Towards Fast Multicolor Photodetectors based on Graphene Contacted Vertical p-GaSe/n-InSe van der Waals Heterostructure
研究了以石墨烯为透明电极，采用层状p型GaSe和n型InSe的垂直范德华异质结光电探测器的电学和光电特性。不仅观察到来自层状GaSe和InSe本身的光电流峰，还观察到层间光跃迁峰，这与第一性原理计算一致。p-n异质结之间的内建电场和石墨烯电极的优势可以有效地分离光生电子-空穴对，从而导致响应时间下降到160 μs。利用垂直层状p-n异质结和石墨烯电极的层间和层内光学跃迁，可以实现基于二维层状材料的高性能多色光电探测器，这对未来的光电子学具有重要意义。
2016-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hot Carrier and Surface Recombination Dynamics in Layered InSe Crystals
层状硒化铟（InSe）是一种范德华固体，已成为一种有前途的材料，用于高性能的太阳能电池。光电参数，如热载流子寿命和表面复合速度，是至关重要的光转换效率，但在很大程度上未开发的In Se。在这里，这些关键的物理性质的层状InSe的测量与飞秒瞬态反射光谱。热载流子冷却过程是通过声子散射发生的。表面复合速度和双极扩散系数提取的泵能量依赖的瞬态反射动力学使用自由载流子扩散模型拟合。提取的表面复合速度是大约一个数量级大于甲基铵碘化铅钙钛矿，这表明表面复合是一个主要来源的InSe中的光生载流子损失。提取的双极扩散系数与先前报道的InSe载流子迁移率的值是一致的。
2019-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Oxidized-monolayer Tunneling Barrier for Strong Fermi-level Depinning in Layered InSe Transistors
在基于二维半导体的场效应晶体管和光电子器件中，金属-半导体结是决定器件性能的关键因素之一。界面能隙态引起的费米能级钉扎效应严重限制了结特性的可调谐性，包括势垒高度和接触电阻。一个隧道接触方案已被提出来解决FL钉扎问题的金属-2D-半导体结，而实验实现仍然是难以捉摸的。在这里，我们表明，氧化单层启用隧穿势垒可以实现一个显着的FL脱钉在硒化铟（InSe）晶体管，表现出0.5的大钉扎因子和高度调制的肖特基势垒高度。FL脱钉可以归因于作为高质量隧穿接触的结果的金属和无序诱导的间隙状态的抑制。结构表征表明均匀和原子级薄的表面氧化层固有的范德瓦尔斯材料和原子级尖锐的氧化物-2D-半导体界面的性质。此外，通过有效地降低肖特基势垒高度，我们实现了2160厘米$^2$ /Vs的电子迁移率和65 meV的接触势垒在两端InSe晶体管。在具有氧化单层的高迁移率InSe晶体管中实现强FL脱钉提供了一种可行的策略，以在先进的电子学和光电子学的接触工程中利用层状半导体。
2019-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dislocation scattering in a two-dimensional electron gas
本文发展了二维电子气中带电位错线的散射理论。该理论是针对理解AlGaN/GAN高电子迁移率晶体管（HEMT），其中有大量的线位错穿透2DEG的运输。由于位错的散射时间推导出封闭形式的二维电子气。这项工作确定位错散射作为一个流动性限制散射机制在2DEG与高位错密度。的2DEG（相比散装）位错散射的不敏感性的理论解释。
2000-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Minimal Surfaces, Screw Dislocations and Twist Grain Boundaries
层状结构中的大扭转角晶界通常用Scherk第一表面来描述，而小扭转角晶界通常用螺旋位错阵列来描述。我们发现，这两种描述之间没有本质的区别，特别是，它们的比较能量关键取决于其螺旋位错拓扑缺陷的核心结构。
1999-02-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Prismatic Edge Dislocations in Graphite
位错是材料科学中的一个核心概念，它决定了材料的塑性形变和损伤演化。层状材料如石墨允许两种一般类型的层间位错：基底位错和棱柱位错，其中棱柱位错的研究相对较少。使用密度泛函理论（DFT）计算，我们研究了不同的棱柱形核心结构的石墨和评估其结构，能量和流动性。我们发现密切的精力充沛的相互作用之间的结合和“独立”的核心结构在Z字形和扶手椅方向，重建稳定Z字形核心确定。我们探讨晶界和棱柱形位错堆积，确定亚稳结构，这可能是重要的能量存储。同时，对层间堆积在芯结构、位错滑移和攀移中的作用也作了深入的探讨。我们的计算表明，棱柱形位错核心是稳定的高温约1500 K的块状石墨。在此温度以上，位错核心中的键的断裂可以促进爬升、晶界运动以及通过棱柱形位错滑移的损伤退火。
