Ambipolar Insulator-to-Metal Transition in Black Phosphorus by Ionic-Liquid Gating
我们报告的双极输运性质的黑磷使用双电层晶体管（EDLT）配置。传输曲线清楚地显示了双极晶体管的行为，通断比为5*10^3。从转移曲线可以确定带隙= 0.35 eV，霍尔效应测量显示，在170 K时空穴迁移率约为190 cm^2/Vs，比电子迁移率大一个数量级。通过引入~ 10^14 cm^-2的超高载流子密度，由于电子和空穴的掺杂，实现了电场诱导的从绝缘态到金属态的跃迁。我们的研究结果表明，黑磷将是一个很好的候选人的功能器件，如横向pn结和隧道二极管的制造，由于本征窄带隙。
2015-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Conductance modulation in topological insulator Bi2Se3 thin films with ionic liquid gating
采用离子液体作为双电层栅控材料，研制了Bi 2Se 3拓扑绝缘体场效应晶体管，室温电导调制率达365%.我们讨论了带电杂质对输运性质的作用。电导随栅极偏压的调制是由于载流子浓度的变化，而电导随温度的变化是由于迁移率的变化。拓扑绝缘体在室温下具有很大的电导调制和透明的光学性质，使其成为一种有趣的光电材料。
2013-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable terahertz reflection of graphene via ionic liquid gating
我们报道了一种高效的石墨烯可调谐太赫兹反射器。通过施加小的栅极电压（高达3V），在室温下使用石墨烯/离子液体结构将石墨烯的反射率从最小0.79%调制到最大33.4%，并且反射调谐在宽光谱范围（0.1 - 1.5THz）内是均匀的。我们的观察是由德鲁德模型，它描述了太赫兹波诱导的带内跃迁在石墨烯解释。石墨烯的这种可调反射率可以有助于宽带THz反射镜、可变形THz反射镜、可变THz分束器和其他光学部件。
2017-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modulation of spin conversion in a 1.5 nm-thick Pd film by ionic gating
研究了在铁磁绝缘体上生长的1.5 nm厚Pd薄膜的自旋轨道相互作用（SOI）的栅诱导调制。通过离子门控的有效电荷积累使得Pd膜的费米能级能够大幅上移，这通过Pd中的电阻率的抑制来证实。在自旋泵浦下，由于Pd的自旋霍尔电导率的调制，由Pd中的逆自旋霍尔效应产生的电动势基本上被选通调制。使用薄Cu膜（其能带结构在很大程度上不同于Pd和Pt并且其SOI相当小）的相同实验提供了支持我们的权利要求的进一步结果。所获得的结果有助于在发展中的整体理解的栅极可调SOI固体，并确认了先前的解释的显着调制的自旋霍尔电导率在一个cnPt膜门控。
2020-08-31 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
The role of ionic liquid breakdown in the electrochemical metallization of VO2: An NMR study of gating mechanisms and VO2 reduction
通过离子液体电解质（电解质门控）的初始绝缘VO 2的金属化最近已经成为一个非常感兴趣的话题。很明显，金属化发生电化学，并且先前已经有大量证据表明在离子液体门控期间除去少量氧。也有人提出了氢嵌入，但氢的来源仍然不清楚。在这项工作中，固态魔角旋转NMR光谱被用来研究VO 2的热金属-绝缘体转变，然后进行催化氢化和电化学金属化VO 2。大块VO 2颗粒的电化学金属化被证明是与嵌入的氢，其程度可以用定量1H NMR光谱测量。探索了氢的可能来源，并且通过使用选择性氘代离子液体，揭示了氢化是由于离子液体的去质子化;具体地，对于常用的基于二烷基咪唑的离子液体，它是负责的“卡宾”质子。增加电化学的温度被示出为增加氢化的程度，首先形成氢化程度较低的金属相，然后形成氢化程度较高的绝缘居里-外斯顺磁相，这两者也被观察到用于催化氢化的VO 2。核磁共振结果支持磁化率测量，证实了泡利和居里-外斯顺磁性的程度。核磁共振光谱是用来确定氢的存在下，在电解质门控薄膜的VO 2，这表明电解质击穿，质子嵌入和电解质内的分解产物的反应不应被忽视时，解释电化学门控实验中观察到的电子和结构的变化。
2018-12-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Density-functional theory study of ionic inhomogeneity in metal clusters using SC-ISJM
