Observation of Fano resonance in photoluminescence of a two-dimensional magnetic semiconductor
当电子跃迁的最终态在连续态和离散态之间时，量子干涉引起非对称Fano共振线形状，这在光开关和传感中具有重要应用。通过吸收光谱、拉曼光谱、透射光谱等观测到了与Fano共振有关的共振光学现象，但是在光致发光（PL）光谱学中很少有报道。在这项工作中，我们进行了光谱研究层状铬硫代磷酸盐（CrPS 4），一个有前途的三元反铁磁半导体与PL在近红外波长范围内，观察到Fano共振时，CrPS 4经历相变到反铁磁状态低于Néel温度（38 K）。连续态的光致发光是由Cr ~（3+）离子的d带跃迁引起的，而离散态在高激发功率下达到饱和，并能被外加磁场增强，表明它是由额外的磷原子的杂质能级形成的。我们的研究结果提供了深入了解CrPS 4的电子跃迁及其与其固有磁性的联系。
2019-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric switching at edge dislocations in BaTiO$_3$ modelled at the atomic scale
Interdisciplinary Centre for Advanced Materials Simulation (ICAMS), Ruhr-University Bochum（波鸿鲁尔大学先进材料模拟跨学科中心）；Center for Interface-Dominated High Performance Materials (ZGH), Ruhr-University Bochum（波鸿鲁尔大学界面主导高性能材料中心）；Faculty of Physics and Astronomy, Ruhr-University Bochum（波鸿鲁尔大学物理与天文学系）；Univ. Lille, CNRS, INRAE, Centrale Lille, UMR 8207 - UMET - Unité Matériaux et Transformations（里尔大学、法国国家科学研究中心、法国国家农业食品与环境研究院、里尔中央理工学院、UMR 8207 材料与转化单元）
研究通过原子模拟揭示了BaTiO3中⟨100⟩边缘位错核心在不同电场方向下作为铁电开关成核中心或墙钉的机制，阐明了位错对铁电开关的影响。
2026-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Robust and Bright Photoluminescence from Colloidal Nanocrystal / Al$_2$O$_3$ Composite Films fabricated by Atomic Layer Deposition
胶体纳米晶体是一类很有前途的荧光材料，其自发发射特征可以通过其组成、几何形状和尺寸在宽光谱范围内进行调节。然而，对嵌入纳米晶体薄膜在精心制作的设备的几何形状，一个显着的缺点是它们的发射性能的敏感性，如光刻，金属或氧化物沉积等进一步的制造工艺在这项工作中，我们展示了如何明亮的发射和强大的薄膜可以通过结合从解决方案通过spin 2涂层与随后的原子层沉积氧化铝的沉积。对于所得的复合膜，层厚度可以在纳米级上控制，并且它们的折射率可以通过沉积的氧化铝的量进行微调。椭圆偏振法用于测量介电常数的实部和虚部，其给出了直接访问膜的波长依赖的折射率吸收。详细分析的薄膜的核-壳结构的不同形状和不同的壳厚度的光致发光的行为和衰减寿命的氧化铝沉积所引起的非辐射率的变化，允许相关的物理。我们表明，这种复合薄膜的光发射性能是稳定的波长和强度超过几个月，从加热过程中完全恢复到240 $^\circ$ C的光致发光。后者特别令人感兴趣，因为它证明了对典型热处理的鲁棒性，所述典型热处理在几个工艺步骤中是需要的，如基于抗蚀剂的光刻和通过金属或氧化物的热或电子束蒸发的沉积。
2020-04-24 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Combined atomic force microscopy and photoluminescence imaging to select single InAs/GaAs quantum dots for quantum photonic devices
我们报告了一个结合光致发光成像和原子力显微镜研究的单个，孤立的自组装InAs量子点（密度<0.01 μ m ^（-2），由95 nm GaAs层覆盖，发射约950 nm。通过结合光学和扫描探针表征技术，我们确定相对于相对较大（100 nm至1000 nm的面内尺寸）的地形特征的单量子点的位置。我们发现，量子点经常出现（>25%的时间）在这些功能的附近，但通常不表现出显着的差异，在其非共振泵浦发射光谱相比，量子点出现在无缺陷的区域。在不同生长室中生产的多个晶片上观察到这种行为。我们的表征方法与单量子点嵌入纳米制造光子器件的应用有关，这种大的表面特征可以影响与受限光场的相互作用和单光子发射的质量。特别是，我们预计使用这种方法来筛选量子点，不仅基于它们的光学特性，而且还基于它们周围的表面形貌。
2016-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electrical polarization switching in bulk single crystal GaFeO$_{3}$
针对存在显著原子无序的 GaFeO$_{3}$ 单晶，结合压电响应力显微镜、X 射线衍射、穆斯堡尔谱与从头算计算，提出并验证了新的极化翻转原子位移机制。
2023-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Impact of ALD-Deposited Ultrathin Nitride Layers on Carrier Lifetimes and Photoluminescence Efficiency in CdTe/MgCdTe Double Heterostructures
