Imaging of Low Compressibility Strips in the Quantum Hall Liquid
使用次表面电荷积累扫描显微镜，我们的图像条带的低压缩性对应于几个整数量子霍尔填充因子。我们详细研究了朗道水平填充因子$ν=$ 2和4的条带。观察到的条带明显比理论预测的要宽。我们提出了一个模型，考虑在回旋加速器间隙中的无序诱导的非零态密度的差异。
1999-10-05 cond-mat.mes-hall
Conductivity of a graphene strip: width and gate-voltage dependencies
我们研究了石墨烯带的导电性，同时考虑到其边缘上的静电诱导电荷积累。使用电导率对载流子浓度的局部依赖性，我们发现，与无限宽的样品相比，宽度为0.5 - 3 $% μ$ m的掺杂石墨烯条带中的静电尺寸效应可以导致有效电导率的显著（约40%）增强。在器件模拟以及石墨烯中散射机制的验证中都应考虑这种效应。
2010-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Andreev interference in the surface accumulation layer of half-shell InAsSb/Al hybrid nanowires
了解载流子在III-V纳米线的空间分布接近耦合到超导体的混合量子器件的基础上的实验的设计和解释是很重要的。本文利用平行磁场中的Andreev干涉研究了InAsSb/Al纳米线的栅相关表面积累层。均匀的混合纳米线和具有短约瑟夫森结的装置制造的阴影光刻，表现出周期性调制的开关电流。周期对应于通过纳米线直径的通量量子，并且与占据圆柱形表面累积层的Andreev束缚态一致。空间分布是可调的门电位从静电模型的预期。
2021-04-01 cond-mat.mes-hall
Direct observation of the charging of a 2D electron gas through an incompressible strip in the quantum Hall regime
利用电荷累积成像技术，我们测量了不可压缩带的电荷流，并跟踪其随磁场的演化。条带平行于沉积在样品上的栅极的边缘延伸，并在填充了精确数量的整数朗道能级的位置处形成。充电的RC模型拟合的数据很好，使我们能够确定带的纵向电阻。令人惊讶的是，我们发现，带变得更电阻作为其宽度减小。
2001-10-24 cond-mat.mes-hall
Electrostatic forces above graphene nanoribbons and edges interpreted as partly hydrogen-free
石墨烯纳米带的电子输运性质强烈地取决于边缘、扶手椅、锯齿形或其他的类型，以及可用于带隙工程的边缘官能化。只有部分氢化的边缘有趣的磁性预测。电荷在边缘和角落处积聚。到目前为止，扫描力显微镜已经显示了石墨烯纳米带的中心，使用高刚度的石英晶体音叉传感器具有原子分辨率。到目前为止，与石墨烯纳米带边缘上的电荷积累相关的弱长程静电力还不能成像。在这里，我们表明石墨烯纳米带的角落和边缘的静电力是可以测量的。我们使用软杠杆和双峰成像技术相结合的第二个频率偏移的高分辨率增强的灵敏度，以微弱的长程静电力。此外，在我们的工作中，纳米带的边缘主要是无氢的，开放的路线，部分氢化的磁性纳米带的调查。
2021-11-09 cond-mat.mes-hall
Kinetic magnetoelectric effect in a 2D semiconductor strip due to boundary-confinement induced spin-orbit coupling
在二维半导体电子系统的薄带中，由于边界区域中限制势的显著空间变化，在带的两个边缘附近可以诱导自旋-轨道耦合。在本文中，我们表明，在边界约束诱导的自旋轨道耦合的存在下，纵向电荷电流循环通过一个二维半导体条可能会导致\textit{strong}非平衡自旋积累附近的两个边缘的带。自旋将沿着2DEG平面的法线极化，但在条带的两个边缘处以相反的方向极化。从理论观点来看，这种现象本质上是一种动力学磁电效应，但它表现出与自旋霍尔效应非常相似的形式。
2006-03-28 cond-mat.mes-hall
Self-consistent local-equilibrium model for density profile and distribution of dissipative currents in a Hall bar under strong magnetic fields