在这项工作中，我们应用了最近制定的自压缩非均匀稳定的jelvis模型[M。Payami和T.马赫穆迪运河J. Phys. { \bf 89}，967（2011）]来描述Al $_N$的原子闭合壳层简单金属簇的平衡电子和几何性质（$N$ =13，19，43，55，79，87，135，141）、Na $_N$和Cs $_N$（$N$ =9，15，27，51，59，65，89，113）。为了验证结果，我们还进行了第一性原理赝势计算，并将其作为我们的参考。在模型中，我们考虑了由“表面”和“内部”组成的两个区域，它们之间的边界是尖锐的。这种泛化使得可以解耦系统不同部分的弛豫。结果表明，本模型正确地预测了在大多数集群中看到的尺寸减小。它还预测了一些集群的大小增加，从第一性原理的结果观察到。另一个属性是层间距离的变化，在大多数情况下以收缩形式实现，在少数情况下以膨胀形式实现，其再现与原子模拟结果非常一致。为了更好地描述性质，可以改进选择厚度的方法或将模型泛化为包括更多区域而不仅仅是两个。
2017-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Improved Carrier Mobility in Few-Layer MoS2 Field-Effect Transistors with Ionic-Liquid Gating
我们报道了由双层和少层MoS 2组成的离子液体（IL）门控场效应晶体管（FET）的制备。我们的传输测量表明，在250 K的离子液体门控器件中的电子迁移率约为60 cm ~ 2 V ~（-1）s ~（-1），大大超过了可比的背栅器件。IL-FET显示出迁移率从180 K下的约100 cm 2 V-1 s-1增加到77 K下的约220 cm 2 V-1 s-1，这与由四端测量确定的真实沟道迁移率非常一致，双极行为具有对于电子（空穴）>107（104）的高ON/OFF比，以及在250 K下约50 mV/dec的接近理想的亚阈值摆幅。我们属性所观察到的性能增强，特别是增加的载流子迁移率，是有限的声子，减少肖特基势垒在源极和漏极的带弯曲所造成的负离子液体介电层。
2013-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Full control of solid-state electrolytes for electrostatic gating
离子门控是实现场效应晶体管（FET）的强大技术，使实验不可能以其他方式进行。到目前为止，离子门控依赖于顶部电解质门的使用，这造成了实验限制并使器件制造复杂。最近在基于固态电解质的FET中获得的有希望的结果仍然受到未知来源的伪现象的困扰，这妨碍了晶体管的正常工作，并导致有限的控制和再现性。在这里，我们探讨了一类固态电解质的门控（锂离子导电玻璃陶瓷，LICGC），确定的过程中负责的虚假现象和不可再现的行为，并展示了正常运作的晶体管表现出高密度双极操作与栅极电容约20-50 $μ$ F/cm $^2$（取决于极性的积累电荷）。使用二维半导体过渡金属二硫属化物，我们证明了实施离子门光谱，以确定半导体带隙的能力，并积累电子密度超过10 $^{14}$ cm $^{-2}$，导致在栅极诱导的超导性在MoS $_2$多层膜。由于LICGC是在背栅配置中实现的，它们使材料的表面暴露，使得迄今为止在离子液体门控器件中不可能使用表面敏感技术（如扫描隧道显微镜和光电发射光谱）。它们还允许双离子门控器件提供电荷密度和电场的独立控制。
2023-02-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Control of the magnetic anisotropy in multi-repeat Pt/Co/Al heterostructures using magneto-ionic gating
本研究通过磁离子门控氧化中间Al层，可逆调控多层堆叠中顶层Co的磁各向异性，实现反常霍尔效应幅度的非易失性改变及磁畴周期加倍，证明单层各向异性控制可扩展至耦合多层系统。
2024-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Ambipolar suppression of superconductivity by ionic gating in optimally-doped BaFe2(As,P)2 ultrathin films
