Charge-carrier transport properties of ultrathin Pb films
本文用密度泛函理论（DFT）从头算方法，在1 ~ 8个单层的自支撑单晶板上，分析了Pb金属薄膜的载流子输运性质，并与Si（111）衬底上Pb薄膜的实验结果进行了比较。在量子化能带结构的基础上，利用二维Boltzmann输运理论，计算了2 ~ 8单层厚Pb（111）平板在磁场和无磁场作用下的电子输运性质.直流电导率的厚度依赖性的计算和实验的比较表明，占主导地位的散射机制的电子是漫弹性界面散射的假设相同的散射时间为所有的子带和方向，在本文中使用，是一个很好的近似。在这个模型中，我们可以解释的电导率和霍尔系数的厚度依赖性，以及第一铅层的异常行为。
2003-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Thickness dependence of the stability of the charge-ordered state in Pr$_{0.5}$Ca$_{0.5}$MnO$_{3}$ thin films
采用脉冲激光沉积技术在（100）取向SrTiO $_{3}$衬底上沉积了电荷有序（CO）化合物Pr $_{0.5}$ Ca $_{0.5}$ MnO $_{3}$的薄膜。当薄膜的厚度变化时，测量磁化和输运性质。虽然较薄的膜在高达9 T的施加磁场下不表现出任何温度诱导的绝缘体-金属转变，但是对于大于1100 \UNICODE{0xc5}的厚度，5 T磁场足以熔化CO状态。对于这个最新的电影，我们已经测量了温度场相图。与块体材料相比，这表明薄膜中的CO态的鲁棒性强烈地依赖于应变和厚度。我们提出了一个解释的基础上的变形的细胞的电影。
2000-07-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dimensional cross-over of the charge density wave order parameter in thin exfoliated 1T-VSe$_2$
从层状化合物的大块基质中分离出一到几个单胞薄层的能力为设计新的电子相开辟了迷人的前景。然而，一个全面的研究的厚度依赖性和潜在的外部效应是至关重要的利用这样的原子箔的电子特性。一个突出的例子是电荷密度波（CDW）在层状二硫族化物的转变温度，其厚度依赖性仍然不清楚的上限。在这里，我们提出了一个详细的研究的厚度和温度依赖性的CDW在VSe $_2$的扫描隧道显微镜（STM）。我们表明，映射的真实空间CDW周期性在很宽的厚度范围内独特的STM提供了重要的见解。我们介绍了一个强大的本地序参量和转变温度的基础上的实际空间电荷调制幅度的推导。这两个数量表现出显着的非单调的厚度依赖性，我们解释在FS拓扑结构中的3D到2D的维度交叉。这一发现强调了厚度作为电子基态的真正调谐参数，并调和了独立输运研究中确定的看似矛盾的厚度依赖性。
2017-03-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Influence of the vacuum interface on the charge distribution in V2O3 thin films
采用基于密度泛函理论和局域密度近似的缀加球面波方法研究了V2 O3薄膜的电子结构。我们建立的电荷重新分布的影响，诱导的真空界面，在这样的薄膜中被限制在一个非常狭窄的表面层的约。15埃厚。因此，可以排除电荷再分布作为在100-1000埃厚度的V2 O3薄膜中观察到的金属-绝缘体转变的异常厚度依赖性的来源。
2009-09-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Modiffied Schottky emission to explain thickness dependence and slow depolarization in BaTiO$_3$ nanowires
我们调查的起源，退极化率的吸附物稳定的铁电线。通过应用密度泛函理论计算和解析建模，我们证明了退极化是由于表面吸附物上储存的电荷泄漏所致，这些电荷在极化稳定中起着重要作用。退极化速度随厚度和温度变化，遵循几个复杂的趋势。提出了一个综合考虑量子隧穿、肖特基发射和温度依赖的电子迁移率的物理模型。该模型模拟了实验结果，验证了物理机制。我们还期望这种改进的隧穿-肖特基发射模型可以应用于预测不同厚度和温度的各种铁电材料的极化保留时间和漏电流。
2015-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Thickness dependence of space-charge-limited current in spatially disordered organic semiconductors
有机半导体中的电荷输运性质由两种微观无序决定，即与局域态分布有关的能量无序和与材料形态特征有关的空间无序。从一个半经典的图片，电荷输运性质是决定性的载流子迁移率和材料中的静电场分布。尽管无序对载流子迁移率的影响已被广泛研究，但无序的存在如何扭曲静电场分布及其对电荷输运的影响仍然没有答案。本文基于分数维静电理论，提出了一个空间无序有机半导体的空间电荷限制电流（SCLC）模型。我们发现SCLC的厚度依赖性与有机半导体中的空间无序有关。对于无陷阱传输，SCLC表现出修改的厚度缩放$J\propto L^{-3α}$，其中分数维参数$α$占有机半导体中的空间无序。陷阱限制和场依赖的迁移率也服从$α$依赖的厚度缩放。修正后的SCLC模型与空间无序有机半导体的实验结果吻合较好。通过将该模型应用于实验数据，可以比使用现有模型更好地准确地推导出标准电荷输运参数。
2018-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Thickness dependent charge density wave networks on thin 1T-TaS$_2$
