A DFT + U Study of Absorption Spectra and Localized Surface Plasmon Resonances of few electrons in Doped ZnO Quantum Dots
本研究采用DFT+U方法计算掺杂ZnO量子点的吸收光谱，揭示少电子量子等离激元对掺杂分布、电子结构、电场极化和尺寸的敏感性，为量子等离激元研究提供可行方法。
2023-12-29 cond-mat.mtrl-sci
Electronic correlation determining correlated plasmons in Sb-doped Bi$_2$Se$_3$
电子关联被认为在关联电子系统中的绝缘体-金属转变、巨磁电阻和高温超导等奇异现象中起着重要作用。最近，它已被证明，电子关联也可能是负责非常规等离子体激元的形成。因此，使用角度相关的椭圆偏振光谱，角度分辨的光电子能谱和霍尔测量的组合都作为温度的函数的第一性原理计算支持，低损耗的高能量相关等离子体伴随着光谱重量转移，电子相关的指纹，在拓扑绝缘体（Bi $_{0.8}$ Sb $_{0.2}$）$_2$ Se $_3$的存在。冷却后，表面态的自由载流子密度降低，而体态的自由载流子密度增加，新发现的相关等离子体激元是解释这一现象的关键。我们的研究结果显示了电子关联在确定新的关联等离子体激元中的重要性，并为基于等离子体激元的拓扑绝缘器件的工程设计开辟了一条新的途径。
2019-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Plasmonics in heavily-doped semiconductor nanocrystals
重掺杂半导体杂质半导体纳米晶具有可调谐等离子体激元带的特性，近年来受到越来越多的关注。在这里，我们介绍这种类型的材料，重点是它们的结构和光物理性能。除了他们的连续波等离子体响应，描述了理论和实验，我们还回顾了最近的结果，他们的瞬态，超快响应。这是成功地解释了适应模型的超快响应的金纳米粒子。
2013-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intersubband plasmon excitations in doped carbon nanotubes
我们从理论上研究了掺杂单壁碳纳米管（SWNTs）中的子带间等离子体激元激发，通过研究等离子体激元频率对纳米管直径、手性和费米能的依赖关系。子带间等离子体激元可以被偏振垂直于纳米管轴的光激发，因此等离子体激元激发对应于两个不同子带之间的光学跃迁，这对费米能敏感。在每一个单壁碳纳米管中，这种机制导致出现的光学吸收峰的等离子体频率为一个给定的费米能量，$E_F$。对许多直径为$d_t < 2$ nm的单壁碳纳米管计算的等离子体激元频率表现出对$(1/d_t)^{0.7}$的依赖性，并且频率进一步受到费米能的影响，如$E_F^{0.25}$。有了这些知识，就有可能开发出掺杂单壁碳纳米管中的子带间等离子体激元激发图，这对快速估计掺杂水平是有用的，也是表征纳米管手性的另一种方法。
2019-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Plasmon-Phonon Hybridization in Doped Semiconductors from First Principles
本研究针对掺杂半导体中等离激元与声子的非绝热杂化及相互屏蔽的第一性原理研究空白，通过将戴森方程转化为等效阻尼振子的频率无关动力学矩阵实现计算，结果与拉曼数据吻合，为相关光谱实验提供理论参考。
2024-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum plasmons with optical-range frequencies in doped few-layer graphene
虽然等离子体振子模式存在于掺杂的石墨烯中，但是通过选通实现的有限的掺杂范围将等离子体振子频率限制在不包括可见光和红外线的范围内。在这里，我们表明，通过使用第一性原理计算，在双层和三层石墨烯中的锂嵌入实现的高水平的掺杂将等离子体频率转移到可见光范围内。为了获得物理上有意义的结果，我们引入了一个修正的影响，等离子体相互作用的真空分离周期性图像的掺杂石墨烯层，透明的边界条件在垂直于层的方向，这代表了一个显着的改进，在早期的作品中采用的精确库仑截止技术。产生的等离子体激元模式是由于局部场效应和材料对外部电磁场的非局部响应，需要完全量子力学处理。我们描述了这些量子等离子体激元的特性，包括色散关系、损耗和场局域化。我们的研究结果指出了一种微调石墨烯和其他二维材料中等离子体频率的策略。
2018-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Plasmon Soft Mode in an Organic-Inorganic Hybrid Perovskite
