Secondary Coulomb Blockade Gap in a Four-Island Tunnel-Junction Array
在四岛环形隧道结阵列中,在低偏压范围内观察到二次库仑阻塞间隙的I-V特性。我们将其外观归因于阵列的独特拓扑结构,该阵列诱导多达两个电子被困在内部。我们已经详细的单电子隧穿过程中的间隙的形成和破坏进行了分析。研究了在热涨落和量子涨落存在时的负微分电阻行为。
1998-11-05 cond-mat.mes-hall
Observation of Strong Coulomb Blockade in Resistively Isolated Tunnel Junctions
我们测量了温度范围为60 mK的连续隔离(R_{Isol} >> h/e^{2})隧道结中的库仑阻塞电流$We report measurements of the Coulomb-blockade current in resistively isolated ($ R_{Isol} \gg h/e^{2})$温度范围为60 mK < T <230 mK的隧道结,其中充电能量E_{c}远大于热能。获得了高达10^{4} R_{T}(裸结的隧道电阻)的零偏置电阻R_{0}。对于eV << E_{c},给定R_{Isol}标度的I-V曲线作为V/T的函数,其中\propto V^{α(R_{Isol})}在V的范围内。数据与包括环境效应的隧穿率的数值计算吻合良好。
1998-06-03 cond-mat.mes-hall
One and two dimensional tunnel junction arrays in weak Coulomb blockade regime-absolute accuracy in thermometry
我们研究了部分库仑阻塞机制下的一维和二维(1D和2D)隧道结阵列。库仑阻塞温度计的绝对精度受阵列的外部阻抗的影响,这在一维和二维阵列的不同拓扑结构中是不相同的。我们证明,无论是通过实验和理论计算在简单的几何形状,在这方面的1D结构更好。然而,在1D和2D中,通过使阵列足够大,可以使环境的影响任意小。
2000-02-03 cond-mat.mes-hall
Control of Coulomb blockade in a mesoscopic Josephson junction using single electron tunneling
我们研究了一个介观约瑟夫森结(JJ)嵌入在一个由一个大的偏置电阻和一个正常的金属-超导隧道结(NIS)组成的环境中的电路。JJ的有效库仑阻塞可以由通过NIS结的隧穿电流控制,从而产生类似晶体管的特性。我们表明,使用相位相关理论和数值模拟,大量的电流增益与低电流噪声($i_{n}\lesssim 1$ fA/ $\sqrt{\text{Hz}}$)和噪声温度($\lesssim $ 0.1 K)可以实现。我们的数值模拟和实验结果之间取得了良好的协议。
2003-11-04 cond-mat.mes-hall
Coulomb Blockade and Coherent Single-Cooper-Pair Tunneling in Single Josephson Junctions
我们测量了小电容单约瑟夫森结在低温(T < 0.04 K)下的电流-电压特性,其中单结与电磁环境之间的耦合强度由一维直流SQUID阵列控制。当SQUID阵列的零偏电阻远高于量子电阻h/e^2 = 26 kohm时,我们清楚地观察到库珀对隧穿的库仑阻塞,甚至出现了负微分电阻区。负微分电阻是单个约瑟夫森结中相干单库珀对隧穿的证据。
2001-05-28 cond-mat.mes-hall
Coulomb and Spin blockade of two few-electrons quantum dots in series in the co-tunneling regime
我们提出了库仑阻塞测量的两个少电子量子点的串联配置,使两个点之一的电化学电位与自旋选择性铅对齐。通过系统的电荷转移需要通过与引线共振的$not$的第二个点的共隧穿。所观察到的振幅调制的电流被发现,以反映自旋阻塞事件发生通过两个点。我们还证实,发生在非共振点的电荷重新分配事件间接检测通过在对齐的点的电化学电位的变化。
2004-07-02 cond-mat.mes-hall
