Strain engineering of Schottky barriers in single- and few-layer MoS2 vertical devices
研究了局域应变对垂直金属-原子薄MoS 2-金属结构电子输运性质的影响。我们使用一个导电的原子力显微镜针尖施加不同的负载力单层和少层的二硫化钼晶体沉积到导电的氧化铟锡（ITO）基板上，同时测量的I-V特性的垂直尖/二硫化钼/ITO结构。该结构显示整流I-V特性，整流比强烈依赖于所施加的负载。为了理解这些结果，我们比较了实验的I-Vs与双肖特基势垒模型，这是在很好的协议与我们的实验结果，使我们能够提取定量信息的尖端/MoS 2/ITO结构的电子特性和它们对所施加的负载的依赖性。最后，我们使用它们作为机械可调整流器的研究结构的稳定性进行测试。
2017-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Triggering and probing of phase-coherent spin packets by time-resolved spin transport across an Fe/GaAs Schottky barrier
时间分辨电自旋输运被用来产生和探测GaAs中的自旋电流。我们使用高带宽的电流脉冲注入相位相干自旋包从Fe到n-GaAs。通过时间分辨的法拉第旋转，我们证明了自旋注入一个明确定义的相位通过观察多个拉莫尔进动周期。我们还表明，自旋进动的光学产生的自旋包在n-GaAs可以探测电自旋极化的光电流脉冲。注射和检测实验不是彼此的直接倒数。特别是，我们发现，由光电流脉冲产生的界面自旋积累起着至关重要的作用，在时间分辨的电自旋检测。
2012-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A current-voltage model for Schottky-barrier graphene based transistors
提出了一种计算石墨烯纳米带（GNR）场效应晶体管（FET）电流-电压特性的低复杂度计算模型，该模型能够在几秒钟内用PC机模拟100个点。对于量子电容控制的器件，可以跳过静电势的自洽计算。相反，解析的拉普拉斯方程的封闭形式的静电势产生准确的结果相比，通过自洽非平衡格林函数（NEGF）的方法得到的。该模型包括隧道电流通过肖特基势垒（SB）在接触界面和势垒上方的电子电流，适当地捕捉任意的物理和电气参数的影响。
2008-07-15 cond-mat.mes-hall
Temperature dependent transport characteristics of graphene/n-Si diodes
实现石墨烯在Si上的最佳肖特基界面是具有挑战性的，因为电输运强烈依赖于石墨烯质量和制造工艺。这种界面对于集成在不同的电子设备中具有越来越大的研究兴趣，因为它们在所有环境中都是热和化学稳定的，不像标准的金属/半导体界面。我们制造这样的界面与n型硅在环境条件下，发现它们的电特性是高度整流，最小的反向漏电流（$<$ 10 $^{-10}$ A）和整流超过$10^6$。我们提取肖特基势垒高度为0.69 eV的剥离的石墨烯和0.83 eV的CVD石墨烯器件在室温下。温度依赖的电特性表明在石墨烯/n-Si界面处的不均匀性的影响。利用Werner和Güttler提出的势涨落模型对肖特基势垒高度的不均匀性进行了定量分析。
2014-12-31 cond-mat.mes-hall
Bias current dependence of spin accumulation signals in a silicon channel detected by a Schottky tunnel contact
我们研究了铁磁-硅界面自旋积累的电学检测，这可以通过测量三端横向器件中的Hanle效应来验证。所使用的器件结构由半导体Si沟道和高质量肖特基隧道接触组成。在低电流偏置区，Hanle效应曲线仅在正向偏压条件下观察到。这可以认为正向偏置接触的电可检测性高于反向偏置接触的电可检测性。这是可能的证据检测自旋极化的电子中产生的Si通道。
2011-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical and ELectronic Properties of Strained Mono-layer InTe
本文研究了应变单层InTe的两种结构：$α$和$β$相的电学和电子性质。用密度泛函理论（DFT）得到了能带结构.计算了不同应变下导带和第二导带的最小能量和有效质量。研究了一种以InTe为沟道材料的场效应晶体管。计算了InTe FET的电压-电流特性，并得到了IPDMATHABMO/IPDMATHABMP比值与双轴应变的关系。
2019-05-13 cond-mat.mes-hall
The Role of Permanent and Induced Electrostatic Dipole Moments for Schottky Barriers in Janus MXY/Graphene Heterostructures: a First Principles Study
肖特基势垒高度（$E_{SBH}$）是决定半导体材料输运特性的关键因素，因为它直接调节光电子器件中的载流子迁移率。原则上，范德华（vdW）Janus异质结构提供了一个有吸引力的途径来控制ESBH。然而，其背后的原子机制还远未得到最终的理解，这提示了对该主题的进一步研究。为此，在这里，我们进行了广泛的第一性原理研究的电子性质和$E_{SBH}$的几个vdW Janus MXY/石墨烯（M=Mo，W; X，Y=S，Se，Te）异质结构。模拟结果表明，通过改变异质结构的界面的组成和几何形状，可以控制其电接触，从而电子输运特性，从欧姆到肖特基与近一个数量级的变化，在$E_{SBH}$。详细的模拟分析，使合理化的基础上的Janus MXY片的永久偶极矩和诱导一个由于在MXY/Gr接口的界面电荷重新分布之间的相互作用，这一高度吸引人的属性。这样的相互作用被证明是非常有效的，在改变整个vdW Janus异质结构的静电电势差，确定其ESBH，因此肖特基（欧姆）接触类型。这些计算结果有助于指导控制Janus异质结构的电接触，以合理设计纳米级器件的电接触。
