Linear exciton Hall and Nernst effects in monolayer two-dimensional semiconductors
School of Physics and Electronics, Hunan University（湖南大学物理与电子学院）
单层二维半导体中线性激子霍尔与能斯特效应的研究，揭示了特定对称性可诱导显著效应，即使无 Berry 曲率。
2025-12-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Sign-reversible valley-dependent Berry phase effects in 2D valley-half-semiconductors
操纵谷依赖的Berry相位效应为基础研究和实际应用提供了显着的机会。在这里，通过参考有效的模型分析，我们提出了一个实现拓扑磁谷相变的一般方案。更重要的是，通过使用谷半导体VSi 2N4作为一个突出的例子，我们研究的符号变化的谷依赖的Berry相位效应驱动的符号变化的谷异常输运特性通过外部手段，如双轴应变，电场，和相关效应。因此，这就产生了谷异常传输现象的量子化版本。我们的研究结果不仅揭示了一个一般的框架，以控制谷自由度，但也激发了进一步的研究方向的多功能量子器件的谷电子学和自旋电子学。
2021-10-05 cond-mat.mes-hall
Side jump contribution to spin-orbit mediated Hall effects and Berry curvature
反常霍尔效应和自旋霍尔效应起源于自旋轨道耦合，在Kohn-Luttinger ${\bf k}\cdot{\bf p}$形式中，自旋轨道耦合由坐标和速度算符中的反常项表示。给出了GaAs型半导体中电子的动量空间中这些算符与Berry曲率的关系。对于中心对称半导体，讨论了Berry曲率的变换性质。
2008-04-25 cond-mat.mes-hall
Control of many electron states in semiconductor quantum dots by non-Abelian vector potentials
量子系统的简并本征态的绝热时间演化提供了用于控制电子态的手段，因为简并能级之间的混合产生矩阵Berry相位。在存在自旋轨道耦合的n型半导体量子点中，电子的哈密顿量在时间反转操作下保持不变，多体基态可能是双简并的.当电子数为奇数时，这种双重简并性可以产生非阿贝尔矢量势。我们发现许多电子波函数的反对称性对矩阵Berry相位没有影响。我们推导出的方程，允许一个调查的电子关联的影响，通过表示非阿贝尔矢量势的单电子非阿贝尔矢量势的多电子系统。
2007-06-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Single electron control in n-type semiconductor quantum dots using non-Abelian holonomies generated by spin orbit coupling
我们提出利用具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用的n型半导体量子点，通过简并态之间的绝热变换实现单电子操控.量子点中所有的能级都是离散的，并且由于Rashba和/或Dresselhaus自旋轨道耦合项的存在，时间反演导致了双简并.我们发现双简并的存在并不一定会产生有限的非阿贝尔（矩阵）Berry相。我们表明，一个扭曲的二维谐波势可能会产生非阿贝尔Berry相位。非阿贝尔贝瑞相的存在可以通过测量光学偶极跃迁来实验测试。
2006-02-22 cond-mat.mes-hall
Optical injection and terahertz detection of the macroscopic Berry curvature
我们提出了一个实验方案来探测固体的Berry曲率。我们的方法对布里渊区的任意区域都很敏感，并且只采用基本的光学和太赫兹技术来产生无背景信号。使用半导体量子阱作为一个原型系统，我们讨论了如何注入宏观Berry曲率，并探测它的方式，提供有关的微观Berry曲率的信息。
2011-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Direct probing of phonon mode specific electron-phonon scatterings in two-dimensional semiconductor transition metal dichalcogenides: Symmetry and Berry phase
固体系统中的电子-声子散射是决定诸如载流子迁移率和热导率等许多关键物理量的关键过程。在这里，我们报告的声子模式特定的电子-声子散射的直接探测在层状半导体过渡金属dichalcogenides WSe 2，MoSe 2，WS 2，和MoS 2通过非弹性电子隧穿光谱测量，量子输运模拟和密度泛函计算。我们的实验和理论特征动量守恒的单和双声子电子-声子散射涉及多达8个单独的声子模式在单层和双层膜，其中横向，纵向声学和光学，弯曲光学声子量子电荷流中发挥重要作用。此外，我们观察到，双声子非弹性电子隧穿过程，这被证实是通用的在所有四个半导体层，由层数依赖的对称性，量子干涉，和几何Berry相位。
