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
Ab initio calculations of the atomic and electronic structures of crystalline PEO3:LiCF3SO3 electrolytes
PEO 3：LiCF 3SO 3聚合物电解质由于其在高电导率聚合物电池的锂/聚合物界面处的增强的稳定性而吸引了重要的研究。实验研究表明，根据制备条件，可以形成PEO 3：LiCF 3SO 3结晶复合物和PEO 3：LiCF 3SO 3非晶相。然而，以前的理论研究主要集中在短链无定形PEO 3：LiCF 3SO 3系统。我们报告从头计算密度泛函理论计算的结晶PEO 3：LiCF 3SO 3。计算结果与实验测量结果吻合较好。
2015-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Electrically Tunable Quantum Spin Hall State in Topological Crystalline Insulator Thin films
结合$k \cdot p$理论、能带拓扑分析和电子结构计算，预测了SnTe类三维拓扑晶体绝缘体（111）薄膜在较宽的厚度范围内实现量子自旋霍尔相.非平凡拓扑结构源于三维极限下TCI拓扑表面态的面间耦合。表面间耦合改变符号，并引起拓扑相变作为膜厚度的函数。此外，这种耦合可以强烈地受到外部电场的影响，因此量子自旋霍尔相位可以在实验可达的电场下有效地调谐。研究结果表明，（111）薄膜是实现量子自旋霍尔绝缘体新应用的理想平台。
2015-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically Tunable Conductance and Edge Modes in Topological Crystalline Insulator Thin Films: Tight-Binding Model Analysis
基于镜像对称性和离散旋转对称性，提出了拓扑晶体绝缘体（TCI）薄膜的最小紧束缚模型。基本项由描述外尔半金属的自旋-轨道相互作用组成，其中无隙狄拉克锥出现在动量空间中的所有高对称点处。然后，我们引入的质量项提供的差距狄拉克锥在我们的处置。它们模拟了由[001]、[111]和[110] TCI表面制成的薄膜。TCI薄膜是由镜像对称性保护的拓扑绝缘体。利用电场破缺镜像对称性，分析了镜陈数、边缘模和电导。我们提出了一种多位拓扑场效应晶体管，通过施加电场独立的纳米晶体管的右边缘和左边缘。我们的结果将为拓扑电子学开辟一条新的途径。
2014-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A method to computationally screen for tunable properties of crystalline alloys
提出自动构建合金对和合金系统的开源框架，应用于 Materials Project 生成超60万条目数据库，助力筛选具有可调性质的功能材料。
2023-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Band dispersion and electronic lifetimes in crystalline organic semiconductors
从理论上研究了晶体有机半导体（OSC）中几种微观相互作用对光电发射谱的影响。有人认为，它们的相对作用可以通过分析它们的温度和它们的动量/能量依赖性来解开。我们的分析表明，极化热带变窄，这是在OSC中的电输运的大多数理论的基础，是不一致的，在这些材料的微观参数的范围内适当。提出了一种替代方案来解释实验趋势。
2011-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Spin-filtered Edge States with an Electrically Tunable Gap in a Two-Dimensional Topological Crystalline Insulator
三维拓扑晶体绝缘体最近预测和观察的SnTe类的IV-VI半导体，主机金属表面状态的晶体对称性保护。在这项工作中，我们研究这些材料的薄膜，并揭示其潜在的器件应用。我们证明了沿（001）方向生长的SnTe和Pb（1-x）Sn（x）Se（Te）的薄膜在很宽的膜厚范围内是拓扑非平凡的，并且携带导电的自旋过滤边缘态，这些边缘态通过拓扑不变量受到（001）镜像对称性的保护。施加垂直于膜的电场将破坏镜像对称性并在这些边缘状态中产生带隙。这种功能促使我们提出一种新的拓扑晶体管器件，其中电荷和自旋输运最大限度地纠缠，并同时由电场控制。这种器件的高开/关操作速度以及自旋和电荷的耦合可能导致拓扑晶体绝缘体的电子和自旋电子学应用。
2013-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Role of defects in the electronic properties of amorphous/crystalline Si interface
确定的非晶/结晶Si异质结构的能带对准的机制是解决与直接原子模拟的接口进行使用的各种计算方案，从经典的模型势分子动力学从头算方法的层次组合。我们发现，在协调无缺陷的样品的频带对齐几乎消失，并独立于接口的细节。相反，在缺陷丰富的样品中，带对齐相对于无缺陷的情况是相当大的不同，但值得注意的是，几乎独立于缺陷的浓度。我们合理化这些发现的半导体接口的理论。
2001-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Topological phase diagram and saddle point singularity in a tunable topological crystalline insulator