我们研究了机械剥离薄1 T-TaS $_2$与扫描隧道显微镜在室温下。在不暴露于空气的情况下进行样品制备使得能够获得薄1 T-TaS $_2$的本征电荷密度波（CDW）相。在室温下，我们可以观察到预期的几乎相称的CDW（NCCDW）相类似于散装1 T-TaS $_2$薄片。进一步的分析表明，在8-28层的范围内，随着厚度的减小，NCCDW相中的CDW畴变小并且具有更大的各向异性形状。我们的研究结果表明，各向异性的CDW性质的薄1 T-TaS $_2$将是至关重要的，以了解其奇异的CDW相关的现象，并要求其之间的相关性的厚度驱动的CDW域各向异性和中间CDW态薄1 T-TaS $_2$的系统研究。
2022-12-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin torque and charge resistance of ferromagnetic semiconductor $2π$ and $π$ domain walls
电荷电阻和自旋扭矩产生的相干载流子传输通过铁磁360度畴壁，虽然他们遵循定性不同的趋势比180度畴壁。360度畴壁的电荷电阻在中间壁厚处达到最大值，不像180度畴壁，其电阻随壁厚单调减小。的自旋扭矩的峰值振幅和最佳的畴壁的厚度，以最大限度地提高扭矩为360度的壁是两倍以上的发现为180度的畴壁在相同的材料，产生较大的畴壁速度为360度的壁，并提出意想不到的非线性磁电子器件纳入畴壁运动。
2009-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning two-dimensional electron (hole) gases at LaInO$_{3}$/BaSnO$_{3}$ interfaces: Impact of polar distortions, termination, and thickness
二维电子气体（2DEG），由于透明导电氧化物之间的界面处的量子限制而产生，在电子应用方面受到了极大的关注。挑战在于找到一种材料系统，该材料系统在室温甚至高于室温下都表现出高电荷载流子密度和迁移率。在这里，我们探讨了潜在的界面形成的两个晶格匹配的宽间隙氧化物的新兴利益，$\textit{i.e.}$，极性，正交钙钛矿LaInO $_{3}$和非极性，立方钙钛矿BaSnO $_{3}$，采用密度泛函理论和多体理论。我们证明了这种材料组合具有达到目标的所有关键特征。对于周期性的异质结构，我们发现，在界面处的极性不连续性主要是补偿电子弛豫通过电荷转移从LaInO $_{3}$的BaSnO $_{3}$侧。这导致形成由高度分散的$s$衍生的导带和具有$p$特征的2D空穴气所承载的2DEG，其强烈地定位在LaInO $_{3}$内部。值得注意的是，通过八面体倾斜的结构畸变引起抵消极性不连续性的去极化场，从而增加了形成2DEG所需的$critical$（最小）LaInO $_{3}$厚度，$t_c$。这些极性扭曲随着LaInO $_{3}$厚度的增加而减小，增强了极性不连续性，并导致每个单元电池表面0.5个电子的2DEG密度。有趣的是，在非周期性异质结构中，这些畸变导致$t_c$的降低，从而增强和离域2DEG。我们合理化极性失真，终止，和厚度可以利用鉴于定制的2DEG特性，以及为什么这种材料是优…
2022-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale magnetic and charge anisotropies at manganite interfaces
强关联锰氧化物由于其复杂的Sr掺杂相图和对本征和非本征结构变形的敏感性，仍处于紧张的研究中。在这里，我们进行了x射线吸收光谱测量的锰氧化物双层探索的影响，一个本地Sr掺杂梯度上的电荷和反铁磁各向异性产生。为了逐渐调整Sr掺杂水平沿轴垂直于样品，我们已经生长了一系列的双层不同厚度的低掺杂锰氧化物（从0 nm到6 nm）沉积在La0.7Sr0.3MnO3金属层。这一策略使我们能够解决与高精度的厚度区域的电荷和自旋各向异性的变化和临界厚度tc的面外轨道不对称性没有任何进一步的修改。我们发现，反铁磁自旋轴点优先出样品平面，而不管覆盖层的厚度。然而，由于外部结构应变和电子掺杂的共同贡献，它部分地倾斜到远离该临界厚度的样品平面中。此外，我们发现，掺杂水平的覆盖层敏感地影响临界厚度，给出明确的证据的影响施加的电子掺杂的轨道和磁性配置。这些各向异性的变化引起微妙的修改上的域重新取向的La0.7Sr0.3MnO3，从磁滞回线证明。
2019-08-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Influence of space charge on domain patterns and susceptibility in a rhombohedral ferroelectric film
空间电荷区域的存在在带电区域内感应出内部电场，在铁电材料中，该内部电场将旋转极化以与电场对准。因此，感应场的强度将决定材料的畴模式和偏振转换特性。利用相场模型研究了菱面体相BiFeO $_3$薄膜中的电荷层效应。虽然在一个不带电的BiFeO $_3$膜的域图案仅由两个极化的变体，我们观察到复杂的图案与四个共存的变体，在足够高的感应场的带电层内形成。这些变体形成了头对头配置，其界面是波状的或平面的，这取决于内部场强，其由电荷密度以及带电层的厚度确定。对于具有足够厚度的耗尽层，存在一个电荷密度值范围，对于该范围，界面是波浪形的，而在高密度下，界面变为平面。我们发现，具有波浪形界面的膜与不带电膜相比，表现出增强的可磁化性，同时降低了介电常数。我们的工作结果表明，通过仔细选择掺杂剂密度和电极材料引入空间电荷区域可以设计出具有更小滞后的更高响应的畴图案。
