Designed Three-Dimensional Freestanding Single-Crystal Carbon Architectures
单晶碳纳米材料导致了纳米技术的巨大进步。第一个单晶碳纳米材料富勒烯是以零维形式制造的。一维碳纳米管和二维石墨烯随后出现，并继续为这一领域提供进一步的动力。在这项研究中，我们制造设计的三维（3D）单晶碳结构，通过使用碳化硅模板。对于这种方法，通过执行简单的单步热处理，将设计的3D SiC结构转化为保留原始SiC结构的3D独立单晶碳结构。3D碳结构内部的SiC结构是自蚀刻的，这导致3D独立的碳结构。3D碳结构是具有与石墨烯相同的六方密堆积结构的单晶。碳结构的尺寸可以从纳米级控制到微米级，并且这些结构的阵列可以按比例放大到晶片级。发现3D独立碳结构即使在重复加载之后也是机械稳定的。研究了碳结构的可逆机械变形与其电导之间的关系。我们制造设计的3D独立单晶石墨烯架构的方法开辟了单晶碳纳米材料领域的前景，并为3D单晶碳器件的开发铺平了道路。
2014-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Swift heavy ion track formation in SiC films under high-temperature irradiation
P.N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院列别杰夫物理研究所）
研究探讨了SiC薄膜厚度和辐照温度对Swift重离子径迹形成及结构的影响，通过建模发现不同温度下形成陨石坑和丘状结构，并确定了临界温度与薄膜厚度的关系。
2026-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Deep learning inter-atomic potential for irradiation damage in 3C-SiC
本文提出一种结合深度学习框架与平滑ZBL屏蔽核排斥势插值的原子间势，用于3C-SiC辐照损伤分子动力学模拟，在缺陷形成能和阈位移能等关键性质上比传统解析势更接近DFT结果，解决了经验势不一致的难题。
2023-05-31 cond-mat.mtrl-sci
Perforating freestanding molybdenum disulfide monolayers with highly charged ions
多孔单层二硫化钼（MoS $_2$）是一种很有前途的材料，可用于DNA测序和水脱盐等领域。在这项工作中，我们介绍了高电荷态离子（HCIs）作为一种新的技术来制造明确的孔在MoS $_2$的照射。令人惊讶的是，我们发现在很宽的势能范围内的孔隙产生效率的线性增加。原子模拟的比较揭示了在缺陷产生过程中通过电子激发从离子到材料的能量沉积的关键作用，并表明至少对于具有低势能的离子，在孔边缘附近富集钼。用原子分辨率扫描透射电子显微镜对辐照样品进行分析，揭示了孔隙大小对射弹势能的明显依赖性，建立了用高电荷离子辐照作为一种有效的方法来产生具有窄尺寸分布和半径在约100 nm之间的孔隙。0.3 3 nm。
2019-07-02 cond-mat.mtrl-sci
High-temperature threshold of damage of SiC by swift heavy ions
该研究通过结合蒙特卡洛代码TREKIS-3与分子动力学模拟，发现SiC在快重离子辐照下存在约1800 K的损伤阈值，超过该温度会形成纳米损伤核心与空洞链，低于则完全再结晶。
2025-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Nanostructuring Graphene by Dense Electronic Excitation
制造定制石墨烯纳米结构的能力是充分利用其巨大技术潜力的关键因素。我们研究了快速重离子诱导折叠在石墨烯中产生的纳米结构。对于我们的实验，单层的石墨烯剥离各种基板和独立的石墨烯已被照射和原子力和高分辨率透射电子显微镜以及拉曼光谱分析。我们表明，密集的电子激发后的穿越离子产生特征的纳米结构，其中每一个可以通过选择适当的照射条件制造。这些纳米结构包括独特的形态，例如具有给定手性的封闭双层边缘或支撑的以及独立的石墨烯内的纳米孔。纳米孔的长度和取向以及因此相关联的闭合双层边缘的长度和取向可以简单地通过入射离子束的方向来控制。在独立式石墨烯中，快速重离子辐照诱导极小的开口，从而提供了以受控方式包覆石墨烯膜的可能性。
