Microscopic model of stacking-fault potential and exciton wave function in GaAs
嵌入体晶体中的二维堆垛层错缺陷可以为载流子和激子提供均匀的捕获电势。在这里，我们利用国家的最先进的结构成像加上密度泛函和有效质量理论，建立一个微观模型的层错激子。计算了不同磁场下GaAs中单个层错束缚激子的抗磁位移和激子偶极矩，并与实验结果进行了比较。该模型是用来进一步提供洞察到由堆垛层错对形成的双阱势绑定的激子的属性。这个微观激子模型可以被用作模型的输入，其中包括激子-激子相互作用，以确定在这个系统中可访问的激子相。
2019-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large Scale Synthesis of Bi-layer Graphene in Strongly Coupled Stacking Order
近年来，通过化学气相沉积（CVD）大规模合成单层石墨烯（SLG）受到了广泛关注。然而，AB堆叠双层石墨烯（BLG）的CVD合成仍然是一个具有挑战性的工作。本文报道了用热CVD法大面积均匀合成BLG。CVD BLG的2D拉曼谱带分裂成四个分量，表明由于强的层间耦合导致电子带分裂。通过瞬态吸收光谱探测的近红外（NIR）吸收和载流子动力学的研究，进一步证明了CVD BLG中电子能带的分裂。紫外光电子能谱学研究也表明CVD BLG和CVD SLG具有不同的电子结构。BLG的生长机制与Cu表面的催化活性有关，而Cu表面的催化活性取决于CVD工艺中所用铜箔的纯度。我们的工作表明，强耦合甚至AB堆叠的BLG可以在Cu箔上大规模生长，这对于基于其分裂电子能带的器件应用特别重要
2010-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced creep performance in a polycrystalline superalloy driven by atomic-scale phase transformation along planar faults
预测在役零件的机械失效需要了解其变形行为，以及相关的动态微观结构演化，直至近原子尺度。已知溶质与由塑性形变产生的缺陷相互作用，从而影响它们在整个微观结构中的位移，并因此影响材料对激发的机械响应。这种效果在这里研究了多晶镍基高温合金与两个不同的Nb含量，导致其蠕变寿命的显着变化。在750 ℃和600 MPa下的蠕变试验表明，高Nb合金在蠕变应变速率方面表现得更好。考虑到相似的初始微观结构，机械行为的差异归因于沿平面缺陷发生的相变，由不同类型的堆垛层错和合金成分控制。电子沟道衬度成像显示两种合金中存在堆垛层错。微孪晶仅在低Nb合金中观察到，部分地合理化较高的蠕变应变速率。在高铌合金中，原子探针断层扫描证明了两种不同类型的堆垛层错的分配行为的基础上。发现超晶格本征层错（SISF）富集在Nb，Co，Cr和Mo，而只有Nb和Co偏聚在超晶格非本征层错。基于它们的成分，局部相变沿故障发生的建议，导致在高铌合金蠕变应变速率较慢。相比之下，在低Nb合金中，主要发现富集Co、Cr、Nb和Mo的SISF。根据本文提出的结果和文献中的结果，提出了一种原子尺度驱动的合金设计方法，该方法控制并促进750 ℃下沿平面断层的局部相变，旨在设计具有增强的抗蠕变性的高温合金。
2020-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring excitonic states of van der Waals bilayers through stacking configuration, band alignment and valley-spin
单层半导体中的激子由于与光场的强耦合而具有大的光学跃迁偶极。异质双层中的层间激子具有电子和空穴组分的层分离，其特征在于大的电偶极子，其能够实现与电场的强耦合和激子-激子相互作用，代价是光学偶极子基本上被猝灭（几个数量级）。在这封信中，我们证明了在过渡金属二硫属化物（TMD）异质和同质双层中创建一类新激子的能力，该双层结合了单层和层间激子的优点，即具有大的光偶极子和大的电偶极子。这些激子由被很好地限制在单个层中的电子和在两个层中很好地延伸的空穴组成，在此通过载体物种特异性层杂交来实现，所述载体物种特异性层杂交通过旋转、平移、带偏移和谷自旋自由度的相互作用来控制。我们在不同的异质双层和均质双层系统中观察到不同种类的这种层杂化谷激子，其可用于实现强相互作用激子/极化激子气体，以及具有能量上转换或下转换的双向层间载流子转移的光量子相干控制。
2019-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-driven sign interchange of surface two-dimensional electron and hole gases in KTaO3 thin film
自从LaAlO 3/SrTiO 3界面二维电子气的发现以来，钙钛矿氧化物中的二维载气因其能承载许多重要现象并可能用于制备新型功能器件而引起了人们的极大关注。在这里，我们表明，有一对表面二维电子和空穴气体在KTaO 3薄膜，它们可以通过施加双轴应力进行调谐。对于增加的压缩面内应变，2D载流子浓度下降到零，然后形成一对新的表面2D电子和空穴气体，并且载流子符号互换。我们的分析表明，这种载流子符号交换的发生是因为增加的压缩应变反转沿[001]方向的单层分辨静电势的斜率。此外，我们还提出了应变相关的载流子浓度和有效质量和它们的厚度依赖性，并表明，表面二维载气和它们的应变驱动的符号交换可以持续，即使在存在的覆盖层和外延衬底。这些现象对设计新型功能器件具有一定的指导意义。
