Flat Energy Bands within Antiphase and Twin Boundaries and at Open Edges in Topological Materials
提出了一种二维电子、光子和机械超材料系统的模型，该模型具有平坦的一维零模能带和拓扑起源的稳定局域态，这些局域态被限制在孪晶边界、反相边界和开放边缘。作为一个具体的例子，使用一个二维扩展的Su-Schrieffer-Heeger哈密顿与交替移动的链的电子系统的拓扑起源分析这些平坦的带。结果表明，局域平带态的慢群速度敏感地受边界之间的距离控制，并且可以通过这些边界的设计路径引导传播。我们还讨论了如何在超材料中实现这个模型。
2019-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport signatures of Fermi arcs at twin boundaries in Weyl materials
外尔费米子最显著的特征之一是它们的表面费米弧。不太为人所知的是，费米弧也可以定位在内部孪晶边界，在那里两个相反手性的外尔材料相遇。在这项工作中，我们推导出这些“内部费米弧的拓扑结构和连通性的约束。“我们证明了内部费米弧可以表现出传输特征，并提出了两个探测器：量子振荡和量化的手性磁流。我们提出半面体孪晶B20材料作为候选人主机内部费米弧，通过模型和从头计算验证。我们的理论研究揭示了拓扑特征，并激发了实验研究到有趣的物理内部费米弧。
2022-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modulated Kondo screening along magnetic mirror twin boundaries in monolayer MoS2 on graphene
本研究构建了基于石墨烯上单层MoS₂晶界半满量子限制态的独特近藤体系，可宽温域解析谱函数与空间调制，结合数值重整化群计算验证Anderson模型的预测能力，为近藤物理研究提供新平台。
2023-05-08 cond-mat.mes-hall
Role of axial twin boundaries on deformation mechanisms in Cu nanopillars
近年来，孪晶纳米柱由于其优异的力学性能而引起了人们的极大关注。然而，大多数的研究都集中在纳米柱的孪晶界（TB）垂直于加载方向。具有平行于加载方向的TB的纳米柱受到的关注最少。在此背景下，本研究的目的是了解的作用，轴向TB的强度和变形行为的铜纳米柱使用原子模拟。拉伸和压缩测试已经在具有和不具有TB的$<$ 112 $>$纳米柱上进行。考虑了孪晶边界间距在1.6-5 nm范围内的孪晶纳米柱。结果表明，在拉伸和压缩下，屈服强度随着孪晶界间距的减小而增加，并且总是高于完美纳米柱的屈服强度。在压缩下，$<$ 112 $>$完美以及孪生纳米柱中的变形通过扩展位错的滑移进行。在孪生纳米柱中，通过Friedel-Escaig和Fleischer机制在压缩中观察到广泛的交叉滑移。另一方面，在拉伸载荷下，在完美的纳米柱中的变形通过部分滑移/孪晶发生，而在孪晶纳米柱中，它通过扩展位错的滑移进行。这种扩展的位错活动是由楼梯杆的形成和孪晶界上的解离促进的。与压缩载荷类似，拉伸载荷下的扩展位错在孪晶纳米柱中也表现出交叉滑移活动。然而，这种交叉滑移活动仅通过Fleischer机制发生，并且在拉伸载荷下没有观察到交叉滑移的Friedel-Escaig机制。
2019-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Valley focusing effect in a rippled graphene superlattice
本文研究波纹石墨烯超晶格中由曲率诱导的π-σ轨道杂化和电子转移积分对称性破缺，提出无需外场即可实现谷选择性聚焦的方法，并证明可通过改变超晶格单元数量调控该效应。
2024-04-20 cond-mat.mes-hall
Exploring the transport properties of polytypic and twin-plane nanowires: from tunneling phase-time to spin-orbit interaction effects
纳米线晶体结构的多样性引起了独特和新颖的传输现象。特别是，我们已经探索了在双平面纳米线的传输通道的调谐和内置的多型纳米线的自旋-轨道电位分布的应变场调制所产生的超晶格轮廓，以实现自旋过滤器。采用多组分散射方法，结合传输矩阵方法描述了载流子的相位时间。该系统在获得负群速波包传播条件方面显示出优势。此外，自旋输运效应的潜在配置文件与体积自旋轨道体反转不对称性，目前对多型纳米线，通过逆龙格库塔法。利用特殊的对称性的激发态，我们的特点是占主导地位的自旋依赖于结构参数，导致有效的自旋过滤。
2015-03-17 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional electrons at mirror and twistronic twin boundaries in van der Waals ferroelectrics
本研究预测范德华铁电体3R相过渡金属二硫化物的孪晶界可承载高面密度二维载流子，且n型掺杂结合能更优，还提出魔角组装孪晶薄膜可诱导强关联电子态并给出对应角度值。