2021-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Effects of Graphene/BN Encapsulation, Surface Functionalization and Molecular Adsorption on the Electronic Properties of Layered InSe: A First-Principles Study
采用第一性原理计算，研究了石墨烯/氮化硼（BN）包覆、金属元素（K、Al、Mg和典型过渡金属）和分子（四氰基醌二甲烷（TCNQ）和四氰基乙烯（TCNE））表面功能化对层状硒化铟（InSe）电子性质的影响.发现石墨烯（供体）和BN（受体）可能具有相反的电荷转移趋势，这与石墨烯和BN两者起相同作用（供体）的磷烯显著不同。对于InSe/BN异质结构，由于面外压缩而引起的层间距离的变化可以有效地调节带隙。TCNE和TCNQ分子对InSe有较强的受体能力。对于K、Al和Mg掺杂的单层InSe，观察到电荷从K和Al原子转移到InSe表面，导致InSe的n型导电，而在Mg掺杂的情况下观察到InSe的p型导电。InSe的原子级薄结构使得能够观察和利用跨界面的掺杂剂诱导的垂直电场。适当地采用n型或p型掺杂剂允许调制功函数、费米能级钉扎、能带弯曲和InSe表面/界面附近的光吸收效率。过渡金属原子在InSe上的吸附研究表明，Ti、V、Cr、Mn、Co吸附的InSe是自旋极化的，而Ni、Cu、Pd、Ag、Au吸附的InSe是非自旋极化的。我们的研究结果揭示了可能的方法来保护InSe结构和调制其电子性质的纳米电子学和电化学器件的应用。
2018-04-14 cond-mat.mtrl-sci
High-strength and ductile lightweight cast aluminium alloys with superlattice nano-layered fibres (SNL) and core-shell nano-particles
Indian Institute of Science（印度科学学院）；Max Planck Institute for Sustainable Materials（马克斯·普朗克可持续材料研究所）
通过在Al-Gd近共晶合金中添加Zr，形成超晶格纳米层状纤维（SNL）和核壳纳米颗粒，显著提升轻质合金的拉伸韧性，实现400%的韧性提升，克服共晶合金的延展性限制。
2026-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-controlled Structural Symmetry Transition in Layered InSe
晶体的结构对称性在二维材料的物理性质中起着重要的作用，特别是在非线性光学领域。二维材料具有不同的堆积结构，对应着不同的结构对称性，人们对其物理性质进行了长期的探索。通常，在2D异质结构中的层之间的旋转对准的操纵已经在合成阶段通过人工堆叠（如组装乐高积木）来实现。然而，晶体结构平移对称性的可重构控制仍然具有挑战性。高压作为一个强大的外部控制旋钮，提供了一个非常有前途的路线，以规避这一约束。在这里，我们实验证明了压力控制的对称性过渡层InSe。利用偏振分辨二次谐波产生（SHG）光谱技术，可以原位监测结构对称性的连续可逆演化。随着压力的变化，实验观察到层状InSe样品中的SHG图案从三重旋转对称到镜像对称的可重构对称性转变，并成功地用所提出的层间平移模型进行了解释.这为操纵2D材料的晶体对称性的潜在应用开辟了新的途径。
2019-03-11 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Ab initio modeling of the energy landscape for screw dislocations in body-centered cubic high-entropy alloys
在传统的体心立方（bcc）金属中，螺旋位错的核心性质在低温下的塑性形变中起着关键作用。近年来，具有体心立方晶体结构的难熔高熵合金（RHEAs）受到了广泛关注。然而，与面心立方高熵合金（HEAs），有少得多的调查bcc HEAs，特别是在这些多主元素合金中的化学短程有序（SRO）对位错迁移率的可能影响。本文利用密度泛函理论研究了MoNbTaW RHEAs合金中位错核的分布特性，以及SRO对位错核特性的影响。发现RHEA的芯能平均值大于相应的纯组分bcc金属的芯能平均值，并且对SRO的程度相对不敏感。然而，SRO的存在被证明有很大的影响，缩小的位错芯能量的分布和减少的空间异质性的位错芯能量在RHEA。有人认为，HEAs的机械行为的后果是在能量景观的位错，这可能会不均匀地抑制他们的运动的变化。
2020-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Study of size effects in thin films by means of a crystal plasticity theory based on DiFT