2018-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Stacking-Engineered Thermal Transport and Phonon Filtering in Rhenium Disulfide
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；University of Nevada, Reno（内华达大学雷诺分校）
通过堆叠工程化调控ReS2的堆叠顺序和层间耦合，实现跨平面热传输的调控，为二维电子器件的热管理提供新方法。
2026-02-16 cond-mat.mtrl-sci
Stacking and Layer dependence of magnetic properties in Ti\textsubscript{2}C and Fe\textsubscript{2}C
磁性MXene是探索二维磁性的重要材料家族。然而，从微观的角度来看，这些材料中的层厚度，堆叠模式和磁性的相互依赖性的调查仍然缺乏。在这项工作中，我们已经使用密度泛函理论（DFT）为基础的计算，以了解层厚度和堆叠在两个磁性MXene，Ti $_{2}$ C和Fe $_{2}$ C在其单层和双层形式的磁性能的影响。利用它们的电子结构和标准化模型计算和分析了基态磁结构、磁矩、磁交换作用、磁转变温度和磁各向异性能。我们发现，在这两个系统中，层厚度的增加（单层到双层）影响的基态磁配置，这是由磁交换相互作用的变化驱动。虽然在Ti $_{2}$ C中堆垛方式的影响很弱，但在Fe $_{2}$ C中，堆垛方式的影响在定性和定量上都是显著的。从电子结构的角度对计算结果进行了分析。结果表明，通过调整层厚和堆叠方式，可以在Fe $_{2}$ C中获得迷人的物理效应，使其更适合于器件应用。
2022-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Charge Transport Properties of a Metal-free Phthalocyanine Discotic Liquid Crystal
离散的液晶可以自我排列形成一维的半导体线，几十微米长。在这封信中，我们描述了半导体薄膜的制备，其中盘状分子的堆叠方向垂直于衬底表面。我们目前的载流子迁移率的测量，应用温度依赖的飞行时间瞬态光电导，空间电荷限制电流测量，和场效应迁移率测量。我们提供了实验验证的高度各向异性性质的半导体薄膜的discrete-liquid晶体，与电荷载流子迁移率高达2.8 × 10 $^{-3}$ cm $^2$ /Vs。这些属性使discrete-crete-like一个有趣的选择，如有机photoprophics的应用。
2006-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Hyperfine driven spin relaxation of charge carriers in metal-halide perovskites
Sorbonne Université, CNRS, Institut des NanoSciences（索邦大学，法国国家科学研究中心，纳米科学研究所）；Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla (ICMS) Consejo Superior de Investigaciones Científicas – Universidad de Sevilla (CSIC-US)（塞维利亚材料科学研究所（ICMS）西班牙国家研究委员会–塞维利亚大学（CSIC-US））；Institute of Advanced Materials (INAM), Universitat Jaume I（先进材料研究所（INAM），卡斯特利翁海梅一世大学）
研究金属卤化物钙钛矿中电荷载流子的超精细驱动自旋弛豫，采用为μ子自旋光谱开发的模型，揭示不同弛豫通道，预测含特定元素钙钛矿自旋寿命延长，提取微观参数，为相关研究提供见解和框架。
2026-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Engineering the spin-orbit torque efficiency and magnetic properties of Tb/Co ferrimagnetic multilayers by stacking order
