Role of defects in the electronic properties of amorphous/crystalline Si interface
确定的非晶/结晶Si异质结构的能带对准的机制是解决与直接原子模拟的接口进行使用的各种计算方案，从经典的模型势分子动力学从头算方法的层次组合。我们发现，在协调无缺陷的样品的频带对齐几乎消失，并独立于接口的细节。相反，在缺陷丰富的样品中，带对齐相对于无缺陷的情况是相当大的不同，但值得注意的是，几乎独立于缺陷的浓度。我们合理化这些发现的半导体接口的理论。
2001-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Molecular fingerprints in the electronic properties of crystalline organic semiconductors: from experiment to theory
通过比较光电子能谱与非微扰动力学平均场论扩展到多体从头计算，我们表明，在突出的情况下，并五苯晶体的一个很好的协议与实验的带宽，色散和寿命的空穴载流子带可以实现在有机半导体中提供一个适当的帐户的耦合到分子的振动模式和存在的障碍。我们的研究结果合理化越来越多的实验证据，即使是最好的能带结构理论的基础上的电子相互作用的多体处理不能重现实验光电发射数据在这类重要的材料。
2012-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Crystalline and Electronic Structures of Molecular Solid C$_{50}$Cl$% _{10}$: First-Principles Calculation
采用密度泛函理论中的第一性原理计算，预测了一种分子固体C $_{50}$ Cl $_{10}$的晶体结构，包括六方密堆积（hcp）相、面心立方（fcc）相和六方单层.从总能量计算确定的稳定结构，其中hcp相是揭露比fcc相和六方单分子层的能量更稳定。给出了六方晶系和面心立方结构的C $_{50}$ Cl $_{10}$的能带和态密度。结果表明，C $_{50}$ Cl% $_{10}$分子既可以形成hcp或fcc的间接带隙绝缘体，也可以形成绝缘的六方单分子层.
2006-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Self-Energy and Excitonic Effects in the Electronic and Optical Properties of TiO2 Crystalline Phases
本文采用密度泛函理论和多体微扰理论相结合的方法，对TiO 2金红石相和金红石相的电子和光学性质进行了统一的从头算研究。交换相关的一致处理，包括许多机构的一个粒子和两个粒子的影响，在自能和电子-空穴相互作用，产生了高质量的电子和光学性质的描述，给出了一些数量，第一个可用的估计这种化合物。特别是，我们给出了一个定量的，直接的电子和直接的光学间隙的评价，澄清他们的作用相对于以前的各种实验技术获得的值。我们得到一个描述的电子间隙和光谱，是与实验相一致的，分析不同的贡献的实验光学间隙的作用，并将它们与我们的计算中使用的理论水平。我们还展示了激子在两个晶相中的空间性质，突出了不同光学跃迁的局域化特征。本文的目的是了解和牢固地建立电光体属性，到目前为止尚未澄清，这种材料的基本和技术利益的绿色能源应用。
2010-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Angle-resolved photoemission and first-principles electronic structure of single-crystalline $α$-uranium (001)
继续Opeil等人[Phys. Rev. B \textbf{73}，165109（2006）]的工作开始的光电发射研究，在本文中，我们报告了在173 K下对高质量单晶$α$ -铀进行的角分辨光电发射光谱（ARPES）研究的结果。使用X射线劳厄和低能电子衍射（LEED）图案的表面重建效果的情况下进行验证。我们比较的ARPES强度图与第一性原理能带结构计算使用广义梯度近似（GGA），我们发现良好的相关性与计算的色散的电子带。
2006-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure of crystalline binary and ternary Cd-Te-O compounds
用第一性原理计算研究了CdTe，CdO，$α$ $_2$，CdTeO $_3$和Cd $_3$ TeO $_6$的电子结构.给出了能带结构、总态密度和分态密度以及电荷密度。对于$α$ $_2$和CdTeO $_3$，局域密度近似（LDA）中的密度泛函理论正确地描述了这些化合物的绝缘特性.在前四种化合物中，LDA低估了大约1 eV的光学带隙。基于这种趋势，我们预测的光学带隙为1.7 eV的镉$_3$ TeO $_6$。这种材料显示出一个孤立的导带，有效质量低，从而解释了最近观察到的半导体特性。在所有这些氧化物中，顶部价带主要由O 2 p电子形成。另一方面，在三元化合物中，相对于价带最大值，Cd 4d带的结合能小于CdTe和CdO。
2004-05-30 cond-mat.mtrl-sci
First-principles theoretical evaluation of crystalline zirconia and hafnia as gate oxides for Si microelectronics
通过对硅（001）上块状和薄膜氧化物的能量学、介电性质和能带排列的从头计算，估算了晶体氧化物ZrO_2和HfO_2作为纳米硅电子学中栅绝缘体的性能参数。由于它们的介电常数大，稳定和低形成能界面，大的价偏移，和合理的（虽然不是最佳的）传导偏移（电子注入势垒），氧化锆和氧化铈似乎有相当大的潜力作为硅电子的栅极氧化物。
2002-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Machine Learning a Universal Harmonic Interatomic Potential for Predicting Phonons in Crystalline Solids
