Electrically generated surface plasmons by electroluminescence of individual carbon nanotube field effect transistor
我们演示了实现电驱动的表面等离子体激元集成源。发光的单个单壁碳纳米管场效应晶体管是在等离子体激元就绪平台中制造的。该装置在环境条件下操作，以充当位于接触金电极附近的电致发光源。我们发现，从半导体通道的光子发射可以耦合到传播的表面等离子体激元发展中的电气终端。动量空间光谱表明，激发等离子体激元模式绑定到金属-玻璃界面。我们的研究结果强调了最先进的纳米光电子器件和等离子体结构之间的高度兼容性。
2013-03-28 cond-mat.mes-hall
Electrically Tunable Energy Bandgap in Dual-Gated Ultra-Thin Black Phosphorus Field Effect Transistors
能带隙是半导体的固有特性，在很大程度上决定了它们的性能。在实时操作期间连续且可逆地调谐单个器件的带隙的能力不仅对器件物理而且对技术应用都是非常重要的。在这里，我们展示了一个宽可调的带隙的少层黑磷（BP）的垂直电场的应用在双栅BP场效应晶体管。当电位移场从0.10V/nm增加到0.83V/nm时，观察到124 meV的总带隙减小。我们的研究结果表明，吸引人的潜力少层BP作为一个可调的带隙材料在红外光电子学，热电发电和热成像。
2017-03-24 cond-mat.mes-hall
Bipolar single-wall carbon nanotube field-effect transistor
我们使用同时流动的乙烯和氢气的化学气相沉积生长单壁碳纳米管。强耦合到门推断从运输测量金属和半导体管。在低温下，我们的样品作为单电子晶体管的传输机制主要是由库仑阻塞。测量结果显示了从价带到导带非常丰富的量子化能级谱。库仑金刚石在半导体带隙的两侧具有相似的附加能量。已观察到子带群的签名。
2002-09-04 cond-mat.mes-hall
Electric-field control of interfering transport pathways in a single-molecule anthraquinone transistor
应当理解，分子共轭在通过单分子结的电荷传输中起重要作用。在这里，我们研究电子输运通过蒽醌基单分子三端器件。通过使用由栅电极诱导的电场，分子被还原，导致非谐振微分电导增加十倍。理论计算将微分电导的变化与还原诱导的共轭变化联系起来，从而解除了运输途径的相消干涉。
2015-07-31 cond-mat.mes-hall
Strong Coupling of Intersubband Resonance in a High Electron Mobility Transistor Structure to a THz Metamaterial by Ultrawide Electrical Tuning
子带间共振（ISR）和超材料微腔之间的相互作用可以形成一个强耦合系统，其中新的共振形式取决于耦合强度。在这里，我们提出了实验证据的太赫兹超材料的腔谐振和ISR在高电子迁移率晶体管结构与三角形限制之间的强耦合。通过调整具有外延生长的透明栅极的ISR，该器件从非耦合到强耦合状态进行电切换。异质结构中的非对称三角势使得ISR的超宽电调谐成为可能，与等效方阱相比，ISR的电调谐高一个数量级。对于单个三角形阱，我们实现了0.52 THz的耦合强度，归一化耦合比为0.26。
2015-04-14 cond-mat.mes-hall
Electric control of spin in monolayer WSe2 field effect transistors
本文报道了单层WSe_2场效应晶体管（FET）中量子输运的第一性原理理论研究。由于强的自旋-轨道相互作用（SOI）和二维（2D）晶格的原子结构，单层WSe 2具有有趣的电子结构，在布里渊区的K和K'点附近显示出类似塞曼的上下自旋织构。在FET中，栅极电场诱导额外的外部可调谐SOI，其将自旋重新定向成Rashba状织构，从而实现对自旋的电控制。量子输运通过自旋织构来调制，即通过栅极沟道区域之后的载流子的自旋取向是否与FET漏极电极的自旋取向匹配或不匹配来调制。FET中的载流子电流被标记为自旋指数和谷指数，从而在同一器件中实现自旋电子学和谷电子学。
2013-10-07 cond-mat.mes-hall
Disorder From the Bulk Ionic Liquid in Electric Double Layer Transistors
离子液体选通具有许多优于固态选通的优点，特别是对于柔性或透明器件以及对于需要高载流子密度的应用。然而，通道附近的大量带电离子不可避免地导致库仑散射，这限制了在其他清洁系统中的载流子迁移率。我们开发了一个模型，这种库仑散射。我们通过实验验证了我们的模型，使用不同厚度的六方氮化硼的石墨烯的离子液体门控，表明在散装离子液体的无序往往占主导地位的散射。
2018-01-23 cond-mat.mes-hall
