Spin Relaxation in Germanium Nanowires
我们使用半经典蒙特卡罗方法和自旋密度矩阵计算来模拟自旋极化电子输运。将该模型应用于锗纳米线和锗二维沟道，研究和比较了它们之间的自旋弛豫。由于Rashba自旋轨道相互作用（结构反转不对称性），锗中发生自旋退相，这引起D 'yakonov-Perel（DP）弛豫。在锗中，由于Elliot-Yafet（EY）机制引起的自旋翻转散射也导致自旋弛豫。在不同的温度和驱动电场下对一维和二维通道进行了自旋弛豫实验，记录了自旋弛豫长度的变化。纳米线中的自旋弛豫长度被发现是远远高于在2-D沟道由于抑制DP弛豫的纳米线。在较低的温度下，自旋弛豫长度增加。这表明锗中的自旋弛豫在一维沟道（纳米线）中和较低温度下缓慢发生。自旋弛豫长度的电场依赖性很弱。
2011-06-22 cond-mat.mes-hall
Spin transport in self assembled all-metal nanowire spin valves: A study of the pure Elliott-Yafet mechanism
我们报道了全金属纳米线自旋阀结构中自旋输运的实验研究。纳米线的直径为50 nm，由三层组成-钴，铜和镍。根据实验结果，我们认为顺磁体铜中的主要自旋相关机制是与频繁的界面粗糙散射相关联的Elliott-Yafet模。这种模式是压倒性的优势超过所有其他模式，使我们能够研究纯艾略特-Yafet模式在隔离。我们推断，在我们的纳米线中，与这种机制相关的有效自旋弛豫长度约为16 nm，并且在1 - 100 K范围内与温度相当无关。相应的自旋弛豫时间约为100飞秒。我们还发现，自旋弛豫长度或时间是相当独立的电场驱动的电流在0.75 - 7.5 kV/cm的范围内。
2005-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Monte Carlo simulation of spin relaxation in nanowires and 2-D channels of II-VI semiconductors
我们分析了各种II-VI族半导体纳米线结构和2-D沟道的自旋弛豫行为，通过模拟自旋极化输运通过半经典方法。采用蒙特卡罗模拟方法对模型进行了模拟。D 'yakanov-Perel机制和Elliot-Yafet机制是II-VI族半导体自旋弛豫的主要机制。分析了自旋弛豫长度随外场的变化，并与二维沟道作了比较。在1 kV/cm的外场下比较了不同II-VI族半导体的自旋弛豫长度，以了解影响它们自旋退相的主要因素。在众多的实验结果中，最值得注意的是纳米线中的自旋弛豫长度比二维沟道中的自旋弛豫长度大许多倍。
2011-11-11 cond-mat.mes-hall
Spin Relaxation in Silicon Nanowires
我们模拟了电子沿着硅纳米线和沿着硅二维通道的自旋极化传输。自旋密度矩阵计算与半经典蒙特卡罗方法一起用于模拟沿通道的自旋演化。硅中的自旋失相是由于Rashba自旋轨道相互作用（结构反转不对称性）引起的，其引起D 'yakonov-Perel'弛豫。纳米线中的自旋弛豫长度比二维沟道中的自旋弛豫长度高一个数量级。研究了驱动电场对自旋弛豫的影响。这些结果对自旋电子学器件的设计具有重要意义。
2011-05-01 cond-mat.mes-hall
Electron states, phonon-assisted relaxation and tunneling in self-assembled quantum dot molecules in an electric field
我们对两个自组装垂直堆叠量子点组成的系统中的声子辅助弛豫进行了理论分析。我们建立了真实的模型，它考虑了系统的几何形状和应变分布。我们计算声子辅助弛豫率之间的两个最低的状态（在一个和两个电子的情况下）。的弛豫速率和能级作为外部（轴向）电场和结构的几何形状（点的大小）的函数进行了研究。我们发现，弛豫时间可以低至1~ps，但有效的弛豫只发生在非常精细的调谐点。
2010-07-09 cond-mat.mes-hall
Coherent spin transport and suppression of spin relaxation in InSb nanowires with single subband occupancy at room temperature
自旋电子学的一个长期目标是在室温下占据单个量子化子带的半导体纳米线中注入、相干传输和检测自旋。在这里，我们报告实现这一目标，在50纳米直径的InSb纳米线，证明自旋阀和汉勒效应。在纳米线的自旋弛豫时间被发现已增加了一个数量级，在散装和量子阱中已报告的D 'yakonov-Perel'自旋弛豫作为一个单一的子带占用的结果，由于抑制。这些实验为实现室温Datta-Das自旋晶体管带来了希望。
2014-01-28 cond-mat.mes-hall
Suppression of spin relaxation in an InAs nanowire double quantum dot
研究了InAs纳米线中顶栅双量子点的三重态-单重态弛豫。在泡利自旋封锁制度，泄漏电流可以主要归因于自旋弛豫。而在弱和强点间耦合弛豫是由两个单独的机制，在中间耦合和有限的磁场的弛豫强烈减少。此外，我们还观察到自旋非守恒电流随磁场变化的特征双稳性。我们提出了一个模型，其中这些功能解释的极化核自旋之间的相互作用，超精细和自旋轨道介导的松弛。