我们报告的拓扑晶体绝缘体（TCI）Pb 1-xSnxSe的表面电子结构和表面材料性能的演变作为各种材料参数，包括组合物x，温度T和晶体结构的函数。我们的光谱数据证明了鞍点奇异性的电子基态条件，表面化学势的可调谐性，以及表面态对圆偏振光的响应。我们的研究结果表明，每个材料参数可以调整系统之间的平凡和拓扑相在一个独特的方式，不像在Bi 2Se 3和相关化合物，导致一个丰富和独特的拓扑相图。我们对TCI Pb_（1-x）Sn_xSe的系统研究为实现新的拓扑现象提供了有价值的材料指导。
2015-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Molecular fingerprints in the electronic properties of crystalline organic semiconductors: from experiment to theory
通过比较光电子能谱与非微扰动力学平均场论扩展到多体从头计算，我们表明，在突出的情况下，并五苯晶体的一个很好的协议与实验的带宽，色散和寿命的空穴载流子带可以实现在有机半导体中提供一个适当的帐户的耦合到分子的振动模式和存在的障碍。我们的研究结果合理化越来越多的实验证据，即使是最好的能带结构理论的基础上的电子相互作用的多体处理不能重现实验光电发射数据在这类重要的材料。
2012-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Crystalline and Electronic Structures of Molecular Solid C$_{50}$Cl$% _{10}$: First-Principles Calculation
采用密度泛函理论中的第一性原理计算，预测了一种分子固体C $_{50}$ Cl $_{10}$的晶体结构，包括六方密堆积（hcp）相、面心立方（fcc）相和六方单层.从总能量计算确定的稳定结构，其中hcp相是揭露比fcc相和六方单分子层的能量更稳定。给出了六方晶系和面心立方结构的C $_{50}$ Cl $_{10}$的能带和态密度。结果表明，C $_{50}$ Cl% $_{10}$分子既可以形成hcp或fcc的间接带隙绝缘体，也可以形成绝缘的六方单分子层.
2006-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Self-Energy and Excitonic Effects in the Electronic and Optical Properties of TiO2 Crystalline Phases
本文采用密度泛函理论和多体微扰理论相结合的方法，对TiO 2金红石相和金红石相的电子和光学性质进行了统一的从头算研究。交换相关的一致处理，包括许多机构的一个粒子和两个粒子的影响，在自能和电子-空穴相互作用，产生了高质量的电子和光学性质的描述，给出了一些数量，第一个可用的估计这种化合物。特别是，我们给出了一个定量的，直接的电子和直接的光学间隙的评价，澄清他们的作用相对于以前的各种实验技术获得的值。我们得到一个描述的电子间隙和光谱，是与实验相一致的，分析不同的贡献的实验光学间隙的作用，并将它们与我们的计算中使用的理论水平。我们还展示了激子在两个晶相中的空间性质，突出了不同光学跃迁的局域化特征。本文的目的是了解和牢固地建立电光体属性，到目前为止尚未澄清，这种材料的基本和技术利益的绿色能源应用。
2010-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Angle-resolved photoemission and first-principles electronic structure of single-crystalline $α$-uranium (001)
继续Opeil等人[Phys. Rev. B \textbf{73}，165109（2006）]的工作开始的光电发射研究，在本文中，我们报告了在173 K下对高质量单晶$α$ -铀进行的角分辨光电发射光谱（ARPES）研究的结果。使用X射线劳厄和低能电子衍射（LEED）图案的表面重建效果的情况下进行验证。我们比较的ARPES强度图与第一性原理能带结构计算使用广义梯度近似（GGA），我们发现良好的相关性与计算的色散的电子带。
2006-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure of crystalline binary and ternary Cd-Te-O compounds
用第一性原理计算研究了CdTe，CdO，$α$ $_2$，CdTeO $_3$和Cd $_3$ TeO $_6$的电子结构.给出了能带结构、总态密度和分态密度以及电荷密度。对于$α$ $_2$和CdTeO $_3$，局域密度近似（LDA）中的密度泛函理论正确地描述了这些化合物的绝缘特性.在前四种化合物中，LDA低估了大约1 eV的光学带隙。基于这种趋势，我们预测的光学带隙为1.7 eV的镉$_3$ TeO $_6$。这种材料显示出一个孤立的导带，有效质量低，从而解释了最近观察到的半导体特性。在所有这些氧化物中，顶部价带主要由O 2 p电子形成。另一方面，在三元化合物中，相对于价带最大值，Cd 4d带的结合能小于CdTe和CdO。
2004-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional MX family of Dirac materials with tunable electronic and topological properties