最近的空间分辨测量的静电电位变化在强磁场，这揭示了一个明确的相关性之间的载流带和不可压缩带预期的霍尔酒吧的边缘附近，不能理解现有的平衡理论的基础上。为了解释这些实验，我们概括的自洽计算的静电势和电子密度在{ \em总}的热平衡的一个{ \em局部平衡}理论，允许处理有限的梯度的电化学电位作为驱动力的电流中存在的耗散的E-Fermi-Poisson方法。一个传统的电导率模型与小值的纵向电导率的整数值的（本地）朗道水平填充因子表明，在明显的协议与实验，电流密度是本地化附近的不可压缩的条带，其位置和宽度又取决于所施加的电流。
2002-10-09 cond-mat.mes-hall
Undoped accumulation-mode Si/SiGe quantum dots
我们报告了一种量子点器件设计，它结合了未掺杂SiGe异质结构材料的低无序特性和重叠栅极堆叠，其中每个静电栅极具有主导和独特的功能-控制单个量子点的占据和横向隧穿进入量子点和量子点之间。点和电子浴之间的隧穿速率的控制被证明超过九个数量级，并通过我们的放大器的带宽内的直接测量独立确认。直接测量在（0，2）<-->（1，1）电荷配置反交叉处的点间隧道耦合以量化单个点间隧道势垒栅极的控制。一个简单的指数相关性足以描述这些隧穿过程中的每一个作为控制栅极电压的函数。
2014-08-04 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall effect in narrow graphene ribbons
已知整数量子霍尔效应中的边缘态受到静电相互作用的显著影响，从而导致在霍尔条的边界处形成可压缩和不可压缩条带。我们在这里表明，在一个结合的实验和理论分析，这并不适用于窄石墨烯带的量子霍尔效应。在我们的石墨烯霍尔棒，这是只有60 nm宽，我们观察到的量子霍尔效应朗道能级指数k=2，并显示在一个零自由参数模型，可压缩和不可压缩的条带的空间范围是一个类似的大小作为磁性长度。我们的结论是，在窄石墨烯带的单粒子图片是一个更合适的描述的量子霍尔效应和静电效应是次要的。
2012-11-18 cond-mat.mes-hall
Edge spin accumulation in semiconductor two-dimensional hole gases
局域自旋密度的可控产生是半导体自旋电子学的关键技术之一。本文研究了自旋霍尔效应在强自旋轨道相互作用的二维空穴气中引起的边缘自旋积累。我们认为，这是一个内在的属性，在这个意义上说，它是独立的无序散射的强度。数值计算表明，这种机制引起的边缘附近的自旋极化可以很大，并且随着自旋轨道耦合强度的增加，它变得更大，更强的局域化，并且一旦超过弹性散射平均自由程，它与导电带的宽度无关.我们在二维空穴气微器件中的实验证实了这种显著的自旋霍尔效应现象.通过外部磁场实现可比较水平的自旋极化将需要实验室设备，其物理尺寸和操作电流比我们的自旋霍尔效应设备大百万倍。
2005-09-12 cond-mat.mes-hall
Spin Hall effect and zitterbewegung in an electron waveguide
研究了自旋轨道相互作用下多通道波导中电子自旋分辨几率分布。对于自旋极化的电子注入，zitterbewegung模式预测在波导中的电子的概率分布。对于自旋非极化注入，波导中的自旋分辨电子几率表现为自旋积累。除了自旋霍尔现象，即相反的自旋在波导的横向边缘的积累，我们预测存在一个规则的条纹图案的自旋积累在波导的内部区域。我们表明，预测zitterbewegung和自旋霍尔效应源于相同的机制，并形成从相干态的电子在波导中。
2006-11-08 cond-mat.mes-hall
Electrostatics of Edge States of Quantum Hall Systems with Constrictions: Metal--Insulator Transition Tuned by External Gates
本文讨论了Roddaro等人[1]最近的实验中报道的在整数体填充时具有点收缩的量子霍尔（QH）系统中由外部门调谐的金属-绝缘体跃迁的性质。我们在这里特别关注的绝缘行为-在高栅电压下引起的背散射增强现象。这里进行的QH系统与分裂门的静电计算表明，意见是不是一个结果的interedge附近的点接触的相互作用。我们将背散射增强的现象归因于整数边缘分裂成导电和绝缘条纹，这使得在点接触处发生分数带电准粒子的更相关的背散射过程。对于实验中使用的参数值，我们发现导电通道被绝缘条隔开很远，并且它们的存在显着改变了边缘的低能动力学。沟道间杂质散射不会强烈影响隧穿指数，因为它们被发现是无关的过程在低能量。在点接触处的后向散射指数不受通道间库仑相互作用的影响，因为所有通道具有相同的传播手性。
2007-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Scanning Gate Microscopy of a Nanostructure where Electrons Interact
