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从历史上看,新材料和异质结构推动了革命性的科学和技术变革,从用于节油飞机的碳复合材料,到用于现代计算的高纯度、精确掺杂半导体,再到用于固态激光器和关联量子霍尔物理的新型 III-V 异质结构。近年来,我们对材料分类的理解发生了革命性的变化。就像在拓扑学家看来,甜甜圈和咖啡杯“看起来一样”,因为它们都有一个孔(图 1),但它们看起来都不像没有孔的球一样,这些新材料的特点是其电子态的拓扑特性。拓扑材料中稳定存在的不寻常特性将为一系列技术应用带来新一代电子、传感器和光学元件。
基于过渡金属二色元和石墨烯基于原子上的薄材料,提供了有前途的途径,以解锁异性峰中旋转厅效应(SHA)的机制。在这里,我们为扭曲的范德华异质结构开发了一个微观理论,该理论完全融合了扭曲和混乱效应,并说明了对称性破坏在自旋霍尔电流产生中的关键作用。我们发现,对顶点校正的准确处理与从流行的iη和梯子近似获得的定性和定量不同。A pronounced oscillatory behavior of skew-scattering processes with twist angle θ is predicted, reflecting a nontrivial interplay of Rashba and valley-Zeeman effects and yields a vanishing SHE for θ = 30 ◦ and, for graphene-WSe 2 heterostructures, an optimal SHE for θ ≈ 17 ◦ .我们的发现揭示了障碍和对称性破裂,作为重要的旋钮,以优化界面。
二维半导体 - 螺旋体异质结构构成了许多纳米级物理系统的基础。但是,测量此类异质结构的性质并表征半导体原位是具有挑战性的。[1]最近的一项实验研究能够使用超流体密度的微波测量值探测杂质内的半导体。这项工作表明,由平面磁场引起的半导体中超流体密度的迅速耗竭,在存在自旋轨道耦合的情况下,这会产生所谓的Bogoliubov Fermi Sur- sus。实验工作使用了一个简化的理论模型,该模型忽略了半导体中非磁性疾病的存在,因此仅在定性上描述数据。是由实验激励的,我们引入了一个理论模型,该模型描述了一个具有强旋转轨道耦合的无序半导体,该模型由超级导体邻近。我们的模型为状态密度和超流体密度提供了特定的预测。存在疾病的存在导致无间隙超导阶段的出现,这可能被视为Bogoliubov Fermi表面的表现。应用于真实的实验数据时,我们的模型显示出了出色的定量一致性,并在考虑到磁场的轨道贡献后,提取了材料参数(如平均自由路径和迁移率),以及e ef the g-tensor。我们的模型可用于探测其他超导体 - 症状导体异质结构的原位参数,并可以进一步扩展以访问运输特性。
eNSTORFER LAB FRITZ HABER学院Max Planck Society,德国的博士后研究员在2D材料和有机/无机异质结构上进行了飞秒电子衍射实验孕妇离开12.2020-06.2021-2021
发现2D材料的发现为设计具有指定属性的新材料开辟了前所未有的机会。在许多情况下,设计指导原理基于一种或另一种接近性效应,即电子相关性从一种材料到另一种材料的纳米级 - 渗透。在几层范德华(VDW)异质结构中,接近区域占据了整个系统。在这里,我们证明了2D超导体/铁磁体VDW异质结构的磁性和超导接近效应的物理学是由两种材料电子光谱的界面杂交的影响确定的。可以通过门控调整杂交程度,这使得能够实现高度可控性的接近效应。,我们表明,这允许在此类结构中进行超导性电气切换,以及控制超导光谱的Zeeman分裂的振幅和迹象,为Spintronics和Spin Caloritronics打开了有趣的机会。
在光电探测器技术中,瓶颈被确定为能够检测低强度电磁辐射的新型材料的挑战,并且与综合电路(IC)制造也兼容。在各种金属氧化物半导体中,基于过渡金属氧化物(TMOS)材料更适合于由于其宽带,热稳定性和化学稳定性而导致的紫外线(UV)光电探测器应用。尤其是,三氧化钨(WO 3)已被证明是光子应用中最合适的候选者,包括电动型,光色素和气体传感器设备。在此,以增强性能增强的基于WO 3的光电探测器测试设备的开发已集中。WO 3薄膜以不同的氧局压(P O 2)的形式沉积在SIO 2 /Si底物上,并使用射频(RF)Magnetron溅射技术沉积在溅射压力条件下。在论文的第一部分中,溅射技术(如P o 2)中最重要的生长参数和用于沉积WO 3薄膜的溅射压力是根据光电探测器测试设备的性能进行了优化的。使用各种表征技术(包括X射线衍射(XRD),田间发射扫描电子显微镜(FESEM),X射线光电学光谱(XPS),Ra-Many和Atomic Force Microscopy(AFM),对结构,形态和化学状态进行了分析。