Strain-Control of the magnetic anisotropy in (Ga,Mn)(As,P) ferromagnetic semiconductor layers
一小部分的磷（高达10%）被纳入铁磁（Ga，Mn）As外延生长在GaAs衬底上。P掺入允许降低外延应变或甚至改变其符号，导致磁各向异性的强烈修改。特别是易磁化轴向生长方向的重新取向，观察到高P浓度。它提供了一个有趣的替代变质的方法，特别是对于磁化反转实验，外延缺陷强烈影响畴壁传播。
2008-07-04 cond-mat.mtrl-sci
Lone pair driven anisotropy in antimony chalcogenide semiconductors
硫化锑（Sb2S3）和硒化物（Sb2Se3）已经成为薄膜光伏化合物中有前途的地球丰富的替代品。这些材料的一个显著特征是它们的各向异性晶体结构，其由准一维（1D）[Sb4X6]n带组成。据报道，带之间的相互作用本质上是范德华（vdW），因此在文献中通常将Sb2X3归类为1D半导体。然而，基于第一性原理计算，在这里，我们表明，带间相互作用存在于Sb 2 X 3超越VDW制度。根据电子结构分析，各向异性结构的起源与Sb 5s孤对电子的立体化学活性有关。进一步研究了结构各向异性对电子和光学性质的影响，包括用于载流子传输的高维费米表面的存在。我们的研究提供了指导方针，优化性能的Sb2X3为基础的太阳能电池通过设备结构的基础上的晶体各向异性。
2021-10-26 cond-mat.mtrl-sci
Strain dependence of the Mn anisotropy in ferromagnetic semiconductors observed by x-ray magnetic circular dichroism
利用X射线磁性圆二色性（XMCD）研究了铁磁半导体（Ga，Mn）As和（Al，Ga，Mn）As中Mn的3d价态对应变的敏感性。Mn $L_{2,3}$ XMCD的光谱形状取决于磁化方向，并且区分具有立方和单轴依赖性的特征。反转应变反转Mn $L_3$预峰的单轴各向异性的符号，其归因于从Mn 2 p芯能级到p-d杂化价带空穴态的跃迁。随着载流子定位的增加，$L_3$前峰强度增加，表明杂化空穴的3d特征增加。
2008-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Mean-field theory of magnetic properties of Mn$_x$III$_{1-x}$V semiconductors
本文提出了Mn $_x$ III $_{1-x}$ V稀磁半导体中载流子感生铁磁性的平均场论，特别强调了磁各向异性。价带空穴用六带Kohn-Luttinger模型描述。我们发现，磁各向异性是一个复杂的函数的样品参数，如孔密度或应变。我们的数值模拟结果与压缩和拉伸应变的样品上的磁各向异性测量结果一致。
2001-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Theory of polarization-switchable electrical conductivity anisotropy in nonpolar semiconductors
Jilin University（吉林大学）；University of Arkansas（阿肯色大学）；Tel Aviv University（特拉维夫大学）
该研究提出非极性半导体中极化可调电导各向异性的理论，通过极化翻转实现电导切换，为设计各向异性电子器件提供理论基础。
2025-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Homopolar Chemical Bonds Induce In-Plane Anisotropy in Layered Semiconductors
本研究通过元素分辨原子尺度显微镜与第一性原理计算，揭示m-GaTe中畸变旋转的Ga-Ga同极键诱导强面内各向异性的机制，并筛选出4种同类材料，证实该机制的普遍性。
2024-05-23 cond-mat.mtrl-sci
DFT calculations of magnetic anisotropy energy for GeMnTe ferromagnetic semiconductor
利用完全相对论赝势的OpenMX软件包，对稀磁半导体GeMnTe的磁各向异性能进行了密度泛函理论计算.给出了空穴浓度和磁性离子邻域对磁各向异性能的影响。分析了磁各向异性的微观机制，特别讨论了自旋轨道耦合、自旋极化和电子密度的空间变化在磁各向异性中的作用。计算结果与GeMnTe（111）菱面体薄膜垂直磁各向异性的实验观察相一致。
2015-05-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
In-plane to perpendicular magnetic anisotropy switching in heavily-Fe-doped ferromagnetic semiconductor (Ga,Fe)Sb with high Curie temperature
利用室温铁磁共振技术，研究了（001）取向的高居里温度（Tc > 320 K）铁磁半导体（Ga 0.7，Fe 0.3）Sb层的磁各向异性随厚度d的增加而从面内向垂直转变.我们发现，沿[001]方向的总MA能量（E）改变其符号从正（面内）到负（垂直）随着增加d以上的有效临界值\mathrm{d}_\ mathrm{C}^ \mathrm{*} \ ~ 42 nm。我们发现（Ga，Fe）Sb在薄膜平面内具有二重对称性。同时，在与包括面内[110]轴的膜垂直的平面中，随着d的增加，沿[110]的与易磁化轴的二重对称变为与易磁化轴的四重对称<001>。这种特殊的行为是不同的（Ga，Mn）As，其中只有面内MA取决于膜的厚度，并具有四重对称性，由于其占主导地位的立方各向异性沿<100>轴。这一工作为高温超导体（Ga，Fe）Sb的易磁化轴的控制提供了重要的指导。