铁基化合物Ba-122家族的超导电性（SC）可以通过异价或等价取代、施加的外部压力和应变来控制，有时在同一样品中研究这些因素的综合影响。大多数情况下，结果限于SC圆顶向不同掺杂值的移位。在少数情况下，最佳掺杂下的最大SC跃迁也可以增强。在这项工作中，我们研究了电荷掺杂与等价P取代和应变的组合，通过对BaFe $_2$（As $_{0.8}$ P $_{0.2}$）$_2$薄膜进行离子门控实验。我们发现，离子门的极化诱导调制的正常状态的输运性质，可以主要归因于表面电荷掺杂。我们表明，离子门控只能移动系统远离最佳条件，因为SC转变温度被电子和空穴掺杂抑制。我们还观察到一个扩大的电阻转变，这表明SC序参量调制非均匀的膜厚度，与早期的报道电荷掺杂的标准BCS超导体和铜酸盐。
2019-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Reversible Electrochemical Phase Change in Monolayer to Bulk MoTe2 by Ionic Liquid Gating
Stanford University（斯坦福大学）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
通过离子液体栅极在单层到bulk MoTe2间实现可逆电化学相变，揭示该机制无需单层隔离，具有更广泛的应用潜力。
2019-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Depth Profiling of Oxygen Migration in Ta/HfO2 Stacks During Ionic Liquid Gating
Institute of Physics, Johannes Gutenberg University Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学物理研究所）；Faculty of Physics, Bielefeld University（比勒费尔德大学物理学院）；Faculty of Physics, Osnabrück University（奥斯纳布吕克大学物理学院）
研究通过IL栅极技术分析Ta/HfO2堆叠中氧迁移深度，揭示了氧掺杂与电场、氧化物厚度的关系，为磁离子和纳米离子器件设计提供理论依据。
2025-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable inverse spin Hall effect in nanometer-thick platinum films by ionic gating
电选通可以强烈地调制半导体和绝缘体的各种物理性质，如硅的电导率发生显著变化，SrTiO_3的超导电性出现，（In，Mn）As的顺磁-铁磁转变等，而这种调制的关键是固体中的电荷积累。因此，人们认为，这种调制对于载流子数量太大的常规金属来说是遥不可及的。然而，成功地调整了钴的居里温度，甚至在金属材料中也有望最终实现这种程度的控制。在这里，我们显示了可逆调制高达两个数量级的反自旋霍尔效应-一种现象，管理自旋和电荷电流之间的相互转换-在铂。自旋-电荷转换使得能够在同一器件中产生和使用电流和自旋电流，这对自旋电子学和电子学的未来至关重要。
2018-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrostatic Gating of Ionic Conductance Through Heterogeneous van der Waals Nanopores
University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）；Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）
该研究通过异质范德瓦尔纳米孔实现低电压离子导电控制，展示了亚10纳米孔在低至0.3V电压下实现10倍电流调制，为低功耗离子电路和生物传感提供了新途径。
2026-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ionic gating in metallic superconductors: A brief review
离子门是研究和控制各种不同材料中的电荷传输和电子基态的一种非常流行的工具。这是由于其能够通过双电层场效应晶体管（EDL-FET）架构诱导表面电荷密度的大调制，并且已被证明能够甚至调谐金属系统的性质。在这篇简短的综述中，我总结了迄今为止在通过离子门控技术控制常规金属超导体薄膜的超导（SC）特性方面所取得的主要成果。我讨论了如何栅极诱导的电荷掺杂，尽管被限制在一个薄的表面层由静电屏蔽，结果在一个长范围的“散装”调制的SC属性的SC冷凝物的相干性，证明了观察supplies在临界温度下的薄膜比静电屏蔽长度厚得多，并通过显着的厚度依赖性，其幅度。我回顾如何可以模拟这种行为的电荷掺杂的表面层和未受干扰的散装与不同程度的近似之间的邻近效应，以及如何第一性原理计算已被用来确定起源的异常增加的静电屏蔽长度在双电场，从而充分证实了邻近效应模型的有效性。最后，我讨论了一个一般的框架-从头算密度泛函理论和超导的Migdal-Eliashberg理论的组合的基础上-通过它的任何门控薄膜的常规金属超导体的属性可以确定纯粹从第一原理。
