Conduction through 71o domain walls in BiFeO3 thin films
研究了主要含有71 °畴壁的BiFeO_3薄膜中畴和畴壁的局域导电。在室温下的测量揭示了通过71 o畴壁的传导。在足够高的温度下也可以观察到通过域的传导。研究发现，尽管畴的电导率较低，但两者都受相同的机制控制：在低电压区，缺陷态的电子被温度激活，但电流受铁电表面电荷的限制;在大电压状态下，发生肖特基发射，并且氧空位的作用是选择性地增加壁处的费米能并局部地降低肖特基发射。屏障这种理解提供了在氧化物中设计传导路径的关键。
2011-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Incoherent phonon transport dominates heat conduction across van der Waals superlattices
超晶格中的热传导机制在不同类型的界面上可能是不同的。范德华超晶格是通过设计通过弱范德华相互作用物理组装的结构，并且可以拥有超出晶格匹配和加工兼容性的传统限制的特性，提供新型界面。在这项工作中，自然范德华（SnS）1.17（NbS2）n超晶格的合成，并测量其热导率作为界面密度的函数的时域热反射。结果表明，当声子相干长度大于超晶格周期时，（SnS）1.17（NbS2）n超晶格的热传导主要由界面散射主导，这表明即使在周期原子级薄且突变的情况下，非相干声子输运也主导范德华超晶格中的跨平面热传导。此外，我们的研究结果表明，广泛接受的传统超晶格的热传导机制，相干声子占主导地位时，周期短，是不适用的，由于对称性破缺在大多数范德瓦尔斯超晶格。我们的研究结果为理解范德华超晶格的热行为提供了新的见解，并根据不同类型的界面设计了有效的超晶格热管理方法。
2022-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Diagonal and off-diagonal thermal conduction with resonant phonon scattering in $Ni_3TeO_6$
声子和磁振子之间的耦合在磁性材料中普遍存在，并且在磁性的许多方面起着至关重要的作用，最显著的是在自旋电子学中。然而，这个学术和技术上有趣的问题仍然对某些材料中的问题的普遍理解构成了严峻的挑战。我们报告，Ni 3 TeO 6表现出明显的磁振子-声子耦合的纵向热导率（$κ_{xx}$）和热霍尔系数（$κ_{xy}$）的证据。Debye-Callaway模型是声子热传导的唯象描述，可以解释$κ_{xx}(H)$的磁场依赖性：顺磁相自旋涨落引起的声子散射和共线反铁磁相磁振子-声子耦合引起的附加散射。我们进一步建议，一个类似的方法可以应用到理解有限的$κ_{xy}$值在$Ni_3TeO_6$。
2022-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensionality of metallic surface conduction in Co3Sn2S2 thin films
拓扑材料的二维（2D）表面是反映线性色散电子能带的导电通道。通过应用一个可靠的系统的厚度t依赖测量片电导，在这里，我们阐明的Weyl半金属Co3Sn2S2的导电路径的维数。在铁磁相下，Co_3Sn_2S_2薄膜中清晰地出现了二维导电路径，表明形成了从外尔节点投射的费米弧。3D电导率和2D电导率之间的比较提供了表面导电区域的有效厚度，估计为约20 nm，其比拓扑绝缘体Bi2Se 3中的5 nm厚得多。这可能是由于Co_3Sn_2S_2在Weyl点处的能隙较窄，自旋轨道相互作用较弱。出现的表面传导将提供一个途径，激活量子和自旋电子输运功能源于一个外尔节点在薄膜为基础的设备。
2021-06-03 cond-mat.mtrl-sci
n-type electrical conduction in SnS thin films
由于受主型缺陷的形成焓较低，一硫化锡（SnS）通常表现为p型导电，因此至今还没有得到n型SnS薄膜。本研究首次利用射频磁控溅射技术，在沉积过程中掺杂Cl和硫等离子体源，实现了SnS薄膜的n型导电。N型SnS薄膜在本研究中使用的所有衬底温度（221-341 C）下获得，表现出载流子浓度和霍尔迁移率分别为~2 × 10 18 cm-3和0.1-1 cm V-1 s-1。另一方面，在没有硫等离子体源的情况下制备的膜尽管含有相当量的Cl供体，但仍表现出p型导电。这可能是由于p型薄膜中的硫缺乏引起的大量受体型缺陷，其表现为带隙内的宽光吸收。本研究中的n型SnS薄膜的演示是实现SnS同质结太阳能电池的突破，有望具有比传统异质结SnS太阳能电池更高的转换效率。
2021-12-22 cond-mat.mtrl-sci
From Silver Nanoparticles to Thin Films: Evolution of Microstructure and Electrical Conduction
银纳米粒子嵌入在介质矩阵的研究，其潜在的宽带吸收光学传感器材料。这一贡献集中在银纳米粒子在不同形态阶段的电性能。电流通过薄膜，由银纳米粒子，其特征在于作为膜厚度的函数。观察到三个不同的导电区。两个相对平坦的区域（“电介质”用于非常薄的薄膜，“金属”用于厚度大于300 - 400埃的薄膜）被一个明显的过渡区域隔开，在该过渡区域中渗流占主导地位。电介质区的特征在于由热激活隧穿过程主导的电传导的孤立的颗粒岛。过渡区由互连的银纳米团簇主导-膜厚度的小增加导致电导率的大增加。厚度在300 - 400埃时，金属导电区占主导地位。
2011-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Crossover of conduction mechanism in Sr2IrO4 epitaxial thin films