Photon-assisted Dynamical Coulomb Blockade in a Tunnel Junction
本文报道了在动态库仑阻塞下隧道结中光子辅助输运和噪声的测量结果。我们已经测量了直流非线性传输和低频噪声中存在的交流激励的频率高达33 GHz。在这两个实验中,我们观察副本在有限电压的零偏置功能,光子发射/吸收的现象特性。然而,解释我们的数据所需的交流电压对于传输和噪声是明显不同的,这表明通常的光子辅助现象理论不能解释我们的观察结果。
2018-04-04 cond-mat.mes-hall
Smearing of Coulomb Blockade by Resonant Tunneling
本文研究了通过共振杂质能级与铅耦合的晶粒中的库仑阻塞。我们发现,通过杂质能级的透射系数的强能量依赖性可以有一个戏剧性的效果上的量子化的颗粒电荷。特别是,如果共振足够窄,库仑阶梯显示非常尖锐的步骤,即使在费米能量通过杂质的传输是完美的。这与天真的期望相反,完美的传输应该完全消除充电效应。
2000-10-04 cond-mat.mes-hall
Random background charges and Coulomb blockade in one-dimensional tunnel junction arrays
本文利用单电子隧穿的“正交”理论,数值研究了一维隧道结阵列在含有随机背景电荷时的行为。随机背景电荷分布的振幅和密度进行了验证。使用一个均匀的阵列作为晶体管进行了讨论,并没有随机的背景电荷。本文导出了无背景电荷均匀阵列在零栅压附近增益的解析表达式。模拟了存在背景电荷的栅极调制。
2000-06-26 cond-mat.mes-hall
Dynamical Coulomb blockade of tunnel junctions driven by alternating voltages
将动态库仑阻塞理论推广到由随时间变化的电压驱动的隧穿元件。它示出,对于标准的设置,其中外部电压通过阻抗施加到隧道结,时间相关的驱动需要由所施加的电压的电磁环境的模式的激励。需要扩展用于交流驱动电路的先前方法以考虑驱动浴槽模式。一个酉变换也涉及的电磁环境的变量,它允许分裂的时间依赖性从哈密顿在没有隧道。这大大简化了基于将隧穿哈密顿量视为微扰的微扰理论计算。特别是,在隧道结的引线中流动的平均电流进行了研究。明确的结果给出的情况下,所施加的电压与恒定的直流部分和正弦交流部分。建立了与标准的恒电压动态库仑阻塞理论的联系。结果表明,交流电压源揭示了显着的电磁环境所造成的附加效应。交流驱动器械中动态库仑阻塞的标志是电磁环境对电流高次谐波的抑制。所提出的理论基本上适用于所有由交流电压驱动的隧穿器件。
2015-12-21 cond-mat.mes-hall
Coulomb blockade of tunnelling through compressible rings formed around an antidot: an explanation for $h/2e$ Aharonov-Bohm oscillations
我们考虑单电子隧穿通过antidot状态使用库仑阻塞模型,并给出了一个解释h/2 e Aharonov-Bohm振荡,这是实验观察到的最低朗道能级的两个自旋时形成的束缚态。我们表明,边缘通道可能包含可压缩区域,并使用简单的静电,通过外部自旋状态的共振应该发生两次每h/e周期。反点可能是一个强大的工具,用于研究量子霍尔边缘状态,以及量子点中发生的自旋和充电效应的相互作用。
2000-07-25 cond-mat.mes-hall
Tunnelling magnetoresistance anomalies of a Coulomb blockaded quantum dot
我们考虑了在库仑阻塞机制下,通过一个相互作用的量子点的量子输运和隧穿磁电阻(TMR)。我们指出,存在两种不同成因的TMR异常。一种类型,与TMR符号变化和出现在电导共振,是单粒子起源。第二类是由电子关联引起的,导致TMR值显著增加,远远超过100%。它表现在库仑阻塞电导峰之间。这两种类型的异常进行了讨论为零和有限的偏见和他们的鲁棒性的温度升高也证明了。结果的背景下,最近的半导体量子点,其中已观察到类似的功能TMR的实验。
2009-01-27 cond-mat.mes-hall
