Modulating the growth conditions: Si as an acceptor in (110) GaAs for high mobility p-type heterostructures
我们实施Si掺杂的（110）GaAs的金属层作为高迁移率p型异质结构中的调制掺杂，改变为单独的掺杂层的p生长条件。强自动补偿掺杂的特点是首先在散装样品，确定的金属-绝缘体的过渡密度和确认经典的跳跃导电绝缘制度。为了克服Si p型（110）生长所固有的不良形态，仅用在p型条件下生长的调制掺杂层来制造异质结构。这种异质结构在密度p=2.4x10^11 cm^-2时，空穴迁移率为1.75x10^2 cm ^2/Vs。我们确定的零场自旋分裂特性的p型异质结，但观察到一个显着的各向同性迁移率和持久的光电导不寻常的p-异质结生长使用其他掺杂技术。这种新的调制生长技术是特别相关的p型劈裂边缘过度生长和III-V族生长室，其中硅是唯一的掺杂剂。
2004-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The nickel vacancy acceptor in NiO: doping beyond thermodynamic equilibrium
本文研究了宽禁带p型半导体氧化镍（NiO）中本征点缺陷VNi（镍空位）的温度诱导外扩散和浓度衰减。VNi可以很容易地引入到NiO薄膜中，通过在薄膜生长过程中提供高的氧分压，呈现非化学计量的半导体结构。然而，在生长之后暴露于较低的氧气供应，例如在标准气氛中，通常导致膜电导率的逐渐降低，因为空位浓度平衡。在这项研究中，我们观察到这个过程中原位进行温度依赖性测量的电导率在室温下生长的NiO膜。在420K的温度下排除氧，掺杂水平下降了8倍，而相关的室温直流电导率下降了6个数量级。同时，可以通过电极极化特性的发生间接观察到可移动VNi物种的外扩散。
2020-01-14 cond-mat.mtrl-sci
Effect of co-doping of donor and acceptor impurities in the ferromagnetic semiconductor Zn1-xCrxTe studied by soft x-ray magnetic circular dichroism
我们对稀释铁磁半导体Zn $_{1-\textit{x}}$ Cr $_\textit{x}$ Te分别掺杂碘（I）或氮（N）（对应于电子或空穴掺杂）进行了X射线吸收光谱（XAS）和X射线磁性圆二色性（XMCD）研究。从XAS光谱中Cr $2p$吸收峰的形状可以得出结论，未掺杂、I掺杂和轻度N掺杂样品中的Cr离子是二价的（Cr $^{2+}$），而Cr $^{2+}$和三价的（Cr $^{3+}$）在重度N掺杂样品中共存。这一结果表明，掺杂的氮原子作为受体，但掺杂的空穴位于铬离子。在Cr $2p$吸收边处的XMCD信号的磁场依赖性中，在未掺杂、I掺杂和轻N掺杂的样品中观察到铁磁性行为，而在重N掺杂的样品中铁磁性被显著抑制，这与磁化强度测量的结果一致。
2011-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Surface transfer doping of hydrogen-terminated diamond probed by shallow nitrogen-vacancy centers
该研究利用不同注量氮离子注入在氢终端金刚石表面下制备浅层NV中心，通过光致发光、ODMR和表面导电性测量，揭示能带弯曲不仅由功函数差决定，还受表面受主有限密度制约，为氢终端金刚石电子器件设计提供关键依据。
2024-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced polarization switching characteristics of HfO2 ultrathin films via acceptor-donor co-doping
针对HfO2基铁电材料极化翻转速度慢的问题，提出受主-施主共掺杂策略，在La3+-Ta5+共掺杂HfO2超薄膜中实现了显著增强的铁电性和目前最快的翻转速度，3nm厚薄膜仍保持稳定电学特性，为调控HfO2铁电性能提供新途径。
2024-03-08 cond-mat.mtrl-sci
Doping of epitaxial graphene on SiC intercalated with hydrogen and its magneto-oscillations
我们研究了由氢嵌入产生的准自由单层石墨烯与表面受体态之间的电荷转移。我们考虑了两种受主态密度模型来解释石墨烯中观察到的高空穴密度，并发现了对栅极电压的密度响应。通过研究载流子密度的磁振荡，我们提供了一种实验方法来确定相关的模型。
2011-07-24 cond-mat.mtrl-sci
Surface doping of rubrene single crystals by molecular electron donors and acceptors
本文研究分子给体与受体对红荧烯单晶的表面掺杂效应，发现费米能级随电子转移方向移动而价带色散基本不变，证明该掺杂可在保持高迁移率的同时有效调控近表面电荷密度。
2024-01-11 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Computational Fermi level engineering and doping-type conversion of Ga2O3 via three-step synthesis process
Ga 2 O3正在积极探索用于高功率和高温电子学，深紫外光电子学和其他应用。Ga 2 O3的高效n型掺杂已经实现，但p型掺杂由于补偿、深受体能级和自由空穴的极化子传输机制而面临根本性障碍。然而，除了实现p型导电性之外，还存在大量的机会来设计费米能级的位置，以改进基于Ga 2 O3的器件的设计。我们使用第一性原理缺陷理论和缺陷平衡计算来模拟3步生长-退火-淬火合成协议的氢辅助镁掺杂β-Ga 2 O 3，考虑到气体之间的相平衡H2，O2和H2 O，这决定了H的化学势。我们预测Ga 2 O3掺杂型转换后的净p-型制度的生长在还原条件下，在H2的存在下，然后通过富氧退火，这是一个类似的过程中的Mg受体激活的H去除GAN。对于平衡退火，对于给定的Mg掺杂水平，存在最大化Ga 2 O3净受主密度的最佳温度，其在没有再平衡的非平衡退火情况下进一步增加。在淬火到工作温度后，Ga 2 O 3费米能级下降到中能隙以下，下降到价带最大值以上约+1.5 eV，产生大量未补偿的中性MgGa 0受主。这种掺杂型转换（NA > ND）Ga_2 O_3材料的费米能级降低到+1.5 eV，并抑制了自由电子密度，对Ga_2 O_3功率电子器件的设计具有重要意义和影响。