提出了一种新的MX族二维Dirac材料（M=Be，Mg，Zn，Cd，X = Cl，Br，I），该材料具有类石墨烯的能带结构，线性色散的Dirac锥态，能量范围为0.8~1.8 eV，具有与石墨烯相当的超高费米速度.电子和拓扑性质被发现是高度可调的，并服从有效的调制通过阴离子层取代和垂直电场。该家族的几个成员的电子结构显示主机的范霍夫奇点（VHS）接近狄拉克节点的能量。与这些VHS相关的增强的态密度可以提供诱导拓扑超导性的机制。相当大的带隙，超高的载流子迁移率和小的有效质量的存在使得MX家族在电子学和自旋电子学应用中很有前途。
2020-05-15 cond-mat.mtrl-sci
First-principles theoretical evaluation of crystalline zirconia and hafnia as gate oxides for Si microelectronics
通过对硅（001）上块状和薄膜氧化物的能量学、介电性质和能带排列的从头计算，估算了晶体氧化物ZrO_2和HfO_2作为纳米硅电子学中栅绝缘体的性能参数。由于它们的介电常数大，稳定和低形成能界面，大的价偏移，和合理的（虽然不是最佳的）传导偏移（电子注入势垒），氧化锆和氧化铈似乎有相当大的潜力作为硅电子的栅极氧化物。
2002-08-07 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
Ab-initio prediction of the electronic and optical excitations in polythiophene: isolated chains versus bulk polymer
采用GW近似计算了聚噻吩的电子和光学激发态，并通过求解电子-空穴Bethe-Salpeter方程考虑了激子效应。研究了两种不同的情况：孤立链上的激发和结晶聚噻吩链上的激发。通过将聚合物链建模为可极化线对象，获得结晶情况的介电张量，其中长波长极化率张量从孤立链的从头算极化率函数获得。用这个模型介电张量，我们构建了一个屏蔽相互作用的晶体的情况下，包括链内和链间屏蔽。在晶体的情况下，准粒子的带隙和激子的结合能显着减少相比，孤立的链。然而，光学间隙几乎不受影响。我们希望这一结果是相关的共轭聚合物一般。
2000-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and crystalline structures of zero band-gap PdLuBi thin films grown epitaxially on MgO(100)
采用PdBi 2和Lu靶共溅射法在Ta-Mo缓冲MgO（100）衬底上制备了具有C1 b结构的拓扑绝缘体PdLuBi的薄膜。高质量的PdLuBi薄膜的外延生长证实了X射线光谱和反射高能电子衍射。的均方根粗糙度的薄膜是低至1.45 nm，虽然薄膜是在高温下沉积。薄膜成分接近理想的化学计量比。硬X射线光电子能谱学观察到的PdLuBi薄膜的价带谱与从头算计算的态密度完全对应。
2012-09-25 cond-mat.mtrl-sci
A representation-independent electronic charge density database for crystalline materials
除了作为密度泛函理论中的核心量之外，电荷密度还可以用于材料科学中的许多三级分析，从成键到将电荷分配给特定原子。电荷密度是数据丰富的，因为它包含了系统中所有电子的信息。随着机器学习工具在材料科学中的使用越来越多，像电荷密度这样的数据丰富的对象可以在广泛的应用中使用。作为材料项目的一部分，这里介绍的数据库为大量不断更新的电荷密度收集提供了一个现代化和用户友好的界面。除了电荷密度数据之外，我们还提供了改变电荷密度表示的理论和代码，这应该能够为更广泛的社区提供更先进的机器学习研究。
2021-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Charge Density Wave bending observed by Xfel source acting as a tunable electronic lens for hard x-rays
本文利用LCLS自由电子激光发现低电流下电荷密度波波前会发生横向弯曲，该剪切效应可依据电流方向聚焦或散焦硬X射线，形成一种可在夫琅禾费区与菲涅耳区之间调谐的新型电子透镜，并用分数傅里叶变换解释其原理。
2023-09-18 cond-mat.mtrl-sci
High Yield Growth and Doping of Black Phosphorus with Tunable Electronic Properties
黑磷（BP）由于其独特的电子和光学性质，最近引起了人们的极大兴趣。掺杂是调控材料电子结构的一种有效策略，然而，直接、可控、高产率地生长BP及其掺杂仍然是一个巨大的挑战。在这里，我们报告了一种高效的短程运输（SDT）生长方法，并实现了迄今为止产量最高的高质量BP的可控生长，其中98%的赤磷转化为BP。通过这种SDT生长方法还实现了由As、Sb、Bi、Se和Te对BP的掺杂。光谱结果表明，掺杂系统地改变其电子结构，包括带隙，功函数和能带位置。因此，我们已经发现，掺杂BP样品（Sb和Te掺杂BP）的空气稳定性改善与原始BP相比，由于掺杂的导带最小值的下移。这项工作开发了一种新的方法来生长BP和掺杂BP，具有可调的电子结构和改善的稳定性，并应扩展这类材料在各个领域的用途。
2020-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Angle-adjustable density field formulation for modeling crystalline microstructures
一个连续的密度场配方与粒子尺度分辨率的构建，同时将粒子间相互作用的取向依赖性和系统的旋转不变性，一个基本的，但具有挑战性的问题，在建模结构和动力学的广泛的材料系统在不同的尺度。这种广义相场晶体型方法是基于粒子直接关联函数的完全展开和各向同性张量的概念。通过应用于各种二维和三维晶体结构的模拟，我们的研究证明了连续场论中键角控制的能力及其对有序相出现的影响，并为晶体微观结构的可调角分析提供了一种系统的方法。
