Intrinsic interface states in InAs-AlSb heterostructures
我们研究了在InAs/AlSb界面的In-Sb化学键平面束缚的本征界面态的可能性。在扩展基spds^* 紧束缚模型框架下对体材料的仔细参数化以及最近在能带偏移预测方面的进展严重限制了描述该系统的紧束缚参数的范围。我们发现，在InSb/InAs的带隙偏置较大的范围内，存在一个束缚在InSb键平面上的类重空穴界面态。
2015-04-24 cond-mat.mtrl-sci
Strain and Water Effects on the Electronic Structure and Chemical Activity of In-Plane Graphene/Silicene Heterostructure
采用第一性原理计算，研究了平面和应变平面内石墨烯/硅烯异质结构的电子结构.发现异质结构在-7%（压缩）至+7%（拉伸）的应变范围内是金属的。通过研究石墨烯/硅烯平面异质结构与水分子的相互作用，考察了压/张应变对石墨烯/硅烯平面异质结构化学活性的影响.结果表明，与平面吸附相比，压/张应变能够增加水分子的结合能，并且应变能够调节水分子与石墨烯/硅烯片之间的电荷转移.此外，氮化硼（BN）-基底的存在显著影响石墨烯/硅烯异质结构在其与H2O分子相互作用时的化学活性，并且可能导致H2O分子与异质结构之间的电荷转移的增加/减少。这些发现提供了对平面内自支撑/衬底支撑的石墨烯/硅烯异质结构的电子性质的调制的见解，并提供了控制其电子结构、载流子密度和氧化还原特性的可能方法，这可能有助于其在纳米电子学和气体传感器中的潜在应用。
2017-01-03 cond-mat.mtrl-sci
Least action principle for envelope functions in abrupt heterostructures
我们应用包络函数的方法，突变异质结构开始的微观波函数的最小作用量原理。界面被非微扰处理，我们的方法是适用于失配异质结构。我们得到了多带包络函数和短程界面项的界面连接规则，它们由两个物理上不同的贡献组成。第一个只取决于界面的结构，第二个是完全由体参数。我们发现了新的结构反转不对称项和新的磁能项在自旋电子学应用中的重要性。
2005-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced two dimensional electron gas charge densities at III-III/I-V oxide heterostructure interfaces
本文采用密度泛函理论研究了III-III/I-V氧化物界面的电子和原子重构。特别是，在这些界面处，观察到二维电子气（2DEG）的原型LaTiO 3/SrTiO 3异质结构的界面电荷密度的两倍。此外，示出的传导电子的带有效质量的显着减少，这表明可能的电子迁移率的增强是可以实现的。这些发现代表了化学调制2DEG的框架，从而提供了一个平台，通过该平台可以探索电子约束的基本物理学，并对现代微电子器件产生影响。
2012-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Controlling the electronic interface properties of AlO$_x$/SrTiO$_3$ heterostructures
在SrTiO $_3$表面沉积无序Al是在SrTiO $_3$表面层中产生二维电子系统的廉价且容易的方法。为了促进未来的器件应用，我们钝化的异质结构的无序LaAlO $_3$帽层研究的电子性质，通过互补的X射线光电子能谱和运输测量非常相同的样品。我们还调整电子界面的性质，通过调整薄膜生长过程中的氧气压力。
2021-04-13 cond-mat.mtrl-sci
Molecular Dynamics Simulation of Coherent Interfaces in Fluorite Heterostructures
固体电解质异质结构中增强的离子电导率的标准模型来自于对缺陷分布的连续平均场描述，该描述不涉及晶体结构。为了在明确考虑离子-离子相关性和晶格效应的同时检查离子输运和缺陷分布，我们对没有任何外部缺陷的模型相干萤石异质结构进行了分子动力学模拟，其中各相之间移动氟离子的标准化学势存在差异。由外部电位引起。增加氟离子标准化学势的偏移量，降低了离子电导率和扩散的活化能，并强烈增强了异质结构界面附近的氟离子迁移率和缺陷浓度。然而，非电荷中性的“空间电荷”区域仅从界面延伸几个原子间距，这表明连续模型可能是不合适的。缺陷分布是定性的连续平均场模型的预测不一致，并表示强晶格介导的缺陷缺陷相互作用。我们确定了一个原子尺度的“弗伦克尔极化”机制的界面增强离子迁移率，优先取向相关的弗伦克尔对形成在界面上，并通过协同扩散过程促进局部离子迁移率。
2014-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Signature of geometry modulation on interface magnetism emerged in isomeric IrO2-CoFe2O4 heterostructures
通过对比金红石和锐钛矿IrO2覆盖的CoFe2O4异质结，发现低对称性界面增强DMI作用，产生拓扑类似反常霍尔效应，提出几何调制设计界面磁性的新途径。
2023-12-27 cond-mat.mtrl-sci
Structure Prediction of Ionic Epitaxial Interfaces with Ogre Demonstrated for Colloidal Heterostructures of Lead Halide Perovskites
Istituto Italiano di Tecnologia（意大利理工学院）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）
Ogre用于预测离子取向生长界面结构，揭示了异质结构中界面形成机制及材料兼容性影响
2025-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Chemical state detection and charge transfer in complex oxide heterostructures via in situ Auger Electron Spectroscopy
University of Southern California（南加州大学）
本研究通过原位Auger电子能谱技术，实现了对复杂氧化物异质结构中氧化状态和电荷转移过程的高精度检测，为界面化学的监控与控制提供了新的方法。
