Electronic structure and stability of hydrogen defects in diamond and boron doped diamond: A density functional theory study
采用密度泛函理论计算方法研究了金刚石基体中孤立氢和氢对。本文研究了纯金刚石和掺硼金刚石中孤立和成对氢缺陷在不同可能晶格位置上的电子结构和稳定性。计算表明，孤立的氢缺陷在纯金刚石的键心位置和硼掺杂金刚石的键心褶皱位置是稳定的。在氢对的情况下，H2缺陷（一个氢在键中心，第二个在反键位置）对于纯金刚石是稳定的，而对于硼掺杂金刚石B-H2 BC复合物（一个H原子在B-C键中心的褶皱位置，另一个在B原子的C-C键第一邻居的褶皱位置）是最稳定的。还研究了掺硼金刚石中的多个氢捕获位置。计算结果进行了讨论，并与以前报道的理论结果进行了详细的比较。
2014-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Boron-doped diamond
硼掺杂金刚石在掺杂浓度的某个临界值（约2.21at%）处经历绝缘体-金属转变。在这里，我们报告了一个简单的方法，计算其体积模量，基于vacuical模型，由Varotsos和Alexopoulos，最初已建议的缺陷形成参数之间的互连固体和散装性能。在2.6at%的掺杂水平下获得的结果与实验值一致，该掺杂水平后来在0.5at%的水平下得到改善。
2017-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Half-Metallic Ferromagnetism in Transition-Metal Doped Boron Nitride Nanotubes
研究了Ni六方密排纳米线掺杂的锯齿形氮化硼（BN）纳米管。掺杂的BN纳米管是具有实质磁性的铁磁金属。发现Ni纳米线与BN纳米管之间的相互作用产生了一些特殊的磁性，Ni掺杂BN（9，0）纳米管表现出半金属性质，当Ni掺杂量大于1.4e/晶胞时，纳米管可以转变为半金属性质。本征半金属行为可以通过两种不同的方式实现：一种是用较小的BN纳米管包覆Ni纳米线，即，BN（8，0）纳米管，另一种方法是采用静水压均匀压缩Ni掺杂BN（9，0）纳米管。
2004-09-07 cond-mat.mtrl-sci
A detailed analysis of the Raman spectra in superconducting boron doped nanocrystalline diamond
利用可见光激发拉曼光谱研究了超导（Tc= 3.8K）重掺硼纳米金刚石的光散射特性。确定了带心声子线和电子连续谱的Fano型干涉。线形分析显示Fano线形具有显著的不对称性（q=-2）。拉曼散射振幅的反常波长依赖性和小的值被观察到与以前的研究一致。
2013-05-03 cond-mat.mtrl-sci
Optical and Electrical Characterization of Boron-Doped Diamond
采用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）技术在合成的（100）取向的Ib型金刚石衬底上同质外延生长了掺硼单晶金刚石薄膜。拉曼光谱显示，随着钻石的带中心光学声子模式在较低的波数区域的一些额外的频带。随着薄膜中硼含量的增加，观察到了带心光学声子模的峰形变化及其下移。原子力显微镜观察到随着硼含量的增加，薄膜的表面形貌发生了变化。四点探针电测量表明，不同的导电机制是在不同的温度区的这些半导体薄膜。
2013-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Band structure of boron doped carbon nanotubes
我们提出了{ \it ab initio}和自洽紧束缚计算的能带结构的单壁半导体碳纳米管与高度（高达25%）的硼取代。除了费米能降低到价带中之外，p掺杂剂的规则的周期性分布导致在未掺杂管的带隙中形成色散的"受体“状带。这是由于硼原子上的受主能级与离域碳$π$ -轨道的叠加。不规则（随机）硼掺杂导致高浓度的受体和未占据的碳态的费米边缘以上的混合物。
2003-11-07 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism on the boron-doped Si(111)-$\sqrt 3 \times \sqrt 3$ surface
我们利用第一性原理计算研究了Si（111）- $\sqrt 3 \times \sqrt 3$表面的磁性，该表面对于高硼掺杂的样品是稳定的.当去除硼原子顶部的硅吸附原子以形成缺陷结构时，三个硅悬挂键被暴露，从而在带隙中产生半填充的双简并能级，这稳定了2 $μ_{\rm B}$的局部磁矩。当有许多这样的缺陷结构彼此相邻时，发现它们反铁磁地排列。然而，我们表明，铁磁性可以通过调整缺陷中的电子数来稳定，这表明这种独特的硅表面结构的自旋电子学应用的可能性。
2017-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Electrical properties of boron-doped MWNTs synthesized by hot-filament chemical vapor deposition
