Effect of anharmonicity of the strain energy on band offsets in semiconductor nanostructures
本文考虑原子间势的非谐性，对高应变半导体异质结构的导带和价带阶进行了定量模拟。的非谐性导致较弱的压缩流体静力应变比常用的准谐波近似的基廷模型。包括在模拟应变InAs/GaAs纳米结构的非谐性的结果在原子水平上计算的电子带偏移的改善高达100毫电子伏相比，实验。
2004-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Correlation effects and spin dependent transport in carbon nanostructures
该研究探讨近藤 regime 下对称性破缺微扰如何影响碳纳米管量子点中的自旋相关输运。
2013-09-02 cond-mat.mes-hall
Magnon transport in $\mathrm{\mathbf{Y_3Fe_5O_{12}}}$/Pt nanostructures with reduced effective magnetization
对于利用磁振子自旋电流的应用，必须使降低自旋电导率的阻尼效应最小化。本文研究了有效磁化强度强烈降低的钇铁石榴石薄膜中的磁振子输运。我们表明，在一个三端设备的有效磁振子电导率可以增加一个因素高达6由施加到调制器电极的电流，产生阻尼补偿阈值电流以上。此外，我们发现这个阈值电流的线性依赖于所施加的磁场。我们可以通过减少的有效磁化和相关的近圆形磁化进动来解释这种行为。
2021-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dissipationless electron transport in photon-dressed nanostructures
结果表明，场修饰纳米结构中电子与光子的耦合可以产生具有非零电流的电子-光子基态。由于电流与基态相关联，因此它在没有纳米结构的焦耳加热的情况下流动，并且是非耗散的。这种无耗散的电子输运可以在具有破缺时间反演对称性的强耦合电子-光子系统中实现，特别是在由圆偏振光修饰的量子环和手性纳米结构中。
2011-09-01 cond-mat.mes-hall
Optical and transport properties of low-dimensional semiconductor nanostructures
考虑量子零维纳米结构中电子动力学过程的解释。这些过程的主要机制是电子与光学声子的相互作用。重点介绍了最近测量的量子点样品的长时间光致发光效应，观察到这种效应发生在激光脉冲照射样品后。除此之外，注意力是致力于闪烁（闪烁）的光学效应的可能起源的某些量子点样品的光发射下的永久光激发，和另一个类似的效果。
2012-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-principles based analysis of thermal transport in metallic nanostructures: size effect and Wiedemann-Franz law
金属纳米结构（纳米膜和纳米线）广泛应用于电子器件中，其热传输特性对于散热至关重要。然而，在理解金属纳米结构中的热传输方面仍然存在差距，特别是关于尺寸效应和Wiedemann-Franz定律的有效性。在这项工作中，我们执行模式模式的第一性原理计算结合玻尔兹曼输运方程，以了解金属纳米结构的热输运。我们以金（Au）和钨（W）纳米结构为原型。研究发现，当纳米结构的尺寸为几十纳米量级时，电子/声子热导率小于体值，并随尺寸的增大而减小。对于具有小体积声子热导率的那些金属（如Au），声子贡献在纳米结构中增加，而对于具有大体积声子热导率的那些金属（如W），声子贡献可以在纳米结构中增加或被抑制。通过假设晶界不诱导非弹性电子-声子散射，如果使用电子热导率估计洛伦兹比，则Wiedemann-Franz定律在Au和W纳米结构中都很好地起作用。Wiedemann-Franz定律也适用于Au纳米结构，当洛伦兹比由总热导率估计时。
2020-11-16 cond-mat.mes-hall
Thermal transport in nanostructures
本文综述了纳米半导体热输运的研究进展。与块体材料不同，低维纳米结构具有新的物理和热学性质，如反常导热、热导率的尺寸依赖性、声子边界/边缘散射等。研究还表明，声子在低维结构中是超扩散输运的，即傅里叶定律不适用。基于对声子的操纵，我们还讨论了纳米结构在从热电、散热到声子器件等广泛领域的应用前景。
2013-01-11 cond-mat.mes-hall
Quantum Transport through Nanostructures with Orbital Degeneracies
几何对称性导致分子光谱中的轨道简并。在单分子结中，这些简并性因各种对称性破缺效应而增强。我们研究量子输运通过这样的纳米结构与几乎简并的光谱。我们表明，主方程的减少密度矩阵必须推导出内的奇异耦合限制，而不是传统的弱耦合限制。这导致传输特性中的密度矩阵的非对角元素的签名。
2009-01-15 cond-mat.mes-hall
Efficient calculations of the Mode-Resolved ab-initio thermal Conductivity in nanostructures