在最近的出版物中，我们推导出了平行刃位错多滑移系统的塑性的介观连续理论，其动机是Yefimov等人（2004 b）提出的单滑移的非局部连续晶体塑性理论。在位错场论（DiFT）中，通过Peach-Koehler相互作用，通过单个和成对位错关联，得到了每个滑移系上总位错密度和几何必要位错密度的输运方程。对相关相互作用的影响表现在背应力的形式，除了外部剪切和自洽的内部应力。本文采用新的连续介质理论研究了具有对称双滑移的单晶薄膜的尺寸效应。分析了两个边值问题：（1）热载荷作用下基片上薄膜的应力松弛问题和（2）约束薄膜中的简单剪切问题。在这些问题中，早期的离散位错模拟表明，尺寸效应是由约束界面附近的位错层产生的。这些边界层取决于滑移方向和施加的载荷，但对膜厚不敏感。我们调查在这两个问题中的控制参数的变化的应力响应。与以前的离散位错模拟的比较进行了讨论。
2007-11-23 cond-mat.mtrl-sci
How Does Intercalation Reshape Layered Structures? A First-Principles Study of Sodium Insertion in Layered Potassium Birnessite
Tecnológico de Monterrey（蒙特雷理工学院）；Michigan State University（密歇根州立大学）
研究通过从头计算分析钠插入分层钾birnessite的结构稳定性及电子性质变化，揭示离子扩散机制与磁性半导体特性。
2026-04-10 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Solute strengthening and softening from screw dislocation in BCC tantalum: A first-principles study
本研究利用第一性原理计算揭示BCC钽中螺位错与溶质原子的作用机制，识别Hf、Zr的软化及Mo、W、Ir的强化效应，并以相互作用能和电子功函数加以解释。
2024-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Bending a periodically layered structure for transformation acoustics
各向异性声学超材料在引导和操纵声音能量方面具有很大的潜力，已被证明是非常有用的。在本文中，我们进一步发展的想法，通过使用周期性分层结构的变换声学。这样一个简单的方案周期性地将相同弯曲的固体板插入背景流体中。它形成了一种超材料，具有垂直于弯曲板的高折射率和沿着板的接近1的折射率。我们表明，周期性分层结构，结合变换的方法，可以切割成特定的设备形状的声学隐身和错觉。
2011-04-29 cond-mat.mtrl-sci
Unveiling Structural Disorders in Honeycomb Layered Oxide: $\rm Na_2Ni_2TeO_6$
蜂窝状层状氧化物在许多学科中引起了巨大的研究兴趣，这不仅是因为它们表现出无数的物理化学性质，而且还因为它们丰富的晶体结构多功能性。在此，一个全面的晶体学研究的钠基$\rm Na_2Ni_2TeO_6$蜂窝层状氧化物已进行使用原子分辨率透射电子显微镜，阐明了过多的原子排列（堆叠）在原始材料的障碍。在蜂窝状金属板层的排列中的堆垛层错（堆垛层错）主要发生在垂直于具有长程相干长度的板的方向上，并且在某些域中存在边缘位错。此外，碱金属原子分布的周期性排列被堆垛层错的发生所改变。$\rm Na_2Ni_2TeO_6$中固有的多种疾病设想了相关蜂窝状层状氧化物材料的功能的广泛影响，并有望支持对其材料科学的新兴趣。
2021-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
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
High-temperature-grown buffer layer boosts electron mobility in epitaxial La-doped BaSnO$_3$/SrZrO$_3$ heterostructures
通过在薄膜和衬底之间插入SrZrO $_3$缓冲层，我们证明了La：BaSnO $_3$薄膜中的穿透位错密度的显著降低以及电子迁移率的相关改善。室温迁移率为140厘米$^2$ V $^{-1}\text{s}^{-1}$实现25纳米厚的膜，没有任何后生长处理。用脉冲激光沉积法在（110）TbScO $_3$衬底上制备的缓冲膜中，穿透位错密度仅为$4.9\times 10^{9}$ cm $^{-2}$。
2019-03-29 cond-mat.mtrl-sci
Atomistic mechanism and interface-structure-energetics of van der Waals epitaxy demonstrated by layered alpha-MoO3 growth on mica
Uppsala University（乌普萨拉大学）；Linköping University（林雪平大学）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；PLATIT AG；Rensselaer Polytechnic Institute（伦斯勒理工学院）
本研究揭示了通过在云母上生长层状 alpha-MoO3 的范德华 epitaxy 原子机制，通过X射线衍射和电子显微镜发现大柱状晶体在三个非等价平面取向中呈现，结合无应变累积证实范德华 epitaxy，并通过第一性原理计算显示界面能量最低与Mo和K原子间高接近性相关。