2022-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge control in InP/GaInP single quantum dots embedded in Schottky diodes
我们演示了控制由金属有机物气相外延生长的GaInP肖特基结构放置在单个自组装InP量子点的电荷状态的施加电场。这已经通过生长优化实现，导致抑制不可控地积累电荷的大点的形成。利用偏置和偏振相关的显微光致发光，我们确定了激子多粒子态，并进行了系统的研究中性激子态的偶极矩和极化率。这种分析允许在单点水平的这种类型的量子点的激子波函数特性的表征。光电流测量允许通过电学手段进一步表征激子性质，为此类系统的共振激发研究开辟了新的可能性。
2011-07-13 cond-mat.mes-hall
Using Electrical Impedance Spectroscopy to Separately Quantify the Effect of Strain on Nanosheet and Junction Resistance in Printed Nanosheet Networks
针对应变如何影响印刷MoS2纳米片网络电学性能的问题，本文采用交流阻抗谱分离纳米片与结点电阻，发现应变仅使结点电阻线性增加，并量化两类因素对应变系数的贡献。
2024-10-25 cond-mat.mes-hall
Novel Electrostatically Doped Planar Field-Effect Transistor for High Temperature Applications
在本文中，我们提出了一个静电掺杂，因此电压可编程，平面，CMOS兼容的场效应晶体管（FET）结构的实验结果和模拟数据。这种平面器件是基于我们以前发表的硅纳米线（SiNW）技术。肖特基势垒源极/漏极（S/D）接触和绝缘体上硅（SOI）技术平台是这种双栅但单沟道通用FET的关键特征。两个电独立栅极的组合，一个用于S/D肖特基势垒调制以及沟道形成以建立肖特基势垒FET（SBFET）操作，一个前栅极形成用于实际电流控制的无结FET（JFET），显著增加了器件的温度鲁棒性。
2015-02-14 cond-mat.mes-hall
Temperature evolution of spin accumulation detected electrically in a nondegenerated silicon channel
本文研究了在非简并硅沟道中利用三端Hanle效应测量得到的自旋积累信号的温度演化。我们发现自旋提取和自旋注入条件之间的温度依赖的自旋信号的明显差异。在具有低偏置电流的自旋注入条件下，尽管温度升高，自旋信号的幅度仍可以增强。对于温度相关的自旋信号的解释，重要的是要考虑的自旋检测的灵敏度在肖特基隧道势垒接触除了在Si中的自旋扩散。
2012-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photocurrent Properties of Freely Suspended Carbon Nanotubes under Uniaxial Strain
研究了单壁碳纳米管（CNTs）的光电流特性与单轴应变的关系。我们观察到，在低应变，碳纳米管的光电流信号增加的应变，而大应变，信号下降，分别。我们解释的非单调行为的叠加的影响的单轴应变的电阻率的碳纳米管和碳纳米管和金属接触之间的肖特基接触所造成的影响。
2009-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Schottky barrier and contact resistance of InSb nanowire field effect transistors
了解半导体纳米线（NW）场效应晶体管（FET）的电接触特性在采用半导体纳米线作为未来纳米电子器件的构建模块和基础物理问题的研究中起着至关重要的作用。在这里，我们报告的Ti/Au，一种广泛使用的接触金属组合，通过两个探针和四探针传输测量个别InSb纳米线的接触特性的研究。我们发现，肖特基势垒的高度$Φ_{\rm{SB}}\sim20\ \rm{meV}$是存在于金属InSb NW接口，其有效高度是栅极可调。在InSb NWFET的接触电阻（$R_{\rm{c}}$）也分析了在低温下的磁输运测量。发现$R_{\rm{c}}$在开态下表现出明显的磁场依赖性特征，即在起始场$B_{\rm{c}}$之后，随着磁场的增加，$R_{\rm{c}}$强烈地增加。一个定性的图片，考虑到在NW的子带的磁人口减少提供解释的观察。我们的研究结果为Ti/Au-InSb纳米线界面存在肖特基势垒提供了坚实的实验证据，并可作为设计和制造新型InSb纳米线基纳米电子器件和量子器件的基础。
2016-05-27 cond-mat.mes-hall
Metal contacts in carbon nanotube field effect transistors: Beyond the Schottky barrier paradigm