2019-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Colossal optical anisotropy in wide-bandgap semiconductor CuAlO2
Ulsan National Institute of Science and Technology（蔚山科学技术院）；Pusan National University（釜山国立大学）
本研究报道CuAlO2在可见光谱中展现出创纪录的巨大光学各向异性（双折射3.67，线性二色性5.21）和透明性，源于其独特结构及二维受限激子，为光子技术提供新候选材料。
2024-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Metal-less Optical Left Handed Material by Low-dimensional Quantum Structure Anisotropy
我们提出了一个新的概念，左手材料组装基于半导体的低维量子结构。我们从理论上论证了由低维半导体量子阱或量子点组合而成的左手材料。所提出的方案的最重要的优点之一是可能的材料制度的可控性和通过使用有源泵浦量子结构将材料损耗反转为增益的能力。
2006-12-31 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropy of heavy hole spin splitting and interference effects of optical polarization in semiconductor quantum wells subjected to an in-plane magnetic field
先前在量子阱中观察到的强光学偏振各向异性效应在面内磁场作用下达到了微观方法的完整描述。我们发展的理论涉及两个光学偏振源。第一个来源是由于$ψ$的电子和重空穴（HH）相位之间的相关性-由于电子塞曼自旋分裂和HH在面内磁场中的低对称性和塞曼相互作用的联合表现而产生的函数。在这种情况下，四个可能的相控电子HH跃迁构成极化效应，当只有一个跃迁存活时，极化效应可以在低温下达到其最大量（$\pm $ 1）。另一种偏振源是激发态光洞（LH）通过低对称性相互作用与HH的混合。该机制对总极化的贡献相对较小，但与温度和磁场无关。对HH分裂的不同机制的分析表明，HH分裂具有很强的偏振各向异性。这些机制的联合作用可能导致新的特性，这应该考虑到不同的实验情况的解释。
2003-02-16 cond-mat.mtrl-sci
Micromagnetic study of a feasibility of the magnetic anisotropy engineering in nano-structured epitaxial films of (III,Mn)V ferromagnetic semiconductors
本文用有限元法模拟了（Ⅲ，Mn）V铁磁半导体的表观磁各向异性，探讨了这种磁各向异性的可实现性。最具代表性的情况下（Ga，Mn）As和它的面内单轴各向异性进行了研究。的铁磁半导体的连续膜以及膜结构的椭圆形反点的磁滞回线建模为各种偏心率，取向，和分离的反点。反点对磁各向异性的影响得到证实，但总体上被发现是非常弱的。随后的模拟（Ga，Mn）As膜的椭圆形点包括金属NiFe显示出更强的效果，揭示了切换的磁矩的铁磁半导体由切换行为的金属夹杂物。
2017-02-12 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Tuning of magnetic structures topology via single-ion anisotropy and magnetic field in frustrated 2D semiconductors
竞争磁相互作用在稳定不同的自旋配置的影响正在引起人们的重新关注，以揭示新兴的拓扑自旋纹理和突出的微观机制，导致其稳定。两个网站的交换各向异性在选择特定的螺旋度和涡旋的skyrmionic晶格可能的关键作用最近才被提出。在这项工作中，我们探讨了二维中心对称三角形晶格上的受抑局域磁体的相图，专注于两个离子各向异性（TIA）和单离子各向异性（SIA）之间的相互作用。的外部磁场施加垂直的磁性层的效果也进行了研究。通过蒙特卡罗模拟，我们发现了大量不同的自旋组态，从平凡到高阶Q skyrmionic和meronic晶格。更详细地说，我们发现，在确定平面自旋织构的单离子各向异性，而SIA的强度和符号，连同磁场的大小，调整垂直自旋分量，主要影响极性（和，反过来，拓扑结构）的自旋织构的两个离子发挥主导作用。我们的分析证实了各向异性对称交换在短程相互作用占主导地位的系统中的关键作用，同时预测了各种各样的复杂的磁纹理，可能会出现从竞争的各向异性机制的微调。
2021-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Black Arsenic: A Layered Semiconductor with Extreme in-plane Anisotropy
近年来，二维（2D）层状材料作为一种新的平台出现，以承载新的电子，光学或激子物理学，并开发前所未有的纳米电子和能源应用。根据定义，这些材料在基面内和穿过平面之间是强各向异性的。然而，其基面内的结构和性能各向异性的研究却少得多。在这里，我们报告了一种罕见的化学形式的砷，称为黑砷（b-As），作为一个非常各向异性的层状半导体。我们已经进行了系统的表征的结构，电子，热和电性能的b-As单晶，特别关注其沿两个面内主轴，扶手椅（AC）和锯齿形（ZZ）的各向异性。我们的分析表明，b-As表现出更高的或可比的AC和ZZ方向之间的电子，热和电输运各向异性比任何其他已知的2D晶体。这种极端的面内各向异性能够潜在地实现用于科学研究和器件应用的新颖想法。