本研究评估ALD沉积的SiNx、AlN、TiN超薄氮化物层对CdTe/MgCdTe双异质结构的钝化效果，证实其可提升载流子寿命、减少表面复合，指出SiNx是提升CdTe太阳能电池效率的潜在钝化材料。
2024-08-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ferroelectric domain nucleation and switching pathways in hafnium oxide
本文利用透射电子显微镜和差分相位衬度成像在原子尺度实时研究氧化铪薄膜的极化翻转路径，揭示其翻转过程经由瞬态类四方局域结构，氧离子在母体铪多面体内移动。
2023-11-29 cond-mat.mtrl-sci
Direct observation of cation-dependent polarisation switching dynamics in fluorite ferroelectrics
本文利用最佳明场扫描透射电子显微镜直接观测了ZrO2和Hf0.5Zr0.5O2薄膜中氧位点动力学，揭示了180度和90度极化翻转路径涉及不同非极性中间态，并结合密度泛函理论阐明了阳离子种类对翻转路径的影响。
2025-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Electric-field switching of exciton spin splitting in coupled quantum dots
从理论上研究了含单个磁性离子的半导体耦合量子点中激子态的自旋分裂。我们发现在电场的作用下，\textit{sp-d}交换相互作用可以使CQDs \textit{via}中的自旋分裂开/关.一个有趣的亮-暗激子跃迁可以被发现，并显着影响的光致发光光谱。这种现象是由空穴混合效应引起的基态激子在成键态和反键态之间的跃迁引起的。
2008-06-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Keldysh tuning of photoluminescence in a lead halide perovskite crystal
利用铅卤化物钙钛矿的高光致发光量子产率，实验观测到Keldysh交叉，区分光子与电场诱导过程，为光子上转换和亚带隙探测开辟新途径。
2024-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional nanovaristors at grain boundaries account for memristive switching in polycrystalline BiFeO3
多晶材料中的忆阻开关被广泛归因于导电丝的形成和断裂，被认为是由氧空位再分布介导的。然而，底层的原子尺度过程仍然是未知的，这限制了器件建模和设计。在这里，我们结合实验数据与多尺度计算来阐明整个原子尺度的周期在未掺杂的多晶BiFeO3。导电原子力显微镜显示，晶界表现得像二维纳米压敏电阻，而在循环的返回部分，减少的电流是通过晶粒。利用密度泛函理论和蒙特卡罗计算，我们推导出所观察到的现象的原子尺度机制。非平衡浓度下的氧空位最初分布相对均匀，但它们被增加的电压扫入晶界。然后，临界电压（SET电压）消除了用于通过晶界中的空位能级跳跃传导的势垒。在循环的返回部分，晶界再次不导电，但是晶粒由于氧空位的远程掺杂而显示出非零导电性。该负电压相当于重新分布空位的热脉冲。认识到纳米压敏电阻器是多晶材料中忆阻开关的核心，可能会为新型器件和电路开辟可能性。
2015-03-12 cond-mat.mtrl-sci
Excitons in atomically thin black phosphorus
利用拉曼光谱和光致发光光谱研究了在氩气气氛下机械剥离块状晶体得到的单层黑磷的光学性质。拉曼光谱，在原位进行相同的薄片的光致发光测量，证明了单层字符的研究样品。的发射光谱，占主导地位的激子效应，显示预期的平面各向异性。由于不同的介电屏蔽，发射能量取决于薄片放置在其上的基底的类型。最后，随着温度的升高发射的蓝移很好地描述了使用两个振荡器模型的带隙的温度依赖性。
2016-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
DNA Functionalization of Carbon Nanotubes for Ultra-Thin Atomic Layer Deposition of High k Dielectrics for Nanotube Transistors with 60mV/decade Switching
对于单壁碳纳米管（SWNT）场效应晶体管，通过原子层沉积（ALD）的高k值的垂直缩放目前为约8 nm，在室温下亚阈值摆幅S为约70-90 mV/decade。由于纳米管上缺乏官能团，在生长的原始SWNT上的ALD不能产生均匀和共形的电介质层，并且ALD工艺中氧化物电介质层的成核取决于表面上的反应性基团上的共价化学吸附。在这里，我们表明，通过用聚T DNA分子（dT 40-DNA）非共价官能化单壁碳纳米管，可以赋予足够密度和稳定性的官能团，用于在厚度低至2- 3 nm的单壁碳纳米管上均匀和共形的高k值ALD。这使得能够接近纳米管FET的最终垂直缩放极限，并且在室温下可靠地实现S ~ 60 mV/十倍，并且在双极传输的带到带隧穿机制中实现S~ 50 mV/十倍。我们还进行了显微镜调查，以了解ALD过程的单壁碳纳米管与DNA功能化。
2006-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Simulating bistable current-induced switching of metallic atomic contacts by electron-vibration scattering