Environmental effects on the electrical characteristics of back-gated WSe2 field effect transistors
我们研究了聚合物涂层，压力和温度对单层WSe 2背栅晶体管的准欧姆Ni/Au接触的电特性的影响。我们发现，去除一层聚（甲基丙烯酸甲酯）或降低压力的变化，从p型到n型的器件导电性。我们研究了作为温度的函数的电流-电压特性，并在平带条件下测量了高度为60 meV的接触处的栅极可调肖特基势垒。我们报告和讨论的流动性和亚阈值斜率随温度的升高观察到的变化。最后，我们估算了WSe 2/SiO2界面处的陷阱密度，并研究了器件的光谱光响应，在700 nm波长和0.37 mWcm^-2光功率下获得了0.5 AW^-1的响应率。
2018-08-25 cond-mat.mes-hall
Electrical switching of Ising-superconducting nonreciprocity for quantum neuronal transistor
本研究在Fe3GeTe2/NbSe2范德华异质结中实现无场电调控的非互易伊辛超导开关，据此演示了可实现XOR逻辑、模拟皮层神经元功能的量子神经元晶体管，为神经形态量子器件研发提供新路径。
2024-06-20 cond-mat.mes-hall
All-electric spin transistor based on a side-gate-modulated two-dimensional topological insulator
我们提出并研究了一种自旋晶体管器件，该器件由两个铁磁引线组成，通过二维拓扑绝缘体作为沟道材料连接。它利用了拓扑自旋螺旋边缘态的独特性质，使得自旋方向不共线的注入载流子可以穿过两个边缘并表现出干涉效应。该器件的电导可以通过侧栅电压以简单的全电方式控制，该侧栅电压有效地旋转载流子的自旋极化。在低电压下，旋转角在栅极电压中是线性的，并且通过用顺磁材料代替漏极，该器件可以用作良好的自旋极化旋转器。
2015-10-23 cond-mat.mes-hall
Controlled rotation of electrically injected spins in a non-ballistic spin field-effect transistor
研究在非弹道 sFET 中利用窄扩散线阵列实现栅控自旋进动，证明自旋可在远超平均自由程的距离相干旋转，放宽了原提案对高 SOC 和弹道沟道的限制。
2023-03-03 cond-mat.mes-hall
Electric control of a $\{Fe_4\}$ single-molecule magnet in a single-electron transistor
使用第一性原理方法，我们从理论上研究了一个单独的$\{Fe_4\}$单分子磁铁（SMM）连接到金属引线的单电子晶体管的几何形状的属性。我们发现，导电引线不影响中性SMM的自旋有序性和磁各向异性。另一方面，铅对分子的带电状态的各向异性有很强的影响，这在库仑阻塞传输中被探测。此外，我们证明，外部电势，建模的栅电极，可以用来操纵系统的磁性能。对于带电分子，通过使额外电荷与更靠近磁芯的栅极电压局部化，各向异性幅度和自旋排序收敛到针对隔离的$\{Fe_4\}$ SMM发现的值。我们比较这些发现与最近的量子输运实验在三端设备的结果。
2013-03-13 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent transport and current modulation in a current-in-plane field-effect transistor
提出了一种面内电流自旋阀场效应晶体管（CIP-SV-FET），它由铁磁/非铁磁/铁磁三层结构和栅电极组成。这是一个有前途的器件替代自旋金属氧化物半导体场效应晶体管。在这里，我们制作了一个铁磁半导体GaMnAs基CIP-SV-FET，并演示了其基本操作的电阻调制的磁化结构和栅极电场。此外，我们提出了电场辅助磁化反转在这个设备。
2016-09-13 cond-mat.mes-hall
All-electric-spin control in interference single electron transistors
单粒子干涉是量子力学的核心。我们用真空中的电子重复了典型的双缝实验，直到更大质量的$C_{60}$分子。由磁通量穿过的介观环提供了固态类似物。分子内干涉最近已在分子结中被讨论。在这里，我们提出利用干涉实现量子点中单个电子自旋的全电子控制，这是自旋电子学和自旋量子比特应用的一个非常理想的特性。该器件由干涉单电子晶体管（ISET）组成，其中轨道简并电子态之间的相消干涉在特定偏置电压下产生电流阻断。我们表明，在平行极化铁磁铅的存在下，系统上的干扰和交换耦合之间的相互作用产生了一个有效的能量重整化，产生不同的阻塞偏置的多数和少数自旋。因此，通过调节偏置电压，实现了对被捕获电子的自旋的完全控制。
2009-04-01 cond-mat.mes-hall