提出一种利用现有声子数据库和机器学习技术训练通用谐和原子间势的方法，能准确预测晶体固体的完整声子谱和热力学性质，并评估预测不确定性。
2024-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio prediction of the electronic and optical excitations in polythiophene: isolated chains versus bulk polymer
采用GW近似计算了聚噻吩的电子和光学激发态，并通过求解电子-空穴Bethe-Salpeter方程考虑了激子效应。研究了两种不同的情况：孤立链上的激发和结晶聚噻吩链上的激发。通过将聚合物链建模为可极化线对象，获得结晶情况的介电张量，其中长波长极化率张量从孤立链的从头算极化率函数获得。用这个模型介电张量，我们构建了一个屏蔽相互作用的晶体的情况下，包括链内和链间屏蔽。在晶体的情况下，准粒子的带隙和激子的结合能显着减少相比，孤立的链。然而，光学间隙几乎不受影响。我们希望这一结果是相关的共轭聚合物一般。
2000-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and crystalline structures of zero band-gap PdLuBi thin films grown epitaxially on MgO(100)
采用PdBi 2和Lu靶共溅射法在Ta-Mo缓冲MgO（100）衬底上制备了具有C1 b结构的拓扑绝缘体PdLuBi的薄膜。高质量的PdLuBi薄膜的外延生长证实了X射线光谱和反射高能电子衍射。的均方根粗糙度的薄膜是低至1.45 nm，虽然薄膜是在高温下沉积。薄膜成分接近理想的化学计量比。硬X射线光电子能谱学观察到的PdLuBi薄膜的价带谱与从头算计算的态密度完全对应。
2012-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Simulated sulfur K-edge X-ray absorption spectroscopy database of lithium thiophosphate solid electrolytes
X射线吸收光谱（XAS）是材料表征的首要技术，提供有关吸收体原子局部化学环境的关键信息。在这项工作中，我们开发了一个数据库的硫K边XAS光谱的结晶和非晶硫代磷酸锂材料的原子结构的基础上报告的化学材料，34，6702（2022）。XAS数据库是基于使用维也纳从头算模拟包中实现的激发电子和芯孔赝势方法的模拟。我们的数据库包含66个晶体和玻璃结构模型的2681 S K边XAS光谱，使其成为迄今为止玻璃/陶瓷硫代磷酸锂的第一原理计算XAS光谱的最大集合。该数据库可用于关联S光谱特征与不同的S物种的基础上，他们的本地协调和短程有序的硫化物为基础的固体电解质。这些数据通过材料云公开分发，允许研究人员免费访问并用于进一步分析，例如光谱指纹，与实验匹配和开发机器学习模型。
2023-01-31 cond-mat.mtrl-sci
A method to computationally screen for tunable properties of crystalline alloys
提出自动构建合金对和合金系统的开源框架，应用于 Materials Project 生成超60万条目数据库，助力筛选具有可调性质的功能材料。
2023-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and structural properties of crystalline and amorphous (TaNbHfTiZr)C from first principles
高熵材料因其力学、化学和电学性质而引起人们极大的兴趣。本文采用密度泛函理论（DFT）对（TaNbHfTiZr）C（一种碳化物型高电子显微镜）的晶相和非晶相进行了分析。我们发现，松弛的晶格体积的非晶相是较大的，而它的体积模量是较低的，比它的结晶对应。两个相都是金属的，所有过渡金属对接近费米能级的态密度（DOS）的贡献类似，其中Ti和Nb给出了成比例的最大状态贡献。我们证实，尽管其结构非常复杂，2x2x2超晶胞是足够大的可靠模拟所提出的机械和电子性能的DFT。
2022-08-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic correlation in the quasi-two-dimensional electride Y$_2$C
通过对两种不同形态（多晶和单晶）样品的μ子自旋旋转和磁化率的测量，研究了Y $_2$ C的磁性，以验证理论预测的Stoner铁磁性.即使在0.024 K的温度下，两种样品中也没有静磁有序的证据。对于多晶样品，根据μ子奈特位移和磁化率的居里-外斯行为推断Y位点存在顺磁矩，而在单晶样品中没有观察到这种趋势。这些观察结果表明，Y $_2$ C的电子基态处于弱到强电子相关之间的极限，其中现场库仑排斥对电子状态的局部调制或由于缺陷/杂质的存在而引起的费米能级的偏移敏感。
2018-07-12 cond-mat.mtrl-sci
Silicon Oxide Passivation of Single-Crystalline CVD Diamond Evaluated by the Time-of-Flight Technique
金刚石优异的材料性能使其非常适合许多传统电子材料无法达到的极端电子应用。为了使商用金刚石器件成为现实，必须具有有效的表面钝化，因为钝化决定了器件承受高表面电场的能力。在本文中，我们提出的数据从横向飞行时间的研究SiO2钝化本征单晶CVD金刚石。使用三种不同的技术沉积SiO2膜。研究了钝化处理对空穴输运的影响，结果表明钝化处理使空穴迁移率增加。从三个不同的钝化的结果进行了比较。