我们报告了氮杂环丁烷溴化铅（AzPbBr 3）中欠阻尼等离子体激元的非弹性光散射。等离子体激元是非常强烈的温度依赖性，并作为一个软模式的超导体-绝缘体相变附近TC> 150 K，证明了连续减少的空穴浓度np（T）的至少四个因素，并暗示了近三临界转变。等离子体激元频率和线宽同意独立的测量，和阻抗分析揭示了频率依赖性（建模的恒定相位元件，CPE），可以确定为由于电子-声子耦合。等离子体频率对（TC-T）的依赖性类似于磁性绝缘体中的磁振子或铁电体和铁弹体中的软横光学声子，或非线性调制绝缘体中的相位子。
2019-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Polarization, plasmon, and Debye screening in doped 3D ani-Weyl semimetal
我们计算了掺杂三维各向异性Weyl半金属中的极化函数，其中费米子能量色散在动量的两个分量中是线性的，在第三分量中是二次的。通过详细的计算，我们发现长波长等离子体激元模依赖于基面内的费米子密度$n_e$，其形式为$Ω_{p}^{\bot}\propto n_{e}^{3/10}$，沿第三方向表现为$Ω_{p}^{z}\propto n_{e}^{1/2}$。等离子体激元模式的这种独特特性可以通过各种实验技术来探测，例如电子能量损失谱。利用极化函数分析了有限温度和有限化学势下的德拜屏蔽。
2017-06-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Intervalence Plasmons in Boron-Doped Diamond
该研究首次在掺硼金刚石中发现价带间等离激元，通过谱学实验和第一性原理计算证实其存在与金属性特征，为掺杂半导体诱导类等离激元行为提供了新机制，也为金刚石在量子信息领域的应用拓展了方向。
2024-12-11 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Metal enhanced fluorescence in rare earth doped plasmonic core-shell nanoparticles
本文从理论和数值计算两方面研究了稀土离子掺杂的等离子体核壳纳米粒子的金属增强荧光。设计颗粒形状和尺寸以使整个掺杂壳的平均增强因子（AEF）最大化。我们发现，最高的增强（11在可见光和7在近红外）是通过调整偶极或四极粒子共振的稀土离子激发波长。此外，计算出的AEFs相比，在文献中报道的实验数据，在类似的条件下（等离子体介导的增强）或当涉及金属-RE能量转移机制。
2013-12-21 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph physics.optics
Tuning plasmon excitations in pure and transition metal-doped arrays of noble metal nanochains
采用含时密度泛函理论（TDDFT）方法研究了不同耦合链数和不同过渡金属（TM）原子掺杂情况下耦合贵金属纳米链的等离子体性质.我们发现，随着阵列中链的数量增加，等离子体激元峰从亚电子伏特向可见光范围移动。随着TM原子掺杂的增加，可见吸收带变宽，这是由于形成了额外的等离子体峰。的光学响应是非常敏感的掺杂原子的类型，它们的数量和位置，特别是，额外的峰值是最明显的情况下，弱掺杂时，它们对应于本地等离子体振荡周围的杂质原子。这些效应有可能用于各种现代技术，从传感器到太阳能电池。大多数纳米等离子体效应的研究都集中在碱金属和贵金属系统与扩展的s-电子状态，而据信，掺杂TM原子与其更本地化的电荷作为一项规则，导致衰减的等离子体模式。我们表明，TM原子可以发挥建设性的作用，在等离子体激元产生的小链系统，等离子体激元模式，甚至可以出现在一些纯TM纳米链。
2014-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-tunable infrared plasmons in electron-doped single-layer antimony
本文报道了单层锑晶体（锑烯）中集体电子激发的理论研究，锑是一种具有强自旋轨道耦合的新型二维半导体。紧束缚模型的基础上，我们认为电子掺杂的锑烯和证明的自旋轨道效应与外部偏压的组合产生了奇特的等离子体激元激发在中红外光谱范围。这些激发的特点是低损耗和负色散的频率有效地通过掺杂和偏置电压可调。所观察到的行为归因于导带的自旋分裂，其诱导带间共振，从而影响集体激发。我们的研究结果开辟了开发具有高可调谐性的等离子体和光电子器件的可能性，在技术相关的光谱范围内工作。