2022-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant magnetic field from moiré induced Berry phase in homobilayer semiconductors
本研究发现同质双层过渡金属二硫族化合物中莫尔图案诱导的实空间贝里相可产生高达数百特斯拉的周期性巨磁场，其可电调控且具拓扑特性，为纳米尺度定制超高磁场提供新途径。
2019-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic field induced shell-to-core confinement transition in type-II semiconductor quantum wires
研究了具有II型能带失配的核-多壳层半导体纳米线在外加磁场作用下的激子性质。我们的研究结果表明，根据芯线半径，在II型带中的载流子表现出量子点样或量子环样的能谱，分别对应于芯线或外壳中的载流子限制。在后者中，壳到芯的限制转变可以通过增加磁场强度，这可能会导致有趣的光电流性质的这些限制结构，可调的外部场诱导。
2013-11-21 cond-mat.mes-hall
Dielectric confinement of excitons in type-I and type-II semiconductor nanorods
我们从理论上研究了介电环境对CdSe和CdTe/CdSe/CdTe纳米棒激子基态的影响。我们发现，绝缘环境增强激子复合率和蓝移的发射峰几十毫电子伏。这些效应对于II型纳米棒尤其明显。在这些结构中，电介质限制甚至可以修改电子和空穴电荷的空间分布。电子与空穴的分离需要一个临界电场，其值随周围环境的绝缘强度而增大。
2010-11-29 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
Quantum confinement in semiconductor random alloys: a case study on Si/SiGe/Si
Chemnitz University of Technology（开姆尼茨工业大学）；Fraunhofer Institute for Electronic Nano Systems（弗劳恩霍夫电子纳米系统研究所）
研究SiGe随机合金在纳米尺度下的量子限制效应，通过扩展Hückel理论分析合金组成、层厚及Ge浓度波动对能带结构的影响，并与有限量子井模型进行对比。
2026-03-19 cond-mat.mes-hall
Non-adiabatic Berry phase for semiconductor heavy holes under the coexistence of Rashba and Dresselhaus spin-orbit interactions
本文构建非Abel Berry联络与相位，研究Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用共存下SiGe量子阱重空穴的准简并点如何通过非绝热过程破坏π量子化并导致相位能量分布不连续。
2023-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cs.CE
Spin Hall Effect in p-type Semiconductors
自旋霍尔效应是通过外部电场感应自旋电流的现象。我们最近提出，这种效应可以发生在p型半导体中，而不依赖于任何无序散射[S。Murakami等人，Science 301，1348（2003）]。这种内禀效应是由于“动量空间中的Berry相”，代表了Bloch能带结构的拓扑结构。我们解释了Berry相是如何引起自旋霍尔效应的，并回顾了这种效应的几个有趣的方面
2004-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing the Nanoscale Excitonic Landscape and Quantum Confinement of Excitons in Gated Monolayer Semiconductors
本研究利用阴极发光光谱探测静电栅控单层 $WS_2$，分辨栅控与非栅控区域间的同质结，并发现电子束与栅场共同诱导的非传统掺杂所形成的激子限制通道。
2025-08-30 cond-mat.mes-hall
Pseudosymmetric bias and correct estimation of Coulomb/confinement energy for unintentional quantum dot in channel of metal-oxide-semiconductor field-effect transistor
我们描述了一种测量方法，该方法能够正确估计金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）沟道中无意的量子点（QD）的充电能量。如果通道具有带大充电能量的主导QD和带弱得多的充电的杂散QD阵列，则该方法通过将杂散QD视为串联电阻器来消除由于杂散QD引起的附加电压降。我们将这种方法应用于短沟道MOSFET，发现占主导地位的QD的充电能量确实可以小于库仑金刚石的尺寸。
