出现的各种奇异性质至关重要。在光电子能谱中，由于光子吸收引起的光电子发射会在固体中引发各种集体激发，包括声子、磁振子、电子空穴对和等离子体激元的出现，这自然为研究电子-玻色子耦合提供了可靠的途径。虽然在这种最先进的技术中电子-声子/磁振子相互作用的指纹已经得到了很好的研究，但对电子-等离子体耦合知之甚少，并且直接观察仅仅由于电子-等离子体相互作用引起的能带重整化是非常具有挑战性的。在这里，通过利用集成氧化物分子束外延和角分辨光电子能谱，我们发现了长期追求的纯电子等离子体激元耦合诱导的低躺在等离子体极化子复制带在外延半金属SrIrO $_3$膜，其中的特征低载流子浓度和窄带宽相结合，提供了一个独特的平台，电子等离子体激元相互作用可以在光电子能谱中进行运动学研究。这一发现丰富了固体中集体模的电子带归一化形式，并表明，为了获得对5d电子系统中准粒子动力学的完整理解，电子-等离子体相互作用应与公认的电子-电子相互作用和自旋-轨道耦合同等看待。
2021-03-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Gilbert Damping Parameters of Epitaxially-Stabilized Iron Gallium Thin Films from Ferromagnetic Resonance
The Ferroelectronics Laboratory, University of Michigan（密歇根大学铁电实验室）；Imec（imec研究所）；Department of Materials Science and Engineering, University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校材料科学与工程系）
研究了 epitaxially-stabilized 铁镓薄膜的 Gilbert 阻尼参数，发现其随镓浓度增加而减小，揭示了磁弹性耦合与阻尼变化的关系。
2026-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Magnetodielectric coupling and phonon properties of compressively strained EuTiO3 thin films deposited on LSAT
采用反应分子束外延技术在（001）（LaAlO 3）_0.29-（SrAl_{1/2} Ta_{1/2} O 3）_0.71（LSAT）衬底上生长了四角对称的压应变外延（001）EuTiO 3薄膜。发现在0.9%的压缩应变下，Neel温度提高了1 K。用红外反射光谱研究了薄膜的极性声子随温度和磁场的变化。所有这三个红外有源声子显示出强烈的硬化频率相比，散装EuTiO 3根据第一性原理计算。声子频率表现出逐渐软化冷却导致静态介电常数的增加。在150 K以下检测到一个新的极性声子，其频率接近TO 1软模。与TO 1模式耦合的新模式被分配为从布里渊区边缘，这是激活的红外光谱由于反铁畸变相变，由于同时存在的极性和/或磁性纳米团簇的光学声子。在反铁磁相，我们观察到一个显着的软化的最低频率的极性声子下施加磁场，这定性同意第一性原理计算。这证明了EuTiO 3中的强自旋-声子耦合，这是其静态介电常数在反铁磁相中对磁场的显著依赖性的原因。
2012-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Resonant phonon coupling across the La{1-x}Sr{x}MnO{3}/SrTiO{3} interface
在SrTiO{3}上外延生长的La{0. 53}Sr{0. 47}MnO{3} xMnO 3薄膜的输运和磁性在衬底的结构转变温度处表现出尖锐的尖点。使用实验和理论相结合，我们表明，尖点是在薄膜中的载流子和软声子模式的SrTiO{3}之间的共振耦合的结果，介导的氧八面体在薄膜中。模式的振幅向转变温度发散，声子被发射到膜的前几个原子层中，影响其电子状态。
2011-02-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Facet-dependent magnon-polarons in epitaxial ferrimagnetic Fe3O4 thin films
磁振子极化子是磁有序材料中晶格振动和自旋波的强磁弹性耦合产生的相干混合准粒子。磁振子极化子是磁振子自旋电子器件中必不可少的一个重要组成部分，它为磁振子的操纵提供了一个强有力的工具，近年来引起了人们的广泛关注。在这项工作中，我们报道了通过自旋塞贝克效应测量在外延铁磁Fe 3 O 4薄膜中实验观察到的依赖于晶面的磁振子极化子。在（110）和（100）取向的Fe_3O_4薄膜中，磁振子极化子的临界磁场分别为1.5 T和1.8 T，这是由于沿[110]和[100]方向的声子速度不同造成的。随着温度的降低，（110）和（100）取向的Fe3O4薄膜中磁振子极化子增强的自旋Seebeck电压降低，这可能是由于温度升高时磁振子极化子散射增强所致.这项工作表明，在外延磁性薄膜的晶体结构工程作为一个有前途的路线来操纵未来的磁振子自旋电子学应用的磁振子极化子。
2020-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of phase separation induced supercooling on magnetotransport properties of epitaxial La5/8-yPryCa3/8MnO3 (y~0.4) thin film
用射频溅射法在SrTiO_3（001）单晶上生长了La_（5/8）-yPryCa_（3/8）MnO_3（y~0.4）薄膜。结构和表面表征证实了这些薄膜的外延性质。然而，（002）和（110）峰的摇摆曲线之间的差异以及台阶-平台型表面形态中的凹坑/孔的存在表明这些膜中的高密度缺陷。场冷却（FCC）和场冷却升温（FCW）磁化测量之间的明显滞后表明朝向非各态历经的磁性状态。这种非遍历性的起源可以追溯到由共存磁相的微妙性引起的磁性液体状状态，即，铁磁和反铁磁电荷有序（FM/AFM-CO）。在冷却和升温循环期间（TIMC~64 K和TIMW~123 K）绝缘体金属转变之间的大差异可以被视为导致磁性液体在冷却时过冷的非遍历性的表现。外加磁场诱导的AFM-FM相变削弱了非遍历性和过冷度。对应于磁性液体状态（冷却循环）的TIM和小极化子活化能随所施加的磁场非线性地变化，但在结晶固体状态（升温循环）中变为线性。低温电阻率数据的分析表明，电子-声子相互作用急剧减少所施加的磁场。在自场升温曲线的较低温度区域的电阻率的最小值已被解释在磁不均匀制度的近藤散射。
2014-12-02 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
Photoreflectance spectroscopy of BiOCl epitaxial thin films
本文研究了生长在SrTiO3衬底上的BiOCl薄膜的光反射谱，发现了一个新的光学跃迁，通过谱线线型分析揭示了激子效应，并利用Varshni模型研究了其光学异常的温度依赖性及声子性质。
2023-10-11 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
