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Ca<sub>1?x</sub>Ce<sub>x</sub>RuO<sub>3</sub>薄膜中阳离子无序与外延应变调控的德鲁德-史密斯型太赫兹电导及霍尔载流子开关效应
摘要： CaRuO3是一种非费米液体伪立方钙钛矿材料，其磁性基态处于相变临界点附近，位于量子临界点邻近区域。为探究其基态的敏感性，研究人员研究了相干应变结构中微量异价化学无序对静态及高频动态电导率的影响。他们在LaAlO3(100)和SrTiO3(100)衬底上制备了Ce掺杂的Ca1?xCexRuO3（0?x?0.1）薄膜，并对其低能太赫兹（THz）载流子动力学、直流输运及霍尔效应进行了研究。这些组分在压缩应变和拉伸应变诱导的外延薄膜中均表现出高效且异常的霍尔载流子转换现象。直流电阻率显示材料在不发生任何磁相变的情况下，从非费米液体行为转变为费米液体行为。当从纯CaRuO3薄膜过渡到10% Ce掺杂薄膜时，可观察到从德鲁德模型到德鲁德-史密斯模型的太赫兹动态光学电导率存在明显渐进的交叉转变。总体而言，近乎费米液体的行为、有效的载流子转换以及太赫兹电导率的异常特征，这些都是在物理/化学改性的CaRuO3中首次实现的新特性。这些新物相凸显了量子临界点邻近系统的精妙特性与多变潜能。
关键词： 外延应变、太赫兹、等电子掺杂、霍尔载流子开关
更新于2025-09-23 15:23:52
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光伏材料CsMI?（M = Pb, Sn）中的应变诱导结构相变、电极化及异常电学特性
摘要： 基于密度泛函理论，研究了沿(001)方向外延生长的光伏薄膜CsMI3（M = Pb, Sn）的结构相变、铁电极化及电学性质。计算结果表明，两种外延薄膜CsPbI3和CsSnI3的相图几乎完全相同，仅临界转变应变略有差异。外延拉伸应变会诱导出Pmc21和Pmn21两种铁电相，而压缩应变则驱动形成P212121和P21212两种顺电相。更大的压缩应变会增强这两种薄膜的铁电不稳定性，最终使其转变为另一种铁电态Pc。无论是CsPbI3还是CsSnI3，Pmn21相的总极化主要来自B位阳离子（Pb或Sn）的贡献，而Pmc21相的主要贡献者则是I离子。此外，还进一步讨论了外延应变对CsMI3（M = Pb, Sn）的反铁畸变矢量、极化和带隙的影响，并揭示和解释了外延应变下异常的电子性质。
关键词： 结构相变、电学性质、光伏薄膜、铁电极化、外延应变、密度泛函理论、CsMI3
更新于2025-09-19 17:13:59
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外延BiFeO?薄膜中可擦除畴壁电流的应变增强效应
摘要： 铁电畴壁处电子输运特性的研究因其独特的电阻开关机制与极化反转相关而备受关注，该特性在随机存取存储器领域具有潜在应用价值。人工构建畴壁的高导电性不仅受材料缺陷化学（如氧空位）影响，还与样品的多重极化状态密切相关。本研究展示了通过优化衬底外延应变来增强BiFeO3薄膜中畴壁电流的方法。漏电流分析表明，畴壁电流的电子输运符合空间电荷限制传导机制。我们认为未补偿的极化电荷会在畴边界引发能带弯曲，从而深刻影响壁电流。由于应变增强了极化效应，自由载流子易在畴边界区域聚集以实现补偿，导致电导率急剧升高。
关键词： 铁电畴界，BiFeO3薄膜，空间电荷限制传导，外延应变，电子输运
更新于2025-09-09 09:28:46
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应变相关氧化物薄膜中的反演轨道极化
摘要： 通过外延应变调控价电子轨道占据以诱导新功能特性时，需考虑局部键合环境变化对费米能级带结构的影响。利用同步辐射测量关联氧化物CaFeO3外延应变薄膜的X射线线性二色性，我们发现铁价电子的轨道极化现象与传统认知相反。虽然多重态配体场理论分析证实铁3d轨道的能量排序与先前报道的应变诱导行为一致，但我们观察到标称高能轨道的占据数反而高于低能轨道。我们将这种反常轨道极化归因于近满带化合物中对应变的各向异性带宽响应。这些发现为传统应变诱导轨道极化认知提供了重要反例，并揭示了在关联氧化物中实现常规手段难以达成的轨道占据调控方法。
关键词： X射线线性二色性、外延应变、CaFeO3、关联氧化物、轨道极化
更新于2025-09-09 09:28:46
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用于光学应用的外延铁电氧化物薄膜
摘要： 铁电材料是非中心对称的晶体材料，具有可通过电场调控的自发极化特性。这类材料对电场的依赖性光学响应使其在调制器、光束偏转器等光学器件中具有重要应用价值。随着器件微型化趋势的不可阻挡，集成薄膜光学器件的概念推动了铁电薄膜在单晶衬底上的集成应用。这些结构不仅展现出优异的电光调制特性、有趣的应变相关带隙与折射率特性，还为太阳能收集提供了广阔前景。本文综述了用于光学应用的铁电（FE）外延薄膜研究进展：首先阐明FE薄膜材料在集成电光调制器中的优势，继而揭示外延应变可增强薄膜的铁电性能与光学功能；随后介绍FE薄膜材料体系的某些光伏功能特性；最后重点展示了几种利用上述光学效应的薄膜器件。
关键词： 外延应变、电光调制器、薄膜、光伏、光学应用、铁电材料
更新于2025-09-09 09:28:46