本文结合DFT与非平衡格林函数方法，研究金属原子接触中由电流诱导振动激发的双稳态开关机制，并以单原子铅接触为例确定了可驱动构型转变的振动模式。
2023-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evolution of Electronic Structure in Atomically Thin Sheets of WS2 and WSe2
层状材料剥离层中的几何约束效应导致能量色散随层厚减小而显著演化。最近发现二硫化钼（MoS2）在厚度减小到单个单层时表现出间接到直接的能隙转变。这导致光致发光效率的显著增强，这为材料的光电应用开辟了新的机会。在这里，我们报告差分反射和光致发光（PL）光谱的单层到几层WS2和WSe 2，表明这些材料的能带结构经历类似的间接直接过渡时，减薄到一个单一的单层。单层WS2和WSe2由于激子在直接带边的复合，观察到PL量子产率的强烈增强。与近年来广泛使用的天然MoS2晶体相比，几层WS2和WSe2显示出较强的间接能隙发射和明显的直接能隙热电子发射，表明化学气相传输法合成的晶体具有较高的质量。精细的吸收和发射特性和它们的厚度依赖性表明Se p轨道对d电子能带结构以及WSe 2中的层间耦合的强烈影响。
2012-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric switching dynamics of topological vortex domains in a hexagonal manganite
在电子显微镜中，通过原子成像和外加偏压研究了具有拓扑涡旋结构的铁电畴的场致翻转，揭示了六方锰氧化物中拓扑缺陷对畴壁对拓扑引导变化的作用.
2013-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Growth of p-doped 2D-MoS$_2$ on metal oxides from spatial atomic layer deposition
在这封信中，我们报告通过化学气相沉积直接在Al $_2$ O $_3$薄膜的空间原子层沉积生长的MoS $_2$单层的合成。合成的单分子膜的特征在于原子力显微镜以及共焦拉曼和光致发光光谱。我们的数据表明，2D材料的形态和性质根据其在基底上的位置而有很大的不同。靠近材料源，我们发现具有几百微米的边缘长度的单个薄片表现出0.3%的拉伸应变，在$n_e=0.2 \cdot 10^{13}$ cm $^{-2}$的数量级上的n掺杂和对光致发光信号的主要三价电子贡献。与此相反，我们确定了一个毫米大小的区域下游，这是由密集的，小的MoS $_2$微晶与几微米的边长下降到纳米制度和覆盖率超过70%。该纳米晶体层显示出仅<0.02%的显著降低的应变，在1.86 eV的能量下的光致发光发射具有降低的三电子贡献，并且似乎是p掺杂的，载流子密度为$n_h=0.1 \cdot 10^{13}$ cm $^{-2}$。在没有替代掺杂、后处理或使用额外化学品的情况下，在标准CVD工艺中实现的不寻常的p型掺杂可能被证明对应用有用。
2022-02-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Mechanisms of Resistive Switching in 2D Monolayer and Multilayer Materials
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
本文综述了二维单层和多层材料中电阻开关机制，探讨了其原子结构重构、能量学及应用前景。
2025-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Revealing Polytypism in 2D Boron Nitride with UV Photoluminescence
本文通过紫外光致发光揭示二维氮化硼的多型性，利用MOVPE生长样品，识别出hBN和rBN的不同零声子线，并证明缺陷可作为多型体指示器，为范德华异质结构应用铺路。
2024-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Electric field-controlled reversible order-disorder switching of a metal tip surface
虽然已经确定升高的温度可以引起金属表面的表面粗糙化，但是还没有详细研究环境温度下高电场对原子结构的影响。在这里，我们展示了原子分辨率使用原位透射电子显微镜如何强烈的电场诱导可逆的金表面在室温下的完美的结晶和无序相之间的切换。从头算分子动力学模拟揭示了结构变化背后的机制可以归因于在高电场中形成表面缺陷的能量消耗消失。我们的研究结果表明，表面过程可以直接控制在原子尺度上由外部施加的电场，这促进了有效的去耦的最上层的表面层从底层的散装。这为纳米光子学和场效应晶体管技术中的有源纳米器件的开发以及材料表征和尚未探索的动态控制低维物质相的基础研究开辟了机会。
2018-05-07 cond-mat.mtrl-sci
Topological Magnetoelectric Switching on the Atomic Scale
MnBi 2 Te 4系列的内禀磁性拓扑绝缘体有望实现轴子绝缘体，轴子绝缘体是一种理论上预测的能够相互转换电信号和磁信号的物质状态，其性质令人想起宇宙学的轴子暗物质。在这里，我们报告的第一个实验实现的室温轴子单自旋开关的拓扑超材料MnBi2Te3。在扫描隧道显微镜（STM）实验中，通过使用STM针尖去除MnBi2Te4表面的Te原子层，原位产生了超材料。室温STM研究MnBi2Te3揭示了原子尺度的变化交换间隙和形成纳米级自旋气泡钉扎在亚表面缺陷。我们发现，利用STM针尖的局部电场，MnBi_2Te_3中的单个自旋态可以被可逆地转换，其磁电响应与理论预测的轴子绝缘体的响应相当。所观察到的拓扑表面磁性显着高于体Néel温度。