2018-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Role of Spin, Phonon and Plasmon Dynamics on Ferromagnetism in Cr doped 3C-SiC
缺陷感生磁性是自旋电子学领域的一个热点。在这方面，SiC是一种很有前途的材料，因为它在极端条件下具有独特的性能。因此，研究掺杂SiC中缺陷与巡游载流子的相互作用对自旋电子学的应用具有重要意义。本文报道了用热等离子体技术合成的Cr掺杂3C-SiC的结构稳定性和磁相互作用。未掺杂的3C-SiC的EPR谱示出了对应于与系统中存在的缺陷相关联的$g=2.00$的尖锐共振线。EPR谱相对强度的异常温度演化趋势可以归因于基质中的磁关联缺陷。首次对Cr掺杂3C-SiC的X波段和Q波段EPR谱进行了详细的定量分析，揭示了Cr可以以多价态存在。利用纵向光学等离子体耦合模型（LOPC），从载流子与表面等离子体相互作用的角度解释了拉曼光谱纵模（LO）的非单调变化。通过使用LOPC与实验数据拟合计算的载流子密度从$1.8\times10^{15}$变化到$4.2\times10^{17}$ cm $^{-3}$。室温磁性测量显示所有样品在高达7 T的磁场下具有非零磁性的铁磁行为。我们第一次证明居里温度高于760 K。磁相互作用的定量分析验证了束缚磁极化子模型（BMP）的适用性，该模型可能源于Cr $^{3+}$离子与相关（Si，C）缺陷的交换作用。由BMP拟合得到的极化子密度与由拉曼光谱线形拟合得到的载流子密度吻合得很好。
2018-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Carrier density dependence of the magnetic properties in iron-doped Bi2Se3 topological insulator
研究了掺铁拓扑绝缘体Bi 1. 84-xFe 0. 16 Ca x Se 3单晶的电磁性质。通过共掺杂Fe和Ca原子，得到了不同载流子密度（从n型到p型）的铁磁体态。每个Fe原子的有效磁矩估计小至约0.07 $μ$ B。在所有样品中观察到磁性和非磁性相分离。我们的研究结果表明，铁掺杂Bi 2Se 3的体铁磁性不是本征的，无论载流子密度。
2013-02-02 cond-mat.mtrl-sci
Stability, Electronic and Magnetic properties of magnetically doped topological insulators Bi2Se3, Bi2Te3 and Sb2Te3
在拓扑绝缘体（TI）中，磁与无带隙表面态的相互作用被预言会引起一些奇异的量子现象。然而，TI的有效磁性掺杂在实验上仍然具有挑战性。采用第一性原理计算方法，研究了Bi $_{2}$ Se $_{3}$，Bi $_{2}$ Te $_{3}$和Sb $_{2}$ Te $_{3}$中V，Cr，Mn和Fe的磁掺杂特性.我们发现，对于所有三个TI的阳离子位点的替代掺杂是最积极有利的阴离子丰富的环境作为最佳的生长条件。进一步我们的研究结果表明，在4%的标称掺杂浓度下，Cr和Fe掺杂的Bi $_{2}$ Se $_{3}$、Bi $_{2}$ Te $_{3}$和Cr掺杂的Sb $_{2}$ Te $_{3}$保持为绝缘体，而V、Mn和Fe掺杂的Sb $_{2}$ Te $_{3}$的所有TI变为金属。我们还发现，Cr掺杂Bi $_{2}$ Se $_{3}$的磁相互作用倾向于铁磁，而Fe掺杂Bi $_{2}$ Se $_{3}$的磁相互作用倾向于反铁磁.最后，我们利用蒙特卡罗模拟估算了有希望的铁磁绝缘体（Cr掺杂Bi $_{2}$ Se $_{3}$）的磁耦合和居里温度。这些发现可能为磁感应铁磁的实验研究提供重要的指导。
2013-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Plasmons in Two-Dimensional Topological Insulators
我们使用无规相位近似分析二维拓扑绝缘体模型中的集体激发。在一个二维扩展的Su-Schrieffer-Heeger模型中，边缘等离子体激元激发与诱导的电荷密度分布定位在系统的边界处被发现在拓扑非平凡的阶段，分散类似于一维体等离子体激元在传统的Su-Schrieffer-Heeger链。对于二维散装集体模式，我们揭示了制度的增强带间波函数的相关性，导致特性硬化和软化的带间和带内体等离子体分支，分别。在二维的Halen-Chern绝缘体模型中，观察到纳米带结构中的手性、单向边缘等离子体激元，其特征在于有效的库仑相互作用截面。在二维Haldron模型中，体集体激发是由不同拓扑相的单粒子能带结构细节引起的。
2021-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dielectric function and plasmons of doped three-dimensional Luttinger semimetals