2021-03-30 cond-mat.mtrl-sci
Role of defects and impurities in doping of GaN
我们已经计算出的形成能量和位置的所有原生缺陷和各种施主和受主杂质采用第一原理总能量计算的缺陷能级。数值结果的分析给出了直接洞察缺陷浓度和杂质溶解度相对于生长参数（温度，化学势）和限制GAN中的掺杂水平的机制。我们将展示如何补偿和钝化原生缺陷或杂质，溶解度问题，并纳入其他网站上的掺杂剂的影响受体掺杂水平。
1996-09-25 cond-mat.mtrl-sci mtrl-th
Acceptor and compensating donor doping of single crystalline SnO (001) films grown by molecular beam epitaxy and its perspectives for optoelectronics and gas-sensing
本研究通过分子束外延技术生长掺杂SnO薄膜，发现Ga作为受主提高空穴浓度，La作为补偿施主导致半绝缘，为光电子和气敏应用提供了空穴浓度控制途径。
2022-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Efficient Control of the Rashba Effective Magnetic Field Using Acceptor Doped Quantum Wells
为了诱导强的Rashba有效磁场并增强其对外部电场的灵敏度，我们提出了在量子阱中进行受主掺杂。受主掺杂在阱的中心，施主掺杂在势垒层中以补偿受主并诱导传导电子。在强掺杂阱中，由于受主和施主之间的强内部电场以及在阱中感应的所得高三角形势垒，这些传导电子上的电场容易被弱外部电场改变。因此，与电子上的电场成比例的Rashba有效磁场对外部电场非常敏感。数值计算表明，Rashba场的灵敏度比未掺杂井的灵敏度大两个数量级。
2014-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unintentional high density p-type modulation doping of a GaAs/AlAs core-multi-shell nanowire
在GaAs/AlAs核/壳纳米线（NW）中实现显著掺杂具有相当大的技术重要性，但由于掺杂剂原子的两性行为而仍然是一个挑战。在这里，我们表明，在AlAs壳层中放置一个窄的GaAs量子阱有效地吸收了残余的碳受体，导致\emph{unintentional} p型掺杂。磁光研究这样的GaAs/AlAs核多壳NW揭示量子受限发射。NW电子结构的理论计算证实了由于壳层中1~nm GaAs层中的电离碳受主的存在，载流子在核/壳界面处被量子限制。在高磁场下的显微光致发光显示了一个清晰的信号，即避免了$n=0$朗道能级发射线与$n=2$朗道能级TO声子复制品的交叉。这种耦合是由共振空穴-声子相互作用引起的，这表明结构中存在较大的二维空穴密度。
2014-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inducing Lifshitz transition by extrinsic doping of surface bands in topological crystalline insulator Pb$_{1-x}$Sn$_{x}$Se
研究了窄隙半导体Pb $_{1-x}$ Sn $_{x}$ Se在其岩盐结构相中的拓扑保护表面态，x=0.45、0.23、0.15和0。角分辨光电子能谱学的本质上p掺杂的样品显示出两个狄拉克锥，偏心的时间反转不变点X的表面布里渊区的所有，但x=0的样品的明确指示。碱金属的吸附逐渐使表面带充满电子，驱动x>0拓扑晶体绝缘体系统通过Lifshitz转变，并从空穴到电子的费米表面。x>0样品中的电子掺杂带显示出狄拉克锥的完整构型，也证实了表面带的电子-空穴对称性。
2014-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Remarkable enhancement in crystalline perfection, Second Harmonic Generation Efficiency, Optical Transparency and laser damage threshold in KDP crystals by L-threonine doping
研究了L-苏氨酸（LT）掺杂对慢蒸发溶液法（SEST）生长的磷酸二氢钾（KDP）晶体的结晶完整性、二次谐波（SHG）效率、光学透过率和激光损伤阈值（LDT）的影响。研究了掺杂对晶体生长速率和形貌的影响。粉末X-射线衍射数据证实了KDP的晶体结构，并显示了由于不同的LT浓度与形态相关的衍射峰强度的系统变化。没有观察到额外的相形成，这通过傅里叶变换（FT）拉曼研究进一步证实。高分辨率的X射线衍射曲线表明，在低浓度下，晶体的完整性得到了很大程度的改善，在1摩尔%的掺杂最大的完善。在较高浓度（5至10摩尔%）下，由于在晶体基质的间隙位点处过量掺入掺杂剂，其略微降低。随着掺杂浓度的增加，LDT显著增加，而SHG效率在1 mol%时最大，与晶体相关。与纯KDP相比，掺杂晶体的光学透明度已增加，在1摩尔%掺杂时具有最大值。
2014-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Screening in gated bilayer graphene
紧束缚模型的石墨烯双层被用来找到的导带和价带之间的差距，作为一个函数的栅极电压和作为掺杂的施主或受主。总Hartree能量最小化，并得到了方程的间隙。这个能隙与化学势之比的方程只由屏蔽常数决定。因此，在不存在施主或受主的情况下，间隙与栅极电压或载流子浓度严格成比例。在相反的情况下，当存在施主或受主时，间隙在栅极偏压的电子和空穴侧上表现出不对称行为。