Ultrafast magnon-transistor at room temperature
我们研究了非巡游系统（磁振子或自旋子）通过三角形分子磁体的磁激发的顺序隧穿。已知这种分子磁体的量子态可以通过施加电场或磁场来控制。在这里，我们利用这一事实来控制自旋电流通过分子磁铁的电流或磁手段。这使我们能够设计一个系统，作为一个磁振子晶体管的行为。我们展示了如何结合三个磁振子晶体管，形成一个NAND门，并给出了后者的几种可能的实现，其中之一可以在室温下使用晶体管的开关时间为11 ns。
2013-07-29 cond-mat.mes-hall
High current density electrical breakdown of TiS3 nanoribbon-based field-effect transistors
基于层状材料的纳米结构晶体管的高场传输特性不仅从器件物理学的角度来看是重要的，而且对于下一代电子学中的可能应用也是重要的。随着层状材料作为传统硅技术替代品的前景越来越好，我们在这里研究了层状材料三硫化钛（TiS 3）的高电流密度特性。我们观察到高击穿电流密度高达1.7 10^6 A/cm^2的TiS 3纳米带为基础的场效应晶体管，其中最高的半导体纳米材料。调查负责电流击穿的机制，我们进行了体TiS 3的热重分析，并与密度泛函理论（DFT）和动力学蒙特卡罗计算的结果进行比较。我们得出结论，氧化的TiS 3和随后的解吸硫原子起着重要的作用，在环境条件下的材料的电击穿。我们的研究结果表明，TiS 3是一种有吸引力的高功率应用材料，并提供洞察的热和缺陷激活机制负责在纳米结构的设备中的电击穿。
2017-04-18 cond-mat.mes-hall
Electron transport of WS$_2$ transistors in a hexagonal boron nitride dielectric environment
我们提出了第一次的WS $_2$晶体管的本征电性能的研究与两种不同的电介质环境WS $_2$上的SiO $_2$和WS $_2$上的h-BN/SiO $_2$，分别。由天然和合成WS $_2$制造的多个晶体管的电特性的比较分析，具有从单层到四层的各种厚度，并且在从300 K到4.2 K的宽温度范围内，显示WS $_2$固有的无序是目前这种材料的电特性的限制因素。这些结果揭示了外部因素所起的作用，如氧化物电介质中的电荷陷阱，被认为是通常观察到的过渡金属二硫属化物中的载流子迁移率的小值的原因。
2015-05-07 cond-mat.mes-hall
Dual top gated graphene transistor in the quantum Hall regime
我们研究了使用双顶栅几何结构的石墨烯场效应晶体管中的电荷密度和载流子类型的局部调制的效果。两个顶栅导致多个\emph{p-n}结的形成。在低温和磁场存在下的电子输运测量显示了不同的整数和分数量子化电导平台。我们解释这些结果的基础上的边缘通道的混合，并发现，不均匀性起着重要的作用，在定义这些高原，计量应用的\emph{p-n}结的关键问题的精确量化。
2011-08-16 cond-mat.mes-hall
Chaotic Quantum Transport near the Charge Neutrality Point in Inverted Type-II InAs/GaSb Field-Effect Transistors
在这里，我们提出了我们最近的量子输运结果的电荷中性点（CNP）周围的II型InAs/GaSb场效应晶体管。在零磁场下，在CNP处产生接近4 e^2/h的电导最小值，并且它遵循半对数温度依赖性。在量子化磁场（B）和低温下，在电子和空穴区域观察到了发展良好的整数量子霍尔态。量子输运在极高的B场下在CNP周围显示出类似噪音的行为。令人惊讶的是，当对角电导率σ_{xx}与霍尔电导率σ_{xy}作图时，发现了圆形电导率定律，表明量子输运行为是混沌的。
2012-04-03 cond-mat.mes-hall
Proposal for a single-molecule field-effect transistor for phonons
我们提出了一个实际实现的声子场效应晶体管。我们的设备是基于一个单一的离子聚合物分子，它给出了调制高达约25%的热导率为可行的温度和电场幅度。这种效果可以通过将所施加的电场耦合到单体的偶极矩而将声学扭转模式可逆地切换到光学模式来实现。该装置可以为纳米级或分子尺度的声子学的未来发展铺平道路。
2010-06-29 cond-mat.mes-hall
Electrical transport through a single-electron transistor strongly coupled to an oscillator
我们研究电输运通过一个单电子晶体管耦合到纳米机械振荡器。使用一个主方程的方法和数值蒙特卡罗方法相结合，我们计算的平均电流和电流噪声在强耦合制度，研究偏差从以前推导的分析结果有效的限制弱耦合。在推广弱耦合理论以计算电流的较高累积量之后，我们使用我们的数值方法来研究第三累积量如何在强耦合状态下受到影响。在这种情况下，我们发现一个有趣的交叉之间的弱耦合传输制度的第三累积量严重依赖于振荡器的频率，它变得几乎独立于这个参数。最后，我们研究了输运噪声的频谱，发现在弱耦合极限的两个峰合并增加耦合强度。我们的噪声的频率依赖性的计算也可以描述如何运输引起的机械振荡的阻尼是在强耦合制度的影响。