2015-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Influence of irradiation on defect spin coherence in silicon carbide
碳化硅（SiC）中的辐照诱导晶格缺陷已经超过了其以前的声誉，纯粹是性能抑制。由于其显著的量子特性，如长的室温自旋相干性和降尺度到单光子源水平的可能性，它们已被证明是众多量子信息应用的有希望的候选者。任何量子系统最关键的参数之一是它的量子相干性能保持多久。利用脉冲光探测磁共振（ODMR）技术，研究了中子、电子和质子辐照4 H-SiC中硅空位的自旋-晶格弛豫时间（$T_1$）和自旋相干时间（$T_2$）。我们还研究了辐照能量和样品退火的效果。我们建立了对所有类型的照射的$T_1$时间的鲁棒性，并揭示了发射体密度的$T_2$时间的通用缩放。我们的研究结果可用于优化特定任务中SiC中硅空位量子比特的相干特性。
2019-08-19 cond-mat.mtrl-sci
Vertical structure of Sb-intercalated quasifreestanding graphene on SiC(0001)
利用正入射X射线驻波技术和低能电子显微镜研究了在$\left(6\sqrt{3}\times6\sqrt{3}\right)R30^\circ$重构石墨化6 H-SiC（0001）表面嵌入锑得到的准独立单层石墨烯（QFMLG）的结构，也称为零层石墨烯。我们发现，Sb的嵌入使QFMLG从衬底上很好地分离。从QFMLG到Sb层的距离几乎等于C和Sb的预期范德华键合距离。Sb插层本身是单原子的，平坦的，并且位于更靠近衬底的位置，几乎是共价Sb-Si键长的距离。所有数据与位于SiC块体的最上面的Si原子的顶部上的Sb一致。
2022-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Distinguishing the EH1 and S1 defects in n-type 4H-SiC by Laplace DLTS
本文报道了低能电子和快中子辐照4 H-SiC的深能级瞬态谱和拉普拉斯深能级瞬态谱研究结果。辐照引入两个缺陷，Ec-0.4eV和Ec-0.7eV。它们以前被分配到碳间隙（Ci）标记为EH 1/3和硅空位（VSi）标记为S1/2，分别为低能电子和快中子照射。这项工作演示了如何拉普拉斯DLTS可以被用来作为一个有用的工具，区分EH 1和S1缺陷。我们发现EH 1由来自Ci（h）的单一发射线组成，而S1具有来自VSi（h）和VSi（k）晶格位的两条发射线。
2022-08-24 cond-mat.mtrl-sci
Si Intercalation Beneath Epitaxial Graphene: Modulating Mott States at the SiC(0001) Interface
本研究通过三种制备方法实现SiC(0001)上外延石墨烯的Si插层，发现界面悬挂键态因在位排斥发生Mott-Hubbard金属-绝缘体转变，证实石墨烯传导电子对在位排斥的屏蔽作用，为带隙可调莫特绝缘体研究提供模板。
2025-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Measurement of swelling-induced residual stress in ion implanted SiC, and its effect on micromechanical properties
离子注入技术被广泛地用作中子辐照的替代物，用于研究材料的辐射损伤。由于损伤深度小，必须使用微机械方法来提取材料特性。在这项工作中，纳米压痕已被施加到离子辐照碳化硅提取辐射诱导硬化。使用HR-EBSD，AFM溶胀测量，和一种新的微悬臂梁松弛技术加上有限元建模的残余应力进行评估。几个GPa的大的压缩残余应力被发现在辐照的材料，这有助于在纳米压痕测量中观察到的显着硬化。这些残余应力和相关硬化的起源是约束辐射膨胀的未辐照衬底。与其它易受辐照膨胀影响的材料的比较表明，在研究离子辐照损伤对力学性能的影响时，这种影响不应被忽略。这种限制也可能影响基本的辐射缺陷。这对离子注入作为中子辐照替代物的适用性具有重要意义。这些结果表明膨胀引起的残余应力在核反应堆部件中的重要性，以及对反应堆部件的结构完整性的影响。
2020-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Conversion pathways of primary defects by annealing in proton-irradiated n-type 4H-SiC
