Control of current-induced spin-orbit effects in a ferromagnetic heterostructure by electric field
我们研究了静电门对铁磁/重金属异质结中电流感生现象的影响。我们利用外差检测和对称性分析相对于磁场的方向分离电场贡献的磁各向异性，电流感应类场转矩，和阻尼转矩。电场效应的分析使我们能够估计Rashba和自旋霍尔贡献的电流感应现象。静电门可以提供对自旋轨道现象的洞察，并使自旋电子器件中的新功能成为可能。
2015-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gating of two-dimensional electron systems in InGaAs/InAlAs heterostructures: the role of the intrinsic InAlAs deep donor defects
我们提出了一个门控InGaAs/InAlAs异质结构，器件平台，实现半导体中的自旋轨道功能的分析。从我们的磁输运实验推导出的唯象模型，使我们能够关联的门响应所研究的二维电子系统异质结构的设计参数，特别是铟浓度。我们解释了亚稳态静电配置的发生，表现出减少电容耦合，并提供栅极操作策略，以达到经典的场效应控制在这样的异质结构。我们的研究突出了本征InAlAs深施主缺陷的作用，因为它们通过电荷捕获和无意隧穿来控制栅极电压变化的静电响应的动态。
2021-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interface relaxation and electrostatic charge depletion in the oxide heterostructure LaAlO3/SrTiO3
执行密度泛函理论内的分析，我们开发洞察氧化物异质结构LaAlO 3/SrTiO 3的结构和电子性质。静电表面效应从内部晶格畸变分解，以澄清它们的相互作用。我们首先研究了无表面多层膜系统的界面弛豫，并分别研究了衬底-薄膜系统的表面效应。虽然在界面处的TiO 6八面体的伸长增强了金属性，但由于电荷耗尽的增加，膜厚度的减小具有相反的效果。然而，这两种效应的相互作用，反映了在基板膜系统的全晶格弛豫，强烈依赖于膜的厚度。薄膜厚度小于4层LaAlO 3时，TiO 6畸变图案的反转导致绝缘状态。
2009-03-30 cond-mat.mtrl-sci
What Makes Effective Gating Possible in Two-Dimensional Heterostructures?
静电门控提供了一种在现代电子器件中获得关键功能并定性改变材料特性的方法。虽然这种门控的静电描述为相关的掺杂效应提供了指导，但门控的固有量子特性为材料和未开发设备的有趣修改提供了机会。利用第一性原理计算对Co/双层石墨烯、Co/BN和Co/苯三种磁性材料进行了理论计算，并结合一个简单的物理模型，证明了二维层状材料的磁性异质结构可以表现出可调的磁性邻近效应.范德华键合被认为是通过门控进行大的电子结构改变的要求。特别地，物理吸附的石墨烯中的自旋极化的幅度和符号可以通过选通来控制，这对于自旋电子器件是重要的。
2015-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrostatics of electron-hole interactions in van der Waals heterostructures
从理论上研究了范德华异质结中电介质屏蔽对电子-空穴相互作用的影响。在文献中描述这些相互作用的模型之间的比较和这些方法的局限性进行了讨论。基于传输矩阵方法，提出了一种简单的电介质板叠层Poisson方程的数值解法，使得电子-空穴相互作用势的计算具有较低的计算成本和合理的精度。使用不同的潜在的模型，在这些系统中的直接和间接激子结合能计算Wannier-Mott理论，并与最近的实验激子在二维材料的理论结果进行了比较讨论。
2017-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Ionic Modulation of Interfacial Magnetism through Electrostatic Doping in Pt/YIG bilayer heterostructure
钇铁石榴石（YIG）的电压调制具有结构紧凑、响应速度快、能量利用率高等优点，具有重要的理论和实际意义，可广泛应用于各种YIG基自旋电子学，如自旋霍尔、自旋泵浦、自旋Seeback效应等。在此，我们对YIG/Pt双层异质结构进行了界面磁性的离子调制，其中Pt的覆盖会显著影响铁磁（FMR）场的位置，从而实现了双层异质结构中磁性的显著增强。YIG（13 nm）/Pt（3 nm）多层异质结构在4.5 V的小偏压下实现了690 Oe的大电压感生FMR场位移。第一性原理理论模拟表明，由于d轨道电子未得到补偿，静电掺杂诱导的Pt 5+离子具有较强的磁有序性。大电压控制铁磁电阻的变化为新型电压可调YIG基自旋电子学奠定了基础。