2009-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic transition temperature enhancement in (Ga,Mn)As semiconductor by carbon co-doping
我们提出了一个理论研究（Ga，Mn）（As，C）稀磁半导体与高C受体密度，结合的见解从唯象模型和微观方法。紧束缚相干势近似用于描述Mn $_{\rm Ga}$和C $_{\rm As}$杂质存在下的电子结构。我们发现，即使在百分之几的掺杂水平上，C对靠近价带顶部的电子态的分布和相干性以及Mn时刻之间的耦合的影响也很小，这些结果证明了将价带中的巡回空穴介导的铁磁Mn-Mn耦合模型应用于C掺杂样品也是合理的。铁磁转变温度的增加，由于C受体的存在下，说明通过计算，使用k.p科恩-Luttinger描述的GaAs价带，并假设系统中Mn的本地时刻和巡回孔密度可以独立地变化。
2003-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Improving the performance of Ge$_2$Sb$_2$Te$_5$ materials via nickel doping: Towards RF-compatible phase-change devices
Ge 2Sb 2 Te 5（GST）的高速电开关仍然是一个具有挑战性的任务，由于低导电性的非晶态和高导电性的晶态之间的大的阻抗失配。在这封信中，我们证明了一个有效的掺杂方案，使用镍，以减少近三个数量级的非晶态和晶态之间的电阻率对比度。最重要的是，我们的研究结果表明，掺杂产生所需的电气性能，而不会对薄膜的光学性能产生不利影响。镍掺杂水平约为2%，晶格结构与undoped-GST相比几乎保持不变。在非晶和结晶状态下的折射率，得到使用椭圆偏振法，从XRD的结果相呼应。使用时域热反射（TDTR）测量材料的热传输特性，显示掺杂后没有变化。这种掺杂系统的优点将为设计近红外光谱中的电可重构高速光学元件开辟新的机会。
2018-09-05 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Enhancement of SHG efficiency by urea doping in ZTS single crystals and its correlation with crystalline perfection revealed by Kurtz powder and high-resolution X-ray diffraction methods
研究了尿素掺杂对三硫脲硫酸锌（ZTS）单晶二次谐波产生效率的提高以及晶体完整性与二次谐波产生效率的关系。ZTS是一种很有潜力的半有机非线性光学材料。采用缓慢蒸发溶液法（SEST）成功地生长了纯ZTS和掺尿素ZTS单晶。通过傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）对掺杂剂的存在进行了确认和分析。采用高分辨X射线衍射仪（HRXRD）研究了不同浓度尿素掺杂对晶体完整性的影响。HRXRD研究表明，该晶体可以容纳尿素在ZTS达到一定的临界浓度，而没有任何恶化的结晶完整性。高于该浓度，形成非常低角度的结构晶界，并且似乎高于临界浓度的过量尿素沿着晶界偏析。在非常高的掺杂浓度下，发现晶体含有镶嵌块。用库尔兹粉末技术研究了倍频效率。晶体的相对倍频效率随尿素浓度的增加而显著提高。讨论了晶体完整性与倍频效率之间的相关性。
2014-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Identification of Li$_{\text{Ni}}$ and V$_{\text{Ni}}$ acceptor levels in doped nickel oxide
氧化镍，特别是其掺杂的半导体形式的氧化镍，是几种光电子器件的重要组分。掺杂NiO通常通过掺入锂（其容易取代地占据Ni位点，产生Li $_{\text{Ni}}$受体）或通过在NiO膜沉积期间提供活性氧物质（其导致形成Ni空位（V $_{\mathrm{Ni}}$））来实现。然而，这些受体在NiO带隙中的能量位置直到今天还没有通过实验确定。在这项工作中，我们通过研究在氟掺杂的氧化锡顶部整流NiO的n $^{++}$ p异质结来缩小这一知识差距。这些结构显示出足够的整流，以执行缺陷光谱技术，特别是电容电压和热导纳光谱的电特性。利用这些方法，测得Li $_{\text{Ni}}$和V $_{\text{Ni}}$受体的（0/-）电荷跃迁能级分别为价带边以上190 meV和409 meV.
2020-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Doping Effects on Charge Transport in Graphene Nanoribbons
我们提出了第一性原理计算的量子输运在化学掺杂的石墨烯纳米带的宽度高达4 nm。硼和氮杂质的存在下示出产生共振背散射，其功能是强烈依赖于的对称性和宽度的带，以及掺杂剂的位置。当杂质保持扶手椅带的镜像对称性时，在π-π * 平台上获得对后向散射的完全抑制。此外，观察到一个不寻常的受体-施主过渡在锯齿形带。这些非常规的掺杂效应可以用来设计新型的开关器件。
2009-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Alkali doping of Zn$_{\rm x}$Mg$_{\rm 1-x}$O alloys for $p$-type conductivity
针对超宽带隙氧化物空穴局域化限制$p$型导电的难题，本文发现碱金属掺杂的岩盐矿结构Zn$_{\ m x}$Mg$_{\ m 1-x}$O合金具有浅能级受主且不受施主补偿影响，带隙超4 eV，是实现$p$型掺杂的极具前景体系。
2025-07-16 cond-mat.mtrl-sci
Laser-Doping of Crystalline Silicon Substrates using Doped Silicon Nanoparticles