我们采用热灯丝化学气相沉积法合成了大量的硼掺杂多壁碳纳米管。在烧瓶中使用硼酸的甲醇溶液作为源材料进行合成。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和显微拉曼光谱对所制备的MWNTs进行了结构表征。为了评估电性能，在具有四个金属电极的单个MWNT中测量电阻率的温度依赖性。拉曼位移表明载流子注入到硼掺杂的多壁碳纳米管，但多壁碳纳米管的电阻率是高的，并随着温度的降低而强烈增加。由等离子体引起的缺陷可能导致这种增强的电阻率。
2008-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Growth Morphology of Boron Doped Single Crystal Diamond
采用微波等离子体辅助化学气相沉积法在合成的（100）Ib型金刚石衬底上同质外延生长了掺硼单晶金刚石薄膜。用原子力显微镜观察到随着等离子体中硼浓度的增加，薄膜的表面形貌发生了变化。已经发现在硼掺杂期间使用氮改善了膜的表面形态和生长速率，但是其降低了膜的电导率。拉曼光谱表明，随着一些额外的带在较低的波数区域的区域中心光学声子模式。随着薄膜中硼含量的增加，观察到了带心光学声子模的峰形变化及其下移。然而，在工艺气体中存在氮以及乙硼烷的情况下生长的膜中观察到拉曼线的收缩和上移。
2013-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Highly Boron-Doped Graphite and Diamond Synthesized From Adamantane and Ortho-Carborane under High Pressure
这项工作证明了使用金刚烷碳硼烷混合物作为前体生产具有高度硼掺杂的石墨和金刚石的高压方法的有效性。在8GPa和$1700 ^{o}C$下，石墨由金刚烷$C_{10}H_{16}$获得，而硼掺杂金刚石（2 × 2.5at.%）的微晶由金刚石（2 × 2.5at.%）获得。由金刚烷和邻碳硼烷$C_{2}B_{10}H_{12}$（原子比B：C = 5：95）的混合物合成。这一结果有力地说明了硼在高压合成金刚石中的催化活性。在低于7GPa的压力下，只有石墨由金刚烷和碳硼烷混合物合成。石墨化在相当低的温度（低于$1400 ^{o}C$）下开始，并且温度的增加同时增加硼含量和石墨晶格的质量。对材料结构的深入研究使我们能够假设在高硼浓度（> 1at.%）下，替代硼原子在石墨层中周期性地且彼此等距地分布。理论论证和模型从头计算证实了这一假设，并解释了实验观察到的硼浓度。
2021-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Room Temperature Ferromagnetism in Boron-doped ZnO
我们报告室温铁磁性硼掺杂氧化锌的实验和理论。采用脉冲激光沉积法在高氧压下沉积的单相Zn_（1-x）B_xO薄膜在室温下表现出铁磁行为。随着B组分x从0增加到6.8%，饱和磁化强度从0增加到1.5emu/cm ~ 3。基于密度泛函理论的第一性原理计算表明，B掺杂ZnO的铁磁性来源于B-Zn空位对最近邻位氧原子的感生磁矩.计算的总磁矩随B分量的增加趋势与实验结果吻合较好。
2010-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Localization of metallicity and magnetic properties of graphene and of graphene nanoribbons doped with boron clusters
作为改变石墨烯本征性质的一种可能途径，我们利用密度泛函理论研究了嵌入硼团簇对石墨烯的掺杂。簇掺杂在技术上是相关的，因为簇注入技术可以容易地应用于石墨烯。我们发现嵌入石墨烯和石墨烯纳米带中的B7团簇结构稳定，并且局部金属化了系统。这是通过降低费米能级和在费米能级附近引入硼态来实现的。硼簇的线性链在石墨烯基质内形成金属“线”。在锯齿形边缘的石墨烯纳米颗粒中，与簇相关的状态倾向于与边缘和体状态杂交。硼掺杂的石墨烯系统中的磁性通常非常弱。硼团簇的存在削弱了锯齿形边缘石墨烯纳米颗粒的边缘磁性，而不是使该系统适合于自旋电子学。因此，用团簇注入技术掺杂石墨烯可能是一种可行的技术，以局部金属化石墨烯而不破坏其有吸引力的本体性质。
2013-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Direct Patterning of Boron-doped Amorphous Carbon Using Focused Ion Beam-assisted Chemical Vapor Deposition
采用聚焦离子束辅助化学气相沉积方法，以三苯基硼烷（C18 H15 B）和硼酸三苯酯（C18 H15 BO3）为原料，在SiO2衬底上制备了掺硼非晶碳薄膜。通过芯能级X射线光电子能谱学分析证实了在前体温度为90 °C的情况下由三苯基硼烷沉积的膜中硼的存在。该膜表现出半导体的行为与285 meV的带隙。虽然带隙降低到197毫电子伏后，退火过程中，薄膜仍然是半导体。此外，从使用金刚石对顶砧单元的原位电输运测量观察到通过施加压力在沉积膜上的电阻的急剧减小。
2019-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Isotope effect on electron paramagnetic resonance of boron acceptors in silicon