2006-10-13 cond-mat.mes-hall
Proposal for a Negative Capacitance Topological Quantum Field-Effect Transistor
本文提出一种利用负电容和铁电材料实现低开关电压的拓扑量子场效应晶体管方案，并讨论了其实现中的材料挑战。
2022-01-14 cond-mat.mes-hall
Independently switchable atomic quantum transistors by reversible contact reconstruction
迄今为止，可主动切换的原子级器件（特别是晶体管）的受控制造仍然难以捉摸。在这里，我们解释了一个原子级的三端设备的操作通过一个新的开关机制的电，自稳定重建的电极接触在原子水平：虽然该设备是由电化学沉积制造，它完全操作的基础上的机械效应的固液界面。我们在实验和原子模拟中分析了机械和热稳定的金属结，预定义的量子化电导为1- 5G_0。结构和电导特性的原子模型阐明了作为设备的基本机制的双电极重构。两个晶体管在低电压下的独立室温操作展示了原子尺度上量子电子学和逻辑学的有趣前景。
2009-04-06 cond-mat.mes-hall
Spin-Polaronic Effects in Electric Shuttling in a Single Molecule Transistor with Magnetic Leads
计算了自旋极化电子通过单能级可移动量子点在反平行磁化的磁引线之间隧穿的自旋力学器件的电流-电压特性。发现了新的交换和机电耦合诱导（自旋极化）效应决定了强非线性的电流-电压特性，在低电压区的电子输运中，电压依赖的和交换场诱导的量子点向源极的位移导致微分电导的非单调行为，证明了电场对自旋极化效应的提升.在高电压下，电子穿梭的开始导致电流和负微分电导的下降，这是由机械引起的隧道电阻率的增加和交换场引起的磁场中自旋翻转的抑制引起的。这些预测的自旋效应上的振荡频率的点和电子-电子相关的强度的依赖关系进行了讨论。
2020-03-02 cond-mat.mes-hall
Cooper-pair transistor as a minimal topological quantum circuit
受保护的量子计算的前景刺激了拓扑材料研究的巨大进展，维持了寻找实验上最可行的平台的持续竞赛。在这里，我们表明，最简单的量子线路之一，库珀对晶体管，表现出一个非平凡的陈数尚未讨论，尽管详尽的现有文献。令人惊讶的是，所得到的量化电流响应是强大的相对于大量的外部扰动，最显着的低频电荷噪声和准粒子中毒。此外，较高能带经历具有较高拓扑电荷的交叉的事实导致所有能带具有相同的陈数，使得不存在保持接近基态的限制。剩余的小扰动的基础上，一个通用的主方程的方法进行了研究。最后，我们讨论了一个可行的协议来测量量化电流。
2022-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Memory effects in black phosphorus field effect transistors
报道了黑磷沟道背栅场效应晶体管的制作及其电学特性。我们表明，由于本征缺陷的传输特性的滞后，可以利用实现非易失性存储器。我们证明，栅极电压脉冲允许捕获和存储电荷内的缺陷状态，这使得存储器设备的耐久性超过200个周期和保留时间超过30分钟。我们表明，使用的保护性聚（甲基丙烯酸甲酯）层，位于黑磷通道的顶部，不影响设备的电性能，但避免了暴露于空气中所造成的退化。
2021-10-15 cond-mat.mes-hall
Electrically Tunable Quasi-Flat Bands, Conductance and Field Effect Transistor in Phosphorene
磷烯是近年来分离得到的一种蜂窝状结构的黑磷。基于紧束缚模型研究了磷烯纳米带的电学性质。一个突出的特点是存在准平坦的边缘带完全脱离散装带。我们探索的准平坦带的出现的机制解析和数值从已知的石墨烯的蜂窝晶格的连续变形的平坦带。准平坦带可以通过施加垂直于带方向的面内电场来控制。电导在临界电场以上被切断，其充当场效应晶体管。临界电场与纳米尺度的宽度成反比。这一结果将为基于磷烯的纳米电子学铺平道路。
2014-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultra-low noise field-effect transistor from multilayer graphene
我们提出了低频电阻波动，或噪声，在石墨烯基场效应器件具有不同的层数。在单层器件中，噪声幅度随着载流子密度的增加而减小，这在具有两个或更多个层的器件中表现相反，在后一种情况下，噪声幅度抑制超过两个数量级。这种行为可以从外部电场对石墨烯能带结构的影响来解释，并提供了一种简单的基于传输的途径来将单层石墨烯器件与具有多层的石墨烯器件隔离。