2018-05-01 cond-mat.mtrl-sci
Built-in Electric-Field-Control of Magnetic Coupling in van der Waals semiconductors
二维半导体中磁性的电控制对于新兴的纳米级低耗散自旋电子器件具有极大的兴趣。在这里，我们提出了一种通用的方法，通过超原子离子的吸附产生的内置电场调谐磁耦合和范德瓦尔斯（vdW）的二维磁性半导体的各向异性。利用第一性原理计算，我们预测了当二维半导体被超原子阳离子和阴离子夹在中间时，铁磁（FM）耦合的显著增强和磁各向异性的巨大变化.内建的电场直接影响磁耦合，提高了介导配体轨道的能级，增强了超交换相互作用。这些发现将是感兴趣的离子门控控制的铁磁体和磁电子学的基础上VDW 2D半导体。
2020-11-22 cond-mat.mtrl-sci
A Theoretical Investigation of the Thermal and Photochemical Mechanisms of Ethylbenzene Dehydrogenation on Rutile TiO$_{2}$(110)
University of Oldenburg（奥尔登堡大学）
本研究通过量子化学方法探讨乙苯在金红石TiO$_{2}$(110)表面热力学与光化学脱氢机理，揭示了光化学路径中质子耦合电子转移（PCET）主导，并发现表面氧化对反应机制有根本性影响。
2026-04-29 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Anisotropy and large magnetoresistance in narrow gap semiconductor FeSb2
本文研究了Sb助熔剂法生长的FeSb_2单晶的磁性、输运和磁输运性质的各向异性。FeSb 2的磁化率在100 K附近表现出反磁性到顺磁性的交叉。沿两个轴的电输运是半导体的，而第三轴在温度Tmin下表现出金属-半导体交叉，其对电流对准敏感并且范围在40和80 K之间。在H= 70 kOe时，T<300 K时半导体输运恢复，在交叉温度范围内产生大的磁电阻[rho（70 kOe）-rho（0）]/rho（0）= 2200
2002-06-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ab initio calculations of the structural, electronic and elastic properties of the MZN2 (M=Be, Mg; Z=C, Si) chalcopyrite semiconductors
用第一性原理方法研究了四种黄铜矿结构的三元半导体（BeCN 2，BeSiN 2，MgCN 2和MgSiN 2）。计算了其结构、电子、光学和弹性性质。所有这些材料被发现是间接带隙半导体，与计算的带隙范围从3.46 eV到3.88 eV。比较这些化合物中化学键的共价性/离子性程度。通过计算介电函数ε的实部和虚部，证明了四元晶体光学性质的各向异性。这些材料的弹性性能的各向异性进行了分析，通过绘制的杨氏模量和它们的二维截面的三维依赖性。它还表明（至少，定性），存在光学和弹性各向异性之间的相关性：最光学各向异性MgSiN 2也是最弹性各向异性材料在所考虑的组。高硬度（体积模量高达300 GPa）与大的带隙一起可能导致这些化合物的新的潜在应用。
2015-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Phonon Dynamics and Directional Transport in Actinide van der Waals Semiconductor USe$_3$
University of Chemistry and Technology Prague（布拉格化工大学）；Politecnico di Milano（米兰理工大学）；Universitat de Valencia（瓦伦西亚大学）；Masaryk University（马萨里克大学）；University of Salzburg（萨尔茨堡大学）；Charles University（查理大学）
本研究通过实验和理论分析揭示了USe₃作为各向异性范德瓦尔半导体的特性，展示了其在方向性电荷传输和声子行为方面的独特表现，并为低维半导体的研究提供了新平台。
2025-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic spin distribution and perpendicular magnetic anisotropy in the layered ferromagnetic semiconductor (Ba,K)(Zn,Mn)$_{2}$As$_{2}$
用X射线磁性圆二色性测量方法研究了新铁磁半导体（Ba，K）（Zn，Mn）$_{2}$ As $_{2}$的垂直磁各向异性。通过将Stoner-Wohlfarth模型拟合到投影磁矩的磁场角度依赖性，推导出具有0.85 T各向异性场的大磁各向异性。横向XMCD光谱突出了Mn 3 $d$电子的各向异性分布，其中$d_{xz}$和$d_{yz}$轨道比$d_{xy}$状态更少占据，这是因为由伸长的MnAs $_{4}$四面体引起的$D_{2d}$分裂.研究表明，磁各向异性源于自旋沿$z$方向排列时，费米能级上$p$ - $d_{xz}$、$d_{yz}$杂化态的简并提升以及自旋-轨道耦合产生的能量增益.