Luttinger半金属是一种三维电子系统，具有抛物带接触和有效的总自旋$J=3/2$。本文提出了具有任意载流子密度和导价有效质量不对称的反型对称Luttinger半金属的介电屏蔽的解析理论。假设一个球形近似的单粒子的Luttinger哈密顿量，我们确定解析的介电屏蔽函数的随机相位近似的任意值的波矢量和频率，后者在复平面。我们使用这个解析表达式来计算电荷扇区中集体模的色散关系和朗道阻尼（即，等离子体激元）。
2019-10-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Plasmon-phonon interactions in topological insulator rings
狄拉克电子在等离子体和光子学中的巨大潜力在石墨烯中被发现后就已经很容易被认识到，随后被应用于智能光学器件。狄拉克载流子也存在于拓扑绝缘体（TI）中--在体相中具有绝缘能隙而在表面上具有本征狄拉克金属态的量子系统。在这里，我们研究的等离子体响应的环结构图案化的Bi $_2$ Se $_3$ TI膜，我们通过太赫兹（THz）光谱研究。观察到的环表现出一个键合和反键等离子体激元模式，我们调整频率，通过改变它们的直径。我们发展了一种基于未图案化薄膜的THz电导率的分析理论，该理论准确地描述了当键合等离子体激元扫过该材料所表现出的2.THz声子时实验观察到的强等离子体激元-声子杂化和Fano干涉。这为研究拓扑绝缘体中的等离子体激元及其在可调谐太赫兹器件中的应用开辟了道路。
2015-04-10 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Localized Plasmons in Topological Insulators
我们研究了在一个完全量子力学的方式如何多体激发光谱的拓扑绝缘体的存在下的长程库仑相互作用的影响。在一维的Su-Schrieffer-Heeger模型及其镜像对称变体中，观察到了强局域等离子体激元激发，这些激发起源于拓扑非平凡的单粒子态。这些\textit{"topological plasmons"}继承了它们的组成拓扑单粒子状态的一些特性，但是由于在极化函数中混合了非拓扑体单粒子状态，它们不能同样很好地防止无序。有效库仑相互作用的强度也被证明有强烈的影响等离子体激元模式。此外，我们展示了如何通过介电屏蔽和施加电场具有不同的对称性的外部修改可以用来研究拓扑等离子体，从而允许我们的原子预测的实验验证。
2019-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dispersion models describing coupled systems in doped crystals. II. Infrared phonon excitations in GaAs single crystals and phonon-plasmon coupling in Zn-doped GaAs
Masaryk University（马萨里克大学）；Brno University of Technology（布尔诺理工大学）；New Mexico State University（新墨西哥州立大学）；Institute of Physics, Academy of Sciences of the Czech Republic（捷克科学院物理研究所）
研究在广义色散框架内对本征和锌掺杂砷化镓进行温度相关红外研究，用特定分布拟合多组数据，再现耦合演变，观察到法诺型不对称，所得光学常数具一致性，为模拟红外光学性质提供定量工具。
2026-07-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
In-Plane Plasmon Coupling in Topological Insulator Bi$_2$Se$_3$ Thin Films
已知3D拓扑绝缘体（TI）Bi $_2$ Se $_3$的表面态在太赫兹光谱范围内具有二维狄拉克等离子体激元（DPP）。在TI薄膜中，在顶表面和底表面上激发的DPP耦合，导致声学和光学等离子体激元模式。因此，这些材料中的垂直耦合是合理的，但局部TI DPP之间的面内耦合还有待研究。在本文中，我们证明了在TI条形阵列的面内DPP耦合，并表明它们表现出偶极-偶极型耦合。耦合变得可忽略不计，其中晶格常数大于大约2.8倍的条纹宽度，这与在金属纳米颗粒或石墨烯等离子体激元上激发的局部等离子体激元的平面内耦合的结果相当。这种理解可以用于创建基于TI的元表面。
2021-09-17 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Plasmons in semiconductor and topological insulator wires with large dielectric constant