我们测量了自旋轨道转矩（SOTs），电流诱导开关，和畴壁（DW）的运动在合成亚铁磁体组成的Co/Tb层生长在Pt底层上具有不同的堆叠顺序。我们发现，SOT，磁各向异性，补偿温度和SOT诱导开关是高度敏感的Co和Tb的堆叠顺序和与Pt接触的元素。我们的研究进一步表明，Tb是一个有效的SOT发电机时，在与Co接触，使其在堆栈中的位置可以调整，以产生扭矩添加到那些由Pt产生。在最佳堆叠和层厚度下，类阻尼SOT效率高达0.3，这是Pt/Co双层预期的两倍多。此外，尽管具有极高的垂直磁各向异性势垒（高达7.8T），但可以通过注入具有约0.5-2* 107 A/cm 2的电流密度的脉冲来容易地切换磁化。有效的开关是由于大的SOT和低饱和磁化强度的组合，由于亚铁磁性的多层。我们观察到电流驱动的DW运动在没有任何外部场的情况下，这是由界面Dzyaloshinkii-Moriya相互作用稳定的纯手性Néel型DW的指示。这些结果表明，在过渡金属/稀土合成亚铁磁体的堆叠顺序起着重要的作用，在确定相关的自旋电子应用的磁输运性质。
2022-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced optical conductivity and many-body effects in strongly-driven photo-excited semi-metallic graphite
本文通过强光激发石墨范霍夫奇点附近的载流子，利用阿秒软X射线光谱发现光电导率增强近十倍量子电导，并揭示该强驱动非平衡态由平带载流子激发和相干光学声子介导的多体效应主导。
2023-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Oxygen vacancy driven mobility enhancement in epitaxial La-doped BaSnO3 from vacuum annealing
宽带隙（~3.1 eV）La掺杂BaSnO 3（LBSO）作为透明氧化物半导体材料之一，具有高载流子浓度（~10^20 cm-3）和高载流子迁移率（~320 cm 2 V-1 s-1）的优点，受到了人们越来越多的关注。为此，许多研究人员迄今为止已经制造了LBSO外延膜，但是由于晶格/结构缺陷的形成，与单晶相比，可获得的载流子迁移率相当低。在这里，我们报告，在LBSO薄膜的迁移率抑制可以解除一个简单的真空退火过程。MgO衬底上LBSO薄膜的真空退火由于氧空位的形成而增加了载流子浓度，从而导致同时发生横向晶粒生长。其结果是，载流子迁移率大大提高了真空退火，这不会发生在空气中热处理后。这些结果扩大了我们目前的知识点缺陷形成在外延LBSO薄膜，并表明，真空退火是一个强大的工具，提高迁移率值的LBSO薄膜。
2018-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic in-plane lattice thermal conductivity in bilayer ReS2
本研究采用第一性原理密度泛函理论探究AA、AB堆叠双层ReS₂的面内晶格热输运特性，揭示了堆叠序对各向异性热导率、声子行为的调控规律，为器件热性能优化提供新方向。
2025-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Turbostratic graphitic microstructures: electronically decoupled multilayer graphene devices with robust high charge carrier mobility
碳纳米材料由于其特殊的物理性质继续令科学家感到惊讶。最近已经有理论预测和石墨烯多层膜的第一次报告，其中，由于堆叠层的旋转，保持了出色的电子性能，同时由于多层性质，对降解和机械应力的敏感性大大降低。在这里，我们表明，完全乱层多层石墨微结构结合了先进的电子和自旋电子器件所需的高载流子迁移率与石墨结构的鲁棒性。使用拉曼光谱和透射电子显微镜（TEM）的盘形石墨微结构的结构表征揭示了莫尔和衍射图案证实其乱层性质。电子输运特性产生了可重复的高迁移率，> 105 cm ^2（Vs）^（-1），与盘的厚度无关，这是乱层堆积引起的电子去耦的直接结果。
2013-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Understanding and Designing the Spin-Driven Thermoelectrics
虽然基于电子和声子特性工程的热电材料进展达到了一个平台，但增加自旋自由度有可能为替代热电材料开辟新的前景。在这里，我们提出的概念，目前的理解，和设计自旋驱动热电的指导方针。我们发现，自旋和热流之间的相互作用在熵输运通过载流子可以提供一个战略路径，以提高电子的热电势。经典的反铁磁半导体碲化锰（MnTe）被选为案例研究，由于其显着的自旋介导的热电性能。我们发现，虽然自旋无序散射降低了磁性材料中的载流子迁移率，自旋熵，磁振子，顺磁振子载流子阻力可以占主导地位，并显着提高热电功率因数，因此ZT。最后，根据目前的认识，提出了设计高性能自旋驱动热电材料的几点指导原则。
2021-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Disorder-driven carrier transport in atomic layer deposited ZnO thin films
