All optical Controlled-NOT quantum gate based on an exciton-polariton circuit
提出了一种基于图案化微腔极化激元系统的用于量子计算的CNOT量子门的实现方案。量子比特被编码在极化激元的自旋中。该结构由两个45度取向的线腔组成，在它们之间有一个微柱。极化激元自旋由于线中极化本征态之间的纵向-横向分裂而旋转。在柱子中，光学产生的圆偏振极化激元宏占据态扮演控制量子比特的角色。由于自旋-各向异性极化激元相互作用，它沿Z方向感应出有效磁场，其符号取决于量子比特值。
2014-10-30 cond-mat.mes-hall
Observation of a One-Dimensional Spin-Orbit Gap in a Quantum Wire
了解磁性分层结构中的自旋流使得硬盘驱动器中的数据存储密度在过去十年中增加了两个数量级以上。在这一显著的成功之后，“自旋电子学”或基于自旋的电子学领域正在超越基于局部自旋极化的效应，并将注意力转向自旋轨道相互作用（SOI）效应，该效应有望产生，检测和操纵自旋电流，允许设备内的信息相干传输。虽然SOI诱导的自旋输运效应已经在二维和三维样品中观察到，但这些效应是微妙和难以捉摸的，通常只能在电输运中间接检测到，或者使用更复杂的技术。在这里，我们提出了第一个观察到的预测的“自旋-轨道间隙”在一个一维的样品，其中反向传播的自旋，构成自旋电流，伴随着一个明确的信号，在容易测量的线性电导的系统。
2009-11-24 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium functional bosonization of quantum wire networks
我们开发了一种通用的方法来耦合隧道结和/或杂质散射的一维通道形成的非平衡纳米结构。形式主义是基于非平衡版本的功能玻色化。在这种方法中，凯尔迪什作用起着核心作用，它的形式让人想起完全计数统计理论。为了进行物理观测值的评估，我们假设弱隧穿制度，并开发一个实时瞬子方法。一个详细的阐述的形式主义补充了两个重要的应用：（一）隧道到一个偏置的Luttinger液体与杂质，及（ii）量子霍尔法布里-珀罗干涉。
2012-05-15 cond-mat.mes-hall
Compressibility measurements of quasi-one-dimensional quantum wires
我们报告的一维（1D）量子线，定义在GaAs/AlGaAs双量子阱异质结的上阱的可压缩性的测量。在下部阱中同时限定的导线探测上部导线从偏置表面栅极屏蔽电场的能力。该技术是足够敏感的，以解决自旋分裂的子带中存在的平面磁场。我们测量的压缩性信号，由于0.7的结构，并研究其随温度和磁场增加的演变。我们没有看到近藤模型预测的准束缚态形成的证据，相反，我们的数据与预测0.7结构是自发自旋极化的结果的理论相一致。
2011-08-05 cond-mat.mes-hall
Shot Noise Induced by Electron-nuclear Spin-flip Scattering in a Nonequilibrium Quantum Wire
研究了二维电子气中制备的非平衡量子线中与动态核极化相关的散粒噪声（非平衡电流涨落）。我们观察到量子阱的自旋极化电导量子化的整数量子霍尔制度崩溃时，量子阱的电压偏置被驱动到非平衡。通过对散粒噪声的测量，我们证明了量子阱中电子的自旋极化由于电子-核自旋翻转散射而被降低到$\sim 0.7$而不是1。这一结果得到了利用核磁共振进行量子阱奈特位移测量的支持。
2012-01-25 cond-mat.mes-hall
Heat-Driven Electron-Motion in a Nanoscale Electronic Circuit
通过拖曳实验研究了两个电隔离的准一维电导线之间的相互作用。在这项工作中，我们通过实验证明了在一个无偏（拖动）线，这是从与相邻的偏置（驱动）线的相互作用的结果产生的电流。拖曳流的方向取决于一维导线的长度与障碍物在拖曳导线中的位置之间的关系。当我们在驱动线中额外形成势垒时，拖曳电流的方向由两个势垒的相对位置决定。我们解释这种行为的电子激发的声子介导的相互作用的两条线在存在的电子散射内的驱动线。
2021-10-26 cond-mat.mes-hall
Charging effects in quantum wires
研究了电压偏置量子线中电荷效应的作用。库仑相互作用的有限范围和弗里德尔振荡的长程性质都意味着有限的电容，导致充电能量。虽然可观察到的库仑阻塞效应对于单个杂质是不存在的，但如果存在岛，则它们是至关重要的。对于双势垒，我们给出了共振条件，充分考虑了岛的充电。
1997-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin domains in one-dimensional conservative polariton solitons