碳纳米管场效应晶体管的观察到的性能进行检查使用第一性原理量子输运计算。我们专注于Au和Pd电极与开放式半导体纳米管的电接触的性质和作用，使表面的化学接触通过接触原子构型的大规模弛豫充分发展。我们提出了第一个直接的数值证据，钯接触表现出完美的透明度，空穴注入，而不是金接触。另一方面，它们各自的肖特基势垒高度对于实际接触模型来说相当相似。这些发现与迄今为止报道的实验数据基本一致，并且表明肖特基接触不仅仅是被动欧姆接触，而是主动影响器件的I-V行为。
2007-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical Contacts to Three-Dimensional Arrays of Carbon Nanotubes
我们使用数值模拟来研究三维碳纳米管（CNTs）阵列的金属接触的性质。对于与高或低功函数金属顶部接触的未掺杂阵列，静电屏蔽非常强，导致在顶层中用于电流注入的小肖特基势垒和在较深层中用于电流注入的大肖特基势垒。因此，大部分电流流过阵列的顶层。我们的模拟表明，掺杂的CNT阵列可以缓解这个问题，即使没有直接接触到阵列中的每个管，但是，我们发现，电荷转移长度是异常长的阵列，并增加与接触下的CNT层的数量。我们还表明，底栅可以调制的接触电阻，但只有非常微弱的。这些结果对于基于CNT阵列的电子和光电子器件的设计是重要的，因为它们表明，增加阵列的厚度对改善器件性能几乎没有作用，除非膜在接触处被强掺杂并且接触是长的，或者除非阵列中的每个管被金属直接接触。
2014-03-16 cond-mat.mes-hall
The role of device asymmetries and Schottky barriers on the helicity-dependent photoresponse of 2D phototransistors
圆形光电流（CPC），即圆形光电流（CPGE）和光子拖曳效应，最近被报道在单层和多层过渡金属二硫族化物（TMD）光电晶体管。然而，这些效应出现的基本物理学尚未完全理解。特别地，CPGE的出现与二维TMD的D3 h晶体对称性不相容，并且只有当电子态的对称性受到诸如外部电场或机械应变的影响而降低时才是可能的。在基于TMD的晶体管中几乎普遍存在的肖特基接触可以提供高电场，从而导致器件中的对称性破坏。在这里，我们调查这些肖特基接触CPC的影响，通过表征的螺旋度依赖的单层MoSe 2器件的光响应与直接金属MoSe 2肖特基接触和h-BN隧道势垒的接触。我们发现，当器件中存在肖特基势垒时，CPC的额外贡献变得允许，从而导致CPC在法向入射时出现照明。
2020-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical Contacts to Carbon Nanotubes Down to 1nm in Diameter
发现铑（Rh）与钯（Pd）在与直径d > ~ 1.6 nm的单壁碳纳米管（SWNT）形成近欧姆电接触方面类似。Rh或Pd与d < ~ 1.6 nm的半导体单壁碳纳米管（S-SWNT）之间存在不可忽略的正肖特基势垒（SB）。在Rh和Pd接触的情况下，SWNT场效应晶体管（FET）的特性和接触处的SB高度在很大程度上是基于SWNT直径可预测的，而器件之间没有随机变化。令人惊讶的是，与金属SWNT（M-SWNT）的电接触似乎也是直径依赖性的，特别是对于小SWNT。欧姆接触对于直径< ~ 1.0 nm的M-SWNT来说是困难的，这可能是由于隧道势垒。
2005-08-31 cond-mat.mes-hall
Strain induced conductance modulation in graphene grain boundary
晶界（GB）在通过各种生长方法获得的多晶石墨烯材料中普遍存在。以前已经表明，晶界可以打开相当大的电输运间隙。另一方面，具有GB的多晶石墨烯是一种原子级薄膜，可以承受非常大的应变。在这里，通过使用原子量子输运数值模拟，我们研究了石墨烯GBs的电输运性质的调制。结果表明，输运能隙和电导的调制强烈依赖于GB的拓扑结构。某些GB的输运带隙可以通过应变显著加宽，这对于改善潜在晶体管应用中的开关比和作为单层应变传感器的应用是有用的
2012-02-10 cond-mat.mes-hall
A back-to-back diode model applied to MoS2 van der Waals Schottky diodes
本研究提出双肖特基势垒模型，可通过室温两端电流-电压测量从带石墨烯接触的MoS₂晶体管中提取符合肖特基-莫特规则的势垒高度，还能原位调控势垒，验证了背靠背二极管模型对全范德华晶体管二极管特性的表征能力。
2024-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical transport in deformed nanostrips: electrical signature of reversible mechanical failure
我们计算了一个薄的晶体带的原子被限制在一个准一维通道的固定宽度的电导率。当带材在拉伸载荷下变形时，电导率表现出异常行为。超过临界应变，固体通过固体和{ \em近晶}相的交替带的成核而失效，伴随着电导率的跳跃。由于在这个系统中的带的故障是已知的是可逆的，导电率异常可能有实际用途作为一个敏感的应变传感器。
2005-11-18 cond-mat.mes-hall
Gate-modulated conductance of few-layer WSe_2 field-effect transistors in the subgap regime: Schottky barrier transistor and subgap impurity states