2025-12-27 cond-mat.mtrl-sci
Controllable Water Vapor Assisted Chemical Vapor Transport Synthesis of WS2-MoS2 Heterostructure
二维过渡金属二硫属化物（MX2）及其异质结构的气相合成通常再现性差并且对不受控的环境湿度敏感。最近认识到，水蒸气可以通过在高温下与MX2反应以形成挥发性金属羟基氧化物（MOx（OH）y）和氢硫属化物（H2 X）而在MX2的生长中发挥重要作用，所述挥发性金属羟基氧化物（MOx（OH）y）和氢硫属化物（H2 X）显著改变生长过程。在这里，我们报告的WS 2，二硫化钼，和它们的异质结构的可控合成使用水辅助化学气相传输（CVT）。通过二水硫酸钙（CaSO 4 2 H2O）固体前体的热脱水可以可调地输送水蒸气，不仅提供比液态水低得多的蒸气压基线和更宽的可调范围，而且可以很容易地集成到化学气相沉积过程中。这允许WS 2的单层、多层和螺旋纳米片的受控生长，以及MX 2边缘上的横向外延生长，以及大面积WS 2-MoS 2异质结构的更可再现的生长。拉曼和光致发光光谱映射证实了WS 2-MoS 2异质结构的各种类型。这些结果揭示了MX2的生长机理，并为其他金属硫属化物的可控生长提供了一种通用方法。
2019-09-03 cond-mat.mtrl-sci
Interface ferromagnetism and anomalous Hall effect of CdO/ferromagnetic insulator heterostructures
磁性拓扑绝缘体中量子反常霍尔效应（QAHE）的实验观测引起了凝聚态物理和材料科学的极大兴趣。为了实现高温QAHE，已经提出了几种候选材料，其中CdO/铁磁绝缘体异质结构中的界面态特别有趣，有利于技术应用。本文报道了氧化物分子束外延生长的Fe_3O_4/CdO/Fe_3O_4异质结构中界面铁磁性和反常霍尔效应的实验观察。系统的CdO厚度的变化揭示了界面铁磁性作为观察到的平面磁电阻和异常霍尔效应的主要原因。我们的研究结果可能为QAHE探索奇异的量子物理现象和潜在的应用铺平了道路，以工程氧化物界面态。
2019-05-23 cond-mat.mtrl-sci
Single-Crystal Organic Charge-Transfer Interfaces probed using Schottky-Gated Heterostructures
基于小共轭分子的有机半导体在未掺杂时通常表现为绝缘体，但是两种这样的材料的异质界面可以显示出与金属一样大的电导率。虽然电荷转移通常被用来解释这一现象，但该过程的细节和界面载流子的性质在很大程度上仍未被探索。在这里，我们使用肖特基门控异质结构探测红荧烯和PDIF-CN 2单晶之间的界面处的导电层。栅极调制电导率测量表明，界面传输是由于电子，其迁移率表现出带状行为从室温到150 K，并保持高达约1 cm 2 V-1 s-1在30 K的最佳设备。电子密度随温度的降低而线性降低，这一观察结果可以根据异质结构能带图进行定量解释。这些结果阐明了Rubrene-PDIF-CN 2界面的电子结构，并显示了肖特基门控有机异质结构在分子半导体输运研究中的潜力。
2013-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Crossover between bulk and interface photovoltaic mechanisms in ferroelectric vertical heterostructure
非反转对称晶体中的体光伏（BPVE）效应具有带隙以上的光电压和可开关的光电流等独特性质，在光电应用中具有巨大的潜力。由于铁电材料具有大的自发极化，因此是研究BPVE的理想平台。然而，由于体效应和界面效应之间的纠缠，确定实验观察到的光伏响应的起源往往是具有挑战性的，导致该领域的许多争论。这个问题在垂直异质结构中尤其明显，其中两种效应是可比的。在这里，我们报告了体积和界面主导的响应之间的交叉在垂直BiFeO3异质结构时，改变光子能量。我们发现，以及以上的带隙激发导致体光伏响应，但带边激发需要界面带弯曲分离的光生载流子。我们的发现不仅有助于澄清文献中相互矛盾的报道，而且为更深入地理解铁电光伏效应及其在各种器件中的应用奠定了基础。
2021-10-26 cond-mat.mtrl-sci
Interface properties of CsPbBr$_3$ /CsPbI$_3$ perovskite heterostructure for solar cell
通过第一性原理计算研究了钙钛矿型异质结构CsPbBr $_3$ /CsPbI $_3$的界面性质。结构界面由Cs-Br和Cs-I键合而成，键长分别为$\sim$ 4.106和3.922 nm。Goldsmith容差因子从$t<0.8$到$0.8<t<1$范围内的上移被揭示为双层界面，从体，反映了结构重排从各向异性到各向同性的限制。带隙的产生主要是由于I-5 p轨道与价带上的Br-4 p和导带上的Pb-6 p轨道的能量差异造成的。较重的卤化物在原始单层组分的吸收光谱中显示出红移。对于双层几何形状，碘的贡献比溴的贡献更多，并且下面的界面性质可能对太阳能电池器件应用有用。
2022-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Interface relaxation and electrostatic charge depletion in the oxide heterostructure LaAlO3/SrTiO3
执行密度泛函理论内的分析，我们开发洞察氧化物异质结构LaAlO 3/SrTiO 3的结构和电子性质。静电表面效应从内部晶格畸变分解，以澄清它们的相互作用。我们首先研究了无表面多层膜系统的界面弛豫，并分别研究了衬底-薄膜系统的表面效应。虽然在界面处的TiO 6八面体的伸长增强了金属性，但由于电荷耗尽的增加，膜厚度的减小具有相反的效果。然而，这两种效应的相互作用，反映了在基板膜系统的全晶格弛豫，强烈依赖于膜的厚度。薄膜厚度小于4层LaAlO 3时，TiO 6畸变图案的反转导致绝缘状态。
2009-03-30 cond-mat.mtrl-sci
Electron self-energy and effective mass in a single heterostructure
本文用格林函数方法研究了单异质结中电子的自能和有效质量。对GaAs/AlAs异质结的电子自能和有效质量进行了数值计算。结果表明，电子的自能（有效质量），包括电子与界面光学声子和半三维LO声子耦合的能量，随着电子与界面距离的增加，从界面极化子的自能单调增加（减少）到三维体极化子的自能.