均质材料热输运的第一性原理计算已达到了显著的预测能力。然而，在纳米结构中确定性地建模声子输运提出了新的挑战;值得注意的是，它需要求解与离散布里渊和偏振中的波矢量组合的数量一样多的代数方程。我们发现，在玻尔兹曼输运方程（BTE）的弛豫时间近似，这个问题是通过插值的矢量声子平均自由程（MFP）空间中的声子分布解决。结构和模式分辨热传输之间的耦合的角度分辨体热导率和声子抑制功能，后者主要与材料的几何形状。我们的方法，被称为各向异性MFP-BTE（aMFP-BTE），允许快速和准确的热导率计算纳米材料的声子分支和波矢量的数量无关。此外，它与第一原理热传输计算自然融合，因此允许多尺度，无参数模拟。我们应用aMFP-BTE来计算多孔Si膜的模式分辨有效热导率，相对于没有插值的情况，实现了高达50倍的速度。所提出的方法解锁了新型纳米结构的工程，并应用于热电和热管理。
2021-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Transport in Semiconductor Nanostructures
I.引言（前言，硅反型层中的纳米结构，砷化镓-AlGaAs异质结构中的纳米结构，基本性质）。二.扩散和准弹道输运（经典尺寸效应，弱局域化，电导涨落，Aharonov-Bohm效应，电子-电子相互作用，量子尺寸效应，周期势）。三.弹道输运（传导作为传输问题，量子点接触，相干电子聚焦，准直，结散射，隧道）。四.绝热输运（边缘通道和量子霍尔效应、边缘通道的选择性布居和检测、分数量子霍尔效应、强磁场中的Aharonov-Bohm效应、磁感应能带结构）。
2004-12-23 cond-mat.mes-hall
Photon-assisted transport in semiconductor nanostructures
在这篇综述中，我们专注于电子输运通过半导体纳米结构，这是由交流电场驱动。沿着评论，我们描述了不同的纳米结构，如共振隧穿二极管，超晶格或量子点，以及所需的理论工具来描述所观察到的功能可用的实验信息。这些理论工具，例如，Floquet形式主义，非平衡格林函数技术或密度矩阵技术，适合于处理与光子辅助传输问题，其中不同方面的相互作用，如非平衡，非线性，量子限制或电子-电子相互作用引起许多有趣的新现象。沿着评论，我们给出了许多例子，证明了使用适当的交流场来控制/操纵半导体纳米结构中的相干量子态的可能性。
2003-10-31 cond-mat.mes-hall
Thermal transport in semiconductor nanostructures, graphene and related two-dimensional materials
我们回顾了半导体纳米结构（多层薄膜，核/壳和分段纳米线），单层和少层石墨烯，六方氮化硼，二硫化钼和黑磷的热输运的实验和理论结果。声子工程优化的电和热传导的不同可能性进行了讨论。揭示了声子能谱修正对半导体纳米结构热导率的影响。分析了石墨烯及相关二维材料的热导率与温度、薄片尺寸、缺陷浓度、边缘粗糙度和应变的关系。
2018-03-14 cond-mat.mes-hall
Tunable spin dependent transport in the dor-ring nanostructure
研究由量子点和量子纳米环组成的纳米结构的自旋依赖输运，发现通过调节栅压可控制正负微分电导。
2018-03-30 cond-mat.mes-hall
Simulation of electron transport in electron beam induced deposition of nanostructures
我们提出了一个数值研究的能量和电荷分布在电子束诱导生长的W纳米结构的SiO2衬底上使用蒙特卡罗模拟的电子输运。这项研究给出了一个定量的洞察到沉积的能量和电荷在基板上，并在现有的金属纳米结构的存在下的电子束。我们分析了电子轨迹，非弹性平均自由程，背散射电子在不同的沉积物成分和深度的分布。我们发现，虽然在纳米结构生长的早期阶段的电子轨迹的一个显着的分数仍然与基板相互作用，作为纳米结构变得更厚的运输几乎完全发生在纳米结构。特别地，较大的沉积密度导致增强的电子背散射。这项工作展示了介观辐射传输技术如何有助于建立一个解决电子束诱导沉积（EBID）过程的多尺度性质的模型。此外，类似的模拟可以帮助理解后向散射电子和发射的次级电子在生长后电子束处理期间纳米结构材料的结构性质的变化中所起的作用。
2013-11-25 cond-mat.mes-hall
Spin Dependent Transport in Magnetic Nanostructures
综述了磁性纳米结构中自旋相关输运的物理研究进展。特别关注自旋注入到非磁性金属、半导体和超导体中引起的自旋积累和自旋电流。提出了在纳米超导/铁磁器件中诱导的各种现象，研究了超导体中的自旋-电荷分离。
2003-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Distinguishing quantum and classical transport through nanostructures
我们考虑的问题，如何区分量子从经典的传输通过纳米结构。为了解决这个问题，我们推导出了与铅弱耦合的纳米结构中非平衡输运的时间相关性的两个不等式。第一个不等式涉及局部电荷测量，具有普遍有效性;第二个不等式涉及通过器件的电流，与双量子点有关。违反这些不等式中的任何一个都表明，在纳米结构中发生了超越经典马尔可夫模型的物理学。