在SrTiO 3（001）衬底上生长了不同厚度（9-300 nm）的高质量外延Sr 2 IrO 4薄膜，并研究了其电输运特性。所有样品均表现出预期的绝缘行为，具有对膜厚度的强电阻率依赖性，其在低温下可以大到三个数量级。运输数据的仔细检查发现有趣的交叉行为的传导机制时，厚度和温度的变化。虽然莫特可变范围跳跃（VRH）占主导地位的运输薄膜薄于85 nm，高温热激活行为观察到的薄膜厚度大，其次是交叉从莫特Efros-Shklovskii（ES）VRH在低温范围内。从Mott到ES VRH的这种低温交叉表明存在库仑能隙（~3 meV）。我们的研究结果表明，在Sr 2 IrO 4薄膜的竞争和可调的导电，这反过来将有助于理解的绝缘性质与强自旋轨道耦合的5d铱酸盐。
2014-08-28 cond-mat.mtrl-sci
The role of low-energy phonons with mean-free-paths >0.8 um in heat conduction in silicon
尽管最近在第一性原理计算和声子平均自由程（MFP）的测量方面取得了进展，但低能声子对硅中热传导的贡献仍然是不确定的，不同的第一性原理计算之间的差异就说明了这一点。在这里，我们研究了低能声子与MFP>0.8 μ m的贡献，通过精确测量的跨平面热导率的晶体硅薄膜的时域热反射（TDTR），在很宽的范围内的膜厚1-10 μ m和温度100-300 K。我们采用双频TDTR方法来提高我们的跨平面热导率测量的准确性。我们从我们的跨平面热导率测量中发现，MFP>0.8 μ m的声子在300 K时对Si中的热传导贡献53 W/m-K（37%），而MFP>3 μ m的声子在100 K时对Si中的热传导贡献523 W/m-K（61%），比Lindsay等人的第一原理预测值68 W/m-K（47%）和695 W/m-K（77%）分别低20%以上。使用弛豫时间近似（RTA）模型，我们证明了宏观阻尼（例如，Akhieser阻尼）消除了300 K时平均自由程>30 μ m的声子的贡献，根据Lindsay等人的研究，其对Si中热传导的贡献为15 W/m-K（10%）。因此，我们建议忽略第一-第二声子中低能声子的宏观阻尼。原理计算可能是我们的测量和Lindsay等人的计算之间观察到的差异的可能解释之一。为今后晶体硅中声子平均自由程分布的测量和计算提供了重要的基准。
2015-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Conduction mechanisms of epitaxial EuTiO3 thin films
为了研究漏电流密度与电场特性的关系，采用脉冲激光沉积法在（001）SrTiO 3衬底上外延生长EuTiO 3薄膜，并在还原气氛中进行后退火。研究发现，导电机制与温度和电压极性密切相关。据确定，从50至150 K的主导传导机制是负偏压和正偏压下的空间电荷限制电流。从200到300 K，导电机制显示肖特基发射和Fowler-Nordheim隧穿行为的负和正偏压，分别。研究表明，Eu ~（3+）是EuTiO_3薄膜的漏电流源之一。
2012-08-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
High electrical conduction of Sb square net in anti-ThCr$_2$Si$_2$ type La$_2$O$_2$Sb thin film grown by multilayer solid-phase epitaxy
迄今为止，具有Sb方形网的反ThCr $_2$ Si $_2$型$RE_2$ O $_2$ Sb（$RE$ =稀土）显示出绝缘导电性。本文首次报道了采用多层固相外延法合成La $_2$ O $_2$ Sb外延薄膜。从X射线光电子能谱测量中估计Sb的价态约为-2，并且观察到0.17eV的间接带隙。La $_2$ O $_2$ Sb外延薄膜显示出作为窄禁带半导体的出乎意料的高导电性，其在室温下的电阻率比La $_2$ O $_2$ Sb块状多晶的电阻率低约一万倍，这归因于可能由于抑制Sb二聚而增加的载流子迁移率。
2021-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Single electron tunneling as a possible conduction mechanism in diamond like carbon film
在类金刚石薄膜中观察到非线性的电流电压特性，在某些情况下还观察到台阶状特性。我们认为，传输机制是隧道之间的导电纳米粒子的薄膜和观察到的台阶状结构是库仑阻塞的表现在这些薄膜中首次发现。我们指出，在其它碳结构中观察到的类似的电流-电压特性的起源也可能是库仑阻塞现象。
2008-04-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Impurity Band Conduction in Si-doped \b{eta}-Ga2O3 Films
结合温度相关电阻率和霍尔效应测量，研究了金属有机物气相外延（MOVPE）生长的Si掺杂\b{eta} -Ga 2 O 3薄膜的施主态能量。高磁场霍尔效应测量（H = +/-90 kOe）显示T < 150 K的非线性霍尔电阻，揭示了双带传导。进一步的分析表明，在这两个频带产生施主态能量的~ 33.7和~ 45.6 meV的载流子冻结出的特性。前者与Si在\b{eta} -Ga 2 O 3中的施主能一致，而后者表明可能与DX中心相关的残余施主态。这项研究提供了一个关键的洞察杂质带传导和缺陷的能量状态在\b{eta} -Ga 2 O 3使用高场磁输运测量。