本文通过在4.2 ~ 300 K温度范围内随温度变化的电阻率测量，研究了无序对原子层沉积ZnO薄膜载流子输运机制的影响。在（0001）蓝宝石衬底上，在150 ~ 350 ℃的不同衬底温度下生长薄膜.发现薄膜中的缺陷和结构无序强烈地依赖于它们的生长温度。在150、300和350 ℃下生长的薄膜在整个电阻率测量温度范围内都是类超导体，这是由于这些薄膜中的无序增强所致。然而，在200和250 ℃下生长的薄膜中观察到低温下的金属-半导体转变（MST）。还观察到，在250 ℃下生长的薄膜具有较高的剩余电阻率，与在200 ℃下生长的薄膜相比，由于该薄膜中的无序增加，转变温度向更高的值移动。在转变温度以下的电阻率的回升已经很好地解释了考虑量子校正的玻尔兹曼电导率，其中包括弱本地化和库仑电子-电子相互作用的影响，在这些薄膜中的无序的存在。
2013-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and optical properties of SnX2(X=S, Se)-InSe van der Waals heterostructures from first- principle calculations
在这项工作中，从第一性原理模拟，我们调查双层范德华异质结（vdWh）的新兴的2维（2D）光学材料SnS 2和SnSe 2与单层InSe。采用密度泛函理论（DFT）计算方法研究了SnX 2（X=S，Se）-InSevdWh的结构、电子、光学和载流子输运性质.计算结果表明，SnX 2 -InSe在其最稳定的堆垛形式（AB-1）下是一种具有小（0.6- 0.7eV）间接带隙的材料。双层vdWh显示出宽光谱光学响应，在红外到可见光区域具有多个峰。在载流子输运性质方面，观察到电导的不对称性相对于传输方向和电子和空穴传输。从纳米电子学和光子学的角度来看，这些发现是有希望的。
2019-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Non-thermal transport of energy driven by photoexcited carriers in switchable solid states of GeTe
相变合金已经被广泛使用，从光盘到现在的兴趣，在新兴的神经形态计算架构中使用。尽管有着巨大的商业利益，但这些材料中载流子的物理性质仍然没有完全理解。在这里，我们描述的时间和空间的依赖性的光激发载流子和晶格的非晶态和晶态的相变材料，碲化锗之间的耦合。我们使用一种称为皮秒声学方法的时间分辨光学技术来研究GeTe中的\textit{in situ}热辅助非晶到晶相变。我们的工作揭示了一个明确的演变过程中的电子-声子耦合的相变作为光激发的声学声子的光谱在非晶（$a$ -GeTe）和结晶（$α$ -GeTe）相是不同的。特别是，令人惊讶的是，我们的光致声脉冲持续时间在结晶碲化锗的分析表明，在光激发过程中沉积的能量的一部分发生在一个距离，显然超过了所定义的泵浦光趋肤深度。相反，晶格光激发过程在非晶态中保持在该趋肤深度内。然后，我们证明，这是由于超声扩散的光激发电子空穴等离子体在结晶状态。因此，这些发现证明了能量的非热传递的存在，其比晶格热扩散快得多。
2020-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Interplay between Interlayer Shift and Twist: Twisted van der Waals Nanowires Driven by Rotational Twinning
Yonsei University（延世大学）；Chonnam National University（全南国立大学）；Korea Institute of Science and Technology (KIST)（韩国科学技术院）
本研究揭示了vdW晶体中由旋转孪晶驱动的自发扭转机制，通过实验和理论证实扭转源于层间堆叠与应变代价的竞争，为扭转工程化vdW材料提供了设计原则。
2026-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unraveling the Optical Signatures of Polymeric Carbon Nitrides: Insights into Stacking-Induced Excitonic Transitions
本研究通过ab initio计算揭示聚碳氮化物（PCNs）的结构诱导光学性质，发现缩合度与褶皱度影响电子/空穴局域化及π电子能级，并阐明了二维与三维结构间激子光物理过程的差异，为材料性能提升提供新见解。
2024-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Surface Reconstruction-Driven Insulating Behavior in Metallic Charge-Density-Wave 1T-TaSe$_{2}$
Kyung Hee University（庆熙大学）；Yonsei University（延世大学）
研究1T-TaSe₂表面绝缘行为，通过密度泛函理论计算表明其绝缘表面源于CDW堆叠重构，块状为单层CDW堆叠支持金属传输，表面倾向双层堆叠打开约0.4 eV能隙，确立CDW表面重构为控制其表面电子结构机制并解释金属与绝缘域共存。
2026-09-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic and nematic order of Bose-Fermi mixtures in moiré superlattices of 2D semiconductors