2024-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Imaging and tuning polarity at SrTiO3 domain walls
静电场调节复合氧化物材料之间界面的基态。电子特性，如导电性和超导性，可以被调整，然后用于创建和控制电路元件和栅极定义的设备。在这里，我们表明，自然发生的孪晶界，与周围的散装不同的属性，可以调整的LaAlO 3/SrTiO 3界面2DEG在纳米级。特别是，SrTiO 3域边界具有不寻常的区别，保持高度流动性下降到低温，最近被认为是极性的。在这里，我们施加局部压力到一个单独的SrTiO 3孪晶界和检测LaAlO 3/SrTiO 3界面电流分布的变化。我们的数据直接证实了极性在孪晶边界的存在，并表明它们可以作为有效的可调门。由于SrTiO 3畴壁的位置可以使用外部场刺激来控制，我们的研究结果提出了一种新的方法来操纵纳米级的SrTiO 3基器件。
2018-04-24 cond-mat.mes-hall
Anomalous twin boundaries in 2D materials
石墨烯等2D材料的高机械强度和优异的柔韧性是它们最重要的特性之一[1]。良好的柔性是在许多新兴技术中利用2D材料的关键，例如可穿戴电子设备，生物电子设备，保护涂层和复合材料[1]，最近弯曲已被建议作为调整电子传输行为的途径[2]。对于几乎所有的晶体材料，宏观变形都是通过位错的运动和孪晶缺陷的形成来调节的[3];所得微观结构的几何形状在很大程度上决定了机械和电子性能。尽管如此，2D材料在机械变形后的原子微观结构尚未得到广泛研究：只有通过了解这些变形的微观结构才能准确预测和控制所产生的性能。在本文中，我们描述了不同的结构特征，可以形成作为一个结果，弯曲的范德华（vdW）晶体的二维材料。我们发现，孪晶界，一类重要的晶体缺陷，离域的几个纳米，而不是原子尖锐的，因为已经假定了半个多世纪[4]。此外，我们表明，不同类别的微观结构中存在的变形材料，可以预测从刚刚的原子结构，弯曲角度，和薄片厚度。我们预计，2D材料变形结构的新知识将为定制传输行为[2]，机械性能，液相[5，6]和透明胶带剥离[7，8]以及晶体生长提供基础。
2018-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum confining excitons with electrostatic moiré superlattice
本研究利用压电响应力显微镜在扭曲六方氮化硼莫尔超晶格中实现激子的一维静电量子限域，观察到能量分裂与偏振各向异性，为强相互作用激子调控提供新途径。
2025-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Bilinear Flexo-Antiferrodistortive Coupling in Ferroelastics: Polar Twins, Antiphase Boundaries and Fingerprints of Alterelectricity
Frantsevich Institute for Problems in Materials Science, National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院弗兰采维奇材料科学问题研究所）；Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院物理研究所）；Department of Materials Science and Engineering, Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程系）
本文利用Landau-Ginsburg-Devonshire方法，证明在反铁畸变铁弹体中存在双线性柔性反铁畸变耦合，该耦合可在孪晶壁和反相边界处诱导亚晶格敏感的极化，并可能作为交替电性长程有序的指纹。
2026-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Suppression of coherent thermal transport in quasiperiodic graphene-hBN superlattice ribbons
纳米结构超晶格由于其物理性质的可调性，是一种很有前途的新型电子器件材料。周期性超晶格由于在材料之间的边界处的相长波干涉而促进了相干声子的热输运。然而，通过调节超晶格周期，可以诱导从相干到非相干输运状态的交叉。我们最近观察到这种交叉周期性石墨烯-氮化硼纳米带的长度增加的个别域。在一般情况下，输运性质占主导地位的平移对称性和非常规对称性的存在导致不寻常的输运特性。在这里，我们进行非平衡分子动力学模拟研究声子热输运的石墨烯-hBN超晶格以下的斐波那契准周期序列，其中周期性和无序结构之间的。我们的模拟表明，准周期性可以抑制这些超晶格中的相干声子热输运。这种行为与随着斐波那契代的增加，每个晶胞的界面数量增加有关，阻碍了沿着超晶格的声子相干性。石墨烯-hBN超晶格中的相干热传输的抑制使得能够在纳米尺度下对热传导进行更高程度的控制，并且显示出在新型热管理器件的设计中的应用潜力。
2020-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single-domain imaging in topological insulator Bi2Te3 thin films
