Interplays between charge and electric field in perovskite solar cells: charge transport, recombination and hysteresis
通过瞬态实验和理论计算，系统地研究了钙钛矿太阳能电池中电荷和电场的相互作用，它们对电池中的电荷输运、复合、储存和电滞效应起着关键作用。研究发现，光照可以增加钙钛矿吸收体中的载流子浓度，从而增强电荷复合，导致高电场和自由载流子共存。同时，电池显示出与多晶硅太阳能电池类似的电荷存储和结机制，其中结电场决定电荷收集和分布。此外，研究还表明，由于离子（空位）迁移而产生的掺杂和缺陷的静电荷会显著影响电池内部的电场，从而影响电荷的收集和复合，这可能是引起人们广泛关注的磁滞现象的根源.
2016-04-11 cond-mat.mtrl-sci
The electric pulses induced multi-resistance states in the hysteresis temperature range of 1T-TaS2 and 1T-TaS1.6Se0.4
研究了1 T-TaS_2和1 T-TaS_（1. 6）Se_（0.4）晶体在电脉冲作用下的电滞温区公度电荷密度波（CCDW）相响应。我们观察到，在一定温度下，电脉冲激发电阻的突变多个阶跃，形成多个亚稳态。我们认为系统的响应对应于CCDW畴结构的重排，而电脉冲激发的多电阻态或非易失性电阻特性对固态器件的探索具有深远的意义。
2020-09-16 cond-mat.mtrl-sci
Mathematical modeling of hysteresis loops in ferroelectric materials
在已发表的文献中，铁电材料的吉布斯自由能通常是通过保留6阶或8阶极化项来量化的。本文提出了一种新的吉布斯自由能解析模型，并由此从数学上导出了铁电材料极化-电场电滞回线的新模型。作为模型的验证，利用该模型描述了铁电材料极化-电场电滞回线的四种模式。计算结果表明，自相似模型可以通过调节外部激励或综合参数（如，电、温度和应力等）在模型中使用。
2016-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Electrical Spin Injection in a Ferromagnetic / Tunnel Barrier/ Semiconductor Heterostructure
我们证明了实验的电弹道电子自旋注入从铁磁金属/隧道势垒接触到半导体III-V族异质结构。我们引入倾斜汉勒效应技术来可靠地光学测量注入的自旋极化程度。在CoFe /Al_2 O_3/ GaAs /（Al，Ga）As异质结中，我们在80 K下观察到超过8%的注入自旋极化。
2001-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Electric Field-Induced Phase Transitions and Hysteresis in Ferroelectric HfO2 Captured with Machine Learning Potential
Department of Materials Engineering, the University of Tokyo（东京大学材料工程系）；Institute of Industrial Science, the University of Tokyo（东京大学工业科学研究所）
针对传统第一性原理方法难以模拟铁电HfO₂大尺度电场下原子动力学的问题，开发耦合原位BEC模型的定制MLP，高效高保真复现关键现象与AIMD一致结果，为铁电器件设计提供新工具。
2025-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Modeling of hysteresis phenomena in crystalline ferroelectrics: hysteresis loops shape control by means of electric field parameters
本文提出用弛豫型方程描述晶体铁电体中的畴变过程，并考虑了外电场的变化。在任意电场随时间变化的情况下，得到了这些方程的封闭解析形式的精确解。用数值方法分析了正弦外场频率与磁滞回线形状的关系。计算结果与实验数据定性一致。PACS：77.80.Fm，77.80.Dj，77.80.-关键词：铁电体，开关过程，磁滞，极化
2014-07-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Modeling of hysteresis loop and its applications in ferroelectric materials
为了更好地理解电滞回线的物理性质，我们建立了一个新的电滞回线模型，该模型将电场、温度和应力作为一个综合参数。该模型揭示了铁电材料电滞回线的形状是由几个变量决定的：极化饱和度、矫顽场、极化率和等效场。与实验结果的比较表明，该模型可以追溯极化与电场和温度的关系。作为该模型的应用，本文还给出了蓄能效率、电热效应和P（E，T）函数的计算公式。
2017-07-27 cond-mat.mtrl-sci
Spherical neutron polarimetry study of hysteresis in multiferroic MnWO4
用球形中子极化仪研究了多铁性MnWO_4的磁结构与温度的关系。电场的施加将磁结构驱动到单个手征域。这样做所需的字段的大小示出随温度增加。进一步证明了磁序与电极化的强度之间的联系。
2009-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Electrical-current-induced magnetic hysteresis in self-assembled vertically aligned La_{2/3}Sr_{1/3}MnO_3:ZnO-nanopillar composites