2014-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Electronic disorder in crystalline organic semiconductor: the role of thermal motions modulating the transfer integrals in polyacenes
采用分子动力学模拟和转移积分的量子化学计算相结合的方法研究了热结构涨落对分子间转移积分调制的影响。我们发现，对于两种常见的有机半导体，转移积分的波动与其平均值具有相同的数量级，这一观察结果对目前采用的有机半导体中电荷输运模型提出了质疑，并确定了动态电子无序中载流子迁移率的限制因素。
2005-11-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Computational study of structural, electronic and optical properties of crystalline NH$_4$N$_3$
采用基于密度泛函理论（DFT）的平面波赝势（PW-PP）方法，对正交晶系叠氮铵（NH $_4$ N $_3$）的结构、电子、成键和光学性质进行了系统的计算研究.半经验色散修正方案已被用来解释分子晶体NH $_4$ N $_3$中的非键相互作用。用色散修正方法得到的基态晶格参数和分数坐标与实验结果吻合得很好。我们计算了NH-$_4$-$_3$的单晶弹性常数，并通过观察到的弹性常数（C $_{33}$ $>$ C $_{11}$ $>$ C $_{22}$）的顺序解释了它的敏感性.采用全势线性缀加平面波（FP-LAPW）方法和最近开发的Tran-Blaha修正Becke-Johnson（TB-mBJ）势泛函计算了电子结构和光学性质。TB-mBJ电子结构表明NH $_4$ N $_3$是直接带隙绝缘体，带隙为5.08 eV，而用标准广义梯度近似计算的带隙为4.10 eV。通过计算三种不同晶轴方向的介电函数和折射率等光学常数，分析了晶体的光学各向异性。吸收光谱表明，NH $_4$ N $_3$对紫外光敏感。此外，我们还分析了NH $_4$ N $_3$的爆轰特性使用报告的生成热和计算的密度。用Kamlet-Jacobs经验公式计算得到NH $_4$ N $_3$的爆速为6.45 km/s，爆压为15.16 GPa。
2013-11-06 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast electronic and lattice dynamics in laser-excited crystalline bismuth
飞秒光谱被用来研究铋中的瞬态电子和晶格过程。在晶体的光致反射率响应中检测到弛豫时间为1 ps、7 ps和~ 1 ns的分量。为了便于分配所观察到的弛豫到特定的激发电子态的衰减，我们使用泵浦脉冲的中心波长范围从400 nm到2.3 μ m。此外，我们还研究了相干A1 g声子参数随激发和探测条件的变化。数据分析揭示了布里渊区的电子-空穴和电子-声子耦合强度沿Γ-T方向具有显著的波矢依赖性。
2012-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Tracking the Ultrafast Non-Equilibrium Energy Flow between Electronic and Lattice Degrees of Freedom in Crystalline Nickel
固态系统的飞秒激光激发产生非平衡热电子，通过将其能量转移到其他自由度并最终转移到固体的晶格振动来冷却。结合从头计算和超快电子散射，我们获得了详细的了解复杂的非平衡能量转移之间的电子和声子在激光激发金属镍。我们的实验结果表明，波矢分辨的声子模式的布居动力学是明显不同的整个布里渊区，并在显着的协议与我们的理论结果。我们发现，区界声子模首先被占据。一旦这些模式中的能量变得大于平均电子能量，就会发生从晶格到电子自由度的能量回流。随后激发较低能量的声子模式驱动整个系统的热化在皮秒的时间尺度上。我们确定不断发展的非平衡声子职业，我们发现显着偏离热职业。
2019-06-20 cond-mat.mtrl-sci
Charge Transport Framework for Crystalline pi-Conjugated Materials
Technical University of Munich, Germany（德国慕尼黑工业大学）
该研究提出基于Wannier轨道的瞬态极化子局域化框架，用于晶态π共轭聚合物的定量电荷输运模拟，验证了其对萘二酰亚胺-联噻吩共聚物的适用性，揭示了链间相干性的关键作用，为相关材料输运机制研究提供了可迁移方法。
2026-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Versatile electronic states in epitaxial thin films of (Sn-Pb-In)Te: from topological crystalline insulator and polar semimetal to superconductor
用分子束外延（MBE）方法成功地生长了（Sn $_{x}$ Pb $_{1-x}$）$_{1-y}$ In $_{y}$ Te外延薄膜，其组成范围较宽（0 $\leq$ x $\leq$ 1，0 $\leq$ y $\leq$ 0.23）。我们通过电输运和光学二次谐波的测量研究了薄膜的电子相位。在该系统中，可以通过调节Pb/Sn比和In组分来控制带隙的反转、打破反转对称性的电极化的强度以及费米能级位置。大量的拓扑电子相有望出现，如拓扑晶体绝缘体，拓扑半金属和超导性。对于具有大Sn组分（x > 0.5）的样品，空穴密度随着In组分（y）的增加而增加，这导致超导电性的出现。另一方面，对于具有小Sn组分（x < 0.5）的那些，In组分的增加降低了空穴密度并且将载流子类型从p型改变为n型。在以（x，y）=（0.16，0.07）为中心的n型载流子被轻微掺杂的窄区域中，显示出具有超过5，000 cm $^{2}$ V $^{-1}$ s $^{-1}$的高迁移率的电荷传输，代表可能的半金属状态。在这些样品中，光学二次谐波产生测量显示沿面外[111]方向的反转对称性破缺，这确保了极性半金属态的存在。具有多种电子态的（Sn $_{x}$ Pb $_{1-x}$）$_{1-y}$ In $_{y}$ Te材料体系的薄膜将成为探索新量子现象的一个有前途的材料平台。
