Thermoelectric transport in strained Si and Si/Ge heterostructures
通过详细的第一性原理计算研究了体硅在[111]方向应变下的各向异性热电输运性质，重点关注功率因数的可能提高。电子以及空穴掺杂进行了研究，在一个广泛的掺杂和温度范围。在低温和低掺杂的增强的功率因数，得到的压缩和拉伸应变的电子掺杂的情况下，在空穴掺杂的情况下的压缩应变。对于热电更重要的高温和高掺杂制度的功率因数的轻微增强，仅发现在小的压缩应变下的功率因数整体上对施加的应变是鲁棒的。为了进一步研究[111]取向Si/Ge超晶格的各向异性热电输运。在空穴掺杂下，由于量子阱效应，交叉面功率因数被显著抑制，而在电子掺杂下，交叉面功率因数被显著提高，据此，我们给出了电子掺杂[111]取向Si/Ge超晶格在$T=\unit[300]{K}$和$T=\unit[900]{K}$下的ZTPDMATHABMM和ZTPDMATHABMN的优值.所有结果进行了讨论的能带结构的功能。
2012-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Sharp enhancement on thermoelectric figure-of-merit of post-transition metal chalcogenides (PTMCs) using heterostructures with Mexican-hat valence band
后过渡金属硫族化合物（PTMCs）如GaSe、GaS、InSe和InS已被提出作为有前途的热电材料，这是由于低晶格电导率、高塞贝克系数以及期望当减薄到几层时其优值（figure of merit）随着能带结构转变为墨西哥帽价带（MHVB）而改善。在这里，我们表明，从头计算的MHVB应该存在，即使在厚膜的InSe/GaSe II型异质结构，和50%的增强在室温下的热电系数的优值zT预期相比，散装InSe。
2022-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultralow Thermal Conductivity and Thermoelectric Properties of Bi4GeTe7 with an Intrinsic van der Waal Heterostructure
三元硫族化合物具有大的晶体晶胞和范德华堆积层，被认为是不良的热导体和良好的热电（TE）材料。我们报道了具有Bi 2 Te 3和Bi 2GeTe 4的交替五重态-七重态层的层状Bi 4GeTe 7具有超低热导率，\k{appa}总计0.42 Wm-1 K-1，这是因为根据大Gruneisen参数（γ 4.07）和低德拜温度（θd 135 K）估计的高度非谐性。在380 K时，Seebeck系数为S ~ 82 uV/K，在300 K时，Hall载流子浓度为ne ~ 9.8 × 1019 cm ~（-3）。由于重Bi和Te的自旋轨道耦合（SOC），观察到弱反定域（WAL），表明Bi_4GeTe_7也是一种拓扑量子材料。横截面透射电子显微镜图像显示了异质层的固有堆叠，这导致了差的声子传播的大的非谐性。因此，作为在380 K下具有TE品质因数ZT ~ 0.24的不良热导体，Bi 4GeTe 7是用于TE应用的良好材料。
2021-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and interfacial properties of 2D mxene/blue phosphorene heterostructures: impact of external strain for thermoelectric applications
本文通过第一性原理研究氧官能化MXene/蓝磷烯异质结构在应变下的电子与热电性质，发现应变可调控带隙和能带排列类型并显著提升热电功率因子与品质因数，为其在光电子和高温热电器件中的应用提供依据。
2024-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cross-plane enhanced thermoelectricity and phonon suppression in graphene/MoS2 van der Waals heterostructures
原始的二维材料的热电优值被预测为显着小于单位，使它们作为热电材料没有竞争力。在这里，我们阐明了一种新的策略，通过创建两种不同材料的多层纳米带，并允许热和电流垂直于它们的平面流动，克服了这一限制。为了证明热电效率ZT的这种增强，我们分析了夹在两个石墨烯单层之间的单层二硫化钼（MoS 2）的热电性能，并证明了与原始母体材料相比，交叉平面（CP）ZT显著增强。对于MoS 2的母体单层，我们发现ZT可以高达约0.3，而单层石墨烯具有可忽略不计的小ZT。相比之下，对于石墨烯/MoS 2/石墨烯异质结构，我们发现CP ZT可以大到2.8。对这种增强的一个贡献是与母体材料相比，范德华异质结构的热导率降低，这是由MoS 2/石墨烯界面处的边界散射的组合引起的，该边界散射抑制了声子传输和单层MoS 2的较低德拜频率，该德拜频率从单层石墨烯过滤声子。第二个贡献是在纳米带的边缘处与钼原子相关联的电导和塞贝克系数的增加。