2009-05-27 cond-mat.mes-hall
Gating a single-molecule transistor with individual atoms
晶体管，无论其尺寸如何，都依赖于电栅极来控制源极和漏极触点之间的电导。在原子尺度的晶体管中，这种电导对通过单个轨道跳跃的单个电子非常敏感。分子晶体管中的单电子输运先前已经使用自上而下的方法进行了研究，例如光刻和断开结。但是，原子级精确的栅极控制--这对晶体管在最小尺寸尺度上的动作至关重要--在这些方法中是不可能的。在这里，我们使用单个带电原子，通过扫描隧道显微镜操纵，为单分子晶体管创建电子门。这种程度的控制使我们能够将分子调整到顺序单电子隧穿的状态，尽管电导间隙比以前观察到的大一个数量级以上。这种意想不到的行为是由于分子存在两种不同的取向构象，这取决于其电荷状态。我们的研究结果表明，这些电荷和构象自由度之间的强耦合导致新的行为超出了原子级晶体管中的单电子输运的既定图片。
2016-03-02 cond-mat.mes-hall
Measurement of finite-frequency current statistics in a single-electron transistor
纳米尺度结构中的电子输运受到库仑相互作用的强烈影响，库仑相互作用引起电荷流中的相关性，并在电流的波动中留下清晰的指纹。一个完整的理解的基本物理过程需要测量的电波动的所有时间和频率尺度，但实验迄今为止已被限制在固定的频率范围内的宽带检测电流波动是一个固有的困难的实验过程。在这里，我们证明了在一个单电子晶体管（SET）的电波动可以准确地测量所有相关的频率使用附近的量子点接触片上实时检测的电流脉冲在SET。我们直接测量了频率依赖的电流统计，从而充分表征了SET中的基本隧穿过程。我们的实验为进一步研究量子输运中的相互作用和相干诱导的关联效应铺平了道路。
2012-01-10 cond-mat.mes-hall
Broadband electrically detected magnetic resonance of phosphorus donors in a silicon field-effect transistor
我们报告电检测到的硅场效应晶体管中的磷施主的磁共振。片上传输线用于产生允许宽带操作的振荡磁场。在毫开尔文温度下，使用磁场和微波频率调制获得了高达40 GHz的连续波谱。光谱揭示了Si：P的超精细分裂电子自旋共振特性和显示二维电子气中自旋-自旋散射指纹的中心特征。
2008-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Statistical evaluation of 571 GaAs quantum point contact transistors showing the 0.7 anomaly in quantized conductance using millikelvin cryogenic on-chip multiplexing
该研究利用片上低温复用架构在5个GaAs芯片上测量571个QPC，统计分析量子化电导0.7异常，发现其更符合短程相互作用van Hove模型而非自发极化或Kondo模型。
2024-04-10 cond-mat.mes-hall cs.AR cs.SY
Probing Spin Accumulation induced Magnetocapacitance in a Single Electron Transistor
固体中自旋和电荷之间的相互作用是目前凝聚态物理中讨论最多的话题之一。这种相互作用引起磁电耦合，在固体的情况下称为磁电效应，正如居里基于对称性考虑所预测的那样。这种效应使得能够使用电场操纵磁化，或者相反地，通过磁场操纵电极化。后者被称为磁电容效应。在这里，我们表明，非平衡自旋积累可以诱导隧道磁电容通过形成一个微小的电荷偶极子。该偶极子可以有效地产生额外的串联电容，这表示隧穿电子将遇到的额外充电能量。在连续隧穿机制中，这个额外的能量可以理解为单个自旋翻转所需的能量。一个具有可调磁结构的铁磁单电子晶体管被用来证明所提出的机制。结果发现，额外的阈值能量只经历了电子进入岛，在测量的库仑金刚石带来的不对称性。这种不对称性是自旋积累诱导的隧道磁电容的明确证据，测得的磁电容值高达40%。
2015-07-07 cond-mat.mes-hall
A new approach to the quantized electrical conductance
利用量子流体的准经典运动和与不确定原理有关的参数导出了一维电子气的电导量子。将结果推广到有限横截面积的纳米线和磁场中的电子，并给出了电导的量子化。另一个应用是二维电子气。
2008-04-25 cond-mat.mes-hall
All-electric all-semiconductor spin field effect transistors