2013-09-18 cond-mat.mes-hall
Berry Phase and Traversal Time in Asymmetric Graphene Structures
已经计算了非对称非接触或接触石墨烯结构的Berry相和基于群速度的遍历时间，并且与半导体异质结构相比已经观察到显著差异。这些差异与石墨烯中载流子的特定的、类似狄拉克的演化规律有关，这引入了一种新型的不对称性。当与电极接触时，狄拉克方程的对称性被接触中的薛定谔型电子破坏，使得接触和非接触石墨烯中的Berry相和遍历时间行为显著不同。
2011-05-27 cond-mat.mes-hall
Interplay between Phonon Confinement and Fano Effect on Raman line shape for semiconductor nanostructures: Analytical study
研究了理论喇曼谱线形函数，分别考虑了量子限域效应和Fano效应。从拉曼谱线的展宽和不对称性方面研究了各种拉曼谱线的特征。结果表明，这两种效应单独引起的拉曼线形函数的不对称性并不线性相加，从而给出考虑组合效应所产生的线形的不对称性。这表明这两种效应之间存在相互作用。相互作用的起源在于Fano效应本身依赖于量子限制效应，并反过来提供了一种不对称性。这不能通过考虑两种效应的贡献相互独立来解释。
2015-08-03 cond-mat.mes-hall
Few-electron semiconductor quantum dots with Gaussian confinement
我们用Hartree-Fock方法计算了N个\le 10电子在一个量子点中的电子结构.讨论了N束缚电子稳定的条件。我们发现，最相关的参数确定的束缚电子数是$V_0 R^2$。这样的性质来自于锥势的广泛有效的标度性质。具有N = 2、5和8个电子的高斯量子点特别稳定，与Hund规则一致。随着井半径的增加，壳结构变得越来越不明显。
2008-04-11 cond-mat.mes-hall
Deterministic exciton confinement in 2D semiconductors via local dielectric engineering for scalable quantum light sources
Micro Nanoelectronics Research Center, Department of Electrical and Computer Engineering, Technion（微纳电子研究中心，电气与计算机工程系，以色列理工学院）；Institute of Applied Physics, The Faculty of Science and The Center for Nanoscience and Nanotechnology, The Hebrew University of Jerusalem（应用物理研究所，理学院，纳米科学与纳米技术中心，耶路撒冷希伯来大学）
通过局部介电工程在二维半导体中实现确定性激子限制，为可扩展量子光源提供实用且可扩展的集成方案。
2025-12-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Engineering the spatial confinement of exciton-polaritons in semiconductors
我们证明了在固态系统中的电子激发的空间限制，在新的人工结构，可以设计具有任意的维度和形状。所研究的激发是平面半导体微腔中的激子-极化激元。通过横向捕获其光子分量，它们被限制在微米大小的区域内。在角分辨光发射光谱中发现了上下极化激元受限态的显著特征，其中存在离散的能谱和宽角模式。一个理论模型明确地支持我们的观察。
2006-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Topological quantum phase transition and the Berry phase near the Fermi surface in hole-doped quantum wells
我们提出了一个拓扑量子相变的量子态具有不同的Berry相位的空穴掺杂的III-V族半导体量子阱的体和结构反转不对称。占据的布洛赫态的Berry相位可以是拓扑金属态的特征。结果表明，量子阱厚度的调整可以引起二维空穴气的Berry相变。相应地，自旋霍尔电导率的跳跃伴随着Berry相的变化。该性质对系统中的杂质势具有鲁棒性。讨论了这种拓扑量子相变的实验检测。
2007-05-25 cond-mat.mes-hall
Generation of Schrödinger's cat states in a planar semiconductor heterostructure
我们提出了一种基于典型的平面半导体异质结构的纳米器件，其具有由施加到局部电极的电压产生的横向限制电势。我们展示了如何获得近抛物线约束沿纳米器件，以及如何使用谐振子的相干态的空间分离的电子密度对应于相反的自旋方向。这样，就产生了薛定谔猫型的纠缠态。我们进行了模拟的一个现实的纳米器件模型，通过数值求解随时间变化的薛定谔方程，同时跟踪的可控约束电位通过解决方案的泊松方程在每个时间步。