2007-01-03 cond-mat.mes-hall
Nuclear Spin Relaxation in Rashba Nanowires
研究了具有超精细和Rashba自旋轨道相互作用（SOI）的弹道纳米线中，在磁场和电子相互作用下的核自旋弛豫。弛豫速率随磁场和化学势的变化而出现明显的峰，这是由于Rashba带中的范霍夫奇异性引起的。因此，可以通过速率中的峰的数量来区分弱SOI和强SOI的状态。当两个Rashba子带都被占据时，弛豫速率随磁场的增大而增大，而当仅最低的一个子带被占据时，弛豫速率随磁场的增大而减小。
2015-02-10 cond-mat.mes-hall
Electron relaxation times and resistivity in metallic nanowires due to tilted grain boundary planes
我们计算了不同参数的倾斜晶界的电阻率的贡献，在亚10纳米直径的金属纳米线。用玻尔兹曼输运方程和费米黄金法则得到了正确的弛豫时间。弛豫时间的标准近似方案被证明失败时，晶界倾斜被认为是。晶界以相同角度倾斜或随机倾斜会导致电阻率降低。
2015-09-14 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation in a nanowire organic spin valve: Observation of extremely long spin relaxation times
我们报告自旋阀行为的有机纳米线组成的三层-钴，Alq 3和镍-所有标称直径为50 nm。基于这些数据，我们得出结论，在Alq 3的主导自旋弛豫机制是Elliott-Yafet模式。尽管动量弛豫时间很短，自旋弛豫时间被发现是非常长的-至少几毫秒-和相对温度无关高达100 K。据我们所知，这是第一次展示有机纳米自旋阀，以及第一次确定有机物中的主要自旋弛豫机制。异常长的自旋弛豫时间使这些材料成为自旋电子学某些领域的理想平台。
2006-05-29 cond-mat.mes-hall
Ultrahigh-Speed Rotating Nanoelectromechanical System (NEMS) Devices Assembled from Nanoscale Building Blocks
旋转纳米马达的发展对于进一步推进NEMS技术至关重要。在这项工作中，我们报告了创新的设计，组装和旋转有序阵列的纳米电机。这些纳米马达是由纳米尺度的积木自下而上组装而成的，纳米线作为转子，图案化的纳米磁体作为轴承，四极微电极作为定子。纳米马达阵列可以通过电场以受控的角度、速度（至少18，000rpm）和手性同步旋转。使用分析建模，我们揭示了基本的纳米尺度的电，机械和磁相互作用的纳米系统，这非常符合实验结果，并提供了关键的理解，为设计未来的金属NEMS设备。纳米线马达被用于控制生物分子的释放，并首次证明纳米颗粒上的生物化学品的释放速率可以通过机械旋转来调节。在这项研究中报告的创新，从概念，设计，驱动，应用相关的NEMS，纳米医学，微流体和芯片实验室架构。
2014-02-17 cond-mat.mes-hall
Phonon-assisted relaxation between triplet and singlet states in a self-assembled double quantum dot
我们从理论上研究了自组装双量子点中声子诱导的双电子自旋动力学。我们计算了自旋三重态和自旋单重态的跃迁率和占据的时间演化。我们的特点的相对重要性，各种弛豫通道作为一个功能的电场和磁场。模拟是基于一个模型相结合的八带k.p方法和组态相互作用的方法。我们发现，电子g-因子之间的塞曼双重定位在不同的点不匹配打开一个相对较快的三重态单重态弛豫通道。我们还证明，附近的三重态-单重态的反交叉的弛豫减慢到几个数量级，由于一些弛豫通道的消失。
2020-05-12 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation mechanism in Silver nanowires covered with MgO protection layer
利用坡莫合金/银横向自旋阀的非局域自旋阀测量方法研究了具有MgO表面保护层的银纳米线的自旋翻转机制。介导的表面散射的自旋翻转事件有效地抑制了MgO盖层。自旋弛豫过程在Elliott-Yafet机制的框架下得到了很好的描述，从而精确地确定了纳米线中声子或杂质介导的动量散射的自旋-filp散射几率.温度依赖的自旋-晶格弛豫遵循布洛赫-格吕奈森理论，并落在一价金属的通用曲线上，如从体材料的传导电子自旋共振数据确定的莫诺和伯纽标度中。
2012-01-30 cond-mat.mes-hall
Contribution of defects to the spin relaxation in copper nanowires
通过仔细分析横向自旋阀中的电荷和自旋输运随温度和厚度的变化，对铜（Cu）纳米线中自旋弛豫的贡献进行了量化。自旋翻转散射的温度依赖性仅来自与声子的散射，如在散装铜，而我们确定的主要温度无关的贡献的纳米线中的缺陷的晶界。在低温下的自旋扩散长度的Cu中发现一个令人困惑的最大值，这可以解释的磁性杂质的存在。这里提出的结果表明，在金属纳米结构，否则受限于限制效应，提高自旋输运的路线。
2013-04-03 cond-mat.mes-hall