硅中硼受体基态的四重简并性（其容易通过任何对称性破缺扰动而提升）允许硼相关的电子顺磁共振（EPR）线的强不均匀加宽，例如通过局部应变的随机分布。然而，由于EPR的外部无应变硅中的硼受体的首次报道，无论是线的形状，也没有在样品中观察到的残余加宽的大小与高结晶纯度的低浓度的碳和氧的点缺陷，是随机局部应变的主要来源是兼容的。适应的理论模型已被应用于理解受体基态分裂的情况下，由于存在不同的硅同位素的磁场的影响，我们表明，由于不同的同位素配置在附近的硼受体的价带边缘的局部波动可以定量地解释所有的非均匀加宽效应在高纯硅与天然同位素组成。我们的计算表明，这样的同位素扰动也会导致不同的硼相关的共振，我们可以在我们的实验中验证的g值的移动。此外，我们的研究结果提供了一个独立的测试和验证的价带偏移量之间的不同的硅同位素在以前的工作中确定。
2010-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Lithium attachment to C60 and nitrogen- and boron-doped C60: a mechanistic study
包括C60和掺杂的C60的富勒烯基材料先前已被提出作为锂离子电池的阳极。早先还表明，小分子的n-和p-掺杂可以显著增加电压和比容量。在这里，我们从头开始研究的附件多个锂原子的C60，氮掺杂的C60（n型），和硼掺杂的C60（p型）。我们所观察到的附件能量（决定电压）的变化引起的锂附件和掺杂的电子结构。我们比较结果与GGA功能和混合功能，并表明，虽然他们同意半定量相对于预期的电压，有定性的差异，在电子结构。我们表明，相反的小分子，单原子的n-和p-掺杂将不会导致实际有用的调制的电压-容量曲线超出初始阶段的锂化。
2019-05-16 cond-mat.mtrl-sci
On the origin of the Raman scattering in heavily boron-doped diamond
采用硼碳同位素替代法对高压高温合成的重掺硼金刚石的振动模式进行了识别。拉曼光谱中没有一个谱带在^{10} B-取代后发生位移，而与具有天然同位素丰度的样品相比，在^{13} C-取代后观察到所有谱带向较低频率的位移。这些同位素替代实验排除了硼二聚体相关简正模的假设，并强烈支持先前研究的“500 cm^{-1}”和“1230 cm^{-1}”带以及1003 cm^{-1}和1070 cm^{-1}处的两个弱带归属于扰动金刚石晶格声子，揭示了声子态密度。在组合频率和泛音频率的二阶声子谱也被确定。提出了一种体等离子体激元相关的声子态密度谱相对于带心声子的增强机制。
2008-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Tuning dissociation using isoelectronically doped graphene and hexagonal boron nitride: water and other small molecules
二维材料如石墨烯和六方氮化硼（h-BN）的新用途经常被发现，特别是在膜和催化应用中。然而，关于环境和工业上重要的分子（如水）与这些材料的相互作用，仍有许多问题有待了解。从石墨烯和h-BN的杂化进展中获得灵感，我们使用密度泛函理论探索了水，氢，甲烷和甲醇在石墨烯，h-BN及其等电子掺杂对应物：BN掺杂的石墨烯和C掺杂的h-BN上的解离。我们发现，掺杂的表面是相当多的反应性比他们的原始同行，并通过比较几个小分子的反应性，我们开发了一个一般的框架解离吸附。由此，出现了等电子掺杂的特别有吸引力的结果：可以掺杂衬底以增强其对极性或非极性吸附物的反应性。因此，这些基板是潜在的可行的候选人选择性催化剂和膜，这意味着可以设计一系列的可调材料。
2016-03-24 cond-mat.mtrl-sci
First principles study of electronic and structural properties of single walled zigzag boron nitride nanotubes doped with the elements of group IV
采用密度泛函理论研究了掺杂元素周期表第IV族元素的（10，0）-氮化硼纳米管（BNNT）的结构、电子性质和稳定性. HOMO-LUMO间隙已被强烈修改和处理的双重方式，通过选择B或N位的掺杂剂原子。形成能计算表明，B位掺杂比N位掺杂稳定.结果还表明，除了B位碳掺杂的BNNT外，所有掺杂剂都使BNNT转变为p型半导体。
2017-09-02 cond-mat.mtrl-sci
Adsorption of Sugars on Al- and Ga-doped Boron Nitride Surfaces: A Computational Study
表面上的分子吸附是许多应用的关键要素，包括传感和催化。非侵入性糖感测由于其对糖尿病护理的重要性而一直是研究的活跃领域。糖在模板表面上的吸附研究是问题的核心。在这里，我们研究掺杂六方氮化硼片（$h$-BNNs）作为葡萄糖和葡萄糖胺的吸附和传感模板。使用第一性原理计算，我们发现，葡萄糖和氨基葡萄糖的吸附$h$-BNNs显着增强与Al和Ga的替代掺杂的片材。包括长程范德瓦尔斯修正给出约2eV的吸附能。除了发生在葡萄糖和Al/Ga掺杂的BN片之间的电荷转移之外，吸附改变了带隙的大小，从而允许对吸附进行光学检测。我们还发现Al掺杂的氮化硼片比Ga掺杂的氮化硼片更能提高葡萄糖和氨基葡萄糖的吸附能。我们的工作结果可以潜在地利用时，设计支持模板葡萄糖和氨基葡萄糖。