磁阻随机存取存储器（MRAM）有望成为下一代信息存储设备。然而，在它成为广泛使用的存储解决方案之前，许多材料挑战仍未解决。其中，迫切需要的是确定一种材料系统，适合于缩小规模，并与低功耗逻辑应用兼容。自组装垂直取向La_{2/3} Sr_{1/3} MnO_3：ZnO纳米复合材料，其中La_{2/3} Sr_{1/3} MnO_3（LSMO）基质和ZnO纳米柱形成缠结结构，在LSMO和ZnO垂直界面之间发生位置匹配生长，通过结合其优异的电、磁（B）和光学性能，可能提供新的MRAM应用。在本文中，我们展示了在这些纳米柱复合材料的磁阻测量电流感生磁滞的结果。我们观察到，当电流水平较低时，例如，1 μ A，磁阻显示出线性的，负的，非滞后的B场依赖性。令人惊讶的是，当使用大电流时，I > 10 μ A，当B场在上下方向上扫描时观察到滞后行为。这种滞后现象随着样品温度的升高而减弱。一个可能的自旋阀机制有关的电流感应磁滞的建议和讨论。
2018-02-05 cond-mat.mtrl-sci
Multiphysics simulations of microstructure influence on hysteresis and eddy current losses of electrical steel
Michigan State University（密歇根州立大学）；Johannes Kepler University（约翰内斯·开普勒大学）
本文通过多尺度模拟研究电气钢微结构对磁滞和涡流损耗的影响，采用微磁模拟和计算 homogenization 方法分析 Fe-Si 合金的磁滞和导电性，揭示平均晶粒尺寸和晶界相厚度对损耗的影响。
2025-08-11 cond-mat.mtrl-sci
The Spin-Orbit Torque from a Magnetic Heterostructure with High-Entropy Alloy
高熵合金（HEA）是一种由五种或五种以上金属组成的金属材料，它可能具有不同于传统二元或三元合金的机械和输运性质。在这项工作中，我们证明了电流诱导的自旋轨道扭矩（SOT）磁化翻转的Ta-Nb-Hf-Zr-Ti的HEA基磁性异质结构与垂直磁各向异性（PMA）。通过磁滞回线位移测量，进一步确定来自该特定的基于HEA的磁性异质结构的最大类阻尼SOT效率为$|ζ^{\operatorname{HEA}}_{DL}|\approx0.033$，而Ta对照样品的最大类阻尼SOT效率为$|ζ^{\operatorname{Ta}}_{DL}|\approx0.04$。我们的研究结果表明，基于HEA的磁性异质结构可以作为一组新的潜在候选人的SOT器件的应用。
2017-05-20 cond-mat.mtrl-sci
Hysteresis of static polarizability of a ballistic ring in presence of intense high-frequency field
研究了共线直流和高频电场作用下的弹道环。一种可能性是证明了系统之间切换两种状态，通过改变直流和/或高频场的强度。它导致作为直流电场的函数的环直流偶极矩的滞后行为。
2003-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Electric field driven magnetic domain wall motion in ferromagnetic-ferroelectric heterostructures
研究了铁磁-铁电异质结构中外加电场诱导的磁畴壁动力学。在传统的驱动机制，其中MDW运动是由磁场或电流直接感应，MDW运动出现在这里作为强钉扎的MDW到铁电畴壁（FDW）通过局部应变耦合的结果。通过进行广泛的微磁模拟，我们发现几个动力学制度，包括不稳定性，如自旋波发射和复杂的变换的MDW结构。在所有情况下，MDW的时间平均速度等于FDW的速度，表明没有Walker击穿。
2014-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Electrical Control of Large Rashba Effect in Oxide Heterostructures
对于自旋电子器件，非常需要通过外部电场有效地调谐的大Rashba效应。利用第一性原理计算，我们证明了在Bi（Sc/Y/La/Al/Ga/In）O3/PbTiO 3异质结构中，大的Rashba分裂被锁定在导带底，费米能级的位置通过其化学计量比被精确控制。在对称和非对称异质结构中分别实现了完全可逆的Rashba自旋织构和Rashba分裂强度随铁电极化反转的剧烈变化。通过人工调节局域铁电位移和轨道杂化，证实了局域电势梯度和轨道重叠对劈裂强度剧烈变化的协同作用。这些结果提高了在自旋电子器件中利用Rashba自旋轨道耦合的可行性。
2019-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Photovoltaic effect in BiFeO3/TiO2 heterostructures tuned with epitaxial strain and an electric field
基于第一性原理计算，在可见光区，外延应变和电场可以调节BiFeO 3/TiO 2异质结的光伏效应，这表现为在拉伸应变和电场作用下异质结吸收活性的增强.这表明在双层膜的界面处存在着光子、自旋载流子、电荷、轨道和晶格之间的耦合，这使得异质结成为一种基于自旋电子学的多功能光电器件的有趣候选者。异质结构的微观机制与界面附近Fe 3d和O 2 p轨道之间的自旋转移和电荷重排密切相关。