2018-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Strain-tunable interface electrostatics in Janus MoSSe/silk vdW heterostructure for triboelectric nanogeneration
KTH The Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）；Wallenberg Initiative Materials Science for Sustainability（瓦伦堡可持续材料科学倡议）
通过第一性原理计算研究Janus MoSSe/丝vdW异质结构在应变下的电子结构与摩擦电响应，发现界面极化增强可显著提升三电极纳米发电机性能。
2026-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Thermal and electrostatic tuning of surface phonon-polaritons in LaAlO3/SrTiO3 heterostructures
该研究利用低温红外近场显微镜在SrTiO3及含二维电子气的LaAlO3/SrTiO3异质结构中观测表面声子极化激元，并实现温度与静电门控调谐。
2023-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Charging of quantum emitters in hexagonal boron nitride - graphene heterostructures due to electrostatic screening
本研究揭示了hBN/石墨烯异质结构中静电屏蔽导致缺陷电荷态改变，并表明可通过栅极电压克服重取向能垒，实现电学控制量子发射体。
2025-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Collective Electrostatics and Band Alignment in Janus MoSTe nanotubes
University of Kansas（堪萨斯大学）；University of Florida（佛罗里达大学）
研究Janus MoSTe纳米管的集体静电效应及其对异质结构带对齐的影响，通过第一性原理计算发现其产生超过1.3V的均匀静电势，导致带边偏移1eV，实现II型带对齐。
2026-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Electron-beam-induced Contactless Manipulation of Interlayer Twist in van der Waals Heterostructures
Polytechnic University of Turin（都灵理工大学）；Empa, Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology（瑞士联邦材料科学与技术研究所）；Italian Institute of Technology（意大利理工学院）；University of Cagliari（卡利亚里大学）
本研究通过电子束诱导电荷注入实现了对范德瓦尔斯异质结构层间扭角的无接触操控，利用界面电场产生静电扭矩并诱导角位移。
2025-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Energy-resolved Photoconductivity Mapping in a Monolayer-bilayer WSe2 Lateral Heterostructure
范德华材料的垂直和横向异质结构为能带结构工程提供了巨大的灵活性。由于电子带的缺陷，应变和层间耦合的敏感影响，这些二维（2D）系统的边缘和异质结可能会表现出新的物理特性，这可以完全揭示只有空间分辨探针。在这里，我们报告的空间映射的光电导在单双层WSe 2横向异质结构下的多激发激光。随着光子能量的增加，微波阻抗显微镜检测到的光诱导电导首先出现沿异质界面和双层边缘，然后沿单层边缘，双层区域内，最后在单层区域的内部。可动载流子在样品不同截面上的相继出现与局域能隙的理论计算相一致。定量分析的显微镜和运输数据也揭示了线性依赖的激光强度和层间耦合的载流子复合的光电导。结合理论建模，原子尺度成像，介观阻抗显微镜，和设备级的表征，我们的工作提出了一个令人兴奋的观点，以控制在2D异质结构的固有带隙变化下降到几个纳米政权。
2018-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Combined electrostatic and strain engineering of BiFeO$_3$ thin films at the morphotropic phase boundary
本研究通过原位光学二次谐波产生等手段，探究压应变BiFeO3薄膜在准同型相界附近的铁电相演化，发现应变与静电稳定结合可调控相变，为超薄铁电器件提供平台。
