Local control of parity and charge in nanoscale superconducting lead islands
本研究利用扫描隧道谱测量纳米超导岛的充电能与配对能，揭示了在临界尺寸下偶宇称与奇宇称基态间的交叉，并通过电压脉冲调控绘制了完整的电荷-宇称图谱，为量子比特设计提供了可调谐超导基态平台。
2025-07-16 cond-mat.mes-hall
Anomalous Interaction Dependence in Magnetism of Graphene Nanoribbons with Zigzag Edges
采用平均场近似对具有在位排斥$U$的哈伯德模型进行近似，研究了锯齿形边缘石墨烯纳米带的磁有序态性质.我们观察到，磁矩和临界温度作为$U$的函数显示出异常的幂律依赖性;功率的实际值仅由带的宽度决定。发现这种奇异行为是由于接近费米能的电子态的局域化性质。
2010-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Defect induced magnetism and super spin glass state in reactive ion beam deposited nano structured AlN thin films
报道了用反应离子束溅射法在氮等离子体中沉积的无掺杂氮化铝薄膜中的缺陷感生磁性。在不同的温度下在硅衬底上沉积了薄膜。使用室温光致发光测量，在薄膜中的缺陷的存在已被验证。由于薄膜的纳米晶性质，已经观察到超磁基态。随着晶粒密度的增加，观察到了从超顺磁到超自旋玻璃态的转变。详细的磁化强度测量以及交流磁化率测量已被用来确定在这些AlN薄膜的基态。
2017-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological edge states of a graphene zigzag nanoribbon with spontaneous edge magnetism
石墨烯的自旋-轨道耦合、交换场和交错亚晶格势的拓扑相决定了锯齿形纳米结构边缘态的性质。在哈伯德相互作用的存在下，在锯齿形终端的自发磁化诱导相当大的磁矩在体区域中的晶格位置。这样，体区域的交换场和交错亚晶格势被有效地改变，这反过来又改变了拓扑相。在一定的参数范围内，存在锯齿形纳米颗粒的准稳定激发态，其在锯齿形终端处具有与基态不同的磁性构型。准稳定的激发态可以有效地抑制拓扑边缘态的有限尺寸效应。对存在相互作用的拓扑边态的研究有助于基于实际材料的自旋电子纳米器件的工程化。
2020-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Periodic Field Emission from an Isolated Nano-Scale Electron Island
我们观察到场发射从一个孤立的纳米加工金岛。岛能够在两个相对的电极之间机械振荡，这提供了发射电流的再充电和检测。我们能够跟踪和再现从电流通过矩形隧道势垒的场致发射制度的过渡。通过主方程的理论模型再现的实验数据，并显示偏离福勒-诺德海姆描述由于岛的电隔离。
2004-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Miniature Magnetic Nano islands in a Morphotropic Cobaltite Matrix
高密度磁存储器是自旋电子学、量子计算和节能电子学中的关键部件。纳米尺度下的降维和磁畴稳定性对于磁存储单元的小型化至关重要。然而，诱导磁序和选择性地调整特定位置的自旋轨道耦合仍然具有挑战性。在这里，我们展示了基于钴酸盐同质结构的可切换磁性纳米岛的构建。的磁性和电子状态的横向修改的外延应变，这是区域控制的独立膜。原子上尖锐的晶界隔离了磁性不同区域之间的串扰。磁性纳米岛的最小尺寸直径达到35 nm，实现了每平方英寸400 Gbit的面密度。除了为精确控制的读写方案提供理想的平台外，这种方法还可以在硅和柔性衬底上实现可扩展和图案化的存储器，用于各种应用。
2023-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dynamical Signatures of Edge-State Magnetism on Graphene Nanoribbons
我们使用投影量子蒙特卡罗模拟和自洽平均场近似的哈伯德模型研究了石墨烯纳米带的边态磁性。静态磁关联被发现是短期的。然而，相关长度增加的宽度的带状物，这样已经为中等宽度的带状物，我们观察到一个强烈的趋势，平均场型铁磁相关性在锯齿形边缘。这些相关性是伴随着一个占主导地位的低能量峰值在本地的光谱功能，我们建议，这可以用来检测边缘状态的磁性扫描隧道显微镜。动态自旋结构因子在边缘的一个带表现出一个近似线性分散集体磁振子模式在低能量衰减到斯通纳模式超出的能量尺度，它合并到粒子-空穴连续。
2011-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic anisotropy of elongated thin ferromagnetic nano-islands for artifical spin ice arrays
薄细长铁磁纳米岛的能量被认为是一些不同的形状，纵横比，和施加的磁场方向。这些纳米岛颗粒对于人工自旋冰材料是重要的。对于低温，单个颗粒的磁内能的数值评估作为一个粒子的净磁化方向的函数。这导致对（1）沿着颗粒的长方向的易轴和（2）沿着颗粒的薄方向的难轴的有效各向异性常数的估计。采用自旋弛豫算法和退磁场的快速傅立叶变换，求解薄系统的微磁学问题。结果表明，利用不同的岛结构可以控制自旋冰材料的平衡和动力学。