已知沿半径为$a$的细线延伸的等离子体激元的色散规律实际上是线性的。我们表明，在一个线的介电常数$κ$远大于其环境$κ_e$，这样的色散规律交叉到一个无色散的三维类法律时，等离子体激元波长变得短于长度$(a/2) \sqrt{(κ/κ_e)\ln(κ/2κ_e)}$的电场线从线退出到环境。这种情况发生在普通的半导体线和三维拓扑绝缘体线中。
2022-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Plasmonic properties of electrochromic doped metal oxides investigated through Kubelka Munk formalism
本研究探讨了Kubelka Munk理论在电致变色掺杂金属氧化物（如氧化铟锡和钼钨氧化物）等离激元特性表征中的应用，推导并验证了适用于小尺寸颗粒的分析模型与稀释方法，为通过漫反射测量高效表征金属氧化物光学特性提供了关键依据。
2024-06-04 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Tunability and Losses of Mid-infrared Plasmonics in Heavily Doped Germanium Thin Films
重掺杂杂质半导体薄膜在中红外等离子体激元器件中的应用非常有前景，因为它们的介电函数的实部是负的并且在该波长范围内可宽调谐。在这项工作中，我们研究了严重的n型掺杂锗外延生长在不同的衬底上，在原位掺杂的$10^{17}$的$10^{19}$厘米$^{-3}$范围内，通过红外光谱，第一原理计算，泵浦探测光谱和直流传输测量，以确定等离子体边缘和载流子密度之间的关系，并量化中红外等离子体损耗。我们表明，未屏蔽的等离子体频率可以在400 - 4800厘米$^{-1}$范围内调谐，平均电子散射率，占主导地位的散射与光学声子和带电杂质，几乎线性增加的频率。我们还发现损耗和可调谐性对晶体缺陷密度、失活掺杂剂密度和温度（低至10 K）的依赖性很弱。在薄膜中的等离子体被光学激活的泵浦在近红外，我们发现弱，但显着的弛豫时间依赖于静态掺杂水平的薄膜。我们的研究结果表明，在几皮秒范围内的等离子体振子的衰减时间可以在硅衬底上生长的n型锗薄膜，从而允许在室温下的欠阻尼中红外等离子体振荡。
2016-01-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Plasmonics of Topological Insulators at Optical Frequencies
纳米等离子体器件的发展，如等离子体电路和超材料超透镜在可见光到紫外线频率范围内，受到缺乏低损耗等离子体介质的阻碍。最近，在一类拓扑绝缘体中发现了强等离子体激元响应。本文采用第一性原理密度泛函理论研究了拓扑绝缘四元（Bi，Sb）2（Te，Se）3三硫族化合物的介电函数.体等离子体性质，占主导地位的带间跃迁，观察到从2-3 eV，并延伸到更高的频率。此外，在蓝色和UV波长下，三硫属化合物是比金和银更好的等离子体介质。通过分析薄板，我们还表明，这些材料表现出拓扑保护的表面状态，这是能够支持传播等离子体极化激元模式在一个非常宽的光谱范围内，从可见光到中红外线及以上，由于组合的表面间和内带跃迁。
2017-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Imaging localized plasmon resonances in vacancy doped Cu3-xP semiconductor nanocrystals with STEM-EELS
由于Cu（I）空位的存在，铜二元化合物通常是本征p型半导体，在价带中具有相应的空穴载流子。如果自由载流子浓度足够高，则相对于在金属（Ag、Au、.）的情况下在可见光范围中看到的典型共振，可以在纳米晶体中维持局部等离子体共振，其频率在红外（<1 eV）。共振的局部化可以用扫描透射电子能量损失谱（STEM-EELS）结合高空间分辨率和高能量分辨率来证明。在这里，我们证明，Cu（I）空位可以直接测量从STEM图像在Cu（3-x）P六方纳米晶体。从STEM-EELS中可以看到两个局域共振，这与从STEM获得的空位浓度计算的共振一致。
2019-07-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Plasmonic-cavity Modulator for the Mid-IR with a Semi-transparent and Nonlinear Heavily-doped Semiconductor Mirror