2020-10-01 cond-mat.mtrl-sci
Thermal transport across nanometre gaps: phonon transmission vs air conduction
由纳米间隙分开的两个表面之间的热传递对于许多应用是重要的，这些应用包括间隔的磁头磁盘系统、扫描热显微镜和气凝胶中的热传输。在这些分离距离处，近场辐射热传递与声子介导的热传递竞争。在这里，我们量化的贡献声子辅助非极性固体之间的热传递使用晶格动力学结合从头计算。我们清楚地表明，声子占主导地位的亚纳米间隙的热传递。引人注目的是，我们得出结论，即使在间隙充满空气分子的情况下，声子提供了两个固体之间的主要能量通道几乎接触。我们的研究结果预测数量级增强声子传热相比，以前的作品，并提出了一种方法来分析声子传输通过纳米级真空间隙之间的非极性材料。
2020-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microwave screening by conduction currents in thin magnetic films: application in stripline broadband FMR
利用微带换能器研究了双层导电磁性膜中的铁磁共振。结果表明，通过有限厚度引起的双层膜中涡流的不均匀性增强，可以实现自旋驻波的激发或抑制。这种效应在厚度低于磁趋肤深度的薄膜中是可以观察到的，并且可以用于研究异质结构中的自旋驻波模式。
2009-09-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Variable-range-hopping conduction processes in oxygen deficient polycrystalline ZnO films
我们采用射频溅射沉积法制备了贫氧多晶ZnO薄膜。为了系统地研究这些样品中的电荷传输机制，在从300 K到液氦温度的宽温度范围内测量了电介电常数。我们发现，低于约100 K，可变范围跳跃（VRH）导电过程支配的电荷输运性质。特别地，Mott VRH传导过程在较高温度下占主导地位，而在较低温度下交叉到Efros-Shklovskii（ES）VRH传导过程。交叉发生在温度高达几十开氏度。此外，电阻率的温度行为在整个VRH导电制度从莫特型ES型过程中可以很好地描述了一个普遍的标度律。
2017-02-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Selective heating of the ferroelectric film soft mode phonons
给出了频率为0.3THz的电磁抽运对（Ba，Sr）TiO_3薄膜中软模声子的实验研究结果。利用电容温度计和热电偶揭示了声子态的一些特征。通过与平面电容器电容变化的比较，发现软模声子过热现象相当显著
2007-02-27 cond-mat.mtrl-sci
The Role of Thermalizing and Non-thermalizing Walls in Phonon Heat Conduction along Thin Films
声子边界散射通常使用Fuchs-Sondheimer理论来处理，该理论假设声子被热化到边界处的局部温度。然而，这种热化过程是否真的发生及其对热输运的影响仍然不清楚。在这里，我们研究沿薄膜与热化和非热化壁的热输运通过求解光谱玻尔兹曼输运方程（BTE）的稳态和瞬态输运。我们发现，在稳态下，热输运是由Fuchs-Sondheimer理论，是不敏感的边界是否热化或不。相反，在瞬态条件下，热化壁和非热化壁的热衰减速率显著不同。我们还表明，瞬态运输，热化边界条件是非物理的，由于违反边界处的热流守恒。我们的研究结果提供了深入了解边界散射过程中的热声子在一个范围内的加热长度尺度是有用的解释热测量纳米结构。
2015-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Phonon Hydrodynamic Heat Conduction and Knudsen Minimum in Graphite
在流体力学领域，声子在温度梯度下以非零的集体速度漂移，这让人想起粘性气体和流体流动。流体动力学声子输运的研究已经跨越了半个多世纪，但主要限于低温（~1 K）和最近的低维材料。在这里，我们确定石墨作为一种三维材料，支持声子流体力学在显着更高的温度（~100 K）的基础上第一性原理计算。特别是，通过求解玻兹曼方程的声子输运在石墨带，我们预测声子Poilluille流和努森极小值可以在液氮温度以上的实验观察。此外，我们揭示了这些有趣的现象的微观起源方面的有效边界散射率动量守恒声子-声子散射过程和声子的集体运动的依赖。石墨中声子输运的显著流体动力学性质归因于其强的层内sp2杂化键和弱的范德华层间相互作用。作为一种边界敏感的输运机制，声子流体力学为热管理和能量转换开辟了新的可能性。
2017-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
How phonon coherence develops and contributes to heat conduction in periodic and aperiodic superlattices
本研究通过原子级波包模拟发现，非周期性超晶格中无序界面间距使相干声子表现为非传播振动模式，导致能量漫散射传输，而周期性超晶格中相干声子可弹道传播，揭示了声子相干性对热传导的影响。
2024-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Conduction in Single-Layer Black Phosphorus: Highly Anisotropic?