2012-02-14 cond-mat.mes-hall
Point Island Models for Nucleation and Growth of Supported Nanoclusters during Surface Deposition
点岛模型（PIM）的形成支持的纳米团簇（或岛屿）在较低的亚单层覆盖率在平坦的晶体衬底上沉积。这些模型将岛视为占据单个吸附位点，尽管携带标签以跟踪其大小（即，它们抑制岛状结构）。然而，它们在描述岛屿大小和空间分布方面特别有效。事实上，这些PIM提供了对表面上均匀成核和生长过程的关键特征的基本见解。PIM也是通用的，易于适用于处理扩散限制和附着限制生长，以及具有修改机制的各种其他成核过程。通过动力学蒙特卡罗模拟可以很容易和精确地评估它们的行为。
2016-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Universal Quenching of Superconductivity in Two-dimensional Nano-islands
我们通过扫描隧道显微镜/光谱系统地解决了具有不同厚度和横向尺寸的Pb纳米岛的超导电性。观察到的超导能隙的减少，即使当岛大于体相干长度，并变得非常快低于50 nm的横向尺寸。间隙随尺寸的抑制仅依赖于岛的体积的良好近似，而与其形状无关。理论分析表明，普遍的猝灭行为主要表现在配对能窗内的平均电子轨道数上。
2011-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Double island Coulomb blockade in (Ga,Mn)As-nanoconstrictions
本文系统地研究了（Ga，Mn）As薄膜纳米制造窄收缩区的库仑阻塞效应。不同的低温运输制度已被观察到减少收缩尺寸：欧姆，单电子隧穿（SET）和完全绝缘制度。在SET中，复杂的稳定性图与嵌套库仑钻石和异常电导抑制附近的电荷简并点已被观察到。我们合理化这些意见在SET与双铁磁岛模型耦合到铁磁引线。它的输运特性进行了分析的修正正统理论的库仑阻塞，考虑到能量依赖的状态密度的金属岛。
2015-02-25 cond-mat.mes-hall
Nanodot to Nanowire: A strain-driven shape transition in self-organized endotaxial CoSi2 on Si (100)
我们报道了在Si（100）衬底上生长纳米尺度自组织内轴CoSi 2岛的应变驱动形状转变现象。已经观察到小至15 \times 15 nm 2的正方形小岛。岛生长在正方形形状以下的Si（100）衬底的四重对称，达到67 \times 67 nm 2的临界尺寸。在此临界尺寸下发生形状转变。较大的岛采用矩形形状，长度不断增加，宽度逐渐减小到约25 nm的渐近值。我们已经观察到纵横比高达~ 20：1的纳米线岛。长纳米线异质结构部分生长在表面以上（~ 3 nm），但大部分生长到Si衬底中（~17 nm）。这些自组织纳米结构表现为纳米级肖特基二极管。它们可能在硅纳米纤维中有用，并在构建纳米器件中找到潜在的应用。
2012-05-04 cond-mat.mes-hall
Entanglement and magnetism in high-spin graphene nanodisks
我们研究了锯齿形边缘结构的三角形石墨烯纳米片的基态性质。零维纳米结构的描述需要精确的多体技术，因为广泛使用的具有局域密度近似的密度泛函理论或Hartree-Fock方法不能处理强量子涨落。应用无偏密度矩阵重整化群算法，我们计算了不同相互作用强度下的高精度磁化和纠缠模式，并与平均场结果进行了比较。借助于量子信息分析和子系统密度矩阵，我们揭示了边缘之间的强纠缠。我们还讨论了电子和空穴掺杂的影响，并证明了三角形纳米片的磁性可以通过电场控制，这揭示了平带铁磁性的特征。这可能为基于石墨烯的自旋电子学开辟新的途径。
2017-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetite nano-islands on silicon-carbide with graphene
X射线磁性圆二色性（XMCD）测量在石墨烯上生长并覆盖有用于钝化的Au膜的铁纳米岛揭示通过Au膜中的缺陷的氧化自发地导致磁铁矿纳米颗粒（即，$Fe_3$ $O_4$）的形成。Fe纳米岛（20和75单层; ML）在通过热退火6 H-SiC（0001）形成的外延石墨烯上生长，随后在生长室中用标称20层Au覆盖。我们的X射线吸收光谱和XMCD测量在施加磁场表明，薄膜（20 ML）完全转换为磁铁矿，而较厚的膜（75 ML）表现出磁铁矿的性质，但也是那些纯金属铁。的XMCD信号（两个样品）的温度依赖性显示了一个明确的过渡在$T_{\rm V}\approx 120$ K一致的Verwey转变的大块磁铁矿。这些结果对磁铁矿纳米晶体的合成以及它们在功能基底如石墨烯上的规则排列具有影响。
2017-01-03 cond-mat.mes-hall
Carrier Density and Magnetism in Graphene Zigzag Nanoribbons
在$π$轨道Hubbard模型平均场近似下研究了锯齿形石墨烯纳米颗粒中载流子密度对磁性的影响。半填充的结构改变了磁性，导致了带内电荷密度变化和相对边缘平行自旋排列的状态。有限的载流子密度导致边缘附近的自旋密度稳步下降，最终导致磁性消失。在低掺杂浓度下，系统表现出多铁性秩序的趋势，其中边缘电荷和自旋同时极化。
2009-06-25 cond-mat.mes-hall
