Expanding the tunability and applicability of exchange-coupled/decoupled magnetic nanocomposites
本文研究CoFe2O4部分还原制备CoFe2O4/Co-Fe纳米复合材料时一氧化物次生相对磁性能的影响，证明少量一氧化物即导致软硬磁相解耦和性能劣化，并通过优化还原条件制备无氧化物复合材料，展示了交换耦合/解耦对磁性能的宽范围调控潜力。
2023-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Electronic tunability of the frustrated triangular-lattice cluster magnet LiZn$_{2-x}$Mo$_3$O$_8$
LiZn $_2$ Mo $_3$ O $_8$是一种电绝缘的几何阻挫反铁磁体，其中无机Mo $_3$ O $_{13}$团簇每个都表现为单个$S = 1/2$单元，团簇排列在二维三角形晶格上。先前的结果已经表明，LiZn $_2$ Mo $_3$ O $_8$在低至至少$T = 0.05\,K$时不表现出静态磁序，而是具有价键基态。在这里，我们表明，锂锌$_2$钼$_3$ O $_8$可以通过氧化与$\mathrm{I}_2$和随后的去除$\mathrm{Zn}^{2+}$阳离子，以访问整个范围内的电子计数，从一个到零的未成对电子的三角形晶格上的每个站点进行空穴掺杂。与预期相反，没有金属状态诱导，相反，主要的效果是抑制的网站有助于凝聚价键状态的数量。此外，衍射和对分布函数分析显示，没有证据表明局部Jahn-Teller扭曲或其他偏离母三角对称作为掺杂或温度的函数。两者合计，数据和密度泛函理论计算表明，从磁性层中去除电子有利于安德森本地化所产生的空穴和增加的电气带隙形成的金属和超导状态。这些结果对从母体绝缘几何阻挫反铁磁体实现金属态所需的化学条件提出了严格的限制。
2016-08-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable bulk photovoltaic effect in strained $γ$-GeSe
最近，Lee \textit{et. al.} [Nano Lett. \textbf{21}，4305（2021）]新合成的单硫属化物GeSe在极性相中，称为$γ$ -相。受此工作的启发，我们研究了$γ$ -GeSe的位移电流及其通过面内单轴应变的可调谐性。利用第一性原理计算，我们揭示了应变$γ$ -GeSe系统的电子结构.然后，我们计算频率依赖的移位电流电导率在各种应变。证明了可调谐性，以提高移位电流高达$\sim$ 20 $μ$ A/V $^2$。此外，移位电流的方向可以通过光应变反转。显著地，在零频率极限处发现异常行为，这可以指示带反转和由应变驱动的潜在拓扑相变。我们的结果表明，位移电流可以作为$γ$ -GeSe体电子态的一个具体证明.
2022-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry-selective quasiparticle scattering and electric field tunability of the ZrSiS surface electronic structure
本文利用准粒子干涉和STM针尖局域电场，首次在ZrSiS中观测到台阶边缘诱导的不同对称性本征值态间准粒子散射，并实现对其表面电子结构及浮带表面态的大幅电场调控。
2024-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant tunability of the two-dimensional electron gas at the interface of gamma-Al2O3/SrTiO3
本文报道了在γ-Al_2O_3/SrTiO_3（GAO/STO）尖晶石/钙钛矿界面上2DEG的物理性质的巨大可调性。通过调节载流子密度，利用离子液体门控对能带进行填充，系统在临界载流子密度为3E 13 cm-2时发生了Lifshitz跃迁，在低温下观察到了Rashba自旋轨道相互作用的显著增强和近藤效应的出现.此外，随着载流子浓度随着门控电压的降低而耗尽，电子迁移率在幅度上增强了6倍以上，从而观察到清晰的量子振荡。通过EDLT门控的GAO/STO界面的巨大可调谐性不仅显示了具有按需特性的氧化物器件设计的前景，而且还揭示了非同构尖晶石/钙钛矿界面处的2DEG的电子结构的新的光。
2017-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunability of Magnetic Anisotropy of Co on Two-Dimensional Materials by Tetrahedral Bonding
本文通过预测Co在h-BN和石墨烯上的磁化重取向，发现界面处sp$^3$与d轨道形成的四面体键合是调控磁各向异性的关键机制，为二维材料磁性调控提供了新途径。
2019-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Giant tunability of magnetoelasticity in Fe$_4$N system: Platform for unveiling correlation between magnetostriction and magnetic damping
本文通过Co或Mn部分替代Fe实现Fe$_4$N磁弹性的巨可调（$λ_{100}$从-121到+46 ppm），揭示磁致伸缩与磁阻尼强关联，为高灵敏自旋电子应变传感器提供候选材料。