本文报道了在半导体微腔线中传播的高密度极化激元孤子中存在稳定的正交极化畴。这种效应源于自旋相关的极化激元-极化激元相互作用和泵浦引起的极化激元自旋布居的不平衡。这种相互作用产生了一个有效的磁场，作用于孤子剖面上的极化子自旋，导致极化畴的形成。我们的实验结果与考虑到这些影响的理论模型非常一致。
2018-10-04 cond-mat.mes-hall
Temperature independent current deficit due to induced quantum nanowire vibrations
我们考虑通过悬浮的电压偏置纳米线的电子输运。通过将隧穿电流耦合到横向磁场，激发线的振动模式，其通过感生的电子-振动子相互作用以新颖的方式影响系统的电流-电压特性。从这个分析中，我们发现，在高电压下，通过悬浮纳米线的电流从其非振动欧姆值偏移了一个独立于偏置电压和温度的量。我们还表明，从振动线的反作用的电流的校正指数衰减在高电压的限制，即使纳米线的振动模式已被赶出热平衡的结果。
2010-11-05 cond-mat.mes-hall
Macro-spin Modeling and Experimental Study of Spin-orbit Torque Biased Magnetic Sensors
本文通过宏观自旋模型和实验对基于NiFe/Pt双层膜的自旋-轨道力矩偏置磁传感器进行了系统的研究。模拟结果表明，该传感器的动态范围为0.1 - 10 Oe，功耗为1 μ W- 1 mW，灵敏度为0.1-0.5 Ohm/Oe，这些特性可以通过改变传感器的尺寸和Pt层中的电流密度来控制。后者在1 x 10^5 - 10^7 A/cm ^2的范围内。实验结果与模拟结果吻合较好。对于由四个敏感元件组成的惠斯通电桥传感器，获得了高达0.548 Ohm/Oe的灵敏度，小于6%的线性误差，约2.8 nT/Sqrt（Hz）的检测率。简单的结构和厚度大大方便了这些传感器的集成芯片上的应用。作为一个概念验证实验，我们展示了它的应用程序中的芯片上的铜导线的电流检测。
2017-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear transport through a finite Hubbard chain connected to the electrodes
用非平衡格林函数（NEGF）方法研究了分子器件中的相干电子输运。这种装置由连接到对铁磁电极和铁磁电极的短线性导线制成。分子本身的描述与Huckel（紧束缚）模型的帮助下，与电子相互作用的哈伯德方法内处理，而耦合到电极是通过使用宽带理论建模。用HF近似处理分子线中的库仑相互作用。对于非对称耦合顺磁电极的情况，讨论了库仑排斥效应引起的偏置分子器件中的电荷感应整流效应。对于具有铁磁电极的系统，预测了一个显著的磁电阻（MR），并考虑了库仑相互作用产生的振荡。
2004-11-16 cond-mat.mes-hall
Phase-slip flux qubits
在细超导导线中，由接近临界温度的热激活引起的相位滑移是众所周知的效应。最近已经清楚的是，通过量子隧穿穿过能垒的相位滑移在低温下也可以具有显著的速率。本文提出利用量子相位滑移实现无约瑟夫森结的超导量子比特。一个包含纳米制造的非常细的导线的回路被偏置有半个通量量子的外部施加的磁通量，导致具有相反的循环电流和相等的能量的两个状态。量子相位滑移应该在这两个宏观态之间提供相干耦合。数字给出了可以用先进的电子束光刻法制造的非晶单晶硅线。
2005-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Direct observation of exchange-driven spin interactions in one-dimensional system
我们目前的实验结果进行横向电子聚焦测量的n型GaAs基介观器件组成的一维（1D）量子线作为注入器和检测器。我们发现，非绝热注入的一维电子在电导率为e $^2$ /h的结果在一个单一的第一聚焦峰，这对逐渐增加的注入器电导高达2 e $^2$ /h，产生不对称的两个子峰在第一聚焦峰，每个子峰表示的自旋状态的人口所产生的空间分离的自旋注入器。进一步增加电导翻转1D沟道中的自旋状态，从而反转子峰中的不对称性。在施加源极-漏极偏置时，可以解决这样获得的自旋带隙，从而提供在1D系统中交换相互作用引起的自旋极化的证据。
2017-07-14 cond-mat.mes-hall
Excitation of collective modes in a quantum flute