Emergence of magnetism in graphene materials and nanostructures
基于碳的磁性材料和纳米结构为自旋电子学等未来技术应用提供了独特的机会。本文综述了石墨烯衍生的系统，其中磁相关性由于尺寸减小、无序和其他可能的情况而出现。特别是，零维石墨烯纳米碎片，一维石墨烯纳米带，以及石墨烯和石墨中的缺陷诱导磁性都被覆盖。在这些系统中出现的磁性的可能的物理机制的说明与计算的例子的帮助下，基于简单的模型哈密顿。此外，这篇评论还包括自旋输运性质，石墨烯基自旋电子器件的设计，有限温度下的磁有序以及最新的实验成果。
2010-04-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge State Magnetism of Single Layer Graphene Nanostructures
我们使用哈伯德模型的平均场论研究了石墨烯纳米结构的边态磁性。我们研究了石墨烯锯齿形边缘的磁性如何受到其他类型的终止边缘和缺陷的影响。通过对规则形状（如多边形纳米点和纳米带）和不规则形状的详细研究，我们得出结论，锯齿形边缘的磁性非常强大。我们的计算表明，长度超过三到四个重复单元的锯齿形边缘总是磁性的，而不管其他边缘，规则或不规则。因此，我们清楚地表明，石墨烯纳米结构的边界边缘的边缘不规则性和缺陷不会破坏边缘状态磁性。
2008-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Zigzag nanoribbon of gated bilayer hexagonal crystals with spontaneous edge magnetism
单层石墨烯类二维材料的锯齿形纳米带在锯齿形终端处具有自发边缘磁性，其配置控制带隙。本文研究了双层六方晶体锯齿形纳米带的边缘磁性。研究了双层石墨烯和双层硅烯的具体模型。随着门控电压的增加，基态和第一准稳定激发态的总能级、磁结构和能带结构被调谐。在一定的门控电压范围内，上自旋带隙打开，下自旋带隙关闭，系统处于自旋极化金属相。这种双层纳米带的自旋极化导电边带可以应用于栅可调谐自旋电子器件。
2021-10-17 cond-mat.mes-hall
Limited robustness of edge magnetism in zigzag graphene nanoribbons with electrodes
它示出，除了众所周知的因素，如温度，衬底，和边缘重建效果，也存在外部接触是破坏性的磁矩在石墨烯纳米带的边缘形成。当石墨烯/电极界面对电子变得越来越透明时，边缘磁性逐渐减小。除了石墨烯/电极耦合强度之外，纵横比参数，即石墨烯纳米颗粒的宽度/长度比，对于抑制边缘磁性也是至关重要的。本理论使用紧束缚方法，基于$π$电子的平均场哈伯德哈密顿量，和Landauer-Büttiker方法中的格林函数技术。
2014-11-17 cond-mat.mes-hall
Gundlach oscillations and Coulomb blockade of Co nano-islands on MgO/Mo(100) investigated by scanning tunneling spectroscopy at 300 K
用扫描隧道显微镜和光谱研究了Mo（100）衬底上厚度达12 ML的MgO超薄薄膜。MgO膜内的功函数的空间变化映射的场发射共振态（冈拉克振荡）使用dz/dU光谱。我们发现圆形斑点显着降低功函数（Δ Phi = 0.6 eV），这是分配给带电缺陷内的MgO膜。在MgO膜的顶部沉积了小的Co团簇，平均接触面积为4 nm^2。这些岛在室温下的dI/dU谱中表现出库仑振荡。与正统理论的一致性很好的实现显示的背景电荷Q_0的岛屿在不同的位置，这是根据由冈拉克振荡确定的功函数的差异。
2010-02-10 cond-mat.mes-hall
Ignoring your neighbors: Moment correlations dominated by indirect or distant interactions in an ordered nanomagnet array
我们研究了单畴共取向纳米级铁磁岛三角晶格阵列内的矩相关。独立变化的晶格间距沿和垂直于岛轴调谐静磁岛之间的相互作用，通过广泛的相对强度。对于某些晶格参数，近邻岛矩之间的相关性的符号是相反的，有利于成对相互作用。这一发现得到了多个成对相互作用中直接和复杂间接贡献的总相关性分析的支持，表明间接相互作用和/或由其他邻居介导的相互作用可以被调整为占主导地位，这对由相互作用的纳米磁体组成的广泛系统具有影响。
2011-08-06 cond-mat.mes-hall
Bistability of zigzag edge magnetism in graphene nanoribbons induced by electric field
在存在Hubbard相互作用的情况下，石墨烯锯齿形纳米带具有反平行结构的自发边缘磁性，其幅度可以通过横向电场调节。当电场在临界值上增大或减小时，边缘分别被去磁或重新磁化。每个边缘处的磁场确定再磁化的方向。因此，单层石墨烯锯齿形纳米结构中缓慢变化的横向电场和磁场的组合可以驱动量子系统进入双稳态回路。在没有磁场的双层/单层锯齿形纳米结构中也可以诱导出同样的现象，因为非对称超交换相互作用控制了再磁化的方向。通过这种方式，量子系统在基态和具有不同磁性、能带结构和电导的准稳态激发态之间进行了转换。这一特性可用于开发无磁场的石墨烯基自旋电子纳米器件。
2021-05-01 cond-mat.mes-hall
Stability and chaos of a driven nano-electromechanical Josephson junction