Phonon-assisted relaxation and tunneling in self-assembled quantum dot molecules
我们从理论上研究了一个或两个电子被限制在两个垂直堆叠的自组装量子点中的声子辅助弛豫过程。计算基于应变自组装结构中单粒子波函数的k.p近似。从这些，两个粒子的状态计算包括库仑相互作用和最低能量本征态之间的跃迁率推导。我们考虑到声子耦合通过变形势和压电相互作用，并表明它们都可以发挥主导作用，在不同的参数制度。在费米黄金法则近似下，我们计算了最低能量本征态之间的弛豫速率，这些本征态导致在皮秒时间尺度上的窄范围的点尺寸的热化。
2010-09-13 cond-mat.mes-hall
Electron and hole spin relaxation in InP-based self-assembled quantum dots emitting at telecom wavelengths
利用法拉第旋转抽运-探测光谱研究了InAs/In $_{0.53}$ Al $_{0.24}$ Ga $_{0.23}$ As/InP量子点系综中电子和空穴的自旋弛豫，发射波长在$1.5$ ~ $μ$ m附近.观察到由于随机取向的核Overhauser场的电子自旋退相。在低温下，我们发现一个亚微秒的纵向电子自旋弛豫时间$T_1$，这出乎意料地强烈依赖于温度。在高温下，电子自旋弛豫时间受自旋-轨道相互作用引起的光学声子散射的限制，在260 K时下降到$0.1$ ~ns。我们表明，空穴自旋弛豫激活更有效地通过温度升高相比，电子。
2018-12-29 cond-mat.mes-hall
Modulating spin relaxation in nanowires with infrared light at room temperature
自旋电子器件通常依赖于长的自旋弛豫时间和/或长度以获得最佳性能。因此，用外部试剂调节这些量的能力提供了独特的可能性。在大多数技术上重要的半导体中占主导地位的自旋弛豫机制是D 'yakonov-Perel'（DP）机制，如果自旋载流子（电子）被限制在以某些结晶方向生长的量子线或多晶量子线中的单个传导子带，则DP机制消失。在这里，我们报告调制DP自旋弛豫速率（因此自旋弛豫长度）在自组装的50 nm直径的InSb纳米线与红外线在室温下。在黑暗中，几乎所有的电子在纳米线是在最低的传导子带在室温下，导致在DP弛豫几乎完全没有。这允许在磁阻中观察自旋敏感效应。在红外光照下，电子被光激发到更高的子带，DP自旋弛豫机制被恢复，导致自旋弛豫长度减少三倍。因此，在照明下不再观察到自旋敏感效应。这一现象在自旋电子学室温红外光电探测中可能有应用。
2015-07-29 cond-mat.mes-hall
Electrical control of a spin qubit in InSb nanowire quantum dots: strongly suppressed spin relaxation in high magnetic field
本文研究了门控电位和磁场对InSb纳米线自旋量子比特中声子诱导自旋弛豫速率和电驱动单量子比特操作速度的影响。我们发现，一个强大的$g$因素和高磁场强度导致的电子-声子散射的影响，由于变形势，被认为是无关的材料与一个弱的$g$因素，如GaAs或Si/SiGe。在这种情况下，我们发现，量子比特状态之间的自旋弛豫显着抑制由于垂直于纳米线轴的限制。我们还发现，在自旋量子位的寿命期间可以执行的单量子位操作的数量的最大化需要单个量子点门控电位。
2020-04-22 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation in wurtzite nanowires
我们从理论上研究了扩散纤锌矿半导体纳米线中的D 'yakonov-Perel'自旋弛豫性质及其对电导率量子修正的影响。虽然寿命长的自旋态的寿命是有限的占主导地位的$k$ -线性自旋轨道的贡献在散装，这些条款显示在有限尺寸的纳米线几乎没有影响。在这里，自旋寿命基本上是由小$k$立方自旋轨道项和几乎独立的线半径。同时，这些态在实空间中一般具有复杂的螺旋结构，这种螺旋结构受到由$k$线性项引起的自旋旋进长度的调制。由于这个原因，实验检测到的自旋弛豫很大程度上取决于纳米线半径和自旋进动长度之间的比率以及测量类型。特别是，它示出，而半径的变化几乎不影响的磁导校正，这是由长寿命的自旋状态，在光学实验中观察到的自旋寿命的变化可以是戏剧性的。我们比较我们的结果与最近的实验研究纤锌矿InAs纳米线。
2018-07-02 cond-mat.mes-hall
Monte Carlo simulation of spin polarized transport in nanowires and 2-D channels of III-V semiconductors
利用半经典蒙特卡罗方法模拟了电子沿III-V族纳米线和二维III-V族沟道的自旋极化输运。研究了不同III-V族锌掺杂材料在不同温度、外场等条件下的自旋弛豫长度特性。III-V族沟道中的自旋退相是由D 'yakonov-Perel（DP）弛豫和Elliott-Yafet（EY）弛豫引起的。纳米线中的自旋退相长度大于二维沟道中的自旋退相长度。
2011-11-11 cond-mat.mes-hall
Thermal relaxation in titanium nanowires: signatures of inelastic electron-boundary scattering in heat transfer