2017-07-27 cond-mat.mes-hall
Voltage tunable quantum dot array by patterned Ge-nanowire based metal-oxide-semiconductor (MOS) devices
半导体量子点（QD）被认为是广泛的先进和新兴技术的主要单元，包括电子学、光电子学、光电子学和生物传感应用以及基于q比特的量子信息处理领域。这种量子点适合于几种新的器件应用，因为它们具有独特的性质，即限制载流子三维地产生离散的量子态。然而，在实践中实现这样的量子点表现出严重的挑战，关于其在阵列中的制造具有所需的可扩展性和可重复性以及在室温下对量子态的控制。在这种情况下，目前的工作报告的高度缩放的Ge纳米线（半径~25 nm）的垂直金属氧化物半导体器件，可以在室温下作为电压可调量子点的阵列的制造。这种纳米线中的电子在径向方向上经历几何限制，然而，它们可以通过调节所施加的偏压而被轴向限制，以便操纵量子态。这种电子的量子限制已经从在相对低的频率（200 kHz）下的室温电容-电压（C-V）特性中的阶跃状响应中得到证实。已经观察到每个这样的步骤包括占据~6个电子电荷的量化态的卷积。这种载流子限制的细节进行了分析，在目前的工作中，通过理论建模的非平衡格林函数（NEGF）形式主义的基础上的设备的输运特性。
2020-11-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
On-demand confinement of semiconductor excitons by all-optical control
在凝聚态物理中，通过建立对冷却和捕获技术的彻底控制，原子系统已经取得了显着的进展。在半导体中，这种方法也可以提供一种确定性的方法来实现利用激子气体的集体量子现象的长期目标。虽然长寿命激子简单地使用低温装置冷却到非常低的温度，但工程限制势一直是一项具有挑战性的任务。这种程度的控制是最近才实现的高要求的纳米制造工艺实现的设备。在这里，我们展示了这种技术的替代方案，并显示如何适当的光激发允许在原位操纵激子传输。我们的方法是基于光控制的注入和空间图案的电荷被困在一个场效应器件。因此，产生了电场梯度，并实现了激子偶极子的微观陷阱或反陷阱。因此，任何限制几何形状都可以通过成形激光激发的空间轮廓来实现。因此，我们成功地捕获激子气体的密度范围内的量子相关性预测在我们非常低的浴温度。
2012-02-15 cond-mat.mes-hall
Berry Phase Effect on Exciton Transport and Bose Einstein Condensate
随着半导体量子阱结构中激子寿命的延长，激子的输运和玻色-爱因斯坦凝聚成为近年来研究的热点。在激子质心动力学中，由于Berry相位效应，我们揭示了动量空间规范场。我们预测自旋相关的拓扑输运的激子类似的异常霍尔和能斯特效应的电子。我们还预测了自旋相关的流通的被困激子气体和不稳定的激子凝聚体中有利于涡旋的形成。
2008-07-28 cond-mat.mes-hall
Protocols to measure the non-Abelian Berry phase by pumping a spin qubit through a quantum-dot loop
提出通过将自旋量子比特泵浦穿过量子点环路来测量非阿贝尔Berry相的协议，以评估holonomic quantum gates在量子信息处理中的潜力。
2025-04-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Generalized effective mass approach for cubic semiconductor n-MOSFETs on arbitrarily oriented wafers
本文提出了立方半导体n-MOSFET有效质量方程方法的量子模拟的一般理论。全三维传输问题描述的耦合横向子带模式，由于沿体厚度方向的量子限制而产生。子带之间的耦合产生的原因有两个：由于沿传输方向的限制电位的空间变化，以及由于不对齐的设备坐标系与恒定能量导带椭圆的主轴。如果静电势沿传输方向和限制方向是可分离的，并且如果沿传输方向的电势变化足够慢以防止子带之间的偶极耦合（齐纳隧穿），则问题大大简化。在此极限下，输运问题可以通过采用两个幺正算子将任意取向的恒定能量椭球变换成具有沿器件的输运、宽度和约束方向的主轴的规则椭球来解决。本文计算了硅和锗的几种重要晶向的有效质量。
2004-03-29 cond-mat.mes-hall
Role of quantum confinement in semiconductor-superconductor core-shell nanowires
Reykjavik University（雷克雅未克大学）；Wroclaw University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学）；West Virginia University（西弗吉尼亚大学）