2021-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Electrochemically-driven insulator-metal transition in ionic-liquid-gated antiferromagnetic Mott-insulating NiS$_2$ single crystals
受黄铁矿结构CuS $_2$超导电性存在的启发，我们探讨了离子液体门控诱导反铁磁莫特绝缘体NiS $_2$超导电性的可能性.在正栅偏压下，观察到了一个清晰的由二维绝缘态到三维金属态的栅诱导转变。然而，在0.45 K的最低测量温度下没有观察到超导性的证据。基于传输，能量色散X射线光谱，X射线光电子能谱学，原子力显微镜，和其他技术，我们推导出一个电化学门控机制，涉及大量减少的S：Ni比（超过数百nm），这是不挥发性和不可逆的。这与黄铁矿FeS $_2$中可逆的、易挥发的、表面受限的静电门效应形成鲜明对比。我们将NiS $_2$和FeS $_2$中电化学与静电门控响应的明显差异归因于NiS $_2$中大得多的S扩散系数，类似于在具有不同O-空位扩散率的电解质门控氧化物中观察到的不同行为。另一方面，门控不可逆性与大气S的缺乏有关;这与更好理解的氧化物情况相反，其中大气H $_2$ O的电解提供了O储库。因此，这项研究的NiS $_2$提供了新的洞察电解质门控机制的功能材料，在以前未探索的限制。
2022-01-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electrostatic gating of metallic and insulating phases in SmNiO3 ultrathin films
相关电子系统SmNiO3在130 ° C时表现出金属-绝缘体相变。使用离子液体作为双电层（EDL）的三端SmNiO3器件的栅极，我们调查的沟道电阻和转变温度的栅极控制。在室温下，在绝缘相和金属相上都观察到电阻降低，调制约为25%。通过在惰性气体和空气环境中的对照实验，我们发现电阻调制主要是由于静电电荷的积累，而不是电化学掺杂。我们对电阻行为进行了建模，并估算了累积的层密度（约1 - 2 x 10^14 cm ^-2）和EDL电容（约12 μ F/cm ^2）。
2013-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Gating effects in antiferromagnetic CuMnAs
反铁磁体由于在自旋电子学中的潜在应用而引起人们的广泛关注。电流和电场都被认为是适合于控制AF的性质和Néel矢量方向的工具。在AF中，CuMnAs已被证明表现出特定的性质，导致存在与自旋方向和拓扑狄拉克准粒子相称的电流诱导的自旋轨道转矩。在这里，我们报告的观察上的可逆效应的电场的电阻率的CuMnAs薄膜，采用离子液体作为栅极绝缘体。该数据允许独立于可能受异常分量影响的霍尔效应来确定载流子类型、浓度和迁移率。
2019-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Lithium ion intercalation in thin crystals of hexagonal TaSe2 gated by a polymer electrolyte
离子液体门控已被用来修改层状过渡金属二硫属化物（TMDC）的性能，包括二维（2D）晶体的TMDC最近广泛使用的设备工作，这导致了大量的性能观察未见。其主要效应来自于界面处强电场引起的静电门控。此外，当栅电解质的离子尺寸与TMDC的层间距相比小时，离子液体门控也导致离子嵌入。然而，在层状TMDCs中，离子嵌入的微观过程很少被探索。在这里，我们采用了一种技术相结合的光刻设备制造和电输运测量上的六方TaSe 2的薄晶体使用多通道器件门控的聚合物电解质LiClO 4/PEO。这些薄晶体的栅极电压和时间依赖性的源漏电阻被用来获得信息的嵌入过程中，离子嵌入的效果，以及允许的间隙位置和设备特性的离子占用之间的相关性。我们发现了一个栅极电压控制调制的电荷密度波和载流子的散射率。我们的工作表明，离子嵌入可以是一个有用的工具，层状材料工程和二维晶体器件设计。
2018-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Gate-tunable Phase Transitions in 1T-TaS$_2$