我们使用广义主方程（GME）的形式主义来描述库仑相互作用的电子通过一个短的量子线连接到半无限偏置的引线的非平衡的时间相关的运输。导线和导线之间的接触强度由模拟旋转栅门装置的异相时变电位调制。我们通过在导线一端的固定位置保持与一根导线的接触来探索这种设置，而与另一根导线的接触则放置在沿着导线长度的各个部位。我们研究了正弦脉冲和矩形脉冲的传输。我们发现，在两个引线的电流分布不仅取决于脉冲的形状，但也对第二接触的位置。电流反射由接触电势产生的驻波，就像在管乐器（例如长笛）中一样，但是发生在平衡电荷分布的背景上。我们的量子“长笛”装置中的电子数量在2到3之间变化。我们发现，对于矩形脉冲的电流在引线中可能会流动对偏置短的时间间隔，由于更高的谐波的电荷响应。GME的数值求解在小的时间步长，而不诉诸传统的马尔可夫和旋转波近似。通过精确对角化方法，样品中电子之间的库仑相互作用被包括在内。该系统（引线加样线）由一个格子模型描述。
2012-06-12 cond-mat.mes-hall
Magnetic field effects in energy relaxation mediated by Kondo impurities
本文研究了在外加磁场和磁性杂质存在下，电压偏置介观导线中准粒子的能量分布函数。该系统由玻尔兹曼方程描述，其中碰撞积分通过耦合到自旋1/2杂质来确定。我们推导出一个有效的耦合到耗散自旋系统，这是有效的远高于近藤温度在平衡或充分涂抹的分布函数在非平衡。对于低磁场，发现能量弛豫增强，而对于较大磁场，能量弛豫降低，再次定性地满足Anthore等人的实验发现（cond-mat/0109297）。这给出了一个强有力的指示，磁性杂质实际上是负责增强铜线中的能量弛豫。然而，定量比较，显示出强烈的偏差，能量弛豫与小能量转移，而大的能量转移制度是与我们的研究结果一致。
2002-02-20 cond-mat.mes-hall
Transport in superconductor--normal metal--superconductor tunneling structures: Spinful p-wave and spin-orbit-coupled topological wires
本文从理论上研究了电压偏置的一维超导体-正常金属-超导体隧道结的输运性质，其中超导体可以具有平凡或非平凡的拓扑结构。基于最近对超导体-半导体混合系统的Majorana性质的实验研究，我们考虑了拓扑超导体的两种显式模型：（i）自旋p波和（ii）自旋分裂自旋轨道耦合s波.我们提供了一个全面的分析零温度直流电流$I$和差分电导$dI/dV$的电压偏置结或没有马约拉纳零模式（MZMs）。MZM的存在必然会在电压$eV = \pm Δ_{\mathrm{lead}}$处产生两个隧道电导峰，即，引线的超导能隙边缘与MZM对准时的电压。我们发现超导导线$without$探测BCS奇点时的MZM电导峰具有非普适值，它随结透明度的减小而减小。这与超导引线$with$测量的MZM隧穿电导形成对比，BCS奇异性，其中隧穿极限中的电导峰值取独立于结透明度的量化值$G_M = (4-π)2e^2/h$。我们还讨论了“次谐波间隙结构”，多重Andreev反射的后果，在存在和不存在的MZM。最后，我们表明，对于有限能量的Andreev束缚态（ABS），电导峰移动远离间隙偏置电压$eV = \pm Δ_{\mathrm{lead}}$的ABS能量设置一个更大的值。我们的工作应该有重要的影响，目前广泛的实验努力创造拓扑超导性和MZM半导体纳米线接近耦合到普通的s波超导体。
2017-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Bipolar thermoelectrical SQUIPT (BTSQUIPT)
本文理论研究了热偏置双极热电超导量子干涉邻近晶体管（BTSQUIPT）的准粒子电流，证明通过磁通可调控双极热电行为，并基于热电功率等指标确定了最佳工作条件。
2023-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Simple Floquet-Wannier-Stark-Andreev viewpoint and emergence of low-energy scales in a voltage-biased three-terminal Josephson junction
三端约瑟夫森结由三个超导体相干耦合到一个小的非超导岛，如扩散金属，单或双量子点。考虑了一个特定的谐振单量子点三端约瑟夫森结$(S_a,S_b,S_c)$，用电压$(V,-V,0)$偏置，但结论更普遍地适用于谐振半导体量子线设置。一个简单的物理图片的稳定状态，使用Floquet理论。结果表明，平衡Andreev束缚态（$V=0$）演化为非平衡Floquet-Wannier-Stark-Andreev（FWS-Andreev）阶梯共振态（$V\ne 0$）.这些共振由于多次Andreev反射（MAR）过程而获得有限的宽度。我们还考虑了非本征线宽展宽对量子点的影响，通过Dynes现象学参数引入。直流四重电流表现出在低电压下的外在弛豫为主的制度，由于在较高电压下的MAR过程的内在弛豫之间的交叉。最后，我们研究了由于Landau-Zener-Stückelberg跃迁引起的两个FWS-Andreev阶梯之间的耦合，以及它对弛豫机制中交叉的影响。三个重要的低能量尺度被确定，并且一个观点是将这些低能量尺度与最近的噪声互相关实验联系起来[Y。Cohen { \it等人}，arXiv：1606.08436]。