利用深能级瞬态谱和光致发光谱研究了n型4 H-SiC在质子辐照和退火后的缺陷布居的发展。提出了一个全面的模型来描述在低于1000°C的退火过程中辐照诱导的点缺陷的演化和相互转换。该模型提出的EH 4和EH 5陷阱经常发现DLTS起源于（+/0）属于不同配置的碳反位碳空位（CAV）复合物的电荷跃迁水平。此外，我们表明，硅空位（VSi）和CAV之间的转换通道被有效地阻止在n型条件下，但变得可用在样品中的费米能级已移动到带隙的中心，由于辐射诱导的施主补偿。在高达400°C的温度下，VSi和碳空位（VC）的退火被示出为由与残余自激体的复合主导。到更高的温度，CAV对密度的衰减的报告，这是密切相关的VC浓度的重新增加。对这个过程的一个可以想象的解释是CAV对分解成单独的碳反型体和VC缺陷。最后，所提出的数据支持的索赔，即在辐照SiC中的自由载流子的去除是由于引入补偿缺陷，而不是钝化的浅氮施主。
2020-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Stacking Sequence Dependence of Graphene Layers on SiC(000-1) - Experimental and Theoretical Investigation
采用实验和理论相结合的方法研究了石墨烯的不同堆叠顺序。使用在C-封端的4 H-SiC（0001）表面上形成的几层石墨烯的堆叠顺序的高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）来确定堆叠顺序和层间距离。这些数据证明存在三种亚稳构型：ABAB，AAAA，ABCA。根据这些发现，理论上考虑了这三种情况，使用密度泛函理论计算比较了石墨烯片、独立的和定位在SiC（0001）衬底上的。计算了总能量，确定了最稳定的结构，得到了电子能带结构。四个石墨烯层的电子能带结构关键地取决于堆叠：对于ABAB和ABCA堆叠，靠近K点的能带的特征在于双曲线色散关系，而AA堆叠在该区域中的色散是线性的，类似于单个石墨烯层的色散。它还表明，在SiC衬底的存在下，保持线性色散关系，也为相邻的碳层之间的不同距离。
2010-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Hot-Carrier cooling in Quasi Freestanding Bilayer Graphene with Hydrogen Intercalated Atoms
利用飞秒太赫兹光泵浦探测光谱研究了准自由支撑双层外延石墨烯中热载流子的冷却动力学。我们观察到较长的衰减时间常数，在2.6至6.4 ps的范围内，与以前的研究相比，单层石墨烯，这增加非线性与激发强度。增加的弛豫时间是由于在氢嵌入之后石墨烯层与SiC衬底的解耦，这增加了石墨烯与衬底之间的距离。此外，我们的测量没有表明超碰撞机制与热载流子的冷却过程有关，这最终是通过电子光学声子散射实现的。
2023-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron and proton irradiation effect on the minority carrier lifetime in SiC passivated p-doped Ge wafers for space photovoltaics
本文报道了电子和质子辐照对p型Ge晶片有效少数载流子寿命（$τ_{eff}$）的影响。使用微波检测光电导衰减（$μ$ W-PCD）方法评估少数载流子寿命。我们研究的依赖性$τ_{eff}$的p型掺杂水平和电子和质子的辐射通量在1兆电子伏。测量辐照前后的$τ_{eff}$用于估计少数载流子扩散长度，这是太阳能电池操作的重要参数。我们观察到$τ_{eff}$的范围从50到230 $μ$的Ge掺杂水平之间的1 E17和1 E16 at.cm $^{-3}$，对应于500-1400 $μ$ m的扩散长度。通过对不同厚度的Ge寿命样品进行辐照，分离了$τ_{eff}$在Ge体寿命和表面复合速度方面的差异。在文献的基础上讨论了可能的辐射诱导缺陷。
2020-05-15 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Interfacial Coupling Controls Molecular Epitaxy of HMTP on Graphene/SiC
Masaryk University（马萨里克大学）；Brno University of Technology（布尔诺理工大学）；Charles University（查理大学）；Institute of Physical Engineering, Brno University of Technology（布尔诺理工大学物理工程学院）