本文研究了超导岛在非对称约瑟夫森结中的运动和约瑟夫森电流。机电耦合由电极和岛之间的距离相关的隧穿速率提供。系统的不对称性，从几何配置，导致弱耦合，减少到众所周知的Duffing方程的机械运动方程。在零偏置电压下，岛的运动由齐次Duffing方程决定，该方程根据超导相打开了两个独立的解区域。岛的运动受到非谐单阱势的影响，或者受到允许偏心振荡的双阱势的控制。在外加偏置电压下，岛的运动方程转化为修正的Duffing方程，其系数随时间变化，表现出准周期和混沌行为。
2012-01-12 cond-mat.mes-hall
Large insulating nitride islands on Cu3Au as a template for atomic spin structures
我们在Cu $_3$ Au的（100）表面上可控生长了c（2 $\times$ 2）N岛，它可以作为操纵磁性吸附原子的绝缘表面模板.与通常使用的Cu（100）/c（2 $\times$ 2）N表面（其中岛尺寸由于应变限制而不超过几纳米）相比，当前系统在金属和吸附层之间提供更好的晶格匹配，允许形成更大的无应变岛。我们表明，我们可以实现从几十到几百纳米的岛的大小，增加了潜在的建筑面积的一个因素10 $^3$。最初的操纵尝试显示，无论是在操纵或光谱吸附原子的行为没有明显的差异。
2018-07-20 cond-mat.mes-hall
Nanoparticle Shape Selection By Repulsive Interactions: Metal Islands on Few Layer Graphenes
吸附在少层石墨烯上的金属原子冷凝以形成纳米尺寸的液滴，其生长受到来自金属液滴和石墨烯之间的电荷转移的表面张力和排斥静电相互作用之间的竞争的尺寸限制。对于功函数失配大且液滴表面张力小的情况，生长的液滴对于一族形状不稳定性而言可能是不稳定的。我们观察到这种现象的Yb沉积和退火的几层石墨烯和开发一个理论模型来描述它通过研究的重整化的线张力的二维液滴的排斥粒子间的相互作用。我们的模型描述了纳米颗粒的形状不稳定性的发生，其中的生长是由一个通用的排斥势的大小限制，并提供了一个很好的帐户的实验观察到的结构Yb在石墨烯上。
2010-07-26 cond-mat.mes-hall
Surface spin magnetism controls the polarized exciton emission from CdSe nanoplatelets
名义上抗磁性的胶体CdSe纳米片的表面可以表现出顺磁性，由于悬空键（DBS）的未补偿的自旋。我们发现，在高磁场高达15特斯拉的光学光谱使用激子自旋作为探针的表面磁性。激子发射的圆偏振的强非线性磁场依赖性由DBS和激子自旋极化以及暗激子的自旋相关复合决定。激子-DBS交换相互作用的符号可以通过纳米片生长条件来调节。
2019-09-30 cond-mat.mes-hall
Strain-tuning of vacancy-induced magnetism in graphene nanoribbons
石墨烯中的空位导致具有非零自旋矩的局域电子态的出现。利用平均场哈伯德模型和有效双量子点描述，研究了应变对半导体扶手椅型纳米带中空位诱导态的局域化和磁性的影响.我们发现单空位的交换劈裂和双空位的单重态-三重态劈裂可以通过施加单轴应变进行广泛的调谐，这对于自旋电子学应用是至关重要的。
2016-01-09 cond-mat.mes-hall
Magnetic properties of Dy nano-islands on graphene
我们已经确定了外延生长的Dy岛的石墨烯/SiC（0001），由金膜（沉积在超高真空生长室）钝化的{ \it ex-situ} X射线磁性圆二色性（XMCD）的磁性。我们对Dy $M_{4,5}$的低温XMCD谱（$T=15$ K）作为磁场的函数进行了求和规则分析，假设Dy $^{3+}$（自旋组态$^6H_{15/2}$），表明磁矩沿5 T磁场的投影为3.5（3）$μ_B$。磁矩的温度依赖性（从$M_5$ XMCD谱中提取）示出了在本体Dy中在$T_{\rm H} =179$ K下从顺磁性到螺旋磁性结构的转变附近在约175 K下磁矩变化的开始。在$T_{\rm c}$ = 88 K时，没有观察到六方晶系Dy体相铁磁转变附近的特征。然而，在$\sim$ 130 K以下，反磁矩（从XMCD提取）在温度上是线性的，正如顺磁系统通常预期的那样，表明Dy纳米岛的行为与体Dy不同。
2017-05-03 cond-mat.mes-hall
Hydrogen Atoms on Zigzag Graphene Nanoribbons: Chemistry and Magnetism Meet at the Edge
尽管石墨烯之字形边缘的非常规$π$磁性具有广泛的应用前景，但它是否以及在多大程度上在其化学中发挥作用仍然知之甚少。在这里，我们研究了添加氢原子$-$最简单的实验相关的吸附物$-$的锯齿形石墨烯纳米带（ZGNRs）。我们发现，$π$ -磁性管辖的ZGNRs的化学，引起一个网站依赖的碳原子的反应性和驱动氢化过程的纳米边缘。相反，化学吸附的氢原子控制ZGNR的$π$磁性，在反铁磁基态中充当自旋- $\frac{1}{2}$顺磁中心，并在能带极值处使载流子自旋极化。我们的研究结果建立了一个全面的图片之间的特殊相互作用的化学和磁性出现在锯齿形边缘的石墨烯。
2022-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-collinear magnetism induced by frustration in transition-metal nanostructures deposited on surfaces