2017-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Direct observation of non-equilibrium spin population in quasi-one-dimensional nanostructures
对两种自旋物质的相互作用能级之间的相互作用的观察受到连续跟踪能级的困难的限制，因此量子线中的自旋输运仍然没有得到很好的理解。我们提出了一个直流电导功能的非平衡输运制度，一个直接的迹象表明，第一个一维子带填充主要是由一个自旋物种。这种反常自旋布居数随磁场和源漏偏置的变化是直接测量的。我们显示的源极-漏极偏置改变自旋极化在半导体纳米线，提供了一个完全电气的方法，创建和操纵自旋极化以及自旋极化电流。
2010-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Phase and amplitude response of "0.7 feature" caused by holes in silicon one-dimensional wires and rings
本文报道了在n型Si（100）表面p型硅量子阱（SQW）内用分裂栅方法制备的硅一维沟道所引起的空穴量子电导阶梯中的0.7（2 e2/h）特征。首先，自旋去极化与0.7（2 e2/h）功能的演变的相互作用，从e2/h到3/2 e2/h值作为一个函数的表密度的孔揭示了量子点接触连接两个二维水库的p型SQW。一维空穴被证明是自旋极化在低的片密度，因为0.7（2 e2/h）的功能是接近的值0.5（2 e2/h），这表明自旋简并提升的量子电导阶梯的第一步。然而，发现0.7（2 e2/h）特征在片密度增加时取0.75（2 e2/h）的值，从而引起1D空穴的自旋去极化。其次，通过改变外加磁场和垂直于双缝环平面的顶栅电压，研究了在p型量子阱的一个臂上插入额外量子点接触的情况下，0.7（2 e ~ 2/h）特性的幅度和相位灵敏度。Aharonov-Bohm（AB）和Aharonov-Casher（AC）电导振荡是自发自旋极化和Rashba自旋轨道相互作用（SOI）相互作用形成0.7（2 e2/h）特征的证据。最后，由Rashba SOI引起的0.7（2 e2/h）特性的变化被发现采取分数形式的平台和台阶作为顶栅电压的函数。
2008-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Properties of the Majorana-state tunneling Josephson junction mediated by an interacting quantum dot
我们考虑了一个由两个拓扑超导导线组成的约瑟夫森结模型，该结由一个相互作用的量子点介导。从顶部耦合到点的附加正常电极允许探测其态密度。与点相邻的马约拉纳态穿过结并从点中的结合态杂交。点受到由驱动每条线进入拓扑状态的场的叠加产生的有效磁场的作用，这取决于场之间的角度，引入了点有源能级的可变塞曼分裂。我们发现，电子在点的相互作用减少的特性Majoranas零偏置峰所产生的横向电导通过点，并引入一个整体的不对称的电导。他们还将终态Majoranas之间的杂交重正化为更短的导线。马约拉纳自旋极化由点中的有效磁场决定。相位偏置的约瑟夫森电流在热平衡时呈现自旋极化，具有特征的$4π$周期性，当结中存在未成对的Majorana态时，其符号可以改变.我们还观察到自旋相关的马约拉纳态“泄漏”，这可以通过点能级在能级尺度中的位置来控制。
2018-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A Digital Switch and Femto-Tesla Magnetic Field Sensor Based on Fano Resonance in a Spin Field Effect Transistor
我们表明，自旋场效应晶体管，实现了半导体量子线通道夹在半金属铁磁接触，可以有Fano共振的透射光谱。这些共振的出现是因为铁磁体是半金属的，所以费米能级可以被放置在多数自旋带之上，但在少数自旋带之下。在这种情况下，多数自旋将传播，但少数自旋将消失。在低温下，可以利用Fano谐振来实现数字二进制开关，该开关可以以几十微伏的非常小的栅极电压摆幅来接通或关断，从而在切换期间产生极小的动态功耗。如果每个晶体管在Fano谐振附近偏置，则500，000 x 500，000个这样的晶体管的阵列可以以1毫微微特斯拉/平方{Hz}的灵敏度检测磁场中的超小变化。
2007-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