Istituto Italiano di Tecnologia（意大利理工学院）；Istituto di Fotonica e Nanotecnologie, Consiglio Nazionale delle Ricerche（国家研究委员会光子和纳米技术研究所）；University of Luxembourg（卢森堡大学）；Institute for Advanced Studies, University of Luxembourg Campus Belval（卢森堡大学贝尔瓦尔校区高等研究院）；Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (C2N), CNRS UMR 9001, Universit´e Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学CNRS 9001联合实验室纳米科学与纳米技术中心）
提出基于单层重掺杂半导体的自由空间等离激元调制器，通过场效应栅极结构电控线性透射/反射及三倍频效率，实现中红外波段快速调制。
2026-07-01 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Impacts of Surface Depletion on the Plasmonic Properties of Doped Semiconductor Nanocrystals
简并杂质半导体纳米晶体（NC）在电磁波谱的红外范围内表现出局域表面等离子体共振（LSPR）。与金属不同，半导体NC通过掺杂或通过电化学或光化学充电提供可调的LSPR特性。通过载流子密度调制来调节等离子体特性表明了其在智能光电子学、催化和传感方面的潜在应用。在这里，我们阐明了LSPR调制的基本方面，通过动态载流子密度调谐在Sn掺杂氧化铟NC。合成了具有不同掺杂水平和尺寸的单分散Sn掺杂氧化铟纳米碳，并组装成均匀的薄膜。然后在原位电化学电池中对NC膜充电，并监测LSPR调制光谱。基于LSPR的光谱位移和强度调制，结合光学建模，发现经常被忽视的半导体性质，特别是由于掺杂和表面状态引起的能带结构修改，强烈影响LSPR调制。费米能级钉扎的表面缺陷状态创建一个表面耗尽层，改变LSPR的属性，它决定了LSPR频率调制的程度，减少预期的近场增强，并大大降低了LSPR对周围环境的敏感性。
2018-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Plasmons in single- and double-component helical liquids: Application to two-dimensional topological insulators
在无规相位近似下，通过计算密度-密度波、自旋-密度波和自旋-自旋波，研究了单组分和双组分螺旋液体（HL）模型中的等离子体激元激发。分析了单组分HL系统中时间反演对称性破缺对带内等离子体色散关系的影响，并与传统的准一维电子气和扶手椅型石墨烯纳米带的情况进行了比较.在单组分HL的密度-密度波耦合的自旋-密度和密度-密度波的双组分HL的等效性在这里显示和解释，除了带内和带间等离子体激元激发在这两个系统之间的差异。由于双组分HL在物理上可以被认为是二维拓扑绝缘体中的Kramers对，因此我们提出的具有破缺时间反演对称性的单组分HL模型（这是一种人工构造）可以被视为在这个意义上的“有效”模型，并且其预测可以在未来的实验中在现实系统中得到验证。
2012-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ambi-chiral anomalous Hall effect in magnetically doped topological insulators
磁掺杂拓扑绝缘体中与时间反转对称性破缺相关的手征性对量子输运现象具有重要意义。本文报道了Mn和Cr掺杂的$_2$拓扑绝缘体在不同厚度和掺杂量下的反常霍尔效应研究。通过对霍尔环的手征性进行追踪，发现Mn型顺时针手征性反常霍尔效应随薄膜厚度的减小而增强，而Cr型逆时针手征性反常霍尔效应随薄膜厚度的减小而增强。我们提供了一个唯象模型来解释磁掺杂拓扑绝缘体中磁有序和反常霍尔效应手征的演化。
2021-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature Induced Spin Density Wave in Magnetic Doped Topological Insulators
研究了掺杂等电子磁性杂质的拓扑绝缘体的磁性。结果表明，在零温度下，杂质是铁磁有序的，但当温度升高时，拓扑绝缘体在系统达到顺磁相之前经历了一级相变到自旋密度波相.这一阶段的起源是拓扑绝缘体自旋磁化率对动量的非平凡依赖。我们分析了发生在拓扑绝缘体表面的非均匀磁相位与狄拉克电子系统的耦合。
2012-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dopant-induced plasmon decay in graphene