在半导体研究领域，有两个关键主题脱颖而出：材料质量和接触技术。原子薄过渡金属二硫属化物（TMDC）的新兴领域面临着许多挑战，在这两个努力。这项工作试图通过检查少层（1- 5 L）WSe 2场效应器件的栅极相关电导来建立两者之间的联系。测量和建模的subgap制度揭示肖特基势垒晶体管的行为。我们发现，通过接触势垒的传输是占主导地位的电子场致发射（TFE）在室温下，尽管缺乏故意掺杂。TFE工艺的出现是由于大量的子带隙杂质态，其存在也导致高迁移率边缘载流子密度。在我们的器件中，这种杂质态的态密度自洽地确定为大约1-2x10^13 /cm^2/eV。我们证明，基板是不可能的杂质状态的主要来源，并怀疑材料本身的晶格缺陷是主要负责。我们的实验为提高TMDC材料和电气器件的质量和理解提供了关键信息。
2015-05-04 cond-mat.mes-hall
Interplay Between Stacking Order and In-plane Strain on the Electrical Properties of Bilayer Antimonene
本文研究了不同堆积顺序的锑烯双层膜的电学性质。采用vanderWaals（vdW）修正的密度泛函理论研究了其电学性能。两种结构的带隙相当大，而其他结构的带隙接近于零。施加面内双轴应变以改变电性能。带隙在特定的应变水平下达到最大值，然后在更大的压缩和拉伸应变下关闭。导带中的三个谷（$Γ$、Q和K）的能量随着应变而被探索。导带最小值随着应变在这些谷之间切换。两个带也有助于价带最大值，这两个带的能量为各种应变进行了研究。最后，得到了导带和价带谷的有效质量。在$Γ$ -谷处的有效质量证明了最低有效质量。
2020-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Orbit and Strain Induced Modification in Electrical Properties of Monolayer InSb
本文利用密度泛函理论研究了双轴应变下单层InSb的电学性质。在这里，我们首先探讨的能带结构的InSb与自旋轨道耦合（SOC）的考虑。电子和空穴的有效质量随着SOC的考虑而修正。电子和空穴的有效质量分别降低了2倍和10倍。探讨了不同应变下导带和价带中谷的位置，并给出了相应的有效质量。随着拉伸应变的增加，电子和空穴的有效质量都降低，而当拉伸应变较大时，带隙关闭。数值拟合已应用于有效质量与应变的关系，并报告了每条曲线的方程。最后，得到了该材料在不同应变下的功函数。
2020-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Vertical Strain-Induced Modification of the Electrical and Spin Properties of Monolayer MoSi2X4 (X= N, P, As and Sb)
在这项工作中，单层MoSi_2X_4（X= N，P，As和Sb）在垂直应变下的电学和自旋性质进行了研究。能带结构表明MoSi2N4是间接半导体，而其他化合物是直接半导体。选择垂直应变来改变电性能。带隙显示出最大值和减少拉伸和压缩应变。K点处的价带显示出较大的自旋分裂，而导带的自旋分裂可以忽略不计。另一方面，第二导带具有大的自旋分裂，并且在垂直应变下向下移动，这导致导带和价带边缘都有大的自旋分裂。投影态密度以及投影能带结构阐明了这些大自旋分裂的起源。这三种自旋劈裂可以通过垂直应变来控制。
2021-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Piezoresistivity and Strain-induced Band Gap Tuning in Atomically Thin MoS2
MoS 2的带隙是高度应变可调的，这导致其电导率的调制，并表现为压阻效应，而压电效应也被观察到在奇数层的MoS 2与破缺的反转对称。这种电性能和机械性能之间的耦合使得MoS 2成为纳米机电系统（NEMS）非常有前途的材料。在这里，我们将单层，双层和三层二硫化钼在纳米机电膜配置。我们通过电导率测量检测应变诱导的带隙调谐，并证明了在二硫化钼的压阻效应的出现。有限元法（FEM）模拟被用来量化的带隙变化，并获得一个全面的图片上的膜的空间变化的带隙分布。对于单层、双层和三层MoS 2，压阻计量因子分别计算为-148 +/-19、-224 +/-19和-43.5 +/-11，这与现有技术的硅应变传感器相当，并且比基于悬浮石墨烯的应变传感器高两个数量级。使用应变诱导带隙调谐的2D纳米材料中的电阻率的可控调制为实现一类重要的NEMS换能器、柔性和可穿戴电子器件、可调谐光致发光器件和光电检测提供了一种新方法。
2015-07-21 cond-mat.mes-hall
Ultralow Schottky Barriers in hBN-Encapsulated Monolayer WSe$_2$ Tunnel Field-Effect Transistors
为了探索基于二维半导体沟道（SC）单层的场效应晶体管（FET）在自旋电子学中的应用潜力，两个最重要的问题是确保形成可变的低电阻隧道铁磁接触（FC）和在制造过程中保持SC的本征特性。大的肖特基势垒导致形成高阻接触和方法，采用控制的障碍往往会改变SC的固有特性。这项工作的目的是解决这两个问题，在完全封装的单层WSe $_2$场效应管通过使用双层h-BN作为隧道势垒在FC/SC接口。我们研究了单层WSe $_2$ FET中的电输运，该FET具有面内电流几何形状，在240 K下产生空穴迁移率$\sim$ 38.3 $cm^{2}V^{-1}s^{-1}$，开/关比为10 $^7$的数量级，受接触区域的限制。我们已经实现了超低有效的肖特基势垒（$\sim$ 5.34 meV）与封装的隧穿器件，而不是一个非封装的设备，其中的势垒高度相当高。这些观察提供了对FC/h-BN/SC/h-BN异质结构的电学行为的洞察，并且对势垒高度的这种控制开辟了基于WSe $_2$的自旋电子器件的可能性。