2026-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Van der Waals semiconductor InSe plastifies by phase transformation
该研究结合机器学习深度势原子模拟、高分辨率实验与理论，揭示范德华半导体 InSe 在面外压缩下经未被识别的马氏体相变实现塑性化，为可变形无机半导体设计提供新方向。
2023-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Formation of Ideal Rashba States on Layered Semiconductor Surfaces Steered by Strain Engineering
二维电子系统中Rashba态的自旋劈裂为自旋电子学的应用提供了一种很有前途的自旋操纵机制。然而，到目前为止，实验上实现的Rashba状态在相同的能量范围内经常被自旋简并的衬底状态超过，阻碍了它们的实际应用。通过密度泛函理论计算，我们证明了在层状半导体表面β-InSe（0001）上沉积Au单层膜，可以得到自旋分裂较大的“理想”Rashba态，这些Rashba态完全位于衬底的大带隙内。Rashba带的位置可以在很宽的范围内调整相对于基板带边缘的实验可访问的应变。此外，我们的非平衡格林函数输运计算表明，该系统可能会产生长期寻求的强电流调制时，制成的Datta-Das晶体管的设备。类似的系统可以用其他金属氧化物膜和分层半导体衬底来识别，以实现理想的Rashba状态。
2015-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Te Doped Indium (II) Selenide Photocatalyst for Water Splitting: A First Principles Study
石墨烯类2D材料在光催化水分解领域引起了极大的关注。硒化铟（InSe）是一种这样的潜在材料。在这里，我们报告的影响，碲对硒化铟单分子膜的光催化分解水的密度泛函计算。计算的带隙落在太阳光谱的可见光区域内，表明这些材料可以吸收大量的太阳光。态密度的计算表明，共价字符之间存在的原子，这是典型的层状系统。相对于氧化还原电位的能带排列表明，Te掺杂的InSe比原始的InSe单层更有利于氢还原反应。我们的总体结果表明，碲取代提高了光催化分解水的能力在硒化铟单层。
2016-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis, Crystal Structure, and Physical Properties of New Layered Oxychalcogenide La2O2Bi3AgS6
合成了一种新的层状氧硫属化合物La_2O_2Bi_3AgS_6。通过同步辐射X射线衍射和Rietveld精修，用P4/nmm空间群模型精修了La 2 O2 Bi 3AgS 6的晶体结构，其a = 4.0644（1）<$，c = 19.412（1）<$，与相关化合物LaOBiPbS 3相似，但La 2 O2 Bi 3AgS 6的层间键（M2-S1键）明显缩短.隧道电子显微镜（TEM）图像证实了由Rietveld精修导出的晶格常数（c ~ 20 Ω）。电阻率和Seebeck系数表明，La 2 O2 Bi 3AgS 6的电子态比LaOBiS 2和LaOBiPbS 3的电子态更具有金属性.将岩盐型硫属化物插入到基于BiS 2的层状化合物（如LaOBiS 2）的范德华能隙中，将是在层状硫属化物家族中设计新的层状功能材料的有用策略。
2017-12-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Van Der Waals Heteroepitaxy of GaSe and InSe, Quantum Wells and Superlattices
半导体异质结构中的带隙工程和量子限制提供了在宽光谱范围内微调材料对电磁场和光的响应的手段。尽管如此，在晶格失配的衬底上形成半导体异质结构几十年来一直是一个挑战，导致器件集成的限制和在重要波长带中缺乏有效器件。在这里，我们表明，范德华外延的二维（2D）的GaSe和InSe异质结发生在基板上具有显著不同的晶格参数，即硅和蓝宝石。GaSe/InSe异质结被应用于量子阱和超晶格的生长，表现出与带间跃迁相关的光致发光和吸收。此外，我们展示了自供电的光电探测器的基础上，这种异质结构的硅，工作在可见光-近红外波长范围。在晶圆级制造，这些结果铺平了道路，在当前的硅技术的基础上，这些分层的2D材料的光电子集成。
2022-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Band Structure, Band Offsets, Substitutional Doping, and Schottky Barriers in InSe