2002-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Hidden peculiar magnetic anisotropy at the interface in a ferromagnetic perovskite-oxide heterostructure
理解和控制铁磁薄膜的界面磁性对于自旋电子器件的应用是至关重要的。然而，使用传统的磁力测量法，很难将它们与体特性分开检测。在此，利用La0.6Sr0.4MnO3（LSMO）/LaAlO 3（LAO）/Nb掺杂SrTiO 3（001）单势垒异质结构中的隧穿各向异性磁电阻，我们揭示了在LSMO/LAO界面处沿[110]c方向存在一种特殊的双重磁各向异性（MA），这在体LSMO中是没有观察到的.该MA显示出未知的行为，即在LSMO中费米能级以下0.2 eV的能量处，易磁化轴旋转90°。我们把这种现象归因于在LSMO界面的eg和t2 g带之间的过渡。我们的发现和理解的MA的能量依赖性的方法证明了一种新的可能性，通过控制氧化物异质结构的能带结构的界面磁性能的有效控制。
2017-06-20 cond-mat.mtrl-sci
Surface Effects on Oxide Heterostructures
我们报告了表面效应对LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$外延异质结构界面电子性质的影响。我们的研究结果是基于第一性原理的电子结构计算以及放松的多层配置，终止于一个pull-LaAlO $_3$表面层。在改变这层的厚度，我们发现，界面导电状态受到几乎刚性的能带位移由于修改后的费米能量。根据实验数据，异质界面的电子性质可以通过改变表面-界面距离来系统地调节。我们预计，这种机制是非常普遍的，适用于大多数氧化物异质结构。
2007-11-06 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced spin-orbit torque via interface engineering in Pt/CoFeB/MgO heterostructures
自旋-轨道力矩通过垂直磁化的重金属/铁磁体异质结构中的面内电流促进有效的磁化切换。自旋-轨道-转矩诱导的切换的效率由体或界面自旋-轨道相互作用或两者引起的电荷到自旋的转换决定。在这里，我们表明，自旋轨道扭矩和由此产生的开关效率在Pt/CoFeB系统中显着增强的界面改性，涉及Ti插入之间的Pt和CoFeB层。自旋泵和X射线磁性圆二色性实验表明，这种增强是由于额外的界面产生的自旋电流的的Pt/SiO2界面和/或改善自旋透明度通过抑制在Pt层中的邻近诱导的时刻实现。我们的研究结果表明，界面工程提供了一种有效的方法来提高自旋轨道扭矩，从而磁化转换效率。
2018-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Interface-induced anomalous Nernst effect in Fe3O4/Pt-based heterostructures
在垂直磁化结构下，通过测量能斯特效应产生的电场和垂直于样品表面的磁场，研究了[Fe_3 O_4/Pt]基异质结构中的反常能斯特效应（ANE）. ANE电压观察[Fe 3 O 4/Pt]n多层膜，我们进一步研究了其起源进行测量[Fe 3 O 4/Pt/Fe 3 O 4]三层作为Pt厚度的函数。我们的研究结果表明存在一个接口诱导ANE。尽管有这种ANE，自旋塞贝克效应是平面内磁化配置中横向热电电压的主要机制，占多层膜中测量电压的约70%。
2018-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Elastic Properties of Chemical-Vapor-Deposited Monolayer MoS2, WS2, and Their Bilayer Heterostructures
材料的弹性性能是其在应用中集成的重要因素。化学气相沉积（CVD）单层半导体被提议作为工业规模的柔性器件和2D范德华异质结构的构建块中的关键部件。然而，它们的机械和弹性性能尚未完全表征。在这里，我们报告了CVD单层MoS2和WS2的高2D弹性模量（~170 N/m），其非常接近剥离的MoS2单层的值，并且几乎是最强材料石墨烯的值的一半。它们的双层异质结构的二维模量低于每层的二维模量之和，但与相应的双层同质结构相当，这意味着异质单层之间的相互作用与同质单层之间的相互作用相似。这些结果不仅提供了深刻的见解，以了解层间相互作用的二维范德华结构，但也可能允许工程的弹性性能所需的。
2014-07-10 cond-mat.mtrl-sci
Interface-induced band bending and charge separation in all-organic ZnPc/F$_x$ZnPc heterostructures
University of Kansas（堪萨斯大学）
研究通过DFT和实验揭示全有机异质结构中界面诱导的带弯曲促进电荷分离的机制，为提升有机光伏器件性能提供设计思路。
2026-01-06 cond-mat.mtrl-sci
Interface Effects on the Ionic Conductivity of Doped Ceria / Yttria-stabilized Zirconia Heterostructures
在（001）取向的MgO单晶衬底上制备了高结晶质量的Ce0.85Sm0.15O2-δ和Y0.16Zr0.92O2-δ多层异质结构。保持异质结构的总厚度恒定，增加氧化铈-氧化锆双层的数量，同时减小每层的厚度。在每个界面处，发现Ce主要处于从界面延伸约2nm的层中的还原的3+氧化态。同时，电导率随着层的厚度减小而降低，这表明沿着YSZ层的电荷传输的渐进限制。面内电特性的比较分析表明，这些界面区域的总电导率的贡献可以忽略不计。对于2nm的最小层厚度，掺杂的二氧化铈层是电绝缘的，并且离子传输仅通过氧化锆层发生。这是解释在高度还原的二氧化铈中的氧空位的流动性降低。
2019-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Spectroscopic Signatures of Interlayer Coupling in Janus MoSSe/MoS2 Heterostructures