研究通过氢互穿解耦缓冲层，实现石墨烯/碳化硅上HMTP的有序外延生长，揭示了界面耦合对分子结晶性控制的关键作用。
2026-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Unveiling microstructural damage for leakage current degradation in SiC Schottky diode after heavy ions irradiation under 200 V
该研究利用高分辨率TEM表征重离子辐照下SiC肖特基二极管的微观损伤，发现界面熔融导致非晶化和原子混合，从而引起漏电流永久增加，揭示了SELC机制。
2024-03-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Nanoscale Strain Evolution and Grain Boundary-Mediated Defect Sink Behavior in Irradiated SiC: Insights from N-PED and DFT
本文利用 N-PED 和 DFT 揭示辐照 SiC 中晶界作为缺陷汇引发应变放大与贫泡区应变释放的机制，为晶界工程提升耐辐射性能提供依据。
2025-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Quasi-free-standing AA-stacked bilayer graphene induced by calcium intercalation of the graphene-silicon carbide interface
本研究结合低能电子衍射、ARPES与DFT，证明钙在石墨烯-SiC界面插层并完全取代氢终止层，诱导高n型掺杂及AB到AA堆叠的自发转变。
2023-11-05 cond-mat.mtrl-sci
M-center in low-energy electron irradiated 4H-SiC
本文报道了用深能级瞬态谱（DLTS）和Laplace-DLTS研究低能电子辐照4 H-SiC材料的结果。电子辐照引入了以下深能级缺陷：以前被分配为碳晶格相关缺陷的EH 1和EH 3，以及最近被分配为碳间隙缺陷的亚稳缺陷M-中心。我们提出EH 1和EH 3与M1和M3完全相同，并将它们分别赋给C_i^（=）（h）和C_i^（0）（h）。此外，我们提供了直接的证据表明，拉普拉斯DLTS可以作为一个很好的工具来区分否则相同的DLTS信号与S1（VSi）和EH 1（Ci）。
2022-04-14 cond-mat.mtrl-sci
Study of ion beam induced mixing in nano-layered Si/C multilayer structures
利用掠入射X射线衍射（GIXRD）和拉曼光谱技术研究了Si/C多层膜结构中离子束诱导原子混合和后续热处理的效应。采用电子束蒸发法在超高真空（UHV）环境下制备了[Si（3.0 nm）/C（2.5 nm）] x10/Si多层膜。使用原位石英晶体振荡器测量层厚度。用能量为40 keV的Ar~+离子以5E~（16）ions/cm~2（低注量）和1E~（17）ions/cm~2（高注量）辐照多层膜，并在773 K下退火1 h。GIXRD和Raman光谱结果揭示了多层结构中不同相SiC的形成。在纳米结构的界面处的沉积诱导反应和随后的低能量密度的室温Ar离子辐照导致六方SiC相的形成。高注量Ar+离子辐照和随后在773 K下退火1 h导致了α-SiC相的析出。
2006-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Towards Topological Quasi-Freestanding Stanene via Substrate Engineering
为了寻找新一代的自旋电子学硬件，室温量子自旋霍尔效应（QSHE）的候选材料已成为当代研究的热点。受石墨烯中QSHE的原始提议的启发，已经合成了几种异质结构，目的是为了通过增加自旋-轨道耦合来促进QSHE体带隙的较重IV族元素的六边形单层。然而，到目前为止，单层/基板耦合，这可以体现在应变，变形和杂交，已被证明是有害的所期望的QSHE条件的单层。具体集中在锡烯，锡类似物的石墨烯，我们研究如何插入缓冲层介导之间的单层和基板，以优化QSHE设置。从一个详细的密度泛函理论研究，我们突出了这样的缓冲层诱导的主要机制，以完成准自由站立的锡烯在其QSHE阶段。我们补充我们的理论预测，提出了第一个真正的尝试，生长在SiC（0001）上的锡烯可以沉积的缓冲层。