单层黑磷具有褶皱结构，导致其光学、电学和力学性能的高度各向异性。我们报告，使用非平衡格林函数方法和第一性原理方法，在热传导的各向异性是非常弱的单层黑磷-两个面内方向之间的差异小于4%。我们的声子计算揭示了两个面内声学声子分支在垂直于褶皱的方向上具有较低的群速度，因为黑磷在这个方向上较软，导致垂直方向上的热导减弱。然而，平面外声学声子分支行为异常;即，该声子分支的群速度在垂直方向上较高，尽管单层黑磷在该方向上较软。离面声子支的反常行为与单层黑磷中的高度各向异性泊松比密切相关。由于面内声子模和面外声子模的相互作用，垂直方向的热导比平行方向的热导弱，但各向异性很小。
2015-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Suppression of long range magnetic ordering and electrical conduction in Y$_{1.7}$Bi$_{0.3}$Ir$_2$O$_7$ thin film
发现脉冲激光沉积法制备的YPDMATHABMM Bi $_{0.3}$ Ir $_2$ O $_7$ /YSZ（100）薄膜中没有长程磁有序，导电受到抑制。在T ~* ~ 168 K以下，磁化率的倒数X ~（-1）（T）从传统的Curie-Weiss行为急剧下降，表明存在非均匀的铁磁类Griffiths相。的运输和磁性解释的基础上共存的混合氧化态的Ir，（即Ir 4+和Ir 3+）导致非磁性缺陷和减少t2 g态密度在费米能级。
2019-04-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Impedance spectroscopy and conduction mechanism of a BiFe$_{0.95}$Mn$_{0.05}$O$_3$ thin film
研究了多铁性BiFe $_{0.95}$ Mn $_{0.05}$ O $_3$外延薄膜的介电响应和导电机制。从热激活界面（0.37 eV）和大部分的膜上的介电响应的贡献进行了观察，通过实验结果和等效电路模型之间的比较。低频界面弛豫签名强烈建议麦克斯韦-瓦格纳空间电荷的起源。从该模型推导出的交流电导率遵循幂律频率依赖性，这表明极化跳跃机制，而低频极限与直流导电机制完全一致。的电流-电压特性确实与肖特基-西蒙斯界面有限的运输与活化能为0.36 eV，接近从阻抗分析中提取的一个。这种静电景观和介电行为的分析可能有助于进一步理解的BiFeO $_3$系统中的异常光致性能。
2021-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resistance minimum and electrical conduction mechanism in polycrystalline CoFeB thin films
分析了不同厚度的多晶铁磁CoFeB薄膜在不同电散射过程下的温度电阻$R$（$T$）。在低于$\simeq$ 29 K的温度下，我们观察到$R$（$T$）曲线中的电阻极小值，这可以解释为颗粒系统中的颗粒间库仑相互作用的效应。结构和库仑相互作用相关的散射过程的贡献更多的薄膜厚度的减少，这意味着无序和粒度的作用。虽然与这两个过程相比，磁性对电阻的贡献最小，但它是唯一的厚度无关过程。相反，在无序非晶薄膜中，负电阻系数可以用电子相互作用效应来解释。
2015-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Correlated Terahertz phonon-ion interactions control ion conduction in a solid electrolyte
通过太赫兹声子-离子相互作用增强固态电解质中Li+传导，实验与理论揭示THz范围振动对离子迁移的促进作用。
2025-12-25 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Role of interface mixing on coherent heat conduction in periodic and aperiodic superlattices
本研究通过原子级波包模拟揭示了界面混合对超晶格相干热传导的双重竞争机制，阐明了无序性如何通过增强干涉效应促进Bragg反射模式及非周期结构中的声子透射，同时破坏周期结构中的相干模式转换。
2025-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Giant Anisotropic in-Plane Thermal Conduction Induced by Anomalous Phonons in Nearly-Equilaterally Structured PdSe2
在二维材料中，结构的差异导致声子色散的差异，从而导致面内热输运的各向异性。在这里，我们报告了一个例外的情况下，在层状PdSe 2，其中的键合，力常数，晶格常数是几乎相等的沿面内晶轴方向。声子色散在Gamma-X和Gamma-Y方向之间显示出显着差异，导致面内热导率的各向异性，比率高达1.8。这样的各向异性不仅是意想不到的，在均匀结构（面内）的材料，但也相当于记录在非均匀结构的材料报告日期。通过结合非弹性X射线散射和第一性原理计算，我们将这种各向异性归因于沿伽马-X的低能声子，特别是它们的较低群速度和“避免交叉”行为。PdSe 2的a轴（双相型）和b轴（平面型）的不同的屈曲结构是其独特的声子动力学性质的主要原因。本研究结果说明了不寻常的热传导机制的等边结构的材料，并提供了有价值的见解，在电子器件的热管理。
2021-07-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Polar phonons in some compressively stressed epitaxial and polycrystalline SrTiO3 thin films
几个SrTiO 3（STO）薄膜无电极脉冲激光沉积处理，厚度下降到40 nm，使用红外透射和反射光谱进行了研究。定量测定了薄膜中极性声子模，特别是铁电软模的复介电响应。在（100）La0.18Sr0.82Al0.59-Ta0.41O3衬底（应变0.9%）上的压缩外延STO膜显示出强烈的硬化声子响应，而在（0001）蓝宝石衬底上的多晶膜中的软模显示出由于晶界和/或其他不均匀性和缺陷而引起的强烈加宽。硬化软模式是负责一个低得多的静态介电常数在平面上的压缩膜比在散装样品。