范德华异质结构中的层间耦合控制着各种光学和电子性质。Janus过渡金属二硫属化物（TMD）的固有偶极矩提供了一种简单而通用的方法来调节层间相互作用。在这项工作中，我们演示了如何范德华层间耦合和电荷转移的Janus MoSSe/MoS 2异质双层可以调谐的扭曲角和界面组成。具体而言，具有硫/硫（S/S）界面的Janus异质结构显示出比具有硒/硫（Se/S）界面的异质结构更强的层间耦合，如低频拉曼模式所示。通过密度泛函理论计算的层间距解释了层间相互作用的差异。更有趣的是，由电荷密度重新分布和层间耦合引起的内建电场在界面电荷转移中也起着重要的作用。即，S/S和Se/S界面表现出不同水平的MoS 2 A激子的PL猝灭，这表明在S/S和Se/S界面处的电荷转移分别增强和减少。我们的工作演示了如何Janus TMD的不对称性可以用来定制范德华异质结构中的界面相互作用。
2021-08-24 cond-mat.mtrl-sci
Determination of surface and interface magnetic properties for the multiferroic heterostructure Co/BaTiO3 using SPLEED and ARPES
Co/BaTiO $_3$（001）是最有趣的多铁性异质结构之一，因为它结合了不同的铁性相，为创新的技术应用奠定了基础。Co/BaTiO $_3$（001）的电磁性质已被各种理论方法所研究。在这里，我们确定3 ML Co/BaTiO $_3$的磁性能计算自旋极化电子衍射以及角分辨光电子能谱，这两种方法都建立了良好的表面敏感技术。此外，我们讨论了改变的BaTiO $_3$极化的光谱上的影响，并归因于所观察到的变化的电子结构的特征细节。
2016-04-02 cond-mat.mtrl-sci
First-principles investigation of magnetocrystalline anisotropy oscillations in Co$_{2}$FeAl/Ta heterostructures
我们报告的第一性原理研究的磁晶各向异性能（MCAE）振荡作为一个功能的覆盖层厚度的Heusler合金Co \textsubscript{2} FeAl/Ta异质结。在FeAl界面结构中观察到大量的振荡。根据$k$ -空间和能带分解电荷密度分析，这种振荡主要归因于限制在Co \textsubscript{2} FeAl/Ta界面和Ta/真空表面之间的费米能邻位量子阱态（QWS）。共界面结构中较小的振荡幅度可以用界面处的平滑势跃迁来解释。这些研究结果表明，Co \textsubscript{2} FeAl/Ta中的MCAE并不是界面的局部性质，量子阱效应在异质结构的MCAE振荡中起主导作用。这项工作提出了在覆盖层中通过QWS调节MCAE的可能性，并为人工控制磁性隧道结中的磁各向异性能铺平了道路。
2018-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Mechanism of Oxygen Reduction via Chemical Affinity in NiO/SiO2 Interfaces Irradiated with keV Energy Hydrogen and Helium Ions for Heterostructure Fabrication
研究利用低能氢离子和氦离子辐照 NiO/SiO2 界面，通过氢与氧的化学亲和力机制高效还原 NiO 制备铁磁/非铁磁异质结构，发现氢离子所需注量更低。
2025-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Energetics and kinetics of vacancies in monolayer graphene boron nitride heterostructures
石墨烯和氮化硼（GPBN）异质结构提供了一种可行的方法来实现可调的带隙，在石墨烯基纳米电子和光电子器件中有着新的机会。在本研究中，我们研究了单层GPBN异质结构中空位与石墨烯/h-BN界面之间的相互作用。利用第一性原理计算研究了单层GPBN异质结构中单空位和双空位的能量学和动力学。界面被证明是空位偏析的优先位置。同时，空位的动力学被发现在界面处被显著地修改，证明了最小能量路径（MEP）和相关的迁移势垒计算。讨论了界面键合构型、能态和极化对空位形成和扩散的影响。此外，我们还证明了识别不同空位的扩散前因子的差异对于准确确定空位扩散系数是重要的。我们的研究结果为GPBN异质结构中空位的建模提供了必要的数据，并为基于GPBN的器件设计中的缺陷，界面和量子域的精确工程提供了重要的见解。
2015-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Interface Electronic Structure in a Metal/Ferroelectric Heterostructure under Applied Bias
电极和铁电体之间的有效势垒高度取决于宏观电学性质和微观化学和电子结构。利用X射线光电子能谱学研究了Pt/BaTiO 3/Nb掺杂SrTiO 3电极/FE/电极结构在原位偏压下的行为。全频带对准被测量并且由传输测量支持。势垒高度取决于界面化学和FE极化。观察到的核心水平施加的偏压作为极化状态的函数的差分响应，与Callen电荷的界面附近的变化一致。
2013-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Heterovalent interlayers and interface states: an ab initio study of GaAs/Si/GaAs (110) and (100) heterostructures
我们从第一性原理出发，研究了GaAs/Si/GaAs（110）和（100）取向突变异质结构中的局域态和共振态的存在，以及充分发展的Si/GaAs（110）异质结中的局域态和共振态。在（100）取向的结构中，我们发现了位于Si/GaAs界面的价带和导带相关的近带边态。相反，在（110）系统中，界面态出现在价带的更深处;最高的价相关共振比GaAs价带最大值低约1 eV。利用它们特有的成键性质和原子特性，我们能够跟踪从充分发展的Si/GaAs二元结到包含2或1 ML Si的三元GaAs/Si/GaAs（110）系统的局域态和共振的演化。这种方法也使我们能够显示（110）和（100）系统的界面状态之间的联系。最后，基于Koster-Slater模型讨论了Si/GaAs（110）界面局域态存在的条件。