2010-08-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum noise theory for phonon transport through nanostructures
我们发展了一种量子噪声方法来研究声子在纳米结构中的输运。作为声子通道的纳米结构连接到两个声子库。两个库之间的温度下降驱动声子通过通道传输。我们导出了一个量子朗之万方程（QLE）来描述声子输运与量子噪声起源于水库的热涨落。在马尔可夫近似下，利用量子线性方程（QLE）得到纳米结构的热导率$κ$，并研究了$κ$的有限尺寸效应。在这项研究中，量子噪声方法的优点在于，没有任何局部温度需要被定义为纳米结构在其非平衡态的事实。
2016-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Binary topological logic gates in Kane-Mele nanostructures via local control of edge-state transport
Warsaw University of Technology（华沙理工大学）
研究通过局部控制在Kane-Mele纳米结构中实现二进制逻辑门，利用电静力学、交换型和Rashba型扰动编码逻辑输入，并通过终端传输读出输出，展示NOT和AND门的稳定操作。
2026-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hot Carrier Dynamics in Photoexcited Gold Nanostructures: Role of Interband Excitations and Evidence for Ballistic Transport
利用金属纳米结构中的短寿命光激发电子-空穴对有可能定义光电子学的新阶段，从而能够控制用于光捕获、光检测和光致发光的非热机制。然而，到目前为止，这些光激发载流子的时空动力学和运输仅定性表征。等离子体激元激发已被广泛视为产生非热热载流子的有效机制。尽管有许多实验，结论性的证据阐明和量化的热载流子产生，运输和注入的全部动力学尚未报道。在这里，我们结合实验测量与耦合的第一性原理电子结构理论和玻尔兹曼输运计算提供前所未有的洞察内部量子效率，因此内部物理，热载流子在光激发金（Au）-氮化镓（GAN）纳米结构。我们的研究结果表明，在20 nm厚的Au纳米结构中产生的光激发电子冲击弹道上的Au-GaN界面。这一发现表明，热载流子的能量可以从金属纳米结构中利用，而不会通过热化而产生大量损失。测量和计算还揭示了金属能带结构在等离子体纳米天线的带间阈值以上的能量下的热载流子产生中的重要作用。综上所述，我们的研究结果推进了对现实尺度的金属纳米结构中的激发载流子动力学的理解，并为设计在弹道机制中操作的新型光电子器件奠定了基础。
2017-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Coherent transport and manipulation of spins in indirect exciton nanostructures
我们报道了GaAs双量子阱（DQW）纳米结构中间接激子（IX）自旋的相干控制和输运。通过使用聚焦的圆偏振光斑点光学产生自旋，并通过使用空间和偏振分辨光致发光光谱探测它们的空间分布，研究自旋动力学。光学注入的激子自旋旋进，同时从激发点扩散超过20 μm的距离，其空间旋进频率取决于自旋输运方向以及施加在整个DQW结构上的偏压。这种行为归因于自旋轨道相互作用在有效磁场中引起的自旋旋进。从自旋动力学对输运方向、偏置和外磁场的依赖性出发，我们直接确定了该结构的Dresselhaus和Rashba自旋分裂系数。的进动动力学是基本上独立的IX密度，从而表明长自旋寿命与IX集体效应无关。后者与空穴对自旋动力学的贡献可以忽略不计一起，而是归因于电场使电子和空穴波函数空间分离，这降低了电子-空穴交换相互作用。长距离传输的相干自旋进动以及利用电场和磁场对自旋矢量的控制为IX自旋在量子信息处理中的应用开辟了道路。
2014-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transparent boundary conditions for time-dependent electron transport in the R-matrix method with applications to nanostructured interfaces
利用R-矩阵方法实现了含时薛定谔方程的透明边界条件。所采用的散射形式适合于描述开放量子系统，并提供了含时相干输运的框架。有限量子系统边缘的波函数的透射和反射对于精确有效地描述大时间尺度上的含时过程是必不可少的。在这里使用的方法来描述时间依赖性运输相关的光伏应用纳米结构的接口。
2016-09-17 cond-mat.mes-hall
Simulation of dimensionality effects in thermal transport