我们已经采用噪声测温的调查的电子和衬底之间的热弛豫纳米线图案从40 nm厚的钛膜上覆盖的原生氧化物的硅晶片的顶部。通过在稀释制冷机的基础温度下通过焦耳加热来控制电子温度$T_e$，我们探测了在温度$T_e= 0.5 - 3$开尔文下的电子-声子耦合和热边界电阻。使用一个规则的$T^5$依赖的电子-声子耦合的清洁金属和$T^4$依赖的界面热流，我们推导出一个小的贡献，从钛电子的直接能量转移到基板声子由于非弹性电子边界散射。
2017-08-27 cond-mat.mes-hall
Spin dephasing in III-V nanowires
我们用半经典蒙特卡罗方法研究了InP和InSb纳米线的自旋极化输运。III-V族沟道中的自旋退相是由于D 'yakonov-Perel（DP）弛豫和由于Elliott-Yafet（EY）弛豫引起的。DP弛豫的发生是由于体反转不对称（Dresselhaus自旋轨道相互作用）和结构反转不对称（Rashba自旋轨道相互作用）。所研究的注入极化方向是沿沟道长度方向。的退相速率被发现是非常强的InSb相比，InP具有较大的自旋退相长度。InP和InSb纳米线的系综平均自旋分量不同。稳态自旋分布也显示了两种III-V纳米线之间的差异。
2011-06-23 cond-mat.mes-hall
Influence of strain relaxation in axial (In,Ga)N/GaN nanowire heterostructures on their electronic properties
系统研究了弹性应变弛豫对轴向（In，Ga）N/GaN纳米线异质结构内建静电势和电子性质的影响。我们采用和评估的分析和数值方法来计算应变和极化电位。这两种成分然后进入八带k. p模型来计算电子和空穴的基态和能量。我们的分析表明，对于足够大的比率之间的厚度的（In，Ga）N盘和纳米线的直径，弹性弛豫导致显着减少的内置静电势相比，一个平面系统的类似的层厚度和In含量。然而，在轴向纳米线异质结构中不能实现内建电势的完全消除。然而，内置的静电势的减少导致电子和空穴能量的显着修改。我们的研究结果表明，在轴向（In，Ga）N/GaN纳米线异质结构的可达的基态跃迁能量的范围是有限的，由于较厚的磁盘的极化电位的影响减少。此外，我们发现，应变和极化电位诱导复杂的限制功能的电子和空穴，这取决于在含量，形状和尺寸的异质结构。
2016-08-25 cond-mat.mes-hall
Spin Relaxation in Graphene with self-assembled Cobalt Porphyrin Molecules
在石墨烯自旋电子学中，局域磁矩与电子自旋的相互作用为探索潜在的自旋弛豫机制铺平了新的道路。石墨烯上的有机钴卟啉（CoPP）分子的自组装层通过卟啉结合的钴原子的磁矩为此类研究提供了所需的平台。在这项工作中，石墨烯自旋阀器件的自旋输运性质的研究功能化与这样的CoPP分子作为温度的函数，通过非本地自旋阀和Hanle自旋进动测量报告。对于功能化（分子）器件，我们观察到自旋弛豫时间（τs）的略微减小，这可能是在分子磁矩存在下石墨烯中电子自旋的增强的自旋翻转散射的指示。对于低质量样品（低迁移率），分子层的影响被掩盖，这可能是由于Elliot-Yafet（EY）型自旋弛豫机制的主导作用。
2015-06-18 cond-mat.mes-hall
Spin dephasing in Silicon Germanium nanowires
利用半经典蒙特卡罗方法研究了硅锗纳米线中的自旋极化输运。沟道中的自旋去极化是由于与Rashba自旋轨道耦合相关的D 'yakonov-Perel（DP）弛豫和由于Elliott-Yafet（EY）弛豫引起的。我们研究了硅锗纳米线中自旋退相对锗摩尔分数的依赖关系。自旋退相长度随着锗摩尔分数的增加而减小。我们还发现温度对退相速率有很大的影响，自旋弛豫长度随着温度的降低而增加。系综平均自旋分量和自旋分量的稳态分布随初始极化而变化。
2011-06-23 cond-mat.mes-hall
Observation of extremely slow hole spin relaxation in self-assembled quantum dots
我们报告的测量极其缓慢的空穴自旋弛豫动力学的自组装InGaAs量子点的小合奏。在每个点的最低轨道状态中光学地创建单独的自旋取向的孔，并且在使用自旋存储器设备的定义的存储时间之后读出。所得到的发光信号表现出明显的偏振记忆效应，该效应在长存储时间内消失。测量了空穴自旋弛豫动力学随外磁场和晶格温度的变化。我们表明，空穴自旋弛豫可以发生在非常长的时间尺度在强约束的量子点（高达~270 us），最近的理论预测。我们的研究结果得到了计算的支持，重现了观测到的磁场和温度的依赖关系。结果表明，在强限制量子点的空穴自旋弛豫是由于自旋轨道介导的塞曼能级之间的声子散射，在显着的对比，在更高的维度的纳米结构，它是有限的价带混合。
2008-02-25 cond-mat.mes-hall
Heat Conduction and Energy Relaxation in an InAs Nanowire Approaching the Clean One-Dimensional Limit