化学掺杂的石墨烯可以支持高达电信甚至可见频率的等离子体激元激发。除此之外，掺杂剂的存在可能影响石墨烯中的电子散射机制，从而影响等离子体衰减速率。在这里，我从第一原理研究这些影响在单层和双层石墨烯掺杂各种碱金属和碱土金属。我发现新的掺杂剂激活的阻尼通道：由于平面外的石墨烯和平面内的掺杂剂的振动，和石墨烯和掺杂剂状态之间的电子跃迁的损失。后者激发与石墨烯等离子体相互作用，并一起形成新的混合模式。该研究指出，这些特征强烈依赖于掺杂剂的类型和层数，这可以用作未来石墨烯等离子体器件的调谐机制。
2017-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Possible high-Tc superconductivity at 45 K in the Ge-doped cluster Mott insulator GaNb4Se8
Institute of Physics and Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所与北京凝聚态物理国家实验室）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）
研究通过Ge掺杂GaNb4Se8发现45 K高临界温度超导性，揭示了掺杂Mott绝缘体可能成为新型Nb基高临界温度超导体的潜力。
2025-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Plasmons in topological insulator cylindrical nanowires
本文对拓扑绝缘体纳米线中的狄拉克磁等离子体激元进行了理论分析。我们讨论了一个圆柱形的几何形状，贝里相位效应诱导开放的间隙在中性点。考虑到表面电子波函数在以前的论文中介绍和内的随机相位近似，我们提供了一个解析形式的动态结构因子。色散和光谱权重的狄拉克等离子体的研究与不同的圆柱体的半径，表面掺杂，和外部磁场的强度。我们发现，在零表面掺杂，带间阻尼类等离子体激元激发形成在表面和生存在低电子表面掺杂（$\sim 10^{10} cm^{-2} $）。然后，我们指出，当外加接近半量子通量的磁场时，等离子体激元激发对Berry相隙闭合是敏感的。实际上，在施加磁场时，在较低能量下观察到明确的磁等离子体峰。最后，表面掺杂的增加诱导从阻尼带间到尖锐带内磁等离子体激元的交叉，如对于大半径和掺杂（$\sim 10^{12} cm^{-2}$）所预期的，其接近二维表面的适当极限。
2017-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Mid-Infrared Plasmonic Platform based on Heavily Doped Epitaxial Ge-on-Si: Retrieving the Optical Constants of Thin Ge Epilayers
n型Ge-on-Si外延材料平台为中红外等离子体提供了一种新的范例，促进了芯片实验室和亚波长振动光谱传感器的未来发展。为了开发这种材料，通过适当的电动设计，它是强制性的检索与高精度的薄Ge外延层的介电常数，由于体Ge晶体的差异。在这里，我们讨论的程序，我们已经采用了提取的实部和虚部的介电常数从垂直入射反射率测量，通过结合标准的多层拟合程序的基础上的德鲁德模型与Kramers-Kronig变换的绝对反射率数据在零透射范围内的薄膜。
2015-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Dielectric screening and plasmons in AA-stacked bilayer graphene
在无规相位近似下研究了AA-堆叠双层石墨烯的屏蔽特性和集体激发（等离子体激元）。而在单层石墨烯和AB-堆叠的双层石墨烯中的长寿命的等离子体激元可以仅存在于掺杂的样品中，我们发现相干等离子体激元可以分散在AA-堆叠的双层石墨烯{ \it即使在没有掺杂的情况下}。此外，我们表明，特征低能量色散关系是不受载流子数量的变化，除非掺杂样品的化学势超过层间跳跃能量。我们进一步考虑的外部电场施加垂直的层的效果，并显示如何的模式的色散可以通过施加栅极电压进行调谐。
2013-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Insulator-to-Metal Transition and Anomalously Slow Hot Carrier Cooling in a Photo-doped Mott Insulator
本文利用扫描超快电子显微镜直接观测了Mott绝缘体α-RuCl3中光激发物种的时空演化，发现低光通量下热载流子输运时间超过一纳秒，高光通量下出现光致绝缘体-金属转变，展示了SUEM探测强关联电子体系光激发的独特能力。