2021-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Local structural disorder in crystalline materials
该研究梳理了软质非简谐晶体材料中局域结构无序的研究进展，介绍了多晶型与非简谐建模方法，阐明了无序对声子、电声及热输运的影响，提出结合第一性原理与机器学习推进能源材料预测建模。
2025-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structures of crystalline and amorphous GeSe and GeSbTe compounds using machine learning empirical pseudopotentials
针对传统经验赝势迁移性差的问题，提出机器学习经验赝势方法，在GeSe、GST相变材料上验证其可精准复现第一性原理电子结构结果，计算成本更低且对非晶相等多样原子环境仍保持精度。
2025-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Floquet theory for the electronic stopping of projectiles in solids
提出了一个研究晶体中粒子射弹电子阻止的一般理论框架。它既不依赖于微扰或线性响应近似，也不依赖于理想的金属宿主。相反，它利用了时空对角线中的离散平移对称性，时空对角线由沿着具有晶体周期性的轨迹匀速运动的抛射体确定。这使得表征（频闪）固定的解决方案，通过Floquet理论的时间周期系统。以前的微扰和非线性jeldom模型恢复从这个一般的理论。基于Floquet准能量守恒原理，分析了绝缘子中的临界速度效应。
2019-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and Structural Characteristics of Zinc-Blende Wurtzite Biphasic Homostructure GaN Nanowires
我们报道了一种新的双相结晶纤锌矿/锌掺杂的氮化镓纳米线。阴极发光被用来定量测量纤锌矿和锌铁氧体的带隙。高分辨率透射电子显微镜被用来确定不同的纤锌矿和锌-微晶晶相内的单个纳米线，通过使用选区电子衍射，电子色散谱，电子能量损失谱，和快速傅立叶变换技术。确定了增长机制。
2007-02-16 cond-mat.mtrl-sci
Correlation between Charge Inhomogeneities and Structure in Graphene and Other Electronic Crystalline Membranes
只有一个原子厚，不倾向于晶格缺陷，石墨烯代表了最终的结晶膜。然而，它的结构揭示了在其他晶体膜中未发现的独特特征，特别是波长为100-300埃的波纹的存在。在这里，我将这种差异的根源追溯到膜中的自由电子。晶格的变形能在电荷波动和结构之间产生耦合，导致膜上的波纹，与电荷不均匀性相关。在石墨烯中，这种机制再现了电荷坑和波纹的实验结果。
2009-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Computational 2D Materials Database: Electronic Structure of Transition-Metal Dichalcogenides and Oxides
我们提出了一个全面的第一性原理研究的电子结构的51个半导体单层过渡金属dichalcogenides和氧化物在2 H和1 T六方相。在$G_0W_0$近似下计算了自旋轨道耦合的准粒子（QP）能带结构，并与不同的密度泛函理论（DFT）描述进行了比较.与二维材料的$GW$计算收敛相关的缺陷与可能的解决方案一起讨论。单层能带边缘相对于真空的位置被用来估计在各种异质结界面处的能带对准。能带结构的面内晶格常数的敏感性进行了分析和合理化的电子结构。最后，$q$依赖的介电函数和有效电子/空穴质量从QP能带结构获得，并用作输入到二维类氢模型，以估计激子结合能。在整个论文中，我们专注于电子结构的趋势和相关性，而不是对特定材料的详细分析。所有的计算数据都可以在一个开放的数据库中获得。
2015-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and valleytronic properties of crystalline boron-arsenide tuned by strain and disorder
采用从头算密度泛函理论（DFT）和DFT+相干势近似（DFT+CPA）分别研究了面内应变和位对角无序对立方硼砷化物（BAs）电子结构的影响.它表明，拉伸应变和静态对角无序都降低了半导体的一个粒子带隙的BA，和V形的p带电子状态出现-使先进的valleytronics的基础上应变和无序的半导体体晶体。在双轴拉伸应变接近15%的价带线形相关的光电子学显示符合一个报告的GaAs在低能量。静态无序的作为网站上发挥的作用是促进p型导电性的无应变的BAs体晶体，与实验观察一致。这些发现阐明了半导体和半金属的电子自由度在晶体结构和晶格无序中的复杂和相互依赖的变化。
2022-12-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Magnetic and Electronic Properties of Single-Crystalline BaCoSO
掺杂的BaCoSO最近被预测为基于Co和Ni的新类别中的高温超导体。采用Co-S自助熔剂法合成了反铁磁绝缘体BaCoSO单晶。我们的磁性和比热测量和中子衍射提供了它的磁各向异性和秩序的细节。通过对它的光电发射光谱和红外光学电导率的测量，确定了它的带隙约为1.3eV。我们的研究结果可以为探索这种钴基材料的超导电性铺平道路。