Lund University（隆德大学）；Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）；Aalto University School of Science（阿尔托大学理学院）；University of Chicago（芝加哥大学）；SUSTech（南方科技大学）
研究InAs纳米线中热传导与能量弛豫，通过一维热传输模型计算出电子-声子热流与温度平方次方成正比，揭示了清洁一维电子气与声子浴耦合的热输运机制。
2026-03-31 cond-mat.mes-hall
Stark effect in GaN/AlN nanowire heterostructures: Influence of strain relaxation and surface states
我们模拟了生长在[0001]取向GAN纳米线上的AlN/GAN/AlN异质结构中的量子限制Stark效应。在一个自洽的方法中计算的pyro和压电场，使没有假设的费米能级的钉扎，但包括一个明确的表面状态，可以作为一个源或陷阱的载流子的分布。我们发现，热电场和压电场弯曲的GAN和AlN的传导带和价带，并将电荷从纳米线的顶面转移到异质结构下方的电子气。结果，费米能级可能被钉扎在顶表面处的AlN的价带附近。电子气和表面电荷屏蔽了电场，从而降低了斯塔克效应。有效的应变弛豫进一步削弱了压电极化。我们用sp 3d 5s * 紧束缚模型计算了异质结的电子性质，并将理论预测与现有的实验数据进行了比较。
2010-06-25 cond-mat.mes-hall
Resistivity scaling and electron relaxation times in metallic nanowires
我们研究了纳米尺寸金属线由于表面粗糙度和晶界的电阻率缩放，目前的主要原因，在纳米尺度的互连电子散射。电阻率已得到与玻尔兹曼输运方程，采用弛豫时间近似（RTA）的分布函数和导电电子的有效质量近似。弛豫时间的精确计算，使用费米的黄金法则，导致在一个正确的弛豫时间为每个子带状态有助于运输。一般来说，弛豫时间强烈依赖于子带状态，这在以前的工作方法中仍然不清楚。电阻率缩放得到不同的粗糙度和晶界属性，显示出很大的差异，缩放行为和弛豫时间。我们的模型清楚地表明，电阻率主要由晶界散射，很容易超过表面粗糙度的贡献的10倍。
2015-06-09 cond-mat.mes-hall
Tunable g factor and phonon-mediated hole spin relaxation in Ge/Si nanowire quantum dots
我们从理论上考虑了暴露于外磁场和电场中的纵向Ge/Si核/壳纳米线量子点中空穴的g因子和自旋寿命。对于基态，我们发现一个大的各向异性的g因子，这是高度可调的通过施加电场。这种可调谐性强烈地依赖于电场相对于磁场的方向。我们计算了零和小电场的单声子空穴自旋弛豫时间T1，并提出了一个最佳的设置，其中非常大的T1的几十毫秒的顺序可以达到。进一步增加相对壳体厚度或纵向限制长度，在没有电场的情况下，退相消失，并且退相干时间T2由T2 = 2 T1确定。
2013-04-24 cond-mat.mes-hall
Band folding, strain, confinement, and surface relaxation effects on the electronic structure of GaAs and GaP: from bulk to nanowires
在本文中，我们将展示如何将两个III-V族系统的电子结构联系起来，一个是直接带隙材料GaAs，另一个是间接带隙材料GaP，从它们的大块到薄纳米线的形状。GaAs和GaP块体和纳米线系统中的锌钛矿和纤锌矿结构的自由应变和受到双轴应变垂直于[111]/[0001]方向进行了研究。我们提供了一个解释的能带结构的纳米线，沿[111]（锌-尖晶石结构）和[0001]（纤锌矿结构）的方向生长，在散装能带结构的相应的二元化合物。该过程揭示了起源的价和传导谷有关，以确定的性质（直接或间接）的带隙和种类（直接和pseudodirect）的价传导过渡。因此，通过仅计算体能带，即使对于非常薄的纳米线，也可以描述纳米线能带的行为。模拟分析了双轴应变对能带结构的影响，为GaP体材料提供了文献中的第一个结果。限制的作用，和表面弛豫，在确定薄纳米线的纳米线的电子结构分别进行了分析，揭示了带隙的性质的变化主要是由于表面弛豫效应，而不是限制。结果表明，带隙从体系统到一维系统的间接/直接变化主要是由于受约束和应变影响不同的体导谷之间的能量竞争。虽然限制的主要作用是打开所有的间隙，但它不一定是直接/间接改变电子间隙性质的主要原因，而不是文献中通常声称的那样。
2018-08-08 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric properties of the bismuth telluride nanowires in the constant-relaxation-time approximation
采用各向异性有效质量方法，在抛物带近似下研究了[110]和[015]两种生长方向的碲化铋纳米线的电子结构.电子和空穴的有效质量张量的六个山谷的组件计算两个生长方向。对于正方形纳米线，在77 ~ 500 K的温度范围内，在恒定弛豫时间近似下，研究了Seebeck系数、电子热导率和电导率以及优值ZT与纳米线厚度和过剩空穴浓度的关系.对于厚度小于30 nm的正方形纳米线，载流子限制起着至关重要的作用。限制降低了载流子浓度和热导率，但增加了塞贝克系数的最大值相比，多余的空穴（杂质）。方向[015]的约束效应比方向[110]的约束效应更强，这是由于这些方向的载流子质量差异。载流子限制增加了ZT的最大值，并将其向高温移动。对于具有生长方向[110]的p型碲化铋纳米线，在温度310 K、390 K、480 K和纳米线厚度30 nm、15 nm和7 nm下，优值的最大值相应地等于1.3、1.6和2.8。在室温下，优值分别等于1.2、1.3和1.7。