2020-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Single- and narrow-line photoluminescence in a boron nitride-supported MoSe$_2$/graphene heterostructure
由范德华材料制成的异质结构提供了一个模板，以研究原子级尖锐的异质界面的邻近效应。特别是，近场电荷和能量转移的异质结构由半导体过渡金属二硫属化物（TMD）已吸引了兴趣，设计模型的2D“施主-受主”系统和新的光电元件。在这里，使用拉曼散射和光致发光光谱，我们报告了一个全面的表征的二硒化钼（MoSe $_2$）单层沉积到六方氮化硼（hBN）和覆盖的单层和双层石墨烯。与原子级平坦的hBN衬底一起，单个石墨烯外延层足以钝化MoSe $_2$层并提供均匀的环境，而不需要额外的覆盖层。结果，我们没有观察到光诱导掺杂在我们的异质结构和MoSe $_2$激子线宽得到窄至1.6 meV，因此接近均匀的极限。半金属石墨烯层中和2D半导体，并实现皮秒非辐射能量转移，其猝灭来自长寿命状态的辐射复合。因此，来自中性带边激子的发射在很大程度上主导MoSe $_2$ /石墨烯异质结构的光致发光光谱。由于该激子在低温下具有皮秒辐射寿命，与能量转移时间相当，因此在单层和双层石墨烯的存在下，其低温光致发光仅分别被$3.3 \pm 1$和$4.4 \pm 1$的因子淬灭。最后，虽然我们的裸MoSe $_2$ hBN表现出可忽略不计的谷极化在低温和近共振激发下，我们表明，接口MoSe $_2$与石墨烯产生一个单线发射器的谷极化和相干度高达$\sim 15\,\%$。
2021-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stoichiometry-driven switching between surface reconstructions on SrTiO$_3$(001)
在原子尺度上控制表面结构是大多数过渡金属氧化物的主要困难;这对于三元钙钛矿尤其如此。利用扫描隧道显微镜、低能电子衍射、低能He $^+$离子散射（LEIS）和X射线光电子能谱学（XPS）研究了表面化学计量比对SrTiO $_3$（001）表面原子结构的影响。气相沉积0.8单层（ML）锶和0.3 ML钛，随后在4 $\times$ 10 $^{-6}$ mbar 0 $_2$中退火至850 °C，分别在c（4 $\times$ 2）和（2 $\times$ 2）重建之间可逆地切换表面。LEIS和XPS的组合显示出限制在顶层的不同化学计量。这些重建的几何模型需要考虑这些不同的表面成分。
2018-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Atomic engineering of interfacial polarization switching in van der Waals multilayers
该研究通过层间旋转和单轴应变对三层WSe2范德华异质结构进行原子尺度工程调控，利用原位透射电子显微镜揭示了极性畴排列与翻转动力学的可调性，为设计新型极性多层器件提供了新途径。
2023-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ligand-field helical luminescence in a 2D ferromagnetic insulator
块状三碘化铬（CrI $_3$）长期以来被认为是层状范德华铁磁体。然而，它的单层形式最近才被分离出来，并被证实是一个真正的二维（2D）铁磁体，为研究原子薄极限下的光-物质相互作用和磁光现象提供了一个新的平台。在这里，我们报告自发的圆偏振光致发光单层碘化铬$_3$线性极化激发下，与螺旋确定的单层磁化方向。相反，双层CrI $_3$的光致发光表现出消失的圆偏振，支持最近发现的异常反铁磁层间耦合CrI $_3$双层。不同于Wannier-Mott激子，占主导地位的光学响应，在著名的二维范德华半导体，我们的吸收和层依赖的光致发光测量揭示了配体场和电荷转移跃迁的原子薄CrI $_3$的光电响应的重要性。我们将其光致发光归因于Cr $^{3+}$配合物的宇称禁戒d-d跃迁特性，其由于强的电子振动耦合而显示宽的线宽，并且由于其局部化的分子轨道性质而显示与厚度无关的峰值能量。
2017-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unveiling Unconventional Ferroelectric Switching in Multiferroic Ga0.6 Fe1.4O3 Thin Films Through Multiscale Electron Microscopy Investigations
了解铁电材料中起作用的极化转换机制对于它们在电子器件中的开发至关重要。传统的基于中心对称参考结构的机制解释了大多数常见的位移铁电材料中的铁电性，对于一些新诊断的铁电材料如Ga 2-xFexO 3（0.8 < x < 1.4）化合物来说，该机制过于耗能。一些替代的理论命题已经提出，需要实验证实。双尺度电子显微镜研究进行薄膜的Ga 0.6 Fe 1.4 O 3多铁性化合物。大规模的旋进辅助电子衍射层析成像研究首先允许确定化合物在薄膜中采用的结构，甚至允许细化该结构内的原子位置。阳离子迁移率建议通过存在额外的电子密度的两个原子的位置。一个本地的原位高分辨率扫描透射电子显微镜研究，然后允许确认这些流动性，通过直接点连续采集的图像上的阳离子位移。整个研究证实了一个非常规的开关机制，通过局部畴壁运动在该化合物。
2022-07-12 cond-mat.mtrl-sci
Single-defect Memristor in MoS$_2$ Atomic-layer