2013-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Magnetization Reversal by Electric-Field Decoupling of Magnetic and Ferroelectric Domains Walls in Multiferroic-Based Heterostructures
我们证明了与反铁磁多铁性材料（LuMnO 3）接触的铁磁体的磁化强度可以通过电场脉冲快速反转，并且磁交换偏置的符号可以等温地切换和恢复。由于LuMnO3不是铁弹性的，我们的数据最终表明，这种开关是不介导的应变效应，而是一个独特的电场驱动的铁电和铁磁畴壁去耦。它们独特的动力学对于所观察到的磁开关是必不可少的。
2010-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Electric field control of magnons in magnetic thin films: ab initio predictions for 2D metallic heterostructures
我们探讨了在二维异质结构中，外加电场作用于电介质势垒，对磁振子进行控制的可能性。通过对真空中悬浮的Fe单层和沉积在Cu（001）上的Fe双层进行从头计算，我们证明了外加电场可以显著地改变磁振子寿命，并且这些变化与场诱导的层分辨Bloch谱函数的变化有关.对于具有更多磁振子色散分支的系统，高能和低能本征模之间的间隙随外场而变化。这些效应受到衬底的强烈影响。可以预期，磁振子谱对外部电场的敏感性会有相当大的变化，这取决于衬底和磁性层的厚度。
2022-02-09 cond-mat.mtrl-sci
The Effect of mechanical alloying on Electrical properties of BaTiO3 Nano Crystals
本文研究了钛酸钡纳米晶体的电学性能，在dac 8000球磨机中采用机械合金化法制备了钛酸钡纳米晶体。为了找到居里温度，介电常数通过温度和磁滞回线的变化进行了研究。结果表明，球磨时间与居里温度之间存在一定的关系，即随着球磨时间的增加，晶粒尺寸减小，居里温度降低。此外，随着温度的升高，样品的磁滞回线减小，在居里温度下，磁滞回线变成一条直线。
2013-01-25 cond-mat.mtrl-sci
Layer-Selective Non-Reciprocal Electric-Field Switching of Magnetism in van der Waals Heterostructure Multiferroics
本研究构建CrI3/α-In2Se3范德华异质结构多铁材料，实现层选择性非互易电场调控磁性，为多级存储和类脑计算提供新途径。
2023-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Strain and electric field control of magnetic and electrical transport properties in a magneto-elastically coupled Fe3O4/BaTiO3(001) heterostructure
研究了磁弹耦合人工多铁性Fe_3O_4/BaTiO_3异质结构中电场诱导应变对磁、电输运性质的控制。在这种Fe_3 O_4/BaTiO_3异质结构中，Fe_3 O_4薄膜以双边畴的形式外延生长，类似于下面的BaTiO_3（001）衬底的a-c条纹畴。通过原位电场相关的磁化强度测量，我们证明了外延Fe 3 O 4薄膜的磁各向异性和特征Verwey金属-绝缘体转变的外部控制在20-300 K之间的宽温度范围内，通过应变介导的逆磁电耦合。此外，我们观察应变诱导调制的磁性和电输运性质的Fe 3 O 4薄膜的热驱动的本征铁电和结构相变的BaTiO 3基板。原位电场相关的拉曼光谱测量表明，电场并没有显着修改的反相边界缺陷的Fe 3 O 4薄膜，一旦它是热稳定的沉积后的磁性能的修改主要是由应变引起的晶格畸变和磁各向异性。这些结果提供了一个框架，以实现电控制的磁化强度在一个经典的高度相关的过渡金属氧化物。
2022-06-17 cond-mat.mtrl-sci
Efficient cooling by ferroelectric or ferromagnetic hysteresis loops
Institute of Atomic Physics（原子物理研究所）
提出利用沿滞回线的外电场或外磁场实现高效冷却效应，并通过基于能量二阶展开的简化模型进行数值说明。
2026-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Electric-field tunable spin waves in PMN-PT/NiFe heterostructure: experiment and micromagnetic simulations
本文对PMN-PT/NiFe多铁性异质结构中的压控自旋驻波共振进行了全面的理论和实验研究。利用自旋二极管技术观察了NiFe条与压电衬底机械耦合的铁磁共振（FMR）模式和SSWR。向PMNPT施加电场在坡莫合金中产生应变，并且因此由于磁致伸缩效应而使FMR和SSWR场移位。实验结果与微磁模拟结果进行了比较，发现它们之间的一个很好的协议的FMR和SSWR的动力学与无电场。此外，微磁模拟使我们能够讨论的FMR和SSWR模式，这是不能直接观察到的自旋二极管检测技术的手段的振幅和相位的空间分布。
2016-10-14 cond-mat.mtrl-sci
The effects of multiply quantum wells (MQW) on optical and electrical characteristics of AlGaAs lasers with separate confinement heterostructures (SCH)