我们表明，扫描门显微镜可用于探测纳米结构内部的电子-电子相互作用。我们假设一个简单的模型，由两个非相互作用的条带连接到一个相互作用的纳米系统组成。在其中一个条带中，静电势可以通过带电尖端局部变化。这种变化引起的修正后的纳米系统Hartree-Fock自能，增强了条纹的费米波长的一半，在图像中给出的量子电导作为尖端位置的函数。
2008-10-07 cond-mat.mes-hall
The effect of the frozen and pinned surface approximations on the spatial distribution of incompressible and compressible strips in quantum Hall regime
钉扎面近似和冻结面近似是半导体结构暴露面边界条件的两种常用近似。本文研究了在量子霍尔效应下，钉扎表面和冻结表面边界条件对GaAs/AlGaAs异质结中二维电子气中可压缩和不可压缩条带空间分布的影响。我们用半经典的Escheras-Fermi方法描述多体问题，同时用Poisson方程描述静电场。我们观察到，边界条件显着影响的空间分布的可压缩和不可压缩的条带。
2012-03-22 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Imaging of the Coulomb driven quantum Hall edge states
在量子霍尔效应（QHE）体系中，二维电子气（2DEG）的边缘被分为金属和绝缘相间的条带，其宽度由QHE态的能隙和静电库仑相互作用决定.然而，这些亚微米特征的局部探测由于掩埋的2DEG结构而具有挑战性。使用一种新开发的微波阻抗显微镜，我们展示了实空间电导率映射的边缘和体状态。的大小，位置和场的依赖性的边缘带周围的样品周长同意定量与自洽的静电图片。作为磁场函数的微波图像的演化提供了围绕ν= 2 QHE状态的丰富的微观信息。
2011-10-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Anomalous screening of an electrostatic field at the surface of niobium nitride
电场和材料中电荷之间的相互作用由静电屏蔽描述，在金属系统中，静电屏蔽通常被认为被限制在大约为费米长度的距离内。这张图片，它适用于表面电荷高达$\sim 10^{13}\,\mathrm{cm^{-2}}$，最近的有效性受到质疑的几个实验结果时，处理较大的表面电荷，如那些常规实现通过离子门控技术。这些结果是否可以在一个纯粹的静电图片仍有争议。在这项工作中，我们解决了这个问题，通过从头计算密度泛函理论的方法，在场效应晶体管配置的铌氮化物薄板的载流子密度的空间依赖性计算。我们发现，表面电荷$\lesssim 10^{14}\,\mathrm{cm^{-2}}$引起的扰动主要屏蔽在第一层内，而较大的表面电荷$\sim 10^{15}\,\mathrm{cm^{-2}}$引起的扰动可以穿透多个原子层，在合理的协议与现有的实验数据。此外，我们表明，一个显着的贡献，筛选大的领域是相关的，不仅在表面上的诱导载流子的积累层，但也到极化的未掺杂系统的预先存在的电荷密度。
2018-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene-based plasmonic switches at near infrared frequencies
介绍了石墨烯条形等离子体激元波导近红外波段串联开关的概念、分析和设计。通过使用石墨烯的场效应来选择性地启用或禁止石墨烯条形波导的一部分上的传播来实现切换，从而分别允许良好的传输或高隔离。使用全波模拟和传输线模型与矩阵传输方法相结合，该方法考虑到由设备的不同石墨烯条形波导部分支持的等离子体激元的特性，来执行所提出的结构的电磁建模。开关的性能进行评估与不同的参数的结构，包括周围的介电介质，静电门控和波导尺寸。
2013-09-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electron interaction, charging and screening in grain boundaries in graphene
在Hartree和Hubbard近似下，研究了有限电子密度下静电掺杂石墨烯中晶界的电子、输运和自旋性质。我们证明，根据GB的特性，其上的态可以具有群速度为零的金属特性，或者可以完全填充而失去承载电流的能力。这些态在电荷积累和自旋极化方面表现出质的不同特征。我们还表明，半经典的Escheras-Fermi方法提供了一个令人满意的近似计算的自洽势。由于这种电势的增强的背散射，GB的电导降低。
2013-08-31 cond-mat.mes-hall
Graphene Based Plasmonic Tunable Low Pass Filters in the THz Band