研究过渡金属硫族化物莫尔超晶格中玻色子-费米子混合物的磁性与向列序，发现激子-载流子反铁磁交换作用主导磁序，可通过电学调控激子密度提高居里温度，并揭示了库仑作用与p波隧穿干涉导致的自发向列序。
2025-04-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interaction-driven electronic ferroelectricity in van der Waals heterostructures
Aalto University（阿尔托大学）
研究双层1T-TaSe₂两种堆叠几何结构，利用多种手段发现其实现准一维相互作用链，不同堆叠机制不同，A-C′堆叠有面外铁电极化，还能通过外场切换构型，证明其是相互作用驱动电子铁电性平台，建立相关态家族。
2026-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ultralow Thermal Conductivity and Thermoelectric Properties of Bi4GeTe7 with an Intrinsic van der Waal Heterostructure
三元硫族化合物具有大的晶体晶胞和范德华堆积层，被认为是不良的热导体和良好的热电（TE）材料。我们报道了具有Bi 2 Te 3和Bi 2GeTe 4的交替五重态-七重态层的层状Bi 4GeTe 7具有超低热导率，\k{appa}总计0.42 Wm-1 K-1，这是因为根据大Gruneisen参数（γ 4.07）和低德拜温度（θd 135 K）估计的高度非谐性。在380 K时，Seebeck系数为S ~ 82 uV/K，在300 K时，Hall载流子浓度为ne ~ 9.8 × 1019 cm ~（-3）。由于重Bi和Te的自旋轨道耦合（SOC），观察到弱反定域（WAL），表明Bi_4GeTe_7也是一种拓扑量子材料。横截面透射电子显微镜图像显示了异质层的固有堆叠，这导致了差的声子传播的大的非谐性。因此，作为在380 K下具有TE品质因数ZT ~ 0.24的不良热导体，Bi 4GeTe 7是用于TE应用的良好材料。
2021-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Extreme magnetoresistance induced by Zeeman effect-driven electron-hole compensation and topological protection in MoSi$_2$
磁阻是由磁场引起的材料电阻率的变化。最近的研究表明，在几种非磁性半金属中存在极大的磁电阻，这可以用电子空穴补偿或费米表面拓扑结构或两者的结合来解释。在这里，我们提出了一个单晶体的研究MoSi $_2$，它具有非常大的磁阻，接近近10 $^7$ %，在2 K和14 T磁场。结果表明，MoSi $_2$中的电子-空穴补偿能级随磁场的变化而变化，这是由于强的塞曼效应引起的，有利于提高非饱和磁电阻。在de Haas-van Alphen振荡中的非平凡Berry相和对载流子的后向散射的适度抑制为这种半金属的拓扑性质提供了支持。拓扑保护的载流子的超大载流子迁移率将MoSi 2的磁电阻增强到前所未有的大值。
2017-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Dynamics of Photo-excited Hot Carriers in Hydrogenated Amorphous Silicon Imaged by 4D Electron Microscopy
非晶半导体中的电荷载流子的动力学与晶体半导体中的电荷载流子的动力学根本不同，这是由于缺乏长程序和高缺陷密度。尽管密集的技术驱动的研究兴趣和存在完善的实验技术，如光电导飞行时间和超快光学测量，在非晶半导体中的光激发载流子的动力学的许多方面仍然知之甚少。在这里，我们展示了直接成像的载流子动力学的空间和时间光激发后，在氢化非晶硅（a-Si：H）的扫描超快电子显微镜（SUEM）。我们观察到一个意想不到的制度，快速扩散后立即光激发，随着自发的电子-空穴分离和原子无序引起的电荷捕获。我们的研究结果表明，丰富的动态热载流子输运在非晶半导体，可以揭示直接成像的基础上SUEM。
2016-10-10 cond-mat.mtrl-sci
Optical Properties of GaS-Ca(OH)$_2$ bilayer heterostructure
发现新型原子级薄异质结构并了解其特性对于开发更好的纳米光电子器件至关重要。在本研究中，我们利用第一性原理计算研究了GaS-Ca（OH）$_2$异质结的电子和光学性质。GaS-Ca（OH）$_2$异质结构的带隙与隔离的组成层的带隙相比显著减小。计算结果表明，GaS-Ca（OH）$_2$异质结是一种II型异质结，它可以用来分离光生载流子，其中电子位于GaAs层，空穴位于Ca（OH）$_2$层.这导致空间间接激子，由于其长寿命，其对于太阳能和光电应用是重要的。在Single Shot GW计算（G $_0$ W $_0$）的基础上，通过求解Bethe-Salpeter方程，得到了组成单层和异质结构的介电函数和光振子强度。GaS单分子膜的光学跃迁振子强度比Ca（OH）$_2$单分子膜的光学跃迁振子强度大一个数量级。我们还发现，虽然它们的电子结构相当相似，但不同堆叠类型的异质结构的计算光谱显示出不同。这种预测可以用来确定超薄异质结的堆叠类型。