利用Synopsys公司的Sentaurus TCAD软件和开源软件对具有独立限制异质结的AlGaAs激光器的光电特性进行了模拟。对2-QW（2量子阱）和3-QW结构的结果与1-QW的结果进行了比较。通过增加量子阱的数目和优化波导的宽度，获得了有用的激光参数的显着改善。特别是，最大的光学效率示出达到88%的3-QW结构与最佳的波导宽度。多量子阱激光器的光强分布宽度增加，导致通过激光器端面的最大光功率密度降低，降低了反射镜灾难性损坏的风险。
2011-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Electric field control of magnetism in Si3N4 gated Pt/Co/Pt heterostructures
在这项工作中，我们使用X-射线光电子显微镜（XPEEM）显示的磁电耦合氮化硅栅Pt/Co/Pt异质结构的存在。我们观察到磁各向异性的变化的形式的畴壁成核和畴壁波动率的变化作为施加到样品的电场的函数。我们还观察到在Pt/Co/Pt异质结构的自旋重取向转变的形成归因于衬底表面粗糙度的膜厚度附近的区域中的面内和面外磁化的共存;与这样的域配置，我们发现，面内磁化比面外磁化对所施加的电场更敏感。尽管我们在系统中发现了有效的磁电耦合，但氮化硅膜中电荷缺陷的存在阻碍了对磁化的系统静电控制。
2019-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic electric polarization in spin-orbit coupled semiconductor heterostructures
给出了自旋轨道耦合半导体异质结构中电磁场与运动电子相互作用的含源项的麦克斯韦方程组。我们从八带${\bm k}{\bm p}$模型出发，用Gordon分解法导出了电场和磁场的极化矢量。其次，我们给出了具有突变界面的半导体异质结构中非抛物导带电子与电磁场相互作用的${\bm k}{\bm p}$有效拉格朗日量。该拉格朗日函数产生了具有源项和异质界面处的边界条件的麦克斯韦方程组以及外部电磁场中的电子包络波函数的方程以及适当的边界条件。作为一个例子，我们考虑了传导电子态的结构反转不对称性所引起的自旋-轨道效应。本文计算了非对称量子阱中稳态电子气在平衡态和自旋霍尔态下对电极化的强度的本征贡献。我们认为，这种贡献，以及固有的自旋霍尔电流，不取消弹性散射过程。
2008-03-21 cond-mat.mtrl-sci
Electric field control of magnetization dynamics in ZnMnSe/ZnBeSe diluted-magnetic-semiconductor heterostructures
我们表明，在稀磁半导体中的磁化动力学可以单独控制从静态磁化通过电场。在n型调制掺杂的（Zn，Mn）Se/（Zn，Be）Se量子阱中，通过施加栅压，磁性Mn ~（2+）离子的自旋-晶格弛豫（SLR）时间可调两个数量级.该效应是基于通过二维电子气（2DEG）为SLR提供额外的通道。负责的激子的巨大塞曼自旋分裂的静态磁化不受2DEG密度。
2006-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Magnetocaloric effect and its electric-field regulation in CrI$_3$/metal heterostructure
本研究计算了单层 CrI$_3$ 与 Ag、Hf、Au、Pb 构成的范德华异质结构的磁热效应，揭示金属衬底通过界面电荷转移增强磁矩与交换耦合，并可利用电场移动峰值温度约10 K，为低维磁制冷提供新方案。
2023-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Scaling behavior of dynamic hysteresis in Na0.5Bi4.5Ti4O15 bulk ceramics
在频率为0.01 ~ 100 Hz，电场为10 ~ 150 kV/cm的周期性电场作用下，测量了钛酸铋钠（Na_（0.5）Bi_（4.5）Ti_4 O_（15））块体陶瓷的铁电滞回线。研究了Na_（0.5）Bi_（4.5）Ti_4 O_（15）块体陶瓷动态滞后的三阶段标度行为。在低电场振幅下的标度行为被描述为对于<A>低频与f^（-0.122 <$E0^3.30）成比例，对于<A>高频与f^（-0.122 <$E0^3.15）成比例。<A>、f和E0分别表示磁滞回线的面积、周期电场的频率和幅值。在矫顽场附近的E0处，标度行为的形式为：<A>低频与f^（-0.11 <$E0^4.28）成比例，高频<A>与f^（-0.11 <$E0^4.17）成比例。在高E0处，我们得到<A>对于低频与f^（-0.04 <$E0^2.90）成比例，对于<A>高频与f^（-0.06 <$E0^2.75）成比例。对标度关系的贡献主要来自于低E0时铁电畴反转的可逆性、E0时畴壁在矫顽场附近的运动速度以及高E0时同时发生的可逆和不可逆畴反转。
2018-01-02 cond-mat.mtrl-sci
Electrical spin injection from an organic-based ferrimagnet in a hybrid organic/inorganic heterostructure
报道了从有机室温铁磁半导体V[TCNE]x（x~2，TCNE：四氰基乙烯; TC ~ 400 K，EG ~ 0.5 eV，s ~ 10-2 S/cm）中成功提取自旋极化电流，并将其注入GaAs/AlGaAs发光二极管（LED）。自旋电流跟踪V[TCNE]x~2的磁化强度，具有弱的温度依赖性，并表现出重空穴/轻空穴不对称性。这一结果对室温自旋电子学和使用无机材料探测有机和分子系统中的自旋物理学具有影响。