2016-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Van der Waals heterostructure configuration effect on exciton and thermoelectric characteristics
本研究通过GW计算和Kane模型，发现范德瓦尔斯异质结构的层间构型显著影响激子结合能和热电性能，其中MoSe2-MoS2和MoSeSe-MoSSe构型因低热导率和高态密度而具有改进的塞贝克系数。
2025-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Ultralow thermal conductivity via weak interactions in PbSe/PbTe monolayer heterostructure for thermoelectric design
Xiangtan University（湘潭大学）；Centro de Física de Materiales (CFM-MPC), CSIC-UPV/EHU（材料物理中心 (CFM-MPC)，西班牙高等科学研究理事会-巴斯克国立自治大学）
通过弱相互作用实现极低热导率的PbSe/PbTe单层异质结，优化热电性能，实现高ZT值。
2025-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transforming Discarded Thermoelectrics into High-Performance HER Catalysts
Adama Science and Technology University（阿达马科学与技术大学）；Federal University of ABC (UFABC)（ABC联邦大学）；Indian Institute of Technology, Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）；Indian Institute of Technology, Jammu（印度理工学院詹穆分校）；Jimma University（吉玛大学）
本研究通过循环经济和低碳方法将废弃热电材料转化为HER电催化剂，发现BiSbTe3/ZnTe异质结构比Bi2Te3/BiSbTe3异质结构更高效，具有更低的过电位和更稳定的性能，理论计算证实了其增强的HER活性。
2026-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Spin polarization and diode effect in thermoelectric current through altermagnet-based superconductor heterostructures
Physical Research Laboratory（物理研究实验室）；Institute of Physics（物理研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）
研究基于交替磁体的超导异质结构中热电电流的自旋极化与二极管效应，揭示其在自旋热电子学中的应用潜力。
2026-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Concept study for a high-efficiency nanowire-based thermoelectric
能够高效、直接将热能转换为电能的材料将具有巨大的经济潜力。理论预测，接近卡诺极限的热电效率可以在包含能量过滤器（如双势垒共振隧穿结构）的一维导体中在低温下实现。生长技术的最新进展表明，这样的设备现在可以实现异质结构，半导体纳米线。在这里，我们提出了具体的InAs/InP纳米线的结构参数，可以让实验观察近卡诺有效的热电能量转换在一个单一的纳米线在低温下。
2006-01-06 cond-mat.mtrl-sci
Tuning electronic heat transport in graphene/metal heterostructures with ultralow thermal conductivity
现有的超低热导率材料由于材料中有限的电子传输而不适用于热电应用。在这里，我们提出了一类新的超低热导率材料与大量的电子热传输。我们的样品是通过热蒸发或射频磁控溅射沉积的转移石墨烯和金属钯膜（Pd，Au和Ni）的石墨烯/金属异质结构。对于蒸发的样品，我们实现了0.06 W m-1 K-1的超低热导率，声子作为主要的热载体。超低的热导率是由于石墨烯和金属中声子能量的巨大差异。有趣的是，对于溅射样品，我们发现，约50%的热量是由电子携带的，即使热导率约为0.1 W m-1 K-1。我们将电子贡献归因于电子在石墨烯中穿过原子级针孔的传输。这种具有超低导热系数和电子输运特性的新材料有望在热电领域得到应用。