2018-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron spectrum of epitaxial graphene monolayers
SiC上的外延石墨烯具有与独立样品类似的电子光谱。然而，耦合到基板，虽然很小，影响准粒子的属性。结合\emph{ab initio}计算和对称性分析，我们导出了石墨烯外延层的一个修正的Dirac-Weyl哈密顿量。C面外延层的狄拉克锥几乎保持不变，Si面外延层的能带分裂约为30.meV.在一定的能量下，狄拉克带被界面态的共振相互作用显著扭曲，这将导致迁移率抑制，特别是在Si面上。
2010-09-11 cond-mat.mtrl-sci
Momentum microscopy of Pb-intercalated graphene on SiC: charge neutrality and electronic structure of interfacial Pb
插层是用于定制外延石墨烯的电子结构的已建立的技术。此外，由于界面量子限制，它能够合成与其体版本相比具有独特物理特性的元件的不稳定的二维（2D）层。在这项工作中，我们提出了均匀的Pb插层准独立单层石墨烯在SiC上，这证明是基本上是电荷中性的，具有前所未有的$p$型载流子密度，只有$(5.5\pm2.5)\times10^9$ cm $^{-2}$。通过动量显微镜探测整个第一表面布里渊区的低能电子结构，我们清楚地辨别出与界面处的金属2D-Pb相关的附加带。低能电子衍射进一步揭示了相对于石墨烯的$10\times10$莫尔超周期性，其对应物不能在可用的能带结构数据中直接识别。我们的实验证明了重元素超导体的二维层间限制和相关的能带结构形成，为石墨烯/SiC界面处的强自旋轨道耦合效应甚至二维超导性铺平了道路。
2022-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Engineering near infrared single photon emitters in ultrapure silicon carbide
晶格中的量子发射体是量子信息处理、安全网络和纳米传感的极具吸引力的候选者。对于这些应用中的许多应用，有必要控制具有长自旋相干时间的单个发射器。这种单量子系统已经使用量子点、钻石中的色心、纳米结构和分子中的掺杂剂来实现。最近，已经在碳化硅（SiC）中识别出具有微秒量级的自旋移相时间和室温光学可检测的磁共振的系综发射器，碳化硅是与最新的半导体器件技术高度兼容的化合物。然而，到目前为止，在单发射极水平上的SiC中的这种自旋中心的工程仍然难以捉摸。在这里，我们证明了控制的自旋中心密度在超纯SiC超过8个数量级，从低于$10^{9}$以上$10^{16} \,$厘米$^{-3}$使用中子照射。对于低辐照剂量，可以清楚地分离出完全光稳定的室温近红外（NIR）单光子发射体，证明即使在$10^{14}$激发循环后也没有漂白。基于它们的光谱指纹，这些中心被识别为硅空位，其可以潜在地用作量子比特、自旋传感器和微波激射放大器。
2014-07-25 cond-mat.mtrl-sci
Point defects in SiC as a promising basis for single-defect, single-photon spectroscopy with room temperature controllable quantum states
金刚石中氮空位（NV）中心的独特量子特性促使人们努力寻找碳化硅（SiC）中具有类似特性的缺陷，这可以扩展金刚石无法获得的此类系统的功能。电子顺磁共振（EPR）和光检测磁共振（ODMR）研究表明，SiC中与硅空位（VSi）有关的点缺陷具有与金刚石中NV中心类似的性质，这使它们成为红外区单缺陷和单光子光谱的一个有前途的量子体系。根据缺陷类型，温度，SiC多型体，和结晶位置，两个相反的计划已被观察到的基态自旋子级人口的VSI相关的缺陷与非偏振光照射后的光学对准。自旋系综的VSI相关的缺陷被证明是准备在一个相干叠加的自旋状态，即使在室温下。零场ODMR显示了通过施加射频场来操纵基态自旋布居的可能性。这些共同使得SiC中与VSi相关的缺陷成为自旋电子学、量子信息处理和磁力测量的非常有利的候选者。