2011-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Electric-field-driven Non-volatile Multi-state Switching of Individual Skyrmions in a Multiferroic Heterostructure
电操纵Skyrmion因其丰富的物理性质和广阔的应用前景而受到人们的广泛关注。迄今为止，这种操纵主要是通过基于自旋转移矩或自旋轨道矩效应的自旋极化电流来实现的。然而，该方案是耗能的并且可能产生大量焦耳加热。为了减少能量耗散和基于skyrmion的设备的温度升高的风险，有效的解决方案是使用电场代替电流作为刺激。在这里，我们实现了电场操纵的skyrmions在纳米结构的铁磁/铁电异质结构在室温下通过逆磁机械效应。有趣的是，这样的操纵是非易失性的，并表现出多状态特征。数值模拟结果表明，电场对Skyrmions的操纵起源于应变对有效磁各向异性和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的影响.我们的研究结果为构造低能量耗散、非易失性和多状态的基于skyrmion的自旋电子器件开辟了方向。
2020-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Spin Pumping from Permalloy into Uncompensated Antiferromagnetic Co doped Zinc Oxide
研究了Co掺杂ZnO和坡莫合金异质结构的静态和动态磁相互作用。高Co掺杂的ZnO在室温下是顺磁性的，在低温下成为未补偿的反铁磁体，即使在没有任何铁磁层的情况下，也显示出窄开的磁滞和垂直交换偏置位移。在低温下，与坡莫合金相结合的交换偏置被发现引起水平以及垂直位移的异质结构的滞后与矫顽场的增加。此外，在室温下的吉尔伯特阻尼参数的增加，发现由多频铁磁共振证明自旋泵。随温度变化的铁磁电阻在接近磁相变的位置出现磁阻尼最大值。这些测量结果也证明了坡莫合金和ZnO中的长程有序Co-O-Co结构的交换偏置相互作用，由于FMR中的探测时间较短，SQUID几乎无法检测到这种相互作用。
2019-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Disentangling the magneto-optic Kerr effect of manganite epitaxial heterostructures
磁光克尔效应可以探测铁磁薄膜中的磁化反转过程，因此可以作为磁力测量的一种替代方法。克尔效应是波长相关的，克尔旋转可以反转符号，在特定波长处消失。利用极性克尔效应和磁测量研究了铁磁锰氧化物La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ Mn $_{0.9}$ Ru $_{0.1}$ O $_3$的外延异质结构。锰氧化物层被镍酸盐NdNiO $_3$层隔开或与镍酸盐NdNiO层界面连接。克尔旋转磁滞回线的三层，与两个锰氧化物层的不同厚度的镍酸盐层分开，有有趣的驼峰状功能，当用400 nm波长的光测量。通过研究其他参考样本，我们解开了各个层对环路的贡献：我们表明，驼峰起源于两个不同铁磁层的克尔旋转的相反方向，并结合克尔信号的加性行为。
2022-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Electric-field control of the perpendicular magnetization switching in ferroelectric/ferrimagnet heterostructures
本研究通过操纵PZT/CoGd异质结构中电场驱动的极化，利用界面氧离子迁移调制Co/Gd亚晶格相对磁化，实现了亚铁磁体垂直净磁化的非易失性翻转，为低功耗自旋电子器件提供了新方法。
2024-06-27 cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced magnetization control in an oxide multiferroic heterostructure
利用电场控制磁性是新型自旋电子器件和未来纳米电子学的研究目标。因此，多铁性异质结构引起了人们的极大兴趣。在这里，我们提供的实验证据，并支持DFT分析，在La0.65Sr0.35MnO3（LSMO）薄膜的过渡到一个稳定的铁磁相，这是由铁电BaTiO 3（BTO）衬底，可以通过施加外部电场修改的结构和应变特性引起的。用同步辐射对Mn L边缘进行的X射线磁圆二色性（XMCD）测量显示，实际上两个磁转变作为温度的函数，对应于BTO衬底的结构变化。我们还表明，铁磁性，在室温下的原始条件下缺席，可以建立通过电开关的BTO铁电畴在面外方向。目前的研究结果证实，电诱导应变可以用来控制磁性的多铁性氧化物异质结构。
2022-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Gate-tunable exchange bias effect in FePS3-Fe5GeTe2 van der Waals heterostructures
电子门控交换偏置（EB）效应是自旋电子学应用的一个长期目标。同时，范德华（vdW）磁性异质结构的出现为研究层间磁耦合提供了理想的平台。然而，到目前为止，电栅控EB效应尚未在vdW异质结构中实现。在这里，第一次，我们实现了电可控EB效应的VDW反铁磁（AFM）-铁磁（FM）异质结构，FePS 3-Fe 5GeTe 2。对于原始的FePS 3-Fe 5GeTe 2异质结构，由于强的界面耦合，可以产生相当大的EB效应，这也取决于铁磁层的厚度。通过应用固体质子门，EB效应可以通过质子嵌入和脱嵌而在很大程度上进行电调谐。在Vg= -3.15 V时，EB场可达矫顽场的23%，阻断温度超过50 K。质子嵌入不仅调节了平均磁交换耦合，而且改变了AFM的结构，使非补偿AFM-FM界面和补偿AFM-FM界面之间的异质界面发生了转变。这些改变导致总界面交换耦合和由此产生的EB效应的显著调制。该研究是未来低能电子学中基于vdW异质结构的磁逻辑的重要一步。