当物理尺寸缩小到纳米结构的尺寸时，磁性是如何表现的？在这些系统中的磁态的多样性可以是非常丰富的，因为它们的性质取决于原子种类，簇的大小，形状和对称性或衬底的选择。簇参数的微小变化可以显著地改变性质。在这一领域的研究取得了很大的进展，许多新的实验方法和技术表现出原子分辨率。在这里，我回顾从头算的方法，专注于最近的计算磁挫折和发生的非共线磁性的反铁磁纳米结构沉积在表面上。
2014-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge-Insensitive Magnetism and Half Metallicity in Graphene Nanoribbons
在石墨烯/碳纳米结构中实现磁性是一个长达十年的挑战。锯齿形石墨烯纳米带中的磁边缘状态和半金属性是特别有前途的[Y. W. Son等人，Nature 444，347（2006）]。然而，它的实验实现一直受到单氢化锯齿形边缘的严格要求的阻碍。使用第一性原理计算，我们预测，自由载流子掺杂可以克服这一挑战，实现铁磁性和半金属性的一般类型的边缘结构的窄石墨烯纳米带。这种磁性存在于栅极掺杂实验的密度范围内（~1013 cm-2），并且具有高达17 meV/载流子的大自旋极化能量，这引起了相当于几百特斯拉的外部磁场的塞曼分裂。最后，我们追踪这种边缘不敏感磁性的形成机制，带边附近的电子态的量子限制，并揭示了磁性与带宽的标度律。我们的研究结果表明，结合掺杂和量子限制可能是一个通用的工具，实现轻元素纳米结构中的过渡金属的磁性。
2018-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Generating nanoscale and atomically-sharp p-n junctions in graphene via monolayer-vacancy-island engineering of Cu surface
在石墨烯单层膜中建立高质量的pn结对于研究无质量狄拉克费米子的许多奇异现象至关重要。然而，即使石墨烯技术的快速发展超过十年，在石墨烯中产生纳米级和原子级尖锐的pn结仍然明显困难。在这里，我们采用铜表面的单层-空位-岛工程来实现纳米级pn结与石墨烯单层原子尖锐的边界。石墨烯-Cu分离在Cu单层-空位-岛的边缘周围的变化影响石墨烯中的狄拉克点的位置，这因此导致石墨烯中具有高达660 meV的高度的原子尖锐的pn结。所产生的尖锐pn结将Cu单层-空位-岛上方的石墨烯隔离为连续石墨烯片中的纳米级石墨烯量子点（GQD）。无质量的狄拉克费米子被限制在pn结中一段有限的时间，在量子点中形成准束缚态。利用扫描隧道显微镜观察了不同尺寸GQD中准束缚态的共振现象，直观地观察了GQD的几何结构对准束缚态量子干涉图样的影响，为在原子尺度上测试基于石墨烯的量子电子光学奠定了基础。
2017-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scanning Gate Spectroscopy of transport across a Quantum Hall Nano-Island
我们探讨了通过一个超小量子霍尔岛（QHI）形成的封闭量子霍尔边缘态和连接到传播边缘通道通过隧道势垒的输运。扫描门显微镜和扫描门光谱被用来首先定位，然后研究一个单一的QHI附近的量子点接触。在光谱中库仑钻石的存在证实了库仑阻塞控制着穿过QHI的输运。通过改变显微镜尖端的偏压以及整个设备的电流偏置，我们发现了QHI离散能谱所产生的电子约束，我们提取的约束势和边缘状态的速度的梯度的估计。
2013-05-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Manipulation of Conductive Domain Walls in Confined Ferroelectric Nano-islands
导电铁电畴壁-超窄和可配置的导电路径，已被认为是未来可编程畴壁电子学的重要组成部分。对于高密度器件的应用，必须探索小的受限系统中的导电畴壁，而早期的研究迄今为止集中在薄膜或块体单晶上，注意到尺寸限制效应肯定会严重调制畴结构和壁输运。在这里，我们展示了一个观察和操纵的导电畴壁内的小BiFeO 3纳米岛排列在高密度阵列。使用导电原子力显微镜（CAFM），我们能够清楚地看到各种类型的导电畴壁，包括头对头带电壁（CDW），锯齿形壁（Zagag-DW）和典型的71°头对头中性壁（NDW）。CDW具有显著的金属导电性，其电流为~ nA量级，是畴内电流（0.01 ~ 0.1pA）的104倍，而半导体NDWs的电流也比CDW小得多，约为10 pA。不同壁的导电性的显著差异使得能够通过电调谐其域结构来对各个可寻址纳米岛的各种壁导电状态进行附加操纵。通过施加不同的扫描偏置电压，实现了四个不同状态的可控写入，为开发多级高密度存储器提供了机会。
2018-12-06 cond-mat.mes-hall
Size effects in the Verwey transition of nanometer-thick micron-wide magnetite crystals
我们已经监测Verwey过渡微米宽，纳米厚的磁铁矿岛上的外延Ru膜上的Al 2 O3（0001）使用拉曼光谱。这些岛是通过高温氧辅助分子束外延生长的。低于100 K和厚度大于20 nm的拉曼光谱对应于那些在大块晶体和高品质薄膜的子Verwey磁铁矿结构中观察到的。在室温下的立方相模式的宽度是相似的最好的散装晶体中报道，表明类似的电子-声子相互作用的水平。冷却后的拉曼光谱的演变表明，对于厚于20 nm的岛，结构变化首先出现在150 K开始的温度和Verwey转变本身发生在115 K左右。然而，薄于20 nm的岛显示出非常不同的拉曼光谱，这表明当发生跃迁时，岛的电荷顺序与其较厚的对应物明显不同