纳米结构的发现以及一维和二维材料的生长和制造技术的发展为在实验上探测低维系统中的热传输提供了可能性。然而，测量这些系统的热导率极具挑战性，并且存在很大的不确定性，因此阻碍了实验和统计物理模型之间直接比较的机会。现实纳米结构的原子模拟提供了抽象模型和实验之间的理想桥梁。在简要介绍了纳米结构中热输运测量的最新进展以及在原子水平上模拟真实系统的数值技术之后，我们回顾了晶格动力学和分子动力学模拟对理解降维系统中纳米尺度热输运的贡献。我们专注于在确定碳和半导体纳米结构的声子性质的维度的影响，特别是考虑碳纳米管，石墨烯和硅纳米线和超薄膜的情况下，基本的类比和抽象的晶格模型的差异。
2015-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport in nanostructures: A comparison between nonequilibrium Green functions and density matrices
用非平衡格林函数方法研究了半导体纳米结构中的稳态电输运。在顺序隧穿的情况下，结果进行了比较与密度矩阵理论，提供几乎相同的结果。然而，格林函数的方法更容易处理，由于绝对能量标度的可用性。它表明，在复杂的结构，如量子级联激光器的输运，可以描述在合理的协议与实验。
2001-05-16 cond-mat.mes-hall
Master equation approach to transient quantum transport in nanostructures
本文基于费米子相干态表象中的路径积分方法导出的精确主方程，提出了一种适用于纳米器件中瞬态电子动力学的非平衡量子输运理论。将精确的主方程应用于纳米器件，我们还建立了约化密度矩阵和瞬态量子输运电流与Keldysh非平衡格林函数之间的联系。该理论使我们能够研究纳米结构中的瞬态量子输运与反反应的影响，从接触，与非马尔可夫耗散和退相干被充分考虑。在应用方面，我们将该理论应用到具体的量子输运系统中，研究了在任意初始温度下的瞬态和稳态情况下，各种量子退相干和涉及非马尔可夫记忆效应的量子输运现象。
2016-11-14 cond-mat.mes-hall
Spin injection and perpendicular spin transport in graphite nanostructures
有机和碳基材料对自旋电子学是有吸引力的，因为它们的小自旋轨道耦合和低超精细相互作用预计会产生大的自旋弛豫时间。然而，相应的自旋弛豫长度不一定是大时，运输是通过弱相互作用的分子轨道。在这里，我们使用石墨作为模型系统和研究自旋输运方向垂直的弱键合石墨烯片。我们实现了高度（75%）的自旋极化电子注入到300-500 nm的石墨纳米结构和高达17 nm厚，并观察运输没有任何可测量的自旋信息的损失。在石墨为基础的自旋阀三明治的局部自旋输运的直接可视化也显示了空间均匀和近统一的传输在费米能级以上的1.8 eV的电子。
2010-05-21 cond-mat.mes-hall
Optical properties and electron transport in low-dimensional nanostructures
我们介绍了准零维量子纳米结构（如量子点或DNA分子）的电子转移理论和光学性质。该理论是基于准零维纳米结构中载流子的多重散射导致原子晶格对载流子的非绝热影响的表现。该理论基于非平衡格林函数和量子动力学方程。文中给出了三个小系统中电子运动的例子，并将理论结果与实验结果进行了比较。与实验的比较强调了电子-声子相互作用在纳米结构中的重要性。
2010-10-11 cond-mat.mes-hall
Scanning-gate-induced effects in nonlinear transport through nanostructures
我们研究了扫描栅尖对纳米结构非线性量子输运性质的影响。一般来说，我们预测，在反射对称样品的电流-电压特性的对称性被打破的尖端诱导整流电导校正。此外，在量子点接触（QPC）的情况下，尖端引起的整流项成为主导相比，在大尖端QPC距离的线性电导的变化。弱尖探测QPC模型的突然收缩的计算表明，这些影响是实验观察。
2014-03-17 cond-mat.mes-hall
Optimizing Thermal Transport in Graphene Nanoribbon Based on Phonon Resonance Hybridization
声子共振杂化作为调控纳米结构中热输运的一种重要方法，已成为声子工程领域的一个重要研究课题。在这项工作中，我们优化声子输运通过石墨烯纳米管，并获得最小化的热导通过设计柱纳米结构的基础上共振杂交。具体而言，热导的优化是通过原子格林函数和贝叶斯优化相结合来进行的。有趣的是，研究发现，对于柱撑结构，热导率随着柱撑结构数目的增加而非单调地减小，柱撑结构作为共振器被切断，阻碍了声子输运。进一步的模式分析和原子格林函数计算表明，这种反常的趋势源于在很宽的频率范围内声子透射率的降低。此外，考虑高阶声子散射，进行了非平衡分子动力学模拟，以验证结果。这一发现为纳米结构中声子输运的控制提供了新的见解。
2021-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Computationally efficient Monte Carlo electron transport algorithm for nanostructured thermoelectric material configurations