我们提出的概念，合成，分析和设计的石墨烯基等离子体可调谐低通滤波器在太赫兹波段工作。该结构由一个转移到电介质上的石墨烯带和一组位于其下方的多晶硅直流选通焊盘组成，通过石墨烯的场效应充分控制每个带段的引导特性，实现了对传播的表面等离子体的阶梯阻抗低通滤波器。提出了一种综合方法来设计具有截止频率、带内性能和抑制特性的滤波器。该结构的电磁建模是有效地执行相结合的静电缩放法计算每个带部分的传输线和传输矩阵框架的引导功能，方法进一步验证通过全波模拟。所提出的过滤器的性能进行评估，在实际情况下，考虑到存在的门控偏置和石墨烯的损失的影响。这些结果以及与等离子体传播相关的高度小型化，对于未来在创新的THz通信系统中使用和集成所提出的滤波器与其他石墨烯和硅基元件是非常有希望的。
2014-10-25 cond-mat.mes-hall
Imaging the breaking of electrostatic dams in graphene for ballistic and viscous fluids
在某些情况下，材料中的载流子的流动可以模拟粘性流体的流动。为了可视化的后果，这种影响，必须开发新的方法，可以探测准粒子流剖面与纳米尺度的分辨率作为系统的几何参数不断演变。在这项工作中，扫描隧道电位法（STP）是用来图像的准粒子流周围的工程静电屏障在石墨烯/hBN异质结构。测量是作为静电坝-由横向pn结势垒定义-在石墨烯片内被打破，载流子通过导电通道移动，其物理宽度从夹断到微米级连续变化。电化学势的局部STP测量可以直接表征不断变化的流动剖面，我们将其与具有不同参数的斯托克斯流体的有限元模拟进行比较。我们的研究结果揭示了明显的非欧姆流动剖面，与电荷偶极子形成跨越障碍，由于载流子散射和积累的上游侧，和下游耗尽。个别通道的电导测量，同时，揭示了在低温下的准粒子流是弹道的，但随着温度的升高，有一个克努森-古尔芝制度交叉的流体变得粘稠和通道电导超过由Sharvin电导设置的弹道限制。这些结果提供了一个清晰的说明如何在费米流体中的载流子流量演变的载流子密度，通道宽度和温度的函数。他们还演示了如何STP可以用来提取准粒子传输的关键参数，空间分辨率超过其他方法的数量级。
2021-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Efficient Gating of Magnons by Proximity Superconductors
静电门控限制和控制集成电路中电子的传输。磁振子是磁序自旋波的量子，是有希望的替代信息载体，但难以选通。在这里，我们报告的超导条上的薄磁膜可以完全反射磁振子的反磁响应的磁振子杂散场。所引起的大的频率偏移单向地阻挡了垂直于磁化方向传播的磁振子。两个平行于磁化方向的超导门产生一个磁振腔。门控相干磁振子的选项增加了磁振子器件的功能，例如可重新编程的逻辑器件和增加与其他自由度的耦合。
2022-08-09 cond-mat.mes-hall
Non-local magnetoresistance in YIG/Pt nanostructures
我们研究了沉积在钇铁石榴石上的薄铂带的局域和非局域磁电阻。当地的磁阻响应，推断出的电压降沿一个给定的Pt条电流偏置时，显示的自旋霍尔磁阻的特征磁化取向依赖。我们同时也记录沿第二，电隔离，Pt条，从携带一个由几个100 nm的间隙的电流分离的非本地电压出现。相应的非局域磁电阻表现出预期的磁振子自旋累积驱动过程的对称性，证实了Cornelissen等人最近提出的结果。[1]。我们的磁输运数据，采取在一系列不同的温度作为磁场方向的函数，旋转的外部施加的字段在三个相互正交的平面，表明背后的自旋霍尔和非本地磁阻的机制是质的不同。特别是，非本地磁阻消失在液氦温度，而自旋霍尔磁阻占上风。
2015-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scanning gate microscopy in graphene nanostructures
系统地研究了石墨烯纳米带和纳米收缩体在扫描栅显微镜针尖作用下的电导。使用非侵入性探头的散射方法，由尖端电位扰动引起的第一和第二阶电导校正明确表示在未扰动结构的散射状态。数值计算证实了微扰的结果，表明二阶项占主导地位的电导平台，表现出普遍的扶手椅石墨烯带的标度律。对于更强的提示，在特定的探针电位的宽度和强度超出了微扰制度，电导修正揭示了外观的共振起源于状态下被困的提示。扶手椅金属条的零横向能量模式被示出为对探针的长程静电势不敏感。对于在条带上定义的纳米收缩，扫描门显微镜允许洞察电导量化的击穿。一阶校正一般占主导地位，在低尖端强度，而费米能量与微弱的电导平台，二阶校正成为占主导地位的相对较小的潜在尖端强度。根据部分局域态密度的空间依赖性，最大的尖端效应发生在收缩的中心部分，靠近边缘。纳米带和nanoconstrictions与锯齿形的边缘表现出类似的反应，在扶手椅纳米结构的情况下，除了当谷间耦合诱导的尖端电位破坏手性边缘状态。
2023-02-17 cond-mat.mes-hall