2013-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Manipulation of the graphene surface potential by ion irradiation
我们表明，剥离的单层石墨烯的功函数可以修改快速（E_{kin} =92 MeV）的重离子的入射掠射角下的照射。在离子冲击时，在SiC上的石墨烯中产生单独的表面轨迹。由于在这个能量范围内，离子的能量沉积非常局部化，因此结构改变的表面积被限制在每个径迹约0.01 mum^2。开尔文探针力显微镜显示，这些表面轨道由电子改性材料组成，并且几个轨道足以使整个单层薄片的表面电位偏移~ 400 meV。因此，照射将最初的n掺杂石墨烯转变为具有8.5 × 10^{12}个孔/cm ^2的孔密度的p掺杂石墨烯。这种掺杂效应甚至在将辐照样品加热到500°C之后仍然存在。因此，这种电荷转移不是由于吸附物，而是必须归因于注入的原子。本文提出的方法为有效控制石墨烯的载流子浓度开辟了一条新途径。
2013-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Carbon cluster emitters in silicon carbide
本研究利用密度泛函理论计算4H-SiC中至多含四个碳原子的碳团簇，结合光谱比对确定多个可见发光体的原子构型来源。
2023-08-18 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Efficiently Engineered Room Temperature Single Photons in Silicon Carbide
我们首次在碳化硅（SiC）中观察到稳定的单光子源。这些光源非常明亮，在室温下工作，表明SiC是一种可行的材料，可以实现各种量子信息、计算和光子应用。探测到的最大单光子计数率为700 k计数/s，推断量子效率约为70%。单光子源是由于本征深能级缺陷构成的碳反位空位对。这些被证明是可控地形成的电子辐照。这些单一缺陷的时间动力学的变化进行了详细研究。
2012-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Host dependence of PL5 ensemble in 4H-SiC
本研究探究4H-SiC中PL5色心集合体的宿主依赖性，发现仅高纯半绝缘衬底可形成均匀PL5集合体，且不受电子辐照剂量影响，为量子传感应用奠定材料基础。
2025-03-28 cond-mat.mtrl-sci
Quantifying physical insights cooperatively with exhaustive search for Bayesian spectroscopy of X-ray photoelectron spectra
针对XPS谱分解缺乏可靠结构模型与组分数目的问题，提出基于穷举搜索发现物理约束并构建贝叶斯先验的框架，实现meV级结合能精度的多类石墨烯XPS分解。
2023-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Rapid low-temperature synthesis of graphene-coated SiC substrates for remote and van der Waals epitaxy
本研究针对传统SiC高温石墨化制备石墨烯存在的表面台阶聚束问题，开发金属辅助石墨化技术，低温快速合成均匀单晶石墨烯，成功制备自支撑III-N薄膜，为超宽禁带晶体薄膜规模化制备提供新路径。
2025-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spontaneous polarization induced doping in quasi-free standing epitaxial graphene on silicon carbide from density functional theory
通过密度泛函理论（DFT）计算，我们定量地估计了SiC（0001）衬底的自发极化（SP）对通过H嵌入与SiC解耦的准独立石墨烯（QFG）电子性质的影响.为了在标准DFT板计算中正确地包括SP（其是体性质）对表面限制性质（诸如石墨烯的掺杂）的影响，我们在板的C端接的底部处附接双金层，其引入金属诱导的间隙状态，该间隙状态将化学势固定在间隙内。此外，扩大板底部的层间距离产生了局部偶极矩，其抵消了由板的极性特性引起的偶极矩，并允许将立方SiC（111）的石墨烯的狄拉克点（DP）的位置与化学势对准。因此，在相同的平板模型下获得的其他多型体的DP位移成为SP诱导的掺杂的几乎直接测量。我们的研究结果证实了最近的建议，SP诱导实验观察到的p型掺杂的石墨烯层，可以实现高达几百meV的DP位移（或等效地，$\sim 10^{13} e$ /cm $^2$）为特定的多型体。发现掺杂随着多型体的六边形和其厚度而增加。对于板thickenses考虑（6-12 SiC双层）一个充足的，几乎连续的，范围内的掺杂值可以通过调整堆叠缺陷的数量和它们的位置相对于表面。接下来通过执行大规模DFT计算来概括板模型，其中自掺杂经由点缺陷（空位加上H原子）被包括在QFG中，从而允许估计p掺杂的两个源（SP-与缺陷诱导的）之间的相互作用，这被证明基本上是加性的。