蒙特卡罗统计光线追迹方法通常用于模拟纳米结构材料中的载流子输运。在大程度的纳米结构化和线性响应（小驱动场）的情况下，由于难以收集所需的通量统计，这些模拟往往在计算上过于昂贵。在这里，我们提出了一种新的MC射线跟踪算法的计算效率至少一个数量级相比，现有的算法。我们的新方法是分析玻尔兹曼输运方程和蒙特卡罗的混合，使用了减少数量的射线追踪粒子，避免了当前的统计挑战，例如减去两个相反的通量，完全应用驱动力，以及低能量载流子所需的大量模拟时间。我们证明了该算法的效率和功率在大域纳米结构与多个缺陷的准确模拟。我们相信，我们提出的新方法确实是更强大的和用户友好的普通方法相比，可以使低场稳态条件下的纳米结构材料的输运的有效研究。
2023-02-07 cond-mat.mes-hall
Charge transport through a semiconductor quantum dot-ring nanostructure
门控纳米结构的输运性质关键取决于其状态与电极状态的耦合。在单个量子点的情况下，对于给定的量子态，耦合是恒定的，或者可以通过附加的门控稍微修改。在本文中，我们考虑了一个同心点环纳米结构（DRN），并表明其输运性质可以大大修改，由于独特的几何形状。我们计算的直流电流通过DRN在库仑阻塞制度，并表明它可以有效地作为一个单电子晶体管或电流整流器。在这两种情况下的传输特性强烈地依赖于限制潜力的细节。计算进行了低和高偏置制度，后者是特别有趣的背景下，由于快速弛豫过程的电流整流。
2015-03-11 cond-mat.mes-hall
From Digital to Analogue Magnetoelectronics: Theory of Transport in Non-Collinear Magnetic Nanostructures
磁电子学主要是数字的，即由上下磁化控制。相比之下，模拟磁电子学利用非共线磁化配置发生的现象。在这里，我们回顾了最近被应用到非共线磁性纳米结构中的两个和多端结构，即随机矩阵和电路理论的输运理论。这两种方法都不适用于像垂直金属自旋阀这样的电阻环境中的高度透明系统。这个问题的解决方案是常规和自旋混合电导参数的重整化。
2003-04-18 cond-mat.mes-hall
Quantum noise theory for quantum transport through nanostructures
我们发展了一种量子噪声方法来研究纳米结构中的量子输运。纳米结构，如量子点，被认为是人工原子，受准平衡费米子库的电子在偏置的铅。表征库中量子涨落的噪声算符通过量子朗之万方程与人工原子的阻尼和涨落联系起来。平均电流和电流噪声的储层噪声的相关性。在白噪声极限下，我们证明了即使在存在诸如库仑阻塞等相互作用的情况下，量子噪声方法也可以精确地计算电流和电流噪声。作为一个典型的应用，研究了通过单个量子点的平均电流和电流噪声。
2008-06-05 cond-mat.mes-hall
Quantum transport in ferromagnetic Permalloy nanostructures
我们通过探索低温输运研究了介观坡莫合金样品中的相位相干现象。这两个，差分电导作为偏置电压的函数和个别导线的磁导显示电导波动。这些波动的分析产生的相位相干长度$\sim250$ nm在25 mK以及$1/\sqrt{T}$温度依赖性。为了抑制系综平均电导波动，我们研究了低温传输线阵列和扩展坡莫合金薄膜。在这些样品中，我们已经测量了电导修正，这源于电子-电子相互作用（EEI），但试图检测弱本地化的签名没有成功。
2008-09-01 cond-mat.mes-hall
Counting statistics of transport through Coulomb blockade nanostructures: High-order cumulants and non-Markovian effects
最近的实验进展使得有可能实时检测单电子隧穿通过库仑阻塞纳米结构，从而允许精确测量转移电荷的数量的统计分布，即所谓的全计数统计。这些实验的进展要求一个坚实的理论平台，同样准确的计算分布函数及其累积量。在这里，我们开发了一个通用的框架，用于计算零频率电流累积量的任意订单通过纳米结构的强库仑相互作用的运输。我们的递归方法可以处理系统的许多国家以及非马尔可夫动态。我们说明了我们的方法与当前的实验相关性的三个例子：通过一个两级量子点，通过动态Franck-Condon封锁的纳米机电系统的运输聚束运输，并通过相干耦合的量子点嵌入在耗散环境中的运输。我们讨论高阶累积量的性质以及与非马尔可夫动力学相关的可能的微妙之处。
2010-10-06 cond-mat.mes-hall
Non-equilibrium Transport in dissipative one-dimensional Nanostructures
研究了一维耗散量子点阵列的非平衡输运性质。使用Keldysh形式主义，我们表明，点的耗散性质导致的空间变化的化学势，在无序的阵列，打破了不变性的电流，我，偏置反转。此外，阵列的纳米尺寸导致I的代数低温依赖性。最后，我们表明，局部库仑相互作用分裂点的电子能级，导致库仑阻塞，这是软化与增加耗散和阵列尺寸。
2010-06-09 cond-mat.mes-hall
Electronic properties of one-dimensional nanostructures of the Bi$_2$Se$_3$ topological insulator