本文通过微观模型计算，研究半壳和全壳金属超导体覆盖的半导体纳米线中超流的相干性，发现半壳系统中高能横向模的电子-空穴混合态环绕纳米线，导致Little-Parks振荡。
2026-06-12 cond-mat.mes-hall
Recent progresses of quantum confinement in graphene quantum dots
石墨烯量子点（GQD）不仅在自旋量子比特方面具有潜在的应用价值，而且是研究狄拉克费米子的基本性质（如Klein隧穿和Berry相位）的重要平台。迄今为止，GQD中的量子限域研究仍然是凝聚态物理的研究热点。本文主要从扫描隧道显微镜（STM）和扫描隧道光谱（STS）两个方面综述了GQD量子限制的实验研究进展。根据量子点的限制强度不同，将其分为Klein量子点、束缚态量子点和边缘终止量子点。基于Klein量子点中准束缚态的实现，利用外部垂直磁场作为操控手段，通过调控Berry相位和电子-电子（e-e）相互作用来触发和控制量子点的新性质.针尖诱导的无边GQD可以作为一种直观的手段，在纳米尺度和单电子精度下探索对称性破缺态，有望用于研究不同二维材料的物理性质。此外，通过设计和合成三角形锯齿形纳米石墨烯，成功地将高自旋磁性基态引入到边缘封端的GQD中。
2021-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Berry phase and Rashba fields in quantum rings in tilted magnetic field
我们研究了外加磁场的不同取向以及结构不对称性对量子环系统本征态特征的相互作用。我们使用一个近解析模型描述的量子环，它允许一个彻底的研究椭圆变形和它们的影响，自旋内容和Berry相位的不同量子态。反磁位移和塞曼相互作用与Rashba自旋轨道相互作用竞争，由限制不对称性和外部电场引起，以改变不同状态的自旋纹理。光滑变化的Berry相位观察到对称量子环作为施加磁场的函数。有趣的是，我们发现，不对称诱导非平凡的Berry相位，这表明在现实结构中的缺陷将有利于观察几何相位。
2015-04-14 cond-mat.mes-hall
Strong quantum confinement effect in the optical properties of ultrathin α-In2Se3
研究了量子限域效应对原子级薄α-In_2Se_3晶体光吸收谱的影响，观察到剥离态α-In_2Se_3晶体的光学带隙随厚度的变化。这里报告的带隙变化是在半导体晶体中发现的最大的带隙变化之一，并且跨越了其他2D半导体未发现的近紫外光谱区域。
2016-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear optical response induced by non-Abelian Berry curvature in time-reversal-invariant insulators
提出了一个由非阿贝尔Berry曲率引起的时反不变绝缘体中非线性光学的一般框架。我们发现TRI绝缘体在光场和太赫兹光场下的三阶响应与布里渊区上的非阿贝尔Berry曲率的积分直接相关。我们将结果应用于带边附近具有旋转对称性的绝缘体。在共振激发下，光学极化率与通过等能表面的Berry曲率的通量成正比，其等于表面的陈数乘以$2π$。对于III-V族化合物半导体，基于六带模型的微观计算给出了三阶极化率，其等能面的陈数等于3。
2014-08-15 cond-mat.mes-hall
Grading effects in semiconductor nanowires with longitudinal heterostructures
在有效质量近似下，通过求解薛定谔方程，对具有纵向异质结构的圆柱形自支撑量子线中材料间梯度界面的作用进行了理论研究.以前的工作，这样的线与突然的接口预测，作为线半径减小，沿生长方向的有效电位被改变，并可能导致载流子限制在障碍，在II型系统。我们的结果表明，当考虑梯度界面，这种潜在的收购一个特殊的形式，它在界面区域呈现尖点，屈服于界面处的电子约束。数值结果还表明，在某些特殊情况下，施加平行于导线轴的磁场也可以诱导界面约束和I型到II型转变。
2011-05-05 cond-mat.mes-hall
Topological thermoelectric effects in spin-orbit coupled electron and hole doped semiconductors
计算了在面内磁场以及Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合作用下，电子和空穴掺杂半导体杂质半导体中Berry相位介导的反常Hall和Nernst效应的本征贡献.对于这两个系统，我们发现，该政权的化学势，支持拓扑超导态的超导邻近效应的存在下，其特征在于在拓扑霍尔和能斯特系数两侧的明确定义的峰标记的拓扑政权的出现的高原。高原出现从一个明确的动量空间之间的分离区域的贝里曲率达到峰值（在“近带简并”点）和区域的单一（或奇数）费米表面位于布里渊区。能斯特系数的平台是由两个相反符号的峰包围的消失的幅度作为化学势的函数。这些结果对于实验推导出在邻近效应存在下实现拓扑态的化学势体系是有用的。
2012-03-27 cond-mat.mes-hall