2015-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Growth and Electronic Structure of Boron-Doped Graphene
石墨烯的掺杂以调整其电子结构对于其在碳基电子器件中的进一步使用是必不可少的。从经典的硅基半导体技术中调整策略，我们使用在2D石墨烯网络中掺入杂原子作为实现这一目标的直接方法。在这里，我们报告了在Ni（111）上一方面在三乙基硼烷的化学气相沉积过程中合成硼掺杂的石墨烯，另一方面通过硼从本体中的分离。用X射线光电子能谱学确定了硼的化学环境，用角分辨光电子能谱学分析了硼的化学环境对能带结构的影响。掺杂硼导致石墨烯带向较低结合能的位移。该偏移取决于掺杂浓度，并且对于0.3 ML的掺杂水平，观察到高达1.2 eV的偏移。实验结果与密度泛函理论计算结果一致。此外，我们的计算表明，掺杂硼导致石墨烯优先吸附在顶部面心立方的几何形状，因为在石墨烯晶格中的硼原子，然后吸附在基板面心立方空心网站。与碳相比，硼的较小吸附距离导致石墨烯片在硼原子附近弯曲。通过比较Ni（111）上掺杂和未掺杂石墨烯的计算以及各自的独立情况，我们能够区分掺杂和吸附对石墨烯的能带结构的影响。掺杂和键合到表面两者导致石墨烯带上的相反位移。
2012-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Half-Metallicity in Undoped and Boron Doped Graphene Nanoribbons in Presence of Semi-local Exchange-Correlation Interactions
我们进行密度泛函计算一维锯齿形边缘石墨烯纳米带（ZGNRs）的不同宽度，有和没有边缘掺杂，包括半本地交换相关。我们的研究表明，虽然边缘钝化（氢）ZGNRs的基态更倾向于反铁磁，与硼原子的两个边缘的掺杂稳定系统在铁磁基态。局域和半局域交换关联导致在有限的交叉带电场在边缘钝化ZGNRs的半金属性。然而，具有硼边缘的ZGNR即使在没有电场的情况下也显示出与带宽无关的半金属行为，并且这种性质对于任何电场强度都保持不变，这为自旋电子学的应用开辟了巨大的可能性。
2007-12-26 cond-mat.mtrl-sci
Morphology, ordering, stability, and electronic structure of carbon-doped hexagonal boron nitride
我们目前的理论研究的形态，稳定性和电子结构的单层六方CBN合金具有丰富的h-BN含量和碳浓度不超过50%。我们的研究是基于键级类型的价力场来考虑原子组分之间的相互作用和Monte Carlo方法与Metropolis算法来建立原子在晶格上的平衡分布。我们发现，相分离成石墨烯和h-BN域发生在大多数的生长条件。只有在富氮生长条件下，才有可能获得碳原子在硼亚晶格上的准均匀分布。我们还预测，在化学计量的C $_x$（BN）$_{1-x}$合金的能隙表现出非常强的弯曲。
2019-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Electron Paramagnetic Resonance of Boron Acceptors in Isotopically Purified Silicon
在同位素纯化的28Si单晶中，发现Si中B受体的电子顺磁共振（EPR）谱线宽度显著减小。此外，EPR谱中的极窄子结构是可见的，对应于共振时吸收的微波的增强或减少。亚结构的起源归因于同时双激发和自旋弛豫在四能级自旋系统的受体。自旋布居模型定性地描述了实验结果。
2010-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Interstitial diffusion of ion-implanted boron in crystalline silicon
本文对离子注入硅晶体低温退火过程中硼化物的长程迁移进行了模拟。
2012-07-03 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP
Simulation of hydrogen diffusion and boron passivation in crystalline silicon
本文应用早期发展的氢迁移模型和氢原子与电活性杂质反应模型，模拟了掺硼硅衬底等离子体氘化过程中的氢扩散和钝化过程。计算的氘浓度分布同意以及在钝化区域的长度与在氢等离子体中在200摄氏度的温度下处理5，10和15分钟获得的实验数据。另一方面，为了实现一个很好的拟合的钝化和未钝化区域之间的计算出的配置文件的dielectness，它是必要的假设，描述由电活性掺杂剂原子的氢的吸收的参数的值随着钝化区域的深度的增加而减少。例如，在等离子体处理期间产生的非平衡点缺陷的不均匀空间分布可导致氢吸收的空间依赖性。
2013-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Electron-Phonon Coupling in Boron-Doped Diamond Superconductor
采用密度泛函超原胞方法研究了掺硼金刚石的电子结构、晶格动力学和电子-声子耦合。结果表明，掺硼金刚石是一种声子介导的超导体，这与以前用虚晶近似计算得出的理论结论相一致。我们表明，光学声子模式，包括B振动起着重要的作用，在电子-声子耦合。与前人的理论结果不同，我们用库仑赝势μ*= 0.10计算了掺硼2.78%的金刚石的电子-声子耦合常数为0.39，超导转变温度Tc为4.4K，与实验结果符合得很好。