2009-04-28 cond-mat.mtrl-sci
Absence of Casimir regime in two-dimensional nanoribbon phonon conduction
与三维（3D）纳米结构形成鲜明对比，我们发现，在二维（2D）纳米带的边界散射单独不会导致一个有限的声子平均自由程。如果结合一个固有的散射机制，2D边界散射确实减少了整体的平均自由程，但后者不成比例的带宽度，不像众所周知的Casimir制度发生在3D纳米线。我们表明，边界散射可以占一个简单的Mathiessen型的方法为许多不同的3D纳米线的横截面形状，但这是不可能的，在2D纳米线的情况下，需要一个完整的解决方案的玻尔兹曼输运方程。这些事实对悬浮纳米结构的热导率有很强的影响。
2018-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon Raman scattering of perovskite LaNiO3 thin films
我们报告了钙钛矿型LaNiO3薄膜的拉曼散射在两个不同的散射配置和作为温度的函数的调查。的室温拉曼光谱和相关的声子模式分配提供参考数据的声子计算和使用拉曼散射的结构调查的LaNiO 3，即应变的影响，在薄膜或异质结构。从80至900 K的温度依赖的拉曼光谱的特征在于软化的旋转A1g模式，这表明随着温度的升高，减少菱面体畸变向理想的立方结构。
2010-06-01 cond-mat.mtrl-sci
Phonon Thermal Conduction in Graphene
从理论上研究了单层石墨烯的声子热导率。用价力场方法计算了石墨烯晶格中所有极化方向和晶向的声子色散。利用精确的声子色散和布里渊区，并考虑动量和能量守恒定律允许的所有声子弛豫通道，精确地处理了三声子Umklapp过程。石墨烯的独特性体现在二维声子态密度和对声子Umklapp散射相空间的限制上。缺陷和石墨烯边缘上的声子散射也被包括在模型中。的Gruneisen参数，这是确定从从头算理论作为声子波矢量和偏振分支的函数，并从实验值的范围内进行计算。据发现，单层石墨烯的近室温热导率，计算与现实的Gruneisen参数，是在〜 2000 - 5000 W/mK的范围内，这取决于缺陷浓度和粗糙度的边缘。由于较长的声子平均自由程，即使在室温下，石墨烯边缘也对热导率产生强烈影响。所得到的结果是在良好的协议与最近的测量悬浮石墨烯的热导率。
2009-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of Ni/Mn cation order on the spin-phonon coupling in multifunctional La2NiMnO6 epitaxial films by polarized Raman spectroscopy
我们报道了Ni/Mn有序化对多功能La 2NiMnO 6中自旋-声子耦合的影响。三种类型的膜与不同层次的结构顺序，包括远程Ni/Mn阳离子顺序，阳离子无序，和有序和无序相的混合物，比较偏振显微拉曼光谱和磁力计。每一种薄膜都显示出对偏振态的强烈依赖性和一组独特的拉曼活性声子激发。长程阳离子有序化导致了拉曼活性声子峰的分裂，这是由于布里渊区折叠和对称性降低。声子模式软化开始清楚地在不同的温度下，每个样品揭示了强大的自旋-晶格相互作用。在有序薄膜中，它紧密地遵循磁化曲线。与混合物和有序膜不同，阳离子无序膜的软化行为受到强烈抑制。这些差异可以基于由于局部Ni/Mn阳离子有序化引起的自旋-自旋关联函数的幅度变化来理解。
2009-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Fractional composition of large crystallite grains: a unique microstructural parameter to explain conduction behavior in single phase undoped microcrystalline silicon
我们研究了宽温度范围（15 - 450 K）内等离子体沉积的单相未掺杂微晶硅薄膜的宽微结构范围的暗电导率，以确定可能的输运机制以及薄膜微结构与电输运行为之间的相互关系。在具有不同微观结构的薄膜中看到的不同的导电行为解释的上下文中的基本传输机制和微观结构特征，高于和低于室温下的测量。我们的微观结构的研究表明，不同范围的组成大微晶晶粒（FCL）的微晶硅膜的体积分数的百分比对应于特征不同的和特定的微观结构，而不管沉积条件和厚度。我们的电输运研究表明，每种类型的微晶硅材料具有不同的Fcl范围显示出不同的电输运行为。
2007-08-08 cond-mat.mtrl-sci
Current-induced metallic behavior in Pr$_{0.5}$Ca$_{0.5}$MnO$_3$ thin films: competition between Joule heating and nonlinear conduction mechanism
采用脉冲激光沉积技术在（100）-SrTiO 3和（100）-LaAlO 3衬底上制备了具有电荷/轨道有序特性和巨磁电阻效应的Pr_（0.5）Ca_（0.5）MnO_3薄膜。研究了温度和磁场对薄膜电流感生金属行为的影响。计算的基础上的整个基板的热传递模型，我们的电阻率测量揭示了焦耳加热的电荷输运在一定范围内的温度和磁场的影响。我们的研究结果还表明，非线性传导，这不能解释均匀焦耳加热的薄膜，观察时，材料是电阻较低（10-2 W.cm）。这种行为的起源解释与相分离机制和长程电荷有序状态的变化的局部热不稳定性的基础上的模型。
2004-08-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Sign reversal of magnetoresistance and p to n transition in Ni doped ZnO thin film
研究了脉冲激光沉积Ni_（0.07）Zn_（0.93）O薄膜在宽温度范围内的磁电阻和非线性霍尔效应。利用局域磁矩和两带传导过程分别模拟了高、低温下磁电阻的正、负贡献。霍尔电阻的非线性也与双沟道导电模型吻合得很好。已经发现T $\gte 50 K$的负霍尔电压，这意味着主要由电子主导的导电，而T小于50 K的正霍尔电压显示在该材料中空穴主导的导电。磁电阻的符号从负到正的交叉揭示了电荷载流子的自旋极化，从而揭示了Ni掺杂ZnO薄膜用于自旋电子学应用的适用性。