2005-03-11 cond-mat.mtrl-sci
Contrary Effect of B and N Doping into Graphene and Graphene Oxide Heterostructures with MoS$_2$ on Interface Function and Hydrogen Evolution
二硫化钼（MoS $_2$）作为一种高效、低成本的制氢光催化剂受到关注，但其电导率低，光生载流子复合率高。在这项工作中，我们研究了MoS $_2$异质结构与石墨烯变体（GV），包括石墨烯，氧化石墨烯，以及它们的硼和氮掺杂的变体，通过使用第一性原理计算。对石墨烯和氧化石墨烯复合材料进行了系统的比较，阐明了B和N掺杂对界面功能和析氢的相反影响。我们发现，在形成的接口的一些量的电子电荷转移从GV侧的MoS $_2$层，诱导界面偶极子的创建和功函数的减少，这是更明显的氧化石墨烯复合材料。此外，我们的研究结果表明，N掺杂通过形成施主型界面态来增强界面功能，而B掺杂通过形成受主型界面态来降低这些功能。然而，B掺杂体系表现出较低的吉布斯自由能差的GV侧的氢吸附比N掺杂体系，这值得考虑在新的功能光催化剂的设计。
2020-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Interface ferromagnetism and orbital reconstruction in BiFeO3- La0.7Sr0.3MnO3 heterostructures
我们报告的反铁磁体BiFeO 3在与La0.7Sr0.3MnO3的界面处形成一种新的铁磁态。使用X射线磁性圆二色性在Mn和Fe L2，3-边缘，我们发现，这种铁磁自旋结构的发展是强烈相关的发病的一个显着的交换偏置。我们的研究结果表明，磁状态是直接相关的电子轨道重建在界面上，这是支持的线偏振X射线吸收测量在氧K边。
2010-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Interface-induced field-like optical spin torque in a ferromagnet/heavy metal heterostructure
利用光学螺旋度调控金属铁磁体的磁化强度是未来光自旋电子器件的研究热点。近年来，在铁磁薄膜中观测到了光学螺旋度对磁化强度的诱导力矩{ \it光学自旋力矩}。然而，铁磁/重金属异质结构中的光学自旋力矩的界面效应迄今尚未得到解决，其被广泛用于通过电学手段有效地控制磁化。在这里，我们研究了铁磁/重金属异质结中的光学自旋力矩矢量，并观察到面内场的光学自旋力矩随着铁磁层厚度的减小而显著增加。用结构反转对称性破缺引起的光学Rashba-Edelstein效应解释了类界面场光学自旋矩。这项工作将有助于有效的光学操纵的薄膜纳米磁体使用光学螺旋。
2021-02-06 cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional spinodal interface in one-step grown graphene-molybdenum carbide heterostructures
通过将不同的材料堆叠在彼此之上制成的异质结构有望表现出不寻常的特性和新现象。异质结构的界面在决定其性能方面起着至关重要的作用。在这里，我们报告了一个二维（2D）的spinodal界面的石墨烯-碳化钼（α-Mo 2C）异质结构，这是由于spinodal分解发生在异质界面，通过使用扫描隧道显微镜观察。我们的实验表明，二维调幅界面调制石墨烯回音壁共振网络充满了准束缚态的无质量狄拉克费米子。此外，低于底层α-Mo 2C的超导转变温度，2D旋节界面表现为无序，导致石墨烯中邻近诱导超导性的崩溃。我们的研究结果为基于界面工程的异质结构性能调控提供了新的思路。
2018-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-principles prediction of lattice coherency in van der Waals heterostructures
轻微错位的石墨烯双层[1]和MoSe $_2$ -WSe $_2$范德华（vdW）异质结构[2]中莫尔激子中超导电性的出现与这些系统中2D超晶格的形成密切相关。不同的是，在一些vdw异质结构中也报道了组成层的完美原始晶格匹配[3-5]，突出了2D世界中界面的丰富性。在这项工作中，这种接口的性质的确定，从第一原则，证明。为此，提出了Frenkel-Kontorova（FK）模型[6]的扩展，与第一性原理计算相关联，并用于预测一组56个vdw异质结构的晶格相干性。计算预测与实验一致时，可用。新的超晶格以及完美匹配的接口进行了预测。
2019-11-15 cond-mat.mtrl-sci
ZnSe/GaAs(001) heterostructures with defected interfaces: structural, thermodynamic and electronic properties
我们用\emph{ab--initio}赝势方法计算了ZnSe/GaAs（001）异质结构的结构和电子性质，并考虑了电荷中性的界面结构.除了最简单的配置与原子相互扩散，我们也考虑一些配置，其特征在于作为耗尽和阳离子空位，最近的成功增长的ZnSe/GaAs赝晶结构的最小堆垛层错密度，其特征在于存在缺陷的（Zn，Ga）Se合金在界面区域的动机。我们发现-在特定的热力学条件下-一些缺陷的配置是有利于与简单的阴离子或阳离子混合的无缺陷的，和计算的带偏移的一些缺陷的结构是兼容的测量。虽然它是不可能的，以提取有关精确的界面成分和空位浓度的指示，我们的研究结果支持（Zn，Ga）Se缺陷的化合物在高品质的ZnSe/GaAs（001）异质结与低本征堆垛层错密度的实验指示。测得的能带偏移的范围表明，不同的原子在界面重新排列，可能存在的空缺，在这样一种方式，不仅本地电荷，但也离子偶极子消失。
2005-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Environmental Breakdown of Topological Interface States in Armchair Graphene Nanoribbon Heterostructures