2004-10-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Large Microwave Inductance of Granular Boron-Doped Diamond Superconducting Films
掺硼金刚石颗粒薄膜具有超导电性，其最佳临界温度为Tc = 7.2K。在这里，我们报告的测量复杂的表面阻抗的掺硼金刚石薄膜在微波频率范围内使用的谐振技术。实验测得的电感值与从材料的正常状态薄层电阻获得的估计值吻合良好。磁穿透深度的温度依赖性是一致的，一个完全带隙的s波超导体。掺硼金刚石薄膜应该在需要高动力学电感的地方找到应用，例如微波动力学电感探测器和量子阻抗器件。
2021-06-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Synthesis, Structure and Properties of Boron and Nitrogen Doped Graphene
二维石墨烯在室温下表现出许多迷人的性质，例如弹道电子传导和量子霍尔效应。1 -4电化学掺杂或通过电子供体和电子受体分子的电荷转移掺杂的石墨烯，5-7显示出电子结构的显著变化，在拉曼光谱中具有特征签名。5 -10取代掺杂，普遍用于半导体的调谐性质，可以成为控制石墨烯电子特性的有力工具。在这里，我们提出的结构和性能的硼和氮掺杂的石墨烯，通过一个以上的方法，包括电弧放电在适当的气氛中，通过使用改性石墨电极或通过纳米金刚石的转化。使用实验和第一性原理理论相结合，我们证明了系统的变化，在载流子浓度和电子结构的石墨烯与B/N掺杂，伴随着硬化的G带和增强的缺陷相关的D-带的拉曼光谱。在没有外部场或化学试剂的情况下获得的这种n/p -型石墨烯应该找到器件应用。
2009-02-18 cond-mat.mtrl-sci
The Effect of Dipole Boron Centers on the Electroluminescence of Nanoscale Silicon p+-n Junctions
纳米级硅p（+）-n结具有非常高的硼浓度，5 10^21 cm-3，被发现表现出有趣的光学性质。近红外电致发光（EL）光谱中主要的发射带具有沿择优晶轴方向的高度线性偏振，这种线性偏振可以通过施加在p（+）-n结平面上的横向电压来控制。这种行为与EL强度的温度依赖性一起归因于自补偿偶极硼中心B（+）-B（-）的存在，其具有负相关能，这是使用ESR技术在重掺杂硼的纳米级硅p（+）-n结中识别的。提出了通过负U偶极硼中心控制纳米硅p（+）-n结光学性质的复合过程模型。
2013-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced thermoelectric figure-of-merit in boron-doped SiGe thin films by nanograin boundaries
采用低压化学气相沉积法（LPCVD）制备了掺硼多晶硅锗（SiGe）薄膜，并在120 ~ 300 K温度范围内对其热电性能进行了表征。自然形成的晶界被发现在确定膜的电荷和热输运性质中起着至关重要的作用。特别是，独特的柱状晶粒结构导致了显著的热导率各向异性，SiGe薄膜的面内热导率比交叉面热导率低约50%。通过优化生长条件和掺杂水平，在300 K下获得了0.2的SiGe薄膜的高品质因数（ZT），这比p型SiGe合金的先前记录高出约100%，这主要是由于纳米晶界引起的面内热导率的显著降低。LPCVD的低成本和优异的可扩展性使得这些高性能SiGe薄膜成为薄膜热电应用的理想候选者。
2014-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Simulation of boron diffusion during low-temperature annealing of implanted silicon
本文对离子注入硼在硅晶体中的再分布进行了模拟。结果表明，在杂质分布的低浓度区，由于硼原子的长程迁移而形成“拖尾”
2012-07-15 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP
Substitutional Si impurities in monolayer hexagonal boron nitride
我们报告的第一个观察替代硅原子在单层六方氮化硼（h-BN）使用像差校正扫描透射电子显微镜（STEM）。中角环形暗场（MAADF）图像显示硅原子专门填充硼空位。这种结构在电子束下足够稳定，可以重复成像。密度泛函理论（DFT）被用来研究实验观察到的结构的能量，结构和性能。计算了Si $_\mathrm{B}$、Si $_\mathrm{N}$和Si $_\mathrm{BN}$的所有可能电荷态的形成能。结果表明Si $_\mathrm{B}^{+1}$是最稳定的取代构型。在这种情况下，硅原子从晶格中升高了0.66欧姆，在费米能级以上的电子带隙中具有未被占据的缺陷能级。生成能呈轻微放热过程。我们的研究结果明确表明，杂原子可以纳入h-BN晶格的应用范围从单原子催化原子精确的磁性结构的开放方式。
2019-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Optical properties of boron-doped diamond