2022-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Hubbard-Thomas-Fermi Theory of Transition Metal Oxide Heterostructures
我们证明了过渡金属氧化物异质结的Hubbard模型表示中的电荷分布可以用一个近似的能量近似为静电能和均匀三维哈伯德模型能量之和的Hubbard-Fermi理论来描述。当氧化物中的带电原子层近似为具有均匀电荷密度的二维薄片时，静电能被简单地计算。我们发现，该理论可以重现从完全Hartree-Fock理论得到的结果，为各种不同的异质结构。我们还明确地表明，如何利用量子-费米理论来定性地估计一些关键性质。
2007-08-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interferences of electrostatic moiré potentials and bichromatic superlattices of electrons and excitons in transition metal dichalcogenides
近年来的实验研究表明，过渡金属二硫属化物（TMD）中电子和激子云纹超晶格在量子多体模拟和量子光学应用中具有巨大的潜力。在这里，我们揭示了在TMDs异质结构的莫尔电位景观有一个静电起源的自发电荷转移的异质界面依赖于原子注册表。这允许通过来自多层中独立可配置的异质界面的莫尔势的干涉来工程化可调谐的多色超晶格。我们展示了MX2/M 'X'2/MX2三层膜中谷电子、空穴和层间三离子的双色莫尔势的例子，这些三层膜可以从多轨道周期性超晶格应变切换到准周期性无序景观。三层莫尔条纹还拥有两个独立配置的中性激子三角形超晶格，具有相反的电偶极子。这些发现极大地丰富了TMDs云纹作为量子模拟平台的通用性和可控性。
2020-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrostatic potential mapping at ferroelectric domain walls by low-temperature photoemission electron microscopy
用低温X射线光电子显微镜（X-PEEM）测量了反常铁电体Er_（0.99）Ca_（0.01）MnO_3中畴壁处的电势。通过将X-PEEM与扫描探针显微镜和理论相结合，我们开发了一个模型，该模型将检测到的X-PEEM对比度与未补偿的束缚电荷的出现联系起来，解释了基于固有电子畴壁特性的图像形成。与以前应用的低温静电力显微镜（EFM）相比，X-PEEM很容易区分域壁的正和负束缚电荷。我们的研究引入了一种基于X-PEEM的低温静电势映射方法，促进了纳米级空间分辨率和0.1-1秒量级的数据采集时间。
2020-01-14 cond-mat.mtrl-sci
All Electronic Isolator Action Device Based on Negative Refractive Heterostructure Bi-Crystal with Field Induced Asymmetry
已经发现，异质结构双晶体排列导致导波结构中的场不对称性。在这里进行的研究范围内的标称介电常数值，看看是否存在广泛变化的介电材料的影响。在某些情况下，场分布会发生明显的变化，这可以成为全电子隔离器的基础。这种全电子设备可以被固定或甚至被构造为使用具有静电可控介电常数的材料的控制部件。已获得的分布，以证明使用各向异性格林函数求解器的效果。
2004-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Tunneling Electroresistance Induced by Interfacial Phase Transitions in Ultrathin Oxide Heterostructures
利用铁电控制电子输运是氧化物异质结构中的一项新兴技术。许多以前的研究在FE隧道结（FTJ）利用单独的静电势的差异，引起的FE极化方向的变化，在FTJ。在这里，我们表明，在实践中的两个极化状态之间的结电流比可以进一步提高相关的电子氧化物电极中的静电改性，并FTJs与纳米薄层可以有效地产生一个相当大的电阻比在室温下。为了理解这些令人惊讶的结果，我们采用了一个额外的控制参数，这是相关的电子氧化物的电子和磁性相边界的交叉。在异质界面处的FE诱导的相位调制最终导致增强的电阻效应。我们的研究强调了异质界面自由度之间的强耦合可以在氧化物电子学中产生多功能和新颖的应用。
2013-11-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Mapping the intrinsic photocurrent streamlines through micromagnetic heterostructure devices