非易失性电阻开关，也称为双端器件中的忆阻器效应，已经成为高密度信息存储、脑启发计算和可重构系统的持续发展中最重要的组成部分之一。最近，在过渡金属二硫属化物三明治结构的原子单层中意外发现忆阻器效应，由于尺寸缩放的前景和相关益处，增加了新的感兴趣的维度。然而，原子片中开关机制的起源仍然不确定。在这里，使用单层MoS $_2$作为模型系统，原子成像和光谱显示，金属取代到硫空位导致电阻的非挥发性变化。实验观察证实了缺陷结构和电子状态的计算研究。这些非凡的发现提供了对非易失性开关机制的原子理解，并为精确缺陷工程开辟了新的方向，甚至是单个缺陷，以实现最佳性能指标，包括使用原子纳米材料的存储器密度，开关能量，速度和可靠性。
2020-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photocurrent Imaging of Multi-Memristive Charge Density Wave Switching in Two-Dimensional 1T-TaS2
原子级薄的1 T-TaS 2的输运研究已经证明了在近相称（NC）到相称（C）电荷密度波（CDW）转变中存在中间电阻态，其可以进一步电切换。虽然这为忆阻器应用中的材料提供了令人兴奋的机会，但切换机制仍然难以捉摸，并且可能归因于在1 T-TaS 2薄片上形成不均匀的C和NC域。在这里，我们提出了同时电驱动和扫描光电流成像的CDW在1 T-TaS 2使用垂直异质结构的几何形状。虽然微米尺寸的CDW域形成时，改变温度，电驱动的转变导致在很大程度上均匀的变化，表明后者的中间电阻状态可能对应于真正的亚稳态CDW状态之间的NC和C相，然后我们解释的自由能分析。此外，我们能够在不改变样品温度的情况下跨多个CDW状态执行可重复和双向切换，这表明原子级薄的1 T-TaS 2可以进一步用作鲁棒和可逆的多忆阻器材料。
2020-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Low-temperature photoluminescence of oxide-covered single-layer MoS2
我们提出了一个光致发光的研究单层二硫化钼薄片SiO2表面。我们表明，从天然二硫化钼，这之间的变化高达25毫电子伏的单个制备的薄片，薄片制备的发光峰位置可以均匀化，通过在真空中退火，从表面去除吸附物。我们使用原子层沉积制备的HfO2和Al2O3层来覆盖我们的一些薄片。我们清楚地观察到的低能量的发光峰的抑制所制备的薄片在低温下观察到的，这表明该峰起源于激子绑定到表面吸附。我们还观察到不同的温度诱导的氧化物覆盖的薄片的发光峰的位移。这种效应源于氧化物层和MoS2薄片的不同热膨胀系数。这表明单层MoS2薄片强烈地粘附到氧化物层，因此是应变的。
2012-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Voltage-driven 90 switching of bulk perpendicular magnetic anisotropy in ferrimagnets
该研究通过−1.2 V电压驱动氢原子插入Tb-Co间隙位点，使体PMA发生90°翻转，并结合XMCD与第一性原理计算揭示其源于Tb晶体场畸变及轨道磁矩重定向。
2025-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Correlating 3D atomic defects and electronic properties of 2D materials with picometer precision
二维材料特殊的电子、光学和化学性质在很大程度上取决于三维原子结构和晶体缺陷。以Re掺杂的MoS2为模型，发展了扫描原子电子断层成像（sAET）技术，可以精确地确定三维原子位置和晶体缺陷，如掺杂、空位和波纹，其精度可达4皮米。首次测量了单掺杂引起的三维键畸变和局域应变张量。通过直接提供实验的三维原子坐标的密度泛函理论（DFT），我们得到了更真实的电子能带结构比那些来自传统的DFT计算依赖于松弛的三维原子模型，这是证实了光致发光测量。我们预期sAET不仅普遍适用于确定二维材料、异质结构和薄膜的三维原子坐标，而且可以通过使用实验三维原子坐标作为直接输入来改变从头计算，以更好地预测和发现新的物理、化学和电子性质。
2019-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Photoluminescence Features of Few-Layer Hexagonal $α$-In$_2$Se$_3$
本文通过多种光谱与显微技术研究了7至100个单层厚度的少层α-In₂Se₃的光致发光特性，确认A峰源于带间跃迁、B峰源于缺陷发射，并发现厚度变化未引起能带结构的质变。
2025-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Light / heavy hole switching with correlated characterization on a single quantum dot : Probing the light hole / heavy hole switching with correlated magneto-optical spectroscopy and chemical analysis on a single quantum dot
对含有量子点的同一单根纳米线进行了一系列互补研究：阴极发光光谱和成像，磁场下的显微光致发光光谱和温度函数，以及能量色散X射线光谱和成像。在Si 3 N4薄膜上制备了具有Ti/Al图形的ZnTe纳米线.完整的数据集表明，CdTe量子点的特点是重空穴状态作为基态，虽然压缩失配应变促进轻空穴基态，只要纵横比大于1（拉长的点）。整个结构的数值计算表明，从重空穴到轻空穴配置的过渡被推向的值的纵横比远大于单位的存在下的（Zn，Mg）Te壳，并进一步增强的效果由一个小的价带偏移半导体点和周围。