本文报道了用热灯丝化学气相沉积法生长的纯金刚石薄膜和掺硼金刚石薄膜的光学反射率研究。研究表明，硼掺杂后，在靠近价带顶部的位置形成了一个杂质带。根据实验观察，绘出了硼掺杂后电子结构演变的示意图。研究还表明，硼掺杂引起了晶格局域畸变，在掺杂样品中激活了位于1330 cm $^{-1}$处的红外禁戒声子模。电导谱中该模式的反共振特性证明了电子与该声子模式之间的强耦合。
2005-11-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Charge Ordering in out-of-plane Boron Doped Reduced Graphene Oxide
该研究利用硼掺杂还原氧化石墨烯，在约97.5 K以上实现电荷有序态，并结合模拟、电输运、Raman及结构表征揭示面外硼增强电子–声子耦合及电场调控作用。
2025-06-11 cond-mat.mtrl-sci
The Effect of Element Composition on the Structural and Electronic Properties of Carbon, Silicon, Silicon Carbide, and Boron Nitride Gyroid Schwarzites
黑云母是呈现负高斯曲率的多孔结构。虽然最初提出的碳，原则上，其他元素的施瓦茨是可能的。在这项工作中，我们已经进行了详细的调查的元素组成（C，Ge，Si，SiC和BN）的结构，电子和光学性质的螺旋状施瓦济结构，所谓的G688的效果。DFT模拟使用著名的SIESTA代码进行。结果表明，这些同素异形体结构的形成能值与其它同素异形体结构的形成能值在相似的范围内，并且在1000~K范围内是热稳定的。从电子分析，我们的结果表明，所有的结构，除了碳的，目前的半导体特性。从光学性质来看，除了红外区只有硅和锗表现出一定的吸收外，其他结构都只在可见光和紫外区表现出光学活性，并且都具有较大的折射率值。对于反射率，除了Si和Ge的施瓦济体反射近40%的光外，其它施瓦济体都表现出较低的反射率。这些特性使它们成为光电应用的良好候选者，例如红外/紫外线吸收剂和紫外线阻断剂。
2022-08-19 cond-mat.mtrl-sci
The effect of doping on the lattice parameter and properties of cubic boron nitride
本文研究了铍、硅、硫、镁掺杂立方氮化硼对晶格常数、电导率和EPR谱的影响。已经确定，与在4.2GPa和1400° C下从Mg-B-N系统的熔体的常规合成相比，在3.9- 4.2GPa和1100 ° C下从超临界氨中的BN溶液结晶立方氮化硼的情况下，掺杂程度显著增加。掺杂硅和铍导致立方氮化硼的半导体性质。
2020-12-22 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic states and optical properties of single-layer carbon-doped hexagonal boron nitride
我们表明，碳掺杂的六方氮化硼（h-BN）具有非凡的性能与许多可能的应用。我们证明了与碳原子相关的取代诱导杂质态及其相互作用决定了C掺杂h-BN的电子结构和性质。此外，我们还发现，嵌入h-BN中的小C团簇中的局域杂质态的堆叠在h-BN的宽禁带中形成了一组离散的能级。这些C原子团簇的电子结构在光学、磁光和光电子学方面有着广泛的应用。
2012-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mg decorated Boron doped Graphene for Hydrogen Storage
基于第一性原理的密度泛函理论研究了硼掺杂镁原子修饰石墨烯的结构和电子性质。四个H2分子稳定地将镁原子与硼掺杂的石墨烯片结合。计算得到的平均结合能在-0.566 ~-0.687 eV/H2之间。复杂系统的分态密度表明，在-0.1 eV处，H2分子和Mg原子的s和d轨道有重叠，说明H2和Mg原子的s和d轨道分别有很强的杂化和结合。所研究的复杂系统的重量容量达到约8.26重量%的氢。HOMO和LUMO研究揭示了复杂系统的稳定性，DOS研究揭示了复杂系统的电子态密度。
2020-03-12 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Stability of boron-doped graphene/copper interface: DFT, XPS and OSEE studies
研究了通过含有硼源的鼓泡器使用两种不同流量的Ar合成的两种不同类型的硼掺杂石墨烯/铜界面。X射线光电子能谱（XPS）和光激电子发射（OSEE）测量表明，硼掺杂的石墨烯涂层提供了铜基底的高耐腐蚀性，并且碳覆盖层的氧化痕迹很轻。密度泛函理论计算表明，对于替代型（石墨型）硼缺陷的情况，只有硼杂质附近的氧化在能量上是有利的，而空位的产生会导致铜衬底的氧化在能量上是不利的。在该区域的非石墨硼缺陷氧化的情况下，附近的杂质是亚稳态的，其不仅防止氧化，而且制造硼掺杂的石墨烯。氧还原反应的模拟表明，这些材料的高催化性能。
2018-02-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.chem-ph
Multifrequency Nanoscale Impedance Microscopy (m-NIM): A novel approach towards detection of selective and subtle modifications on the surface of polycrystalline boron-doped diamond electrodes