本研究通过扫描光电压显微镜可视化钇铁石榴石微磁异质结构中的本征电荷电流流线，并借鉴Clark Y翼型设计出电翼器件，实现了对电子电荷流动的精确调控与空间映射。
2024-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nanoscale electrostatic control in ferroelectric thin films through lattice chemistry
本文提出利用Aurivillius带电Bi₂O₂层的极化表面与晶格化学工程，在铁电异质结构中实现纳米尺度静电调控，并通过插入BiFeO₃稳定类亚铁电非共线电偶极有序，同时保持其反铁磁性。
2025-03-11 cond-mat.mtrl-sci
A Schottky top-gated two-dimensional electron system in a nuclear spin free Si/SiGe heterostructure
本文报道了在分子束外延中，利用28 Si和70 Ge源材料，在无核自旋环境中实现二维电子系统的顶选通。在核自旋自由材料中，电子自旋退相干被期望最小化，使它们成为基于固态的量子信息处理设备的有希望的宿主。二维电子系统表现出的迁移率为18000 cm 2/Vs在4.6E11 cm-2的片载流子密度在低温下。通过钯肖特基顶栅实现的分裂栅结构，有效地控制下面的二维电子系统的运输证明了可靠的门控的可行性。我们的工作为在核自旋自由环境中实现静电定义的量子点奠定了基础。
2009-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lateral Confinement of Electrons in Vicinal N-polar AlGaN/GaN Heterostructure
我们研究了邻位N极性AlGaN/GAN异质结构中的取向相关输运。我们观察到显着的各向异性的电流携带的电荷平行和垂直的错切方向。基于门控TLM和霍尔测量，对电荷各向异性进行了定量估计。静电限制的一维通道的形成被假设来解释电荷各向异性。通过建立数学模型，验证了分布在错位结构上的极化电荷在相邻基片上产生横向一维约束的可能性。观察到的这种极化工程静电约束除了为可制造的一维器件提供模板之外，还有望用于低维物理和器件的新研究。
2010-09-13 cond-mat.mtrl-sci
Laser-controlled field effect in graphene/hexagonal boron nitride heterostructures
研究了激光辐照对六方氮化硼（h-BN）局部性质改性的可能性。使用拉曼光谱和静电力显微镜进行调查。发现激光诱导的修饰不会引起结构变化。然而，它们对材料的拉曼光谱和局部电荷状态有影响。它们也被证明是稳定的时间和样品的电气接地期间。提出了h-BN中存在的深缺陷的光电离机制来解释所观察到的现象。这种效应为h-BN基平面异质结构的纳米化开辟了新的途径。
2018-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Conformal order and Poincar$\rm{\acute{e}}$-Klein mapping underlying electrostatics-driven inhomogeneity in tethered membranes
本文通过带电系留膜模型的数值模拟与几何分析，揭示了静电驱动不均匀性背后的共形序和庞加莱-克莱因映射，建立了长程静电力与双曲几何的联系，并探讨了其在超材料设计中的潜在应用。
2023-08-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.class-ph
Mapping Rashba and Dresselhaus spin-orbit interactions to inversion asymmetry in perovskite oxide heterostructures
该研究针对钙钛矿氧化物异质结构，通过模拟LaAlO₃|SrIrO₃|SrTiO₃异质结构，揭示了反转不对称性性质与Rashba/Dresselhaus自旋轨道相互作用的映射关系，为反铁磁自旋电子学技术提供理论指导。
2025-02-11 cond-mat.mtrl-sci
Charge Fractionalization in Oxide Heterostructures: A Field Theoretical Model
具有极性和非极性组分的LaAlO $_{3}$ /SrTiO $_{3}$异质结构由于部分电荷转移到界面而表现出界面金属导电性。沿（001）取向的电子重新分布的界面重构，其中每个二维晶胞中一半的电子转移到相邻平面，导致一半的电荷净转移到界面和最顶部的原子平面，已被归因于极性突变模型中界面处的极性不连续性。这避免了静电势的发散，因为层数增加，产生振荡电场和有限电势。类似于费米子与拓扑非平凡背景场相互作用的Jackiw-Rebbi场论模型对准一维聚乙炔中电荷分馏的描述，我们证明了极突变模型与Bell-Rajaraman模型之间的类似联系，其中电荷分馏作为端部效应发生在孤子自由区.