2024-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Large tunability of strain in WO3 single-crystal microresonators controlled by exposure to H2 gas
应变工程是操纵材料物理状态、控制其电子特性并实现关键功能的最有效方法之一。由于它们丰富的相图产生于竞争的基态，量子材料是按需材料控制的理想场所，并可用于开发新兴技术，如自适应电子学或神经形态计算。最近有人提出，复合氧化物可以为纳米力学领域带来前所未有的功能，但迄今为止还缺乏精确控制材料应力状态的可能性。在这里，我们证明了广泛的和可逆的操纵应力状态的单晶WO3的应变工程控制的催化氢化。氢在独立超薄结构中的逐渐掺入决定了它们的机械共振频率的大的变化并引起静态变形。我们的研究结果表明，氢掺杂作为一种新的范例，可逆地操纵基于材料控制的纳米器件的机械性能。
2021-06-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
Colossal terahertz emission with ultrafast tunability based on van der Waals ferroelectric NbOI$_2$
本文发现范德华铁电半导体NbOI$_2$具有比ZnTe高一个数量级的太赫兹发射效率，并揭示了其与铁电极化相关的机制，同时演示了双泵浦方案下的超快相干调控，为高性能太赫兹器件奠定基础。
2024-12-11 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Band-Gap Tunability in Anharmonic Perovskite-like Semiconductors Driven by Polar Electron-Phonon Coupling
本研究提出利用电场激发低能极性光学声子模式来实现非谐半导体光电特性的可调性，通过高通量筛选和第一性原理计算，发现Ag$_3$SBr和BaTiO$_3$等钙钛矿类化合物在环境条件下具有显著的带隙调制能力，为可调光电技术提供了设计原则。
2025-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Stretch-induced tunability of electrical transport properties of three-dimensional graphene-based foam structures
本文研究了预拉伸对三维石墨烯基泡沫电输运性能的调控作用，提出包含三种导电机制的导电网络模型，揭示了电阻率温度依赖性转变的机理，为优化可拉伸电子器件提供指导。
2024-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Positron studies of surfaces, structure and electronic properties of nanocrystals
本文对金属和半导体纳米晶体的正电子研究作了简要的综述。介绍了正电子湮没作为一种灵敏的测量超导（NC）特性的方法所提供的前景，并与其它实验方法进行了比较。纳米晶体的电子结构的可调谐性是其在许多领域应用的巨大潜力的基础。由于其大的表面积与体积比，纳米碳的表面和界面在决定其性能方面起着至关重要的作用。在这里，我们专注于正电子2D角相关湮没辐射（2D-ACAR）和（双探测器）多普勒研究调查表面和电子性质的CdSe纳米粒子。
2007-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Wide band gap tunability in complex transition metal oxides by site-specific substitution
制造具有可调带隙的复杂过渡金属氧化物而不损害其有趣的物理性质是一个长期的挑战。在这里，我们研究了层状铁电钛酸铋，并证明，通过与莫特绝缘体钴酸镧的特定位置的替代，其带隙可以缩小多达一个电子伏，同时保持强铁电性。我们发现，当一个特定的网站在主机材料被优先取代，分裂状态负责的带隙减小的钛酸铋的导带下方创建。这为控制复合氧化物中的带隙提供了一种途径，用于新兴的氧化物光电和能源应用。
2012-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic properties of SnTe-class topological crystalline insulator materials
近年来拓扑绝缘体的兴起，无论是在凝聚态物理的概念认知上，还是在电子器件的革命性发展上，都有了新的突破。它还刺激了对更多拓扑状态的物质的探索。拓扑晶体绝缘体是一种新的拓扑相，它将电子拓扑和晶体对称性结合在一起。本文综述了SnTe类拓扑晶体绝缘体材料的研究进展。从体拓扑、表面态计算和实验观察等方面的拓扑识别出发，介绍了拓扑晶体绝缘体在各种扰动（包括本征缺陷、化学掺杂、应变和厚度依赖的限制效应）下的电子性质，并讨论了它们独特的量子输运性质.例如狄拉克费米子的谷选择性过滤和螺旋度分辨功能。SnTe类材料具有丰富的性质和高的可调谐性，使其成为新型量子器件的候选材料。
2016-07-16 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the electronic structures of silicene and germanene by biaxial strain and electric field