2015-09-18 cond-mat.mtrl-sci
Dimensionality-controlled evolution of charge-transfer energy in digital nickelates superlattices
从根本上理解和控制稀土镍酸盐的电子结构演化是一个有趣而有意义的问题，也有助于理解最近发现的超导电性机制。本文通过输运谱和软X射线吸收谱系统地研究了高质量（NdNiO_3）_m/（SrTiO_3）_1超晶格中的维数效应对基态电子态的影响。金属-绝缘体转变温度随NdNiO 3片层厚度的减小而降低，然后随m的减小而逐渐升高。光谱证据表明，绝缘相的稳定可以归因于O 2 p和Ni 3d带之间的电荷转移能量的增加。随着NdNiO_3片厚的减小，Ni L_3边的多重态特征明显增强，表明尺寸限制下电荷不成比例态的增强。我们的工作提供了令人信服的证据，维数是一个有效的旋钮，以调节电荷转移能量，从而集体基态在镍酸盐。
2022-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Electrostatic Charge Model for Dual-Layer Oxide Thin-Film Transistors
Oregon State University（俄勒冈州立大学）
提出一个简单的静电荷双方程模型，通过电荷分配和能带偏移分析，预测双层TFT性能，并给出最优顶层厚度9-12 nm。
2026-06-15 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Influence of Dimensionality on the Charge Density Wave Phase of 2H-TaSe$_{2}$
金属过渡金属二硫属化物如二硒化钽（TaSe $_{2}$）在低温下表现出激发行为，包括电荷密度波（CDW）态的出现。在这项工作中，密度泛函理论（DFT）是用来研究如何结构，电子和拉曼光谱性质的CDW配置的变化作为厚度的函数。这些发现突出了维度变化（从2D到3D）和范德华（vdW）相互作用对系统特性的影响。在165 cm $^{-1}$至215 cm $^{-1}$的光谱范围内，体TaSe $_{2}$中的vdW效应最强。在实验拉曼光谱中看到的声子进行比较从DFT模型作为温度和层数的函数计算的结果。数据和计算的匹配证实了模型对CDW结构形成作为厚度的函数的描述，这在1 L到6L系统的深度中示出。这些结果突出了理解层间相互作用的重要性，这是普遍存在于许多量子现象，涉及二维限制。
2021-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Depletion layer-induced size effects in ferroelectric thin films: A Ginzburg-Landau model study
采用Ginzburg-Landau模型研究了耗尽层对薄膜铁电性能的影响。结果表明，自由电荷层在膜电极界面上可以导致一个内部的电场在大部分的膜，即使没有施加外部电压。在施主掺杂剂密度的高值和小厚度下，该内部电场可以足够强以导致域图案的形成。这会导致剩余极化的下降;这直接证明了自由电荷在铁电薄膜中的重要作用。
2013-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Oscillatory Non-collinear Magnetism Induced by Interfacial Charge Transfer in Metallic Oxide Superlattices
相关复合氧化物之间的界面是实现新形式的磁性的有前途的途径，这些磁性是由于电荷转移、邻近效应和局部对称性破坏而产生的。本文报道了在铁磁金属氧化物La_（2/3）Sr_（1/3）MnO_3（LSMO）和相关金属LaNiO_3（LNO）超晶格中发现的非共线磁结构。LSMO层之间的交换相互作用由中间LNO介导，使得相邻LSMO层的磁化之间的角度随着LNO层的厚度以振荡方式变化。非共线结构的磁场、温度和间隔物厚度依赖性与用于模拟常规金属多层膜中的磁结构的双线性和双二次相互作用不一致。一个模型，耦合的LSMO层的螺旋自旋状态内的LNO符合所观察到的行为。我们建议，自旋螺旋的结果从LNO和界面电荷转移，创建本地化的Ni 2+状态的空间变化的自旋磁化率之间的相互作用。这为在金属氧化物异质结构中设计非共线自旋织构提供了一种新的方法，该方法可以在基于自旋和电荷输运的器件中利用。
2014-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Raman and fluorescence contributions to resonant inelastic soft x-ray scattering on LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ heterostructures
利用高分辨共振非弹性软X射线散射（RIXS）技术对LaAlOPDMATHABMN/SrTiOPDMATHABMN异质结构界面上的Ti3PDMATHABMM载流子进行了详细的研究，重点研究了覆盖层厚度和氧空位对界面载流子的影响.我们的测量结果表明，存在的界面Ti 3 $d$电子已经低于临界厚度的导电性和增加的总界面电荷的LaAlO $_3$覆盖层厚度的6个单元电池之前，它的水平。通过比较化学计量比和氧缺陷样品，我们观察到强的氧空位掺杂的Ti3 $d$电荷载流子. RIXS数据结合光电子能谱学和传输测量表明，同时存在本地化和巡回载流子。然而，与之前的解释相反，研究表明，无法从依赖于激发能的RIXS测量中的拉曼峰和荧光峰的相对强度推导出基态中局域和流动Ti $3d$电子的相对量。相反，我们将拉曼或荧光信号的观察归因于RIXS激发过程中达到的中间态的空间延伸。