晶体硅衬底掺杂的溶液处理的硅的激光退火。对于该实验，将高度B掺杂的Si纳米颗粒（NP）的分散体沉积到本征Si上，并使用807.5nm连续激光器进行激光处理。在激光处理期间，颗粒以及表面附近的基底层被熔化，以随后在与基底相同的取向上结晶。通过二次离子质谱研究掺杂分布，发现在整个5μm的分析深度内，B的浓度恒定为2 × 10^18 cm^-3。四点探针测量表明，掺杂样品的有效电导率增加了近两个数量级。绝对掺杂深度估计在8μm到100μm之间。此外，通过使用Si NP对n型c-Si衬底进行激光掺杂来产生pn二极管。
2013-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Gate-tunable bandgap in bilayer graphene
双层石墨烯的紧束缚模型用于找到导带和价带之间的间隙，作为栅极电压和施主或受主掺杂的函数。总Hartree能量最小化，并得到了方程的间隙。这个能隙与化学势之比的方程只由屏蔽常数决定。因此，在不存在施主或受主的情况下，间隙与栅极电压或载流子浓度严格成比例。在相反的情况下，当存在施主或受主时，间隙在栅极偏压的电子和空穴侧上表现出不对称行为。与Kuzmenko等人的实验数据的比较表明，良好的协议。
2009-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bi, Cr and Ag dopants in PbTe and SnTe: impact of the host band symmetry on doping properties by ab initio calculations
本文采用密度泛函理论和大超胞方法研究PbTe与SnTe中Bi、Cr、Ag及阳离子空位的掺杂行为，并用群论解释主体能带对称性导致的电子结构差异。
2025-06-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
The Crossover from Impurity to Valence Band in Diluted Magnetic Semiconductors: The Role of the Coulomb Attraction by Acceptor
在考虑载流子与磁性杂质之间的库仑吸引力的情况下，系统地研究了稀磁半导体（DMS）模型中杂质带（IB）与价带（VB）区之间的交叉与磁性杂质浓度的关系.采用动力学平均场论（DMFT）和蒙特卡罗（MC）方法计算了自旋-费米子模型应用于DMS的态密度和铁磁转变温度。它示出的是，除了一个方阱样的吸引力的潜力可以产生一个IB在足够小的Mn掺杂$x$的值的$p-d$交换$J$是不够强，以产生一个由自己。我们观察到当$x >= x_c$时IB与VB合并，其中$x_c$是$J$和库仑吸引强度$V$的函数。使用MC计算，我们证明了库仑吸引力的范围起着重要的作用。虽然已经在先前的数值模拟中使用的现场吸引力对于$x$的所有值有效地重新归一化$J$，但是非物理结果，最近邻范围吸引力仅在非常低的掺杂下重新归一化$J$，即，直到束缚空穴波函数开始重叠。因此，我们的研究结果表明，库仑吸引力可以被忽略，以研究Mn掺杂的GaSb，GaAs和GaP在相关的掺杂制度，但它应该包括在Mn掺杂的GAN的情况下，预计将在IB制度。
2007-05-02 cond-mat.mtrl-sci
XPS evidence for molecular charge-transfer doping of graphene
通过采用X射线光电子能谱学（XPS），我们已经能够建立在覆盖有电子受体（TCNE）和供体（TTF）分子的少层石墨烯中发生电荷转移掺杂。我们已经进行了定量的估计，在这些配合物中的电荷转移的程度，并阐明了他们的拉曼G带的不寻常的位移的起源，并解释了在n-和p-掺杂的电导率的依赖性的差异。该研究揭示了电荷转移掺杂和电化学掺杂明显不同的原因。
2012-02-20 cond-mat.mtrl-sci
The origin of gate hysteresis in p-type Si-doped AlGaAs/GaAs heterostructures
调制掺杂p型AlGaAs/GaAs异质结构中的栅极不稳定性/滞后阻碍了纳米级空穴器件的发展，这对于从量子计算到新的自旋物理的主题是感兴趣的。我们提出了一个扩展的研究进行定制生长，匹配调制掺杂的n型和p型异质结构，有/没有绝缘栅，旨在了解滞后的起源。我们表明，滞后是不是由于固有的“泄漏”的p型异质结上的门，通常认为。相反，滞后产生的GaAs表面态陷阱和掺杂层中的电荷迁移的组合。我们的研究结果提供了深刻的见解，在AlGaAs/GaAs异质结构，包括广泛争论的受体复合物，如Si-X的Si受体的物理。我们提出了减轻栅极滞后的方法，包括用深陷阱中心毒化调制掺杂层（例如，通过与过渡金属物质共掺杂），并用简并杂质半导体栅极取代肖特基栅极，以屏蔽导电沟道与GaAs表面态。
2012-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A model for atomic precision p-type doping with diborane on Si(100)-2$\times$1
乙硼烷（B $_2$ H $_6$）是一种很有前途的分子前体，用于硅的原子精密p型掺杂，最近已被实验证实[T. {}kere{regon}，\textit{et al.,} Nature Electronics（2020）]。我们使用密度泛函理论（DFT）计算，以确定乙硼烷解离成一个物种，将纳入作为电活性取代硼吸附到Si（100）-2 $\times$ 1表面上后的反应途径。我们的计算表明，乙硼烷必须克服能量障碍吸附，解释实验观察到的低粘附系数（$< 10^{-4}$在室温下），并建议加热可以用来增加吸附速率。在粘附时，乙硼烷具有$\sim 50\%$分裂成两个BH $_3$片段的机会，而不是仅仅失去氢以形成二聚体，例如B $_2$ H $_4$。由于硼二聚体很可能是电惰性的，因此后一种反应是否发生被证明是掺入率的预测。解离过程以显著的能量势垒进行，需要使用高温进行掺入。使用从DFT计算的障碍，我们parameterized一个动力学蒙特卡罗模型，预测作为初始去钝化几何形状，剂量和退火温度的函数的硼的掺入统计。我们的研究结果表明，二硼烷的二聚体性质固有地限制了其掺杂密度作为受体前体，此外，加热硼二聚体分裂之前暴露于硅可以导致对氢和卤素抗蚀剂的选择性差。这表明，虽然乙硼烷作为原子精确受体前体起作用，但其他非二聚受体前体可在较低温度下导致较高的掺入率。