Coulomb blockade of Cooper pair tunneling and parity effects in the Cooper pair transistor
我们在由四个一维SQUID阵列组成的可调电磁环境中测量了库珀对晶体管(CPT)。研究了在高阻抗极限Z_env>>R_Q=6.45~kΩ时,不同约瑟夫森耦合能与充电能之比下CPT的输运性质。随着环境阻抗的增加,CPT的电流-电压特性(IVC)发展为库珀对隧穿的库仑阻塞,并且所测量的IVC与基于CPT的准电荷动力学的理论定性地一致。增加环境的阻抗引起IVC的调制中的过渡,其中栅极电荷从e周期性到2 e周期性。
2006-06-15 cond-mat.mes-hall
Coulomb blockade thermometry using a two-dimensional array of tunnel junctions
在1.5 ~ 4.2K温度范围内测量了二维小隧道结阵列的电流-电压特性。这对应于大于充电能量的热能。我们表明,二维阵列可以作为主要的温度计在相同的方式作为一维阵列,甚至有一些优势,比一维阵列。我们进行了蒙特卡罗模拟,这符合我们的实验结果。
2000-12-13 cond-mat.mes-hall
Coulomb blockade threshold in inhomogeneous one-dimensional arrays of tunnel junctions
给出了一个一般表达式的自由能的变化时,电荷隧道通过一个结在一个一维阵列的N金属岛与任意电容和任意的背景电荷。这是用来获得表达式的(平均)阈值电压的库仑阻塞的几个特征的几何形状。我们发现,包含随机背景电荷对阈值电压的N依赖性有很大影响:在具有相同结电容C和栅电容C_g的阵列中,背景电荷平均的阈值电压与N^a成正比,其中当N变得大于2.5 \sqrt{C/C_g}时,{a}从1/2交叉到1。
1996-11-07 cond-mat.mes-hall
Dynamical Coulomb Blockade of Shot Noise
我们观察到的有限频率散粒噪声的抑制所产生的电压偏置隧道结,由于其与一个单一的电磁模式的高阻抗的相互作用。隧道结嵌入在四分之一波长谐振器中,该谐振器包含密集SQUID阵列,该SQUID阵列为其提供在k欧姆范围内的特性阻抗和在4-6 GHz范围内可调谐的谐振频率。这样的高阻抗在隧道结上产生相当大的库仑阻塞(差分电导大约减少30%),并允许在谐振器频率下有效测量电流波动的谱密度。所观察到的阻塞的散粒噪声被发现与扩展的动态库仑阻塞理论。
2014-10-23 cond-mat.mes-hall
Dynamical Coulomb blockade theory of plasmon-mediated light emission from a tunnel junction
电子的非弹性隧穿可以产生光子的发射,光子的能量直观地受到所施加的偏置电压的限制。然而,实验表明,涉及电子与等离子体激元的相互作用的更复杂的过程导致具有过偏压能量的光子发射。我们最近在Phys.Rev.Lett中提出了这种观察的模型。\textbf{113},066801(2014),类似于最初为处理介观电路中的电磁环境而开发的动态库仑阻塞。该模型描述了两个电子与局部等离子体极化激元模式相互作用的相关隧穿,由谐振电路表示,并表明过偏压发射是由于非高斯波动。在这里,我们扩展我们的模型来研究在有限温度下的过偏压发射。我们发现,热拖尾强烈掩盖了过偏压发射。因此,相关隧穿过程的检测需要远低于偏置能量$eV$和等离子体激元能量$\hbarω_0$的温度$k_BT$,该条件幸运地通过实验实现。
2016-12-05 cond-mat.mes-hall
Transport in metallic multi-island Coulomb blockade systems: A systematic perturbative expansion in the junction transparency