2018-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and structural properties of crystalline and amorphous (TaNbHfTiZr)C from first principles
高熵材料因其力学、化学和电学性质而引起人们极大的兴趣。本文采用密度泛函理论（DFT）对（TaNbHfTiZr）C（一种碳化物型高电子显微镜）的晶相和非晶相进行了分析。我们发现，松弛的晶格体积的非晶相是较大的，而它的体积模量是较低的，比它的结晶对应。两个相都是金属的，所有过渡金属对接近费米能级的态密度（DOS）的贡献类似，其中Ti和Nb给出了成比例的最大状态贡献。我们证实，尽管其结构非常复杂，2x2x2超晶胞是足够大的可靠模拟所提出的机械和电子性能的DFT。
2022-08-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Optical pumping of electronic and nuclear spin in single charge-tunable quantum dots
我们提出了一个全面的检查，在个别GaAs量子点的自旋光泵，因为我们改变了电荷从正中性到负使用肖特基二极管。我们观察到光致发光偏振记忆与点的净电荷具有相同的符号。基态电子自旋的光泵浦增强了这种效应，正如通过对单个量子点上的汉勒效应的首次测量所证明的那样。在高纵向磁场中利用Overhauser效应，我们证明了量子点的核自旋对于所有三个电荷态的有效光泵浦。
2004-08-20 cond-mat.mtrl-sci
Electronic correlation in the quasi-two-dimensional electride Y$_2$C
通过对两种不同形态（多晶和单晶）样品的μ子自旋旋转和磁化率的测量，研究了Y $_2$ C的磁性，以验证理论预测的Stoner铁磁性.即使在0.024 K的温度下，两种样品中也没有静磁有序的证据。对于多晶样品，根据μ子奈特位移和磁化率的居里-外斯行为推断Y位点存在顺磁矩，而在单晶样品中没有观察到这种趋势。这些观察结果表明，Y $_2$ C的电子基态处于弱到强电子相关之间的极限，其中现场库仑排斥对电子状态的局部调制或由于缺陷/杂质的存在而引起的费米能级的偏移敏感。
2018-07-12 cond-mat.mtrl-sci
Silicon Oxide Passivation of Single-Crystalline CVD Diamond Evaluated by the Time-of-Flight Technique
金刚石优异的材料性能使其非常适合许多传统电子材料无法达到的极端电子应用。为了使商用金刚石器件成为现实，必须具有有效的表面钝化，因为钝化决定了器件承受高表面电场的能力。在本文中，我们提出的数据从横向飞行时间的研究SiO2钝化本征单晶CVD金刚石。使用三种不同的技术沉积SiO2膜。研究了钝化处理对空穴输运的影响，结果表明钝化处理使空穴迁移率增加。从三个不同的钝化的结果进行了比较。
2014-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Co/Ni multilayers for spintronics: high spin-polarization and tunable magnetic anisotropy
本文详细分析了自旋电子学器件的模型体系（Co/Ni）多层膜的电子性质。利用磁光克尔（MOKE）、自旋极化光电子能谱（SRPES）、X射线磁圆二色性（XMCD）和反常表面衍射实验研究了分子束外延[Co（x）/Ni（y）]单晶叠层的电子性质和垂直磁各向异性（PMA）。
2018-02-06 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Electronic Band Structures and Zero-Energy Modes of Heterosubstrate-induced Graphene Superlattices
我们提出了一个可调的电子带隙和零能量模式在周期异质衬底诱导的石墨烯超晶格。有趣的是，带隙与非均匀衬底的比例之间存在近似线性关系（即，不同成分的百分比）在拟议的超晶格，和结构无序的关系的影响进行了讨论。在等宽非均匀衬底中，利用非对称势，零能态以狄拉克点的形式出现，并解析地给出了狄拉克点的位置。此外，狄拉克点仅在特定势时存在于$\mathbf{k}=\mathbf{0}$;每次出现时，群速度在$k_y$方向上消失，并发生共振。对于一般的非均匀衬底不等宽的情况，一部分零能态被解析地描述，不同的是，它们并不总是狄拉克点。我们的预测在异质衬底如SiO $_2$ /BN型上可以实现。
2016-04-28 cond-mat.mtrl-sci
Topological Crystalline Insulators in the SnTe Material Class
拓扑晶体绝缘体是一种新的物质状态，其中电子结构的拓扑性质源于晶体对称性。在这里，我们预测的第一个材料实现的拓扑晶体绝缘体在半导体SnTe，通过确定其非零拓扑指数。我们预测，作为这种非平凡拓扑结构的表现，SnTe具有金属表面态，在高对称性晶体表面（如{001}，{110}和{111}）上具有偶数个狄拉克锥。这些表面态形成了一种新型的高迁移率手性电子气，它对无序具有鲁棒性，并且通过晶体相对于{110}镜面的反射对称性进行拓扑保护。通过弹性应变工程或施加面内磁场来打破这种镜像对称性可以在表面上打开连续可调的带隙，这可能导致在热电、红外检测和可调电子学中的广泛应用。密切相关的半导体PbTe和PbSe也成为拓扑晶体绝缘体后，带反转的压力，应变和合金化。