本文采用密度泛函理论对层状半导体InSe的电子结构进行了全面的研究。我们计算了单层和块体材料的能带结构，并利用杂化泛函修正了带隙。单层的带隙为2.4 eV。带边态是令人惊讶的各向同性。然后计算异质结构的电子亲合势和能带偏移，如将用于隧道场效应晶体管（TFFET）。InSe的电离电势相当大，类似于HfSe 2或SnSe 2的电离电势，因此InSe适合用作TFET中的漏极。然后计算本征缺陷。对于富Se层，Se吸附原子是能量最低的缺陷，而对于富In层，In吸附原子在大部分带隙中对于费米能是最稳定的。替代施主和受主计算是浅的，而不是重建。最后，发现金属的肖特基势垒被强烈钉扎，费米能级被金属诱导的间隙态钉扎在价带边缘以上约0.5 eV。
2017-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Insulator-to-Metal Transition and Isotropic Gigantic Magnetoresistance in Layered Magnetic Semiconductors
本研究提出一种通过磁场实现电子传导极强调制的策略，发现层状反铁磁半导体GdPS支持场驱动的绝缘体-金属转变，并表现出对磁场取向不敏感的各向同性巨负磁阻，为超快高效自旋电子器件提供了新材料体系。
2024-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Spin splitting in 2D monochalcogenide semiconductors
我们报告从头计算的自旋分裂的最高价带（UVB）和最低导带（LCB）在散装和原子薄的GaAs，GaSe，GaTe，和InSe。这些层状单硫族化物出现在四个主要的多型体取决于堆叠顺序，除了单斜GaTe。体和少层$ε$型和$γ$型以及奇数$β$型GaAs、GaSe和InSe晶体是非中心对称的。在布里渊区中的$Γ$点附近的UVB和LCB的自旋分裂是有限的，但仍小于诸如GaAs的锌掺杂半导体中的自旋分裂。另一方面，由于空间反转对称性的限制，在中心对称的体和偶数层$β$型GaS，GaSe和InSe中自旋分裂为零。相比之下，GaTe表现出零自旋分裂，因为它是中心对称的单层。在这些单硫族化合物半导体中，非简并导带和价带与相邻带的分离导致Elliot-Yafet自旋弛豫机制被抑制。因此，在这些系统中的电子和空穴自旋弛豫时间为零或最小的自旋分裂预计将超过GaAs中的D 'yakonov-Perel'自旋弛豫机制时，也被抑制。
2015-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Comparative study of structural and electronic properties of GaSe and InSe polytypes
采用密度泛函理论（DFT），通过第一性原理计算，研究了层状GaSe和InSe半导体的平衡晶体结构、电子能带色散和带隙值.一些实用的算法，考虑到分散的相互作用进行测试，从经验格里姆修正多体分散计划。由于在计算中达到了最高的技术精度，解决了不同多型体的近简并能量-体积曲线，并得出了关于竞争多型体的相对稳定性的结论。预测的不同的多型体之间的平衡将如何移动的影响下的静水压力。从识别不同多型体特有特征的角度考察了能带结构，并考虑了交换相关势（XC势）的修正Becke-Johnson（mBJ）方案对能带色散的修正.作为改进带隙值预测的另一种方法，根据HSE 06方案对能带结构进行混合泛函计算，并讨论了与mBJ结果的关系。这两种方法很好地同意与实验结果和国家的最先进的GW计算。在直接差距和间接差距之间存在密切竞争的情况下，发现了一些差异（例如，此外，根据mBJ和HSE 06方案，揭示相对局域化状态的能带的准确位置略有不同。
2018-03-21 cond-mat.mtrl-sci
Low Temperature MOCVD Synthesis of high-mobility 2D InSe
本研究通过低温MOCVD在蓝宝石衬底上系统合成二维InSe，建立相图并优化条件，获得高迁移率、强光吸收的外延薄膜，展示了其在未来器件中的应用潜力。
2025-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Many-body benchmarking of DFT local-registry energetics in bilayer InSe
The Anthony J. Leggett Institute for Condensed Matter Theory, Department of Physics, University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校物理系安瑟尼·J·雷格特凝聚态理论研究所）；Center for Nanophase Materials Sciences, Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室纳米材料科学中心）；Applied Physics Program, Northwestern University（西北大学应用物理项目）；Department of Physics and Astronomy, Northwestern University（西北大学物理与天文学系）；Computational Science Division, Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室计算科学部）