2019-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical switching of magnetic order in few-layer CrSBr
Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学）；University of Basel（巴塞尔大学）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）
该研究展示了双层和三层CrSBr中磁序的光控切换，利用低功率连续波激光实现磁构型的局域、远程切换及零场磁构型的确定性制备，为磁光电子器件应用提供了基础。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomic-Scale Insights into the Switching Mechanisms of RRAM Devices
本文通过表征富氧与缺氧氧化钽RRAM器件，揭示氧化学计量比对导电机制和电学性能的影响，并建立材料组成与器件指标的关联，为高能效存储与计算应用提供优化指导。
2025-09-20 cond-mat.mtrl-sci cs.ET physics.app-ph
Interfacial Polarization Switching in Al0.92Sc0.08N/GaN Heterostructures Grown by Sputter Epitaxy
本文展示GaN上高相干性Al0.92Sc0.08N薄膜的溅射外延生长，揭示其铁电畴形成与传播机制，发现界面极化翻转过程及残余畴，为相关器件开发提供支持。
2025-02-13 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Charge versus energy transfer in atomically-thin graphene-transition metal dichalcogenide van der Waals heterostructures
范德华异质结是由二维材料堆叠而成的，具有独特的光-物质相互作用，有望成为新型光电子器件。这种器件的性能由近场耦合控制，例如，层间电荷和/或能量转移。需要新的概念和实验方法来正确地描述二维异质界面。在这里，我们报告层间电荷和能量转移原子薄金属（石墨烯）/半导体（过渡金属二硫属化物（TMD，这里MoSe $_2$））异质结构使用光致发光和拉曼散射光谱的组合。石墨烯/MoSe $_2$中的光致发光强度被猝灭超过两个数量级，并且随着光子通量线性上升，表明室温MoSe $_2$激子寿命急剧缩短（$\sim 1~\tr{ps}$）。通过对石墨烯和MoSe $_2$拉曼模式的分析，提供了关键的补充见解，其揭示了从MoSe $_2$到石墨烯的净光诱导电子转移和MoSe $_2$中的空穴积累。值得注意的是，石墨烯的稳态费米能在狄拉克点以上的$290\pm 15~\tr{meV}$处饱和。在环境空气和真空中观察到这种行为，并讨论了频带偏移和环境影响。在这种饱和状态下，电子和空穴的平衡光诱导流动可以转移到石墨烯，这是一种有效地导致能量转移的机制。使用宽范围的光子通量和不同的环境条件下，我们发现，净光致电荷转移的存在下，石墨烯/MoSe $_2$的近统一的光致发光猝灭效率没有可测量的影响。这种相关性的缺乏强烈表明，能量转移到石墨烯是原子级薄的TMD和石墨烯之间的主要层间耦合机制。
2017-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Layer-Selective Non-Reciprocal Electric-Field Switching of Magnetism in van der Waals Heterostructure Multiferroics
本研究构建CrI3/α-In2Se3范德华异质结构多铁材料，实现层选择性非互易电场调控磁性，为多级存储和类脑计算提供新途径。
2023-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Atomic-Scale Detection of Néel Vector Switching in the Single-Layer A-type Antiferromagnet Cr2S3-2D
II. Physikalisches Institut, Universität zu Köln（科隆大学第二物理研究所）；Institute of Molecular Science, University of Valencia（瓦伦西亚大学分子科学研究所）；Institute of Ion Beam Physics and Materials Research, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心离子束物理与材料研究所）；ALBA Synchrotron Light Source（阿尔巴同步辐射光源）
研究通过扫描隧道显微镜和X射线磁圆二色性揭示单层A型反铁磁体Cr2S3-2D中Néel矢量切换特性，发现其具有大切换磁场和岛大小依赖性，并通过第一性原理计算表明其磁矩微小不平衡导致净磁化。
2026-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitons in bulk black phosphorus evidenced by photoluminescence at low temperature
黑磷（BP）的原子层在从可见光到中红外的宽光谱范围内呈现出独特的光电特性，主要由直接可调带隙控制。在本工作中，我们研究了BP单晶在极低温下的红外光致发光。近带边重组观察到在2 K，包括占主导地位的激子跃迁在0.276 eV和较弱的一个在0.278 eV。自由激子结合能计算与各向异性Wannier-Mott模型，发现等于9.1毫电子伏。与此相反，PL强度猝灭的0.276 eV峰在高温下被发现与一个小得多的激活能，归因于本地化的浅杂质上的自由激子。这种分析导致我们属性分别为0.276 eV和0.278 eV的PL线绑定激子和自由激子在BP。结果，体BP带隙的值在2K下被细化到0.287 eV。