2018-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Current transport and thermoelectric properties of very high power factor Fe3O4 / SiO2 / p-type Si (001) devices
在100 ~ 300 K温度范围内研究了Fe 3 O 4厚度为150、200和350 nm的Fe 3 O 4/ SiO2 /p型Si（001）异质结的电流输运和热电性质。我们观察到在200 K的面内电阻率的急剧下降，由于开始沿Si / SiO2界面的导电相关的电子从Fe 3 O 4隧穿到在Si / SiO2界面的空穴的积累层，其存在被证实的电容-电压测量和霍尔效应的两个频带分析。这伴随着Seebeck系数在300 K时达到+1000 μV/K的大幅度增加，这与p型Si（001）中的空穴有关，并且当Fe 3 O 4层厚度减小到150 nm时给出70 mW/K2 m的功率因数。结果表明，在300 K时，大部分电流在Fe_3 O_4层中流动，而Fe_3 O_4/SiO_2/p型Si（001）异质结构在横向上表现为隧道pn结。
2014-06-05 cond-mat.mtrl-sci
Vacancy tuned thermoelectric properties and high spin filtering performance in graphene/silicene heterostructures
本文的主要贡献是研究了缺陷石墨烯/硅烯纳米晶（GSNR）结中的自旋热电子效应。每个阶梯状的GSNR受到铁磁交换和局部外部电场，并使用非平衡格林函数（NEGF）的方法来确定他们的响应。为了进一步研究GSNRs的热电（TE）特性，还考虑了一个更大的系统的双空位（DV）的三种缺陷排列，并重新评估了它们的响应。结果表明，具有DVs的缺陷GSNR可以提供几乎完美的热自旋过滤效应（SFE）和自旋开关。获得了大于99.99%的负微分热电阻（NDTR）效应和高自旋极化效率（SPE）。具有DV缺陷的系统可以显示出等于1.2mV/K的大的自旋相关的塞贝克系数，这是相对大的和可接受的。适当的热和电子性能的GSNR也可以通过调整在器件区域中的DV取向获得。因此，在实际应用中，可以采用阶梯状GSNR来生产具有各种特征的高效自旋热电子器件。
2021-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electrically tunable giant Nernst effect in two-dimensional van der Waals heterostructures
本研究通过构建石墨烯/硒化铟范德华异质结，实现了电可调的巨型能斯特效应，获得10^3的开/关比与创纪录的低温能斯特系数，为热电效应调控及低温量子相关应用提供了新平台。
2024-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
2D abrupt nano-junctions blending sp-sp2 bonds on atomically precise heterostructures
Politecnico di Milano（米兰理工大学）；Università degli Studi di Milano（米兰大学）；INFN Sezione di Milano（意大利国家核物理研究所米兰分部）；Università di Pavia（帕维亚大学）；Università Degli Studi Di Padova（帕多瓦大学）；Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragon (INMA), CSIC-Universidad de Zaragoza（阿拉贡纳米科学与材料研究所（INMA），西班牙国家科学研究委员会-萨拉戈萨大学）
本文通过在Au(111)上合成石墨烯纳米带与graphdiyne网络的sp-sp2异质结构，揭示了表面化学对接头形成的影响，并展示了其在电子结构和输运中的调控潜力。
2026-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric Signal Enhancement by Reconciling the Spin Seebeck and Anomalous Nernst Effects in Ferromagnet/Non-magnet Multilayers
在热电装置中利用铁磁（FM）材料允许具有更简单的结构和/或电导率和热导率的独立控制，这可以进一步消除实现该技术的障碍。研究了FM/非磁性（NM）异质结构中的热电性，并将其作为NM材料和多层膜的函数。结果表明，通过适当选择自旋霍尔角与反常能斯特效应（ANE）符号相匹配的NM材料，可以增强由自旋塞贝克效应和反常能斯特效应（ANE）贡献的热电信号.此外，通过增加多层的数量，热电电压进一步增大，同时器件电阻减小。热电性能改善的实验观察可能为磁（或自旋）基热电器件的实现铺平道路。