利用栅极电场调节材料特性的能力是现代电子技术的核心。它也是最近二维系统进展背后的驱动力，例如栅极电场诱导超导和金属-绝缘体转变。在这里，我们描述了一种离子场效应晶体管（称为“iFET”），它使用栅控锂离子嵌入来调制层状原子晶体1 T-TaS $_2$的材料性质。可调离子嵌入引起的极端电荷掺杂改变了1 T-TaS $_2$中各种电荷有序态的能量，并在具有降低维数的薄片样品中产生一系列相变。我们发现1 T-TaS $_2$中的电荷密度波态本质上是三维的，并且在临界厚度所定义的二维极限内完全坍缩。同时，离子门控在1 T-TaS $_2$薄片中诱导了低温下从Mott绝缘体到金属的多重相变，其电阻具有5个数量级的调制。超导电性出现在一个纹理的电荷密度波状态诱导离子门。我们的方法的门控嵌入的2D原子晶体在散装限制开辟了新的可能性，在极端的电荷载流子浓度限制寻找新的物质状态。
2014-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Self-Consistent Description of Vapor-Liquid Interface in Ionic Fluids
离子关联的不均匀性广泛存在于许多物理化学、软物质和生物体系中。在这里，我们应用改进的高斯重整化涨落理论来研究离子流体汽液界面的经典例子。的离子相关性被分解成一个短期的贡献与当地的静电环境和长期的贡献占空间变化的离子强度和介电常数。对于对称盐，我们的理论预测的共存曲线和界面张力与文献报道的模拟数据定量一致。此外，我们提供了第一个不对称盐的界面结构的理论预测，突出了捕获局部电荷分离的重要性。
2022-10-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Reversible Tuning of Superconductivity in Ion-Gated NbN Ultrathin Films by Self-Encapsulation with a High-$κ$ Dielectric Layer
离子门控是用于经由电场诱导的电荷掺杂来调整材料的物理性质的强大技术，但是倾向于在门控材料中引入超出纯静电的非本征无序和不期望的电化学改性。相反，可逆的、易失性的和静电调制在通过离子门控可获得的静电感应电荷密度实现的新型器件概念的可靠设计和操作中是关键的。在这里，我们展示了一个简单而有效的方法，实现可逆的和挥发性的表面敏感的氮化铌薄膜通过控制其表面的氧化门控。所得的氧化铌封装层表现出与未封装的离子晶体管的电容相当的电容，承受超过栅极电解质的电化学稳定窗口的栅极电压，并且使得封装膜的正常状态电阻率和超导转变温度两者的完全可逆的可调谐性成为可能。我们的方法应该是可转移到其他材料和设备的几何形状，更标准的封装技术是不容易适用。
2022-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Mechanism for the Large Conductance Modulation in Electrolyte-gated Thin Gold Films
使用离子液体电解质的电解质门控作为在各种材料中实现大载流子密度调制的方法最近引起了相当大的兴趣。在贵金属薄膜中，电解质选通导致薄层电阻的大的变化。这些变化的广泛接受的机制是在液体中形成具有带电离子层的双电层以及在薄膜中载流子的积累或耗尽。我们在这里报告一个不同的机制。特别是，我们使用X射线吸收近边结构（XANES），以前报道的大电导调制金膜是由于可逆的氧化和还原的表面，而不是充电的双电层。我们表明，双电层电容占不到10%的所观察到的传输特性的变化。这些结果代表了理解电解质门控机制的重要一步。
2016-03-28 cond-mat.mtrl-sci
Facile synthesis of palladium hydride via ionic gate-driven protonation using a deep eutectic solvent
本研究针对离子液体作为离子门控介质时载氢量受限、成本高及毒性等问题，采用氯化胆碱-甘油1:3深共晶溶剂作为栅极电解质，通过施加超阴极稳定极限的栅压，在钯块体与薄膜中实现PdH₀.₈₉的高载氢量并诱导超导，为不同材料的高效载氢提供了可调整的方案参考。
2024-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Reversible Ionic Liquid Intercalation for Electrically Controlled Thermal Radiation from Graphene Devices
本研究探究离子液体插层对宽红外波段石墨烯光电器件长期性能的影响，明确了电解质离子尺寸不对称、电荷分布机制及氧气等关键限制因素，为石墨烯红外热管理相关应用的限制机制提供了参考。