2020-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Single-layer spin-orbit-torque magnetization switching due to spin Berry curvature generated by minute spontaneous atomic displacement in a Weyl oxide
本研究在单层Weyl氧化物SrRuO3中，通过微小原子位移产生的自旋Berry曲率增强内禀自旋霍尔效应，实现低电流密度下的SOT磁化翻转，为自旋轨道电子学器件提供新途径。
2024-11-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Off-resonant photoluminescence spectroscopy of high-optical quality single photon emitters in GaN
本研究通过光致发光激发技术分析了GaN中单光子发射缺陷的激发特性，发现其ZPL的大光谱跃变和可电学调控性，并展示了其作为相干光子源的潜力。
2025-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High Strain Engineering of a Suspended WSSe Monolayer Membrane by Indentation and Measured by Tip-enhanced Photoluminescence
本研究通过AFM压痕和尖端增强光致发光技术，对悬浮WSSe单层膜施加高达10%的应变，观测到每单位应变64 meV的光致发光偏移，并测得273 GPa的高杨氏模量，展示了二维三元材料在应变电子学中的潜力。
2024-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Benchtop Fabrication of Memristive Atomic Switch Networks
纳米科学和技术的最新进展提供了在具有潜在独特架构的器件的布线方案内直接自组装和集成功能电路元件的可能性。包括高度互连的分形电极和金属-绝缘体-金属界面的电离子电阻开关电路（称为原子开关网络）已经使用简单的台式技术（包括溶液相无电沉积）制造。这些器件被证明通过偏置诱导的形成步骤来激活，该步骤产生无间隙型原子开关和忆阻器所期望的频率相关、非线性滞后开关。通过消除对复杂的光刻方法的需要，这种器件制造方法为离子电阻开关和忆阻系统的研究提供了更容易获得的平台。
2014-02-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Electric-field-driven magnetic switching and tightly bound interlayer excitons in bilayer CrSBr
Wuhan National High Magnetic Field Center and School of Physics, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学物理学院）；School of Physics and Technology, Wuhan University（武汉大学物理科学与技术学院）；National Institute for Material Science（日本国立材料研究所）
本研究在双层CrSBr中实现了电场驱动的反铁磁-铁磁可逆开关，并发现强束缚层间激子，揭示了线性磁电效应和电场调制的层间交换耦合两种共存机制。
2026-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic crystallization in solution processed chalcogenide thin film by linearly polarized laser
与非晶硫属化物结构相关的低活化能提供了利用基于激光或热处理的材料性质的广泛可调谐性。本文研究了近带隙激光诱导硫化砷溶液各向异性晶化。与激光刺激相关的修改后的电子带尾状态导致一个独特的光致发光光谱，热退火的非晶玻璃相比。在透射电子显微镜实验中，激光晶化材料呈现出周期性的亚波长波纹结构，并表现出偏振相关的光致发光。这些材料的本地原子结构的分析，使用实验室为基础的X-射线对分布函数分析表明，激光照射引起轻微的重排，在原子长度尺度上，与一个小的百分比的S-S同极键转换为As-S异极键。这些结果突出了激光和热处理在这类重要材料中的根本差异。
2016-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Fano resonance and spectrally modified photoluminescence enhancement in monolayer MoS2 integrated with plasmonic nanoantenna array
本文将单层MoS2与银蝴蝶结纳米天线阵列集成，利用激子-等离子体耦合实现室温下可调光致发光增强和表面增强拉曼散射，并在低温下通过调节阵列设计获得可调Fano共振，为新型光学器件设计提供平台。
2015-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Bipolar resistive switching in amorphous titanium oxide thin films
利用等温和变温的电学测量方法，研究了等离子体增强原子层沉积法制备的非晶氧化钛薄膜在铝电极间的阻变机理。在高温区（> 140 K）发现了双极阻变行为，在欧姆电流区发现了两个浅陷阱激活能，分别为0.055 eV和0.126 eV。我们还提出，非晶TiO 2薄膜的双极电阻开关是由导电模式的过渡，从一个块限制SCLC模型（关状态）的界面限制肖特基发射（开状态），产生的氧空位的离子运动。