2020-09-30 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Enhancement of Two photon absorption with Ni doping in the dilute magnetic Semiconductor ZnO Crystalline Nanorods
在这封信中，我们研究了高品质的镍掺杂氧化锌纳米棒的三阶光学非线性结晶纤锌矿晶格，通过湿化学方法制备。在我们的实验中，我们发现，双光子吸收系数β增加多达14倍，即7.6 err 0.4至112 err 6 cm/GW，当Ni掺杂从0增加到10%。在带隙缩放和Ni掺杂方面的β的大幅增强进行了讨论。此外，我们还发现，通过紫外-可见光谱和光致发光光谱测量的光学带隙，连续红移随着Ni掺杂浓度的增加。我们设想，强非线性光学性质与它们的稀磁效应一起，它们形成在磁光和集成光学芯片的潜在应用的重要类别的材料。
2017-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Long-Range Order Promotes Charge-Transfer Excitations in Donor/Acceptor Co-Crystals
掺杂有机半导体的电子和光学性质主要由施主和受主分子之间的局部相互作用决定。然而，当这些系统处于晶体形式时，长程序与短程序耦合竞争。在第一性原理研究三个实验解决散装结构的quaterthiophene掺杂（氟化）tetracyanoquinodimethane，我们证明了在施主/受主共晶体的长程相互作用的关键作用。所研究材料的能带结构表现出直接带隙的大小随着受主中F原子量的增加而减小。价带最大值和导带最小值出现在布里渊区边界，相应的波函数分别在施主和受主分子上分离。紧束缚模型的帮助下，我们合理化的机制，负责这些行为，这是无处不在的供体/受体共晶体，是由长程相互作用。所分析的共晶的光学响应是高度各向异性的。的吸收开始占主导地位的强烈共振对应于电荷转移激发。长程相互作用再次导致了这种行为，这提高了共晶用于光诱导电荷分离和传输的效率。除了这些结果，我们的研究澄清，集群模型，占本地的相互作用，不能捕获的相关影响的长程序在供体/受体共晶体。
2022-01-13 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical evidence for efficient p-type doping of GaN using beryllium
从头计算预测，在GAN中的Be是一个浅受主。其热电离能为0.06 eV的纤锌矿GAN中，该水平是在锌相的价共振。Be的掺入受到Be_3N_2形成的严重限制。然而，我们表明，与反应性物种的共掺入可以提高溶解度。H-辅助掺入应导致MOCVD生长后在约850 K退火后的高掺杂水平。Be-O共掺入在MBE生长温度下产生高Be和O浓度。
1997-02-24 cond-mat.mtrl-sci
N$_2$, NO and O$_2$ molecules in LiGaO$_2$ in both Ga and Li sites and their relation to the vacancies
用第一性原理计算研究了N $_2$、NO和O $_2$分子掺杂超宽带隙半导体LiGaO $_2$（$E_g=5.6$ eV）的Ga或Li空位.这些分子掺杂剂被认为是$p$型掺杂的潜在受体。它们的最佳位置和方向相对于晶格的研究，以及它们的过渡水平和能量的形成。不幸的是，它们被发现具有深受主能级过渡态。讨论了跃迁能级与单电子能级、自旋态和缺陷波函数的关系。发现它们与相应的空缺密切相关。
2022-01-14 cond-mat.mtrl-sci
Band structure of boron doped carbon nanotubes
我们提出了{ \it ab initio}和自洽紧束缚计算的能带结构的单壁半导体碳纳米管与高度（高达25%）的硼取代。除了费米能降低到价带中之外，p掺杂剂的规则的周期性分布导致在未掺杂管的带隙中形成色散的"受体“状带。这是由于硼原子上的受主能级与离域碳$π$ -轨道的叠加。不规则（随机）硼掺杂导致高浓度的受体和未占据的碳态的费米边缘以上的混合物。
2003-11-07 cond-mat.mtrl-sci
The Origin of Doping in Quasi-Free Standing Graphene on Silicon Carbide
我们解释了强大的p型掺杂观察准独立的石墨烯六方碳化硅衬底的自发极化。这种机制是基于SiC的体属性，不可避免的任何六边形多型体的材料和独立的界面形成的任何细节。我们表明，极化的符号和幅度与石墨烯层中观察到的掺杂水平完全一致。有了这种机制，基于假设的受体型缺陷的模型，因为他们讨论到目前为止是过时的。外延石墨烯的n型掺杂通常通过与缓冲层及其与衬底的界面相关联的施主样状态来解释，其过度补偿极化掺杂。
2011-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Chemical doping-induced gap opening and spin polarization in graphene
通过第一性原理计算，我们报道了一种化学掺杂诱导的石墨烯带隙。采用基于密度泛函理论的从头算方法，计算了CrO $_3$与石墨烯层相互作用的结构和电子性质. CrO $_3$充当电子受体，通过化学吸附改变石墨烯表面的原始电子和磁性。在电子性质中引起的变化强烈依赖于CrO $_3$吸附位点，并且对于某些位点，有可能在电子能带结构中打开间隙。自旋极化效应也预测了一些吸附配置。
2007-11-07 cond-mat.mtrl-sci
Cd acceptors in $Ga_2O_3$, an atomistic view
为新型宽带隙半导体$β$ - $Ga_2O_3$找到合适的p型掺杂剂以及可靠的掺杂和表征方法将对下一代电力电子技术的发展产生重大影响和贡献。在这项工作中，我们结合容易获得的离子注入，扩散和核嬗变的方法，适当地将镉掺杂剂的$β$ - $Ga_2O_3$晶格，随后在原子尺度上的微扰角相关（PAC）技术和密度泛函理论（DFT）模拟的特点。证明了Cd在$β$ - $Ga_2O_3$中的受主特征，Cd在负电荷状态下位于八面体Ga位置，没有显示极化子变形的证据，也没有附近的额外点缺陷。此外，热激活自由电子被观察到的温度高于~648 K的激活能为0.54（1）eV。在较低的温度下，局部电子输运主要是由缺陷能级和Cd探针之间的隧穿过程。