利用第一性原理研究了小双轴应变（$|\varepsilon|\le 5\%$）和垂直电场（E-field）对低屈曲硅烯和锗烯的电子和声子性质的影响。随着双轴应变的增加，硅烯和锗烯的第一布里渊区的高对称性$Γ$和$M$点处的导带明显向费米能级移动。相反，电场改变了$Γ$附近的能带色散，并在硅烯的K点处打开了一个小的带隙。我们发现硅烯的场致能隙开放可以通过压缩应变而增强，而通过拉伸应变而减轻。这一结果突出了通过结合机械应变和电场的硅烯的电子结构的可调性。
2015-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Continuously tunable electronic structure of transition metal dichalcogenides superlattices
二维过渡金属二硫属化合物（TMDC）在光电子器件中具有非常重要的性质。在这项工作中，我们从理论上研究和预测，由MoS $_{2}$和WSe $_{2}$多层膜组成的超晶格具有连续可调的电子结构具有直接带隙。可调谐性由超晶格的MoS $_{2}$与WSe $_{2}$的厚度比控制。当该比率从1：2变为5：1时，主导K-K直接带隙从0.14eV连续调谐到0.5eV。间隙保持直接抵抗-0.6%至2%的层内应变和高达-4.3%的正常层压缩应变。价带和导带在空间上是分离的。这些优异的性能表明，MoS $_{2}$和WSe $_{2}$多层超晶格将是一种令人兴奋的红外光电子学新兴材料。
2013-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Optimizing optical properties of bilayer PtSe$_2$: the role of twist angle and hydrostatic pressure
本研究利用第一性原理密度泛函计算揭示扭转角与面外静水压对双层 PtSe$_2$ 电子结构和光学响应的调控作用，发现 13.17° 扭转可使其转为直接带隙并增强近红外活性。
2025-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Oxide-mediated self-limiting recovery of field effect mobility in plasma-treated MoS$_2$
二维纳米材料的电子性质的精确可调性是当前材料科学这一领域研究的关键目标。层状过渡金属二硫属化物的化学改性导致这些材料的低维变体的异质结构的产生。特别地，含氧等离子体处理对二硫化钼（MoS $_2$）的影响长期以来被认为对材料的电性能有害。在这里，我们表明，流动性和导电性的MoS $_2$可以精确地控制和改善系统暴露于氧：氩等离子体，并利用先进的光谱学和显微镜检查的材料。通过证实电导率增强的补充理论模型，我们揭示了二维三氧化钼相（2D-MoO $_3$）在改善材料电子行为方面的作用。推导的有益作用的钼$_3$将有助于打开领域的新方法，就可调谐性的二维半导体的低维氧化物在纳米改性的异质结构。
2017-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Screening Highly Effective Electrocatalyst for N2 Reduction on Anatase TiO2(101) Surface: By Tuning Electronic and Geometry Features
工业规模的氨生产主要采用哈伯-博世法，但其能耗高，CO2排放严重。电化学N2还原反应（NRR）是目前节能型NH3合成的主要方法，需要高效的电催化剂来活化N2。在本工作中，我们计算研究了影响VO 2c修饰的TiO 2（101）表面上N2分子活化和NRR过程的主要因素，通过改变其结构或电子特性。此外，成功地预测了一种有前途的NRR电催化剂。
2019-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Twisted van der Waals Quantum Materials: Fundamentals, Tunability and Applications
本文综述了转角范德华量子材料的研究进展，介绍其由莫尔图案调控的光电等特性、制备与表征方法，梳理其在量子信息、光电子等多领域的应用潜力，为相关跨学科研究提供参考。
2023-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunability of the magnetic properties in Ni intercalated transition metal dichalcogenide NbSe$_2$
International Research Centre Magtop, Institute of Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理研究所磁学国际研究中心）；Institute of Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理研究所）
该研究计算不同Ni插层比例NbSe₂的磁交换作用，分析Ni₀.₂₅NbSe₂的磁相变、自旋轨道耦合效应及电子结构变化，拓展研究T₀.₂₅MX₂类材料，证实该体系是调控竞争磁相的多功能平台。
2025-09-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic band structure and ambipolar electrical properties of Cu2O based semiconductor alloys