Datta和Das设想的自旋场效应晶体管打开了自旋信息处理的大门。虽然半导体中电子自旋的相干操纵现在是可能的，但用于信息处理的功能性自旋场效应晶体管的实现尚未实现，这是由于几个基本挑战，例如由于电阻失配导致的低自旋注入效率、自旋弛豫和自旋进动角的扩展。因此，已经提出了替代的自旋晶体管设计，但是这些设计与场效应晶体管概念不同，并且需要使用光学或磁性元件，这对并入集成电路造成了困难。在这里，我们提出了一个全电和全半导体自旋场效应晶体管，其中这些障碍是克服采用两个量子点接触作为自旋注入器和检测器。独特的工程架构的自旋轨道耦合的量子点接触和中央半导体沟道，实现完全控制的电子自旋-自旋注入，操纵和检测-在一个纯粹的电气方式。这种器件与大规模集成兼容，并有望成为未来用于信息处理的自旋电子器件。
2015-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Vibrational detection and control of spin in mixed-valence molecular transistors
我们调查电子输运通过一个混合价的分子复合物，其中多余的电子可以隧道之间的杂价过渡金属离子，每个具有固定的本地化自旋。我们表明，在这类分子的离子配体壳层的自旋和振动呼吸模式的相互作用，允许总的分子自旋被检测以及控制的非平衡运输。由于自旋相关的赝Jahn-Teller效应，具有不同自旋值的电子跃迁可以通过它们的振动电导侧峰来区分，而不需要使用外部磁场。相反，我们表明，整个分子的自旋状态也可以通过非平衡量子化的分子振动，由于振动诱导的自旋封锁控制。
2009-03-11 cond-mat.mes-hall
Environmental, Thermal, and Electrical Susceptibility of Black Phosphorus Field Effect Transistors
本研究系统探究环境、热、电因素对黑磷场效应晶体管性能的影响，发现常规二维器件工艺不适用于黑磷器件，需优化工艺以保障其稳定运行。
2015-07-15 cond-mat.mes-hall
Overcoming Boltzmann's Tyranny in a Transistor via the Topological Quantum Field Effect
亚阈值摆幅是决定晶体管在诸如开关的低功率应用中的操作的基本关键参数。它决定了由于用于打开和关闭器件的栅极电容而引起的耗散分数，在传统晶体管中，它受到玻尔兹曼暴政的限制，限制为kTln（10）/q，或每十倍60 mV。在这里，我们证明了亚阈值摆幅的拓扑晶体管，其中导电是通过拓扑相变通过电场开关启用，可以通过调制Rashba自旋轨道相互作用通过顶栅电场在非相互作用系统中sizably减少。我们将其称为拓扑量子场效应晶体管，并将晶体管称为拓扑量子场效应晶体管（TQFET）。通过开发具有蜂窝晶格的量子自旋霍尔材料的一般理论框架，我们明确表明，与现有材料中的玻尔兹曼极限相比，Rashba相互作用可以将亚阈值摆动降低25%以上，但没有任何基本的下限，这一发现可以指导未来的材料设计和引导拓扑量子器件的工程。
2020-12-02 cond-mat.mes-hall
Surface quantized anomalous Hall current and magneto-electric effect in magnetically disordered topological insulators
通过数值模拟和标度分析，从理论上研究了拓扑绝缘体表面淬灭磁无序的作用。结果表明，只要费米能级在体带隙内，所有的表面态都是局域的，而横向电导率量子化为$\pm {{e^2} \over {2 h}}$.这极大地促进了Qi { \it et al.}提出的拓扑磁电效应的实现。（Phys. Rev. \textbf{78}，195424（2008）），其中表面磁化方向通过同时施加磁场和电场来控制。
2011-01-28 cond-mat.mes-hall
Mechanically-adjustable and electrically-gated single-molecule transistors
我们展示了一种用于单分子电子学实验的设备几何结构，该设备几何结构结合了机械地调整电极之间的间距的能力和使用栅电极在分子中移动能级的能力。这两个实验“旋钮”所提供的分子性质的独立的原位变化，我们能够实现一个更详细的表征电子输运通过分子比可能与任何技术分开。我们使用C60分子说明了器件的性能。
2004-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fabrication and characterization of an induced GaAs single hole transistor
我们制作了一个在未掺杂的AlGaAs-GaAs异质结的单孔晶体管，并进行了表征。我们的器件由p型量子点组成，使用电场而不是调制掺杂来填充。低温输运测量揭示了由于库仑阻塞引起的周期性电导振荡。我们发现，低频电荷噪声与调制掺杂GaAs单电子晶体管（SET）中的电荷噪声相当，并且几乎比硅SET中的电荷噪声好一个数量级。