2019-08-28 cond-mat.mtrl-sci
Point defects and dopants of boron arsenide from first-principles calculations: donor compensation and doping asymmetry
我们应用混合密度泛函理论计算，以确定形成能量和热力学电荷跃迁水平的原生点缺陷，常见的杂质，和浅掺杂的BA。我们发现硼相关的缺陷如V_B、B_As、B_i-V_B复合物和反位对是主要的本征缺陷。由于V_B和B_As的受主型特性，期望天然BA呈现p型导电。在我们探索的常见杂质中，我们发现C替代缺陷和H杂质具有相对较低的形成能，并且可能贡献自由空穴。令人惊讶地发现间隙氢在中性电荷状态下也是稳定的。Be_B、Si_As和Ge_As是优良的浅受主，它们具有低的电离能（< 0.03 eV），其它点缺陷的补偿作用可以忽略不计。另一方面，诸如Se_As、Te_As、Si_B和Ge_B的施主具有相对大的电离能（~0.15 eV），并且可能被诸如B_As和V_B以及C_As、H_i和H_B的原生缺陷钝化。空穴和电子掺杂的不对称性源于导带由于其硼轨道特性而具有的重有效质量，以及补偿施主的硼相关本征缺陷。
2018-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and atomic structure of complex defects in highly n-type doped ZnO films
采用第一性原理电子结构计算方法研究了Ga和Al掺杂ZnO薄膜中的点缺陷。候选人的缺陷，以解释最近观察到的差异，这两个系统的电气和光谱行为。Ga-ZnO中的替代掺杂解释了电学性质的金属行为。间隙氧与取代Ga的复合物可以作为受体并引起部分补偿，以及在光电发射实验中观察到的导带最小值以下的带隙状态。Zn空位也可以充当补偿受主。另一方面，Al-ZnO的半导体化行为以及与纯ZnO相比光学带隙的微小变化，可以用受主Zn空位和替代Al施主之间几乎完全的补偿来解释。间隙Al也可以是施主能级，并且可以是在费米能级以下的光电发射实验中观察到的小带的起源。替位Al与间隙氧的组合可同时作为上述光电发射带的补偿受主和产生子。理论计算采用密度泛函理论在广义梯度近似下进行。在选定的情况下，DFT计算与半局部精确交换混合泛函已被执行。在相应的掺杂水平的Ga-ZnO和Al-ZnO的光电子能谱的结果进行了比较。
2013-11-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Domain wall pinning and hard magnetic phase in Co-doped bulk single crystalline Fe3GeTe2
我们报道了钴掺杂对二维范德华铁磁体Fe 3GeTe 2磁性的影响。合成了（Fe{1-x}Cox）3GeTe 2（x=0-0.78）单晶，并对其进行了X射线衍射、X射线能谱和磁化强度测量。随着Co的掺杂，Fe 3GeTe 2的居里-外斯温度和铁磁（FM）有序矩都逐渐受到抑制。在x=0-0.58的样品中，观察到零场冷却低场M（T）曲线中的一个扭结，这是以前解释的反铁磁转变。我们详细的磁化强度测量和理论计算强烈地表明，这种扭结是源于磁畴壁的钉扎。当Co掺杂浓度为50%左右时，磁畴钉扎效应突然增强，矫顽场Hc和剩磁/饱和磁化强度比MR/MS都有很大提高，大块单晶样品中出现了硬磁相。强掺杂依赖的磁性表明Fe 3GeTe 2的更多自旋电子应用。
2019-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Understanding the Role of Non-Fullerene Acceptors Crystallinity on the Charge Transport Properties and Performance of Organic Solar Cells
活性层结晶度长期以来一直与有利的有机太阳能电池（OSC）特性（例如高迁移率和填充因子）相关联。特别是，这适用于受体材料，如富勒烯衍生物和最新的非富勒烯受体（NFA），它们现在的功率转换效率超过19%。尽管这些优点通常归因于它们在单晶中的三维晶体堆积基序，但将受体晶体堆积从单晶连接到太阳能电池的桥尚未清楚地显示。在这项工作中，我们调查的分子组织的7个NFA（o-IDTBR，IDIC，ITIC，m-ITIC，4 TIC，4 TICO，m-4 TICO），以下的演变，他们的包装图案在单晶，粉末和薄膜与纯NFA和供体：NFA共混物。在一般情况下，我们观察到一个很好的相关性之间的NFA单晶包装和它们的分子排列在体异质结。然而，NFA填充基序不直接影响器件参数，但它对材料倾向产生影响，从而在共混物中形成高度结晶域。虽然需要NFA结晶性以获得高迁移率，但域纯度对于限制双分子复合和获得高效率有机太阳能电池更重要。
2022-12-31 cond-mat.mtrl-sci
Molecular Doping of Graphene
石墨烯是一种单原子厚的零能隙半导体[1，2]，由于其显著的物理性质，从类似于相对论动力学的电子光谱[3-12]到环境条件下的弹道输运[1-4]，石墨烯吸引了越来越多的兴趣。后者使石墨烯成为未来电子产品的一种有前途的材料，最近证明了化学掺杂而不显著改变迁移率的可能性，进一步改善了石墨烯的前景[13]。然而，要找到最佳的掺杂剂，更一般地说，要朝着石墨烯基电子产品的方向发展，需要了解化学掺杂背后的物理机制，而这是迄今为止所缺乏的。在这里，我们提出了第一个联合实验和理论研究吸附在石墨烯上。我们阐明了掺杂强度和吸附物是否具有磁矩之间的一般关系：顺磁性的单个NO2分子被发现是一个强的受体，而其抗磁性的二聚体N2 O 4只导致弱掺杂。这种效应与石墨烯特有的态密度有关，这为半导体中掺杂效应的模型研究提供了理想的条件。此外，我们解释了最近关于其“化学传感器”特性的结果，特别是检测单个NO2分子的可能性[13]。
2007-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron doping in single crystalline BaBiO$_3$: BaBiO$_{3-x}$F$_{x}$