在本文中，我们描述了纳米阻抗显微镜（NIM）的修改，即结合接触模式原子力显微镜与局部阻抗测量。假设的方法是基于多频电压扰动的应用，而不是标准的逐频分析，其中包括提供更省时和准确的测定所得的阻抗谱与高空间分辨率。基于阻抗谱分析与适当的等效电路，它是可能的映射表面电阻和接触电容。以多晶重掺硼金刚石（BDD）电极为研究对象。最近的研究表明，这种电极暴露于氧化环境中可能会导致终止类型的修改，因此它是描述BDD的电学和电化学性质的关键因素。我们已经成功地应用了多频NIM，这使我们能够证明，终止类型的修改是选择性的，并发生在具有特定的晶体取向的晶粒上的不同倾向。此外，我们的方法能够检测甚至微妙的亚微观表面异质性，创建作为各种氧化处理的结果，并将它们与晶界处硼的局部分布相关的表面异质性区分开来。
2018-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Boron-related defects in n-type 4H-SiC Schottky barrier diodes
本文通过少数载流子瞬态谱研究了n型4H-SiC肖特基二极管中硼相关缺陷，发现高浓度硼引入深能级缺陷但未恶化器件电学特性。
2023-03-17 cond-mat.mtrl-sci
Nanostructures made from superconducting boron doped diamond
我们报道了由硼掺杂的超导金刚石制成的纳米结构的输运性质。从纳米晶超导掺硼金刚石薄膜，化学气相沉积生长，我们图案的电子束光刻设备的尺寸在纳米范围内。我们表明，即使是这样的小设备，材料的超导性能得到很好的保护：对于宽度小于$100\, nm$的导线，我们测量临界温度在开尔文范围和临界场在特斯拉范围。
2010-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Origin of Superconductivity in Boron-doped Diamond
利用硼掺杂金刚石的电子和振动性质与MgB 2的相似性，研究了最近报道的掺硼金刚石在T_c= 4K时的超导电性。由C-C键拉伸模式产生的空穴态的变形势比驱动其高Tc的MgB 2中的相应量大60%，导致非常大的电子-声子矩阵元素。计算得到的耦合强度λ~ 0.5导致T_c在5-10 K范围内，并使声子耦合成为可能的机制。较高的掺杂应该会使T_c有所增加，但主要是三维性对态密度的影响使掺杂金刚石的T_c不能接近MgB_2。
2004-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
A synergistic view of magnetism, chemical activation, and ORR as well as OER catalysis of carbon doped hexagonal boron nitride from first-principles
近年来，碳（C）掺杂的六方氮化硼（hBN）已被实验报道是氧还原反应（ORR）的可能的催化主体，以及在室温下可能的铁磁体。还报道了在hBN中被C取代形成石墨烯岛。在这项工作中，我们探索从第一性原理，这些不同方面的C掺杂hBN之间的连接。我们发现形成的石墨烯岛覆盖不相等数量的B和N的网站在hBN是积极合理的。它们具有净非零磁矩，并且还被发现比它们的非磁性对应物具有更多的化学活性，覆盖相等数量的B和N位点。电子之间的原位库仑排斥，已知是像石墨烯和hBN这样的二分晶格中的磁性的原因，也被发现不仅在磁性石墨烯岛和hBN的锯齿形界面处的C原子的化学活化中，而且在紧邻hBN附近的硼（B）位点的化学活化中发挥核心作用。然而，据报道，由于在B位点处的取代（其在能量上比在N位点处更有利）而导致的这种活化的B或C不利于ORR。有利地，我们发现，随着石墨烯岛的尺寸增加，B位点处的C的活化系统地缓和，为在磁性石墨烯岛的边缘处覆盖比N位点更多的B位点的有效催化位点的丰度铺平了道路。因此，作为贵金属电极的替代品，我们提出了一类石墨烯-hBN杂化物，其具有嵌入hBN中的磁性石墨烯岛的晶格，其可以是金属的。
2019-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Magnetostriction and Temperature Dependent Gilbert Damping in Boron Doped Fe$_{80}$Ga$_{20}$ Thin Films
该研究通过调控磁控溅射 FeGaB 薄膜的硼掺杂浓度，揭示晶态—非晶态转变对磁致伸缩、矫顽力及温度依赖 Gilbert 阻尼的影响，并确定 10% B 为兼顾大磁致伸缩与低阻尼的最优组分。
2025-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Absence of boron aggregates in superconducting silicon confirmed by atom probe tomography
采用原子探针层析成像技术对气体浸没激光掺杂（GILD）技术制备的掺硼硅超导薄膜进行了分析。所得的三维化学组成揭示了硼原子在原子百分比浓度范围内并入晶体硅中，远高于其溶解度极限，而不会在原子尺度上产生簇或沉淀物。硼的空间分布被发现是兼容的扫描隧道光谱进行的状态的局部密度测量。这些结果，结合观察到的非常低的杂质水平和一个尖锐的二维界面之间的掺杂和未掺杂的区域表明，由GILD获得的Si：B材料是一个定义明确的随机替代合金赋予有前途的超导性能。