2016-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
A Universal Approach to Electrostatically-Blind Quantitative Piezoresponse Force Microscopy
静电力和相关伪影的存在使压电响应力显微镜（PFM）和电化学应变显微镜（ESM）的解释变得复杂。消除这些伪影提供了一个机会，精确映射畴壁结构和动力学，准确地量化局部压电耦合系数，并可靠地调查滞后过程中，在单纳米尺度，以确定属性和机制的重要应用，包括计算，电池和生物学。在这里，我们利用存在的静电盲点（ESBS）沿悬臂的长度，由于分布的性质的静电力，它可以普遍用于分离不必要的远程静电贡献从短程感兴趣的机电响应。ESBS-PFM的结果相比，国家的最先进的干涉位移传感PFM，显示出良好的协议以上各自的噪声本底。最终，ESBS-PFM允许独立于探头、实验室或实验条件的压电耦合系数的绝对量化。因此，我们预计EBSB-PFM的广泛采用将成为纳米级机电学量化的范式转变。
2021-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mapping Orthorhombic Domains with Geometrical Phase Analysis in Rare-Earth Nickelate Heterostructures
针对 Pbnm 异质结构中正交晶胞取向难以由应变图分辨的问题，提出基于几何相位分析的快速实空间取向测绘方法，并在稀土镍酸盐薄膜中揭示衬底应变与界面位移匹配对畴分布的控制作用。
2023-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Electric field control of magnetism in Si3N4 gated Pt/Co/Pt heterostructures
在这项工作中，我们使用X-射线光电子显微镜（XPEEM）显示的磁电耦合氮化硅栅Pt/Co/Pt异质结构的存在。我们观察到磁各向异性的变化的形式的畴壁成核和畴壁波动率的变化作为施加到样品的电场的函数。我们还观察到在Pt/Co/Pt异质结构的自旋重取向转变的形成归因于衬底表面粗糙度的膜厚度附近的区域中的面内和面外磁化的共存;与这样的域配置，我们发现，面内磁化比面外磁化对所施加的电场更敏感。尽管我们在系统中发现了有效的磁电耦合，但氮化硅膜中电荷缺陷的存在阻碍了对磁化的系统静电控制。
2019-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Mapping electronic reconstruction at the metal/insulator interfaces in \ce{LaVO_3/SrVO_3} heterostructures
用亚分辨扫描透射电子显微镜和单色电子能量损失谱研究了\ce{(LaVO_3)_6/(SrVO_3)_3}超晶格。的V氧化态映射与原子空间分辨率，使调查电子重建在\ce{LaVO_3} / \ce{SrVO_3}接口。令人惊讶的是，在相邻的化学对称界面发现不对称的电荷分布。提出了局域结构，并用双沟道计算进行了模拟，与实验定性一致。我们证明局部应变不对称性可能是界面电子不对称性的原因。界面处的电子重构比化学组成延伸得更远，从0.5到1.2 nm不等。该距离对应于先前在\ce{(LaVO_3)_m} / \ce{(SrVO_3)_n}金属/绝缘和\ce{(LaAlO_3)_m} / \ce{(SrTiO_3)_n}绝缘/绝缘界面中发现的电荷转移的长度。
2013-10-03 cond-mat.mtrl-sci
Mapping the complex evolution of ferroelastic/ferroelectric domain patterns in epitaxially strained PbTiO3 heterostructures
该研究利用多种显微与衍射手段表征 PbTiO3/DyScO3 异质结构，揭示各向异性应变导致的不对称畴排列及其随膜厚由通量闭合相向 a/c 相和超畴的演化，并发现其偏离 Kittel 定律。
2024-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Mapping the Spatial Distribution of Charge Carriers in LaAlO3/SrTiO3 Heterostructures
在复杂的绝缘氧化物之间的界面处，可能会出现具有有趣性质的新相，例如LaAlO 3/SrTiO 3系统中报道的金属态。虽然这种状态已经被预测和报道局限于界面，但一些作品表明更广泛的空间延伸，从而质疑其起源。在这里，我们提供了第一次直接测定该系统的载流子密度分布，通过电阻分布图收集在横截面LaAlO 3/SrTiO 3样品与导电尖端原子力显微镜（CT-AFM）。我们发现，取决于特定的生长协议，高迁移率电子气的空间延伸可以从数百微米到SrTiO 3到几个纳米旁边的LaAlO 3/SrTiO 3界面。我们的研究结果强调了CT-AFM作为一种新的工具来表征复杂的氧化物界面的潜力，并为我们提供了一个明确的和决定性的方式来调和在这个系统中的实验数据的身体。