2020-10-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Two-dimensional ferromagnetic semiconductor VBr3 with tunable anisotropy
二维铁磁体因其在自旋电子学中的应用前景而受到广泛关注。在这里，我们探索的电子结构和单层的VBr $_{3}$在蜂窝晶格中的磁性，使用第一性原理计算，晶体场能级分析，和Monte Carlo模拟。结果表明，VBr $_{3}$块材具有$e'_{g}$ $^2$（$S$ =1）基态，轨道磁矩小，面内磁各向异性弱.这些结果很好地解释了最近的实验。更有趣的是，我们发现，拉伸应变的半导体VBr $_{3}$单层调谐到$a_{1g}$ $^1$ $e'_{g}$ $^1$的基态，从而产生一个大的轨道时刻和强大的面外各向异性。然后，在2.5 $\%$ -5 $\%$应变下，显著增强的FM超交换和单离子各向异性（SIA）将使$T_{\rm C}$从裸VBr $_{3}$单层的20 K提高到100-115 K。因此，VBr $_{3}$将是一种有前途的具有可调各向异性的二维FM半导体。
2020-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
1D Exciton Spectroscopy of Semiconductor Nanorods
我们已经从理论上证明了半导体纳米棒的光学性质是由一维激子控制的。该理论考虑了空间和介电约束的各向异性，描述了带间光跃迁和激子结合能的尺寸依赖性。我们已经证明了基态激子的精细结构解释了光致发光的线性偏振。我们的结果与在CdSe纳米棒中的测量结果吻合得很好。
2004-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Observation and control of potential-dependent surface state formation at a semiconductor-electrolyte interface via the optical anisotropy
Institute of Physical and Theoretical Chemistry, Universität Tübingen（蒂宾根大学物理与理论化学研究所）；Center for Light-Matter Interaction, Sensors and Analytics LISA+, Universität Tübingen（蒂宾根大学光-物质相互作用、传感器与分析LISA+中心）
通过光学各向异性研究半导体-电解质界面电势依赖表面态的形成与控制
2025-08-01 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
First-principles calculations of the structural, electronic, optical and elastic properties of the CuYS2 semiconductor
在密度泛函理论（DFT）框架下，采用第一性原理方法研究了三元半导体CuYS 2.计算了在环境压力和升高的流体静压下的结构、电子、光学和弹性性质。该化合物被证明具有约1.342/1.389 eV的间接带隙（在广义梯度和局部密度近似下）。通过计算不同偏振态下的吸收谱、介电函数和折射率，研究了薄膜光学性质的各向异性。通过绘制杨氏模量对晶格方向的三维依赖性来可视化弹性性质的各向异性。所获得的结果，这是第一次报告，以作者的知识，可以促进评估可能的应用程序的标题材料。
2013-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Detection of stacking faults breaking the [110]/[1-10] symmetry in ferromagnetic semiconductors (Ga,Mn)As and (Ga,Mn)(As,P)
本文报道了（Ga，Mn）As和（Ga，Mn）（As，P）外延层的高分辨X射线衍射测量。我们观察到的结构各向异性的堆垛层错的形式存在于（1 - 11）和（11-1）面和（-1-11）和（1-11）面。层错不产生宏观应变。它们占外延层体积的0.01 - 0.1%。全势密度泛函计算证明了Mn_Ga杂质对层错的吸引作用。我们认为，沿堆垛层错面的共同[1-10]方向的Mn密度增加产生足够强的[1 - 10]/[1-10]对称性破缺机制，以解释这些铁磁半导体的面内单轴磁晶各向异性。
2010-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Optical Anisotropy and Pinning of the Linear Polarization of Light in Semiconductor Microcavities
我们报告了一个强有力的实验证据的光学各向异性在一个基于CdTe的微腔：光的偏振被钉扎到独立的激发偏振的晶轴之一。偏振度强烈地依赖于激发功率，在受激状态下几乎达到100%。极化弛豫时间约为1 ns。我们认为，这一切都是一个分裂的极化激元在k=0的双重效果。我们考虑了不同的分裂源，并得出结论，最有可能的是在镜子和/或腔的光学双折射。
2006-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Role of anisotropy in the Förster energy transfer from a semiconductor quantum well to an organic crystalline overlayer
本文研究了二维Wannier激子（施主）到分子晶体覆盖层Frenkel激子（受主）的非辐射共振能量转移。我们表征的有机子系统的光学各向异性对这个过程的影响。使用现实的材料参数的值，我们表明，它是可能的，以改变传输速率内通常是一个因素的两个取决于结晶覆盖层的取向。供体和受体能量的共振匹配也可以通过有机晶体取向部分地调节。
