摘要:使用Ab始于从头算计算,研究了优化的几何形状,以及钝化边缘扶手椅抗氨基烯纳米纤维(ASBNR)的电子和传输特性。由于量子限制,当宽度分别从5 nm降低到1 nm时,带隙的大小可以从1.2 eV到2.4 eV(间接)调节。这项研究的重点是宽度为5 nm(5-ASBNR)的纳米容器,因为它的制造潜力较高,并且可以接受电子应用的带型带。应用单轴压缩和拉伸菌株会减少5-ASBNR膜的带隙。当引入超过4%以上的拉伸应力时,观察到直接带隙转变的间接转换。此外,当引入高于9%的压缩应变时,可以观察到半金属行为。通过施加压缩(拉伸)应变,孔(电子)有效质量降低,从而增加电荷载体的迁移率。研究表明,可以通过在丝带上施加拉伸或压缩应变来调节基于ASBNR的纳米电子设备的载体迁移率。关键字:2D材料,偶然,纳米式,压缩和拉伸应变,带状结构,状态密度■简介
二维材料中的不均匀和三维应变工程为控制应变敏感光子性能的应变设备开辟了新的途径。在这里,我们提出了一种通过皱纹单层WSE 2来调整应变的方法,该单层WSE 2连接到15 nm厚的ALD支撑层并压缩软底物上的异质结构。aldfim sti tipers 2D材料,可以通过光学分解的微米尺度皱纹,而不是纳米尺度缩放和折叠。使用光致发光光谱法,我们显示皱纹引入了47 MeV对带隙的周期性调节,与皱纹处的 +0.67%拉伸应变的应变调制相对应,到槽在槽中的-0.31%压缩应变。此外,我们表明,循环底物应变机械地重新发现了皱纹和结果带调的大小和方向。这些结果铺平了基于紧张的2D材料的可伸缩多发性设备的道路。
应用C轴压缩应变是促进仍在研究的二氧化丁烷(RUO 2)中超导性的一种方法。先前的研究发现,当在二氧化钛(TIO 2)底物上生长在RUO 2中的C轴压缩与其超导性能之间的关系,该底物在样品中实现了4.7%C轴晶格不匹配。2我们的研究的重点是进一步研究这种关系,通过测试RUO 2在其他底物上的增长来促进超导性,这些底物可以产生类似程度的晶格不匹配。合格的基板必须具有与RUO 2相似的足够的晶格结构,以在有效范围内施加应变,还必须测试其确切限制。1先前测试的唯一底物是类似的市售金红石,2因此,我们的研究包含一些更外来的底物,即合成的alexandrite(al 2 beo 4)。我们的结果确定了使用合成alexandrite作为在RUO 2中产生菌株诱导超导状态的底物的可行性。
于2021年3月3日收到,于2021年3月6日接受,2021年3月30日发表于2021年5月4日出版,跨标记摘要受到最近成功实验性合成的Janus结构的启发,我们系统地研究了Electric and tocials in 2xy in 2xy and x,x/y y = y a Janus Monolayers的电子,光学和电子运输特性(x/y 理论。单层2Xy在室温下动态稳定。在平衡时,IN2STE和IN2SETE都是直接的半导体,而In2SSE表现出间接的半导体行为。菌株显着改变In2Xy的电子结构及其光催化活性。此外,由于施加的应变,可以找到间接区域间隙转变。电场对In2Xy光学性质的影响可以忽略不计。同时,Janus In2xy单层的光吸光度强度通过压缩应变大大增加。此外,In2Xy单层具有非常低的晶格热导率,从而产生了较高的优点ZT,这使它们成为了室温热电材料的潜在候选者。
III-V 半导体带隙性质和大小的改变对于光电应用具有重要意义。应变可用于系统地在很宽的范围内调整带隙,并引起间接到直接 (IDT)、直接到间接 (DIT) 和其他带隙性质的变化。在这里,我们建立了一种基于密度泛函理论的预测从头算方法来分析单轴、双轴和各向同性应变对带隙的影响。我们表明系统性变化是可能的。对于 GaAs,在 1.52% 各向同性压缩应变和 3.52% 拉伸应变下观察到 DIT,而对于 GaP,在 2.63 各向同性拉伸应变下发现 IDT。我们还提出了一种通过将双轴应变与单轴应变相结合来实现直接-间接转变的策略。确定了应变 GaSb、InP、InAs 和 InSb 的进一步转变点,并与元素半导体硅进行了比较。因此,我们的分析为二元 III-V 半导体中的应变诱导带隙调整提供了一种系统且可预测的方法。