本研究通过原子力显微镜对比Bi2Se3和Bi2Te3在Al2O3上的形貌，发现Bi2Te3实现单域，提出孪晶界形成与范德华间隙层间相互作用相关，而非应变或缺陷。
2024-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mechanical Controlled Thermal Switch and Hysteresis with Domain Boundary Engineered Phonon Transport
声子学中的热流控制由于其在能量传递、转换和利用方面的广泛应用而受到广泛关注。在这里，我们证明，通过施加外部应力或应变，我们可以通过改变孪晶边界的密度，这反过来又提供了有趣的机械控制的热开关和滞后操作，有效地调整热导率。垂直于输运方向的孪晶界强烈地散射声子。因此，热流与孪晶边界的密度成反比，因此允许机械地切换热导率的极好方式，甚至导致作为热存储器的有趣的滞后行为。我们的研究提供了一种新的机制，耦合材料的热和机械性能作为“域边界工程”的问题，并可以在灵活的热控制和热能收获有实质性的影响。
2013-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polarity of domain boundaries in nonpolar materials derived from order parameter and layer group symmetry
晶体材料中的畴界和其他孪晶界正受到越来越多的关注。它们可以具有独特的功能特性，在许多情况下，这些特性在周围的散装材料中是不存在的。畴界的一个这样的性质可以是它们的电极性。到目前为止，对畴界极性的唯象认识要么基于序参量和朗道-金兹伯格自由能泛函的形式，要么基于畴界对称性的知识。在目前的工作中，我们显示的具体例子硫氰酸钾（KSCN）和腔隙尖晶石晶体，初级序参数的概念，可以帮助找到层组描述一个给定的域边界的最大可能的对称性。结合层组和序参量对称性，阐明了畴界极性的本质。
2020-05-20 cond-mat.mes-hall
Grain boundary effects on electronic transport in metals
我们提出了基于量子模拟的金属，铜和银的电子的单晶界反射率。我们使用非平衡格林函数和第一性原理方法研究孪晶和非孪晶晶界。我们还通过模拟原子空位、无序和取向研究了晶界反射率的机制，发现晶界取向的变化和晶界本身的无序都对反射率有显著的影响。我们发现，晶界反射率可能会有很大的不同，这取决于晶界结构与实验结果一致。最后，我们研究了多个晶界的反射率，发现晶界反射率可能取决于相邻的晶界。这项研究的基础上详细的数值技术揭示了一些潜在的局限性，在独立的晶粒边界假设的Mayadas-Shatzkes模型。
2010-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Determination of the phase coherence length of PdCoO$_2$ nanostructures
二维层状化合物PdCoO $_2$是最好的氧化物导体之一，提供了一个有趣的研究领域打开了长的平均自由程和非常高的迁移率~51000 cm 2/Vs。这些属性把PdCoO $_2$成为纳米级量子器件的候选材料。通过探索起源于纳米级PdCoO $_2$霍尔条器件的普遍电导波动，我们确定了c轴取向的PdCoO $_2$薄膜中电子输运的相位相干长度等于~100 nm。弱的温度依赖性的相位相干长度的测量表明，在PdCoO $_2$薄膜中的孪晶界处的缺陷散射支配相位断裂。这些结果表明，相位相干器件可以通过实现小于孪晶畴的尺寸，通过精细的微加工和抑制孪晶边界来实现。
2021-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spatially modulated morphotropic phase boundaries in a compressively strained multiferroic thin film
University of Southern California（南加州大学）；University of Michigan, Dearborn（密歇根大学迪尔伯恩分校）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Cornell University（康奈尔大学）
研究发现压缩应变铁电体薄膜中存在两种相界，通过多模态衍射电子显微镜观察到有序双相界和新类型的锯齿状相界，揭示了相界形成与Landau和弹性能量平衡的关系。
2026-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
In situ coherent X-ray scattering reveals polycrystalline structure and discrete annealing events in strongly-coupled nanocrystal superlattices
该研究结合 Bragg 相干衍射成像与 X 射线光子相关光谱，原位揭示强耦合纳米晶超晶格的多晶本质及晶界剪切雪崩驱动的持续退火机制。
2024-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