2016-01-24 cond-mat.mtrl-sci
Structural Properties of Double-Walled Carbon Nanotubes driven by Mechanical Interlayer Coupling
基于最新一代的透射电子显微镜，提出了双壁碳纳米管（DWNT）的结构识别方法，使基于大量纳米物体的统计分析成为可能。这种方法揭示了DWNTs的内管和外管不是随机取向的，这表明两个同心壁之间存在机械耦合。与原子尺度modelisations的支持下，我们把它归因于存在的无公度域的结构取决于两个管的直径和螺旋度，以及内管试图实现一个本地堆叠方向，以减少应变效应。
2017-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Distortion-Driven Carrier Decoupling in Doped LiMgPO4
研究通过非绝热分子动力学揭示掺杂LiMgPO4中晶格畸变驱动载流子解耦机制，解释电子与空穴不同动态行为及其对能量存储的影响。
2025-12-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.comp-ph
Van der Waals engineering of ultrafast carrier dynamics in magnetic heterostructures
本文利用时间分辨角分辨光电子能谱和密度泛函理论，研究了MnBi$_2$Te$_4$/Bi$_2$Te$_3$磁性异质结的超快载流子动力学，揭示了层间电荷转移与层内声子散射的竞争机制，为调控范德瓦尔斯体系中的超快电荷转移提供了新方法。
2024-11-20 cond-mat.mtrl-sci
Tuning electronic and optical properties of 2D polymeric C$_{60}$ by stacking two layers
本研究通过比较双层与单层聚合C$_{60}$，发现堆叠可保持带隙不变、增强激子吸收和输运各向异性，为调控二维聚合C$_{60}$电子与光学性质提供策略。
2025-01-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.atm-clus
Modeling of Hot-Carrier Degradation driven by silicon-hydrogen bond dissociation in SPADs
本文提出基于热载流子诱发Si/SiO2界面Si-H键断裂的物理模型，耦合全带Monte-Carlo能量分布、电流密度与位置相关击穿概率，实现SPAD暗电流与DCR长期漂移的关联预测。
2024-08-03 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
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
Layer Number Determination and Thickness-dependent Properties of Graphene Grown on SiC
在碳化硅（SiC）的碳表面上生长的少层石墨烯的电子性质被发现强烈地依赖于层数。载流子迁移率在较厚的石墨烯中更大，因为在较高层中与衬底相关的散射减少。迁移率的载流子密度依赖性在薄和厚石墨烯中是定性不同的，其中转变发生在约2层处。在厚的石墨烯中，迁移率随着载流子密度而增加，类似于从天然石墨剥离的多层石墨烯，这表明尽管有报道记录了C面生长的石墨烯中的非Bernal堆叠顺序，但各个层仍然电耦合。由于态密度的增加，霍尔系数峰值在厚石墨烯中降低。因此，非常需要一种可靠且快速的层数表征工具。迄今为止，AFM高度测定和拉曼散射通常被使用，因为SiC上的石墨烯的光学对比度较弱。然而，这两种方法都具有低吞吐量的缺点。我们表明，扫描电子显微镜（SEM）的对比度可以得到类似的结果，更高的吞吐量。
2011-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layered matter that maintains spacing but loses stacking order
Norwegian University of Science and Technology (NTNU)（挪威科技大学）；University of Campinas (UNICAMP)（坎皮纳斯大学）；University of Bayreuth（拜罗伊特大学）；ISIS Neutron and Muon Source, STFC, Rutherford Appleton Laboratory（STFC卢瑟福阿普尔顿实验室 ISIS中子与缪子源）；MAX IV Laboratory, Lund University（隆德大学 MAX IV 实验室）；SCML International（SCML国际公司）；Laboratoire de Physique et Mécanique des Milieux Hétérogènes (PMMH), ESPCI Paris（巴黎高等物理化工学院 PMMH异质介质物理与力学实验室）