2012-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Pressure-induced isostructural phase transition of metal-doped silicon clathrates
我们提出了一个原子模型的压力诱导的同构相变的金属掺杂的硅笼形物，Ba 8Si 46和K 8Si 46，已观察到在14 GPa和23 GPa，分别。该模型成功地解释了状态方程、相变压力、Raman光谱的变化、掺杂离子的依赖性以及贵金属取代Si（6c）原子的影响。
2006-11-11 cond-mat.mtrl-sci
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
Some features of the transport processes of ion-implanted boron under conditions of transient enhanced diffusion suppression
已经表明，在热处理过程中，通过锗注入而非晶化的硅层，然后注入硼离子，由于非平衡硼原子的迁移，在高达850^{ \circ }C的温度下发生杂质原子的迁移。
2011-06-17 cond-mat.mtrl-sci
Current-induced nanogap formation and graphitization in boron-doped diamond films
采用强电流退火技术在掺硼纳米金刚石薄膜中制备纳米间隙和金刚石/石墨混合结构。使用反馈控制的电流退火程序产生低至1 nm的纳米尺寸的间隙。纳米间隙的特征在于使用扫描电子显微镜和电子传输测量。高温下产生的结构变化，实现电流退火过程中的焦耳加热，其特征在于使用拉曼光谱。在最大热积累点处观察到金刚石/石墨杂化结构的形成。
2012-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistance of doped silicon
我们已经进行了纵向磁阻测量重n掺杂硅施主浓度超过临界值的金属-非金属过渡。结果进行了比较，从一个多体理论的施主电子被假定为驻留在底部的多谷导带的主机。理论和实验之间获得了良好的定性一致。
2015-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Observation of conduction electron spin resonance in boron doped diamond
我们在掺硼（6400 ppm）超导金刚石（Tc = 3.8K）中观察到传导电子的电子自旋共振。我们清楚地确定了传导电子自旋共振（CESR）的基准：几乎与温度无关的ESR信号强度及其幅度，这与通过泡利自旋磁化率从态密度预期的结果吻合得很好。CESR谱线宽度随温度的增加而增加，这可以在自旋弛豫的Elliott-Yafet理论的框架下理解。使用经验Elliott-Yafet关系，在g因子、CESR线宽和电阻率之间观察到异常且尚未解释的关系。
2013-05-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Signature of high Tc around 25K in higher quality heavily boron-doped diamond
金刚石具有突出的物理特性：已知最硬的材料，宽的带隙，最高的导热性和非常高的德拜温度。2004年，Ekimov等人发现重掺硼（B掺杂）金刚石在4K左右成为超导体。本课题组成功地控制了硼的浓度，用化学气相沉积法制备了超导金刚石薄膜。通过CVD方法，我们发现当硼浓度（nB）超过3.0 × 10^20 cm^-3的金属-绝缘体转变浓度时，超导性出现，并且随着nB的增加，其Tczero增加到7.4 K。我们还阐明了在价带形成的空穴是导致超导性的金属态的原因。计算结果表明，空穴掺杂到价带诱导强烈的吸引相互作用和快速增加的Tc随着硼浓度的增加。根据计算，如果置换掺杂的硼可以周期性地排列或无序度降低，则可以通过最小百分比掺杂实现约100 K的Tc。在这项工作中，我们已经成功地观察到零电阻率高于10 K和在25.2 K的电阻率降低在重B掺杂的金刚石膜的发病。然而，有效载流子浓度与具有较低Tc的超导金刚石相似。我们发现，该载体具有较长的平均自由程和寿命比以前报道的，这表明，这种最高的Tc金刚石具有更好的结晶度相比，其他超导金刚石薄膜。此外，磁化率在高质量金刚石中显示出高于20 K的小转变，表明高于20 K的超导性的特征。这些结果强烈地表明，较重的载流子掺杂的无缺陷的金刚石晶体可以产生高Tc金刚石。
2014-11-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Optical visualization of the enhanced spin Hall effect in bismuth doped silicon
通过使用螺旋度相关光电压（HDP）测量，实现了室温下掺铋（Bi）硅（Si）中增强自旋霍尔效应（SHE）引起的自旋累积的直接可视化。在直流电流的应用程序的Bi掺杂的Si，明确的螺旋度相关的光电压检测在Si沟道的边缘，表明由于SHE的垂直自旋积累。相比之下，HDP信号对于磷掺杂的Si是可忽略的小。与具有大自旋霍尔角的铂沟道相比，在Bi掺杂的Si中获得了大于两个数量级的HDP信号。
2020-06-02 cond-mat.mtrl-sci