2017-03-11 cond-mat.mtrl-sci
Surface phonons of NiO(001) ultrathin films grown pseudomorphically on Ag(001)
用高分辨电子能量损失谱（HREELS）研究了在Ag（001）表面生长的4层NiO（001）薄膜的振动特性。对于有序的赝晶生长的薄膜，已经确定了九个声子模式，并揭示了它们的色散沿伽马-X高对称方向。与25 ML厚的NiO（001）膜的声子数据的比较表明，NiO（001）声子性质在4 ML时已经充分发展。显着的差异被发现为表面本地化的声子S6，它具有增加的分散体的薄膜。偶极活性Fuchs-Kliewer声子极化激元表现出比单晶表面发现的模式更窄的线形，这可能暗示了双晶膜中的反铁磁耦合减少。
2015-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon Scattering and Internal Friction in Dielectric and Metallic Films at Low Temperatures
我们测量了在抛光面上镀有各种介质薄膜和多晶金属薄膜的高纯硅片在0.05 K和1.0 K之间的导热。利用蒙特卡罗模拟分析的导电测量，我们已经确定了薄膜内的声子平均自由程，并发现他们都是短得多，甚至比在典型的散装非晶态固体，没有例外。我们还测量了这些薄膜在10 K以下的内耗，发现它们在低温下的内耗与非晶态固体的内耗在大小和温度无关性方面都惊人地接近，除了MBE Si和Al 5056合金，它们的内耗甚至比非晶态固体的内耗小得多。内耗结果表明，根据Tunnel模型，这些薄膜中的声子散射与其他非晶态固体中的声子散射相同，甚至比它们弱得多。因此，我们的结论是，热传导测量不支持这样的图像，即这些薄膜的晶格振动是玻璃状的，正如早先仅基于低温内摩擦测量对薄金属薄膜所推测的那样[Phys.Rev.B59，11767（1999）]。最值得注意的是，分子束外延硅薄膜具有和其它薄膜一样强的热声子散射，同时具有理想薄膜所具有的可以忽略不计的内摩擦。在这种薄膜中引起热声子强散射的无序是完全未知的。在薄介质和金属薄膜中观察到的非玻璃状声子散射现象值得进一步研究。
2000-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Liquid-like thermal conduction in a crystalline solid
固体通过横向和纵向声学声子传导热量，但液体仅利用纵向振动。在这里，我们报告说，晶体固体AgCrSe 2具有类似液体的热传导。在这种化合物中，Ag原子表现出动态的双重性，它们专门参与强烈的低横声学声子，同时它们也经历在450 K下发生的有序到无序转变中固有的局部波动。由于这种极端的无序-声子耦合，横向声学声子在接近转变温度时变得阻尼，在该温度以上它们不再被定义，因为它们的寿命比局部波动的弛豫时间短。然而，阻尼的纵向声学声子存活的热输运。这种微观的洞察力可能会重塑物质热传输特性的基本思想，并促进热电的优化。
2017-01-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
An Electrohydrodynamics Model for Non-equilibrium Electron and Phonon Transport in Metal Films after Ultra-short Pulse Laser Heating
超短脉冲激光加热后金属薄膜中的电子和声子不仅在电子子系统与声子子系统之间处于高度非平衡态，而且在电子子系统内部也处于高度非平衡态。从耦合的非平衡电子-声子输运方程出发，建立了由电子密度、电子能量密度和声子能量密度平衡方程组成的电流体力学模型，研究了超短脉冲激光加热后金属薄膜中的电子密度涨落和瞬态电流等非线性输运现象.随时间变化的温度分布计算的耦合电子和声子玻尔兹曼输运方程，在这项工作中推导出的电流体动力学模型，和不同的激光脉冲宽度，薄膜厚度，和激光能量密度的双温度模型。我们发现，两个温度模型高估了电子的温度在薄膜的前表面和低估的损伤阈值时，电子的非线性热输运是重要的。本文提出的电流体动力学模型比双温模型更能准确地预测非平衡电子-声子输运过程，且比电子-声子耦合的Boltzmann输运方程更易于求解.
2014-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Low temperature conduction behavior in highly crystallized undoped microcrystalline silicon thin films
研究了低温（300-15 K）下暗电导率的温度依赖性，并对表征良好的单相非掺杂微晶硅样品的宽微结构范围进行了研究。我们的研究揭示了两种不同的温度依赖性的薄膜具有不同的微观结构。暗电导率的T^（-0.5）依赖性支持相邻导电晶体之间的载流子隧穿，类似于为金属-绝缘体复合系统提出的双折射跳跃模型，在具有紧密堆积的大柱状晶粒和可忽略的密度赤字的完全结晶的微晶硅膜中观察到。在微晶硅薄膜中观察到暗电导率的T^（-0.25）依赖性，其支持在带隙中具有指数尾态分布的可变射程跳跃模型，所述微晶硅薄膜大多具有小晶粒、低聚集度和相对较高的密度亏损。微结构属性和电导率行为之间的相关性进行了讨论，通过分析的跳跃参数和材料特性的物理可解释性，通过应用不同的传输模型。
2007-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Heat conduction in magnetic insulators via hybridization of acoustic phonons and spin-flip excitations
通过引入仅需Zeeman分裂和磁弹耦合的最小模型，论证声学声子与自旋翻转激发的杂化是顺磁绝缘体CsYbSe$_2$纵向热导率非单调磁场依赖性的原因，揭示了普适磁热输运现象。
2024-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electron-Phonon Coupling in Wurtzite Semiconductors: Intervalley Scattering Selection Rules for Hexagonal GaN