2017-05-29 cond-mat.mtrl-sci
All-optical Detection of Spin Hall Angle in W/CoFeB/SiO2 Heterostructures by Varying Tungsten Layer Thickness
先进自旋电子学器件的发展取决于纯自旋电流的有效产生和利用。在具有大的自旋-轨道耦合的材料中，自旋霍尔效应可以将电荷电流转换成纯自旋电流，并且对于实现小型化和能量高效的自旋电子器件，期望通过自旋霍尔角（SHA）量化的大的转换效率。本文报道了在W厚度可变的Sub/W（t）/Co20 Fe 60 B20（3 nm）/SiO2（2 nm）异质结构中β-钨（\b{eta} -W）薄膜中的一个巨大的SHA。我们采用了一种全光时间分辨磁光克尔效应显微镜的明确确定SHA使用的吉尔伯特阻尼的调制相邻的铁磁层从W层的自旋轨道扭矩的原则。观察到SHA随W层厚度（t）的非单调变化，在t = 3 nm处具有约0.4的最大值，随后在t = 6 nm处突然减小到非常低的值。SHA随W厚度的这种变化与W的自旋扩散长度以上的W的厚度相关的结构相变和电阻率变化很好地相关，而在此长度以下的W/CoFeB的界面电子效应影响SHA的估计。
2017-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Interplay of metallicity, ferroelectricity and layer charges in SmNiO$_3$/BaTiO$_3$ superlattices
本文利用密度泛函理论证明SmNiO$_3$金属电极的形式层电荷能显著影响BaTiO$_3$的铁电极化，发现铁电临界厚度为零，并构建静电模型揭示金属屏蔽长度对极化稳定性的关键作用，为控制铁电性质提供了新途径。
2024-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Photoexcitation of PbS Nanosheets Leads to Highly Mobile Charge Carriers and Stable Excitons
溶液可加工的二维半导体材料具有可调的厚度和可调的带隙，是一种非常有前途的光电子材料。本文利用光泵浦太赫兹探测光谱研究了不同厚度的二维硫化铅纳米片中自由载流子和激子的性质。通过分析频率依赖的THz响应，发现激子的量子产率很高，自由载流子的散射时间随着纳米片厚度的增加而增加，这归因于较厚纳米片中表面缺陷和配体的影响减小.所讨论的数据提供了厚度为4至16 nm的PbS纳米片的DC迁移率值，其范围为550 - 1000 cm 2/Vs。结果支持胶体2D PbS纳米片用于光电应用的适用性。
2019-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Full control of Co valence in isopolar LaCoO3 / LaTiO3 perovskite heterostructures via interfacial engineering
我们报告的电荷转移到一个单一的电子每个界面的晶胞跨越非极性异质界面的莫特绝缘体LaTiO 3的电荷转移绝缘体LaCoO 3。在使用脉冲激光沉积生长的高质量双层和三层系统中，软X射线吸收，二向色性和STEM-EELS用于探测钴3d电子计数，并提供特定元素的磁性研究。实验证明了一个确定性可调的电荷转移过程中的LaCoO 3内的三个单元电池的异质界面，能够产生完全转换为3D 7二价钴，这显示出顺磁性基态。LaTiO 3/LaCoO 3界面的数量，LaTiO 3和LaCoO 3之间的附加“断裂”层的厚度，以及三层中的LaCoO 3膜厚度本身为电荷转移过程提供了三个敏感的控制旋钮，说明了O2 p带对齐作为复杂氧化物异质界面中的属性设计的指导原则的功效。
2019-09-11 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
Geometric tuning of charge and spin correlations in manganite superlattices
本文报道了在保持结构总厚度不变的情况下，通过改变层厚n对人工锰氧化物超晶格（SL）[（NdMnO 3）n/（SrMnO 3）n /（LaMnO 3）n]m的面内磁输运的调制.这些异质结构中的电荷传输被限制在界面上，并通过可变范围跳跃（VRH）发生。当n增加时，界面分离增加，导致相邻界面的载流子之间的静电屏蔽的抑制和费米能级（EF）处的库仑能隙的打开。高场磁电阻（MR）是普遍负的，由于渐进的自旋排列。然而，在n=5个单元电池（u.c.）的临界厚度下，铁磁有序界面之间的交换场耦合导致在低磁场（H）下的正MR。我们的研究结果表明，能够几何调整的电输运之间的政权占主导地位的电荷或自旋相关性。
2015-01-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Identifying the origin of the non-monotonic thickness dependence of spin-orbit torques and interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction in a ferrimagnetic insulator heterostructure