2008-08-18 cond-mat.mes-hall
Tunneling-related electron spin relaxation in self-assembled quantum-dot molecules
本文从理论上研究了InAs/GaAs自组装量子点分子中声子辅助隧穿过程中的自旋弛豫。我们发现自旋翻转隧穿率可能高达自旋守恒隧穿率的1%。通过研究自旋弛豫速率对外场的依赖关系，我们发现，即使没有磁场，自旋弛豫过程也以相当大的速率活动，并且自旋弛豫速率与磁场的尺度关系不同于塞曼偶极子中的弛豫速率.利用多带$\boldsymbol{k}\cdot\boldsymbol{p}$理论，我们选择性地研究了各种自旋混合项对电子能量和载流子-声子相互作用哈密顿量的影响。因此，我们确定的主要贡献来自Dresselhaus自旋轨道相互作用，这是负责零场效应。在磁场高于$\sim$ 15 T时，由于结构剪切应变，这被其他贡献超过。我们还研究了样品形态的影响，并确定点的未对准可以提高弛豫速率超过一个数量级。最后，通过在非零温度下的虚隧穿，所讨论的过程也会影响隧道耦合结构中的静止电子，并且即使没有磁场也会提供塞曼双重自旋弛豫通道。
2021-06-05 cond-mat.mes-hall
Dominant role of the shear strain induced admixture in spin-flip processes in self-assembled quantum dots
在包络函数近似下，采用8带kp理论，研究了InAs/GaAs自组装量子点中单个电子的自旋反转弛豫过程.我们表明，自旋弛豫的主要通道是对称破缺剪切应变引起的自旋混合物，它可以映射到导带（有效质量）Hamilton中具有相似结构且相长干涉的两个有效自旋-声子项上。与在较大的无应变点中主导自旋弛豫的Dresselhaus耦合不同，剪切应变贡献不能由哈密顿量中的唯一标准项来建模，而是依赖于量子点中的实际应变分布。
2018-07-09 cond-mat.mes-hall
Unique Electron Spin Relaxation Induced by Confined Phonons in Nanowire-Based Quantum Dots
从理论上研究了束缚声子引起的晶格基量子点中电子自旋弛豫。由于受限声子的一维性质，受限声子的van Hove奇异性和电子-声子耦合的形状因子的零可以导致自旋弛豫速率的独特特征。在范霍夫奇点处可以得到极强的自旋弛豫。同时在形状因子为零时，自旋弛豫速率也被大大抑制。这种独特的特征表明了基于锗的量子点在操纵自旋态方面的灵活性。这也为研究受限声子的性质提供了一种方法。
2010-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Singlet-triplet relaxation induced by confined phonons in nanowire-based quantum dots
从理论上研究了束缚声子在晶格基量子点中诱导的单重态-三重态弛豫。由于受限声子的准一维性质，单重态-三重态弛豫速率随磁场的变化呈现多峰，并且在单重态-三重态反交叉附近，单重态和自旋上三重态之间的弛豫速率增强.我们比较了变形-势耦合和压电耦合的影响，发现在大多数情况下，变形-势耦合控制弛豫速率。
2010-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning of the hole spin relaxation time in single self-assembled In$_{1-x}$Ga$_x$As/GaAs quantum dots by electric field
采用原子经验赝势方法研究了电场对单个自组装In $_{1-x}$ Ga $_{x}$ As/GaAs量子点中声子辅助空穴自旋弛豫的调控.我们发现，沿生长方向的电场可以调谐空穴自旋弛豫时间超过一个数量级。电场可以延长或缩短空穴的自旋寿命，并且这种调谐在电场方向上表现出不对称性。点越高，不对称性越明显。结果表明，电场是调控量子点自组装空穴自旋弛豫的有效手段。
2014-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Longitudinal and transverse exciton spin relaxation times in single InP/InAsP/InP nanowire quantum dots
我们研究了镶嵌在InP纳米线中的单个InAsP量子点的光学性质。通过外延生长和电子束图案化制备了规则的纳米线阵列。通过一阶光子相关测量，观察到激子态的横向激子自旋弛豫时间随激发功率的减小而延长。这一现象可以用InP纳米线中环境电荷的高斯涨落引起的运动窄化机制来解释。利用基于Stokes参数表示的Mueller演算，通过单纳米线量子点中激子态发射的随机偏振度来计算纵向激子自旋弛豫时间.