2009-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Localized atomic basis set in the projector augmented wave method
我们提出了一个实施的局域原子轨道基组的投影增广波（PAW）形式主义内的密度泛函理论（DFT）。实空间GPAW代码中的实现为精确但计算要求更高的网格表示提供了补充基集。在两种表示之间无缝切换的可能性意味着可以在计算结束时通过切换到网格来微调采用局部基的模拟，从而结合两种表示的强度以获得最佳性能。通过计算各种分子和固体的原子化能和平衡体积性质，并与网格结果进行比较，验证了该方法的有效性。最后，它演示了如何网格质量的结构优化可以进行显着减少计算工作量之间的网格和基础表示切换。
2013-03-02 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Atomic-Scale Visualization of Chiral Charge Density Wave States and Their Reversible Transition
手性是生命和物质中各种令人惊奇的现象所必不可少的。然而，电子超晶格中的手征性及其开关，如电荷密度波（CDW）阵列，仍然难以捉摸。在这项研究中，我们表征的手征性转变的原子分辨率成像的单层NbSe 2 CDW图案的扫描隧道显微镜技术。发现CDW阵列的原子晶格是连续的和完整的，虽然它的手性切换。几个中间态的时间分辨成像跟踪，揭示了快速和动态的手性转变。重要的是，开关是可逆地实现与外部电场。我们的研究结果揭示了二维晶体中手性CDW阵列的精细转变过程，并将其降至原子尺度，可能适用于未来的纳米器件。
2022-03-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
Influence of the magnetron power on the Er-related photoluminescence of AlN:Er films prepared by magnetron sputtering
研究了磁控管功率对室温下生长的掺铒AlN薄膜的1.54 $μ$ m红外光致发光强度的影响。F.磁控溅射，已研究。在（001）硅衬底上沉积了AlN：Er薄膜。该研究提出了两个铒掺杂水平（0.5和1.5原子%）与相同的溅射参数制备的纳米晶化样品的相对光致发光强度。其次是透射电子显微镜的微晶作为一个功能的功率的结构演变。1引言一段时间以来，稀土（RE）掺杂半导体杂质半导体在光电子技术领域具有重要的潜在应用。该技术兴趣的一部分依赖于RE离子的屏蔽4f能级，因为它们产生尖锐且强的发光峰[1-5]。在RE元素中，由于Er离子可以在558 nm处产生可见光，因此Er优于其对应物（绿色，原色之一）和1.54 $μ$ m的红外光，其光谱区域与二氧化硅基光纤吸收光谱中的主要低损耗区域一致，结合了对于光子器件和对于在红外域中操作的光通信器件的潜在应用。然而，这些令人感兴趣的排放只有在被置于宿主基质中时才能被利用。一方面，内部4f能级的屏蔽防止了RE 3+能级的移动，并确保了频率发射的稳定性。此外，4f内跃迁是奇偶禁止的孤立离子。基质可以使Er 3+离子的光学活性，通过放松的选择规则，由于晶场效应。由于硅基材料在20世纪60年代至90年代进行了测试，没有明显的工业成功，
2019-09-13 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Spin filtering and switching action in a diamond network with magnetic-nonmagnetic atomic distribution
我们提出了一个简单的模型量子网络组成的菱形格子的磁性和非磁性原子的确定性分布在存在一个均匀的外部磁通量在每个格子和预测，这样一个简单的模型可以是一个有前途的候选人自旋过滤器以及磁通驱动的自旋电子开关。衬底磁矩的取向和幅度在两个自旋通道的能带工程中起着至关重要的作用，这基本上使我们能够控制自旋传输，从而导致自旋过滤效应。外部可调谐的磁通量在诱导两个自旋态的开关开关效应中起着重要的作用，指示类似于自旋电子开关的行为。即使是现场势和磁矩中的相关无序配置也可能导致无序诱导的自旋过滤现象，其中一个自旋通道被完全阻塞，而另一个自旋通道在整个允许的能量范围内传输。所有这些功能建立在紧束缚框架内的状态密度和两个终端的传输概率使用的传输矩阵形式主义。理论研究的实验实现可能有助于设计新的自旋电子器件。
2016-08-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reversible switching of surface texture by hydrogen intercalation
氢原子与铑上的单层六方氮化硼的相互作用导致h-BN表面杂质的去除。该过程是可逆的，因为氢可以通过退火到约500 K而被排出，于是纳米尺度上的织构被恢复。这种效应可以追溯到氢嵌入。这是预期有影响的应用，如氢的存储，剥离sp2杂化层从固体基板或控制的润湿角，仅举几例。
2009-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical detection of the sliding ferroelectric switching in hBN with a WSe2 monolayer
本研究利用相邻WSe2单层通过光学手段检测hBN中的滑移铁电开关，实现了二维铁电体与半导体的动态耦合，为非破坏性局域光学探测及非易失性存储应用提供了新途径。
2024-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