2022-03-21 cond-mat.mtrl-sci
Moiré-induced bandgap tuning by varying electric dipole in InSe/CuSe vertical heterostructure
具有晶格常数失配和/或具有相对于彼此的扭转角的堆叠的两层材料可以产生莫尔图案，从而调节原始材料的电子性质。本文结合扫描隧道显微镜/光谱和密度泛函理论计算，研究了两步分子束外延生长的InSe/CuSe垂直异质结构中莫尔势诱导的带隙调谐。扫描隧道显微镜的测量结果表明，异质结构的超晶格周期约为3.48nm，单层之间的扭转角约为11°。在异质结的不同堆叠位置上的扫描隧道光谱记录揭示了InSe的带隙是位置相关的，并且观察到400 meV的变化。密度泛函理论的计算结果表明，单层InSe中的莫尔感应电偶极是影响带隙的关键因素。此外，CuSe和InSe之间的电荷转移也有助于由于其堆叠相关的带隙变化。我们还发现莫尔势不仅可以调谐InSe的带隙，而且在某些叠层中可以使CuSe的Dirac节线消失。我们的探索为理解二维莫尔材料的电子性质提供了有价值的信息。
2023-01-26 cond-mat.mtrl-sci
On the negative capacitance in ferroelectric heterostructures
该研究基于 Landau-Denvonshire 理论分析铁电/介电异质结构，揭示临界厚度与电场窗口对负电容稳定性及 P-E 回线迟滞行为的决定规律。
2024-09-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Strain-mediated magnetoelectric coupling in magnetostrictive/piezoelectric heterostructures and resulting high frequency effects
利用应变的Landau-Ginzburg自由能展开式和考虑两种材料之间的应变边界条件，推导了压电/磁致伸缩（多铁性）薄膜异质结构中的磁电耦合项。然后，采用求解这种异质结构的完全电磁磁化率张量的有效介质方法，计算了BaTiO $_3$ /NiFe $_2$ O $_4$超晶格的铁磁共振频率.这种方法不同于现有的方法处理磁电异质结构，因为磁和电偶极场不被假定为恒定的，但从一个膜到另一个不同。计算了铁磁共振频移随外加电场的变化，并与实验结果进行了比较。
2011-06-15 cond-mat.mtrl-sci
Surface Chemistry and Electrical Properties of Germanium Nanowires
采用化学气相沉积法合成了掺杂p型和n型锗纳米线，并将其用于构建互补场效应晶体管。电输运和X射线光电子能谱学数据的相关性收集的影响Ge表面化学的GeNW的电特性。大滞后由于水分子强烈绑定到GeO2上的GeNWs被揭示。不同的氧化行为和滞后特性和相反的能带弯曲由于费米能级之间的Ge和表面氧化物的界面态的钉扎观察p型和n型锗纳米线。高于400 ℃的真空退火用于去除表面氧化物并消除GeNW FET中的滞后。高k介电HfO2薄膜生长在干净的GeNW表面原子层沉积（ALD）使用烷基酰胺前体是有效的作为第一层的表面钝化。最后，沿纳米线的径向方向的耗尽长度进行了评估。结果表明，表面效应可能占主导地位的小直径线的体积性能。
2004-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Detangling Extrinsic and Intrinsic Hysteresis for Detecting Dynamic Switch of Electric Dipoles using Graphene Field-Effect Transistors on Ferroelectric Gates
在Pb0.92La0.08Zr0.52Ti0.48 O3栅极GFET/PLZT上的石墨烯场效应晶体管上观察到源极-漏极电流对背栅电压ID-VBG特性从非本征极性分子主导滞后到由铁电薄膜固有的缺氧表面层诱导的反滞后的转变。在真空退火过程中开发的栅极，以系统地去除吸附在GFET沟道表面上的极性分子。这允许GFET/PLZT栅极器件上的非本征和本征磁滞的解缠，以及使用GFET的电偶极子的动态开关的检测，利用它们在铁电栅极上的高选通效率。电荷捕获和钉扎机制的模型，提出了成功地解释过渡。分别响应于正极性、负极性以及交替极性的脉冲VBG串，源极-漏极电流ID变化是瞬时的，其中响应幅度遵循由DC VBG测量的ID-VBG回路，考虑到当栅极电场超过PLZT的矫顽场时给定VBG脉冲之后的剩余极化。在室温下的检测灵敏度约为212偶极/μ m ~ 2，表明GFET/铁电栅器件为电偶极动态开关的非制冷检测提供了一种有前途的高灵敏度方案。
2015-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room-Temperature Electric-Field Control of Anomalous Hall Effect in Py/BTO/LSMO Heterostructures
Indian Association for the Cultivation of Science（印度科学文化研究所）；Indian Institute of Technology Bombay（孟买印度理工学院）；Indian Institute of Science（印度科学学院）