2011-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Voltage control of magnetocrystalline anisotropy in ferromagnetic - semiconductor/piezoelectric hybrid structures
我们展示了动态电压控制的磁各向异性的（Ga，Mn）As器件键合到压电换能器。单轴应变的应用导致通过测量纵向和横向各向异性磁阻系数检测到的磁易轴的大的重新取向。平均场动力学交换模型的基础上的计算（Ga，Mn）As的测量效果提供微观的理解。电诱导磁化切换和非常规的各向异性磁电阻的晶体组件的检测，说明了通用的压电电压控制，以提供新的设备功能，并在稀磁半导体的微磁和磁输运现象的研究。
2008-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Triaxial magnetic anisotropy in the two-dimensional ferromagnetic semiconductor CrSBr
二维（2D）铁磁体近来引起了广泛的关注，本文采用第一性原理计算和蒙特卡罗模拟研究了CrSBr体相和单层相的电子结构和磁性.结果表明，CrSBr是一种磁性半导体材料，具有易磁化的b轴、难磁化的c轴和中间磁化的a轴。因此，实验三轴磁各向异性（MA）在这里被很好地再现，它被确定为自旋轨道耦合（SOC）和磁偶极-偶极相互作用的联合效应。我们发现，大块CrSBr有一个强的铁磁（FM）层内耦合，但一个边缘层间。我们还详细研究了CrSBr单层，发现层内FM交换持续存在，形状各向异性对MA有更明显的贡献。利用FM交换和三轴MA参数，我们的蒙特卡罗模拟表明CrSBr单层膜的居里温度Tc = 175 K。此外，我们发现沿a（b）轴的单轴拉伸（压缩）应变将进一步增加Tc。
2021-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anisotropic Schottky-barrier-height in high-symmetry 2D WSe$_2$: Momentum-space anisotropy
该研究打破高对称二维材料无各向异性的认知，以WSe₂与NbSe₂的横向异质结为例，证实动量空间能带结构各向异性会导致显著的肖特基势垒高度差异，拓展了二维各向异性材料研究范围，为器件性能优化提供新思路。
2025-02-16 cond-mat.mtrl-sci
Effect of the Lattice-distortion on the Electronic Structure, Magnetic Anisotropy, and Hall Conductivities of the CoFeCrGa Spin Gapless Semiconductor: A First-Principles Study
该研究通过第一性原理计算发现，CoFeCrGa自旋无带隙半导体在均匀应变下保持优良性质，在四方畸变下呈现高自旋极化与巨大磁各向异性，凸显其自旋电子学应用潜力。
2025-10-10 cond-mat.mtrl-sci
Investigation of Optical Spin Transfer Torque in Ferromagnetic Semiconductor GaMnAs by Magneto-Optical Pump-and-Probe Method
本文报道了由光学自旋转移矩（OSTT）引起的（Ga，Mn）As的磁化旋进。这种现象对应于角动量从光注入的自旋极化电子转移到磁化，在2004年理论上预测，并在2012年由我们的小组实验观察到。在本文中，我们提供了实验细节的观测OSTT的时间分辨泵浦和探测磁光技术。特别是，我们表明，由于OSTT的磁化进动可以实验分离的混合结构的压电应力器/（Ga，Mn）作为与原位电控制的磁各向异性的众所周知的磁各向异性相关的机制诱导。我们还说明，OSTT是明显的，在大量的各种各样的（Ga，Mn）As样品的Mn浓度从3%到9%的动态磁光信号中测量。
2012-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Rubbing and Drawing: Generic Ways to Improve the Thermoelectric Power Factor of Organic Semiconductors?
高度取向的聚合物膜可以在热电性能中显示出相当大的各向异性，导致功率因子超出由广泛遵守的将热电$S$和电导率$σ$连接为$S\proptoσ^{-1/4}$的幂律预测的那些。尽管同时增强$σ$和$S$所需的条件尚不清楚，但这导致了关于电导率的令人鼓舞的实际结果。在这里，动力学蒙特卡罗模拟被用来研究无序有机半导体的热电性能的结构各向异性的影响。我们发现，拉伸是一个合适的策略，以提高沿应变方向的导电性，而对功率因数的影响取决于形态的聚合物结晶。通常，结晶聚合物显示出$σ$和$S$的同时增加，而非晶聚合物的情况并非如此。此外，我们表明，从模拟的基础上可变范围跳变的趋势是在良好的协议与实验，并可以描述不同的功能依赖关系的$S$与$σ$行为的不同方向。
2021-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Stretching magnetism with an electric field in a nitride semiconductor