2020-04-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Strain-Engineering Anisotropic Electrical Conductance of Phosphorene and Few-Layer Black Phosphorus
新制备的单层磷烯及其少层结构由于其有限的直接带隙和相当大的但各向异性的电子迁移率而有望在电子和光学应用中具有前景。通过第一性原理模拟，我们表明，这种独特的各向异性电导可以通过使用简单的应变条件进行控制。通过适当的双轴或单轴应变，我们可以将优选的导电方向旋转90度。这对于探索磷烯的量子霍尔效应以及奇异的电子和机械应用具有重要意义。
2014-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Systematic investigation of electrical contact barriers between different electrode metals and layered GeSe
对于基于GeSe的电子和光电子器件，良好的电接触对于实现高器件性能和探索GeSe的本征物理是非常重要的。本文利用变温输运测量和电子发射理论，系统地研究了GeSe与Al、Ag、Ti、Au、Pt和Pd六种常用电极金属之间的接触势垒高度。这些金属覆盖了广泛的功函数（从~ 3.6 eV到~ 5.7 eV）。我们的研究表明，金形成的最好的接触的价带的GeSe，即使金不具有最高的功函数之间的金属研究。这种行为明显偏离了Schottky-Mott理论的预期，并表明金属和GeSe之间的界面处的细节的重要性。
2019-01-10 cond-mat.mes-hall
Mechanism of Fermi Level Pinning at Metal/Germanium Interfaces
金属/Ge界面费米能级钉扎（FLP）的物理起源一直是人们争论的焦点。利用我们最初发展的Fe $_{3}$ Si/Ge（111）异质结，我们可以探索原子匹配的金属/Ge结的电输运性质。与迄今为止报道的传统金属/ $p$ -Ge结不同，我们清楚地观察到整流电流-电压特性，具有可测量的肖特基势垒高度，取决于Fe $_{3}$ Si/Ge（111）结的接触面积。这些结果表明，一个应该区分内在和外在的机制，讨论在金属/锗界面的肖特基势垒的形成。这项研究将发展为了解FLP几乎所有的金属/半导体界面。
2011-08-18 cond-mat.mes-hall
Tuning thermoelectric efficiency of polyaniline sheet by strain engineering
二维聚苯胺单层膜（C3N）是近年来合成的一种具有高电子迁移率的间接半导体材料。本论文结合密度泛函理论和格林函数理论，详细研究了C3N片层的电学和热学性质。结果表明，沿Z字形方向的拉伸应变可以诱导从间接半导体到直接半导体的转变，而在压缩应变下，薄片从半导体到金属的转变。未拉伸的C_3N片层的热电效率在p型掺杂时较高，且在沿Z字形方向输运时达到最大值。品质因数的减少被发现后，施加应变独立于其方向。为了克服减少，我们表明，当电传输和应变是相互垂直的，热电效率的C3N片可以显着增加依赖于应变的种类（拉伸或压缩）。预测了应变工程在C3N薄膜热电、光电等领域的应用前景。
2019-02-05 cond-mat.mes-hall
Tunable Rapid Electron Transport in Titanium Oxide Thin Films
量子阱中的快速电子输运引发了许多新的物理现象，成为高速电子学的关键。在这里，我们发现的二氧化钛的电性能从半导体的金属氧化物的氧化程度降低，并在界面处形成肖特基量子阱。在研究多层薄膜的电输运特性时，我们考虑了非对称界面电子散射效应。提出了一种新的多层薄膜物理电导模型。我们发现在面内施加电场的情况下，电子会从低迁移率的半导体和金属导电沟道转移到高迁移率的肖特基量子阱导电沟道。在肖特基量子阱中形成的2DEG的电子浓度和迁移率可以调节，因此纳米器件呈现非线性的电压-电流曲线。在室温下，纳米器件的微分电阻率随电场的增大而减小两个数量级。在我们的纳米器件中，在低温下实验观察到电子的弱电子局域化，这进一步证明了肖特基量子阱中2DEG的存在。我们的工作将为多层薄膜中快速电子输运提供新的物理机制，并为现代微电子工业带来新的功能器件。
2022-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Impact of Electrical Contacts on Transition Metal Dichalcogenides-Based Acoustoelectric and Acousto-Photoelectric Devices
研究电接触对基于过渡金属二硫化物的声电和声光电器件的影响，通过结合扫描光电流和声电电流光谱技术，发现声波显著增强光电流并影响载流子传输模式。
2025-11-29 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Reversible mechanical and electrical properties of ripped graphene
我们研究了柔性弹性体衬底上拉伸的石墨烯器件的机械性能。使用原子力显微镜，运输测量和力学模拟，我们表明，在拉伸应变的初始应用过程中，在石墨烯中形成微裂缝;然而，随后应用相同的拉伸应变弹性地打开和关闭现有的裂缝。相应地，虽然初始拉伸应变降低了器件的传输特性，但随后的应变松弛循环仅适度地影响传输，并且以很大程度上可逆的方式，即使在部分机械故障之后也产生稳健的电传输。