2011-09-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Acoustic phonons, spin-phonon coupling and spin relaxation via the lattice reorientation mechanism in hexagonal germanium nanowires
Budapest University of Technology and Economics（布达佩斯技术与经济大学）；HUN-REN-BME-BCE Quantum Technology Research Group, Budapest University of Technology and Economics（匈牙利研究与创新网络-布达佩斯技术与经济大学-基础与交叉中心量子技术研究组）
研究六方锗纳米线中通过晶格重取向机制的自旋弛豫，揭示其与量子点限制长度、磁场方向的关系，为长弛豫时间的量子点实验设计提供依据。
2026-01-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Slow Exciton Spin Relaxation in Single Self-Assembled In$_{1-x}$Ga$_x$As/GaAs Quantum Dots
采用原子经验赝势方法计算了单个自组装In $_{1-x}$ Ga $_x$ As/GaAs量子点中声学声子辅助的激子自旋弛豫.我们发现，从亮到暗激子态的转变是由库仑关联效应引起的。由精细组态相互作用计算得到的激子自旋弛豫时间在纯InAs/GaAs量子点中约为15- 55 $μ$ s，在合金量子点中甚至更长。这些结果与以前的理论和实验结果相矛盾，这些结果表明激子自旋时间非常短（几ns），但与最近的实验表明激子具有长自旋弛豫时间（$>$ 1 $μ$ s）一致。
2013-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polaron relaxation in self-assembled quantum dots: Breakdown of the semi-classical model
在考虑LO-声子-电子相互作用和各种非简谐声子耦合的情况下，计算了自组装量子点导带激发态的寿命。我们发现，极化子弛豫不能准确地描述了一个半经典模型。不同的非谐衰减通道的贡献示出强烈依赖于极化子能量。我们计算了极化子寿命的能量依赖性，并将我们的结果与InAs/GaAs量子点中极化子衰减时间的实验测量结果进行了比较。
2007-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hole spin-flip transitions in a self-assembled quantum dot
在这项工作中，我们研究了单个自组装InGaAs/GaAs量子点中的空穴自旋翻转跃迁。我们使用8带$kp$模型找到了空穴波函数，并计算了基态塞曼二重态的声子辅助自旋弛豫速率。我们系统地研究了各种混合物和直接自旋声子机制引起的过渡率的重要性。我们表明，双轴和剪切应变构成主导的自旋混合耦合机制。然后，我们证明了如果量子点被应变减小层覆盖，空穴自旋寿命可以增加。最后，我们证明了自旋弛豫可以用一个有效的模型来描述。
2020-02-08 cond-mat.mes-hall
Analysis of magic lengths in growth of supported metallic nanowires
金属纳米线可以表现出迷人的物理特性。这些独特的性质通常主要源于自由电子在势阱中的量子限制，而电子-电子相互作用并不起决定性作用。最近的实验研究表明，生长在Ge（001）表面的自组装Ir纳米线具有很强的长度偏好：纳米线长度是4.8 nm的整数倍。在本文中，一个自由电子-气体模型的几何形状对应的纳米线被用来分析这些优选或魔术长度的选择。该模型表明，包含偶数的自由电子在Ir纳米线对应于这些神奇的长度，一旦考虑到电子溢出效应。该模型还表明，纳米线的稳定性随着其长度的增加而减小，从而表明为什么在实验中没有观察到长的纳米线。它还表明，在纳米膜的几何形状中的量子尺寸效应的通用结果是不足以准确地描述在相当不同的纳米线的几何形状，其中的横向尺寸小于电子费米波长的长度选择。最后，对Ge（001）表面上Au单原子链的生长进行了分析。与Ir纳米线相比，该模型表明Au链的稳定性强烈依赖于其电子溢出。
2014-04-06 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation characteristics in Ag nanowire covered with various oxides
我们利用非局域自旋阀结构研究了Ag纳米线表面覆盖Bi_2O_3，Al_2O_3，HfO_2，MgO和AgOx氧化层的自旋弛豫特性。自旋翻转概率，即在10 K下动量弛豫时间与自旋弛豫时间的比率，随着氧化物构成元素Mg、Al、Ag和Hf的原子序数而呈现逐渐增加。令人惊讶的是，发现Bi 2 O3覆盖层与其他氧化物层相比将概率增加了一个数量级。这一发现表明，存在一个额外的自旋弛豫机制，如在Ag/Bi 2 O3界面的Rashba效应，这不能通过简单的Elliott-Yafet机制通过声子，杂质和表面散射解释。Ag/Bi 2 O3界面可以提供作为自旋到电荷互转换层的功能。
2015-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hole spin coherence in InAs/InAlGaAs self-assembled quantum dots emitting at telecom wavelengths
University of Kassel（卡塞尔大学）
研究通过自旋模式锁紧技术测量自组装量子点中空穴的自旋相干时间，并采用自旋惯性方法确定纵向自旋弛豫时间。
2023-11-06 cond-mat.mes-hall
Electric manipulation of electron spin relaxation induced by confined phonons in nanowire-based double quantum dots
从理论上研究了单电子空穴型半导体双量子点中受束缚声子诱导的电子自旋弛豫，发现在这种体系中，电子自旋弛豫速率可以被外加电场有效地调控.由于电场、磁场和自旋轨道耦合的共同作用，在最低的两个激发态之间存在一个反交叉。反交叉点周围的电场可以有效地调节电子态的能量和自旋。多个尖锐的峰存在于电场的依赖性的自旋弛豫率由受限声子，这可以归因于大的态密度的受限声子在范霍夫奇点。这一特性表明，基于双量子点的可调谐自旋开关，这是更灵敏和灵活的比基于量子阱的双量子点的电可调谐开关。计算了自旋弛豫速率在反交叉点处的温度依赖关系，观察到一个光滑的峰，表明密度矩阵的非对角元素对自旋弛豫的重要贡献.