低维铁电体、亚铁电体和反铁电体由于其不同寻常的极性、压电、电热和热电特性而受到迫切的科学关注。层状二维范德华材料(如 CuInP 2 (S,Se) 6 单层、薄膜和纳米薄片)的铁电特性的应变工程和应变控制具有根本性的意义,尤其有望在纳米级非易失性存储器、能量转换和存储、纳米冷却器和传感器等高级应用中得到应用。在这里,我们研究了半导体电极覆盖的亚电介质 CuInP 2 S 6 薄应变膜的极性、压电、电热和热电特性,并揭示了失配应变对这些特性的异常强烈影响。特别是,失配应变的符号及其大小决定了压电、电热和热电响应的复杂行为。与许多其他铁电薄膜相比,应变对这些特性的影响是相反的,即“异常的”,对于这些铁电薄膜,平面外剩余极化、压电、电热和热电响应对于拉伸应变强烈增加,对于压缩应变则减小或消失。
碳材料显示出有趣的物理特性,包括在石墨烯中发现的超导性和高度各向异性的热导率。压缩应变可以在碳材料中诱导结构和键合跃迁并创建新的碳相,但是它们与导热率的相互作用仍然在很大程度上没有探索。我们使用Picsecond瞬时热室内和第一原理计算研究了压缩石墨阶段的原位高压导热率。我们的结果表明,在15 - 20 GPA时峰值至260 W = MK峰值,但降至3。0 W = 〜35 GPA的MK。与免费的原位拉曼和X射线衍射结果一起,压缩碳的异常热导率趋势归因于声子介导的电导率,受层间屈曲和SP 2的影响,SP 2转换为SP 3过渡,然后,M-Carbon Nanocrystals和Nananocrystals和Nananocrystals和Amorphous Carbos的形成。应变诱导的结构和键合变化提供了碳材料中热和机械性能的广泛操作。
该项目首次采用氧化物分子束外延 (MBE) 来生长 KTaO ₃ (KTO) 薄膜。早期生长使用 (100) SrTiO ₃ (STO) 基材进行,以尝试微调生长参数。此外,还使用了通过炉加热的 TaO ₂ 亚氧化物源和通过电子束加热的 Ta 源,并分析和比较了它们各自的薄膜。通过反射高能电子衍射 (RHEED) 进行原位监测,以及通过原子力显微镜 (AFM) 和 X 射线衍射 (XRD) 进行生长后表征,可以在整个项目中进行表面和晶体分析。来自亚氧化物和电子束加热 Ta 源的薄膜显示出相似的晶体质量,然而,在亚氧化物生长的 KTO 表面上发现更高浓度的氧化物杂质。成功生长 KTO 后,使用稀土钪酸盐 (110) 衬底 GdScO ₃ (GSO) 和 DyScO ₃ (DSO),因为它们与 KTO 的“立方体对伪立方体”界面将分别产生理论上 0.55% 和 0.93% 的压缩应变。通过逆空间映射 (RSM),GSO 衬底在 KTO 薄膜上显示出相称的应变,而 DSO 衬底仅显示部分应变。总体而言,使用 MBE 生长 KTO 可实现高结晶质量,为 KTO 薄膜合成和铁电 KTO 分析指明了光明的未来。
中红外(mir)光电设备对于夜视,热感应,自动驾驶汽车,自由空间通信和光谱术等多种应用至关重要。为此,利用无处不在的基于硅的加工已经成为一种有力的策略,可以通过使用IV组葡萄球菌(GESN)合金来实现。的确,由于它们与硅的兼容性及其覆盖整个MWIR范围的可调带隙能量,GESN半导体是用于紧凑且可扩展的miR技术的领先者平台。然而,GESN大晶格参数一直是限制硅晶片上GESN外交质量的主要障碍。这些局限性进一步加剧了,因为GE 1 -X SN X层和SN内容的异质结构至少比MWIR应用相关的设备结构需要至少一个数量级。在此制度中,生长的层通常在显着的压缩应变下,这会影响带隙的直接性并在γ点增加其能量,从而阻碍了设备的性能并限制了miR光谱的覆盖范围。这种压缩应变的积累不仅会影响频带结构,而且还限制了SN原子在生长层中的结合,从而使SN含量的控制成为艰巨的任务。
拓扑和超导性,两种不同的现象,为量子特性及其在量子技术,旋转型和可持续能源技术中的应用提供了独特的见解。tin(sn)在这里起关键作用作为元素,因为其两个结构相,α -sn表现出拓扑特征,β -sn显示超导性。在这里,我们使用分子束外延和缓冲层的晶格参数的分子束外延对SN薄膜中的这些相进行了精确的控制。SNFMS表现出β -SN或α -Sn相,因为缓冲层的晶格常数与6相差不同。10Å至6。48Å,跨越从燃气(例如INAS)到Insb的范围。α-和β -SNFM的晶体结构以X射线衍射为特征,并由拉曼光谱和扫描透射电子显微镜确认。原子力显微镜验证了光滑,连续的表面形态。电运转运测量进一步验证了阶段:β-SN超导性和Shubnikov -de HAAS振荡接近3.7 K的电阻下降,用于α -SN拓扑特征。密度功能理论表明,在拉伸应变下α -SN在压缩应变下是稳定的,与实验发现很好地对齐。因此,这项研究介绍了一个通过晶格工程控制SN阶段的平台,从而在量子技术及其他方面实现了创新的应用。