Direct Observation of Acoustic Phonon Confinement in Free-Standing Semiconductor Nanowires
与电子波类似，半导体中的声子态也会经历由外部边界引起的变化。在具有周期性调制的弹性常数或质量密度的结构（称为声子晶体）中声学声子谱的修改已被实验证明并在实际应用中使用。通过空间限制改变单个纳米结构中的声学声子谱的可能性将为控制纳米尺度下的声子-电子相互作用和热传导带来巨大的好处。然而，尽管强大的科学和实践的重要性，决定性的实验证据的声学声子限制在个别独立的纳米结构，如纳米线，仍然失踪。长度尺度，在声子色散经历的变化和声子群速度减少的可能性，进行了辩论。在这里，我们利用专门设计的高品质GaAs纳米线（NW）具有不同的直径，D，和大的纳米线间的距离，直接演示声学声子限制。用布里渊-曼德琉斯光谱进行的测量揭示了在D大至~128 nm的NW中频率从4 GHz至40 GHz的受限声子极化分支，即在长度尺度上，其超过GaAs中的“灰色”声子平均自由程几乎一个数量级。声子色散的修改和声子能量标度与D在个别纳米线是在良好的协议与理论。所获得的结果可以导致更有效的声学声子的纳米级控制，有利于纳米电子学，热电能量转换，热管理，和新的自旋电子技术。
2016-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical Control of Topological Quantum Transport in Semiconductors
强相干激光辐射从吸收边红失谐后，由于k空间Berry曲率从价带转移到光子修饰的导带，可以反应性地激活n掺杂顺磁半导体中的霍尔型电荷和自旋输运。在无序存在的情况下，光致霍尔电导可以改变符号与激光强度。
2007-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Study on the effects of anisotropic effective mass on electronic properties, magnetization and persistent current in semiconductor quantum ring with conical geometry
本研究通过数值分析圆锥表面量子环中各向异性有效质量的影响，发现量子限制和非各向同性质量显著改变电子性质、磁化强度和持续电流，并影响AB和dHvA振荡。
2023-11-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
On quantum confinement without barriers
Ioffe Institute（伊俄费研究所）
本文论证了在无势垒情况下，材料能量色散（有效质量）也能实现量子限制，并预测了不同子带波函数空间局域化的可能性，可应用于量子级联激光器。
2026-09-24 cond-mat.mes-hall
Tuning the Optoelectronics of Mixed-Semiconductors through the interplay of Quantum confinement and Stoichiometry Engineering
National Institute of Science Education and Research, (NISER)（印度科学教育研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）
该研究通过解耦离子与电子输运动力学分析CsPbBr3纳米晶的尺寸相关电荷输运，发现最小尺寸纳米晶输运特性最优，为钙钛矿基高效量子器件提供了新方向。
2026-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Generalization of Phonon Confinement Model for Interpretation of Raman Line-Shape from Nano-Silicon
为了验证半导体纳米材料拉曼散射实验数据的真实性，对两种拉曼线形函数进行了比较分析。一个修改后的形式已经存在的声子禁闭模型，包括两个基本的考虑，声子动量守恒和转移区中心声子频率。在结合上述两个因素后，产生了相当对称的拉曼线形，这与通常从纳米结构半导体获得的非对称拉曼线形相反。通过拟合实验观察到的拉曼散射数据，从硅纳米结构，制备金属诱导蚀刻，它可以建立的声子约束模型的框架内获得的拉曼线形是一个真正的代表拉曼线形足够低的尺寸半导体。
2017-11-30 cond-mat.mes-hall
Density of states as a probe of electrostatic confinement in graphene
我们从理论上分析了在金属栅的帮助下，限制电子在单层石墨烯中的可能性，通过评估这种栅极定义的量子点在环形金属接触的存在下的态密度。在栅极限定的具有有限载流子密度的"量子点"中静电限制电子的可能性，被未掺杂的石墨烯片包围，强烈地依赖于量子点中电子动力学的可积分性。与目前的计算，我们可以定量地比较禁闭在点与可积和混沌动力学，并验证预测的Berry相位与赝自旋导致部分禁闭的情况下，预计没有禁闭，根据依赖于经典动力学的参数只。