通过直接磁化测量，采用一种新的检测方案，我们证明了在纤锌矿（Ga，Mn）N的磁化的电气控制。在这种稀磁绝缘体中，费米能被Mn离子钉扎在中间带隙区域，并且Mn 3+离子显示出强的单离子各向异性。我们确定（Ga，Mn）N维持高达至少5 MV/cm的电场，表明Mn掺杂将GAN变成有价值的半绝缘材料。在这些条件下，磁电耦合可以由逆压电效应驱动，逆压电效应沿着c轴拉伸基本单元，并因此影响磁各向异性的大小。我们开发了一个相应的理论，并表明，它描述了实验确定的依赖性的磁化强度的电场定量与没有可调参数的磁场和温度的函数。通过这种方式，我们的工作桥梁两个研究领域发展至今独立：压电纤锌矿半导体和电气控制的混合和复合材料的磁性结构，包含压电元件的磁化。
2016-11-02 cond-mat.mtrl-sci
CrSbSe3: a pseudo one-dimensional ferromagnetic semiconductor
低维磁性材料因其新颖的性质和在自旋电子学领域的应用潜力而受到人们的广泛关注。本文采用密度泛函理论、超交换模型分析和蒙特卡罗模拟方法，研究了赝一维化合物CrSbSe $_3$的电子结构和磁性.我们发现，CrSbSe $_3$是一个铁磁（FM）半导体的带隙约为0.65 eV。每个Z字形自旋链内的FM耦合是由于Cr-Se-Cr与近90 $^\circ$键的超交换，并且链间FM耦合弱一个数量级。通过纳入自旋轨道耦合（SOC）的影响，我们的计算再现的易磁化$a$轴和硬$b$轴（自旋链方向）的实验观察，与计算的中等磁各向异性为0.19 meV/Cr。此外，我们确定了几乎相等的贡献，从单离子各向异性的Cr，和交换各向异性由于强SOC的重元素Sb和Se和它们的耦合与Cr。利用上述计算得到的磁耦合参数和各向异性参数，我们的蒙特卡罗模拟得到居里温度$T_{\rm{C}}$为108 K。
2021-12-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Structural and optical properties of single- and few-layer magnetic semiconductor CrPS4
原子薄的二元二维（2D）半导体根据其组成、结构和厚度表现出不同的物理性质。通过在这些材料中添加另一种元素，这将导致形成三元2D材料，其性质和结构将发生很大变化，并且可以探索显着扩展的应用。在这项工作中，我们报告的结构和光学性质的原子薄硫代磷酸铬（CrPS 4），三元反铁磁半导体。通过X射线衍射和电子衍射揭示了它的结构细节。透射电子显微镜显示，优先裂开的边缘是平行的对角线铬原子行，这很容易确定他们的晶体取向。强的平面内光学各向异性诱导的双折射，也使得能够使用偏振显微镜有效地确定晶体取向。拉曼光谱首次探测到晶格振动，并表现出显着依赖于剥离到单层的晶体的厚度。由反射率对比度确定的光学吸收主要由位于Cr 3+离子的d-d型跃迁主导，这也是1.31 eV处的主要光致发光峰的原因。在吸收和发射光谱的光谱特征表现出显着的厚度依赖性，并暗示了高的单层CrPS 4的光化学活性。目前的结构和光学研究为这种新型磁性半导体的进一步研究和应用奠定了坚实的基础。
2020-08-06 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
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
Pressure-dependent semiconductor-metal transition and elastic, electronic, optical, and thermophysical properties of SnS binary chalcogenide
采用密度泛函理论研究了SnS二元化合物的压力相关物理性质。计算的弹性常数表明，SnS是机械稳定和脆性的环境条件下。随着压力的增加，化合物变得有延展性。泊松比也表明随着压力的增加脆-韧性转变。SnS的硬度随着压力的增加而显著增加。该化合物具有弹性各向异性。基态电子能带结构是半导体的，具有小的带隙，在压力下变成金属。随着压力的增加，能带变得越来越分散，而电子关联随着压力的增加而减小。SnS的德拜温度和声子热导率都随压力的增加而急剧增加。该化合物的熔融温度低。混合键合特性与离子和共价键的贡献。SnS是一种良好的紫外线吸收剂。材料的反射率随着压力的增加而增加。反射率在很宽的光谱范围内是非选择性的。低能量折射率高。所有这些光学特性对于未来的光电子器件应用是有用的。光学各向异性低。
2022-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetism and impurity band in a new magnetic semiconductor: InMnP
采用Mn离子注入和脉冲激光退火的方法合成了Ⅲ-Mn-V族铁磁半导体材料InMnP。居里温度为42 K时，观察到明显的铁磁磁滞回线和垂直磁各向异性。大的负磁电阻和磁圆二向色性以及反常的霍尔效应进一步证明了InMnP中的铁磁有序。努力理解的传输机制InMnP使用的理论模型。我们发现InP的价带不与重掺杂铁磁InMnP的杂质带合并。我们的研究结果表明，杂质带传导是Mn掺杂的III-V族半导体具有深Mn受体能级的特征。
2014-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropy and Order of Epitaxial Self-Assembled Quantum Dots
外延自组装量子点（SAQD）代表了纳米级半导体制造进步的重要一步，这将使电子学和光电子学取得突破。在这些应用中，顺序是一个关键因素。在这里，晶体各向异性的作用，促进秩序在SAQD形成的早期阶段进行了研究，通过一个常用的表面演化模型的线性分析。弹性各向异性是一个具体的例子。发现存在两个相关的和可预测的相关长度。其中之一与晶体各向异性有关，并且对于确定SAQD顺序至关重要。此外，如果润湿势包括在模型中，它被发现，SAQD秩序增强时，沉积的薄膜被允许在三维薄膜生长的临界表面高度附近的高度演变。