2014-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unconventional Strain-Dependent Conductance Oscillations in Pristine Phosphorene
磷烯是一种单元素二维半导体，已迅速成为晶体管和光电子器件的高迁移率材料。此外，作为一种2D材料，它可以承受高水平的应变，从而能够对其电子特性进行敏感的修改。本文研究了磷烯纳米晶体的应变相关电学性质。进行广泛的计算，我们确定电导作为单轴和双轴应变刺激的函数，并揭示了一个独特的区域相图。这使我们能够通过简单的应变应用首次发现原始磷烯中的电导振荡。我们表明，这种非常规的电流-电压的行为是如何可调的应变的性质，以及如何额外的栅极电压可以调制所观察到的现象和开关效率的振幅（峰谷比）。此外，我们表明，开关是非常强大的对掺杂和缺陷。我们详细的研究结果提出了新的领导创新的应变为基础的计量和高频纳米电子开关的磷烯。
2019-07-07 cond-mat.mes-hall
Electrical control of the $g$-tensor of a single hole in a silicon MOS quantum dot
由于空穴的$g$因子的电可调性，半导体量子点中的单空穴是自旋量子比特技术的有前途的平台。然而，由于空穴自旋态的复杂性，使得电自旋控制的潜在机制仍然不清楚。在这里，我们研究了硅平面MOS量子点中第一个空穴的自旋物理。我们发现，不均匀的电极引起的应变产生纳米尺度的变化在HH-LH分裂。重要的是，我们发现这种\RR{non-uniform strain causes}使HH-LH分裂在整个量子点的活性区域内变化高达50%。我们表明，局部电场可以用来取代孔相对于非均匀的应变分布，允许一个新的机制，电调制的孔g张量。使用这种机制，我们演示了高达500\%的孔$g$ -因子的调谐。此外，我们观察到一个\RR{potential}甜蜜点，其中d $g_{(1\overline{1}0)}$ /d $V$ = 0，提供了一个配置，以抑制自旋退相干所造成的电噪声。这些结果开辟了一条通往以前未开发的技术的道路：工程\RR{non-uniform}应变，以优化基于自旋的设备。
2021-12-21 cond-mat.mes-hall
Theory of Spin Orientation of Semiconductor Carriers at a Ferromagnetic Interface
本文提出了半导体电子与铁磁体界面处肖特基势垒自旋散射的量子理论。非极化非平衡载流子的反射在半导体中产生自发自旋极化。如果净自旋极化预先存在于半导体中，则铁磁体磁化和入射载流子极化的组合结合以倾斜半导体中的反射极化。自旋反射特性的系统特性的函数进行了研究：肖特基势垒高度，半导体掺杂和施加的偏压。由于势垒宽度与电子能量的变化对反射的影响进行了对比，两种方法的激发：光学或电学。光激发电子具有比来自非磁性欧姆接触的近平衡激发更宽的能量扩展。
2003-02-04 cond-mat.mes-hall
Electrical Control over Phonon Polarization in Strained Graphene
我们利用磁-声子共振研究了悬浮单轴应变石墨烯中声子极化的可调谐性。单轴应变提升了LO和TO声子的简并度，产生两个交叉线偏振声子模和拉曼G峰的分裂。我们利用石墨烯中强的电子-声子耦合和磁-声子共振的非共振耦合来诱导门可调谐的圆声子二向色性。这与应变诱导的G峰分裂一起，使我们能够可控地将两个线性极化的G模式声子调谐为圆形声子模式。我们能够纯粹通过静电场实现高达40%的圆声子极化，并且可以通过从电子到空穴掺杂的调谐来反转其符号。这提供了对声子角动量的前所未有的静电控制，这为声子应用铺平了道路。
2021-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain and spin orbit coupling effects on electronic and optical properties of 2D CX/graphene (X = S, Se, Te) vdW heterostructure for solar energy harvesting
本研究通过第一性原理计算，首次系统探究应变与自旋轨道耦合对二维CX/石墨烯范德华异质结电子和光学性质的调控作用，发现其带隙、接触类型及吸收峰可被应变调控，CTe/G异质结光电转换效率优异，为高性能光电器件设计提供参考。
2023-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
All-electrical switching of spin texture in a strain-tunable 2D Janus ferroelectric altermagnet
Jishou University（吉首大学）
该研究通过应变调控揭示二维Janus易磁体中自旋纹理的全电信号切换，提出非易失自旋电子记忆器件，实现全电写入与光学读出。
2026-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical Nanoprobing of Semiconducting Carbon Nanotubes using an Atomic Force Microscope
我们使用原子力显微镜（AFM）的尖端，局部探测半导体碳纳米管晶体管的电子特性。在三探针测量装置中，镀金AFM针尖用作电压或电流探针。使用的尖端作为一个可移动的电流探针，我们调查的缩放与沟道长度的设备属性。利用针尖作为电压探针，我们研究了接触的性质。我们发现，Au使一个很好的接触在p区，没有肖特基势垒。在n-区域中，发现大的接触电阻，占主导地位的传输特性。
