Probing the role of single defects on the thermodynamics of electric-field induced phase transitions
一级相变的动力学和热力学普遍受充当成核位点和钉扎中心的缺陷控制。在这里，我们表明，在铁电材料的极化反转过程中的缺陷域的相互作用导致在机电磁滞回线中的一个显着的精细结构。实现了多铁性BiFeO 3薄膜中单个缺陷中心的空间分辨成像，并由单点光谱测量和空间分辨图像自洽地确定了缺陷尺寸和内建场。该方法具有通用性，可应用于包括电化学反应在内的其他可逆偏压诱导跃迁。
2008-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Transition between large and small electron polaron at neutral ferroelectric domain walls in BiFeO$_3$
铁电畴壁是绝缘材料内的平面，其可以积累和传导载流子，因此畴壁与载流子的相互作用对于光伏和其它电子应用可能是重要的。通过第一性原理计算，我们预测了在临界电子密度下畴壁处从大的二维电子极化子到小的极化子的跃迁，极化子的光吸收和光致发光特征。我们发现，在畴壁的大和小的极化子创建不同的吸收峰的带隙内的原始畴壁的情况下不存在。这些是一个扩展的德鲁德峰的情况下，大的电子或空穴极化子和一个狭窄的中间带隙峰的情况下，小的电子极化子。
2022-07-22 cond-mat.mtrl-sci
An analysis of derivative absorption spectroscopy of multiferroic bismuth ferrite materials
本研究通过分析块体、纳米结构和薄膜BiFeO3的PDF和CDF，识别了电子跃迁并计算了Urbach尾带能量，揭示了其复杂能带结构。
2025-06-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unraveling the luminescence signatures of chemical defects in polyethylene
聚乙烯（PE）中的化学缺陷会严重降低其电性能和性能。虽然这些缺陷通常留下光谱特征的特征发光峰，这是不平凡的，使明确的分配的峰值特定的缺陷类型。在这项工作中，我们超越了传统的密度泛函理论计算，以确定缺陷衍生的发射和吸收能量在PE。特别是，我们表征PE缺陷水平的热力学和绝热电荷跃迁水平，涉及总能量计算的中性和带电缺陷。计算进行了几个层次的理论，包括那些涉及（半）本地和混合电子交换相关泛函，和多体微扰理论。这些关键元素，计算的缺陷跃迁能级是在良好的对应关系，观察到的发光光谱的PE，从而澄清和确认所观察到的峰的起源。在此基础上，提出了一种计算费用合理的处方，以准确地预测和分配其他有机聚合物中的缺陷的光谱特征。
2015-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Evolution of defect signatures at ferroelectric domain walls in Mg-doped LiNbO3
利用拉曼光谱研究了单轴铁电锂酸盐单晶的电畴结构。通过分析畴壁处的频移及其随掺杂浓度和退火条件的变化，研究了室温下镁掺杂和极化的影响。结果表明，缺陷是稳定在畴壁和Mg浓度的缺陷结构的变化可以探测到的拉曼模式的移位。我们发现，极性缺陷的签名在散装和畴壁不同。
2018-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Electron Paramagnetic Resonance signature of point defects in neutron irradiated hexagonal Boron Nitride
六方氮化硼（h-BN）由于其大的禁带宽度而成为研究荧光缺陷的一种有吸引力的范德华材料。在这项工作中，我们证明了增强的粉红色由于中子照射，并进行电子顺磁共振（EPR）测量。新的点缺陷被暂时指定为双占据的氮空位（S = 1）和零场分裂（D = 1.2 GHz）。这些缺陷与宽的可见光吸收带和近红外光致发光带相关，分别以~ 490 nm和820 nm为中心。EPR信号强度受到在600至800°C之间的温度范围内的热处理的强烈影响，其中辐射诱导的粉红色也丢失。我们的研究结果是重要的理解点缺陷的h-BN及其部署的量子和集成的光子应用。
2018-10-08 cond-mat.mtrl-sci
