We report persistent photoconductivity in $p$-type Sb$_2$Se$_3$ single crystals doped with Cd or Zn, where enhanced conductivity remains for hours after illumination ceases at temperatures below $\sim$25~K. Comparative transport and infrared absorption measurements, including on $n$-type Cl-doped counterparts, reveal strong indications that hole transport in Sb$_2$Se$_3$ is more strongly affected by intrinsic carrier scattering than electron transport. These results point to a fundamental asymmetry in charge carrier dynamics and highlight the potential role of polaronic effects in limiting hole mobility in this quasi-one-dimensional semiconductor.
Contrasting physical properties of the trilayer nickelates Nd$_4$Ni$_3$O$_{10}$ and Nd$_4$Ni$_3$O$_8$
本文报道了三层结构镍酸盐Nd $_4$ Ni $_3$ O $_{10}$和Nd $_4$ Ni $_3$ O $_8$的晶体结构和物理性质。磁化强度和电阻率的测量显示两种化合物的对比行为。Nd $_4$ Ni $_3$ O $_{10}$在约162 K下显示出具有金属-金属相变($T^{\ast}$)的顺磁性金属行为,如磁化率和电阻率所揭示的。进一步的磁电阻和霍尔系数的结果表明,在低温下的负磁电阻和Nd $_4$ Ni $_3$ O $_{10}$的载流子类型是占主导地位的空穴型电荷载流子。低于$T^{\ast}$的霍尔系数和电阻率的显著增强表明,当冷却通过转变温度时,有效电荷载流子密度降低。相比之下,尽管室温下电阻率值较小,但Nd $_4$ Ni $_3$ O $_8$仍显示出绝缘行为。该化合物具有顺磁性,居里-外斯拟合结果表明,其磁矩与Nd $_4$ Ni $_3$ O $_{10}$相似。这可能表明,在这两个系统中的磁矩是由Nd离子。通过施加高达约49 GPa的压力,绝缘行为仍然存在并且变得更强。我们的研究结果表明,不同的镍配置($Ni^{1+/2+}$或$Ni^{2+/3+}$)和本地和巡回电子之间的竞争可能解释三层镍酸盐Nd $_4$ Ni $_3$ O $_{10}$和Nd $_4$ Ni $_3$ O $_8$的对比行为。
Electron-doped magnetic Weyl semimetal LixCo3Sn2S2 by bulk-gating
RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)(RIKEN 新兴物质科学中心);Department of Mechanical Engineering and Sciences, Kyoto University(京都大学机械工学与科学系);Department of Physics, Tohoku University(东北大学物理学系);Research Center for Advanced Science and Technology, The University of Tokyo(东京大学先进科学技术研究中心);Quantum-phase Electronics Center and Department of Applied Physics, the University of Tokyo(东京大学量子相电子中心与应用物理系)
Signatures of free carriers in Raman spectra of cubic In$_2$O$_3$
讨论了自由载流子对$n$型In $_2$ O $_3$拉曼散射的影响.对于高质量的立方单晶,电子单粒子激发被揭示为在低于300 cm $^{-1}$的频率范围内的相对宽的拉曼特征。此外,在相同的频率范围内的离散声子线表现出不对称的Fano共振的线型特征。这两个观察到的光谱特征包含的潜力,用于定量测定的自由载流子浓度的$n$型在$_2$ O $_3$使用拉曼光谱作为一种非接触的实验技术。
Remote free-carrier screening to boost the mobility of Fröhlich-limited 2D semiconductors
范德华异质结构提供了一种通用工具,不仅可以保护或控制,还可以增强2D材料的性能。我们使用从头计算和半解析模型来寻找策略,提高异质结构内的载流二维半导体的流动性。从金属“屏蔽”层的自由载流子屏蔽远程抑制载流层中的电子-声子相互作用。这个概念在二维半导体中是最有效的,其散射主要是由可屏蔽的电子-声子相互作用,特别是与偏振光声子的Fröhlich耦合。这种材料是常见的,其特征在于在小掺杂极限下的整体低迁移率,并且当2D材料被掺杂到足以使电子-声子相互作用被其自身的自由载流子屏蔽时,迁移率要高得多。我们使用GaSe作为原型,并将其放置在掺杂石墨烯作为“屏蔽”层和BN作为隔离物的异质结构中。我们开发了一种方法来确定任何异质结构的静电响应结合密度泛函微扰理论计算的各个层的响应。从石墨烯的远程屏蔽可以抑制长波长的Fröhlich相互作用,导致对于从$10^{11}$到$10^{13}$ cm $^{-2}$的GaSe中的载流子密度,在$500$到$600$ cm $^2$ /Vs附近的一致的高迁移率。值得注意的是,低掺杂迁移率提高了2.5倍。这种远程自由载流子屏蔽比介电环境的更常规的操纵更有效,并且当隔离物(BN)薄时最有效。