2012-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Doping of Rhenium and Vanadium into Transition Metal Dichalcogenides for Two-Dimensional Electronics
二维（2D）过渡金属二硫属化合物（TMDC）具有独特的电学性能，是未来电子学领域的重要材料。然而，TMDCs与金属电极界面处强烈的费米能级钉扎效应往往导致较高的接触电阻，严重阻碍了其在二维电子学中的应用。克服这一点的一种有效方法是使用金属TMDC或转移的金属电极作为范德华（vdW）接触。或者，使用高导电掺杂的TMDC将对2D电子器件的接触工程产生深远的影响。在这里，一种新的化学气相沉积使用混合熔盐建立气-液-固生长高品质的铼（Re）和钒（V）掺杂TMDC单层具有高的可控性和再现性。在Re和V掺杂的TMDC中观察到可调谐的半导体到金属的转变。电导率在简并V掺杂的WS 2和WSe 2中增加到108倍。与金属接触相比，使用V掺杂的WSe 2作为VdW接触，基于WSe 2的场效应晶体管的通态电流和开/关比已经得到实质性改善（从~10-8到10-5 A; ~104到108）。未来的研究横向接触和互连使用掺杂TMDC将铺平道路，为二维集成电路和柔性电子。
2021-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Computational study of structural, electronic and optical properties of crystalline NH$_4$N$_3$
采用基于密度泛函理论（DFT）的平面波赝势（PW-PP）方法，对正交晶系叠氮铵（NH $_4$ N $_3$）的结构、电子、成键和光学性质进行了系统的计算研究.半经验色散修正方案已被用来解释分子晶体NH $_4$ N $_3$中的非键相互作用。用色散修正方法得到的基态晶格参数和分数坐标与实验结果吻合得很好。我们计算了NH-$_4$-$_3$的单晶弹性常数，并通过观察到的弹性常数（C $_{33}$ $>$ C $_{11}$ $>$ C $_{22}$）的顺序解释了它的敏感性.采用全势线性缀加平面波（FP-LAPW）方法和最近开发的Tran-Blaha修正Becke-Johnson（TB-mBJ）势泛函计算了电子结构和光学性质。TB-mBJ电子结构表明NH $_4$ N $_3$是直接带隙绝缘体，带隙为5.08 eV，而用标准广义梯度近似计算的带隙为4.10 eV。通过计算三种不同晶轴方向的介电函数和折射率等光学常数，分析了晶体的光学各向异性。吸收光谱表明，NH $_4$ N $_3$对紫外光敏感。此外，我们还分析了NH $_4$ N $_3$的爆轰特性使用报告的生成热和计算的密度。用Kamlet-Jacobs经验公式计算得到NH $_4$ N $_3$的爆速为6.45 km/s，爆压为15.16 GPa。
2013-11-06 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Electronic Structure and Magnetic Coupling in Strained Two-Dimensional Semiconductor MnPSe3
采用第一性原理计算对应变单层MnPSe 3的电子结构和磁性进行了系统的研究。研究发现，双轴应变工程可以显著影响单层MnPSe 3的磁基态（GS），同时保持其半导体特性。由于磁耦合对结构变形的敏感性，约13%的双轴拉伸应变可以导致反铁磁-铁磁（AFM-FM）转变。应变相关磁稳定性的物理机制主要归因于最近邻Mn原子间的直接AFM相互作用和间接FM超交换相互作用的竞争效应。此外，我们发现FM MnPSe 3是一种本征半导体，在导带中具有大的自旋交换分裂，这对于自旋极化载流子注入和检测至关重要。外部刺激，电子结构和磁耦合之间的敏感的相互依赖性表明，单层MnPSe 3可以是一个有前途的候选人在自旋电子学。
2018-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Competing Magnetic Interactions and Field-Induced Metamagnetic Transition in Highly Crystalline Phase-Tunable Iron Oxide Nanorods
氧化铁纳米结构中固有的多相存在突出了有意研究它们以理解和可能控制相的重要性。在这里，在250 0 C下退火与可变的持续时间上的块体磁性和结构性能的高纵横比的双相铁氧化物纳米棒与亚铁磁性Fe 3 O 4和反铁磁性α-Fe 2 O3的影响进行了探讨。增加退火时间下的自由流动的氧气增强了α-Fe 2 O3的体积分数，并提高了Fe 3 O 4相的结晶度，确定在磁化强度的变化作为退火时间的函数。约3小时的临界退火时间使两相的存在最大化，如通过磁化强度的增强和界面钉扎效应所观察到的。这归因于无序自旋分离磁性不同的相，其倾向于在高温下与磁场的应用对准。增加的反铁磁相可以区分，由于场诱导的变磁性转变观察到退火超过3小时的结构，尤其是突出的9小时退火样品。我们在确定体积分数随退火时间的变化方面的受控研究将能够精确控制氧化铁纳米棒中的相可调性，从而允许在从自旋电子学到生物医学应用的不同应用中定制相体积分数。
2023-03-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Spin-polarized imaging of the antiferromagnetic structure and field-tunable bound states in kagome magnet FeSn