我们从理论上研究了典型的块体拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$的一维纳米结构的电子结构和自旋性质。实验观察到的Bi $_2$ Se $_3$纳米线和纳米带的现实模型被认为是使用紧束缚方法。在低能量下，能带结构由一系列均匀间隔的简并子带组成，这些子带是由拓扑表面态的周向限制引起的。由于非平凡的$π$ Berry相位的直接带隙显示出明显的依赖于周长。拓扑表面状态的自旋-动量锁定导致围绕圆周的显著的2 $π$自旋旋转，其中自旋极化的程度取决于沿着纳米结构的动量。总的来说，纳米带的能带结构和自旋织构更复杂，暴露出两个不同的小面。降维的影响合理化的帮助下，一个简单的模型，认为圆周量子化的拓扑表面状态。此外，由电流沿纳米结构诱导的表面自旋密度显示出对电荷载流子能量的明显振荡依赖性，这可以在自旋电子学应用中被利用。
2018-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photon heat transport in low-dimensional nanostructures
在低温下，当声子模被有效冻结时，光子输运是金属系统热弛豫的主要机制。从微观多体哈密顿量出发，发展了一种非平衡格林函数方法来研究光子在纳米结构中的能量输运。得到了金属岛与一维电磁场之间能流的形式精确表达式。从这个表达式中，我们得到的量子化的热导，以及显示如何可以推广到非平衡的情况下的结果。通常，岛电子的频率依赖性电流噪声决定能量转移速率。
2007-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Effective conduction-band model for zincblende III-V semiconductors in the presence of strain: tuning the properties of bulk crystals and nanostructures
本研究推导了一个紧凑的有效哈密顿量，描述应变下闪锌矿III-V半导体导带，通过折叠降阶八带k·p模型获得参数解析式，为器件设计提供可靠预测工具。
2025-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resonant transport throught semiconductor nanostructures
通过半导体纳米结构的输运是量子相干过程。本文主要研究电子的动力学是弹道的系统，其输运主要由结构边界的散射决定。与众所周知的核反应情况相反，定义半导体结构的电势是非球对称的，并且电子的渐近运动由接触中的不同电势水平决定。对于这种特殊类型的潜在的数学基础的散射理论描述的传输现象。系统的输运性质，然后来自使用Landauer-Buttiker形式主义的散射矩阵。的S矩阵的分析性质的严格分析导致最一般的谐振线形状所描述的Fano函数与一个复杂的不对称参数。在此基础上，确定了系统的电导和电容的谐振和非谐振贡献。
2004-04-18 cond-mat.mes-hall
Quantum kinetic theory of spin-transfer torque and magnon-assisted transport in nanostructures
从理论上研究了自旋涨落在磁结电荷输运中的作用。最近的实验，测量的电流对电偏压的非线性依赖性的动机，我们开发了一个系统的理解纳米磁性结中的电荷和自旋动力学的相互作用。我们的模型捕捉到了两个不同的功能所产生的这些波动：磁振子辅助运输和自旋转移力矩的磁导的影响。后者源于自旋电流波动引起的结中的磁失准。随着温度的降低，非弹性量子散射取代了热波动，表现出的特征使其很容易与磁振子辅助传输区分开来。
2018-11-02 cond-mat.mes-hall
A first-principles approach to electrical transport in atomic-scale nanostructures
我们提出了一个第一性原理的数值实现的兰道尔形式主义的电输运的纳米结构的特征下降到原子水平。我们的方法的新颖性和趣味性主要在于两个事实。首先，它使用了通用的Gaussian98代码，该代码在量子化学社区中广泛使用。其次，它通过Bethe晶格以一种非常通用和有效的方式结合了半无限电极。我们将这种方法称为高斯嵌入聚类方法（GECM）。为了与其他提出的实施方式进行接触，我们通过计算一些研究充分的系统中的电导来说明我们的技术，例如金属（Al和Au）纳米接触和连接到金属（Al和Au）电极的C原子链。在铝纳米接触的情况下，电导原来是相当依赖于详细的原子排列。相反，Au纳米接触的电导呈现出相当普遍的特征。在C链的情况下，自洽性保证了局部电荷转移和分子和电极能级的正确对准，我们发现，电导随链中的原子数振荡，而不管电极的类型。然而，对于短链和铝电极的奇偶周期性是相反的平衡键距。
2002-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quasi-ballistic transport in HgTe quantum-well nanostructures
研究了高迁移率碲化汞量子阱结构的输运特性。使用特殊的光致抗蚀剂和Ti掩模，其允许制造特征尺寸低至0.45 $μ$ m的器件。在这些结构中的弹道效应的运输性能占主导地位的证据。半经典电子轨迹的蒙特卡罗模拟与实验结果吻合较好。