2022-04-06 cond-mat.mes-hall
1,000-Fold Enhancement of Light-Induced Magnetism in Plasmonic Au Nanoparticles
磁的超快光学控制策略几十年来一直是激烈研究的主题，因为磁存储器，自旋电子学和量子计算等技术的潜在影响，以及在光学隔离和非互易性等应用中的非线性光学控制和调制的机会。在这里，我们报告的第一个实验量化的等离子体金纳米粒子由于逆法拉第效应（IFE）的光致磁化。发现纳米颗粒中的感应磁矩比在块状Au中观察到的大约1，000倍，并且比来自优化的磁性纳米颗粒胶体（例如磁铁矿）的磁矩大约20倍。此外，磁化和退磁动力学是瞬时的亚皮秒的时间分辨率内，我们的研究，支持相干转移的角动量从圆极化激发的电子气的轨道角动量的机制。
2019-04-25 cond-mat.mes-hall
Molecular spin-probe sensing of H-mediated changes in Co nanomagnets
本研究利用STM结合二茂镍分子探针，发现载氢Co/Cu(111)纳米岛中氢超结构导致磁化方向旋转90°，并通过从头计算揭示其源于氢与Co的杂化及界面渗透，为纳米尺度磁性的化学调控提供了微观见解。
2024-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamic and Static Transmission Electron Microscopy Studies on Structural Evaluation of Au nano islands on Si (100) Surface
用透射电子显微镜（TEM）研究了沉积在Si（100）上的金纳米结构在不同真空条件下退火后的形貌变化。采用热蒸发法在高真空条件下（Au/Si界面有自然氧化物）沉积了厚度约为2.0 nm的Au薄膜。原位高温（从室温（RT）到850 \degreeC）实时TEM测量显示了金纳米颗粒进入矩形/正方形硅化金结构的评估。这归因于自然氧化层的选择性热分解。在850 \degreeC的低真空（10-2毫巴）中的非原位退火显示没有纳米硅化金结构的生长。在低真空退火条件下，氧化物的产生可能是占主导地位的氧化物层的分解，导致在Au和Si之间形成阻挡层。
2012-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetism and Spin Transport of Carbon Chain between Armchair Graphene Nanoribbon electrodes
采用紧束缚哈密顿量、平均场哈伯德模型和Landauer-Butikker方法研究了扶手椅型石墨烯纳米颗粒（AGNR）电极间碳链的磁性和自旋输运性质.结果表明，只有奇数碳链在链-石墨烯结中显示出内禀磁矩。碳链-石墨烯结的电子、磁性和自旋输运性质强烈依赖于碳链在AGNR电极之间的位置和长度。有趣的是，我们在所有奇数碳链-石墨烯结中发现了费米能附近的完全自旋极化传输，无论它们的长度如何，也没有任何磁场和磁性电极。
2016-08-20 cond-mat.mes-hall
Nanostructured complex oxides as a route towards thermal behavior in artificial spin ice systems
我们已经使用软X射线光电子显微镜图像的磁化单域La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_{3}$纳米岛排列在几何挫折配置，如方形冰和戈薇冰的几何形状。热随机化后，具有强岛间磁耦合的纳米岛系综向低能配置弛豫。统计分析表明，合奏落入低能量配置的可能性强烈依赖于退火温度。与高于居里温度的退火相比，退火到刚好低于铁磁膜的居里温度（T $_{C}$ = 338 K）允许实现低能量配置的大得多的可能性。在325 K的热活性温度下，铁磁纳米岛的集合随着时间的推移探索它们的能量景观，并最终过渡到较低的能量状态，与从居里温度以上冷却时获得的冻结配置相比。因此，该材料系统允许一种简便的方法来系统地研究在略高于室温的温度下纳米岛的人工自旋冰阵列的热演化。
2017-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetism of Covalently Functionalized Carbon Nanotubes
我们研究了碳纳米管的电子结构。我们发现，尽管特定的吸附物，自旋力矩与1.0 $μ_B$每个分子的普遍价值是在低覆盖率诱导。因此，我们提出了在碳表面的键合诱导磁性的机制。单个分子的吸附在费米能处产生无色散的缺陷态，其主要位于碳壁中，并呈现出来自吸附物的小贡献。只要所有的分子占据相同的石墨烯子晶格，这个普遍的自旋矩是相当独立的覆盖。吸附物之间的磁耦合也进行了研究，揭示了一个关键的依赖于石墨烯亚晶格吸附网站。
2011-08-16 cond-mat.mes-hall
Non-local exchange effects in zigzag edge magnetism of neutral graphene nanoribbons
在$π$ -轨道非限制Hartree-Fock近似下研究了中性锯齿形石墨烯纳米颗粒中交换的非定域性。在这个理论中，我们发现，磁功能进一步稳定的边缘内和边缘间的交换相比，平均场论的Z字形带的基础上本地交换（如哈伯德模型或从头局部密度近似）。边间交换使磁基态解的带隙增强。这种增强的交换作用对边缘态的影响不能通过具有重整化参数的局域相互作用令人满意地实现。