Ti/Wo 3/Ti测试磁发炉在382 nm的紫外线照明下显示出0.166 a/w的较高响应性,在非常低的功率密度为0.66 mW/cm 2的情况下。生长的WO 3薄膜用于使用钛电极(TI)电极的Fabiale Metal-Metal-Senemenductor-Metal(MSM)平面结构化光电探测器测试设备,并测量了光电探测器参数,例如光电构成,响应率,响应性,检测性,检测率和外部量子效率(EQE)。为了实现从紫外线到可见区域的多光谱吸收,在论文的第二部分中介绍了新的基于WO 3的异质结构。最初,溅射基于石墨烯的溅射(GR/WO 3)异质结构被制造以研究紫外可见的光电探测器性能。GR/WO 3异质结构在512 nm的可见照明下达到了0.085 A/W的最大响应性。然而,由于石墨烯的某些局限性,WS 2 /WO 3异质结构是通过化学蒸气沉积(CVD)技术将WS 2纳米结构在WO 3层上种植到WO 3层的方法。在这里,使用互插的银(AG)电极制造Ag /WS 2 /WO 3 /Ag光电探测器测试设备。由于WS 2的纳米结构和外部电子迁移率的形成,在紫外线和可见的照明下分别实现了2.94 A/W和2.01 A/W的高响应性。获得的结果测试是WS 2 /WO 3异质结构是宽带紫外可见光电探测器的有前途的候选者,并且可以使用其他TMO和TMD进行相同的策略,以实现光电式Decessices的高性能光电探测器。
我们通过在100 mm ge晶片上减少压力化学蒸气沉积来生长紧张的GE/SIGE异质结构。将GE晶片用作外部延长的底物可以使高质量的GE富含SIGE应变 - 释放的缓冲液具有螺纹位错密度为ð66 6 61Þ10 5 cm 2,与SI Wafers上的控制应变缓冲区相比,几乎是一个数量级的改善。相关的短距离散射的减少可以极大地改善二维孔气体的疾病性能,该特性在几个GE/SIGE异质结构领域效应的晶体管中测量。We measure an average low percolation density of ð 1 : 22 6 0 : 03 Þ 10 10 cm 2 and an average maximum mobility of ð 3 : 4 6 0 : 1 Þ 10 6 cm 2 = Vs and quantum mobility of ð 8 : 4 6 0 : 5 Þ 10 4 cm 2 = Vs when the hole density in the quantum well is satu- rated to ð 1 : 65 6 0 : 02 Þ 10 11 cm 2 。我们预计,这些异质结构即时应用于下一代,高性能的GE旋转量,并将其集成到更大的量子处理器中。
摘要:胶体量子井(CQWS),也称为纳米血小板(NPLS),是许多光子应用的令人兴奋的材料系统,包括激光和发光二极管(LED)。尽管已经证明了许多具有高设备性能的成功类型I NPL-LED,但即使使用具有增强的光学特性的合金II NPL,II型NPL也没有完全利用LED应用。在这里,我们介绍了CDSE/CDTE/CDSE CORE/CORCE/CROW/CROWN/CROWN/CROWN/CROWN/CROWS/CROWS/type-II NPLS的开发以及对其光学性质的系统研究,包括它们与传统的核心/皇冠对应物进行了比较。与传统的II型NPL不同,例如CDSE/CDTE,CDTE/CDSE和CDSE/CDSE X TE 1-X Core/Corn/Crown异质结构,在这里,拟议的高级异质结构获得了具有两个高量子产率(QY)的83%和长期荧光量的高量子产率(QY)的好处。这些型II转变通过光学测量进行了实验证实,并使用电子和孔波函数建模在理论上证实。计算研究表明,多冠的NPLS沿CDTE冠提供了更好的分布孔波函数,而电子波函数则在CDSE核心和CDSE冠状层中定位。作为概念验证演示,基于这些多曲的NPL的NPL LED在II型NPL LED中的创纪录的高量子效率(EQE)设计和制造为7.83%。这些发现有望引起NPL异质结构的先进设计,以达到令人着迷的性能水平,尤其是在LED和激光器中。关键字:II型纳米片,胶体量子井,高级异质结构,发光二极管,外部量子效率
卤化物钙钛矿纳米晶体:合成、生长机制、超结构、异质结构摘要:卤化物钙钛矿半导体可以将传统无机半导体的高效工作原理与新兴有机和混合材料的低温溶液加工性相结合,为廉价发电和发光提供了一条有希望的途径。随着人们对这类材料的兴趣激增,胶体卤化物钙钛矿纳米晶体 (NC) 的研究在过去十年中发展迅速。本次演讲将重点介绍我们团队在合成方面的几项发现,例如我们最近研究的各种外源阳离子和酸平衡对钙钛矿 NC 生长的影响,这可以导致形成具有特殊形状的 NC(例如空心结构)和 NC 异质结构(例如 CsPbBr3/PbS 异质结构),通过促进/抑制所选材料的异质成核。我还将讨论我们在超结构中 NC 排序方面的发现,以及低温如何影响排序程度。