提出了纤锌矿结构GAN中电子-声子散射的选择规则。结果得到的最低导带（$Γ$ -valley）和第二导带（$U$ -valley）之间的带间散射。这些选择规则是基于GAN中晶体振动的原始群论分析得出的，其中包括所有声子模式的详细相容性关系。
2013-09-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
MoS2 thin-film transistors spin-states, of conduction electrons and vacancies, distinguished by operando electron spin resonance
过渡金属二硫属化物MoS 2是一种二维材料，由于其晶体结构所带来的丰富功能，在下一代应用中备受关注。许多实验和理论工作都集中在自旋-轨道相互作用上，它耦合了谷和自旋自由度，使自旋态可以电控制。然而，载流子和空位的自旋态还没有直接从微观角度阐明。利用电子自旋共振（ESR）谱研究了薄膜双电层晶体的自旋态。我们观察到了导电电子和空位的明显不同的ESR信号，并从信号和理论计算中区分了相应的自旋态，评估了栅电压依赖性、自旋磁化率和g因子温度依赖性。该分析深入了解了MoS 2的磁性，并清楚地表明了与石墨烯相比更低的电荷迁移率，这将有助于改善器件特性和新的应用。
2020-06-14 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast generation and detection of propagating coherent acoustic phonon wave packets in ultra-thin iron pnictide films
我们观察到9 nm和60 nm BaFe \textsubscript{2} As \textsubscript{2}（Ba-122）薄膜的微分反射率的显著振荡，使用超快光谱。我们的研究表明，这种振荡是由传播的纵向声学（LA）声子波包引起的，具有很强的厚度和温度依赖性。特别地，对于超薄膜，实验测量的振荡频率接近50 GHz。计算结果表明，9 nm薄膜的杨氏模量是60 nm薄膜的近4倍，与实验结果一致。杨氏模量随厚度的减小而增加是由于材料-衬底失配效应导致的在膜-衬底界面附近的母体Ba-122四方性$c/a$的减小。报道了9 nm Ba-122薄膜的LA声子模频率随温度的变化关系。LA声子频率的温度依赖性变化归因于母体Ba-122正交性$(a-b)/(a+b)$的变化。
2021-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Imaging of Strain Driven Magnetic Domains and Strong Spin-Phonon Coupling in Epitaxial Thin Films of SrRuO3
用脉冲激光沉积法生长了具有大应变无序的SrRuO 3外延薄膜，磁性测量显示出两个明显的转变温度。对于第一次，我们提出了视觉演变的磁畴在这两个过渡使用磁力显微镜对这些薄膜。该研究清楚地表明，对应于两种转变的磁各向异性是不同的。据观察，垂直磁各向异性是占主导地位的薄膜，这导致在域自旋取向优选在面外方向。拉曼光谱研究表明，磁性有序对晶格结构有很大的影响。通过对磁跃迁附近声子谱的分析，发现在LSAT和SrTiO 3单晶衬底上生长的SrRuO 3薄膜存在较强的自旋-声子耦合，自旋-声子耦合强度（λ）分别为λ ~ 5 cm-1和λ ~ 8.5 cm-1。
2020-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Determination of localized conduction band-tail states distribution in single phase undoped microcrystalline silicon
我们报告的光输运特性的微观结构以及表征等离子体沉积高度结晶化的微晶硅薄膜。稳态光电导的测量上广泛的微结构变化的单相未掺杂的微晶硅薄膜作为温度和光强度的函数。从不同温度下的光电导光强度指数值计算了一系列准费米能的带尾参数（kTc）。利用kTc值估算了微晶硅导带边缘附近的局域尾态分布。我们的研究表明，具有不同的微结构属性的微晶硅薄膜表现出不同的光输运行为，这是与材料的态密度图的不同功能。
2007-08-08 cond-mat.mtrl-sci
Interplay between the electrical transport properties of GeMn thin films and Ge substrates
我们提出的证据表明，电输运研究的外延p型GeMn薄膜上制作的高电阻率的Ge衬底上的平行导电的严重影响，有关的大本征电导率的Ge，由于其小的带隙。异常霍尔测量和大磁阻效应是完全理解的，通过采取主导基板的贡献，以及测量几何考虑。结果表明，衬底导电也持续良好的导电，退化，p型薄膜，从而产生一个有效的两层导电计划。使用n型Ge衬底，由于出现了pn界面结，p型外延层可以减少通过衬底的平行导电。在这些衬底上制备的GeMn薄膜表现出可忽略的磁阻效应。我们的研究强调的重要性，一个彻底的表征和理解可能的基板贡献的电输运研究的GeMn薄膜。
2010-11-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
The Role of THz Phonons in the Ionic Conduction Mechanism of $Li_7La_3Zr_2O_{12}$ Polymorphs
California Institute of Technology（加州理工学院）
通过THz声子激发研究发现，THz模式介导的离子传导在有序亚晶格中促进更大离子位移，从而提升$Li_7La_3Zr_2O_{12}$多形体的离子导电性。
2026-10-07 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Analysis of phonon-induced spin relaxation processes in silicon