戈薇金属是一个令人兴奋的游乐场，探索拓扑学，电子相关性和磁性交叉的新现象。特别是FeSn基可果美磁体家族因其简单的层状晶体结构和可调拓扑电子能带结构而吸引了大量的关注。尽管在理解它们的体性质方面取得了重大进展，但在许多这些系统中，表面电子和磁性结构尚未得到充分探索。在这项工作中，我们专注于一个原型kagome金属FeSn。使用自旋平均和自旋极化扫描隧道显微镜的组合，我们提供了第一个原子尺度的可视化的层状反铁磁结构在FeSn的表面。与铁磁体Fe3Sn2的场可调电子结构相比，FeSn的电子态密度对外加磁场的影响很强.有趣的是，尽管场不敏感的电子能带结构，FeSn表现出绑定状态绑定到特定的杂质与大的有效力矩，强烈耦合到磁场。我们的实验提供了必要的FeSn的理论建模微观的见解，并作为一般的拓扑磁体的自旋极化测量的弹簧板。
2022-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Tracking the Ultrafast Non-Equilibrium Energy Flow between Electronic and Lattice Degrees of Freedom in Crystalline Nickel
固态系统的飞秒激光激发产生非平衡热电子，通过将其能量转移到其他自由度并最终转移到固体的晶格振动来冷却。结合从头计算和超快电子散射，我们获得了详细的了解复杂的非平衡能量转移之间的电子和声子在激光激发金属镍。我们的实验结果表明，波矢分辨的声子模式的布居动力学是明显不同的整个布里渊区，并在显着的协议与我们的理论结果。我们发现，区界声子模首先被占据。一旦这些模式中的能量变得大于平均电子能量，就会发生从晶格到电子自由度的能量回流。随后激发较低能量的声子模式驱动整个系统的热化在皮秒的时间尺度上。我们确定不断发展的非平衡声子职业，我们发现显着偏离热职业。
2019-06-20 cond-mat.mtrl-sci
Tunable electronic and magneto-optical properties of monolayer arsenene from GW approximation to large-scale tight-binding simulations
随着黑磷的兴起，VA族元素的单分子膜引起了人们的极大关注。在这里，我们推导出一个简单的紧束缚模型单层灰色砷，被称为砷烯（ML-As），部分自洽GW 0方法内的第一性原理计算的基础上。由此产生的能带结构来自六个p-类轨道符合准粒子能量从GW 0计算与高精度。在存在垂直磁场的情况下，ML-As表现出两组朗道能级与磁场和能级指数成线性关系。数值计算表明，所得到的光学带隙非常接近GW 0值，并且可以通过外加磁场进行有效的调谐。因此，我们提出的TB模型可以用于进一步的大规模模拟的电子，光学和输运性质的ML-As。
2018-06-12 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Mapping of the Electronic Properties of Two-Dimensional Materials for Strain-Tunable Nanoelectronics
在这里，我们证明了第一性原理计算可以用于映射二维（2d）材料的电子性质相对于非均匀应变。通过研究具有不同对称性和成键特征的四种代表性单层2d化合物，即2d- ${MoS_2}$、磷烯、$α$ -Te和$β$ -Te，我们揭示了这样的映射可以有效地指导先进的应变工程和应变可调纳米电子器件的开发，包括晶体管、传感器和光电探测器。因此，我们表明，$α$ -Te和$β$ -Te是相当多的弹性相比，具有较强的化学键的2d化合物。在$β$ -Te的情况下，映射揭示了好奇的制度的存在，其中非均匀变形允许实现在动量空间中的带边缘的唯一本地化，这在均匀或单轴变形下都不能实现。对于所有其他系统，应变映射提供了更深入的了解已知的趋势下的应变带隙调制和直接-间接过渡。因此，我们证明了标准的方法来分析选定的应变方向是不够的一些二维系统，和一个更一般的映射策略，而不是应该采用。
2019-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Electronic disorder in crystalline organic semiconductor: the role of thermal motions modulating the transfer integrals in polyacenes
采用分子动力学模拟和转移积分的量子化学计算相结合的方法研究了热结构涨落对分子间转移积分调制的影响。我们发现，对于两种常见的有机半导体，转移积分的波动与其平均值具有相同的数量级，这一观察结果对目前采用的有机半导体中电荷输运模型提出了质疑，并确定了动态电子无序中载流子迁移率的限制因素。
2005-11-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Tunable Conductivity and Conduction Mechanism in a UV light activated electronic conductor
通过对一种新型紫外光激活电子导体的可控取代，实现了电导率的可调。透明导电氧化物系统H掺杂的Ca 12-xMgxAl 14 O 33（x = 0; 0.1; 0.3; 0.5; 0.8; 1.0）呈现出强烈依赖于取代水平和温度的导电性。在室温下，四点直流电导率随x从0.26 S/cm（x = 0）减小到0.106 S/cm（x = 1）。在每种组合物中，电导率增加（随温度可逆地增加），直到达到分解温度;高于该值，电导率由于氢复合和损失而急剧下降。所观察到的电导率行为是一致的，我们的第一原理密度泛函计算的Mg取代系统与x=0，1和2的预测。塞贝克系数基本上是成分和温度无关的，后者表明存在与小极化子传导相关的激活迁移率。测量的光学带隙保持恒定的2.6 eV附近，而透明度随着取代水平的增加，伴随着载流子含量的减少。
2004-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Strain-tunable magnetic order and electronic structure in 2D CrAsS$_4$