2019-11-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Iron Intercalated Covalent-Organic Frameworks: First Crystalline Porous Thermoelectric Materials
共价有机骨架（COFs）是设计功能分子材料的有趣平台。在这里，我们提出了一个计算研究的基础上范德华色散校正的混合密度泛函理论计算分析的材料性能的环硼氧烷连接和三嗪连接插层COFs。研究了Fe原子对插层COFs费米能级附近电子能带结构的影响。通过态密度（DOS）计算分析了这类插层COFs的材料特性。我们预测，COFs的电子性质可以通过在其结构中的两个有机层之间添加Fe原子来微调。这种新型COFs有望成为热电材料。这些插层COF提供了一种新的策略，以高度可控和可预测的方式在刚性多孔网络内创建热电材料。
2017-03-07 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure studies on single crystalline Nd2PdSi3, an exotic Nd-based intermetallic: Evidence for Nd 4f hybridization
在R_2PdSi_3系列中，Nd_2PdSi_3是一种反常化合物，因为它表现出与该家族中其他成员不同的铁磁有序。磁有序温度也异常高相比，预期值为Nd基系统，假设4f本地化。本文采用高分辨光电子能谱和从头算能带结构计算研究了Nd_2 PdSi_3单晶的电子结构。得到的有效电子相关强度为6 eV的理论结果与实验价带谱相印证。虽然有显着的Pd 4d-Nd 4f杂化，附近的费米能级的状态被发现是由杂化Nd 4f-Si 3 p态占主导地位。钕的3d芯能级光谱具有多种特征，表现出强烈的末态效应，这是由于电子关联、电荷转移和集体激发。这些结果作为一个罕见的示范杂交的Nd 4 $f$状态与导电电子可能负责该化合物的exoticity。
2019-09-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Higher-Order Topological Crystalline Insulating Phase and Quantized Hinge Charge in Topological Electride Apatite
在高阶拓扑绝缘体中，体电子态和表面电子态是带隙的，同时出现受空间对称性保护的无带隙铰链态。在这里，我们表明，通过从头计算的La磷灰石晶体是一个高阶拓扑晶体绝缘体。它是一个一维的空穴结构，其中沿$c$轴的一维间隙空穴支撑着阴离子电子，这些一维通道中的电子态可以用一维的Su-Schrieffer-Heeger模型很好地近似.当晶体被切割成六棱柱时，120个$^\circ$铰链支持无间隙铰链状态，其填充被量化为2/3。这种填充的量化来自拓扑学的起源。我们发现，填充的量化值取决于构成晶体的基本块。磷灰石由三角形块体组成，这对于在铰链处产生非平凡分数电荷至关重要。
2020-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Establishing Coherent Momentum-Space Electronic States in Locally Ordered Materials
本研究以Bi$_2$Se$_3$为对象，利用角分辨光电子能谱发现即使在缺乏长程有序的非晶态中，局部有序的真实空间尺度也能产生相干的动量依赖电子态，揭示了电子相干性源于平均最近邻距离的倒数，为在更广泛材料中实现动量依赖量子现象开辟了新途径。
2023-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Systematic study of amorphous 2D graphene, silicene and silicon carbide: Investigation of structural, electronic, optical and vibrational properties
本研究通过分子动力学和第一性原理计算系统分析了非晶石墨烯、硅烯和碳化硅的结构、电子、光学及热学性质，发现其光学红移、等离激元峰在紫外区且热导率较低，为局部功能器件提供新思路。
2023-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and optical properties of crystalline nitrogen versus black phosphorus: A comparative first-principles study
结晶黑氮（BN）是最近由两个独立的研究小组在高压下合成的具有黑磷（BP）结构的氮的同素异形体[Ji等人，Sci. Adv. 6，eaba 9206（2020）; Laniel等人，物理修订版信函124，216001（2020）]。在这里，我们提出了一个系统的研究BN的电子和光学性质的重点与BP的比较。为此，我们使用国家的最先进的准粒子自洽$GW$的方法与顶点校正的电子和光学通道。尽管有许多相似之处，BN的性质被发现是相当不同的。与BP不同，BN具有更大的光学带隙（2.5对0.26 eV），使BN在可见光谱区透明，具有高度各向异性的光学响应。这种差异可以主要归因于BN中的介电屏蔽的显著降低，从而导致有效库仑相互作用的增强。尽管库仑相互作用相对较强，但这两种材料中激子的形成在很大程度上受到抑制。我们的弹性性能的分析表明BN的刚度非常高，与金刚石相当。
2022-05-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Low temperature field-effect in crystalline organic material
分子有机材料为新型电子器件提供了希望，但也为理解窄带系统中的电荷传输提出了挑战。低温研究阐明了基本的运输过程。我们报告的最低温度场效应输运结果的结晶低聚有机材料，红荧烯。我们发现，在温度低至10 K时，开关比高达10^7的场效应开关。在10-50 K范围内，门控输运对热激活能的抑制约为10倍，在10 K以下，电阻率几乎与温度无关。
2004-05-05 cond-mat.mtrl-sci