National Central University（中央大学）
研究了石墨烯纳米带异质结构中拓扑界面态的稳定性与输运性质，揭示了硼氮环境拓扑结构对界面态稳定性的影响。
2026-03-17 cond-mat.mtrl-sci
Interface engineering of the anomalous Hall effect in Ni-based heterostructures
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）；Indian Association for the Cultivation of Science（印度科学促进协会）
本研究通过实验和第一性原理理论结合的方法，揭示了Ni基 epitaxial 薄膜异质结构中异常霍尔效应的界面工程，发现界面反演对称性破缺诱导的Rashba自旋轨道相互作用是调控异常霍尔电导的关键机制，并展示了通过外部电场连续调制异常霍尔电导的可行性。
2026-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Strain-tunable interface electrostatics in Janus MoSSe/silk vdW heterostructure for triboelectric nanogeneration
KTH The Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）；Wallenberg Initiative Materials Science for Sustainability（瓦伦堡可持续材料科学倡议）
通过第一性原理计算研究Janus MoSSe/丝vdW异质结构在应变下的电子结构与摩擦电响应，发现界面极化增强可显著提升三电极纳米发电机性能。
2026-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxy enhancement in oxide/tungsten heterostructures by harnessing the interface adhesion
本研究发现在Al$_{2}$O$_{3}$和MgO衬底上生长单晶钨薄膜时，尽管存在晶格失配，但蓝宝石与钨更强的界面附着力与化学键合及界面钨层重构能提升晶体质量，并成功制备了适用于自旋电子学的高质量钨/CoFe磁性异质结构。
2023-11-30 cond-mat.mtrl-sci
PhD thesis - 'Electronic Processes at the Interface of Organic Semiconductors'
本论文主要研究了基于有机半导体光敏层的异质结构的光学和光伏特性。本文主要研究了甲基取代的苝颜料、六硫代并五苯和SnCl_2酞菁有机薄膜结构的最佳制备条件。这些结构为制备光敏异质结提供了很好的前景，并可用于研制高效的太阳能光电转换器。研究了热沉积过程中退火和衬底温度对甲基取代的苝颜料、六硫并五苯和SnCl 2酞菁薄膜的形貌、表面结构、光学和光伏性能的影响。所考虑的薄膜的表面和体积参数确定从这里获得的结果。研究了在不同温度衬底上制备的有机异质结的光伏和光学性质。异质结的数据分别用Anderson模型和Van Opdorp模型进行了分析。该分析表明，基于甲基取代的二萘嵌苯颜料的有机异方型异质结构和基于并五苯的同种型异质结构可以通过针对无机半导体异质结提出和开发的模型来描述。确定了制备有机光敏异质结的最佳条件，该异质结在可见光和近红外范围内吸收大部分太阳辐射，并在异质结界面上有效地产生和分离载流子。在最佳条件下制备的各向异性和同种型异质结是发展有机光转换器，包括有机太阳能电池的前景元素。
2017-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic VdW Phase at the Interface of Sputtered Topological Insulator/Ferromagnet-Bi2Te3/Ni80Fe20 Heterostructures
拓扑绝缘体（TI）中的磁有序对于打破时间反转对称性（TRS）并由此打开拓扑表面态（TSS）中的能隙是至关重要的[1-6]，这是实现有用的拓扑性质如量子反常霍尔（QAH）效应、轴子绝缘体态和拓扑磁电效应的关键。将TI与磁性材料结合可以预期产生具有独特拓扑和磁性相的界面[26-28]，但是这样的界面在很大程度上仍然未被探索。在这里，我们报告了一种新的反铁磁（AFM）范德华（VdW）相的溅射c轴取向的TI/FM（Bi 2 Te 3/Ni 80 Fe 20）异质结构的界面处的发现，由于形成的Ni插层Bi 2 Te 3 VdW界面层。的TI/FM异质结被证明具有显着的自发交换偏置和存在的AFM通过测量的磁滞回线，以及在界面处使用极化中子反射仪（PNR）的补偿磁矩的观察在界面处的顺序。利用选区电子衍射（SAED）、电子能量损失谱（EELS）和X射线光电子能谱学（XPS）对界面AFM相的结构和化学性质进行了深入分析。这些研究表明，插入的Ni原子和Bi 2 Te 3层之间的固态反应和拓扑非平凡的磁性VdW化合物的形成的证据。界面AFM相的Néel温度为63 K，高于典型磁性拓扑绝缘体的Néel温度[53]。我们的研究表明，工业CMOS工艺兼容溅射TI/FM异质结构可以提供一个新的材料平台，探索出现的界面拓扑磁相和高温拓扑磁状态。
2021-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Interface-related magnetic and vibrational properties in Fe/MgO heterostructures from nuclear resonant spectroscopy and first-principles calculations
我们结合$^{57}$ Fe穆斯堡尔谱和$^{57}$ Fe核共振非弹性X射线散射（NRIXS）在纳米级多晶[bcc-$^{57}$ Fe/MgO]多层膜中，具有不同的Fe层厚度和基于层分辨密度泛函理论（DFT）的（001）取向[Fe（8 ML）/MgO（8 ML）]（001）异质结构的第一性原理计算来解开界面-多层膜系统的相关原子振动特性。在理论和实验中，我们观察到一贯增强的超精细磁场相比，散装这是与Fe/MgO界面层。NRIXS和DFT都揭示了一个强烈的纵向声学（LA）声子峰的降低，结合低能量振动态密度（VDOS）的增强，这表明界面的存在和相关的层分辨磁矩的增加导致Fe部分VDOS的剧烈变化。从实验和计算的VDOS，振动热力学性质已被确定为Fe厚度的函数，并被发现是非常好的协议。