2011-01-28 cond-mat.mes-hall
Orbital magnetism in ensembles of gold nanoparticles
在过去的二十年里，各种实验报告了被有机配体包围的金纳米颗粒集合的非常不寻常的磁性，包括铁磁性、顺磁性或（大）抗磁性响应。这些行为与宏观金样品的小抗磁响应不一致。在这里，我们从理论上研究的可能性，所观察到的不寻常的磁性覆盖金纳米粒子是轨道起源。采用半经典方法，我们计算了单个金属纳米粒子和金属纳米粒子系综的零场磁化率的轨道分量。虽然个别纳米粒子的轨道响应的结果可以超过数量级的散装朗道磁化率的绝对值，可以是抗磁性或顺磁性取决于纳米粒子的大小，我们表明，一个非相互作用的纳米粒子的合奏具有平滑的尺寸分布的磁化率总是顺磁性在低磁场。特别是，我们预测，零场磁化率遵循居里型定律的小纳米粒子尺寸和/或低温。计算出的场依赖的磁化的合奏稀释的纳米粒子显示出良好的协议与现有的实验，产生了大的顺磁响应。纳米颗粒的尺寸分布的宽度被确定为用于定量测定轨道响应的关键要素。
2018-11-13 cond-mat.mes-hall
Unusual Structure and Magnetism in MnO Nanoclusters
通过密度泛函理论中的势能面，我们报道了一个不寻常的化学计量MnO团簇的结构和磁性的演变。较小的集群，包含多达5个MnO单元，采用二维结构，无论集群的大小，磁耦合被发现是反铁磁的，与以前的理论研究结果相反。预测的结构和磁性与Mn基分子磁体的磁芯有着惊人的不同，而之前认为它们是相似的。这两个特点都是通过团簇的固有电子结构来解释的。
2011-11-10 cond-mat.mes-hall physics.atm-clus
Full parity phase diagram of a proximitized nanowire island
测量了InSb-Al混合岛的库仑阻塞电导振荡的电荷周期性随栅电压和平行磁场的变化。周期性在磁场的栅极相关值$B^*$处从$2e$改变到$1e$，在增加栅极电压时从高极限减小到低极限。在两个限制之间的栅极电压区域，我们的数值模拟表明是最有前途的定位马约拉纳零模式，我们观察到相关的峰值间距和高度的振荡。对于正栅极电压，具有低$2e$转变是由于非拓扑状态的存在，由于磁场的轨道效应，非拓扑状态的能量快速分散到充电能量以下。我们的测量结果表明，作为定义未来拓扑量子位的先决条件，仔细探索整个可用的相空间的邻近纳米线的重要性。
2021-08-03 cond-mat.mes-hall
Effects of Dzyaloshinsky-Moriya Interaction on magnetism in Nanodisks
本文对具有海森堡交换和Dzyaloshinsky-Moriya（DM）相互作用的单层纳米盘的磁性进行了理论研究。特别是，我们通过基于平均场论的新量子模拟方法研究了存在DM相互作用时各向异性、外磁场和磁盘尺寸引起的磁效应。这种计算方法发现，单轴各向异性和横向磁场增强的净磁化强度，以及增加的涡旋相的转变温度，同时保持手性的纳米盘。然而，当DM相互作用的强度对于给定的磁盘尺寸足够强时，磁畴出现在圆形边界区域内，当施加横向磁场时，磁畴消失并变成单个涡旋。后者证实了实验中观察到的由磁场诱导的磁skyrmion。
2015-07-28 cond-mat.mes-hall
Direct observation of enhanced magnetism in individual size- and shape-selected 3d transition metal nanoparticles
磁性纳米粒子是从纳米医学到自旋电子学的未来技术的重要组成部分。许多相关应用需要具有定制磁性的纳米颗粒。然而，尽管朝着这个目标进行了重大的努力，一个广泛的和不太理解的分散的磁性能的报道，即使在单分散样品的典型铁磁3D过渡金属。我们解决这个问题，通过调查大量的大小和形状选择，个别纳米粒子的Fe，Co和Ni使用一套独特的互补表征技术的磁性。在室温下，在我们的实验中观察到的所有Ni纳米粒子的超顺磁性行为的研究范围内的大小，从8到20 nm。然而，Fe和Co纳米颗粒可以以该范围内的任何尺寸以两种不同的磁性状态存在：（i）如从对于相应材料已知的体相和表面各向异性所预期的并且如对于Ni所观察到的超顺磁性状态;以及（ii）在室温下具有意外的稳定磁化的状态。这种惊人的状态被分配到显着的修改所产生的亚稳晶格缺陷的纳米粒子的核心，通过计算和原子结构表征得出的结论的磁性。还与结构缺陷，我们发现，铁和钴纳米粒子的磁状态可以通过热处理，使一个调整其磁性能的应用程序进行调整。这项工作表明了补充单粒子调查的重要性，更好地了解纳米粒子的磁性和充分探索其应用潜力。
2017-02-13 cond-mat.mes-hall
Edge Disorder in Bottom-Up Zigzag Graphene Nanoribbons: Implications for Magnetism and Quantum Electronic Transport
基于扫描探针显微镜和第一性原理计算，我们揭示了自下而上锯齿型石墨烯纳米带中结构无序的本质及其对磁性和电子输运的影响.我们发现在表面合成的环化脱氢步骤中出现的边缘缺失的间二甲苯单元是最常见的点缺陷。这些“咬”缺陷作为自旋1顺磁中心，严重破坏带极值附近的电导谱，并引起自旋极化电荷输运。我们进一步表明，整个石墨烯纳米带的电子电导是更敏感的“咬”缺陷形成在锯齿形边缘比扶手椅的。我们的工作建立了一个全面的理解无序的自下而上的石墨烯纳米带的低能电子特性。