Giant photostriction in lead-free ferroelectric stemming from photo-excited thermalized carriers
Université Paris-Saclay, CentraleSupélec(巴黎萨克雷大学、中央理工-高等电力学院);CNRS, Laboratoire SPMS(法国国家科学研究中心,SPMS实验室);ENS Paris-Saclay(巴黎萨克雷高等师范学院);LuMIn;Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (C2N)(纳米科学与工程中心);Le Mans Université(勒芒大学);Institut des Molécules et Matériaux du Mans(勒芒分子与材料研究所);FZU- Institute of Physics, Czech Academy of Sciences(捷克科学院物理研究所)
Quasiparticle phono-conversion: filming carriers coalescing into excitons
Università di Roma Tor Vergata(罗马托尔维加塔大学);INFN, Sezione di Roma Tor Vergata(意大利国家核物理研究所罗马托尔维加塔分部);Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University(冲绳科学技术大学院大学);University of Gdansk(格但斯克大学);Brookhaven National Laboratory(布鲁克海文国家实验室)
Ultrafast carrier-lattice interactions and interlayer modulations of Bi2Se3 by X-ray free electron laser diffraction
硒化铋(Bi 2 Se 3)作为一种三维拓扑绝缘体,在电学和光学可控的磁性和光电子器件方面具有潜在的应用前景。载流子与晶格的相互作用对于理解晶格与拓扑相的耦合是很重要的。对于初始相互作用,必须使用小于皮秒的时间尺度进行测量。在这里,我们使用X射线自由电子激光进行时间分辨衍射研究超快载流子诱导的晶格收缩和层间调制的Bi 2 Se 3薄膜。晶格收缩取决于载流子浓度,随后是伴随着振荡的层间膨胀。利用密度泛函理论和Lifshitz模型,初始收缩可以解释为范德华力调制的限制自由载流子层。能带反转与拓扑相变有关,由层间距离的扩展调制。这些结果提供了洞察瞬时拓扑相位超快时标。
Growth mode control of the free carrier density in SrTiO3-d films
研究了脉冲激光沉积SrTiO_3-d同质外延薄膜的生长动力学和电子性质。我们发现决定生长模式的两个主要因素是表面结晶和氧化的动力学。当匹配时,可以获得数百个单位单元的持续二维逐层生长。通过调整这些动力学因素,氧空位可以被冻结在薄膜中,从而允许在金属-绝缘体过渡期间进行受控的系统掺杂。可以生长金属膜,表现出高达25,000 cm 2/Vs的霍尔迁移率。
Free-charge carrier parameters of n-type, p-type and compensated InN:Mg determined by Infrared Spectroscopic Ellipsometry
采用红外椭圆偏振光谱法研究了掺镁InN薄膜的自由载流子特性。比较了两组具有代表性的通过分子束外延生长的具有从$1.2\times10^{17}$ cm $^{-3}$到$8\times10^{20}$ cm $^{-3}$的Mg浓度的极性InN。P-型导电性表示的Mg浓度范围为$1\times10^{18}$ cm $^{-3}$到$9\times10^{19}$ cm $^{-3}$从纵向光学声子等离子体加宽和迁移率参数的Mg浓度的依赖性的系统调查。一个参数化的模型,占的声子-等离子体激元耦合被施加到确定的自由载流子浓度和迁移率参数的掺杂的块状InN层,以及GAN模板和未掺杂的InN缓冲层为每个样品。第二样品组中的自由载流子性质与先前报道的第一样品组的综合分析中确定的结果一致[Schöche等人,J. Appl.Phys.113,013502(2013)]。在第二组中,具有$2.3\times10^{20}$ cm $^{-3}$的Mg浓度的两个样品被识别为具有非常低的电子浓度的补偿n型InN,其适合于进一步研究通常由高电子浓度控制的本征材料性质,即使在未掺杂的InN中。补偿的n型InN样品可以清楚地从类似的等离子体频率的p型导电材料的强烈减少的声子等离子体激元展宽区分。
Demonstration of Si-doped Al-rich thin regrown Al(Ga)N films on AlN on sapphire templates with $\gt10^{15}/cm^3$ free carrier concentration using close-coupled showerhead MOCVD reactor