采用基于密度泛函理论的第一性原理计算研究了应变对单层CrAsS $_4$磁有序和能带结构的影响.结果表明，单层CrAsS $_4$是一种反铁磁（AFM）半导体，在y方向施加2.99%的单轴拉伸应变或x方向施加1.76%的单轴压缩应变时，可以发生从AFM态到铁磁（FM）态的相变.作为直接交换和间接超交换相互作用之间竞争的结果，进一步阐明了应变相关磁稳定性的潜在物理机制。此外，随着磁序的相变，带隙呈现出突变。我们的研究为设计应变调制自旋电子器件提供了一种直观的方法。
2019-07-04 cond-mat.mtrl-sci
Charge Transport Framework for Crystalline pi-Conjugated Materials
Technical University of Munich, Germany（德国慕尼黑工业大学）
该研究提出基于Wannier轨道的瞬态极化子局域化框架，用于晶态π共轭聚合物的定量电荷输运模拟，验证了其对萘二酰亚胺-联噻吩共聚物的适用性，揭示了链间相干性的关键作用，为相关材料输运机制研究提供了可迁移方法。
2026-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Versatile electronic states in epitaxial thin films of (Sn-Pb-In)Te: from topological crystalline insulator and polar semimetal to superconductor
用分子束外延（MBE）方法成功地生长了（Sn $_{x}$ Pb $_{1-x}$）$_{1-y}$ In $_{y}$ Te外延薄膜，其组成范围较宽（0 $\leq$ x $\leq$ 1，0 $\leq$ y $\leq$ 0.23）。我们通过电输运和光学二次谐波的测量研究了薄膜的电子相位。在该系统中，可以通过调节Pb/Sn比和In组分来控制带隙的反转、打破反转对称性的电极化的强度以及费米能级位置。大量的拓扑电子相有望出现，如拓扑晶体绝缘体，拓扑半金属和超导性。对于具有大Sn组分（x > 0.5）的样品，空穴密度随着In组分（y）的增加而增加，这导致超导电性的出现。另一方面，对于具有小Sn组分（x < 0.5）的那些，In组分的增加降低了空穴密度并且将载流子类型从p型改变为n型。在以（x，y）=（0.16，0.07）为中心的n型载流子被轻微掺杂的窄区域中，显示出具有超过5，000 cm $^{2}$ V $^{-1}$ s $^{-1}$的高迁移率的电荷传输，代表可能的半金属状态。在这些样品中，光学二次谐波产生测量显示沿面外[111]方向的反转对称性破缺，这确保了极性半金属态的存在。具有多种电子态的（Sn $_{x}$ Pb $_{1-x}$）$_{1-y}$ In $_{y}$ Te材料体系的薄膜将成为探索新量子现象的一个有前途的材料平台。
2021-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast electronic and lattice dynamics in laser-excited crystalline bismuth
飞秒光谱被用来研究铋中的瞬态电子和晶格过程。在晶体的光致反射率响应中检测到弛豫时间为1 ps、7 ps和~ 1 ns的分量。为了便于分配所观察到的弛豫到特定的激发电子态的衰减，我们使用泵浦脉冲的中心波长范围从400 nm到2.3 μ m。此外，我们还研究了相干A1 g声子参数随激发和探测条件的变化。数据分析揭示了布里渊区的电子-空穴和电子-声子耦合强度沿Γ-T方向具有显著的波矢依赖性。
2012-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Local structural disorder in crystalline materials
该研究梳理了软质非简谐晶体材料中局域结构无序的研究进展，介绍了多晶型与非简谐建模方法，阐明了无序对声子、电声及热输运的影响，提出结合第一性原理与机器学习推进能源材料预测建模。
2025-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Indirect-Direct Transition of Few-Layer SnSe via Interface Engineering
硒化锡（SnSe）是迄今为止报道的最好的热电材料之一。生长少层硒化锡的可能性有助于提高人们对这种长期已知的地球丰富材料的兴趣。据报道，原始的SnSe在散装，单层和几层的形式具有间接的电子带隙。SnSe中可能的间接-直接跃迁在其光电子相关应用中具有吸引力。基于第一性原理密度泛函理论（DFT）的计算结果，我们仔细分析了SnSe的体材料和不同层间结构的双层SnSe的电子能带结构。我们报告了双层SnSe的可能的堆叠依赖的间接-直接转变。通过进一步的分析，我们发现正是层间相互作用的方向性决定了它们的电子能带结构的临界特征。事实上，通过设计层之间的界面堆叠，可以实现具有直接电子带隙的少层SnSe。这项研究提供了基本的见解，设计少层的SnSe和SnSe异质结构的电子/光电应用，其中界面几何形状在器件性能中起着至关重要的作用。
2017-03-15 cond-mat.mtrl-sci
Light-Tunable Surface State and Hybridization Gap in Magnetic Topological Insulator MnBi$_8$Te$_{13}$