2015-04-02 cond-mat.mtrl-sci
Tuning Electrical and Thermal Transport in AlGaN/GaN Heterostructures via Buffer Layer Engineering
在过去十年中，基于氮化镓（GAN）的宽带隙III-V材料系统的进展已经成为实现高功率和高频电子器件的主要驱动力。由于AlGaN/GAN界面处的高导电性二维电子气（2DEG）基于内置极化场（非掺杂）并且被限制在非常小的厚度，因此其载流子与其掺杂对应物相比表现出高得多的迁移率。在这项研究中，我们表明，这种异质结构的材料还提供了独特的能力，操纵电输运分开从热输运通过检查全悬浮AlGaN/GAN隔膜的不同GAN缓冲层厚度。值得注意的是，我们表明，$100$纳米薄GAN层可以大大阻碍热流而不电输运退化，并且在基于2DEG的异质结构中观察到热电优值（$\it zT$）的显著改善（~ $4$ x）。我们还观察到最先进的热电功率因子（$4-7\times$ $10^{-3}$ $\,Wm^{-1}K^{-2}$）在室温下）在该材料系统的2DEG。这种显着的调谐行为和热电增强，阐述了在这里第一次在基于极化的异质结构，是实现的，因为电子是在异质结构的界面，而声子的材料系统内。这些结果突出了在III-V族材料中使用2DEG用于片上热传感和能量收集的潜力。
2018-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exploring the Structural Stability, Electronic and Thermal Attributes of synthetic 2D Materials and their Heterostructures
基于第一性原理计算，我们研究了单层XSi_2N_4（X= Ti，Mo，W）及其横向（LH）和纵向（VH）异质结构的结构稳定性、电子结构和热性质.我们发现，这些异质结构的能量和动力学稳定，由于高的内聚能和结合能，声子谱中没有负频率。XSi_2N_4（X= Ti，Mo，W）单层膜、TiSi_2N_4/MoSi_2N_4-LH、MoSi_2N_4/WSi_2N_4-LH和MoSi_2N_4/WSi_2N_4-VH具有半导体性质，间接带隙范围为0.30至2.60 eV。在室温下，Cv值被发现是在100和416 J/K.mol之间的单层和它们的异质结构，这表明更好的能力，以保持相对于过渡金属二硫属化物的热量。我们的研究揭示了XSi 2N 4 2D单层及其异质结构的优异属性，提出它们作为纳米电子学和热电应用的潜在候选者。
2022-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Interface Structure and Electronic Properties in Cubic Boron Nitride - Diamond Heterostructures
本研究通过密度泛函理论揭示了立方氮化硼-金刚石异质界面的稳定性、导电类型及可调带排列，为高功率电子器件设计提供了理论指导。
2025-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Weyl and Dirac Semimetals for Thermoelectric Applications
本章综述Weyl和Dirac半金属的拓扑能带结构、Berry曲率增强热电输运的机制，并总结单晶制备、性能调控及ZT优化策略。
2025-02-17 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Prediction of Electronic Transport in Experimental Semiconductor Heterostructures via Physics-Based Machine Learning
电子输运性质预测的第一性原理技术近年来发展迅速。然而，它仍然是一个挑战，模型异质结构纳入可变性，由于制造工艺。基于机器学习（ML）的材料信息学方法（MI）越来越多地用于加速具有目标特性的新材料的设计和发现，并将第一性原理技术的适用性扩展到更大的系统。然而，很少有研究利用MI来学习电子结构性质，并使用这些知识来预测各自的输运系数。在这项工作中，我们提出了一个电子传输信息学（ETI）框架，该框架训练小系统的从头算模型，并预测硅/锗异质结构的热电势超出了第一原理技术可访问的长度范围，与测量数据相匹配。我们展示了MI的应用，以提取重要的物理，确定电子输运在半导体异质结构，打破了追求的组合策略，特别是热电材料。我们预计，ETI将有广泛的适用性，以不同的材料类别。
2020-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Recent progress in thermoelectric MXene-based structures versus other 2D materials