该研究发现刚性带电纳米片溶胀悬浮液中层间距与堆叠有序度可解耦，层间距可通过盐度调控，堆叠仅2至3层，此行为为首次观测的本征低维周期序类老化弛豫，适用于多种刚性溶胀纳米片体系。
2026-08-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Superconductivity in Li-intercalated 1T-SnSe2 driven by electric-field gating
在层状化合物中创建载流子库可以有效地调节载流子密度，这通常会引起各种涌现特性。基于固体离子导体门控技术，我们成功地诱导了4.8 K的超导电性的锂嵌入SnSe 2样品。Li+离子在SnSe 2层的间隔之间被驱动，并形成单个储层以提供电子。此外，用S取代Se得到了一个圆顶状的Tc，其中SnSe 1.8S 0.2的最佳Tc为6.2K.密度泛函理论计算证实，插入的LiSnSe 2是有利的，其中Li的插入使层间距扩大了10%，并使载流子密度增加了两个数量级。同时计算结果表明，声子软化导致的电子-声子相互作用增强决定了超导电性的发生。我们的结果表明，这种策略是非常有效的探索超导体的层状材料与窄带隙。
2019-05-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Spin Hall effect driven by the spin magnetic moment current in Dirac materials
利用半经典分析和久保公式研究了Dirac哈密顿系统的自旋霍尔效应。在这个系统中，自旋霍尔电导率取决于自旋电流的定义。当自旋电流被定义为自旋角动量流时，自旋霍尔电导率的所有分量都消失了。相反，当自旋电流由自旋磁矩流组成时，自旋霍尔电导率的非对角分量是非零的，并且与载流子速度（和有效$g$因子）成比例。推导了电导率、载流子迁移率和自旋霍尔电导率的解析公式，并与实验进行了比较。在实验中，我们使用Bi作为模型系统，其特征在于狄拉克哈密顿量。Te和Sn被掺杂到Bi中以分别改变电子和空穴浓度。我们发现自旋霍尔电导率（$σ_\mathrm{SH}$）在狄拉克点附近有一个最大值，并随着载流子密度（$n$）的增加而减小. $σ_\mathrm{SH}$的符号是相同的，与大多数载体类型无关。自旋霍尔迁移率与$σ_\mathrm{SH}/n$成比例，随着载流子迁移率的增加而增加，比例系数为$\sim$ 1.4。这些功能可以占定量使用导出的分析公式。结果表明，巨自旋磁矩，有效$g$ -因子接近100，负责自旋霍尔效应在Bi。
2022-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Carrier driven antiferromagnetism and exchange-bias in SrRuO3/CaRuO3 heterostructures
氧化物异质结构表现出丰富多样的磁性和输运性质，这些性质是由于在界面处的接触而产生的。这可能导致与所涉及材料的整体性质非常不同的令人惊讶的效果。我们报告的磁性双层SrRuO3，一个众所周知的铁磁体，和CaRuO3，这是名义上的顺磁体。我们发现有趣的功能，是一致的CaRuO3开发的双重磁性字符，既有净力矩，以及反铁磁秩序。我们认为，有序SrRuO3层诱导的CaRuO3的传导电子中的波动的极化曲线，类似于弗里德尔振荡的机制。在低温下，这种振荡的极化是继承了刚性的本地时刻CaRuO3，导致一个强大的交换偏置。我们提出从头算模拟支持这一观点。我们的研究结果表明了一种新的有序化机制，并揭示了CaRuO3的磁性。
2018-02-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
Unreliability of two-band model analysis of magnetoresistivities in unveiling temperature-driven Lifshitz transition
最近，异常的载流子密度和/或迁移率的温度依赖性来自使用传统的两带模型的磁致伸缩性的分析已被用来揭示有趣的温度诱导的各种材料的Lifshitz转变。例如，两个温度驱动的Lifshitz转变被推断存在于狄拉克线半金属ZrSiSe中，基于霍尔磁导率的双带模型分析，其中当温度降低到T = 106 K以下时，第二带表现出载流子类型从空穴到电子的变化，并且在T = 80 K时，在迁移率与温度的曲线中观察到下降。在这里，我们回顾了ZrSiSe的实验和双带模型分析。我们表明，在第二个频带的异常可能是假的，因为第一个频带占主导地位的霍尔磁导率在T > 80 K，使载流子类型和迁移率从两个频带模型分析获得的第二个频带不可靠。也就是说，在解释这些异常作为温度驱动的Lifshitz转变的证据时必须小心。我们对ZrSiSe中存在这种相变的怀疑进一步得到了180 K以下温度下磁电阻的Kohler规则的验证。这项工作展示了潜在的问题，在解释异常的载流子密度和迁移率的温度依赖性来自使用传统的两带模型的磁导率或磁致伸缩性的分析。
2022-12-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic frustration driven by conduction carrier blocking in Nd$_2$Co$_{0.85}$Si$_{2.88}$