通过扩散量子蒙特卡洛方法，发现DFT严重低估了双层InSe中不同堆叠的能量差异，表明局部堆叠能量不仅取决于界面原子构型，还依赖于完整的堆叠序及其多体电子响应。
2026-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Raman Study of Layered Breathing Kagome Lattice Semiconductor Nb3Cl8
本研究针对层状呼吸型笼目晶格半导体Nb3Cl8声子特性认知不足的问题，结合偏振拉曼光谱与DFT分析其声子动力学，明确了振动模式、层数/温度/磁场对拉曼特性的影响，推进了该材料的基础研究。
2023-10-25 cond-mat.mtrl-sci
High Thermoelectric Performance via Stacking-Controlled Symmetry Breaking in Layered XZnBi (X = Rb, Cs) Zintl Materials
Korea Electrotechnology Research Institute (KERI)（韩国电气技术研究院）；University of Science and Technology (UST)（科学技术大学）
通过第一性原理计算和玻尔兹曼方程，研究了层状Zintl化合物XZnBi (X=Rb, Cs)的堆叠顺序对热电性能的影响，发现其具有高能带简并度、布丁模能带和低热导率，在900 K下ZT值最高达2.42（CRTA）或0.52（含电声耦合）。
2026-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Buffer layer-less fabrication of high-mobility transparent oxide semiconductor, La-doped BaSnO3
透明氧化物半导体（Transparent Oxide Semiconductor，TOSs）具有高的可见光透过率和高的电子迁移率，是实现先进光电子器件的重要材料。La掺杂的BaSnO_3（LBSO）单晶具有高的电子迁移率，是最有前途的光电导半导体材料之一。然而，在LBSO薄膜中，由于薄膜和衬底之间的晶格失配而产生的穿透位错，很难获得高的迁移率。因此，许多研究人员试图通过插入缓冲层来提高迁移率。虽然缓冲层增加了电子迁移率，但这种方法仍有很多需要改进的地方，因为它涉及两步膜制造工艺，并且增强的迁移率值仍显著低于单晶值。我们在这里表明，LBSO薄膜的电子迁移率可以得到改善，而不插入任何缓冲层，如果薄膜生长在高度氧化的臭氧（O3）气氛下。O3环境使LBSO晶格松弛，并减少了Sn 2+态的形成，这是已知的抑制LBSO中的电子迁移率。得到的O3-LBSO薄膜显示出改善的迁移率值高达115 cm 2 V-1 s-1，这是最高的LBSO薄膜SrTiO 3基板和可比的LBSO薄膜与缓冲层。
2018-08-23 cond-mat.mtrl-sci
Phosphorene as an Anode Material for High Performance Lithium-Ion Battery: First Principle Study and Experimental Measurement
从第一性原理计算和实验测量两个方面对磷烯作为高性能锂离子电池负极材料的前景进行了系统的研究。由锂原子的吸附能谱计算了锂原子在磷烯层上沿不同方向运动的扩散能垒。结果表明，锂原子在磷烯谷中沿Z字形方向的扩散迁移率比沿其它方向的扩散迁移率快7 ~ 11个数量级，具有超快各向异性扩散特性.研究了不同构型（n=1~16）的LiP 16在磷烯中的嵌锂行为.发现磷烯可以容纳每个P原子最多一个Li（即，Li 16 P16），单层磷烯的Li容量理论预测值可达865 mAh/g左右。我们的实验测量的锂容量的几个层状磷烯的网络可以达到可逆稳定值~ 453 mAh/g，即使经过50次循环。特别地，发现即使在高Li浓度（例如，在LixP中x = 1），没有锂的团簇，磷烯的结构是可逆的。我们的研究结果清楚地表明，磷烯有希望作为一种新型的高性能锂离子电池负极材料。
2016-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Stacking-sequence-independent band structure and shear exfoliation of two-dimensional electride materials
晶体的电子能带结构通常受其组成原子的周期性排列的影响。具体地，新兴的二维（2D）层状结构已经示出了关于它们的堆叠配置的不同的能带结构。在这里，基于第一性原理密度泛函理论计算，我们证明了最近合成的二维钙$_2$ N晶体的能带结构的堆叠顺序以及横向层间位移的变化不大。这种有趣的能带结构相对于几何变化的不变性可以归因于通过在阳离子层之间离域的阴离子过量电子对[Ca $_2$ N] $^{+}$阳离子层的完全屏蔽。由此产生的弱相互作用之间的2D修饰的阳离子层引起的不仅是一个浅的势垒双层滑动，但也是电子掺杂促进剪切剥离。我们的研究结果为探索二维双折射材料中特殊的几何不敏感的电子性质开辟了一条途径，这将有助于未来的热稳定电子应用。
2016-12-19 cond-mat.mtrl-sci