ToMSGKpoint: A user-friendly package for computing symmetry transformation properties of electronic eigenstates of nonmagnetic and magnetic crystalline materials
针对现有计算软件包需转换晶体结构约定的限制，开发了Mathematica软件包ToMSGKpoint，可计算任意非磁性和磁性晶体材料在高对称点、线、面的小群及(共)不可约表示，支持VASP接口，并成功应用于多种拓扑材料分析。
2024-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Crystalline Electronic Field in Rare-Earth Based Quasicrystal and Approximant: Analysis of Quantum Critical Au-Al-Yb Quasicrystal and Approximant
在点电荷模型的基础上，利用算符等效方法，推导出稀土准晶和准晶近似晶体中配位离子处于赝5重组态时的晶体电场哈密顿量$H_{\rm CEF}$.通过设定总角动量$J=7/2$，考虑Al/Au混合位的影响，分析了量子临界QC Au $_{51}$ Al $_{34}$ Yb $_{15}$和1/1 AC Au $_{51}$ Al $_{35}$ Yb $_{14}$的CEF.我们发现配体离子$x=Z_{\rm Al}/Z_{\rm Au}$的价态比在表征CEF基态中起着重要的作用。当$x$从$x=3$减小时，具有位于镜像平面内的平坦形状的CEF基态的4f波函数在$x\approx 0.8$附近变形为垂直于$x=0$处的伪5重轴的平坦形状。由$J$建立的$H_{\rm CEF}$模型适用于稀土类质控品和活性炭的分析，对稀土类质控品的分析有一定的参考价值。
2022-03-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Wafer-scale Integration of Single-Crystalline MoS$_2$ for Flexible Electronics Enabled by Oxide Dry-transfer
本文提出一种以高介电氧化物为介质的晶圆级干法转移技术，将4英寸单晶MoS₂集成到柔性衬底，所制柔性FET阵列性能优异，并成功演示了低功耗反相器与机器人触觉识别系统。
2025-01-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Data mining and accelerated electronic structure theory as a tool in the search for new functional materials
数据挖掘是一种公认的预测工具，在各种领域，从生物信息学和药物设计到晶体结构预测。在本研究中，电子结构的实现已经与无机晶体结构数据库的结构数据相结合，以产生约22，000种无机化合物的高加速电子结构计算结果。它示出了如何在数据库上采用的数据挖掘算法可以识别新的功能材料与所需的材料特性，从而在136个新的材料与潜在的电离辐射探测器材料的预测。介绍了自动化从头算方法背后的方法，将结果制成表格，并在互联网网站http://gurka.fysik.uu.se/ESP/（参考文献1）上提供了完整数据库的版本。
2008-08-15 cond-mat.mtrl-sci
Structural Phase Transition and Carrier Density Tuning in SnSexTe1-x Nanoplates for Topological Crystalline Insulators
对于拓扑绝缘体和拓扑晶体绝缘体（TCI），它们的奇异表面态对于基础凝聚态物理研究以及未来的电子学如低耗散电子学和自旋电子学是有希望的。然而，通常主导输运性质的高体载流子密度是材料的主要挑战，严重阻碍了我们研究和操纵表面态的能力。在这篇手稿中，我们展示了一种合金化策略，SnSexTe 1-x，有效地降低了体载流子密度。只要SnSexTe 1-x保持立方晶体结构，它就被预测为TCI。我们显示系统的体载流子密度随着Se浓度的增加而降低，表明合金化原理起作用。此外，我们绘制了相图的立方正交结构转变的Se浓度的函数。这是通过研究保持单晶并且处于立方相或正交相的合金纳米片而成为可能的，与表现出多晶晶粒的大块合金相反。最后，我们系统地研究了SnSexTe_（1-x）从立方相到菱面体相的结构转变所伴随的铁电相变。这是首次对SnSexTe_（1-x）合金体系的铁电转变进行研究。
2016-03-07 cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear electronic excitations in crystalline solids using meta-generalized gradient approximation and hybrid functional in time-dependent density functional theory
我们开发了数值方法来计算电子动力学在晶体固体中的实时时间依赖性密度泛函理论采用交换相关势再现带隙能量的π;由Tran和Blaha提出的Meta广义梯度近似（meta-GGA）[Phys. Rev. Lett. 102，226401（2009）]（TBm-BJ）和Heyd，Scuseria和Ernzerhof [J. Chem. Phys. 118，8207（2003）]（HSE）提出的杂合功能。在TB-mBJ势的时间演化计算中，我们发现有必要采用预测-校正步骤来稳定时间演化。由于TB-mBJ势的能量泛函是未知的，我们提出了一种方法来评估电子激发能，而不涉及能量泛函。使用HSE混合泛函的计算由于非局部Fock类项而在计算上是昂贵的。我们开发了一种计算方法的操作的Fock-like长期在傅立叶空间，为此，我们采用大规模并行计算机配备图形处理单元。为了证明利用潜力提供正确的带隙能量的意义，我们比较了飞秒激光脉冲诱导的电子激发使用TB-mBJ，HSE，和一个简单的局域密度近似（LDA）。在低激光强度下，发现电子激发对带隙能量敏感：使用TB-mBJ和HSE的结果彼此接近，而LDA计算的激发比其他的更强烈。在接近损伤阈值的高激光强度下，我们发现电子激发能在三种情况下是相似的。