2003-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural and Electrical Properties of Bilayer SiX (X= N, P, As and Sb)
本文采用密度泛函理论（DFT）研究了双层SiX（X= N，P，As，Sb）的结构、电学和光学性质。五个不同的堆积顺序被认为是每个化合物和它们的结构特性。这些材料的能带结构表明它们是间接半导体。面外应变已被应用于调整带隙和其电性能。带隙随着拉伸应变而增大，而压缩应变导致超导体向金属的转变。带隙对压力的敏感性进行了研究，双层SiSb表现出最高的带隙的压力敏感性。这些结构表现出墨西哥帽状的价带色散，可以通过一个奇异的状态密度的批准。墨西哥帽系数可以通过面外应变来调节。这些化合物的光学吸收表明，由于高的态密度，第二和较低的价带对光学跃迁的贡献更大。
2021-02-06 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
Electrical Resistivity of Polycrystalline Graphene: Effect of Grain-Boundary-Induced Strain Fields
我们揭示了晶界诱导的应变场在多晶石墨烯中的电子散射中的决定性作用。为此，我们制定了基于玻尔兹曼输运理论的模型，适当地考虑到作为一个重复的序列的七边形-五边形对的晶界（GB）的微观结构。应变场的影响在变形势理论中描述。为了比较，我们考虑了带电晶界静电势的散射。我们表明，在自然低GB收费的变形势散射占主导地位，并导致物理上合理的，什么是重要的，实验观察值的电阻率。对于尺寸为1 $μ$ m的不同类型的GB，它的范围为0.1至10 k $Ω$ $μ$ m，并且对取向差角有很强的依赖性。对于低角度高度带电的GB，两种散射机制可能会竞争。电阻率随着GB尺寸的减小而显著增加，并达到60 k $Ω$ $μ$ m或更高的值。它也是非常敏感的部分向错偶极子嵌入建模的不规则性的存在。随着显着的失真，我们发现电阻增加了一个数量级以上，这是直接相关的GB上的衍射的破坏。我们的研究结果可能是感兴趣的实验数据的解释和基于多晶和纳米晶石墨烯的电子器件的设计。
2022-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Semimetal Contacts to Monolayer Semiconductor: Weak Metalization as an Effective Mechanism to Schottky Barrier Lowering
本文通过第一性原理计算系统研究了 Bi 和 Sb 与六种单层 TMDC 半导体的接触特性，揭示弱金属化诱导的 MIGS 可有效降低 n 型肖特基势垒，并提出修正的 Schottky-Mott 规则，为二维半导体器件电极选择提供理论依据。
2022-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
MoS2/MX2 heterobilayers: Bandgap engineering via tensile strain or external electrical field
我们对二维过渡金属二硫属化物（TMD）异质双层膜MX2/MoS 2（M = Mo，Cr，W，Fe，V; X = S，Se）的电磁性质进行了全面的第一性原理研究.对于M = Mo，Cr，W; X=S，Se，所有的异质双层显示半导体特性与间接带隙的WSe 2/MoS 2异质双层，保留了直接带隙特性的构成单层的例外。当M = Fe，V; X = S，Se时，MX_2/MoS_2异质双层膜具有金属性。本研究特别关注的是通过施加拉伸应变或外部电场来实现TMD异质双层材料的工程带隙。我们发现，随着双轴或单轴拉伸应变的增加，MX2/MoS 2（M=Mo，Cr，W; X=S，Se）异质双层膜都可以发生从超导体到金属的转变。对于WSe 2/MoS 2异质双层，直接到间接的带隙转变可能会发生超过临界双轴或单轴应变。对于M（=Fe，V）和X（=S，Se），当MX 2/MoS 2异质双层膜处于双轴拉伸应变下时，金属原子和硫族元素原子的磁矩均增强。此外，电场还可以降低MX 2/MoS 2（M=Mo，Cr，W; X=S，Se）异质双层膜的带隙。对于MSe_2/MoS_2（M=Mo，Cr）两个异质双层膜，PBE计算表明，在外加电场作用下，可能发生间接-直接带隙跃迁.这一转变归因于自发极化的增强。可调的带隙一般和可能的间接直接带隙转变由于拉伸应变或外部电场赋予的TMD异质双层材料的光电应用的可行的候选人。
2013-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical transport properties of atomically thin WSe2 using perpendicular magnetic anisotropy metal contacts
本研究报道了单层WSe2场效应晶体管与垂直磁各向异性Co/Pt铁磁电极的电输运性质，通过I-V测量估算出较小的肖特基势垒高度，为自旋电子学和谷电子学应用提供了新见解。
2023-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Into the Origin of Electrical Conductivity for the Metal-Semiconductor Junction at the Atomic Level