通过自旋轨道力矩（SOTs）对磁性进行电操纵有望实现高效的自旋电子器件。在磁性绝缘体和重金属组成的系统中，SOT直到最近才开始研究，特别是在具有界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（iiiT）的系统中。在这里，我们定量地研究了一系列的钆镓石榴石（GGG）/铥铁石榴石（TmIG）/铂（Pt）异质结的SOT效率和iT与不同的TmIG和Pt的厚度。我们发现，作为磁性层厚度的函数的非单调SOT效率是不一致的1/厚度依赖性预期从一个简单的界面SOT机制。此外，考虑到TmIG的绝缘性质，我们的结果不能解释的SOT机制建立的金属磁体的横向电荷自旋电流可以注入和退相的磁性层。相反，我们可以解释这种非单调行为的模型的基础上的界面自旋混合电导的厚度相关的交换分裂能量的影响，通过确定的相位差的反射自旋上和自旋下的电子在TmIG / Pt界面。通过研究Pt厚度对GGG / TmIG / Pt系统的影响，发现GGG / TmIG / Pt系统的有效载流子浓度与Pt厚度无关，表明GGG / TmIG界面是该系统的载流子浓度源。我们的工作表明，SOT和SOT可以来自两个不同的接口，这使得独立优化的SOT和SOT的先进手性自旋电子学与低阻尼磁绝缘体。
2020-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Charge Density Waves in Exfoliated Thin Films of Van der Waals Materials
许多电荷密度波材料在200 K附近出现了向宏观量子态的跃迁。我们使用石墨烯类机械剥离二硒化钛晶体，制备了一组具有不同厚度的薄膜。通过对二硒化钛薄膜拉曼光谱的修正，确定了其向电荷密度波态的转变温度。据建立，转变温度可以从其体值增加到~240 K的厚度的范德瓦耳斯薄膜减少到纳米范围。所获得的结果是重要的，建议的应用程序中的集体状态的信息处理，这需要室温下操作的材料。
2012-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Competing superconductivity and charge-density wave in Kagome metal CsV3Sb5: evidence from their evolutions with sample thickness
本研究通过测量CsV3Sb5薄片的电阻，发现CDW转变温度随厚度非单调变化（94K→82K→120K），而超导转变温度呈相反趋势（3.64K→4.28K→0.76K），为超导与CDW竞争提供了直接证据。
2021-05-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The effect of substrate induced strain on the charge-ordering transition in Nd_{0.5}Sr_{0.5}MnO_{3} thin films
我们报道了用脉冲激光沉积技术在100 °取向的LaAlO_{3}衬底上生长的Nd_{0.5} Sr_{0.5} MnO_{3}薄膜的合成和表征。X射线衍射（XRD）的研究表明，薄膜是101取向的，与应变和准弛豫分量，后者随膜厚增加。我们观察到，输运性质强烈依赖于膜的厚度。变温XRD下降到100 K表明，这是由基板上的薄膜引起的应变。
1999-03-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
General model for charge carriers transport in electrolyte-gated transistors
受电解质门控晶体管（EGTs）非理想行为的实验观察的启发，我们提出了一个载流子输运模型，该模型能够描述电解质门控场效应晶体管（EGOFFET）和有机电化学晶体管（OECTs）的典型工作模式以及一些非理想模式。我们的分析包括二维或三维渗流输运（PT）的影响，也浅指数陷阱分布的输运的影响。在这些考虑下，可以形成沿着沟道的非恒定累积层厚度。这种依赖性包括在我们的模型中的有效迁移率参数依赖于积累厚度。累积厚度可以描绘2D或3D PT或甚至它们之间的过渡。这种过渡可以在输出曲线中的线性和饱和状态之间产生非理想的轮廓，在该区域中出现突起/块。其他分析的现象是输出曲线中低漏极电压范围的非线性行为，即使考虑欧姆接触也是如此。根据该模型，该曲线行为归因于半导体中的陷阱分布轮廓和靠近注入接触的非常薄的积累层厚度。还可以分析线性场效应迁移率高于或低于饱和迁移率的条件。最后，EGOFET和OECT的实验数据成功地拟合与该模型显示了它的通用性。
2022-11-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Dielectric Thickness Dependence of Carrier Mobility in Graphene with HfO2 Top Dielectric
我们调查的载流子迁移率在单层和双层石墨烯与顶部HfO 2电介质，作为HfO 2膜厚度和温度的函数。结果表明，载流子迁移率在顶部电介质的前2-4 nm的沉积期间降低，并且对于较厚的层保持恒定。载流子迁移率对温度的依赖性相对较弱，表明声子散射在控制载流子迁移率方面不起主导作用。这些数据强烈表明，位于石墨烯附近的固定带电杂质是迁移率下降的原因。
2010-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge states and magnetic ordering in LaMnO3/SrTiO3 superlattices
研究了脉冲激光沉积法生长的[（LaMnO 3）n/（SrTiO 3）8]20（n = 1，2，8）超晶格的磁性和光学性质。我们发现在所有的超晶格中都存在一个弱的铁磁半导体态。光学电导率的分析表明，在超晶格中的LaMnO 3层轻微掺杂。掺杂的量几乎相同，无论LaMnO 3层厚度高达8个单元电池，这表明该效果并不限于界面。另一方面，磁有序变得不太稳定的LaMnO 3层的厚度减小，可能是由于尺寸效应。