本研究通过外延生长Py/BTO/LSMO异质结构，利用衬底诱导应变和铁电极化，实现了室温下反常霍尔效应的电场调控，调制幅度高达93%，为低功耗自旋电子器件提供了新途径。
2026-06-01 cond-mat.mtrl-sci
Natural van der Waals heterostructural single crystals with both magnetic and topological properties
同时具有磁性和拓扑结构的异质结构是实现奇异拓扑量子态的理想材料，但在合成和工程上具有挑战性。在这里，我们报告的自然磁性范德华异质结构（MnBi2Te4）m（Bi2Te3）n，表现出可控的磁性，同时保持其拓扑表面状态。随着磁性层间距的增加，层间反铁磁交换耦合逐渐减弱，在低于5 K时观察到与磁化强度耦合良好的反常霍尔效应，表现出铁磁磁滞现象。所获得的具有原子级尖锐界面和内禀磁性的均匀异质结构将成为研究量子反常霍尔效应、轴子绝缘体态和拓扑磁电效应的理想平台。
2019-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Control of current-induced spin-orbit effects in a ferromagnetic heterostructure by electric field
我们研究了静电门对铁磁/重金属异质结中电流感生现象的影响。我们利用外差检测和对称性分析相对于磁场的方向分离电场贡献的磁各向异性，电流感应类场转矩，和阻尼转矩。电场效应的分析使我们能够估计Rashba和自旋霍尔贡献的电流感应现象。静电门可以提供对自旋轨道现象的洞察，并使自旋电子器件中的新功能成为可能。
2015-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric-Field-Modulated Nonvolatile Resistance Switching in VO2/PMN-PT(111) Heterostructures
研究了（111）-0.68 Pb（Mg_（1/3）Nb_（2/3））O_3 - 0.32 PbTiO_3（PMN-PT）基片上VO_2薄膜的电场调制电阻开关特性。在室温下，VO 2/PMN-PT（111）异质结构的电阻相对变化较大（10.7%）。对于具有给定极化方向的衬底，即使从异质结构中移除所施加的电场，也可以实现稳定的VO 2膜的电阻状态。通过在异质结构上适当地扫过电场，可以实现多个电阻状态。这些稳定的电阻态是由于PMN-PT（111）衬底中不同的稳定残余应变状态所导致的，这与PMN-PT（111）衬底中铁电畴结构的重排有关。我们的工作中的电场调谐电阻开关可能在新型电子器件中有潜在的应用。
2014-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Size dependent electric voltage-controlled magnetic anisotropy in multiferroic heterostructures: Interface-charge and strain co-mediated magnetoelectric coupling
提出了一种唯象方法来研究铁磁/铁电异质结构中电压控制的磁各向异性。FM层是金属Fe（001）、Ni（001）、Co（0001）或半金属（La，Sr）MnO 3膜。两种磁电机制，即，界面电荷和应变介导的耦合。我们表明，界面电荷介导的耦合是主要的机制时，FM膜厚度低于一定的过渡厚度dtr的磁电耦合，而应变介导的耦合占主导地位的dtr以上。
2010-12-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Landau-Khalatnikov Circuit model for Ferroelectric Hysteresis
本文给出了Landau-Khalatnikov动态铁电模型的电路等效模型。对滞回特性的微分方程进行了计算机数值模拟。模拟滞后环的大小和形状强烈地依赖于驱动电场的频率和幅度。这种依赖性使得矫顽电场的实验提取变得困难。详细解释了驱动Landau-Khalatnikov模型的分岔现象。
2001-08-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Emergence of electric-field-tunable interfacial ferromagnetism in 2D antiferromagnet heterostructures
本文研究 CrI3/CrCl3 二维反铁磁异质结，发现界面铁磁耦合诱导 CrCl3 产生面外磁序并提升临界温度，且利用结构反演对称性破缺实现电场对矫顽力的显著调控。
2024-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Billion-Fold Enhancement of Room-Temperature Ionic Conductivity in h-RMnO3/YSZ Heterostructures via Electric-Field-Assisted Oxygen Deficiency Engineering
本研究通过电场辅助氧缺陷工程在h-RMnO3/YSZ异质结构中实现室温离子电导率十亿倍增强，归因于YSZ氧损耗，可通过膜厚和电压调控，为低温能源技术提供新途径。
2024-11-09 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electrical analysis of hysteresis in solution processed silicon nanowire field effect transistors