2023-06-15 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Anomalous Hall Effect and Spin Fluctuations in Ionic Liquid Gated SrCoO$_3$ Thin Films
最近实现的外延SrCoO $_3$薄膜引发了他们的电子，磁性和离子特性的新的兴趣。在这里，我们发现了这种化合物的几个不寻常的磁输运性质，这表明它在低温下具有持续的自旋波动。通过离子液体选通，我们从绝缘的SrCoO $_{2.5}$得到了具有创纪录低电阻率的金属SrCoO $_3$。我们发现，异常霍尔电阻率和纵向电阻率之间的线性关系，这不能占传统的机制。我们从理论上提出，杂质诱导的手征自旋涨落引起这种依赖关系。自旋涨落的存在表现为SrCoO $_3$在温度接近零时的负增强的磁阻效应。我们的研究带来了进一步的洞察到独特的自旋状态的SrCoO $_3$和揭示了一种新的斜散射机制的异常霍尔效应。
2018-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reversible Magneto-ionic Modification of Metallic Magnetic Thin Films
本研究利用离子液体门控技术实现金属磁性薄膜的可逆磁离子改性，通过电驱动氧迁移调控HM/FM界面氧化态，改变磁性能，为自旋电子器件提供新方案。
2026-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Hydroxide-based magneto-ionics: electric-field control of reversible paramagnetic-to-ferromagnetic switch in $α$-Co(OH)$_{2}$ films
磁离子学已经成为一种有前途的方法来操纵磁性能，不仅通过大幅降低与基于电流的设备相关联的功耗，而且通过实现新的功能。到目前为止，磁离子学主要是在氧基系统中进行探索，而对替代离子系统的兴趣激增。在这里，我们证明了高效的氢氧化物为基础的磁离子电沉积$α$ -Co（OH）$_{2}$薄膜。$α$ -Co（OH）$_{2}$是一种室温顺磁体，在用负电压进行电解质选通后被切换为铁磁。该系统是完全的，磁可逆的正电压应用。可逆的顺磁到铁磁转变的起源归因于羟基的离子扩散，促进了金属钴铁磁区域的形成。我们的研究结果证明了碳酸丙烯酯门控实验报告的最低导通电压之一。通过调节电压大小和样品面积，我们证明了诱导离子效应的速度可以大大提高。
2022-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Magneto-Ionic Vortices: Voltage-Reconfigurable Swirling-Spin Analog-Memory Nanomagnets
提出由电场诱导离子运动控制的纳米级磁离子涡旋（vortion），通过电压实现对其磁化等特性的节能模拟调节与可逆态转变，为模拟计算和多态存储提供新途径。
2024-03-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Optoionic Impedance Spectroscopy (OIS): a model-less technique for in-situ electrochemical characterization of mixed ionic electronic conductors
本文提出无模型的光离子阻抗谱（OIS），通过栅压下光学响应动态变化原位提取MIEC的离子缺陷浓度与嵌入动力学，并在钙钛矿氧化物薄膜中验证。
2024-07-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Characterization of Graphene/Ionic Liquid Memristive Devices for Neuromorphic Systems
由于对提高计算能力的兴趣以及将电子器件与包括药物递送、神经接口和生物传感器的生物系统进行接口的动机，柔性和生物相容的忆阻器件对于生物电子系统特别有吸引力。由更非正统的有机材料制成的结构可以解决不同的问题，因为它们具有以下特性：灵活性，一致性，生物相容性以及简单和低成本的制造。已经观察到，由于局部电势差，门控石墨烯/离子液体（IL）器件导致在石墨烯/IL界面处形成双电层（厚度为几纳米的离子薄层），该局部电势差也控制局部电导率。该结构提供了基于沿着沟道的动态pn结形成的忆阻机制。受这种忆阻行为的激励，组装了石墨烯/IL设备，目的是展示忆阻行为和联想学习。本文研究了聚合物衬底上柔性石墨烯/ IL器件的忆阻特性。研究了这些新型器件的I-V特性和开关机理。制造并测试了两种不同的器件拓扑结构（单输入、单输出和双输入、单输出），以模拟调节。据观察，正极性和负极性的电压脉冲串的应用增加了设备的电导，并允许更大的电流通过重复激励后。这一特性被用来调节设备和模拟联想学习。