Indian Institute of Technology Palakkad（印度理工学院帕拉卡德分校）；Raja Ramanna Centre for Advanced Technology（拉贾·拉曼纳先进技术中心）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）
研究通过氟化物掺杂BaBiO₃，探索其电子掺杂对结构和电子性质的影响，发现10%掺杂样品为单相，20%为多相，验证了电子掺杂的可行性。
2025-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Macroscopic yarns of FeCl$_{3}$-intercalated collapsed carbon nano-tubes with high doping and stability
高度结晶的纳米碳的宏观阵列提供了改变其低维成分的电子结构的可能性，例如通过掺杂，并研究所产生的集体体行为。在石墨层间插入电子给体或受体是一种很有吸引力的方法，可以在不破坏$2$共轭体系的情况下可逆地增加载流子浓度。这项工作证明了FeCl $_{3}$嵌入到由塌陷（扁平）碳纳米管组成的纤维中。塌陷的碳纳米管束，类似于石墨纳米带的微晶，主机细长的层状FeCl $_{3}$晶体的数百个$nm$长，比以前的报告石墨材料长得多，可直接观察到的透射电子显微镜和X射线衍射。嵌入的CNT纤维在暴露于环境条件下数月后保持稳定，部分原因是在晶体边缘自发形成FeClO的钝化单层，从而防止嵌入剂的解吸和进一步水解。拉曼光谱显示大量的电子从CNT转移到FeCl $_{3}$，一种众所周知的受体，如通过G带上移至$25 cm^{-1}$所观察到的。在解析了塌陷的CNT的内层和外层的拉曼特征之后，可以解耦电荷转移对拉曼上移的应变和动态效应贡献，从而在插层系统中给出了$- 0.72 eV$的费米能级下移和$5.3X10^{13}$ $cm^{-2}$（$0.014$电子/碳原子）的大的平均自由载流子浓度。四探针电阻率测量表明，在插入后，导电性增加了六倍
2021-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Predicting Organic Solar Cell Performance and Stability from Fast, Morphology-aware Current-Voltage Modeling
Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学）；University at Buffalo, NY, USA（纽约州立大学布法罗分校）
本文提出了一种快速、形态感知的电流-电压建模方法，用于预测有机太阳能电池的性能和稳定性，通过模拟复杂异质结形态的电流-电压曲线，揭示了材料系统对性能和寿命优化的物理妥协。
2026-05-19 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
p-type doping in CVD grown MoS2 using Nb
我们报告的第一个演示的p型掺杂在大面积的（0001）取向的化学气相沉积（CVD）二硫化钼的几层膜。铌被发现作为一个有效的受体，以相对较高的密度在二硫化钼膜。对于4 × 1020 cm-3的空穴密度，确定霍尔迁移率为8.5 cm-2 V-1 s-1，这与理论预期值很好地匹配。XRD和Raman表征表明薄膜具有良好的面外结晶质量。吸收测量结果表明，掺杂样品具有类似的特性，高品质的未掺杂样品，在1.8 eV有一个明确的吸收边。这种在大面积外延MoS 2中的p掺杂的证明可以帮助实现基于层状金属二硫属化物的各种各样的电气和光电器件。
2013-10-24 cond-mat.mtrl-sci
Correlated electron-hole mechanism for molecular doping in organic semiconductors
结合考虑环境屏蔽效应的多体\emph{ab initio}方法和一个仔细参数化的模型哈密顿量，研究了低掺杂极限下典型F4 TCNQ掺杂并五苯的电子和光学性质.我们表明，虽然受体水平位于非常深的间隙，电子-空穴相互作用的列入强烈稳定掺杂剂半导体电荷转移状态，并与自旋统计和结构弛豫效应，合理化的可能性室温掺杂剂电离。我们的研究结果调和了现有的实验数据，阐明了文献中讨论的部分与完全电荷转移的情况，并质疑无机半导体普遍存在的浅或深杂质水平的标准分类的相关性。
2017-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Polarization Resolved Optical Excitation of Charge-Transfer Excitons in PEN:PFP Co-Crystalline Films: Limits of Non-Periodic Modelling
有机给体/受体界面上的电荷转移激子（CTX）被认为是光伏器件中电荷分离的重要中间体。晶体模型系统提供了对这些状态的本质的微观见解，因为它们使微观结构-性质研究成为可能。在这里，我们使用角分辨UV/Vis吸收光谱来表征CTX的结晶并五苯：全氟并五苯（PEN：PFP）膜允许确定这种状态的偏振。这种分析是由第一性原理多体计算的补充，在三维PEN：PFP共晶体上进行，这证实了最低能量的激发是CTX。对双分子团簇进行的类似模拟无法再现这种状态。我们将此失败归因于缺乏长程相互作用和波函数的周期性在这些集群计算，这似乎仍然是一个有效的工具，为本地分子间耦合统治的有机材料的建模性能。
2021-10-01 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Enhancement of Curie temperature in Ga(1-x)Mn(x)As/Ga(1-y)Al(y)As ferromagnetic heterostructures by Be modulation doping