通过合金化来调节光电特性对于半导体技术是必不可少的。目前，大多数使用等价和同构合金（例如，IV族和III-V族），但是当考虑通过混合异价和异质结构成分的更复杂的合金时，可以想象到新型功能材料的巨大且未开发的空间。真正的挑战在于定量预测这类复杂合金的性能，以指导其实验探索。我们开发了一种方法来预测的能带结构和电学性质的从头计算的组成依赖性，通过扩展传统的稀缺陷模型，以更高的（合金）浓度。考虑到合金的异价（镁，锌，镉）阳离子和等价的阴离子（S，硒）到CuO，我们预测的可调性的带隙能量和掺杂水平在很宽的范围内，包括从p型到n型的类型转换。Zn和Se取代的Cu 2 O的初始合成和表征支持缺陷模型，表明这些合金作为有前途的新型氧化物半导体材料。
2014-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Optical imprinting of superlattices in two-dimensional materials
提出了一种利用圆偏振和空间周期性激光场在二维电子系统中压印超晶格结构的光学方法。通过改变光场的结构，我们合成了具有不同空间对称性、周期性和强度的各种晶格结构。我们发现，宽的光学可调谐性允许一个调整的有效能带结构的不同属性，包括陈数，能量带宽，和带隙。超晶格的原位可调谐性产生了独特的物理学，从拓扑转变到通过kagome超晶格产生平坦带，这可以实现Floquet系统中的强关联现象。我们考虑的高频制度，电子系统可以保持在准平衡相的时间延长。本方案的时空可重构性开辟了控制光-物质相互作用以产生新的电子态和光电子器件的可能性。
2020-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Tuning THz magnons in a mixed van-der-Waals antiferromagnet
本研究通过构建FePS₃与NiPS₃组成的范德华反铁磁合金，利用两种组分磁各向异性幅值和符号的差异，实现了太赫兹频段磁振子带隙的宽范围可调，为太赫兹技术等领域提供了新的材料基础。
2024-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical Study of the Structural, Electronic, Mechanical, and Optical of Transition Metal (Mn, Co, and Ni) Doped FrGeI3 Perovskites
本研究采用基于密度泛函理论的第一性原理计算，探究Mn、Co、Ni三种过渡金属掺杂对无铅FrGeI₃钙钛矿结构、电子、机械及光学特性的影响，发现掺杂可增大带隙并提升相关性能，为新型光电子与生物医学器件研发提供理论支撑。
2023-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Site-specific symmetry sensitivity of angle-resolved photoemission spectroscopy in layered palladium diselenide
具有褶皱层形态的二维（2D）材料由于其对外部扰动的各向异性响应和宽带隙可调谐性（随着层数的增加）而成为下一代光电子器件的有希望的候选者。其中，PdSe2是一种新兴的2D过渡金属二硫属化物，其带隙范围从单层中的1.3 eV到块体中的预测半金属行为。在这里，我们使用角分辨光电子能谱探索的电子能带结构的PdSe 2的能量和动量分辨率。我们的测量揭示了体的半导体性质。此外，倒易空间的恒定结合能图显示出对原子排列及其对称性的显着位点特异性敏感性。通过密度泛函理论计算，我们将这种效应归因于电子能带结构的固有轨道特性。这些结果不仅提供了一个更深入的了解PdSe2的电子构型，但也建立了额外的能力的光电子能谱。
2021-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Phosphorene Oxide: Stability and electronic properties of a novel 2D material
磷烯，（黑）磷的单层形式，最近从其大块对应物剥离。与氧化石墨烯类似，氧化磷烯有望具有新的化学和电子性质，并可能提供合成磷烯的替代途径。在这封信中，我们调查的物理和化学性质的磷烯氧化物，包括其形成的氧吸附在裸磷烯。声子色散曲线的分析发现化学计量和非化学计量的氧化物配置是稳定的，在环境条件下，从而表明氧的吸收可能不会降解磷烯。的氧化物的带隙的性质取决于磷烯的官能化的程度;间接间隙预测为非化学计量的配置，而直接间隙预测为化学计量的氧化物。机械应变和外部电场的应用导致磷烯氧化物的带隙的可调谐性。与裸磷烯的情况相反，预测磷烯氧化物的二极管样不对称电流-电压响应对化学计量的程度的依赖性。
2014-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Quantum-dot states and optical excitations in edge-modulated graphene nanoribbons
我们从第一性原理研究了边缘调制扶手椅型石墨烯纳米带的电子和光学性质，包括准粒子修正和激子效应。利用带能隙的振荡行为，我们表明，最小的宽度调制是足够的，以获得电子和空穴的限制，从而形成具有独特性质的光学活性量子点，如点状和扩展激发的共存和光谱的精细可调谐性，具有巨大的光电应用潜力。
2011-04-18 cond-mat.mtrl-sci
High field properties of typical perovskite ferroelectrics by first-principles modeling