硅纳米线（Si NW）是可溶液加工的场效应晶体管（FET）的理想候选物。纳米线沟道和栅极电介质之间的界面在FET性能中起着至关重要的作用，并且它可能是造成不希望的效应的原因，例如当施加栅极电压时由于阈值电压偏移而导致的I-V特性的滞后。使用栅极电压偏置应力测量，我们表明，高达40 V的大滞后与SiO2电介质的Si NW FET主要是由于在纳米线/SiO2界面的空穴陷阱。证明了一种使用可溶液加工的含氟聚合物电介质Cytop在顶栅配置中将这种滞后降低到仅2.5V的方法。实验结果表明，硅纳米线晶体管中的表面陷阱的密度主要取决于介电层的性质。通过评估基于SiO2底部电介质和顶部Cytop电介质层的代表性双栅极FET的场效应传输行为来研究栅极电介质的影响。对这些器件进行了表征，发现纳米线/SiO2界面处的空穴陷阱密度（1 × 10^13 cm-2）比纳米线/含氟聚合物界面处的空穴陷阱密度（7.5 × 10^11 cm-2）高一个数量级。
2015-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The current-induced spin-orbit torque and field-free switching from Mo-based magnetic heterostructures
Mo/CoFeB/MgO磁性异质结构具有很强的垂直磁各向异性和热稳定性。通过电流感生磁滞回线位移的测量，我们发现Mo/CoFeB/MgO异质结构的类阻尼自旋轨道矩（SOT）效率为$ξ_{DL}\approx -0.003\pm 0.001$，并且在300 $^\circ$ ~ 400 $^\circ$ C范围内与退火温度无关。虽然$|ξ_{DL}|$与Ta或W基异质结构相比很小，但仍然可以实现热稳定的Mo/CoFeB/MgO异质结构的可逆电流诱导SOT开关。此外，我们观察到无场电流诱导开关从Mo/CoFeB/MgO结构与Mo层被楔形沉积。我们的研究结果表明，即使是一个弱的自旋轨道相互作用的4d过渡金属，如钼，它仍然有可能产生足够的自旋电流为传统的SOT开关和实现无场电流感应开关的结构工程。
2018-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong electron correlation effects in non-volatile electronic memory devices
我们调查的滞后效应在非易失性存储器设备的模型。两种机制被发现产生滞后效应定性类似于那些经常实验观察到的过渡金属氧化物的异质结构。其中之一是一种新的开关效应的基础上的金属-绝缘体过渡，由于在电介质/金属界面强的电子相关。观察到的电阻开关现象可能是一种新型的强关联电子器件的实验实现。
2004-06-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Molecular ferroelectric contributions to anomalous hysteresis in hybrid perovskite solar cells
我们报告了一个模型描述的分子取向无序CH 3 NH3 PbI 3，解决了一个经典的哈密顿参数与电子结构计算，通知从头算分子动力学的运动的性质。我们调查的温度和静态电场依赖的平衡铁电（分子）域结构和由此产生的极化率。观察到一个丰富的孪生分子偶极子的域结构，强烈变化的温度和施加的电场的函数。我们建议，与微观极化域相关的内部电场有助于在混合有机-无机钙钛矿太阳能电池的电流-电压响应的滞后异常，由于在散装的电子-空穴复合的变化。
2014-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influences of Dielectric Constant and Scan Rate to Hysteresis Effect in Perovskite Solar Cell: Simulation and Experimental Analyses
在这项工作中，钙钛矿太阳能电池（PSC）与不同的传输层制造，以了解在一系列的扫描速率下的滞后现象。实验结果表明，传输层的介电常数和扫描速率对迟滞现象有显著的影响。为了解释这一点，一个修改后的泊松和漂移扩散求解器，再加上一个完全随时间变化的离子迁移模型的开发，以分析离子迁移如何影响性能和滞后的PSC。对有机材料载流子输运的模拟模型进行了优化，在模拟有机材料输运层时不使用重掺杂，能够正确模拟有机材料输运层。模拟结果表明，钙钛矿结构的内建电场是影响磁滞回线的最关键因素。在不同的扫描速率下，显示了非线性的迟滞曲线，并解释了迟滞行为的机理。研究结果揭示了为什么滞后度随扫描速率的变化是高斯型而不是单调的。此外，确定对滞后程度有贡献的其他因素是钙钛矿材料的降解程度、钙钛矿晶体的质量和传输层的材料，其分别对应于总离子密度、钙钛矿的载流子寿命和传输层的介电常数。最后，发现传输层的介电常数是影响钙钛矿太阳能电池中的滞后的关键因素;较低的介电常数对应于传输层的较高电场。因此，如果钙钛矿材料的电场小，则滞后程度小，反之亦然。
2022-05-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electrically Tunable Spin Exchange Splitting in Graphene Hybrid Heterostructure
Sungkyunkwan University（成均馆大学）；Kangwon National University（江原国立大学）；Pusan National University（釜山国立大学）；Ewha Womans University（梨花女子大学）
石墨烯混合异质结构中通过电场调控实现了可调自旋交换分裂，为自旋电子器件提供新机遇。
2025-12-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