2020-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Mapping electronic reconstruction at the metal/insulator interfaces in \ce{LaVO_3/SrVO_3} heterostructures
用亚分辨扫描透射电子显微镜和单色电子能量损失谱研究了\ce{(LaVO_3)_6/(SrVO_3)_3}超晶格。的V氧化态映射与原子空间分辨率，使调查电子重建在\ce{LaVO_3} / \ce{SrVO_3}接口。令人惊讶的是，在相邻的化学对称界面发现不对称的电荷分布。提出了局域结构，并用双沟道计算进行了模拟，与实验定性一致。我们证明局部应变不对称性可能是界面电子不对称性的原因。界面处的电子重构比化学组成延伸得更远，从0.5到1.2 nm不等。该距离对应于先前在\ce{(LaVO_3)_m} / \ce{(SrVO_3)_n}金属/绝缘和\ce{(LaAlO_3)_m} / \ce{(SrTiO_3)_n}绝缘/绝缘界面中发现的电荷转移的长度。
2013-10-03 cond-mat.mtrl-sci
Octahedral coupling in (111)- and (001)-oriented La$_{2/3}$Sr$_{1/3}$MnO$_3$/SrTiO$_3$ heterostructures
钙钛矿中氧八面体的旋转和扭曲在决定其功能特性方面起着关键作用。在这里，我们研究如何八面体旋转可以耦合从一种材料到另一种La $_{2/3}$ Sr $_{1/3}$ MnO $_3$ /SrTiO $_3$外延异质结构的第一性原理密度泛函理论（DFT）计算，强调系统之间的重要区别取向垂直于（111）-和（001）-方面。我们发现，耦合长度的异相八面体旋转是独立的结晶面，指向一个空间效应。然而，在（111）-和（001）-取向之间，穿过界面的详细八面体结构显著不同。对于（001）取向的界面，SrTiO $_3$中的旋转轴与界面平面平行还是垂直有明显区别，而对于（111）取向的界面，SrTiO $_3$中的不同旋转轴是对称等价的。最后，我们表明，八面体耦合整个接口可以用来控制自旋密度的空间分布。
2018-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Gate-tunable exchange bias effect in FePS3-Fe5GeTe2 van der Waals heterostructures
电子门控交换偏置（EB）效应是自旋电子学应用的一个长期目标。同时，范德华（vdW）磁性异质结构的出现为研究层间磁耦合提供了理想的平台。然而，到目前为止，电栅控EB效应尚未在vdW异质结构中实现。在这里，第一次，我们实现了电可控EB效应的VDW反铁磁（AFM）-铁磁（FM）异质结构，FePS 3-Fe 5GeTe 2。对于原始的FePS 3-Fe 5GeTe 2异质结构，由于强的界面耦合，可以产生相当大的EB效应，这也取决于铁磁层的厚度。通过应用固体质子门，EB效应可以通过质子嵌入和脱嵌而在很大程度上进行电调谐。在Vg= -3.15 V时，EB场可达矫顽场的23%，阻断温度超过50 K。质子嵌入不仅调节了平均磁交换耦合，而且改变了AFM的结构，使非补偿AFM-FM界面和补偿AFM-FM界面之间的异质界面发生了转变。这些改变导致总界面交换耦合和由此产生的EB效应的显著调制。该研究是未来低能电子学中基于vdW异质结构的磁逻辑的重要一步。
2022-03-21 cond-mat.mtrl-sci
Interface-driven magnetic anisotropy in relaxed La$_{0.7}$Sr$_{0.3}$CrO$_3$/La$_{0.7}$Sr$_{0.3}$MnO$_3$ heterostructures on MgO
研究了用分子束外延法在（001）取向MgO上生长的La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ CrO $_3$（LSCO）/La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_3$（LSMO）异质结的结构和磁性。由于大的薄膜-衬底晶格失配，应变弛豫被发现发生在第一个2-3个单位晶胞（uc）的薄膜，证明了反射高能电子衍射和高分辨率同步辐射X射线倒易空间映射。我们发现，存在的LSCO间隔层和帽层导致铁磁性的超薄LSMO层的厚度为2 μ c的顺序与磁易轴取向的膜平面。用SQUID磁强计测量了[2 uc LSCO/ 2 uc LSMO]和[2 uc LSCO/ 4 uc LSMO]超晶格的净磁矩分别为1.4和2.4 $μ_B$ /Mn。放松[2 μ c LSCO/ 4 μ c LSMO]异质结构的有效磁各向异性被发现是一个数量级高于散装LSMO突出的界面磁交换相互作用的关键作用，在复杂的氧化物界面的磁各向异性调谐。
2020-10-14 cond-mat.mtrl-sci
On the emergence of conductivity at SrTiO3-based oxide interfaces -- an in-situ study
异质结构和晶体界面在最先进的半导体器件中起着重要作用，并且在氧化物电子学领域中起着核心作用。在氧化物中，界面的微观性质与所产生的异质结构的本体性质之间的联系挑战了我们的基本理解。对界面的早期生长阶段及其对物理性质的影响的见解是稀缺的-通常从生长后表征推断的信息。在这里，我们报告实时测量的传输特性的SrTiO 3基异质结构，而晶体异质结构的形成。令人惊讶的是，我们检测到一个导电界面已经在初始生长阶段，远远早于既定的临界厚度限制观察样品生长后的导电性非原位。我们调查的导电性如何取决于脉冲激光沉积过程中发生的各种物理过程，包括光照，粒子轰击等离子体羽流，与大气和氧迁移的相互作用从SrTiO 3的薄膜的不同组合物。使用这种方法，我们提出了一种新的设计工具，以控制在其形成过程中的实时接口的电性能。
2019-08-23 cond-mat.mtrl-sci
Dynamic interface formation in magnetic thin film heterostructures