使用第一性原理计算，我们估计的影响，大的外加电场的结构，介电和铁电性能的典型铁电体。在大磁场下，结构参数发生显著变化，从而降低了不同结构相之间的应变。这种效应有利于铁电开关的极化旋转模型，其中电子极化在四方相、菱方相和斜方相的方向之间旋转。我们估计BaTiO 3和PbTiO 3的体铁电单畴在零温下的矫顽场E_c分别为~31 MV/m和~52 MV/m。BaTiO 3的介电常数和可调谐性在大电场下受影响最小，这使得这种材料在电子和储能领域的应用具有吸引力。
2016-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Atomic and electronic reconstruction at van der Waals interface in twisted bilayer graphene
控制二维范德华异质结构中的层间扭曲角，可以设计出长度可调的准周期莫尔超晶格。在扭曲双层石墨烯（TBG）中，简单的莫尔超晶格能带描述表明，电子带宽可以被调谐到与“魔角”下的vdW层间相互作用相当，表现出强烈的相关行为。然而，vdW层间相互作用也可以引起显着的结构重建在界面处，有利于层间的可折叠性，这与层内晶格畸变的竞争。在这里，我们报告的原子尺度重建TBG和它的电子结构的影响。我们发现，随着扭转角在特征交叉角$θ_c$ ~1°范围内的减小，无公度莫尔结构逐渐过渡到公度畴结构阵列。在小于$θ_c$的扭曲区域中，原子和电子重构变得显著，简单的莫尔带描述失效。在施加横向电场后，我们观察到电子沿网络的一维（1D）拓扑通道，周围的交替三角形缺口域的运输，提供了一个新的途径工程系统的连续可调性。
2018-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and oxygen reduction on tunable [Ti(IV)Pc]2+and Ti(II)Pc titanyl-phthalocyanines: A quantum chemical prediction
铂基催化剂的高成本阻碍了聚合物电解质膜燃料电池（PEMFC）的商业化。因此，[Ti（IV）Pc]2+，Ti（II）Pc钛氧基酞菁，和他们定制的周边和轴向配体配合物的电子结构和氧还原能力进行了理论研究，以确定非贵阴极催化剂。我们的研究结果表明，外围取代和未取代的Ti（II）Pc三重态配合物可以自发地还原过氧化物。单重态[Ti（IV）Pc]2+母体配合物具有6.45 eV的势垒。然而，在外围位置的氟取代降低的能量势垒高达0.45 eV。此外，氯取代显示出自发的过氧化物还原的情况下，三胞胎。Ti（II）Pc配合物和单重态氯取代配合物的高催化活性归因于分子氧分子与新型催化剂配合物之间的最佳电荷转移。因此，Ti（II）Pcs和氯取代的单重态配合物被认为是贵Pt基催化剂的PEMFC的潜在替代品。
2017-01-02 cond-mat.mtrl-sci
Layer sliding and twisting induced electronic transitions in correlated magnetic 1T-NbSe2 bilayers
相关的二维（2D）层，如1 T相的TaS 2，TaSe 2和NbSe 2，表现出丰富的可调谐性，通过不同的层间耦合，这促进了在2D极限的电子相关的理解。然而，到目前为止，人们对这种耦合机制的认识还很有限，并暂时将其归因于Ta或Nb原子的d_（z^2）轨道之间的相互作用。本文从理论上证明了在关联磁性1 T-NbSe_2双层膜中，层间杂化和界面Se pz轨道的局域化强度，而不是Nb d_（z^2）轨道的局域化强度，决定了层间滑移或扭曲时电子关联性质的变化。这两层中的每一层都处于大卫之星（SOD）电荷密度波阶段。使用密度泛函理论计算，28个不同的堆叠配置的几何和电子结构，和磁性进行了检查和分析。我们发现，SOD包含一个本地化的区域（Reg-L），在其中层间硒pz杂化起着至关重要的作用，在不同的能级的两个哈伯德带。这些变化导致四个绝缘状态之间的三个电子跃迁，这表明了层间相互作用的有效性，以调制相关的磁性在一个原型的相关磁性绝缘体。
2023-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Identification of electronic dimensionality reduction in semiconductor quantum well structures
本研究利用软X射线角分辨光电子能谱（SX-ARPES）研究InSb半导体量子阱的电子维度降低，发现超薄膜中kz色散消失、布里渊区对称性和周期性改变，证实量子限制的作用，为相关维度降低诊断提供关键方法。
2024-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Tunable magnetism in Nitride MXenes:consequences of atomic layer stacking
本研究通过DFT计算揭示氮化物MXenes中过渡金属层堆叠模式可显著调控其电子与磁性能，为磁性器件应用提供新途径。
2024-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic band gap reduction and intense luminescence in Co and Mn ion-implanted SiO$_2$