2007-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Crystallographically oriented Co and Ni nanocrystals inside ZnO formed by ion implantation and postannealing
在过去的十年中，过渡金属掺杂的ZnO作为室温稀磁半导体（DMS）的一种途径得到了广泛的研究。然而，ZnO基DMS中所报道的铁磁性的起源仍然值得怀疑。可能的选择是稀磁半导体、旋节分解或第二相。为了澄清这个问题，我们已经进行了一个彻底的表征的结构和磁性的Co和Ni注入ZnO单晶。我们的测量结果表明，钴或镍纳米晶体（NC）的主要贡献的测量铁磁性。已经在注入样品中，Co或Ni NC已经形成，并且它们表现出超顺磁性。Co或Ni NC相对于ZnO基质在晶体学上取向。它们的磁性，例如，各向异性和超顺磁性阻断温度可以通过退火来调节。我们讨论了镶嵌在ZnO中的Ni纳米颗粒的磁各向异性与应变各向异性的关系。
2009-08-04 cond-mat.mtrl-sci
Fermi surface anisotropy in plasmonic metals increases the potential for efficient hot carrier extraction
实现用于能量转换和光电探测的等离子体热载流子收集的潜力需要新材料，其解决了在金属内的能量弛豫之前提取载流子的瓶颈。利用光学响应和载流子输运性质的第一性原理计算，我们表明，费米速度主要限制在一个或两个方向的定向导体的有效的热载流子收获提出了显着的优势。我们表明，薄膜状导体，PtCoO $_2$和Cr $_2$ AlC的光学响应，类似于二维金属，而线状导体，CoSn和YCo $_3$ B $_2$，类似于一维金属，这可以导致高模式限制和有效的光收集在小尺寸，同时仍然与三维材料具有高载流子密度。在这些材料中，特别是在PtCoO $_2$和CoSn中，载流子寿命和传输距离与贵金属竞争。最重要的是，我们预测，由于平行于金属表面的载流子速度的小分量，从所有这些材料到半导体的载流子注入效率可以超过10%，大大提高了从贵金属到半导体的典型的小于0.1%的注入效率。
2022-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Temperature Dependent Magnetic Anisotropy in (Ga,Mn)As Layers
SQUID测量结果表明，只要空穴浓度足够低，（Ga，Mn）As薄膜在低温下，甚至在压缩应变下，都能表现出垂直的易磁化轴。在这样的薄膜中，当温度升高到居里温度或空穴浓度通过低温退火增加时，易磁化轴呈现标准的面内取向。这些发现证实定量的预测的平均场齐纳模型的铁磁半导体。面内各向异性也进行了检查，并讨论了可能的机制占其字符和大小。
2004-10-21 cond-mat.mtrl-sci
Transferable mechanism of perpendicular magnetic anisotropy switching by hole doping in V$X_2$ ($X$=Te, Se, S) monolayers
Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA)（高级研究所）；The Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics (ICTP)（阿卜杜勒·萨拉姆理论物理国际中心）
研究通过密度泛函理论计算揭示了空穴掺杂如何通过第一阶自旋轨道耦合增强垂直磁各向异性，并提出两个可转移设计原则以增强磁各向异性。
2026-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Twist Engineering of Anisotropic Excitonic and Optical Properties of a Two-Dimensional Magnetic Semiconductor
本文通过扭转工程调控二维磁性半导体CrSBr，实现双层结构中磁矩、介电各向异性、激子能量及线性二色性的连续可调，并建立激子能量模型，推动纳米光学与自旋电子学应用。
2025-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theoretical and experimental investigation of optical absorption anisotropy in $β$-Ga2O3
通过将精确的光学吸收测量与理论分析相结合，使用不同的先进计算方法，重新审视了单斜半导体$β$ -Ga 2 O 3中的光学带隙各向异性问题。正如预期的那样，发现块体$β$ -Ga 2 O 3的带隙边缘是光偏振和晶体取向的函数，在ac晶面中的偏振约4.5-4.6 eV处发生最低起始;沿b的偏振明确地将起始向上移动0.2 eV。理论分析清楚地表明b起始点的移动是由于在$Γ$点处三个顶价带的过渡矩阵元素的抑制。
2015-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Electronic properties of magnetic semiconductor $\textrm{CuMnO}_{2}$ : a first principles study
本文基于第一性原理DFT计算发现磁性半导体CuMnO2在反铁磁态下具有间接带隙，在铁磁态下因双交换机制呈现100%自旋极化的半金属态，预测其可作为自旋阀的自旋注入器。
2024-06-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Intrinsic charge transport on the surface of organic semiconductors
基于气隙晶体管压模的新技术能够实现红荧烯晶体表面电场诱导载流子在宽温度范围内的本征（不受静态无序支配）输运。本征运输的签名是各向异性的载流子迁移率，μ，和μ的增长与冷却。在较低的温度下，在激活制度中的各向异性消失，其中的电荷传输变得占主导地位的浅陷阱。通过X射线辐射故意引入晶体中的深陷阱增加了场效应阈值，而不影响迁移率。这些填充超过场效应阈值的陷阱不会散射移动的极化子载流子。