2014-04-08 cond-mat.mes-hall
High-Q photonic crystal cavities in all-semiconductor photonic-crystal heterostructures
光子晶体腔使得能够实现高Q因子和低模式体积谐振器，其中典型的架构由薄的悬置图案化层组成，以通过强折射率引导来最大化光的限制。我们研究了一种基于异质结构的方法，包括一个高折射率的核心和较低的折射率的包层。虽然限制通常随着芯层和包层之间的折射率对比度的减小而减小，但我们表明，与直觉相反，由于包层中的光子能带结构所提供的限制，可以仅用小的折射率对比度来实现Q因子$>10^4$。这为在传统半导体异质结构中实现高Q因子腔开辟了新的机会，并直接应用于使用传统制造方法的电泵浦纳米腔激光器的设计。
2017-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.app-ph
Stark Effect of Interactive Electron-hole pairs in Spherical Semiconductor Quantum Dots
基于有效质量近似（EMA），提出了一种理论变分法，研究了在强约束电子-空穴对和弱电场限制下，球形半导体量子点的量子约束Stark效应.详细研究了库仑势和极化能各自的作用。在合理的物理假设下，可以进行分析计算。他们清楚地表明，斯塔克位移是一个二次函数的电场振幅的研究制度。由此产生的数值被认为是在一个显着的域的有效性与实验数据吻合良好。
2009-08-15 cond-mat.mes-hall
Semiconductor quantum plasmonics
我们研究了高掺杂半导体杂质半导体层中经典等离子体和量子等离子体之间的边界。选择半导体平台而不是金属进行我们的研究，可以准确描述构成等离子体响应的电子的量子性质，这是量子等离子体的关键要求。我们的量子模型允许我们计算由任意一维势确定的电子态的集体等离子体共振。我们的方法是证实了实验光谱，实现在一个单一的量子阱，其中存在高阶纵向等离子体激元模式。我们证明，它们的能量取决于等离子体的能量，因为它也是金属的情况下，但也对组成电子的大小限制。这项工作为半导体等离子体的量子工程技术的适用性开辟了道路。
2020-09-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Two-dimensional topological semimetal state in a nanopatterned semiconductor system
我们提出了在具有三角对称的半导体人工晶格中创建二维拓扑半金属。面内磁场驱动拓扑绝缘相和拓扑半金属相之间的量子相变。拓扑半金属的特征在于携带量子化Berry通量的健壮的带接触点和终止于带接触点的边缘态。在磁场$\sim 4\text{T}$作用下，高迁移率GaAs人工晶格中将发生拓扑相变，并可通过边缘电导的异常行为来检测。
2016-10-21 cond-mat.mes-hall
Quantum Size Effects on the Chemical Sensing Performance of Two-Dimensional Semiconductors
我们调查的作用，量子限制的气体传感器的性能的基础上的二维InAs膜。Pd修饰的InAs膜配置为H2传感器显示出强烈的厚度依赖性，随着厚度从48 nm减小到8 nm，传感器响应增强约100倍。通过详细的实验和建模，厚度缩放趋势归因于电子的量子化，这有利地改变了载流子的位置和传输特性，从而使它们更容易受到表面现象的影响。
2012-04-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Transverse Quantum Confinement in Semiconductor Nanofilms: Optical Spectra and Multiple Exciton Generation
我们报告的吸收和光致发光光谱的Si和SnO $_2$多晶纳米薄膜在紫外-可见-近红外范围内，具有离散的频带产生的横向量子限制。膜厚度范围为3.9 nm至12.2 nm，取决于材料。结果在盒子中的颗粒模型内解释，盒子宽度等于层质量厚度。能级和跃迁的比例与膜厚度的平方成反比。有效电子质量的计算值与薄膜厚度无关，等于0.17 m $_o$（Si）和0.21 m $_o$（SnO $_2$），其中m $_o$为自由电子的质量。有效质量值的不确定性是ca。2.5%，通过膜厚度校准确定。第二个计算的模型参数，HOMO的量子数$n$，也是厚度无关的：8.00（Si）和7.00（SnO $_2$）。这表明费米能级也应该与这些纳米膜中的膜厚度的平方成反比。所观察到的跃迁都从能级$n$开始，对应于Δ $n$ = 1、2、3等。光致发光带表现出大的斯托克斯位移，随着激发能的增加而移动到更高的能量。光致发光量子产率超过统一，显示出从每个吸收的光子产生多个激子的证据。原型Si-SnO $_2$纳米膜光伏电池证明了光电子产率随光子能量的增加而增加，显示了多激子产生的证据。
2014-05-13 cond-mat.mes-hall
Valley-spin polarized Landau levels in a monolayer semiconductor