钴和锰离子在宽浓度范围内注入到SiO $_2$中。对于低浓度，Co原子占据间隙位置，与氧协调，而金属Co簇在较高的注入浓度下形成。对于这里研究的所有浓度，Mn离子保持在间隙位置，不集群。使用共振X射线发射光谱和安德森杂质模型计算，我们确定的间隙离子和SiO $_2$价带之间的共价相互作用的强度，发现它可比锰和钴的一氧化物。此外，我们发现一个增加减少的SiO $_2$的电子带隙增加注入浓度，主要是由于引入Mn和Co衍生的导带态。我们还观察到一个带的X-射线激发发光在2.75 eV注入后，由于在注入过程中形成的缺氧中心的强烈增加。
2014-03-15 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
First-principles calculation of the band offset at BaO/BaTiO$_3$ and SrO/SrTiO$_3$ interfaces
我们报告的第一性原理密度泛函赝势计算的原子结构，电子性质，和带偏移的BaO/BaTiO $_3$和SrO/SrTiO $_3$纳米异质结生长在硅衬底上。在结的态密度没有揭示任何电子诱导的界面态。一个占主导地位的钙钛矿字符被发现在界面层。研究了带偏移量随衬底应变条件的可调性。使用先前报道的Si/SrO、Si/BaO和BaTiO $_{3}$ /SrRuO $_{3}$界面的理论数据，我们推断出沿整个技术感兴趣的栅堆叠的能带对准值：Si/SrO/SrTiO $_3$和Si/BaO/BaTiO $_3$ /SrRuO $_3$异质结构。
2002-10-30 cond-mat.mtrl-sci
In-plane ordering and tunable magnetism in Cr-based MXenes
本文利用密度泛函理论研究Cr基i-MXenes，发现其电子和磁性基态对组成及表面官能化高度敏感，计算所得磁转变温度与磁各向异性能可比肩已知二维磁体，展现出作为磁性器件的应用潜力。
2024-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Diverse electronic and magnetic properties of CrS2 enabling novel strain-controlled 2D lateral heterostructure spintronic devices
二维（2D）材料的横向异质结构（lateral heterostructures）将不同的相或材料集成到单个纳米片中，在过去的几年中吸引了高性能电子和光电子器件的广泛研究兴趣。它还有望显著提高自旋电子器件的性能并实现新的功能。必须有一种具有自旋电子学所需的各种电子和磁性的2D材料。利用密度泛函理论计算了IV、V和VI族过渡金属二硫属化物（TMD），发现CrS 2具有最多样的电子和磁性：反铁磁（AFM）金属1 T相、铁磁（FM）半导体2 H相和铁磁（FM）半导体1 T '相，居里温度约为1000 K.更有趣的是，我们发现拉伸或压缩应变可以将1T_prime相转变为自旋向上或自旋向下的半金属。这种独特的特征使得能够使用单片CrS 2晶体设计具有改进的能量效率的应变控制自旋电子器件，这仍然是自旋电子器件小型化的挑战。深入分析将独特的应变可调谐性归因于应变诱导的晶格变形与自旋上/自旋下电子轨道的不同空间取向之间的相互作用。一个简单的自旋阀逻辑器件的原型设计的应变操作。
2020-05-01 cond-mat.mtrl-sci
Features of the Electronic and Magnetic Properties of Heusler Alloys in the States of a Half-Metallic Ferromagnet and a Spin-Gapless Semiconductor
M.N. Mikheev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院乌拉尔分校 M.N. 米凯耶夫金属物理研究所）
本文研究了Heusler合金在半金属铁磁体和自旋无隙半导体状态下的电子与磁性性质特征，探讨了其在自旋电子学中的应用潜力。
2025-12-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chemically Tailoring Semiconducting Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides and Black Phosphorus
二维（2D）半导体过渡金属二硫属化物（TMDC）和黑磷（BP）在几层限制下具有有益的电子、光学和物理性质。作为原子级薄的材料，2D TMDCs和BP对它们的环境和化学修饰高度敏感，导致它们的性质对衬底效应、本征缺陷和非本征吸附物的强烈依赖。此外，将2D半导体集成到电子和光电子器件中在金属-半导体和介电-半导体界面处引入了独特的挑战。在这里，我们回顾了新兴的努力，了解和利用化学效应影响二维TMDC和BP的属性。在某些情况下，表面化学会导致显著的降解，因此需要开发稳健的钝化方案。另一方面，适当设计的化学改性可用于有利地定制电子性质，例如控制掺杂水平和载流子浓度。总的来说，化学方法允许2D TMDC和BP的性质的实质性可调性，从而使未来有机会优化器件应用的性能。
2016-03-28 cond-mat.mtrl-sci
New Polymorphs of Two-Dimensional Indium Selenide with Enhanced Electronic Properties