2015-07-18 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Topological Crystalline Insulator Nanomembrane with Strain-Tunable Band Gap
精细调节拓扑材料中的带隙和带反转的能力对于新型功能器件的开发是高度期望的。在这里，我们提出了拓扑晶体绝缘体（TCI）的SnTe和Pb $_{1-x}$ Sn $_x$（Se，Te）的独立纳米膜的电子性质是高度可调的工程弹性应变和控制膜厚度，导致可调的带隙和巨大的压电电导率。膜的厚度决定了相对表面上拓扑电子态的杂化，而弹性应变可以通过控制表面态的穿透长度来进一步调节杂化强度。我们提出了一种利用力集中在空间变化宽度的TCI纳米膜中引起的非均匀弹性应变的频率分辨红外探测器。预测的可调谐带隙伴随强自旋织构电子态将为基于TCI纳米膜的压阻器件、热电器件、红外探测器以及节能电子和光电子器件的制备开辟新的途径。
2014-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Synthesis and Electronic Structure of a Crystalline Stack of MXene Sheets
尽管在过去十年中对MXene感兴趣，但所有报道的MXene都具有表面末端（-O、-OH、-F）的随机混合物。此外，重新堆叠的膜具有乱层无序，并且通常在它们的层之间含有离子、溶剂和其他物质。在这里，我们报告Y2 CF2，一个层状晶体的晶胞同构的MXene，其中层只被氟阴离子。我们通过高温固相反应直接合成3D晶体，这提供了高产率和纯度的3D晶体，并确保只有氟离子终止层。我们使用实验和计算技术相结合的晶体结构和电子性质的特点。我们发现，相对较强的静电相互作用将层结合在一起形成3D晶体，并且层之间缺乏轨道重叠导致Y2 CF2被描述为彼此电绝缘的MXene状片的板。因此，我们认为Y2 CF2是MXene样片的纯3D晶体堆叠。此外，Y2 CF2是第一个实验合成的过渡金属碳化物氟化物。我们希望这项工作能激发对过渡金属碳化物氟化物的进一步探索，这是一个潜在的大而有用的组合物类别。
2019-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Negative Poisson's Ratio in 1T-Type Crystalline Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides
具有负泊松比的材料，也称为拉胀材料，表现出不寻常的和违反直觉的机械行为-拉伸时横截面变得更胖。这种行为主要归因于一些特殊的重入或铰链几何结构，而与材料的化学组成和电子结构无关。在这里，使用第一性原理计算，我们报告了一类新的拉胀单层二维（2D）材料，即，第6-7族过渡金属二硫属化物MX $_2$（M = Mo，W，Tc，Re; X = S，Se，Te）的1 T型单层晶体。这些材料具有不同于所有其它已知拉胀材料的晶体结构。它们表现出内在的面内负泊松比，这是由电子效应占主导地位。我们将这种拉胀行为的发生归因于硫族元素p轨道和基本三棱锥结构单元内的金属间t $_{2g}$键合轨道之间的强耦合。不寻常的拉胀行为与单层2D材料的其他显着性能相结合，可能会导致新的多功能性。
2017-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Topological insulating behaviour in conducting property of crystalline Ge-Sb-Te
通过第一性原理计算，发现Ge-Sb-Te（GST）相变材料具有拓扑绝缘性质。我们的计算表明，材料成为拓扑绝缘体或开发导电表面类界面态依赖于层堆叠顺序。结果表明，导电界面态起源于GST中的拓扑绝缘Sb_2Te_3层，并对化合物的电子性质至关重要。这些界面态被发现是相当弹性的原子的无序，但敏感的单轴应变。我们提出了破坏GST拓扑绝缘秩序的机制，并研究了被认为是负责GST的非晶化的Ge迁移的作用。
2010-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Realization of 2D Crystalline Metal Nitrides via Selective Atomic Substitution
二维过渡金属氮化物（TMN）是二维材料家族中的新成员，具有广泛的应用。特别地，TMN的高度结晶和大面积薄膜对于在电子和光电子器件中的应用具有潜在的前景;然而，这种TMN的合成尚未实现。本文报道了利用层状MoS_2晶体的原位化学转化法合成大面积、高质量的纳米级Mo_5N_6晶体。用透射电子显微镜、拉曼光谱和X射线光电子能谱学对合成的Mo 5 N6晶体的结构和质量进行了表征。Mo 5 N6晶体的大的横向尺寸是从用于转换的MoS 2晶体继承的。原子力显微镜表征显示Mo 5 N6晶体的厚度减小到MoS 2晶体的1/3左右。电学测量表明，所获得的Mo 5 N6样品是具有高电导率（~ 100 Ω sq-1）的金属，其与石墨烯相当。这种一般方法的多功能性证明了通过扩展的方法来合成W5 N6和TiN。我们的策略提供了一个新的方向，准备二维TMN所需的特性，打开了一扇门，研究基础物理和促进下一代电子产品的发展。
2019-10-03 cond-mat.mtrl-sci
On the role played by electrons in the stress-strain curves of ideal crystalline solids
本文利用密度泛函理论与热力学分析，研究Cu、Al和金刚石在单轴应变下电子电荷响应对力学性能的影响，发现Cu和Al的应力-应变曲线偏离线弹性，并可用由Van-Hove奇点和电子重新分布引起的一级与二级相变解释。
2025-08-27 cond-mat.mtrl-sci
Database of Wannier Tight-binding Hamiltonians using High-throughput Density Functional Theory