2010-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-relaxation anisotropy in a nanowire quantum dot with strong spin-orbit coupling
研究了强自旋轨道耦合的一维量子点中磁场方向对自旋操纵和自旋弛豫的影响。精确地得到了量子点的能谱和相应的本征函数。我们发现，无论自旋轨道耦合有多大，电偶极自旋跃迁速率作为磁场方向的函数总是具有$π$周期性。然而，声子诱导自旋弛豫速率作为磁场方向的函数仅在弱自旋轨道耦合区具有$π$周期性，并且在强自旋轨道耦合区周期性延长至$2π$。
2018-07-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnetoconductance correction in zinc-blende semiconductor nanowires with spin-orbit coupling
研究了自旋-轨道耦合对扩散圆柱形半导体纳米线磁导性的影响。继我们以前的管状半导体纳米线的研究，我们专注于在本文中的纳米线系统，没有形成表面积累层，而是电子波函数延伸到整个截面。我们考虑到Dresselhaus自旋-轨道耦合产生的锌的晶格和Rashba的自旋-轨道耦合，这是由一个横向的栅极电极控制。由于Dresselhaus自旋-轨道耦合的自旋弛豫速率被发现既不依赖于自旋密度分量，也不依赖于线的生长方向，并且不受径向边界的影响。相反，Rashba自旋弛豫率大大减少的线半径小于自旋进动长度。推导出的模型拟合重掺杂背栅InAs纳米线的磁导测量数据和传输参数提取。最后，我们将我们的结果与先前的理论和实验研究进行了比较，并讨论了出现的差异。
2017-12-01 cond-mat.mes-hall
Systematic study of Ga$_{1-x}$In$_x$As self-assembled quantum wires with different interfacial strain relaxation
对Ga $_{1-x}$ In $_x$ As自组装短周期超晶格量子线的电学和光学性质进行了系统的理论研究。该理论是基于有效键轨道模型（EBOM）结合价力场（VFF）模型。价带各向异性，带混合，和由于在原子水平的局部应变分布的影响都考虑在内。几种结构模型与不同程度的合金混合横向调制被认为是。通过最小化晶格能的方法，利用价力场模型找到了QWR结构中原子的平衡位置。然后获得每个原子（In或Ga）位置处的应变张量，并将其包括在电子状态和光学性质的计算中。研究发现，不同的原子局域排列方式会导致不同的应变分布，从而改变材料的光学性质。特别是，我们发现，在模型结构与厚盖层的电子和空穴被限制在富Ga区和光学各向异性可以逆转由于横向合金混合的变化，而模型结构与薄盖层的电子和空穴被限制在富In区，和光学各向异性是不太敏感的横向合金混合。
2000-05-23 cond-mat.mes-hall
Hot Electrons Regain Coherence in Semiconducting Nanowires
该研究利用扫描隧道显微镜首次观测到一维半导体纳米线中热电子退相干性随能量非单调演化并在高能区恢复稳定的现象，为高能量量子应用提供了新途径。
2017-04-09 cond-mat.mes-hall
Spin Relaxation in Ge/Si Core-Shell Nanowire Qubits
控制退相干是实现量子信息硬件最具挑战性的任务。砷化镓中的单电子自旋是固态实现中的主要候选者，然而与衬底中的核自旋的强耦合阻碍了这种方法。为了在无核自旋系统中实现自旋量子比特，正在进行基于IV族半导体的深入研究。在这种情况下，挑战主要是控制材料和界面，以及设备纳米纤维。我们报告的重要步骤，实现自旋量子比特在一个占主导地位的核自旋自由的系统，通过演示状态准备，脉冲门控制，和电荷传感自旋读出限制孔自旋在一维Ge/Si纳米线。与快速门控，我们测量T1自旋弛豫时间在耦合量子点接近1毫秒，增加较低的磁场，符合自旋轨道机制，通常被掩盖的超精细贡献。
2011-10-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonlocal measurement of quasiparticle charge and energy relaxation in proximitized semiconductor nanowires using quantum dots
超导体的最低能量激发不携带电荷，因为它们的波函数同样是类电子和类空穴的。这种基本性质在依赖于电荷产生可观察信号的电学测量中不容易研究。量子点作为电荷过滤器的能力使我们能够解决这个问题并测量超导-半导体混合纳米线异质结构中的准粒子电荷。我们报告测量的三端电路，其中注入铅激发的混合系统中的非平衡准粒子分布，和电子或空穴成分的准粒子检测使用量子点作为一个可调的电荷和能量过滤器。结果验证了在间隙边缘的准粒子的不带电的性质，并揭示了注入的电荷和能量在一个接近的纳米线的完全放松，解决了以前的三端实验中悬而未决的问题。
2022-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vectorial scanning force microscopy using a nanowire sensor
自组装纳米线（NW）晶体可以生长成几乎无缺陷的纳米机械谐振器，具有特殊的性能，包括小的运动质量，高谐振频率，和低损耗。此外，凭借轻微的几何不对称性，NW的弯曲模式分裂成沿正交轴振荡的双峰。这些特性使得自下而上生长的纳米线非常敏感的矢量力传感器。在这里，利用其作为扫描探针的适应性，我们使用单个NW对样本表面进行成像。通过监测频率偏移和振荡的两种模式的方向，因为我们在表面上方扫描，我们构建了一个地图的所有空间尖端样品力的衍生物在平面上。最后，我们使用的NW图像电力场区分力所产生的NW电荷和极化。这种普遍适用的技术使一种形式的原子力显微镜，特别适合映射的大小和方向的弱尖端样品力。
2016-04-04 cond-mat.mes-hall
Theory of spin noise in nanowires
我们发展了半导体纳米线的自旋噪声理论，认为这是自旋电子学的未来元素。在这些结构中，自旋轨道耦合可以实现为在10 nm量级的空间尺度上相关的坐标的随机函数。通过分析不同制度的电子输运和自旋动力学，我们表明，自旋弛豫可以是非常缓慢的，所产生的噪声功率谱增加代数频率趋于零。这种效应使得纳米线中的自旋效应最适合通过快速发展的自旋噪声光谱学进行研究。
2011-11-18 cond-mat.mes-hall