二维（2D）半导体硒化铟（InSe）由于其独特的电子能带结构、高的电子迁移率和通过改变层厚度实现的其带隙能量的宽的可调谐性而引起了极大的兴趣。所有这些特性使得2D InSe成为先进电子和光电应用的潜在候选者。在这里，我们报告的发现新的多晶型的硒化铟增强电子性能。使用一个全球性的结构搜索，结合人工群智能与第一原理充满活力的计算，我们确定由一个中心对称的单层属于点群D $_{3d}$，不同的著名的多晶型物的基础上缺乏反转对称的D $_{3h}$单层。新的多晶型物是结晶学和动力学稳定的，并且与已知的多晶型物相比表现出更宽的光谱响应和更大的电子迁移率。我们讨论的机会，合成这些新发现的多晶型和可行的路线，以确定它们的X-射线衍射，拉曼光谱和二次谐波产生实验。
2020-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical properties and charge-transfer excitations in edge-functionalized all-graphene nanojunctions
我们研究了边缘功能化的石墨烯纳米系统的光学性质，重点是结和电荷转移激子的形成。我们考虑了一类石墨烯结构，它结合了石墨烯的主要电子特征和大的多环芳烃的宽调谐性。通过研究典型的带状体系，我们发现，方便地选择官能团，低能量激发显着的电荷转移特性和大的振子强度。这些特性可以通过适当的宽度变化进一步调制，从而在UV-Vis光谱的低能区中跨越宽范围。我们的研究结果是相关的，考虑到设计全石墨烯光电纳米器件，它利用了分子功能化的多功能性，以及石墨烯纳米结构的稳定性和电子特性。
2011-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Substrate-tuning of correlated spin-orbit oxides
我们系统地研究了衬底应变对两种具有代表性的Sr-铱酸盐的电子结构的影响，一种是相关绝缘体Sr $_2$ IrO $_4$，另一种是金属SrIrO $_3$。通过\emph{ab initio}电子结构计算得到的光学电导率表明，拉伸应变使光学峰位向高能侧移动，强度发生改变，表明Sr-铱酸盐的电子关联和自旋轨道耦合（SOC）强度增强。电子结构对拉伸应变的响应与磁矩方向、八面体连通性和SOC强度高度相关，共同决定了$J_{eff}$ =1/2基态的稳定性.用微观模型计算分析了光学响应，并与相应的实验结果进行了比较。在SrIrO $_3$的情况下，费米能级附近的电子结构的演变显示出高的可调谐性的空穴带，如先前的实验所建议的。
2015-12-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Valence and conduction bands engineering in halide perovskites for solar cell applica- tions
我们进行了从头计算模拟，旨在确定的原子和电子结构的高价和导带的起源，和带隙的可调性卤化物钙钛矿。我们发现两个关键成分是二价阳离子和卤素原子轨道之间的重叠，以及Sn或Pb原子上的导带底（CBM）态的电子电荷。特别是，我们发现，较低的差距与较高的负反键重叠，和较高的CBM电荷的二价阳离子。Sn/Pb上的重叠和CBM电荷都可以通过卤化物、双和单价阳离子的化学性质以及晶体结构的对称性来调节。在此基础上，我们提供了一些实用的规则来调整这类材料的价带最大值，导带最小值和带隙。
2014-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Graphene Photonics and Optoelectronics
石墨烯丰富的光学和电子性质吸引了人们极大的兴趣。石墨烯具有高流动性和光学透明度，以及灵活性，鲁棒性和环境稳定性。到目前为止，主要的重点是基础物理和电子设备。然而，我们相信它的真正潜力在于光子学和光电子学，即使在没有带隙的情况下，它独特的光学和电子特性的组合也可以得到充分利用，狄拉克电子的线性色散使超宽带可调谐性成为可能。石墨烯在光子学和光电子学中的崛起表现在最近的几项成果中，从太阳能电池和发光器件到触摸屏，光电探测器和超快激光器。在这里，我们回顾了这一新兴领域的最新技术。
2010-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum percolation and magnetic nano-dropletstates in electronically phase-separated manganite nanowires
一维（1D）限制已被揭示，以有效地调整在均匀状态下的材料的属性。一维物理可以通过电子不均匀性进一步丰富，不幸的是，这在很大程度上仍然未知。在这里，我们证明了超高的灵敏度，磁波动和相稳定性的可调性的电子输运性质的自组装电子相分离的锰氧化物纳米线具有极端的纵横比。磁性纳米液滴状态，铁磁金属状态的前体的发病，明确揭示，这是由于小的横向尺寸的纳米线，这是相当的液滴尺寸。此外，准一维各向异性稳定薄绝缘畴，以形成本征隧道结在低温范围内，这是鲁棒的，即使在磁场高达14 T，因此本质上修改了经典的一维渗流图片，以稳定一个新的量子渗流状态。首次建立了锰氧化物体系在准一维约束条件下的新相图。我们的研究结果提供了新的见解，理解和操纵的电子相分离系统的彩色性能，通过维数工程。
2021-08-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic transmission in Graphene suppressed by interlayer interference
我们研究了石墨烯纳米颗粒覆盖的石墨烯单层的电子输运性质。我们证明，电子传输的单层覆盖时，可以减少纳米。透射率降低发生在由纳米尺度的宽度确定的不同能量处。我们解释的传输减少，通过使用在单层和纳米的波函数之间的干扰。此外，我们发现单层的传输减少是可组合的，当被一个以上的纳米覆盖，并提出了一个概念的“组合控制”的纳米应用设计。