本文系统综述了MXene基热电材料的最新进展，涵盖能带工程、结构改性和纳米复合等提升策略，并与其它二维材料比较热电效率，同时展望了MBene及未来应用前景。
2023-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Decouple Electronic and Phononic Transport in Nanotwinned Structure: A New Strategy for Enhancing the Figure-of-merit of Thermoelectrics
热电（TE）材料表现为温差与电功率的直接转换，反之亦然。尽管在过去的几十年中，各种TE系统已经取得了显着的进步，TE设备的能量转换效率，其特征在于无量纲的品质因数（ZT），仍然是一个普遍较差的因素，严重限制了他们的竞争力和就业范围。大幅度提高ZT系数的瓶颈在于电子和声子输运所涉及的物理参数之间的强烈相互依赖性。在这里，我们提出了一个新的战略，将纳米孪晶结构去耦的电子和声子输运。将纳米双晶的新概念与之前广泛使用的纳米晶方法相结合，与体晶Si相比，Si纳米双晶-纳米晶异质结构的功率因子提高了120%，同时晶格热导率降低到远低于非晶极限的水平，室温下ZT系数的理论极限为0.43。该值几乎比体硅大两个数量级，是多晶硅的两倍。即使对于实验上存在的纳米孪晶-纳米晶异质结构（例如，晶粒尺寸为5 nm），在室温下的ZT系数也可以高达0.2，这是迄今为止所有Si基块体纳米结构中的最高ZT值。这种大幅度的提高源于两个方面：（1）功率因数的提高是由Seebeck系数的增加（带谷的简并）和电导率的增强（有效带质量的减小）引起的;（2）晶格热导率的显著降低主要是由极强的声子-晶界和声子-孪晶界散射引起的。
2017-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Control of Thermoelectric Properties of ZnO using Electric Double Layer
我们已经成功地控制热电性能的ZnO通过改变载流子浓度使用双电层晶体管（EDLT），这是一个场效应晶体管的电解质溶液的门控。当栅压大于阈值电压（2 V）时，电阻率和热电势急剧下降，表明ZnO表面载流子浓度增加。当栅压超过2 V时，电阻率的温度依赖性变为金属性，其特征在于电阻率的温度依赖性弱。对应于电阻率，热电势的温度依赖性发生了显著变化。由金属-绝缘体转变的临界载流子浓度估算出诱导金属层的厚度约为10 nm，功率因数约为8*10- 5 Wm-1 K ~ 2。虽然功率因数不如最佳掺杂条件下的体ZnO陶瓷大，但EDLT被认为是通过调节载流子浓度来优化热电性能的有用方法。
2014-06-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic Origin for the Enhanced Thermoelectric Efficiency of Cu2Se
热电材料（TM）可以独特地将废热转化为电能，这为日益严峻的全球能源危机提供了潜在的解决方案。具有Cu离子电导率的块状Cu2Se在其结构转变附近（约400 K）表现出热电优值zT的显著增强（约3倍）。在这里，我们展示了一个系统的研究的电子结构的Cu2Se和它的温度演变，使用高分辨率角分辨光电子能谱。在整个结构转变加热时，布里渊区的角落附近的电子态逐渐消失，而布里渊区的中心附近的带突然向高结合能移动，并开发一个能隙。有趣的是，所观察到的能带重构很好地再现了Cu2Se的Seebeck系数的温度演化，为400 K附近热电性能的急剧增强提供了电子起源。目前的研究结果不仅在凝聚态系统的结构相变、电子结构和热电性质之间架起了桥梁，而且为新一代热电材料的研究和设计提供了有价值的见解。
2020-06-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Lattice Thermal Transport in Two-Dimensional Alloys and Fractal Heterostructures
二维材料、合金和异质结构中的工程热输运对于下一代柔性光电和能量收集器件的设计至关重要。在这些超薄系统中的晶格热导率的直接实验表征是具有挑战性的，并且在合成过程中无意引入的或作为故意材料设计的一部分的掺杂剂原子和异相界面对热传输性质的影响尚不清楚。本文采用非平衡态分子动力学模拟计算了（Mo）的晶格热导率|W）Se $_2$单层晶体，包括具有替代点缺陷的Mo $_{1-x}$ W $_x$ Se $_2$合金、周期性MoSe $_2$|具有特征长度尺度的WSe $_2$异质结构和无尺度分形MoSe $_2$| WSe $_2$异质结构。这些特征中的每一个都对晶体中的声子传播具有不同的影响，这可以用于设计具有高度可调热导率的分形和周期性合金结构。这种对晶格热导率的控制将使从热障到热电的应用成为可能。