2011-03-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tailoring the Phase Transition and Electron-Phonon Coupling in 1T'-MoTe2 by Charge Doping: A Raman Study
过渡金属二硫属化合物（TMDs）是一类广泛研究的二维层状材料，以各种多晶型存在。MoTe 2的1 T '相是最重要的，因为据报道，与大多数已知的量子自旋霍尔（QSH）材料相比，它显示出具有~ 60 meV的相当大的带隙的量子自旋霍尔（QSH）行为。值得注意的是，虽然最初预测单层1 T '-MoTe 2显示QSH行为，但最近的理论研究声称，少层对应物也显示高阶拓扑行为。此外，1 T '-MoTe 2还通过破坏晶体的反转对称性而经历滞后相变到Td相（其为II型Weyl半金属）。虽然这两种拓扑相之间的相变是极其重要的，但其研究主要限于大块单晶薄片，从而没有充分探索维度的影响。我们研究了~ 1 T '-MoTe_2的相变与薄片厚度的关系。虽然我们的拉曼研究显示了薄（厚度<10 nm）薄片中相变的抑制[类似于报告Phys. Rev. B 97，041410（2018）]，但我们已经通过实验证明了通过电荷掺杂在室温下稳定所需相（1 T '或Td）的可能性。此外，我们已经观察到明确的签名的电子-声子耦合在MoTe 2，它演变为薄片厚度和电荷掺杂的函数。
2021-07-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interfacial Spin-to-Charge Conversion in Sputtered MoTe2 Heterostructures Probed by Spin Pumping and Spin-Torque Ferromagnetic Resonance
Universidade Federal de Pernambuco（伯南布哥联邦大学）；Universidade Federal de Viçosa（维索萨联邦大学）
该研究采用SP-FMR和ST-FMR技术，证实Py/MoTe₂界面的Rashba-Edelstein效应主导自旋-电荷转换，为低功耗自旋电子器件提供了新方案。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Transport band gap opening at metal-organic interfaces
研究了酞菁铜（CuPc）与两种代表性金属基底之间的界面形成，用紫外光电子能谱学和逆光电子能谱学相结合的方法研究了Au和Co。占据和未占据的分子轨道以及因此的CuPc的传输带隙高度受膜厚度的影响，即，分子-基质距离由于由金属衬底给出的图像电荷电势，CuPc的传输带隙从1 nm厚度的$(1.4 \pm 0.3)$ eV“打开”到$(2.2 \pm 0.3)$ eV，并且在10 nm CuPc厚度以上的该值处饱和。Au和Co衬底的界面偶极子的值分别为1.2 eV和1.0 eV，主要取决于金属衬底的功函数。利用同步辐射的X射线光电子能谱学测量提供了关于酞菁铜和两个金属衬底之间的相互作用的详细信息。虽然从Au或Co衬底到Cu金属中心的电荷转移仅存在于亚单层覆盖率，但作者观察到从分子到Co衬底的净电荷转移在nm范围内。因此，费米能级如在分子的p型掺杂的情况下那样移动。然而，这是由于图像电荷电势引起的能带偏移的竞争现象。
2017-02-21 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Large Spin-to-Charge Conversion in Ultrathin Gold-Silicon Multilayers
在过去的十年中，由于金结合了大的体自旋扩散长度和强的界面自旋轨道耦合的性质，对金中的自旋霍尔效应的研究引起了越来越多的兴趣。然而，文献中报道的金的自旋霍尔角的值之间的差异带来了问题的自旋霍尔效应在Au的微观起源。在这里，我们调查的自旋电荷转换效率的厚度依赖性在单一的Au膜和cross-Au/Si多层膜的非局域传输和自旋扭矩铁磁共振测量。我们发现，自旋电荷转换效率大大提高，在cross-Au/Si多层膜，达到非常大的值0.99 +/- 0.34时，个别Au层的厚度按比例缩小到2 nm。这些发现揭示了强的界面自旋轨道耦合效应的共存，成为占主导地位的金，和体自旋霍尔效应与一个相对较低的体自旋霍尔角为0.012 +/- 0.005。我们的实验结果表明，Rashba-Edelstein效应的自旋-电荷转换中的关键作用，在CuAu。
2021-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant enhancement in spin-to-charge conversion in Bi2Se3/NiFe heterostructure via interface engineering
Indian Institute of Technology Hyderabad（印度理工学院海得拉巴分校）；Indian Institute of Science Education and Research Bhopal（印度科学教育与研究学院博帕尔分校）
研究通过在Bi2Se3和NiFe之间插入Ti间隔层，抑制界面互扩散，使自旋霍尔角提高一个数量级，从而增强自旋-电荷转换效率。
2026-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Disorder-induced melting of the charge order in thin films of Pr0.5Ca0.5MnO3