2013-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-Dimensional Forms of Robust CO$_2$ Reduction Photocatalysts
利用太阳光为CO $_2$还原反应提供动力的新型光电催化剂对于碳中和动力和节能工业过程至关重要。可扩展的光电催化剂必须满足一系列严格的标准，例如在操作条件下的稳定性、产物选择性和有效的光吸收。二维材料可以提供高的比表面积、可调性和异质结构化的潜力，为候选催化剂提供了新的前景。从一组有前途的块体CO $_2$还原光电催化剂，我们筛选出候选的这些材料的单层，然后研究它们的催化可行性和适用性。对于稳定的单层候选人，我们验证可见光带隙的存在下，检查带边可以支持CO $_2$减少，确定激子结合能，并计算表面反应性。我们发现，硅，碲化锌，硒化锌单层，可见光吸收是可能的，和反应选择性偏向CO生产。因此，我们确定硅，碲化锌，硒化锌单层作为进一步调查的目标，扩大CO $_2$光还原的化学空间。
2019-12-19 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Observation of van Hove Singularities in Twisted Silicene Multilayers
层间相互作用扰动二维材料的电子结构，并导致新的物理现象，如范霍夫奇点和霍夫施塔特的蝴蝶图案。硅烯是最近发现的硅的二维形式，它是非常独特的，因为硅原子采用竞争的<sup>sp2</sup>和<sup>sp3</sup>杂化状态，导致低屈曲结构，有望产生相对较强的层间相互作用。<i></i><i></i>在多层硅烯中，堆叠顺序提供了一个重要但很少探索的自由度，通过操纵层间耦合来调节其电子结构。在这里，我们报告的多层硅烯层间旋转所产生的范霍夫奇点的出现。我们证明，即使是一个大角度的旋转（> 20<sup>o</sup>）之间的堆叠硅烯层可以产生莫尔图案和van Hove奇异性，由于在多层硅烯层间的强耦合。我们的研究提出了一种有趣的方法，用于扩展这种二维材料中电子应用的电子结构的可调谐性。
2015-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlling Nanogap Quantum Dot Photoconductivity through Optoelectronic Trap Manipulation
纳米尺度器件因其可调的电子和光学特性而被广泛研究，但杂质和缺陷的影响在这些长度尺度上被放大，并可能导致半导体材料特性的变化知之甚少。通过在核壳结构的CdSe/ZnS半导体纳米晶体桥接的纳米间隙中进行大量的光电导测量，我们发现了影响固态电荷陷阱种群的光电方法。我们引入了一个模型，统一了以前的工作，并转换成一个可重复的和强大的光电流响应由于陷阱状态操纵的问题，在电子特性的不可重复性。由于陷阱在许多物理过程中占主导地位，这些发现可能会导致通过控制和优化杂质和缺陷来改善各种纳米级应用的性能和器件可调谐性。
2009-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Engineering of the topological magnetic moment of electrons in bilayer graphene using strain and electrical bias
多通道二维材料（例如单层和双层石墨烯或菱面体石墨的薄膜）中的电子态的拓扑性质引起各种不寻常的磁输运机制。在这里，我们调查的拓扑磁矩（相关的Berry曲率）的电子态在双层石墨烯使用应变和垂直偏置的可调性。我们展示了如何可以可控地改变谷$g$ -因子的带边电子，$g_v^*$，在整个范围$10 < |g_v^*| < 200$，我们讨论的表现形式的拓扑磁矩的异常贡献对霍尔电导率和朗道能级谱。
2022-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Spin Response Properties in Electronically Robust Ferromagnetic Strained CrSiSe$_3$ Monolayer under External Electric Fields
Universitas Indonesia（印度尼西亚大学）；National Research and Innovation Agency (BRIN)（国家研究与创新署）；Telkom University（Telkom大学）
研究通过第一性原理计算探讨了外部电场下应变工程化的铁磁CrSiSe3单层的电子、拓扑、磁声学和磁光特性，发现其电荷部分在0.3V/Å电场下具有极强的稳健性，而自旋自由度则表现出高度可调性，电场调控自旋 Berry 式曲率并增强自旋霍尔电导，同时外部电场调节集体磁声子激发，从而建立了一种稳定的自旋电子器件平台。
2026-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlling electronic properties of hexagonal manganites through aliovalent doping and thermoatmospheric history
本研究结合理论计算与实验测量，揭示异价掺杂和热大气历史可调控六方锰氧化物YMnO₃的载流子浓度与输运性质，实现导电类型可逆切换，为相关氧化物的半导体性质调控提供通用思路。
2024-11-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