2024-06-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chern Insulator in magnetic-doped two-dimensional semiconductors
University of Maine（缅因大学）
通过强自旋轨道耦合诱导非平凡能带，实现非零陈数，验证了掺杂态在价带边诱导能带翻转，为量子反常霍尔效应提供了新平台。
2026-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Self-excitation of radio waves in the metal-insulator-metal structure doped with metal nanowires
针对由外部无线电波源提供能量的情况，发展了掺杂金属纳米线的金属-绝缘体-金属结构中的自激理论。瞬态阶段的自激和自激振荡的稳态制度进行了分析，在一个完整的解析形式。数值估计表明，这种效果可以用于不同的实际目的，特别是射频功率收集。这些发现将纳米光学中开发的方法扩展到电气工程领域。
2022-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of electron-electron interaction near the metal-insulator transition in doped semiconductors studied within the local density approximation
本文对杂质半导体模型中的安德森局域化进行了数值分析。该模型采用局域密度近似下的密度泛函理论，考虑了施主杂质的随机空间分布引起的无序，并考虑了载流子之间的电子-电子相互作用.初步结果表明，该模型表现出金属-绝缘体转变。
2012-04-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Graphene/$α$-RuCl$_3$: An Emergent 2D Plasmonic Interface
石墨烯/ $α$异质结构中的功函数介导的电荷转移已经被提出作为用于产生高度掺杂的2D界面的策略。在这种几何结构中，石墨烯应该被充分掺杂以容纳表面和边缘等离子体激元-极化激元（分别为SPP和EPP）。作为频率和温度的函数的SPP和EPP行为的表征可用于同时探测层间电荷转移的幅度，同时提取界面掺杂的$α$ $_3$的光学响应.我们使用扫描近场光学显微镜（SNOM）结合第一性原理DFT计算来实现这一点。这揭示了大量的层间电荷转移（2.7 $\times$ 10 $^{13}$ cm $^{-2}$）和由于显著的电子掺杂而在$α$ $_3$中增强的光学电导率.我们的研究结果提供了一个一般的战略，在扫描探针可访问的几何形状，而不需要一个静电门的2D限制产生高掺杂等离子体界面。
2020-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Metal-insulator transition via control of spin liquidity in a doped Mott insulator
量子自旋液体态，其中自旋是量子力学离域的方向，迄今已研究的电荷局域莫特绝缘体产生的强排斥相互作用。然而，最近发现具有三角形晶格的掺杂莫特绝缘体$κ$ -（ET）$_4$ Hg $_{2.89}$ Br $_8$既表现出类似自旋液体的磁性又表现出金属导电性。因此，现在可以通过实验探索自旋流动性如何影响电导，这是一个受到理论关注的问题。在这里，我们研究了一种新开发的方法，结合单轴和静水压力，在掺杂莫特绝缘体的导电与控制的三角形晶格几何形状和排斥强度，决定了自旋流动性和Mottness，分别。我们发现，在一个强相互作用的制度，电子状态急剧变化，从绝缘体到费米液体通过非费米液体不同的几何挫折，这表明自旋流动性促进电荷的离域。这一结果表明，自旋自由度的挫折通过掺杂的莫特绝缘体中的自旋和电荷的纠缠对电荷的输运具有决定性的影响。
2022-02-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Time-reversal symmetry breaking superconducting ground state in the doped Mott insulator on the honeycomb lattice
掺杂莫特绝缘体中超导性的出现已经争论了几十年。本文报道了用Grassmann张量积态变分方法在蜂窝晶格上的掺杂莫特绝缘体（用著名的t-J模型描述）中发现时间反演对称破缺超导基态的理论结果。作为一个基准，我们使用精确对角化和密度矩阵重整化方法来检查我们的小集群的结果。我们发现系统的基态能量以及其他物理量，如交错磁化的一致性。在低掺杂时，超导电性与反铁磁有序共存。
2013-10-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