2015-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Defect Sizing, Separation and Substrate Effects in Ion-Irradiated Monolayer 2D Materials
在当代材料科学中，二维纳米材料的精确和可扩展的缺陷工程是非常受欢迎的。在这里，我们提出了缺陷工程单层石墨烯和二硫化钼（MoS $_2$）的照射与惰性气体离子在30千电子伏。在气体场离子源显微镜中使用两种不同质量的离子种类：氦（He $^+$）和氖（Ne $^+$）。使用拉曼光谱进行了详细的研究，所引入的缺陷尺寸和所产生的缺陷间的距离与逐步上升的离子剂量。扩展现有的模型，我们发现，平均缺陷尺寸是相当小的支持比独立的石墨烯和缺陷的生产率更大。我们的结论是，从基板的二次原子在缺陷产生中发挥了重要作用，相对于由初级离子束所产生的缺陷，产生更小的缺陷。此外，一个类似的模型也适用于支持的MoS $_2$，另一个有前途的成员的二维材料家族。两种离子的缺陷产率获得的MoS $_2$，证明它们与材料的不同的相互作用，并促进与文献中的其他照射条件的比较。
2018-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Influence of doping on non-equilibrium carrier dynamics in graphene
University of Regensburg（雷根斯堡大学）；Technical University Chemnitz（开姆尼茨工业大学）；Istituto Italiano di Tecnologia（意大利理工学院）
本文通过钾掺杂调控石墨烯的掺杂水平，利用trARPES研究其超快载流子动力学，发现掺杂增加会降低电子温度和冷却速率，为优化石墨烯光电器件提供新见解。
2025-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Increasing the Rate of Magnesium Intercalation Underneath Epitaxial Graphene on 6H-SiC(0001)
针对单层石墨烯下方Mg插层困难的问题，提出利用激光图案化石墨烯形成微米级不连续处以提升插层速率，发现速率增幅与边缘长度成正比，为快速插层其他物种修饰2D材料提供了新方法。
2023-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
CuAu, a hexagonal two-dimensional metal
自从发现原子级薄的石墨烯和其他共价键合的二维材料以来，二维金属的生长一直困扰着材料科学家。在这里，我们报告了两个原子厚的六方铜金合金，通过热蒸发生长在独立的石墨烯和六方氮化硼。该结构的原子分辨率与扫描透射电子显微镜成像，并进一步与光谱技术的特点。显微镜中的电子辐照为2D结构的相变提供了足够的能量-原子从其晶格位置释放，金原子最终在观察期间在2D区域顶部形成面心立方纳米团簇。铜在合金中的存在增强了金对衬底的粘附，这对于为利用2D材料的应用创建原子级薄电极具有明确的意义。其几乎无限的表面与体积比也使得2D CuAu在催化应用中特别有趣。
2020-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Defects in Silicon Carbide as Quantum Qubits: Recent Advances in Defect Engineering
本综述介绍了可作为量子比特的碳化硅缺陷，梳理了硅空位、双空位等核心缺陷类型及多种制备技术，为该领域青年研究者提供入门参考。