2003-07-01 cond-mat.mes-hall
Electron Transport in Hybrid Ferromagnetic/Superconducting Nanostructures
我们观察到在相邻超导体（S）的超导性开始时铁磁（F）线的电阻的大幅度变化。在F线的磁电阻中发现了新的大幅度的尖峰。基于对铁磁金属费米面拓扑结构的分析，我们讨论了F/S纳米结构中长程超导邻近效应的一种新机制。
2000-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Breakdown of the resistor model of CPP-GMR in magnetic multilayered nanostructures
我们研究了改变多层膜中各层的顺序对CPP GMR的影响。使用紧束缚简单立方两带模型（s-d），磁输运性质的计算在零温度，零偏压的限制，在Landauer-Buttiker形式主义。我们证明，对于不同厚度的层形成的单个磁性金属和多层膜形成的两个磁性金属，GMR比和它的依赖于无序是敏感的层的顺序。这种效应在大无序的极限中消失，在那里恢复了广泛使用的玻尔兹曼方法的结果。
1999-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Designing nanostructures for interfacial phonon transport via Bayesian optimization
我们展示了通过开发一种方法结合原子格林函数和贝叶斯优化的纳米结构的热导优化。为了通过Si/Ge复合界面结构最小化和最大化Si-Si和Si-Ge界面上的界面热导（ITC），该方法仅从整个候选物（超过60，000个结构）的百分之几的计算中识别最佳结构。所获得的最佳界面结构是非直观的和有影响力的：最小ITC结构是一个非周期性超晶格，实现了50%的减少，从最好的周期性超晶格。最小ITC的物理机制可以理解为两种效应对声子输运的交叉：随着超晶格中层厚度的增加，法布里-珀罗干涉的影响增加，层界面处的反射率降低。层厚随空间变化的非周期超晶格具有实现上述两种竞争机制之间的最佳平衡的自由度。此外，非周期性打破了界面之间的建设性声子干涉抑制相干声子输运。目前的工作表明，材料信息学在设计纳米结构控制热传导，这可以扩展到其他界面结构的有效性和优势。
2016-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Determination of spin-orbit interaction in semiconductor nanostructures via non-linear transport
本文通过非线性输运测量结合零温解析与有限温度数值分析，提出区分线性和立方自旋轨道相互作用并提取材料参数的方案，为半导体纳米结构自旋轨道特性的快速基准测试提供了方法。
2022-10-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Heat guiding and focusing using ballistic phonon transport in phononic nanostructures
与宏观尺度下的经典热扩散不同，纳米级的热传输可以在没有能量耗散的情况下发生，因为声子可以在数百纳米内以直线传播。尽管最近的实验证据表明这种弹道声子传输，控制其方向性，从而其实际应用，仍然是一个挑战，因为单个声子的方向是混乱的。在这里，我们展示了一种方法来控制使用硅薄膜与孔阵列的弹道声子输运的方向性。首先，我们证明了形成的定向热通量的孔之间的通道。接下来，我们使用这些纳米结构作为弹道声子的定向源，并将发射的声子耦合到纳米线中。最后，我们介绍了一个纳米级的热透镜，其中的声子会聚在一个焦点，从而将热量集中到一个几百纳米的斑点。这些结果提供了一个基础，使纳米级的热引导，散热，本地化，限制和整流的射线般的热操纵。
2016-09-23 cond-mat.mes-hall
Enhanced thermoelectric figure of merit in polycrystalline carbon nanostructures
碳纳米结构中经常观察到晶界，但它们对热和电性能的影响仍然没有完全了解。利用密度泛函紧束缚理论和非平衡格林函数相结合的方法研究了碳基体系中电子和声子的输运。在这项工作中，量子输运和热电性能的石墨烯片，石墨烯纳米带和碳纳米管的各种晶界类型在一个较宽的温度范围内进行了总结。受先前发现的无序散射声子比电子更有效的启发，预期多晶系统的热电性能会有显着改善。由于该效应对晶界类型略微敏感，我们证明晶界是一种可行的工具，可以大大提高品质因数，为新型热电材料的设计铺平道路。
2015-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Büttiker probes for dissipative phonon quantum transport in semiconductor nanostructures
现代半导体纳米器件中声子输运的理论预测需要器件特征的原子分辨率和涵盖相干和非相干效应的量子输运模型。非平衡格林函数方法（NEGF）是众所周知的，以服务于这一目的非常好，但数值计算非常昂贵。这项工作扩展了非常有效的Büttiker探测概念的声子NEGF，并讨论了这种方法的所有影响。Büttiker探针参数，再现内NEGF实验声子电导的Si和Ge之间的10 K和1000 K。这种方法在SiGe异质结中的结果说明界面弛豫对器件热导的影响和声子分布的非弹性散射的重要性。