我们开发了一个计算工作流程，用于基于密度泛函理论（DFT）的电子能带结构计算的高通量Wannierization。我们将此工作流程应用于1771种材料，并创建了一个数据库，其中包含基于Wannier函数的紧束缚哈密顿量（WTBH）。我们通过比较Wannier能带结构和直接计算的DFT能带结构来评估WTBH的准确性，所述DFT在Wannier化中使用的k点集以及来自高对称线的独立k点上进行。精确的WTBH可用于计算许多材料的性能，我们包括一些示例应用程序。我们还开发了一个网络应用程序，可以用来预测电子性能的飞行使用WTBH从我们的数据库。生成哈密顿量的工具和WTB参数的数据库将通过网站https://github.com/usnistgov/jarvis和https://www.ctcms.nist.gov/jarviswtb公开提供。
2020-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Origin of the two-dimensional electron gas at LaAlO3/SrTiO3 interfaces: The role of oxygen vacancies and electronic reconstruction
原子缺陷和电子转移的相对重要性，解释在结晶LaAlO 3/SrTiO 3界面的导电性一直是一个争论的话题。金属界面上的非晶氧化物覆盖层SrTiO 3产生的类似的电子性能的问题，原来的极化突变模型。我们解决了这个问题的全面比较（100）-取向SrTiO 3基板与结晶和非晶覆盖层的LaAlO 3的不同厚度下制备不同的氧压。对于这两种类型的覆盖层，对于电导率的出现存在临界厚度，但是对于氧退火的结晶情况，其值总是4个晶胞（约1.6nm），而在非晶情况下，临界厚度可以根据沉积条件在0.5至6 nm的范围内变化。随后的离子铣削的覆盖层恢复氧退火的晶体异质结构的绝缘状态，但不是非晶的。氧后退火去除了氧空位，并且在非晶情况下界面变得绝缘。然而，具有结晶覆盖层的界面保持导电，具有降低的载流子密度。这些结果表明，当LaAlO 3覆盖层为非晶态时，氧空位是载流子的主要来源，而在未退火的晶态LaAlO 3/SrTiO 3异质结构中，氧空位和极化突变对界面电导率都有贡献，而在氧退火的晶态LaAlO 3/SrTiO 3异质结构中，极化突变单独对界面电导率有贡献.此外，我们发现，结晶的LaAlO 3层的结晶度是至关重要的极化突变机制的情况下，结晶LaAlO 3覆盖层。
2013-05-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
AFLOW-XtalFinder: a reliable choice to identify crystalline prototypes
晶体学数据库中存储库条目的加速增长率使得识别和分类其原型结构变得困难。开发开源的AFLOW-Xtaltek包就是为了解决这个问题。它将结构符号化地映射到遵循AFLOW原型百科全书的标准名称中，并计算与国际晶体学表一致的内部自由度。为了确保唯一性，结构通过对称性，局部原子几何形状和晶体映射技术进行分析和比较，同时通过相似性对它们进行分组。软件I。区分不同的晶体原型和原子装饰，ii.确定等效自旋配置，iii.揭示具有相似性质的化合物，和iv.引导着对未探索物质的发现。这些操作可以通过为工作流准备的Python模块和命令行语法进行访问。AFLOW.org存储库中的所有400多万种化合物都映射到其理想原型，允许用户通过符号结构类型搜索数据库条目。此外，从AFLOW-ICSD目录中提取了15，000个独特的结构-按流行程度排序-作为百科全书的未来原型。
2020-10-08 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Machine-learned prediction of the electronic fields in a crystal
我们提出了一种利用机器学习来近似变形晶体固体中的电场的方法。应变工程正在成为一种广泛使用的方法，用于调整材料的性能，这需要重复的密度泛函理论计算的单位细胞受到应变。晶体缺陷的多分辨率研究也需要重复的晶胞计算。我们提出了一种方法，使用这些计算的数据来训练一个精心设计的机器学习近似。我们展示了镁，一种有前途的轻质结构材料的方法：我们表明，我们可以预测的能量和电子场的化学精度的水平，甚至捕捉晶格不稳定性。
2021-04-08 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Crystalline Electronic Field and Magnetic Anisotropy in Dy-based Icosahedral Quasicrystal and Approximant
该研究将基于点电荷模型的晶场理论公式应用于镝基金硅锗铝镓准晶及近似相，分析价态比对晶场基态易磁化轴取向的影响，为理解相关体系电子态提供理论支撑。
2023-07-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological Crystalline Insulators in the SnTe Material Class
拓扑晶体绝缘体是一种新的物质状态，其中电子结构的拓扑性质源于晶体对称性。在这里，我们预测的第一个材料实现的拓扑晶体绝缘体在半导体SnTe，通过确定其非零拓扑指数。我们预测，作为这种非平凡拓扑结构的表现，SnTe具有金属表面态，在高对称性晶体表面（如{001}，{110}和{111}）上具有偶数个狄拉克锥。这些表面态形成了一种新型的高迁移率手性电子气，它对无序具有鲁棒性，并且通过晶体相对于{110}镜面的反射对称性进行拓扑保护。通过弹性应变工程或施加面内磁场来打破这种镜像对称性可以在表面上打开连续可调的带隙，这可能导致在热电、红外检测和可调电子学中的广泛应用。密切相关的半导体PbTe和PbSe也成为拓扑晶体绝缘体后，带反转的压力，应变和合金化。
2012-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