2022-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional hole transport in ion-gated diamond surfaces: A brief review
导电金刚石是下一代电子、热学和电化学应用的有希望的候选材料。其开发的主要障碍之一是它的一些关键物理特性-如载流子迁移率和超导转变温度-在引入无序时会发生强烈的退化。这使得二维空穴气在其表面诱导的电场效应掺杂从基本和应用的角度来看，特别有趣，因为它大大减少了非本征无序的量相对于标准的硼取代。在这篇简短的综述中，我们总结了迄今为止在通过离子门控技术控制不同场效应掺杂金刚石表面的电输运性质方面取得的主要成果。我们分析了离子门控如何调整它们的电导率，载流子密度和迁移率，并驱动不同的表面跨越绝缘体到金属的过渡。我们回顾了它们的强取向依赖的磁输运性质，特别关注（100）表面所示的门可调自旋轨道耦合。最后，我们讨论了由密度泛函理论计算预测的在（110）和（111）面的场致超导性的可能性。
2019-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Photovoltaic effect in few-layer black phosphorus PN junctions defined by local electrostatic gating
光伏效应是光能收集中最基本的光-物质相互作用之一。在常规光伏太阳能电池中，光生载流子由PN结的内置电场提取，该内置电场通常由半导体中的离子掺杂剂限定。在原子级薄的半导体中，掺杂水平可以通过场效应控制，而不需要在晶格中注入掺杂剂，这使得二维半导体成为实现电调谐PN结的有前景的材料。然而，大多数2D半导体材料不显示实现PN结所必需的双极P型和N型场效应输运。少层黑磷是一种新型的二维半导体材料，具有直接带隙、高迁移率、电流开/关比和双极工作等优点。在这里，我们制作了几层黑磷（b-P）场效应晶体管与分裂底栅和结晶六方氮化硼（h-BN）电介质。我们展示了静电控制的本地载流子的类型和密度以上的每个栅极的设备，调整其电气行为从金属整流。照明的栅极定义的PN结，我们观察到零偏置的光电流和显着的开路电压，我们归因于由内部电场驱动的电子-空穴对在结区的分离。由于该材料的小带隙，我们观察到的光电流和光电压的照明波长高达940 nm，有吸引力的能量收集应用在近红外区域
2014-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric-field Control of Magnetism with Emergent Topological Hall Effect in SrRuO3 through Proton Evolution
离子取代是通过离子-晶格-电子耦合来控制材料的载流子密度和晶体对称性的重要途径，从而在强关联系统中产生丰富的电子态谱。使用铁磁金属SrRuO3作为模型系统，我们证明了一个有效的和可逆的控制载流子密度和晶体对称性通过离子液体门控诱导质子化。质子的插入对SrRuO3进行电子掺杂，随着质子浓度的增加，SrRuO3发生铁磁-顺磁相变。有趣的是，我们观察到一个新兴的拓扑霍尔效应的相变的边界处的新建立的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的结果，由于质子化SrRuO3与质子组成的膜深度梯度的反转对称性的破坏。我们设想，电场控制质子化开辟了一种新的策略来设计材料的功能。
2018-11-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Trion emission from frozen p-n junctions in networks of electrolyte-gated (6,5) single-walled carbon nanotubes
我们展示了激子和带电激子（trion）电致发光从冻结pn结在网络的聚合物排序，半导体（6，5）单壁碳纳米管。采用离子液体的电解质门控以实现在低施加电压下在纳米管网络中注入和积累高密度的空穴和电子。静态pn结结是通过在双极状态下将器件冷却到离子液体的熔点以下而形成的。这些冻结的结显示出类似二极管的整流，并使电子空穴复合和近红外电致发光在受控条件下的调查。激子和红移的三电子发射对电致发光光谱的贡献受pn结形成的初始参数（平衡或非平衡）和外加偏压的影响，但不依赖于温度（30-200 K）。发现沿着固定结的倾斜电势分布以及因此复合区内的过量载流子的数量主要决定发射强度和观察到的激子与激子的比率。