MnBi $_8$ Te $_{13}$是一种具有不同复杂表面终端的本征铁磁（FM）拓扑绝缘体。解决不同的终端表面的电子结构和操纵的电子状态是重要的。在这里，通过使用微米点的时间和角度分辨光电子能谱（$μ$ -TRARPES），我们解决了电子结构，并揭示了超快动力学光激发。光诱导填充的表面状态的杂化间隙观察到的Bi $_2$ Te $_3$五重层直接在MnBi $_2$ Te $_4$伴随着一个非平凡的表面状态的转变，表明光可调层间相互作用。在1-2 ps内观察到光激发电子和空穴的弛豫。我们的工作揭示了光激发作为一个潜在的控制旋钮定制层间相互作用和表面态的MnBi $_8$ Te $_{13}$。
2021-08-03 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structures of crystalline and amorphous GeSe and GeSbTe compounds using machine learning empirical pseudopotentials
针对传统经验赝势迁移性差的问题，提出机器学习经验赝势方法，在GeSe、GST相变材料上验证其可精准复现第一性原理电子结构结果，计算成本更低且对非晶相等多样原子环境仍保持精度。
2025-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Tunable hybridization of electronic states of graphene and a metal surface
我们提出了一种方法来监测和控制石墨烯和金属表面的电子态之间的杂化强度。通过角分辨光电发射检查在Ni（111）上合成的高质量石墨烯层中的$π$带的分布，我们观察到一个新的“扭结”特征，其分别指示石墨烯和镍的$π$和\textit{d}状态之间的强杂化。在钾原子沉积并逐渐嵌入石墨烯/Ni（111）界面中时，“扭结”特征变得不太明显，指向钾介导的石墨烯与衬底之间的相互作用的衰减。
2008-03-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Correlation between Charge Inhomogeneities and Structure in Graphene and Other Electronic Crystalline Membranes
只有一个原子厚，不倾向于晶格缺陷，石墨烯代表了最终的结晶膜。然而，它的结构揭示了在其他晶体膜中未发现的独特特征，特别是波长为100-300埃的波纹的存在。在这里，我将这种差异的根源追溯到膜中的自由电子。晶格的变形能在电荷波动和结构之间产生耦合，导致膜上的波纹，与电荷不均匀性相关。在石墨烯中，这种机制再现了电荷坑和波纹的实验结果。
2009-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Electronic and valleytronic properties of crystalline boron-arsenide tuned by strain and disorder
采用从头算密度泛函理论（DFT）和DFT+相干势近似（DFT+CPA）分别研究了面内应变和位对角无序对立方硼砷化物（BAs）电子结构的影响.它表明，拉伸应变和静态对角无序都降低了半导体的一个粒子带隙的BA，和V形的p带电子状态出现-使先进的valleytronics的基础上应变和无序的半导体体晶体。在双轴拉伸应变接近15%的价带线形相关的光电子学显示符合一个报告的GaAs在低能量。静态无序的作为网站上发挥的作用是促进p型导电性的无应变的BAs体晶体，与实验观察一致。这些发现阐明了半导体和半金属的电子自由度在晶体结构和晶格无序中的复杂和相互依赖的变化。
2022-12-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Tunable Solid State and Flexible Graphene Electronics
我们展示了可调固态和柔性石墨烯场效应器件（FED）制造使用聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA）和氟化锂（LiF）复合电介质。增加复合电介质中LiF的浓度将所需的操作栅极电压从10 V显著降低到1V，从而导致电阻降低。对于复合材料中具有10%LiF浓度的石墨烯FED，在VD = -5 V下获得350和310 cm 2/Vs的电子和空穴迁移率。使用复合电介质还可以在柔性基板上实现优异的性能，而不会显著改变迁移率和电阻。获得了在300和750弯曲时迁移率变化仅为5%和12%的柔性FED。
2014-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic and Electronic Properties of Single-Crystalline BaCoSO
掺杂的BaCoSO最近被预测为基于Co和Ni的新类别中的高温超导体。采用Co-S自助熔剂法合成了反铁磁绝缘体BaCoSO单晶。我们的磁性和比热测量和中子衍射提供了它的磁各向异性和秩序的细节。通过对它的光电发射光谱和红外光学电导率的测量，确定了它的带隙约为1.3eV。我们的研究结果可以为探索这种钴基材料的超导电性铺平道路。
2019-11-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Magnetic Boron Nitride Nanoribbons with Tunable Electronic Properties
我们提出的理论证据，总能量第一性原理计算的基础上，存在的自旋极化状态以及本地化和沿裸锯齿形氮化硼纳米带的边缘延伸。我们的计算预测，在这项工作中研究的所有磁配置是热可及的在室温下，并提出了一个能隙。特别是，我们表明，高自旋状态，在每个边缘原子的磁矩为1 $μ_B$，提出了丰富的电子行为谱，因为它可以通过施加外部电场来控制，以获得金属$\leftrightarrow$半导体$\leftrightarrow$半金属过渡。
2008-03-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