通过X射线衍射、磁化强度和输运测量研究了SrTiO_3（STO）上Pr_（0.5）Ca_（0.5）MnO_3（PCMO）薄膜中电荷序的磁场诱导熔化。在小的厚度（25 nm）的膜下的拉伸应变和低温熔融场的顺序为20 T或更高，可比的散装值。随着薄膜厚度的增加，应变松弛，这导致了一个强烈的下降的熔化场。对于150 nm的膜，与面内和面外的晶格参数更接近于体值，熔化场已减少到4 T在50 K，具有强烈的增加的滞后行为，也增加铁磁材料的分数。通过在YBa 2Cu 3 O（7-delta）模板上生长或通过后退火进行应变松弛会产生类似的结果，并且熔化场会更强地减少。显然，应变膜表现为块状。弛豫导致CO状态的抑制增加，这可能是由于弛豫过程产生的原子尺度的无序。
2002-01-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The Commensurate-Incommensurate Charge-Density-Wave Transition and Phonon Zone Folding in 1T-TaSe2 Thin Films
散装1 T-TaSe 2具有异常高的电荷密度波（CDW）的转变温度为600 K和473 K以下的材料存在于无公度（I-CDW）和相称（C-CDW）的电荷密度波阶段，分别。晶格的C-CDW重构与从原始布里渊区的中间区域回到伽马点的声子模式的区带折叠所产生的新的拉曼峰相吻合。C-CDW转变温度作为膜厚度的函数，从这些新的拉曼峰的演变确定，他们被发现从473 K下降到413 K的膜厚度从150 nm到35 nm的减少。拉曼数据与从头计算的正常和C-CDW阶段的比较给出了一致的图片的声子模式的区域折叠后晶格重构。在I-CDW相，平移对称性的损失与拉曼峰的强烈抑制和加宽相一致。所观察到的C-CDW转变温度的变化与体和单层1 T-TaSe 2的总能量计算是一致的。
2015-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thickness dependence of electronic structure and optical properties of a correlated van der Waals antiferromagnet NiPS$_3$ thin film
我们研究了反铁磁电荷转移绝缘体NiPS $_3$薄膜的电、磁和光学性质的厚度依赖性。利用先进的密度泛函方法，我们发现反铁磁Zig-Zag阶数、带隙和介电张量的主峰都与相应的实验值符合得很好.在变薄后，Zig-Zag反铁磁序几乎退化为竞争的Néel序，这与拉曼光谱观察到的由于强磁场波动而导致的长程序的抑制一致。此外，由于以上$T_N$的椭圆偏振光谱测量观察到的电子带隙的鲁棒性，我们建议，带隙的持久性是由强电子相关性驱动。电子色散，有效质量，克尔角与厚度的其他系统的变化也进行了讨论。最后，施加的外部电场被发现抑制的带隙高达13%，直到沉淀的绝缘体-金属过渡在一个临界场值为$0.7$ eV/mV。
2020-07-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The transition-metal-dichalcogenide family as a superconductor tuned by charge density wave strength
本研究通过测量TaS₂堆叠器件的隧道谱，发现过渡金属二硫族化合物家族的上临界场与超导能隙平方成正比，提出该家族超导特性的可调性由电荷密度波相调控，且上临界场普遍高于预期值两个数量级。
2024-05-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Effect of seed layer thickness on Ta crystalline phase and spin Hall angle
重金属-铁磁体双层膜结构在电荷-自旋相互转换方面的研究引起了人们极大的兴趣。在这项工作中，我们研究了坡莫合金种子层对Ta多晶相及其自旋霍尔角的影响。有趣的是，对于相同的沉积速率，沉积在Py种子层上的Ta的结晶相强烈地依赖于种子层的厚度。我们已经观察到从$α$ -Ta到（$α$ + $β$）-Ta的相变，同时增加Py种子层厚度。观察到的相变归因于在Py和Ta层之间的界面处的应变。基于铁磁共振的自旋泵浦研究表明，与to $α$ -Ta相比，to（$α$ + $β$）-Ta中的自旋混合电导相对较高。从反自旋霍尔效应（ISHE）测量中提取到$α$ -Ta和到（$α$ + $β$）-Ta的自旋霍尔角。对（$α$ + $β$）-Ta的自旋霍尔角估计为$θ$ _SH=-0.15，其相对高于对$α$ -Ta的自旋霍尔角。我们的系统的结果连接相的Ta与种子层及其对自旋电荷转换的效率的影响可能会解决各种文献中的歧义，并开辟新的功能的基础上的新兴自旋电子器件的生长过程。
2021-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Dielectric Screening by 2D Substrates
二维（2D）材料越来越多地用作纳米级器件中的有源组件。二维材料的许多有趣的性质源于二维中的简化和高度非局域的电子屏蔽。虽然2D材料中的电子屏蔽已经被广泛研究，但问题仍然是2D基底如何屏蔽邻近它们的电荷扰动或电子激发。厚度依赖的介电屏蔽性能最近已经使用静电力显微镜（EFM）实验进行了研究。然而，有人认为，一些厚度依赖性趋势是由于外部效应。类似地，开尔文探针测量（KPM）表明，当BN板被放置在SiO $_2$上时，电荷波动减少，但尚不清楚这种效应是否是由于来自BN的固有屏蔽。在这项工作中，我们使用第一性原理计算来研究二维材料衬底的完全非局域介电屏蔽特性。对于六方氮化硼（BN）、石墨烯和MoS $_2$，我们的模拟结果与EFM实验结果定性一致，表明实验观察到的厚度相关屏蔽效应是二维材料所固有的。我们进一步明确调查的作用，BN在降低电荷的潜在波动所产生的电荷杂质的基础上的SiO $_2$基板上，观察到的KPM实验。2D材料基底也可以显著改变吸附物的HOMO-LUMO间隙，特别是对于小分子，如苯。我们提出了一个可靠的和非常快速的方法来预测的HOMO-LUMO间隙的小分子物理吸附在2D和3D基板上，仅使用基板的带隙和气相间隙的分子。