2010-02-16 cond-mat.mes-hall
Singularity-enhanced terahertz detection in high-mobility field-effect transistors
基于高电子迁移率晶体管的高频辐射检测器受益于低噪声、室温操作以及使用栅极可调谐等离子体共振执行辐射光谱的可能性。尽管成功的概念验证演示，基于晶体管的太赫兹辐射探测器的响应度，目前，仍然相当差。为了解决这个问题，我们提出了一类支持奇异等离子体模式的器件，即在敏锐电极附近具有强电场的模式。大的等离子体激元增强的电场导致放大的非线性，并因此导致高效的AC到DC转换。我们分析了亚太赫兹探测器的基础上的二维电子系统（2DES）的Corbino几何作为一个原型和精确可解的模型，并表明响应率的尺度为$1/r_0^{2}$与半径的内接触$r_0$。这使得响应度超过10千伏/瓦，在亚太赫兹频率的纳米级接触很容易通过现代纳米纤维技术。
2020-05-10 cond-mat.mes-hall
Quantum Floquet anomalous Hall states and quantized ratchet effect in one-dimensional dimer chain driven by two ac electric fields
在凝聚态物理中，发现和分类有趣的新拓扑物质和现象是一个重要的课题。拓扑非平凡系统也可以通过使用周期驱动场来实现。另一方面，棘轮效应可以用来从涨落中收集有用功，或者在磁驱动系统中实现定向输运。在这里，我们通过施加两个相互垂直的交流电场来促进二聚体链，并在低频区域获得有效的二维哈密顿量。我们从而得到量子Floquet反常霍尔（QFAH）电导，然后发现一个量子棘轮效应，在所产生的电流沿链。我们的进一步分析表明，这些起源于电场。这种无磁场的纵向量子化棘轮效应对设计新型高性能电子器件具有重要的意义。
2016-11-15 cond-mat.mes-hall
Light-matter interaction in a microcavity-controlled graphene transistor
石墨烯具有非凡的电子和光学特性，在光子学和光电子学方面具有很大的应用前景。包括高速光电探测器、光调制器、等离子体激元器件和超快激光器在内的演示现已报道。更先进的器件概念将涉及光子元件，如腔体，以控制石墨烯中的光-物质相互作用。在这里，我们报告的第一个单片集成的石墨烯晶体管和平面，光学微腔。我们发现，微腔诱导的光限制控制的效率和光谱选择的光电流产生的集成石墨烯器件。证明了光电流的二十倍增强。光学腔还决定了石墨烯的电激发热辐射的光谱特性。最有趣的是，我们发现腔限制修改集成石墨烯晶体管的电输运特性。我们的实验方法开辟了一条通往纳米尺度上的腔量子电动力学的路线，石墨烯作为原子厚度的载流腔内介质。
2012-06-25 cond-mat.mes-hall
Magnetically Modulated Electrical Switching in an Antiferromagnetic Transistor
本文研究以范德华反铁磁半导体 CrSBr 为沟道的场效应晶体管，发现栅压与磁转变可高效调控沟道电流并实现 1500% 磁阻，揭示其源于磁调制载流子浓度，为节能自旋电子器件提供新思路。
2025-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Integrated quantized electronics: a semiconductor quantized voltage source
超导体中的约瑟夫森效应将量子化的输出电压f = f \cdot（h/2 e）与电子电荷的自然常数e、普朗克常数h和激发频率f联系起来，在电学量子精密测量中有重要应用。此外，半导体通常应用于利用量子霍尔效应的电量子精密测量中。然而，尽管它们在例如集成电路中有广泛的进一步应用，但从未获得由半导体器件产生的量化电压。在此，我们报告了产生量化电压\cdot（h/e）的半导体量化电压源。它是基于一个集成的量子化电路的一个单一的电子泵工作在泵频率f和量子霍尔器件单片集成串联。预期若干\muV的输出电压可使用本技术按数量级缩放。该设备可能会打开一条通往量子三角形闭合的新途径。此外，它代表了一个通用的电量子参考，允许使用单个设备基于基本常数生成电压、电流和电阻这三个最相关的电单位的量化值。
2011-03-09 cond-mat.mes-hall
Non-collinear single-electron spin-valve transistors
我们研究了通过一个小的金属簇连接到两个铁磁引线（单电子自旋阀晶体管）的“正统模型”的库仑阻塞的相互作用对运输的影响。岛和铁磁引线上的自旋积累之间的非局部交换被示出为影响的传输特性，如电流和自旋转移扭矩作为磁配置，栅极电压和施加的磁场的函数。
2005-04-06 cond-mat.mes-hall
Microwave response of a magnetic single-electron transistor