2008-03-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrostatic carrier doping of GdTiO3/SrTiO3 interfaces
异质结构和超晶格组成的原型莫特绝缘体，GdTiO 3，和带绝缘体SrTiO 3的分子束外延生长，并显示出内在的电子重建，约1/2电子每个表面晶胞在每个GdTiO 3/SrTiO 3接口。片状载流子密度在所有结构中包含一个以上的SrTiO 3晶胞是独立的层厚度和生长序列，表明移动载流子是在一个高浓度，二维电子气绑定到界面。这些载流子密度紧密地满足用于补偿这些极性界面处的固定电荷的静电要求。基于实验结果，深入了解界面能带排列，电荷分布和不同的静电边界条件的影响。
2011-11-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Microscopic model for the ferroelectric field effect in oxide heterostructures
为了研究含铁电组分的氧化物异质结构，引入了一个描述铁电场效应的微观模型哈密顿量。长程库仑相互作用被纳入作为一个静电势，解决自洽连同电荷分布。一个通用的双交换系统被用作导电沟道，外延连接到铁电栅极。所观察到的铁电屏蔽效应，即界面附近的电荷积累/耗尽，示出驱动界面相变，引起强大的磁电响应和双极电阻开关，定性与以前的密度泛函理论计算。该模型可以很容易地适应其他材料通过修改的导电通道的哈密顿量，它是有用的模拟铁电场效应器件，特别是那些涉及强相关的电子元件从头算技术是很难应用。
2011-09-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Visualizing the Effect of an Electrostatic Gate with Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy
静电门在材料科学中是普遍存在的，然而其对材料的电子能带结构的影响从未被角分辨光电子能谱（ARPES）直接揭示，角分辨光电子能谱（ARPES）是非侵入性探测材料的电子能带结构的首选技术。通过一个国家的最先进的ARPES设置与亚微米的空间分辨率，我们已经研究了异质结构的Bernal堆叠的双层石墨烯（BLG）上的六方氮化硼和沉积在石墨片。通过电压偏置后者，电场效应是直接可视化的价带，以及对碳1s的核心水平的BLG。讨论了横向电场作用下BLG的带隙开放，提出了层内屏蔽的重要性。我们的研究结果为新的研究铺平了道路，这些研究将使用动量分辨的电子结构信息来深入了解受电场效应影响的材料的物理特性。
2019-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Optical mapping of non-equilibrium charge carriers
通过对非平衡态载流子的光学和输运动力学的研究，我们研究了共振隧穿异质结构中的能量弛豫分割。的电气和光学性能进行了分析，使用电子传输测量结合电和光致发光光谱在连续波模式。辐射复合主要受重空穴\textit{via}碰撞电离过程的产生控制。我们的研究结果表明，热电子和空穴人口形成独立的非平衡系统，不热化之间和晶格。因此，载流子有效温度在异质结构的不同区域独立地变化，空穴的布居分布比电子的更冷。
2023-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Nanometer-scale operando electric field mapping in oxide junctions by correlative STEM-EBIC and 4D-STEM
University of Warwick（华威大学）；The University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
本研究结合STEM-EBIC与4D-STEM，在纳米尺度定量映射氧化物肖特基结的电场分布，揭示其偏离理想模型，为界面静电学与器件设计提供依据。
2026-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Quantitative near-atomic-resolution oxidation-state mapping in complex oxide heterostructures by electron energy-loss spectroscopy
Thermo Fisher Scientific（赛默飞世尔科技）；University of Twente（特文特大学）；Utrecht University（乌得勒支大学）
提出一种结合Dirac-Hartree-Fock截面与配体场多重态理论的方法，从近原子分辨EELS定量映射复杂氧化物中过渡金属和稀土元素的氧化态，并成功应用于多个异质结构。