2020-09-30 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Comparative study on the thermoelectric effect of parent oxypnictides La$T$AsO ($T$ = Fe, Ni)
研究了LaFeAsO和LaNiAsO的热电势和能斯特效应。铁基LaFeAsO的热电势和能斯特信号都明显大于镍基LaNiAsO。此外，在铁基LaFeAsO的结构相变温度和自旋密度波（SDW）型反铁磁（AFM）有序温度以下，观察到热电势和能斯特效应的突变.另一方面，能斯特效应是非常小的Ni基LaNiAsO，它是弱的温度依赖性，让人想起在正常的金属的情况。我们认为，SDW阶数对自旋散射速率的影响在LaFeAsO的霍尔效应和能斯特效应的反常温度依赖性中起着重要作用. LaFeAsO和LaNiAsO系统的对比行为表明LaFeAsO系统与LaNiAsO系统有本质的不同，这可能为铁基系统中高$T_c$超导电性的机制提供线索。
2010-02-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Band engineering of phosphorene/graphene van der Waals nanoribbons toward high-efficiency thermoelectric devices
本文研究了由AGNR和APNR堆叠的磷烯/石墨烯范德华纳米带的热电电流，发现外加电场可诱导能带排列和带隙转变，从而大幅增加热致电流并控制其流向，对柔性电子和热电器件应用具有重要意义。
2024-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon anharmonicity in Cu-based layered thiophosphates
在这项工作中，我们进行了温度依赖的拉曼光谱研究三个层状金属硫代磷酸盐：CuInP 2S 6，CuCrP 2S 6，和CuInP 2S 6-In 4/3 P2 S6异质结构。这些材料是新兴的多铁性材料，CuInP 2S 6和CuInP 2S 6-In 4/3 P2 S6在室温下表现出铁电极化，而CuCrP 2S 6在低温下（分别为<145和<30 K）既反铁电又反铁磁。我们研究了这些化合物的拉曼光谱中的两个显著峰，即它们的P-P和P-S伸缩模。一阶线性拟合的模式软化产生类似于其他层状材料的系数。此外，声子衰减的分析揭示了占主导地位的非谐效应，而不是热膨胀。特别是，光学声子的衰减被发现是由三声子过程中的CuInP 2S 6和CuCrP 2S 6和四声子过程中的CuInP 2S 6-In 4/3 P2 S6异质结构。这些声子寿命被发现是小于1 ps，表明高散射率，并显示这些材料被用于热电应用的潜力。
2022-12-28 cond-mat.mtrl-sci
Modeling materials with optimized transport properties
随着对具有特殊输运性质的材料的需求，例如在磁电子学或热电学中，需要在量子力学水平上对材料进行建模。我们将密度泛函与各种尺度桥接工具相结合，以建立材料的宏观性质与原子结构之间的相关性。例如，利用隧穿磁阻（TMR）效应的磁存储器器件关键地取决于电极的自旋极化。Heusler合金，例如Co2MnSi，如果完全有序，则是具有（理想地）100%自旋极化的铁磁半金属。它们作为TMR器件中的电极的性能受到原子无序和偏离完美化学计量的限制，但也受到隧穿势垒处的界面态的限制。我们使用从头算热力学与集群扩展技术相结合，以表明，过量的锰在合金中，并在界面处有助于保持所需的半金属性能。作为另一个实例，寻求具有降低的热导率但良好的电导率的纳米结构材料用于热电中的应用。具有规则排列的纳米级夹杂物（“量子点超晶格”）的半导体异质结构具有高热电品质因数的前景。我们的理论分析表明，如果量子点的大小，超晶格周期和掺杂水平都是适当的微调，提高的品质因数是可以预期的。因此，这种超晶格构成了一种材料，其传输特性由纳米级的几何特征控制。
2010-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Observation of ballistic avalanche phenomena in nanoscale vertical InSe/BP heterostructures
引发雪崩击穿的碰撞电离本质上需要在长有源区中施加高电场，从而阻碍具有高增益、低偏置和优异噪声性能的载流子倍增。在这里，我们报告的亚MFP缩放垂直硒化铟（InSe）/黑磷（BP）异质结的弹道雪崩现象的观察。该异质结被设计成雪崩光电探测器（APD）和碰撞电离晶体管，分别展示了超灵敏的中红外光探测（4 μm波长）和超陡的亚阈值摆幅。这些器件具有极低的雪崩阈值（<1伏）、出色的低噪声系数和独特的密度谱形状。进一步的传输测量证明了来自弹道雪崩现象的击穿原件，其中亚MFP BP通道使电子和空穴能够撞击晶格并突然放大电流，而不会从确定性性质的障碍物散射。我们的研究结果揭示了先进的光电探测器的发展，并有效地促进纳米尺度上的载体。