在Ga（1-x）Mn（x）As/Ga（1-y）Al（y）As异质结和量子阱中研究了Be调制掺杂对Ga（1-x）Mn（x）As铁磁性质的影响。在Ga（1-y）Al（y）As势垒中引入Be受主，使Ga（1-x）Mn（x）As的居里温度TC从未掺杂的70 K提高到调制掺杂的100 K以上。这种增加是定性的载体介导的铁磁性的多频带平均场论模拟一致。一个重要的特征是T_C的增加只发生在那些在磁性层沉积之后引入调制掺杂的结构中，而不是在先生长Be掺杂层时。这种行为是预期从Mn间隙形成的费米能的值在生长过程中的强烈的敏感性。
2003-05-02 cond-mat.mtrl-sci
Transport Properties of Cubic Crystalline Ge$_{2}$Sb$_{2}$Te$_{5}$: A Potential Low-temperature Thermoelectric Material
Ge $_{2}$ Sb $_{2}$ Te $_{5}$（GST）作为一种常用的相变材料已被广泛应用。在这项研究中，我们表明，它表现出高塞贝克系数200 - 300 $μ$ V/K在其立方晶相（$\it{c}$ -GST）在非常高的$\it{p}$型掺杂水平的$\sim$ 1 $\times$ 10 $^{19}$ - 6 $\times$ 10 $^{19}$ cm $^{-3}$在室温下。更重要的是，在低温（T = 200 K）下，发现对于掺杂范围1 $\times$ 10 $^{19}$ - 3.5 $\times$ 10 $^{19}$ cm $^{-3}$，塞贝克系数超过200 $μ$ V/K。考虑到该相中的晶格热导率已经被测量为极低（在300 K时$\sim$为0.7 W/m-K），\citep{r51}我们的结果表明使用$\it{c}$ -GST作为低温热电材料的可能性。
2015-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Aging of poled ferroelectric ceramics due to relaxation of random depolarization fields by space-charge accumulation near grain boundaries
电荷点缺陷引发的局部随机去极化场迁移的合理解释极化铁电陶瓷的老化提供合理的时间和受体浓度依赖的新兴的内部偏置场。该理论是基于对相邻晶粒偏振失配引起的局部退偏场能量的估计。电荷迁移的动力学假设由于有意或无意的受体掺杂而在材料中存在移动氧空位。对掺铁锆钛酸铅的理论计算与实验结果吻合较好。
2009-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Polarization doping ab initio verification of the concept charge conservation and nonlocality
本研究从理论上证明了组分渐变AlxGa1-xN层中极化掺杂的电荷守恒与非局域补偿现象，表明无需杂质掺杂即可获得高载流子浓度和高迁移率，为光电器件设计提供了新工具。
2022-03-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Indium substitution effect on the topological crystalline insulator family (Pb$_{1-x}$Sn$_{x}$)$_{1-y}$In$_{y}$Te: Topological and superconducting properties
拓扑晶体绝缘体是凝聚态物理研究的热点。研究了铟掺杂对TCI体系（Pb $_{1-x}$ Sn $_{x}$）$_{1-y}$ In $_{y}$ Te的晶体结构和输运性质的影响。对于具有锡浓度$x\le50\%$的样品，低温电阻率显示出作为铟浓度的函数的显著变化：当铟掺杂高达~2%时，样品显示出弱金属行为，类似于它们的母体化合物;当铟掺杂~6%时，样品具有真正的体绝缘电阻率，并且呈现出非平凡拓扑表面状态的证据;在较高的铟掺杂水平下，观察到超导电性，其中转变温度Tc与铟浓度正相关并且高达4.7K。我们解决这个问题，从体电子结构的角度修改的铟诱导的杂质水平钉扎费米能级。本文综述了（Pb，Sn）Te的In替代效应，并从拓扑和超导方面进行了讨论，为今后的研究提供了指导。
2017-03-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Designing rare-earth free permanent magnets in Heusler alloys via interstitial doping
基于高通量密度泛函理论计算，研究了轻间隙原子H、B、C和N对立方Heusler合金磁性能的影响，旨在设计新型无稀土永磁体.据观察，间隙原子诱导显着的四重畸变，导致32个候选人与大（$>$ 0.4 MJ/m $^3$）单轴磁晶各向异性能（MAEs）和10例大面内MAEs。根据微扰理论和化学键的详细分析表明，强的MAE来源于晶体的局部畸变，从而改变了晶体周围的化学键。这提供了一种有价值的方法来定制MAE以获得有竞争力的永磁体，填补了高性能Sm-Co/Nd-Fe-B和广泛使用的铁氧体/AlNiCo材料之间的空白。
2019-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Band structure engineering of epitaxial graphene on SiC by molecular doping
SiC（0001）上的外延石墨烯遭受强本征n型掺杂。我们证明了过量的负电荷可以通过用强电子受体四氰基醌二甲烷（F4-TCNQ）非共价官能化石墨烯来完全补偿。在单层石墨烯中可以达到电荷中性，如来自角分辨光电子能谱（ARPES）的电子色散谱所示。在双层石墨烯中，源于SiC/石墨烯界面偶极的带隙随着F4-TCNQ沉积的增加而增加，并且作为分子掺杂的结果，费米能级移动到带隙中。使用电子费米表面和拉曼光谱定量的分子沉积后的载流子密度的减少。采用X射线光电子能谱学（XPS）和紫外光电子能谱学（UPS）研究了石墨烯/F4-TCNQ电荷转移复合物的结构和电子特性。石墨烯上的掺杂效果在空气中得以保留，并且耐温高达200 \degree C。此外，用F4-TCNQ的石墨烯非共价官能化不仅可以通过超高真空中的蒸发实现，而且可以通过湿化学实现。
2010-03-15 cond-mat.mtrl-sci