2026-10-06 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
Barrier Electrostatics and Contact Engineering for Ultra-Wide Bandgap AlGaN HFETs
The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）
通过双掺杂屏障架构优化，超宽禁带AlGaN HFETs实现了高击穿场、低接触电阻和高截止频率，为高功率射频应用提供了新的解决方案。
2025-09-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Panoramic mapping of phonon transport from ultrafast electron diffraction and machine learning
了解声子热输运的一个核心挑战是缺乏实验工具来研究基于模式的输运信息。虽然最近的进展，在计算导致模式为基础的信息，它是由未知的缺陷，在体区域和界面的阻碍。在这里，我们提出了一个框架，可以揭示异质结构中的微观声子输运信息，将最先进的超快电子衍射（UED）与先进的科学机器学习相结合。利用UED的双重时间和倒数空间分辨率，我们能够可靠地恢复频率相关的界面透射率与可能的扩展到频率相关的弛豫时间的异质结构。这使得能够直接重建跨界面的真实空间、实时、频率分辨的声子动力学。我们的工作提供了一个新的途径，实验探测声子输运机制与前所未有的细节。
2022-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarized electron transport in ferromagnet/semiconductor heterostructures: Unification of ballistic and diffusive transport
基于半导体结构中弹道输运和扩散输运的统一半经典描述，发展了铁磁/半导体异质结构中自旋极化电子输运理论。目的是为研究自旋电子器件中自旋弛豫和输运机制的相互作用提供一个框架。在（非简并）半导体内部传输的统一描述中，一个关键要素是由电子组成的热弹道电流，这些电子在由内部和外部静电势产生的电场中弹道运动，并在随机分布的平衡点处被热化。在统一的描述中的弹道组件引起的不连续性的化学势在半导体的边界，这是有关的Sharvin界面电导。通过允许自旋弛豫发生在平衡点之间的弹道运动期间，热弹道自旋极化电流和密度根据自旋输运函数构造。这个函数的积分方程推导出任意值的动量和自旋弛豫长度。对于均匀半导体中的场驱动输运，积分方程可以转换为二阶微分方程，其推广了标准的自旋漂移扩散方程。铁磁/半导体异质结构中的自旋极化是通过调用当前自旋极化的连续性和匹配界面铁磁侧的自旋分辨化学势来获得的。允许自旋选择性界面电阻。例子被认为是说明传输机制和电场的影响。
2005-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Current Mapping of Amorphous LaAlO3/SrTiO3 near the Metal-Insulator Transition
在LaAlO 3和SrTiO 3之间发现的二维电子系统具有各种物理现象，可以通过外部刺激进行调节。这允许电子设备控制磁性、自旋轨道耦合和超导性。通过改变供体浓度和使用静电门控来控制电子密度是修改电子性质的方便处理，但是对微观尺度的影响，特别是前者，仍然未被探索。在这里，我们的图像电流分布在4.2 K的非晶LaAlO 3/SrTiO 3使用扫描超导量子干涉器件显微镜，同时改变载流子密度原位使用静电门控和氧气退火。我们展示了潜在的障碍如何影响电流和如何均匀的二维流动演变成几个平行的导电通道时，接近金属到绝缘体的过渡。我们将其与铁弹畴和氧空位联系起来。这对于具有低载流子密度的微纳米器件和氧化物中量子效应的基础研究具有重要意义。
2022-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Irreversibility and time relaxation in electrostatic doping of oxide interfaces
绝缘氧化物界面量子阱中的二维电子气（2DEG）具有丰富的物理性质，具有超导、磁性等多种电子学性质，因而受到人们的广泛关注。这些异质结构的一个特别令人兴奋的特征在于通过静电门控控制其电子特性的可能性，为基于氧化物的电子学的发展开辟了新的机会。然而，无法解释的门控滞后和时间弛豫的2DEG电阻率已被报道在一些偏置范围内，提高了栅极电压的精确作用的问题。在这里，我们表明，在LaTiO 3/SrTiO 3和LaAlO 3/SrTiO 3异质结构，填充阈值以上，电子不可逆地逃逸出的井。这种机制，这是直接负责的滞后和时间松弛，可以完全描述了一个简单的分析模型，在这封信中。我们的结果突出了栅极电压对量子阱的形状和填充的关键作用。他们还表明，它是可能的，以实现低载流子密度制度在半导体极限，而高载流子密度制度本质上是有限的。
2012-06-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