2022-12-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electric-field control of magnetism in few-layered van der Waals magnet
利用静电门技术操纵量子态是纳米电子学中许多模型系统的研究热点。当涉及到控制电子自旋的问题时，更具体地说，系统的磁性，用电场调谐已被证明是难以捉摸的。近年来，磁性层状半导体由于其新的物理现象而引起了人们的广泛关注。然而，在基于它们的栅极可控磁性的演示中仍然存在挑战。在这里，我们表明，通过离子门控，可以观察到强场效应在几层半导体Cr $_{2}$ Ge $_{2}$ Te $_{6}$设备。在不同的栅极掺杂，在所研究的设备中的微区克尔测量表明可调谐的磁化循环低于居里温度，这是暂时归因于自旋极化的能带结构的力矩重新平衡。我们在范德华磁体中的电场控制磁性的发现为新一代磁存储器、传感器和自旋电子学的潜在应用铺平了道路。
2018-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High Mobility WSe2 p- and n-Type Field Effect Transistors Contacted by Highly Doped Graphene for Low-Resistance Contacts
我们报告了具有六方氮化硼钝化沟道和离子液体（IL）栅控石墨烯接触的n型和p型WSe 2场效应晶体管的制造。我们的输运测量揭示了本征沟道特性，包括在接近量子电导e2/h的特征电导率下的金属-绝缘体转变，在170 K下>107的高ON/OFF比，以及在160 K下约200 cm 2 V-1 s-1的大电子和空穴迁移率。将温度降低到77 K将电子的迁移率提高到~330 cm 2 V-1 s-1，将空穴的迁移率提高到~270 cm 2 V-1 s-1。我们将我们观察电子和空穴通道中的固有声子限制传导的能力归因于使用IL门控的通道和石墨烯接触电极之间的肖特基势垒的急剧减少。我们通过研究由单个石墨烯/WSe 2肖特基结组成的肖特基二极管来阐明这一过程。我们的研究结果表明，利用化学或静电高度掺杂的石墨烯的多功能，灵活和透明的低电阻欧姆接触到广泛的准二维半导体的可能性。关键词：MoS 2，WSe 2，场效应晶体管，石墨烯，肖特基势垒，离子液体栅
2014-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical grade bromide-based thin film electrolytes
针对传统固态栅极与离子液体栅控在中红外光学应用中的局限，研究制备了PMMA基溴化物离子液体薄膜电解质，兼具高电荷调控能力、宽中红外透光性与环境适应性，可作为通用栅控层填补相关器件应用空白。
2023-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Emergent ferromagnetism with Fermi-liquid behavior in proton intercalated CaRuO3
关联电子系统中费米液态和非费米液态之间的相互作用是凝聚态物理的重要研究课题。探索非费米液体行为本质的一个有效途径是接近其相界。本文报道了金属CaRuO3在离子液体门控作用下，通过电场质子化，实现了从非费米液体到费米液体的转变。这种电子跃迁随后引发了一个可逆的磁跃迁，从这个顺磁性化合物中出现了一个奇异的铁磁态。我们的理论分析表明，氢掺入通过结构畸变和电子掺杂在电子和磁性相变中起着关键作用。这些观测结果不仅有助于理解钙钛矿双烯酸盐体系中相关的磁性和电子跃迁，而且为相关材料中电子相的设计提供了新的途径。
2021-03-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Protonation-induced discrete superconducting phases in bulk FeSe single crystals
通过施加压力、电子掺杂、插入间隔层和降低维数，FeSe的超导转变温度$T_{\rm{c}}$可以显著提高几倍。伴随着高$T_{\rm{c}}$超导性，还观察到了各种有序的电子相，如向列性和自旋密度波。研究$T_{\rm{c}}$的电子结构演化对理解FeSe及其衍生物超导体的电子行为和高$T_{\rm{c}}$超导电性是必不可少的。在这份报告中，我们已经发现了一系列离散的超导相，最大$T_{\rm{c}}$高达44 K，在H $^+$插入FeSe单晶使用离子液体门控方法。随着$T_{\rm{c}}$的增加，相变受到抑制，并从非费米液体向费米液体转变。费米面拓扑的突变被提出来解释离散的超导相。还揭示了有利于高- $T_{\rm{c}}$超导相的能带结构。
2021-12-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