磁性薄膜异质结构由于其在异质界面形成过程中所产生的新现象以及其潜在的应用前景而受到广泛的研究。结合X射线磁性圆二色性与扫描隧道显微镜，我们表明Mn/Fe薄膜异质结构的界面因素主导的整个系统的电子和磁性的动态变化与量的Mn覆盖层。随着Mn覆盖率的增加，Fe层的元素比磁化曲线呈现出从面外到面内的两步自旋重取向转变。结合原子尺度的结构和电子性质的表征与第一性原理计算成功地解开了纠缠的界面因素的作用，并澄清了转变的驱动力。在低Mn覆盖率下的第一步转变主要是由异质界面处FeMn无序合金的形成引起的，而在高Mn覆盖率下，与界面FeMn有序合金的电子杂化是主要的第二步转变的起源。
2018-06-27 cond-mat.mtrl-sci
Creating Two-Dimensional Electron Gas in Nonpolar Oxide Interface via Polarization Discontinuity: First-Principles Analysis of CaZrO3/SrTiO3 Heterostructure
采用第一性原理电子结构计算方法研究了非极性/非极性CaZrO_3/SrTiO_3（CZO/STO）异质结构（HS）体系的应变诱导极化及其电导率.通过对四种CZO/STO HS基板坯系统的建模，在TiO 2/CaO和SrO/ZrO 2界面模型中，发现晶格失配引起的压应变导致CZO薄膜中出现强极化，随着CZO薄膜厚度的增加，存在绝缘体-金属的转变。在两种界面模型中，CZO膜的极化方向和形成界面金属态的临界厚度取决于CZO膜的表面终止。在TiO 2/CaO和SrO/ZrO 2界面模型与CaO表面终止，强极化驱动的电荷转移从CZO膜的前几个TiO 2层中的STO基板，导致形成的二维电子气（2DEG）的界面。在具有ZrO 2表面终端的HS模型中，CZO膜中形成了两个方向相反的极化畴，导致电荷从中间CZO层分别向界面和表面转移，导致界面上的二维电子气和中间CZO层的二维空穴气（2DHG）共存.这些发现开辟了一条新的途径，以实现2DEG（2DHG）在钙钛矿为基础的HS系统通过偏振不连续性。
2015-08-03 cond-mat.mtrl-sci
Atomic-scale insights into semiconductor heterostructures: from experimental three-dimensional analysis of the interface to a generalized theory of interface roughness scattering
本文发展了一个适用于任何半导体异质结构的载流子界面粗糙度散射过程的广义理论。通过利用我们的实验见解Ge/GeSi异质界面上获得的三维原子景观原子探针层析成像，我们已经能够定义完整的一套接口参数相关的散射势，包括在平面内和轴向相关内真正的扩散接口。我们的实验结果表明，部分相干的界面粗糙度沿生长方向内的接口。我们表明，它是必要的，包括这一功能，以前被忽略的理论模型，当考虑到有限的界面宽度的特点heterointerfaces。
2020-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetism in a TiO2/LaAlO3 heterostructure: an ab initio study about the role of oxygen vacancies
在这项工作中，我们研究的电子结构和磁性的TiO 2薄膜生长在另一个非磁性氧化物，如LaAlO 3（001）衬底，集中在结构弛豫和氧空位所发挥的作用。利用密度泛函理论从头计算方法，我们研究了LaAlO_3的自支撑薄膜以及与LaO或AlO_2平面的界面，着重于磁溶液的可能性。结果表明，当界面上没有氧空位时，LaO/TiO_2界面比AlO_2/TiO_2界面更易发生光致发光，而当界面上有氧空位时，则相反。在这两种情况下，内聚能是相同的数量级，但只有AlO 2/TiO 2界面呈现出稳定的磁性解决方案。
2008-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Size dependent electric voltage-controlled magnetic anisotropy in multiferroic heterostructures: Interface-charge and strain co-mediated magnetoelectric coupling
提出了一种唯象方法来研究铁磁/铁电异质结构中电压控制的磁各向异性。FM层是金属Fe（001）、Ni（001）、Co（0001）或半金属（La，Sr）MnO 3膜。两种磁电机制，即，界面电荷和应变介导的耦合。我们表明，界面电荷介导的耦合是主要的机制时，FM膜厚度低于一定的过渡厚度dtr的磁电耦合，而应变介导的耦合占主导地位的dtr以上。
2010-12-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Absorption and emission modulation in MoS2-GaN (0001) heterostructure by interface phonon-exciton coupling
基于层状二维过渡金属二硫属化物（TMD）与氮化镓（GAN）界面的半导体异质结构是实现宽带光发射器和吸收器的优良材料系统。极性半导体如GAN的表面性质由界面声子控制，因此垂直异质结构的光学性质强烈依赖于界面激子-声子耦合。在单层MoS 2-GAN（0001）异质结构中，由于界面声子与光生载流子的耦合，观察到异质结构中不同拉曼模式的起源和激活。这种耦合强烈地影响了MoS 2的非平衡吸收特性和两种半导体的发射特性。采用密度泛函理论（DFT）计算了界面的能带排列，发现界面为I型异质结构。MoS 2在K点处的带间跃迁的光激发强烈地调制MoS 2中的C激子带。GAN的吸收带和发射带与MoS 2的吸收带的重叠引起了能量和电荷在界面上的转移，并在Γ点处产生光激发。利用瞬态光抽运-探测光谱技术，在GAN衬底上的MoS 2中观察到激子吸收态的强调制。载流子与声子和缺陷态的相互作用导致了GAN衬底上MoS 2发光的增强和蓝移。我们的研究结果表明，声子和载流子之间的界面耦合的光学和电子应用的发展的相关性。
2019-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