2020-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge transport and mobility engineering in two-dimensional transition metal chalcogenide semiconductors
二维（2D）范德华半导体代表已知的最薄的、空气稳定的半导体材料。它们独特的光学、电子和机械性能具有巨大的潜力，可将其作为电子和光电子学新应用的关键组件。然而，2D半导体中的电荷传输行为更容易受到外部环境（例如，来自空气的气态吸附物和衬底中的捕获电荷）的影响，并且由于表面和体相重合的事实，它们的电子性能通常低于相应的体材料。在这篇文章中，我们回顾了最近的进展，电荷输运性质和载流子迁移率工程的2D过渡金属硫族化合物，特别关注的载流子迁移率对厚度的显着高度依赖。我们揭示了这种独特的厚度依赖性的起源，并详细阐述了设计的策略来掌握它以优化载流子迁移率。具体而言，物理和化学方法对优化的主要因素，如电极/半导体接触，界面库仑杂质和原子缺陷的影响的非本征传输进行了讨论。特别地，使用\textit{ad-hoc}分子使得可以设计与电介质的界面并修复这种材料中的空位。通过对理论和实验工作进行新的阐述，我们为提高2D半导体的电子性能提供了指导，最终目标是实现技术上可行的原子薄（光）电子器件。
2016-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Investigating the theoretical performance of Cs$_2$TiBr$_6$-based perovskite solar cell with La-doped BaSnO$_3$ and CuSbS$_2$ as the charge transport layers
通过SCAPS 1-D模拟了无铅、完全无机且无毒的基于Cs2 TiBr 6的双钙钛矿太阳能电池（PSC）。首次将La掺杂的BaSnO 3（LBSO）作为光电导半导体的电子输运层（ETL），而CuSbS 2作为空穴传输层（HTL）。wxAMPS被用来验证SCAPS模拟的结果。此外，第一性原理密度泛函理论（DFT）计算进行验证的Cs2 TiBr 6吸收剂的1.6 eV的带隙。为了提高器件性能，我们使用SCAPS分析和优化PSC的各种参数。吸收体的最佳厚度、缺陷密度和带隙分别为1000 nm、1013 cm-3和1.4 eV。HTL的最佳厚度、空穴迁移率和电子亲和势分别为400 nm、102 cm ~ 2 V ~（-1）s ~（-1）和4.1 eV。然而，ETL厚度对器件效率的影响可以忽略不计。吸收层、HTL和ETL的掺杂密度的优化值分别为1015、1020和1021 cm-3。在此，通过使内置电压（Vbi）相对于开路电压（VOC）匹配来分析不同HTL的效果。发现Vbi与VOC成正比，并且CuSbS 2在PSC的效率方面是冠军。PSC的最佳金属接触功函数和温度分别为5.9 eV和300 K。经过最终优化，该器件实现了令人振奋的29.13%的PCE。
2021-11-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Characteristic Lengths of Interlayer Charge-Transfer in Correlated Oxide Heterostructures
利用层间相互作用控制功能异质结构的原子尺度设计已成为当今最有效的界面工程策略之一。在这里，我们展示了晶体LaFeO3缓冲层对非晶和晶体LaAlO3/SrTiO3异质结构的影响。LaFeO3缓冲层作为一个积极有利的电子受体在两个LaAlO3/SrTiO3系统，导致调制的界面载流子密度，因此金属到绝缘体的转变。对于非晶和晶态LaAlO3/SrTiO3异质结构，当LaFeO3层厚度分别穿过3和6个晶胞时，发现金属到绝缘体的转变。这种不同的临界LaFeO3厚度解释的氧化还原反应介导的和极性灾难为主的电荷转移，控制界面原子接触和超导费米屏蔽效应，分别在不同的特征长度。我们的研究结果不仅揭示了复杂的层间电荷转移氧化物异质结构，但也提供了一个新的路线，以精确定制的电荷转移过程中的功能界面。
2020-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thickness and power dependence of the spin-pumping effect in Y3Fe5O12/Pt heterostructures measured by the inverse spin Hall effect
本文定量研究了用逆自旋霍尔效应（ISHE）探测的钇铁石榴石（Y3 Fe 5 O 12，YIG）厚度对自旋抽运效应的影响。由于亚铁磁绝缘体YIG膜中的磁化旋进驱动的自旋泵浦效应，自旋极化的电子流被注入到Pt层中。这种自旋电流通过ISHE转换成电荷电流。观察到ISHE电压随着膜厚度的增加而增加，并与理论预期的行为进行比较。YIG/Pt样品的有效阻尼系数随YIG膜厚度的减小而增大。所研究的样品表现出g=（7.43 \pm 0.36）\times 10^{18} m^{-2}的自旋混合电导和theta_{ISHE} = 0.009 \pm 0.0008的自旋霍尔角。此外，在高励磁功率的非线性效应的产生的电压和吉尔伯特阻尼参数的影响。结果表明，对于小的YIG膜厚度的展宽的线宽，由于在高激发功率的非线性效应被抑制，因为缺乏非线性多磁振子散射通道。我们发现，厚YIG样品表现出明显的非线性效应的自旋泵浦效率的变化是远远小于非线性增强的阻尼。
2013-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