2025-04-09 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Mechanisms for directed self-assembly of heteroepitaxial Ge/Si quantum dots with deterministic placement and sub-23nm spacing on SiC nanotemplates
其中受限载流子可以通过交换耦合相互作用的有序Ge量子点（QD）阵列可以产生独特的功能，例如簇量子位和自旋电子带隙系统。开发用于量子计算的这种阵列需要在亚35 nm长度尺度上对QD尺寸和空间布置进行精细控制。我们采用精细探针电子束照射到裸露的Si（001）表面上局部分解周围的碳氢化合物。这些碳质图案在超高真空中退火，形成纳米级SiC沉淀物的有序阵列，作为随后的Ge量子点自组装在异质外延过程中的模板。到目前为止，这种模板方法已经产生了低至22.5 nm的点间距，并且更小的间距应该是可能的。我们研究了超高真空处理过程中的模板特征演变，以确定必须控制的关键机制，以保持图案保真度并减少量子点尺寸分布的加宽。一个关键的发现是，过量碳的小背景的存在下，减少Ge表面扩散，从而抑制粗化到相对较高的温度。事实上，在转化为SiC之前碳纳米点模板的粗化可能是尺寸分散的更重要的贡献者，并且必须通过控制热预算来避免。
2011-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Disentangling Measurement Protocol from Material Physics in Isotypic and Anisotypic SiC/Si Heterojunctions: A Metrology-Driven Study for Betavoltaic Energy Conversion
Samara State Technical University（萨马拉国立技术大学）
本研究通过计量驱动方法分离测量协议与材料物理，证明异型SiC/Si异质结在正确测量下具有更优的β伏特转换性能，提出四线开尔文传感框架。
2026-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci math-ph
Radiation-induced mobility of small defect clusters in covalent materials
虽然缺陷团簇对半导体材料的电子和机械性能是有害的，但是由于高迁移势垒，这些团簇的湮灭受到它们缺乏热迁移率的限制。在这里，我们发现，在块状SiC（电子和核应用的重要共价材料）的小集群可以成为移动在室温下的电子辐射的影响下。到目前为止，直接观察到的辐射诱导的缺陷团簇在体材料中的扩散还没有得到证实。这一发现是通过低角度环形暗场（LAADF）扫描透射电子显微镜（STEM）结合非刚性配准技术来消除样品不稳定性，从而实现小迁移缺陷簇的原子分辨率成像。我们发现，这种非热扩散的基本机制是入射电子和团簇原子之间的弹道碰撞。我们的研究结果表明，在某些辐照条件下，缺陷团簇可能是移动的，改变目前的理解簇退火过程中辐照共价材料。
2016-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Non-equilibrium carrier dynamics and band structure of graphene on 2D tin
本研究通过时间分辨光电子能谱和密度泛函理论计算，揭示了Sn嵌入石墨烯中狄拉克锥内短命非平衡载流子及层间杂化导致的超快电荷转移，为相关异质结构研究开辟了新方向。
2024-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Neutral but Impactful: Gallium Cluster-Induced Nanopores from Beam-Blanked Gallium Ion Sources
本文发现液态金属离子源发射的中性镓团簇可绕过束消隐系统在薄膜上形成直径约2纳米的纳米孔，并展示了利用电子辐照调控孔径的方法，为纳流体尺寸选择性膜应用提供了新途径。
2025-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electronic heat conductivity in a two-temperature state
本研究利用紧束缚方法与线性响应理论，并在 XTANT-3 中实现，计算了最高 40,000 K 电子温度下多种金属、半导体及氧化物的电子热导率。
2023-11-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