我们研究了由于电子-声子相互作用导致的硅中\textit{conduction}电子自旋弛豫的所有前导级贡献。利用群论、$k\cdot p$微扰方法和刚性离子模型，我们导出了多谷导带中所有重要自旋翻转跃迁的矩阵元表达式。散射角与电子的波矢、声子极化、谷位置和自旋取向有明显的关系，并与经验赝势和绝热带荷模型的结果进行了比较，结果表明，两者吻合得很好。
2012-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Determination of conduction and valence band electronic structure of LaTiOxNy thin film
氮取代到几种氧化物材料的氧位点导致带隙减小到可见光能量范围，这使得这些氮氧化物半导体成为有效的太阳能水分解的潜在光催化剂。氮氧化物通常显示出与原始氧化物材料不同的晶体结构。由于带隙与化学组成和晶体结构都相关，因此区分由氮取代引起的电子结构的哪些改变与组成和/或结构效应相关并不是微不足道的。在这里，X-射线发射和吸收光谱是用来调查的正交钙钛矿LaTiOxNy薄膜的电子结构相比，具有类似的正交结构和阳离子氧化态的原始氧化物LaTiOx的膜。实验和理论表明，由于氮的掺入，价带最大值的能量的预期上移降低了带隙。但这项研究也表明，通常被认为几乎不受氮取代影响的导带最小值在能量上发生了显著的下移。为了合理设计氮氧化物光催化剂，必须考虑到观察到的未占据和占据电子态的变化，以证明由氮掺入引起的总带隙变窄。
2019-02-11 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast carrier phonon dynamics in NaOH-reacted graphite oxide film
采用NaOH溶液将氧化石墨中的环氧基团分解为羟基和-ONa基团，制备了NaOH氧化石墨膜。利用时间分辨瞬态微分反射（\DeltaR /R）研究了样品的超快载流子动力学。数据显示两个指数松弛过程。慢弛豫过程（\sim 2 ps）归因于低能声学声子介导的散射。电子-声子耦合和第一性原理计算结果表明，样品中的- OH和-ONa基团是强耦合的。因此，我们将快速弛豫过程（\sim 0.17 ps）归因于样品中羟基和-ONa基团的偶联。
2012-07-16 cond-mat.mtrl-sci
Impurity band conduction in group-IV ferromagnetic semiconductor Ge1-xFex with nanoscale fluctuations in Fe concentration
研究了IV族铁磁半导体Ge_（1-x）Fe_x薄膜（Fe浓度x = 2.3 - 14%）在掺硼和不掺硼情况下的载流子输运和磁性，测量了它们的输运特性、电阻率、空穴浓度、迁移率的温度依赖性以及反常霍尔电导率与电导率的关系。在相对较低的x（= 2.3%）下，未掺杂Ge 1-xFex薄膜中的输运主要由Fe杂质带中的富Fe跳跃点之间的空穴跳跃决定，而B掺杂Ge 1-xFex薄膜中的输运主要由简并贫Fe区中的价带中的空穴跳跃决定.随着x的增加（x = 2.3 - 14%），在未掺杂和B掺杂的Ge 1-xFex膜的传输是由空穴跳跃之间的杂质带富Fe跳跃网站为主。采用磁圆二色性、磁化强度和反常霍尔电阻等方法研究了Ge_（1-x）Fe_x薄膜的磁性能，发现B掺杂对Ge_（1-x）Fe_x薄膜的磁性能没有影响。我们给出了未掺杂和B掺杂的Ge_（1-x）Fe_x薄膜的能带分布模型，它可以解释Ge_（1-x）Fe_x薄膜的输运和磁性。
2018-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Higher-Order-Phonon Scattering Governs Targeted Control of Heat Conduction in Bulk Boron Arsenide
Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；National University of Defense Technology（国防科技大学）
通过第一性原理计算和声子玻尔兹曼输运分析，研究了定向声子激发对bulk硼砷热导率的强频率依赖性调控，揭示四声子散射对热导率抑制的关键作用。
2026-06-09 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Anisotropic Proton and Oxygen Ion Conductivity in Epitaxial Ba2In2O5 Thin Films
固体氧化物氧离子和质子导体是用于可再生能量转换装置如固体氧化物燃料电池的一类非常重要的材料。Ba_2In_2O_5（BIO）在干燥和潮湿环境中分别表现出氧离子和质子导电性。在干燥环境中，BIO的brownmillerite晶体结构表现出有序的氧离子亚晶格，这被推测导致各向异性的氧离子导电。然而，BIO的水合结构类似于钙钛矿，并且其中的质子被预测为有序的层。为了补充最近报道的BIO中潜在的各向异性导电性能的重要理论和实验努力，我们在这里测量质子和氧离子沿不同晶体方向的电导率。使用具有不同晶体取向的外延薄膜，两个载流子的电荷输运被示出为各向异性的。氧离子导电的各向异性确实可以通过在brownmillerite BIO中的氧亚晶格的层状结构来解释。然而，各向异性的质子传导，进一步支持所建议的材料中的质子缺陷的顺序。由于BIO中的质子有序，沿着不同晶体学方向的质子传导差异与沿着质子有序不存在但质子通过链状或层状结构找到优先传导途径的材料中的不同晶体学方向观察到的质子传导差异具有相似的程度。
2019-05-03 cond-mat.mtrl-sci
Conductivity crossover in nano-crystalline diamond films: Realization of a disordered superlattice-like structure
我们提出了一批不同氮浓度的纳米金刚石薄膜的电输运特性，并解释了半导体异质结构的无序准超晶格模型的导电机制。合成的热灯丝化学气相沉积技术，在薄膜中的结构无序的程度，从拉曼光谱证实，被发现是可控的，导致在过渡的导电机制从本地化和激活的金属导电制度。因此，通过在低温下的高场磁阻测量，我们牢固地建立了从跳跃到3D弱局部化的电导率交叉。长的电子退相时间和其弱的温度依赖性表明金刚石基高速器件应用的可能性。
2012-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