2015-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Phonon-bond strength imperfection scattering mechanism in nanostructures
由于高的表面积与体积比，最突出的尺寸效应限制热输运起源于纳米结构中的声子表面散射。本文提出了纳米结构表面键强度缺陷对声子散射的机制，并结合键级理论，推导了该机制的声子散射率。将这种声子-表面散射机制引入到声子-玻尔兹曼输运方程中，计算了硅薄膜和硅纳米线的热导率，发现与经典的声子-边界散射模型相比，该模型的计算结果更接近实验数据.我们的研究结果不仅有助于理解声子-表面散射的机制，而且有助于通过表面工程来操纵纳米结构中的热输运。
2019-01-15 cond-mat.mes-hall
Chebyshev Polynomial Method to Landauer-Büttiker Formula of Quantum Transport in Nanostructures
Landauer-Büttiker公式描述了纳米结构和分子中的电子量子输运。由于例如矩阵求逆计算，对于复杂或大尺寸系统的模拟，这将是数值要求很高的。近年来，Chebyshev多项式方法由于其所涉及的矩阵运算仅为稀疏矩阵与向量的乘积，因而在量子系统的数值模拟中具有很高的并行效率，引起了人们的极大兴趣。孤立量子结构或体量子结构的物理量的Chebyshev多项式表示已经取得了许多进展。在这里，我们提出了Chebyshev多项式方法的典型电子散射问题，Landauer-Büttiker公式的纳米结构中的量子输运的电导。我们首先描述了完整的算法的基础上的标准浴核多项式方法（KPM）。然后，我们提出了两个简单但有效的改进。其中一种方法的时间消耗明显小于不使用KPM的直接矩阵计算。最后给出了一些典型的算例来说明数值计算的有效性.
2020-07-21 cond-mat.mes-hall
Structure, Energy, and Thermal Transport Properties of Si-SiO$_2$ Nanostructures using an Ab initio based Parameterization of a Charge-Optimized Many-Body Forcefield
为了将当前从头计算的范围扩展到需要数百万种配置的复杂系统（如异质结构）的模拟，我们仅使用从头计算总能量、力和应力张量作为输入来参数化第三代电荷优化多体（COMB 3）势。新力场的质量和预测能力进行评估，包括计算性能的内聚能和密度的SiO $_2$多晶型物，α-石英的表面能，和声子密度的结晶和非晶相的SiO $_2$的状态。与实验数据的比较，从头计算，和分子动力学模拟使用已发表的力场，包括BKS（范Beest，克莱默，和范Santen），ReaxFF，和COMB 2表明新的参数化的整体改善。计算的晶体α-石英的热导率和晶体Si（001）和无定形二氧化硅之间的界面的Kapitza电阻的温度依赖性与实验非常一致，为复杂的纳米异质结构的模拟奠定了基础。
2015-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large tunable photonic band gaps in nanostructured doped semiconductors
一个等离子体纳米结构设想与周期层的杂质半导体和被动半导体显示自发地产生表面等离子体激元由于其周期性的性质。该纳米结构被证明表现为一个有效的材料建模由一个简单的介电函数的离子晶体类型，并拥有一个完全可调的光子带隙，宽度超过50%，在该地区从中红外延伸到太赫兹。
2010-11-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantifying phonon particle and wave transport in nanostructures--The unexpectedly strong particle effect in silicon nanophononic metamaterial with cross junction
了解纳米结构中的声子输运机制对于精细地定制热性质是非常重要的。通过不同的策略结合声子粒子和波效应，以前的研究已经在纳米结构中获得了超低的热导率。然而，声子粒子效应和波效应耦合在一起，即它们对声子输运的单独贡献无法计算。在这里，我们提出了如何量化粒子和波的声子输运的影响相结合的蒙特卡罗和原子的格林函数方法。我们将其应用到具有交叉结的一维硅纳米声子超材料中，在这种超材料中，波效应被认为是阻碍声子输运的主要调制器，而粒子效应则可以忽略不计。令人惊讶的是，我们发现，颗粒效应是相当显着的，以及可以贡献高达39%的总热导率降低。此外，颗粒效应并没有随着结构的截面面积（CSA）减小而减小很多，并且即使对于小至2.23 nm 2的CSA，仍然保持相当强。进一步通过减小结腿长度的声子传输分析也定性地证明了强粒子效应。结果突出了相互控制的粒子和波的特性的重要性，和方法来量化声子粒子和波的影响是非常重要的声子工程的纳米结构。
2018-10-15 cond-mat.mes-hall