基于金属-半导体（M-S）结的器件通常用于各种电子器件中。它们的电性能由相对于所使用的半导体的金属相性质限定。在这里，我们做了一个深入调查的起源M-S结在原子尺度上通过研究的性质AuIn 2纳米电极形成在InP（001）表面上的原位电学测量结合详细的调查原子分辨结构的支持下，其局部电学性质的第一性原理计算。我们发现，同一金属相相对于半导体结构的不同晶向通过金属费米能级的细微变化和影响界面处带边的移动，强烈地影响M-S结的整流特性。这最终改变了欧姆型和肖特基型之间的导电性状态。在设计基于M-S结的电子器件时，必须考虑晶体取向的影响。
2021-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Gaussian Thermionic Emission Model for Analysis of Au/MoS2 Schottky Barrier Devices
在金属/TMDC界面处预期肖特基势垒不均匀性，这会影响器件性能。然而，很难解释界面不均匀性的分布，因为大多数技术都是在分析工具的点面积上平均的，或者是在整个器件上平均的，以进行电I-V测量。通常用于提取肖特基势垒高度（SBH）的模型忽略或未能考虑这种不均匀性，这可能导致提取不正确的SBH和Richardson常数。在这里，我们表明，高斯修正的电子发射模型给出了最好的拟合范德华Au/p-MoS 2接口的实验I-V-T数据，并允许从原始区域的缺陷区域的SBH的反卷积。通过在宏观I-V-T分析中包含高斯分布的SBH，我们证明了由于缺陷引起的界面不均匀性被解卷积，并且在从室温300 K到120 K的宽温度范围内与对器件行为的影响很好地相关。我们在两种不同类型的p-MoS 2（地质和合成）上验证了高斯双光子模型，最后将宏观SBH与纳米级技术弹道孔发射显微镜（BHEM）的结果进行了比较。使用BHEM获得的结果与从高斯修正的电子发射模型中提取的数百纳米的原始Au/p-MoS 2 SBH一致。我们的研究结果表明，在I-V-T数据分析中纳入肖特基势垒不均匀性对于阐明缺陷（例如晶界，金属杂质等）的影响很重要。并因此影响器件行为。我们还发现，Richardson常数，材料特定的常数通常被视为仅仅是一个拟合常数，是一个重要的参数来检查的有效性的传输模型。
2020-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Strain Engineering of Correlated Charge-Ordered Phases in 1T-TaS2
本研究通过柔性平台对1T-TaS₂施加单轴应变，探究其CDW相变的应变依赖特性，发现压阻调制主导相变可调性，并演示了室温电读出的类阈值响应应变位移传感器，展现其片上传感潜力。
2025-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical conductivity measured in atomic carbon chains
本研究首次报道了单原子碳链的电导率测量结果。这些链是通过将碳原子从石墨烯带中解开而获得的，同时电流流过石墨烯带，并依次流过链。链的形成伴随着电导率的特征性下降。碳链的电导率比以前预测的理想链要低得多。使用密度泛函和多体微扰理论的第一性原理计算表明，链中的应变以决定性的方式决定电导率。事实上，碳链总是处于变化的非零应变下，该应变将其原子结构从累积多炔构型转变为多炔构型，从而诱导可调带隙。修改后的电子结构和接触到石墨外围的特性解释了局部约束的碳链的低电导率。
2013-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Continuously tunable uniaxial strain control of van der Waals heterostructure devices
本文提出一种基于压电的原位单轴应变技术，可对常规衬底上任意复杂度的双栅极范德华异质结器件同时进行电输运和光学表征，在毫开尔文温度下实现高达-0.15%的连续可调应变，并验证了应变对扭曲双层石墨烯电子特性的调控能力。
2024-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.ins-det
CMOS-compatible Strain Engineering for High-Performance Monolayer Semiconductor Transistors
本文提出用CMOS兼容的氮化硅覆盖层在350 °C下向单层MoS2晶体管引入拉伸应变，显著提升短沟道器件电流，增益主要来自肖特基势垒降低。
2024-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Two-dimensional van der Waals electrical contact to monolayer MoSi$_2$N$_4$
二维（2D）MoSi $_2$ N $_4$单层膜是一类具有优异电学和力学性能的新型二维半导体材料。尽管最近致力于揭示MoSi $_2$ N $_4$的材料性质的密集的研究努力，但是到目前为止，MoSi $_2$ N $_4$的电接触的物理学仍然在很大程度上未被探索。在这项工作中，我们研究了由MoSi $_2$ N $_4$与石墨烯和NbS $_2$单层接触的范德华异质结构，使用第一性原理密度泛函理论计算。我们发现，MoSi $_2$ N $_4$ /NbS $_2$接触具有超低的肖特基势垒高度（SBH），这是有益的纳米电子应用。对于MoSi $_2$ N $_4$ /石墨烯接触，SBH可以经由层间距离或经由外部电场来调制，从而为可重构和可调谐的纳米电子器件打开了机会。我们的研究结果提供了深入了解的物理学的2D电接触的MoSi $_2$ N $_4$，并将提供一个关键的第一步，设计高性能的电接触的MoSi $_2$ N $_4$为基础的2D纳米器件。
2020-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