A real-space study of random extended defects in solids : application to disordered Stone-Wales defects in graphene
本文提出了一种研究固体中无序扩展缺陷的第一性原理、无参数、实空间方法。我们将说明的权力的技术与随机放置的斯通-威尔士缺陷的石墨烯片的应用程序，并应检查这些随机缺陷的状态密度作为其浓度的函数的签名。该技术是一般性的，足以适用于一类系统的晶格平移对称性不仅打破本地，但扩展的缺陷和缺陷集群。实空间方法将允许我们区分特定缺陷和缺陷簇的签名。
2014-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Defect states and their electric field-enhanced electron thermal emission in heavily Zr-doped beta-Ga2O3 crystals
通过对肖特基二极管进行深能级瞬态谱（DLTS）测试，研究了直拉法（CZ）生长的非故意掺杂（UID）和垂直梯度凝固（VGF）生长的Zr掺杂β-Ga 2 O 3晶体导带底（Ec）以下的缺陷能级。在电子浓度为10^17 cm-3的UID晶体中，除了先前报道的0.86（E2）和1.03 eV（E3）能级外，我们还观察到了0.18 eV和0.46 eV能级。对于10^18 cm-3 Zr掺杂的Ga 2 O3，存在0.30 eV（E15）和0.71 eV（E16）处的特征。对于5*10^18 cm-3的最高Zr掺杂，我们仅在0.59 eV处观察到一个特征。电场增强的发射率证明通过增加测量过程中的反向偏压。UID样品中的0.86 eV签名显示声子辅助隧穿增强的热发射，并且与广泛报道的E2（FeGa）缺陷一致。在较低的Zr掺杂的晶体中的0.71 eV（E16）签名也表现出声子辅助的隧穿发射增强。考虑到Zr掺杂二极管中的高掺杂也增加了电场，我们提出最高Zr掺杂样品中的0.59 eV特征可能对应于较低掺杂样品中的0.71 eV特征。我们的分析强调了测试和报告的重要性，特别是电场的DLTS和其他表征实验中的β-Ga 2 O3随着标准的发射能量，横截面，并在现场增强发射的陷阱密度。这一点很重要，因为β-Ga 2 O3在高场器件中的预期用途以及可能掺杂的许多数量级。
2020-11-07 cond-mat.mtrl-sci
Vibrational signatures for the identification of single-photon emitters in hexagonal boron nitride
h-BN中的色心是已知的最亮的发射中心之一，但这些发射中心的起源还没有很好地理解。在这里，使用第一性原理计算与生成函数方法相结合，我们系统地阐明耦合的特定缺陷的振动自由度。我们发现许多缺陷的线型与高频声子模有很强的耦合，C $_{\text{N}}$，C $_{\text{B}}$，C $_{\text{B}}$-C $_{\text{N}}$二聚体和V $_{\text{B}}$可以与实验线型相关联.我们详细的理论研究作为一个指南，以确定在h-BN的光学活性缺陷，可以适合在基于光子的量子技术，如单光子发射器，混合自旋光子接口，或自旋力学接口的特定应用。
2021-01-13 cond-mat.mtrl-sci
Raman Signatures of Single Point Defects in Hexagonal Boron Nitride Quantum Emitters
本研究提出利用拉曼光谱结合密度泛函理论，系统表征hBN中100种缺陷的拉曼特征，证明其能区分缺陷的自旋、电荷和应变状态，为量子材料缺陷识别提供了通用方法。
2025-02-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.comp-ph
Photoluminescence Lineshapes for Color Centers in Silicon Carbide from Density Functional Theory Calculations
具有光学和磁性活性点缺陷的碳化硅为量子技术应用提供了独特的机会。由于与这些缺陷的相互作用通常通过光激发和去激发发生，因此全面了解它们的光-物质相互作用，特别是光学特征是至关重要的。在这里，我们采用量子力学密度泛函理论的计算，调查选定的，实验观察到的色心（包括单空位，双空位，和空位杂质对）在4 H-SiC的光致发光线型。零声子线以及黄-里斯和德拜-沃勒因子的分析伴随着对潜在的晶格振动的详细研究。我们发现，缺陷的线型是由强耦合体声子在较低的能量和本地化的振动模式在较高的能量。理论计算结果与实验数据吻合较好，可望对光致发光光谱中缺陷特征的识别和量子光子学及量子信息处理等方面的研究有所帮助.