过渡金属双硫族化合物（TMD）中的电子同时具有谷自由度和自旋自由度。这些内部量子自由度为探索新的物理现象以及电子学和光子学应用提供了理想的实验室。谷和自旋相关的光学和电学性质，起源于Berry曲率效应，最近已被证明。这样的Berry曲率效应，连同强的自旋-轨道相互作用，可以在垂直磁场下进一步产生非常规的朗道能级（LL），其支持量子霍尔机制中的谷和自旋极化手征边缘态。然而，独特的LL结构尚未在TMD中得到证实。在这里，我们报告的观察充分谷和自旋极化的LL在高品质的WSe 2单层实现使用范德华异质结器件平台。手持分辨光学反射光谱已被应用于探测在个别山谷间LL过渡。当地办事处的结构已经建成。还观察到由强库仑相互作用驱动的掺杂诱导的质量重整化。我们的结果为研究非常规LL物理和单层TMD中的量子霍尔效应打开了大门。
2017-02-18 cond-mat.mes-hall
Giant Faraday rotation induced by Berry phase in bilayer graphene under strong terahertz fields
半导体中的高阶太赫兹（THz）边带产生（HSG）是一种与高次谐波产生类似的物理现象，但频率要低得多。研究发现，弱光激发的电子-空穴对在强太赫兹场的驱动下，可以沿循环路径积累Berry相。在单层MoS $_2$中，Berry相位表现为短脉冲激发下发射信号的法拉第旋转角。本文将THz极端非线性光学中的Berry相位理论应用于具有Bernal堆积的偏压双层石墨烯，该石墨烯具有与单层MoS $_2$相似的Bloch带特征和光学性质，如时间反演相关的谷和谷对比光学选择规则。双层石墨烯具有比单层MoS $_2$大得多的Berry曲率，这导致光发射的巨大法拉第旋转（对于频率为1 THz且强度为8 kV/cm的THz场，$\sim$为1 rad）。这为使用双层石墨烯和低功率THz激光器用于超快电光器件提供了机会。
2013-07-30 cond-mat.mes-hall
Semiconductor quantum well magnetic memory using confinement from proximity exchange fields for high magnetoresistances in a field-effect transistor
针对磁隧道结室温开/关比有限的问题，提出两层铁磁绝缘体包覆半导体量子阱的器件结构，利用邻近磁化的电子限制效应调制带隙，预测室温磁阻超10000%，可实现磁忆晶体管，推动相关电路技术发展。
2025-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Level structure and spin-orbit effects in semiconductor nanorod dots
我们从理论上研究了自旋轨道Dresselhaus和Rashba效应如何影响准一维半导体量子点的电子结构，类似于半导体纳米棒内部形成的量子点。我们计算了电子能级，本征函数，和有效的g因子耦合，双点由不同的材料，特别是GaAs和InSb。我们表明，通过选择的形式的横向限制，Dresselhaus和Rashba项的贡献可以调整和抑制，我们考虑几种可能的情况下的利益。我们还研究了如何通过改变纵向双阱约束的参数，可以在很大程度上控制有效的g因子。
2004-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tracing spatial confinement in semiconductor quantum dots by high-order harmonic generation
我们在这里报告的高次谐波产生（HHG）在不同尺寸的CdSe半导体量子点层和一个参考散装的CdSe薄膜的实验-理论研究结果。我们观察到一个强烈的效率下降，直到完全抑制HHG的能量以上的带隙的最小的点，而带隙以下的谐波的强度仍然受到点的大小弱的影响。此外，还观察到，间隙以上谐波与间隙以下谐波的抑制之间的比率随着驱动波长而增加。我们认为，在经典的电子振荡半径和相应的关闭点壁散射的点的大小的减少限制了激光场的最大加速。此外，这种散射导致运动的混沌化，导致失相和相干性的损失，因此抑制了最高阶谐波的发射效率。我们的研究结果表明，强烈的激光纳米固体相互作用，中间体和单分子的响应之间的一个新的制度。
2022-09-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spin dephasing due to a random Berry phase
本文研究了半导体量子点中电子自旋在自旋轨道耦合作用下的弛豫和退相。即使在消失的磁场中，B = 0，与电子的轨道自由度耦合的缓慢噪声也会导致自旋的失相，这是由于自旋获得的随机的、通常非阿贝尔的Berry相位。为了说明，我们首先提出了一个简单的准经典描述，然后考虑一个模型，只有2个轨道状态，最后提出了一个微扰量子处理适合于一个现实的（大致抛物线，不太强的限制）量子点中的电子。我们进一步比较了不同噪声源的影响。虽然在大磁场声子主导的弛豫过程，在低场电子空穴激发和可能的1/f噪声可能占主导地位。
2007-04-23 cond-mat.mes-hall