2019-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Lifshitz transition-induced bipolarity of anomalous Nernst effect in kagome magnet YCo3
Zhejiang University of Technology（浙江工业大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University（南京大学先进微结构协同创新中心）
本研究通过温度诱导的拓扑Lifshitz转变，在kagome磁体YCo3中实现了异常Nernst效应的双极性调控，揭示了温度与磁性对Weyl节点拓扑和热电输出的直接控制。
2026-05-28 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Nernst effect in ferromagnetic Mn$_5$Ge$_3$C$_x$ thin films on insulating sapphire
本研究实验测量了蓝宝石衬底上铁磁Mn$_5$Ge$_3$C$_x$薄膜的反常能斯特效应，发现其随碳含量增加而增强，在x=0.8时最大且比母体化合物强三倍，但该成分下计算值与实验值存在偏差。
2020-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Discovery of interlayer plasmon polaron in graphene/WS$_2$ heterostructures
该研究在石墨烯/单层WS$_2$异质结构中首次发现层间等离子体极化子，通过microARPES实验和有效多体模型揭示其形成机制，对二维TMD器件的光电性质具有重要影响。
2023-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theoretical Prediction of Enhanced Thermopower in n-doped Si/Ge Superlattices using Effective Mass Approximation
我们使用有效质量近似（EMA）方法分析了n掺杂[001]硅（Si）/锗（Ge）超晶格中的跨平面微带输运，该方法正确地解释了Si和Ge带隙的间接性质。到目前为止，基于直接带隙的EMA已经被用于研究这些超晶格的电子性质，这并不能准确地预测输运性质。我们使用玻尔兹曼输运方程框架结合EMA能带分析，并预测，显着改善的n掺杂的Si/Ge超晶格的热电势可以通过控制这些异质结构材料中的晶格应变环境。我们说明了一个显着程度的可调谐性的塞贝克系数可以通过在各种衬底上生长的超晶格，并改变周期，和组合物。我们的计算表明，在高掺杂制度下，Si/Ge [001]超晶格比体硅的Seebeck增强高达3.2倍，打破了Pisarenko关系。热功率调制导致功率因数增加高达20%。我们的方法一般适用于其他超晶格系统，例如，研究二维纳米线和三维纳米点超晶格中电子输运的尺寸效应。具有高S的材料潜在地提高热电应用的能量转换效率，并且另外，在包括热、流动、辐射和化学感测应用的各种塞贝克计量技术中是非常有价值的。我们预计，这里提出的想法将在控制电子输运在各种热电，光电子和量子增强材料的应用产生强烈的影响。
2019-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological superconductivity in a topological insulator
拓扑超导电性是一种奇异的量子现象，它与非平凡拓扑序和超导电性耦合在一起。生产拓扑超导体的一个直接想法是基于公认的拓扑绝缘体来创造超导性。通过角分辨光电发射和输运实验，确定了高效热电材料Bi $_2$ Te $_3$和Bi $_2$ Se $_3$及其合金Bi $_{2}$ Te $_{3-x}$ Se $_{x}$的拓扑绝缘态。基于这些流行的拓扑绝缘体，通过应用压力化学掺杂剂和异质结构，也观察到了超导性。然而，目前的实验主要集中在Bi $_{2}$ Se $_3$的金属掺杂上，并没有提供一致的证据来支持拓扑超导电性。本文对拓扑绝缘体Bi $_{2}$ Te $_{2.7}$ Se $_{0.3}$进行了系统的高压研究，为预期的拓扑超导电性提供了令人信服的证据。在压缩过程中发现了四种不同结构的相。拓扑表面状态被确定在整个初始阶段，而超导性被发现与这种状态的压缩材料后，其通过电子拓扑转变共存，其次是其他三个超导阶段没有拓扑特征。对于这些超导相，我们观察到，上临界场遵循的临界指数${2/3}$的温度与拓扑表面状态的第一个和$1$的左边。这些观测结果支持了根据理论上提出的临界场测度在初始阶段实现拓扑超导电性。这一工作也为从拓扑热电材料中寻找拓扑超导体指明了一个大的方向。
2022-08-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