具有三角形晶格的金属间化合物Nd $_2$ Co $_{0.85}$ Si $_{2.88}$可以仅以缺陷晶体结构以单相合成。通过不同的实验技术的调查表明，在系统中存在两个磁性转变。实验和理论证明，高温转变T $_H$ ~ 140 K与巡游Co磁矩之间的铁磁相互作用有关，而低温转变T $_L$ ~ 6.5 K则是由于Nd-4f和Co-3d磁矩之间的耦合，其性质是反铁磁的.详细的研究温度相关的直流磁化率，场依赖等温磁化，非平衡动力学行为，即磁弛豫，老化效应，磁记忆效应，和热容量的温度依赖性，随着密度泛函理论（DFT）计算，表明基态是磁挫自旋玻璃的性质，具有竞争的磁性相互作用的等效能量。DFT结果进一步揭示了3d/5d导电载流子在系统中被阻挡，并作为4f-4f RKKY相互作用的势垒，导致自旋阻挫。晶体中空位缺陷的存在也有利于自旋阻挫。这是一种独特的磁阻挫机制，迄今为止在任何三元R $_2$ TX $_3$（R=稀土，T=过渡元素和X=Si，Ge，In）型化合物中没有强调。由于巡游3d和本地化的4f时刻的竞争字符，该化合物表现出异常的磁场依赖性的磁性。
2023-01-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metallicity-driven polar transitions in topological epilayers
本文研究了铋掺杂Pb$_{1-x}$Sn$_x$Te外延层中金属特性对极性转变的影响，发现铋掺杂通过改变载流子浓度调控铁电相变，为整合金属特性、铁电性和拓扑性提供了可调平台。
2025-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Limits of Charge Carrier Mobilities in Layered Halide Perovskites
本文通过从头算方法研究层状卤化物钙钛矿载流子迁移率低于三维体系的原因，揭示其主因是带边电子态密度增加而非电子-声子耦合增强，并指出这是由维度降低和八面体连通性中断导致的内禀限制。
2024-06-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.comp-ph
Temperature-driven changes in the Fermi surface of graphite
我们报告的温度依赖性的大小和各向异性的费米口袋在石墨中揭示的磁输运测量。沿c轴的磁场中获得的磁阻服从扩展的科勒规则，与温度依赖的费米能量预测的载流子密度，表明费米口袋的大小随温度的变化。在给定温度下，随角度变化的磁致伸缩率呈现出标度行为。反映费米面各向异性的标度因子也随温度变化。我们的研究结果表明，温度驱动的费米表面的变化可以是普遍存在的，需要考虑在理解的温度依赖的载流子密度和磁阻各向异性的半金属。
2022-09-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic Antiskyrmions in Two-Dimensional van der Waals Magnets Engineered by Layer Stacking
本文提出利用二维范德华材料的极性层堆叠打破反演对称性产生各向异性 DMI，以 CrI3 为例通过 DFT 计算和自旋动力学模拟，实现了电场可控的磁性反斯格明子的生成与尺寸调制。
2023-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic reconstruction of the altermagnet α-MnTe(0001) surface driven by ligand holes
Institute of Science Tokyo（东京科学大学）
该研究通过第一性原理发现α-MnTe(0001)表面会重构出铁磁性Mn双层，配体空穴介导交换驱动反转，其等能面与光电子谱一致，薄膜输运和光谱对该表面磁序敏感。
2026-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing Carrier Dynamics in sp$^{3}$-Functionalized Single-Walled Carbon Nanotubes with Time-Resolved Terahertz Spectroscopy
通过在半导体单壁碳纳米管中引入共价键sp $^{3}$缺陷，可以使半导体单壁碳纳米管中的激子局域化，并产生红移的近红外发光。这些功能化的单壁碳纳米管的单光子发射特性使它们成为电驱动量子光源的有趣候选者。然而，sp $^{3}$缺陷对碳纳米管中载流子动力学和电荷输运的影响仍然是一个悬而未决的问题。在这里，我们使用超快，时间分辨的光泵太赫兹探测光谱作为一个直接和定量的技术，调查的微观和温度依赖性的电荷传输特性的原始和功能化（6，5）单壁碳纳米管的分散体和薄膜。我们发现sp $^{3}$官能化增加了载流子散射，从而降低了纳米管内载流子迁移率。结合单壁碳纳米管网络场效应晶体管的电测量，这些数据使我们能够区分内纳米管能带传输，sp $^{3}$缺陷散射和纳米管间载流子跳跃的纳米管网络的整体电荷传输特性的贡献。
2022-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