2020-10-04 cond-mat.mtrl-sci
Prevalence of oxygen defects in an in-plane anisotropic transition metal dichalcogenide
半导体中的原子尺度缺陷使其技术应用和实现新的量子态成为可能。使用扫描隧道显微镜和光谱补充从头计算，我们确定的各向异性范德华层状半导体ReS $_2$中的缺陷的性质。我们展示了平面内的各向异性的晶格直接可视化链的原子形成钻石形的集群。利用扫描隧道能谱，我们测量了半导体能隙的态密度。我们揭示了晶格缺陷的存在，并通过比较它们的地形和光谱签名与从头计算，我们确定它们的起源为氧原子吸收在晶格点缺陷网站。这些结果为半导体过渡金属二硫属化物提供了一个原子尺度的视角，为理解和设计它们的特性铺平了道路。
2020-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Metastable defects in III-Nitrides
V.Lashkaryov Institute of Semiconductor Physics, NASU（V.拉什科巴罗夫半导体物理研究所，乌克兰国家科学院）
本文综述III族氮化物亚稳态缺陷的相关内容，提出通过生长掺杂控制、电子构型稳定及器件结构设计等措施，提升III族氮化物基器件的性能与可靠性。
2026-09-02 cond-mat.mtrl-sci
Carrier Trapping by Oxygen Impurities in Molybdenum Diselenide
理解缺陷对载流子动力学的影响对于过渡金属双硫族化合物的基础物理和潜在应用都是至关重要的。本文用超快泵浦探测光谱研究了氧杂质俘获光激发载流子的现象。氧杂质有意地在剥离的多层MoSe 2中用Ar+等离子体照射和空气暴露产生。等离子体处理后，瞬态吸收信号先增大后减小，这是缺陷捕获载流子的特征。氧缺陷密度越大，俘获效应越显著。从瞬态吸收信号估计的陷阱缺陷密度，其增加的趋势在较长的照射样品同意从X射线光电子能谱学的结果。密度泛函理论的第一性原理计算表明，占据Mo空位的氧原子产生了带隙中的缺陷态，这是载流子俘获的原因.我们的研究结果揭示了氧缺陷作为过渡金属二硫属化物中载流子捕获剂的重要作用，并促进了相关材料和器件应用中的缺陷工程。
2017-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Single Best Fits Can Be Misleading: Resolving Common Trapping Signatures across FA--Cs Perovskites
Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB)（亥姆霍兹柏林中心）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；South Denmark University (SDU)（南丹麦大学）
本研究通过结合时间分辨光致发光、SRH模型和贝叶斯推断，在FA-Cs钙钛矿系列中识别出共同的陷阱特征，揭示了陷阱填充的普遍性及限制性能的非辐射复合通道。
2026-09-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Evidence for defect-mediated tunneling in hexagonal boron nitride-based junctions
我们研究了金属-绝缘体-金属结中的隧穿效应，这些结采用了几个原子层的六方氮化硼（hBN）作为绝缘势垒。虽然低偏压隧道电阻随势垒厚度几乎呈指数增加，但在电流-电压曲线中可以看到细微的特征，表明hBN绝缘体中存在的本征缺陷对隧道传输的显著影响。特别是，观察到单电子充电事件，这在直接隧穿基本上较低的较厚势垒器件中更明显。此外，我们发现，退火的设备修改的缺陷状态，因此隧道签名。
2015-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamical signature of a domain phase transition in a perpendicularly-magnetized ultrathin film
本文用交流磁化率研究了具有垂直各向异性的NiFe/Ni/W（110）薄膜中的畴相。几分钟到几小时的时间尺度上的动力学进行了探讨淬火系统从高温条纹相区，并改变恒定的升温速率作为磁化率的痕迹进行了测量。观察到整个磁化率峰沿温度轴缓慢松弛，峰值温度随着加热速率的降低而增加。这与如果这种缓慢弛豫是由条纹相内的畴密度变化驱动的情况正好相反。相反，数据与用于从高温去除淬火中捕获的图案缺陷和曲率的显著密度的简单模型一致。定量分析证实，弛豫动力学是一致的介观重排所需的领域，以消除图案缺陷，该实验构成了一个“动态”观察的相变从高温，位置无序相的低温，有序的条纹相。
2009-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low energy excitations in graphite: The role of dimensionality and lattice defects
利用高分辨角分辨光电子能谱（ARPES）研究了石墨的电子性质。我们发现，石墨中的低能激发的性质是特别敏感的层间耦合以及晶格无序。作为层间耦合的结果，我们首次观察到在布里渊区角K附近的$π$带被$\approx$ 0.7 eV分裂。在低结合能下，我们观察到具有线性色散的无质量狄拉克费米子的特征（如石墨烯的情况），与具有抛物线色散和有限有效质量的准粒子共存。我们还报告了第一ARPES签名的电子-声子相互作用在石墨：一个扭结的分散和散射率的突然增加。此外，晶格无序强烈地影响低能激发，在费米能级附近产生新的局域态。这些结果为石墨的电子和输运性质的不寻常性质提供了新的见解。
2006-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