我们考虑一个单电子晶体管的铁磁点的形式与正常的金属和钉扎铁磁引线接触。点的微波驱动进动感应出泵浦电流。在开路中，这种泵浦产生可测量的反向偏置电压，该反向偏置电压可以通过点中的库仑阻塞来增强并变得高度非线性。这种偏置对微波辐射的功率和光谱的依赖性可用于开发类似于基于单电子晶体管的静电传感器和纳米机电器件的纳米级微波检测器。
2010-12-02 cond-mat.mes-hall
Plasma effects in a micromachined floating-gate high-electron-mobility transistor
利用建立的等离子体模型研究了以微悬臂梁为栅的微机械高电子迁移率晶体管（HEMT）中的等离子体效应。该模型占机械运动的微悬臂梁和时空变化（等离子体效应）的二维电子气（2DEG）系统中的晶体管沟道。微悬臂梁的机械运动在质点近似下描述。采用流体力学电子输运模型描述了二维电子气系统中的分布电子等离子体现象。使用该模型，我们计算的响应函数表征的振幅微悬臂梁振荡和输出电信号的信号频率和偏置电压的函数的设备具有不同的参数。我们发现的机械共振和它的阻尼的频率的电压依赖性。特别是，它表明，机械振荡和输出电信号的振幅表现出显着的最大值，在偏置电压接近的2DEG沟道耗尽的电压，然后随着偏置电压的进一步增加，陡峭的下降。
2007-05-17 cond-mat.mes-hall
Measuring carbon nanotube vibrations using a single-electron transistor as a fast linear amplifier
我们展示了碳纳米管机械谐振器的灵敏和快速的电测量。纳米管被配置为单电子晶体管，其电导是其自身位移的敏感传感器。使用阻抗匹配电路和低温放大器，可以实时监测振动。这种连续位移测量的灵敏度接近标准量子极限的470倍。
2018-10-23 cond-mat.mes-hall
First-principles modeling of electrostatics and transport in 2D topological transistors
Incheon National University（仁川国立大学）
本文基于DFT发展了二维拓扑绝缘体场效应晶体管的电静力学与输运建模框架，探讨了关键电场及边缘色散研究方法。
2026-03-14 cond-mat.mes-hall
Quantized conductance in SnO2 nanobelts with rectangular hard-walls
量子化电导报告在高结晶氧化锡（SnO 2）纳米带背栅场效应晶体管，在低温下。量子化的电导被观察到作为漏极电流与栅极电压特性的电流振荡，并考虑纳米带作为具有矩形横截面硬壁的量子线进行分析。纳米线中的量子限制为电子能量子带的连续填充创造了条件，随着栅极电压的增加。当源极-漏极电压改变时，振荡相对于Vg不会错位，这表明低温下的平带子带能量。由于T > 60 K时振荡趋于消失，所以子带分离与实验观察结果符合得很好。因此，一种新的量子效应报道在SnO 2纳米带，这是预期表现为体在零电门场。
2013-03-07 cond-mat.mes-hall
A two-dimensional spin field-effect transistor
自旋自由度在基于电荷的电子器件中的集成已经彻底改变了微电子学中的感测和存储能力。自旋电子器件的进一步发展需要对自旋电流进行电操纵以进行逻辑运算。到目前为止，受Datta和Das自旋调制器的开创性建议的启发，所采用的方法依赖于自旋轨道场作为电子控制自旋状态的介质。然而，仍然存在的挑战是找到一种材料，其自旋轨道耦合（SOC）足够弱，可以长距离传输自旋，同时也足够强，可以进行电操纵。在这里，我们展示了一个完全不同的方法，工程异质结构从原子薄晶体，这是“胶合”弱范德华力（vdW），并结合了优越的自旋输运性能的石墨烯与强SOC的半导体MoS $_{2}$。石墨烯沟道中的自旋输运通过利用栅电极调谐到MoS $_{2}$层中的自旋吸收而在ON和OFF状态之间调制。我们使用二维（2D）材料的自旋场效应晶体管的演示为超越CMOS技术的自旋逻辑操作确定了一条新的路线。
2016-05-30 cond-mat.mes-hall
Limitations of the intrinsic cut-off frequency to correctly quantify the speed of nanoscale transistors
严格分析了基于电流增益等于1（0 dB）的固有截止频率（$f_T$）的定义。根据漏极、源极和栅极上的电荷和电通量随时间的变化，建立了准静态估计$f_T$的有效性条件。由于位移电流，穿过沟道长度的电子产生有限时间宽度的电流脉冲。对于瞬态扰动后电流的固有延迟时间与这种宽度相当的电子器件，位移电流不能忽略，准静态近似变得不准确。我们提供了一些弹道晶体管的准静态近似下的估计$f_T$的数值结果可以是一个数量级大于从一个依赖于时间的数值模拟的固有延迟时间（包括粒子和位移电流）的预测。在其他弹道晶体管中，我们表明，栅极电流相量可以小于漏极在所有频率，给$f_T$没有有限的值。
2017-04-04 cond-mat.mes-hall