2004-03-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunneling Anisotropic Spin Polarization in lateral (Ga,Mn)As/GaAs spin Esaki diode devices
本文报道了采用$p^{+}-$（Ga，Mn）As/ $n^{+}-$ GaAs Esaki二极管结构作为自旋对准接触的横向全半导体全电自旋注入器件中自旋极化的各向异性，这是由于自旋隧穿效率对自旋取向的依赖性。我们观察到$~8%$的面内各向异性的情况下，无论是沿$[1\bar{1}0]$或$[110]$方向和$~25%$面内和平行于平面的自旋取向之间的自旋取向。
2009-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropy and Morphology of Strained III-V Heteroepitaxial Films
III-V族半导体膜例如In $_x$ Ga $_{1-x}$ As/GaAs的应变相干异质外延具有用于电子和光电应用的潜力，例如高密度逻辑、量子计算架构、激光二极管和其它光电子器件。晶体对称性对这些膜的形态和它们的空间顺序有很大的影响。IV族应变异质结构的形成，例如沉积在Si上的Ge，通常使用基于Asaro-Tiller-Grinfeld不稳定性的分析模型来分析。然而，III-V族3D异质结构形成的控制动力学具有不同的对称性，并且更具各向异性。在表面能和扩散系数方面都出现了附加的各向异性。在这里，所产生的各向异性的管理动态研究的线性顺序。由此产生的可能的膜形态进行比较与实验观察到的在$_x$镓$_{1-x}$作为/GaAs薄膜。值得注意的是，它被发现，表面能各向异性起着至少一样重要的作用，表面扩散各向异性，如果不是更如此，在以前的假设相反。
2008-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Theory of Magnetic Anisotropy in III_{1-x}Mn_{x}V Ferromagnets
本文提出了具有载流子感生铁磁性的${\rm III}_{1-x}{\rm Mn}_{x}{\rm V}$稀磁半导体的磁各向异性理论。该理论是基于四个和六个带包络函数模型的价带空穴和平均场处理的交换相互作用与${\rm Mn}^{++}$离子。我们发现，易轴重新取向可以发生作为温度，载流子密度$p$，和应变的函数。预测在无应变样品的磁各向异性有一个$p^{5/3}$空穴密度的依赖性在小$p$，一个$p^{-1}$的依赖性在大$p$，并在中间密度显着大的值。一个明确的表达式，有效的小$p$，给出了由于非弛豫外延生长晶格匹配应变的磁各向异性的单轴贡献。我们的数值模拟结果与压缩和拉伸应变的样品上的磁各向异性测量结果一致。我们预测，降低样品中的空穴密度将降低铁磁转变温度，但将增加磁各向异性能和双折射率。
2000-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Control of magnetic transition, metal-semiconductor transition, and magnetic anisotropy in noncentrosymmetric monolayer Cr$_2$Ge$_2$Se$_3$Te$_3$
本研究通过第一性原理计算发现非中心对称Janus铁磁单层Cr₂Ge₂Se₃Te₃，揭示其应变下的磁与金属-半导体转变、电/应变调控的磁各向异性，为磁性调控研究提供新平台。
2025-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Giant optical birefringence of semiconductor nanowire metamaterials
半导体纳米线对于光的吸收和发射表现出大的偏振各向异性，使其成为新型光子超材料的理想构建块。在这里，我们证明了高密度的排列纳米线具有巨大的光学双折射，一个集体的现象，观察到独特的收集线。纳米线材料以垂直站立的GaP纳米线的形式生长在磷化镓（GaP）（111）上。我们获得了迄今为止最大的光学双折射，面内和面外折射率之间的差异为0.80，相对双折射率为43%。这些值超过了石英的自然双折射的75倍，超过了迄今为止在其他人造材料中报道的最高值的两倍以上。通过利用衬底上纳米线的特定晶体生长方向，我们进一步证明了对超材料中光学双折射效应的取向的完全控制。
2006-04-26 cond-mat.mtrl-sci
Optical Dielectric Functions of III-V Semiconductors in Wurtzite Phase
由于晶体各向异性，半导体的光学性质可以表现出强烈的偏振依赖性。许多最近的实验已经表明，在独立的纳米线的光致发光强度是偏振相关的。对这种效应的一个贡献是介电函数的各向异性，这是由于大多数纳米线以纤锌矿形式结晶的事实。虽然我们对纤锌矿相III-V族半导体的能带结构知之甚少，但我们已经预测了9种纤锌矿相III-V族半导体的体能带结构，在此，我们预测了9种非氮化物纤锌矿相III-V族半导体（AlP，AlAs，AlSb，GaP，GaAs，GaSb，InP，InAs和InSb）的频率依赖介电函数。它们的复介电函数计算偶极子近似通过评估的动量矩阵元素上的一个密集的网格的特殊k-点使用经验赝势波函数。修正的动量矩阵元素占丢失的核心状态使用的比例因子，这是通过使用光学求和规则上计算的介电函数的锌多型体。的介电函数计算的极化垂直和平行于晶体的c轴。
2010-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