2021-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cobalt nano-clusters on metal supported Xe monolayers: influence of the substrate on cluster formation kinetics and magnetism
用变温扫描隧道显微镜研究了在80 ~ 150 K温度范围内，缓冲层辅助生长过程中Co在Ag（111）和Pt（111）衬底上亚单层覆盖层的生长动力学。结果表明，如果衬底层足够薄，则团簇-衬底间的相互作用可以控制在衬底缓冲层上的团簇形成。X射线磁性圆二色性的解释的显微镜结果的支持下，监测集群基板相互作用的影响，形成的磁矩和磁各向异性的Co纳米团簇在不同的生长阶段。{ \it Ab-initio}计算表明，团簇的磁性受界面各向异性的控制，导致Co在Pt（111）上的垂直磁化。限制和新的潜在的缓冲层辅助生长的纳米团簇制造进行了讨论。
2009-09-01 cond-mat.mes-hall
Multi-messenger nano-probes of hidden magnetism in a strained manganite
关联电子系统的基态性质对外界刺激（如温度、应变和电磁场）非常敏感，为功能材料的研究提供了丰富的平台。本文报道了掺杂锰氧化物La（2/3）Ca（1/3）MnO_3应变薄膜中的亚稳态可逆光致铁磁相变。使用原子力显微镜，低温扫描近场光学显微镜，磁力显微镜，和超快激光激发的新的多信使组合，我们证明了“写”和“擦除”的亚稳铁磁金属相与纳米分辨的精细度。通过在纳米尺度上跟踪光学电导率和磁性，我们揭示了自发应变如何成为这种光致金属的热稳定性、持久性和反转的基础。我们的第一原理电子结构计算揭示了如何外延工程Jahn-Teller失真可以稳定近简并的反铁磁绝缘体和铁磁金属相。我们提出了一个Ginzburg-Landau描述，以合理化应变，晶格畸变和磁性的相互作用，我们解决应变LCMO，从而指导未来的功能工程的外延氧化物，如锰氧化物到相可编程材料的制度。
2019-10-23 cond-mat.mes-hall
Magnetism of topological boundary states induced by boron substitution in graphene nanoribbons
石墨烯纳米带（GNRs），碳基电子学的低维平台，显示了将自旋极化也纳入其共轭电子系统的有前途的前景。然而，GNRs中的磁性通常与锯齿形边缘周围的局域态相关联，难以制造且具有高反应性。在这里，我们表明，磁性也可以通过在其内部原子精确的工程拓扑缺陷诱导远离物理GNR之字形边缘。一对取代的硼原子插入到碳骨架中，打破了它们的拓扑能带的共轭，并在周围建立了两个自旋极化的边界态。自旋态的电输运测量通过硼取代GNRs之间的尖端和样品的扫描隧道显微镜悬浮检测。第一性原理模拟发现，硼对诱导自旋1，这是通过调整对之间的间距修改。我们的研究结果展示了一条将自旋链嵌入GNRs的路线，使它们成为自旋电子器件的基本元件。
2020-09-28 cond-mat.mes-hall
Plasmon-enhanced optical control of magnetism at the nanoscale via the inverse Faraday effect
本研究通过圆偏振飞秒激光激发金纳米盘产生局部磁场，利用逆法拉第效应实现了对相邻磁性薄膜磁化的超快纳米尺度光学控制，并发现偏离共振波长激发可避免多余加热，为纳米自旋电子器件的光驱动控制提供了新途径。
2023-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Quantum Monte Carlo studies of edge magnetism in chiral graphene nanoribbons
我们研究了手性石墨烯纳米带的局部哈伯德模型描述下的投影量子蒙特卡罗模拟和研究电子-电子相互作用的影响在带的边缘的电子和磁性。静态和动态特性的不同宽度和边缘手性的纳米带进行了分析，并比较自洽的Hartee-Fock平均场近似。我们的研究结果表明，对于足够宽的手征带，自旋相关性表现出非常长的相关长度，即使是锯齿形的部分，以及间隔定期扶手椅区域。在不同的带状宽度和手性的磁相关特性增强与紧束缚极限的这种带的能隙。我们确定了局部谱函数中的局部态密度和低能模式中的特定特征，其与沿石墨烯纳米带增强的电子相关性直接相关，并且可以通过扫描隧道光谱进行访问。
2013-05-06 cond-mat.mes-hall
Enhancement of light transmission through randomly located copper nano-islands near the percolation threshold
我们报告的吸收/透射性能的薄铜膜略低于激光烧蚀产生的渗流极限，这些样品显示随机定位的岛屿。两种类型的薄膜生长：在第一种类型中，铜沉积在玻璃上，并且它表明，随着沉积的铜的量接近渗滤极限，样品显示出增强的光透射;在由TiO $_2$ /Cu/TiO $_2$层制成的第二组样品中，氧化钛的存在抑制了光透射增强，即使与沉积在玻璃上的样品相比沉积了相同量的铜。我们还提出了基于离散偶极子方法的数值计算来模拟铜膜的光学行为。在这项工作中提出的样品的增强的光透射类似于在周期性金属结构中观察到的异常光透射（EOT）。实验和数值计算之间的异同和可能使用这些薄膜作为传感器进行了讨论。
2017-12-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