我们研究了金属多岛库仑阻塞体系中的电子输运。基于一个图形的实时方法,我们开发了一个计算机算法,生成和计算所有的传输贡献的二阶隧道耦合强度为任意多岛系统。这包括顺序和cotunneling,以及对应于充电能量和隧穿电导的重整化的条款。考虑了多岛共隧穿过程中不同岛之间的能量转移。为了说明我们的方法,我们分析了电流通过一个岛在库仑阻塞,这是静电耦合到第二个岛,通过一个大电流流动。在这种制度下,涉及一个岛的cotunneling过程,以及多岛的过程是重要的。后者可以被理解为在被封锁的岛中的光子辅助的顺序隧穿,其中光子由第二岛中的顺序隧穿引起的电势波动提供。我们比较了我们的方法的P(E)理论的光子辅助隧穿在弱耦合限制的结果。
2006-09-21 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent tunneling and Coulomb blockade in ferromagnetic nanoparticles
本文综述了含铁磁纳米粒子系统中自旋相关隧穿现象的研究。我们讨论了组装纳米粒子的制备方法以及自旋相关输运性质的机制和结果。这篇综述的重点是特征自旋相关的隧穿现象,如增强隧道磁电阻(TMR),由于在库仑阻塞制度和隧道磁电阻的符号变化,由于在纳米粒子的自旋积累。
2007-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coulomb blockade in one-dimensional arrays of high conductance tunnel junctions
低欧姆隧道结(即具有与量子电阻$R_{\rm q}\equiv h/e^2\approx 25.8$ k $Ω$相当或小于量子电阻的结)的一维(1D)阵列的性质已经在实验上和理论上进行了研究。我们的实验数据表明,-在协议与以前的结果单,双结系统-库仑阻塞效应生存,即使在强隧穿制度,仍然清晰可见的结电阻低至1 k $Ω$。我们发展了一个强隧穿区结阵列中电子输运的准经典理论。该理论的预测和实验数据之间的良好协议已被观察到。我们还表明,由于加热效应和相对较大的校正之间的线性关系的半宽度的电导下降周围的零偏置电压,$V_{1/2}$,和测量的电子温度,这样的阵列是劣于那些传统上使用的库仑阻塞测温法(CBT)。尽管如此,对半宽度的期望校正$ΔV_{1/2}$可以相当容易地确定,并且它与零偏置电压$ΔG$周围的电导下降的幅度成比例。比例常数是结电阻和量子电阻之比$R/R_{\rm q}$的函数,它是一种纯粹的强隧穿效应。
2000-05-17 cond-mat.mes-hall
Effect of quantum noise on Coulomb blockade in normal tunnel junctions at high voltages
我们研究了正常隧道结在电压下的渐近行为,即使是最好的欧姆环境也开始看起来像RC传输线。在实验中,这表现为一个非常缓慢的方法的线性行为以上的库仑间隙。正如预期的量子理论的基础上,考虑到与环境模式的相互作用,更好的拟合获得使用1/sqrt{V}-比1/V-的渐近线的依赖性。这些结果同意的地平线图片,如果使用频率相关的相速度,而不是光速,以确定由结看到的周围环境的程度。
1999-10-20 cond-mat.mes-hall
Short-time counting statistics of charge transfer in Coulomb-blockade systems
在短测量时间间隔的限制下,研究了库仑阻塞系统中电子隧穿的全计数统计。这个限制是特别适合于确定隧道事件之间的相关性,但只有当分析的电荷转移统计的阶乘累积量$C_{{\rm F}, m}(t)$,而不是普通的文献中常用的。在没有相关性的情况下,阶乘累积量的短期行为由$C_{{\rm F}, m}(t) \propto (-1)^{m-1}t^m$给出。时间依赖性的不同符号和/或不同幂律指示相关性。我们说明了这一点顺序和Andreev隧道在金属单电子盒。
2016-09-26 cond-mat.mes-hall
Coulomb blockade of anyons
库仑相互作用使填充因子为$ν=1/(2m+1)$的初级量子霍尔液体中的任意准粒子转变为硬核任意子。通过将一维阿贝尔任意子的Wigner-Jordan描述扩展到隧穿问题,我们建立了一个多反点系统中这种准粒子的相干输运模型。我们表明,即使在{ \em缺乏}的准粒子交换的无离子交换统计表现在隧道电导。特别地,它可以被看作是与准粒子隧穿通过三个反点的线相关的非零共振峰。
2007-08-28 cond-mat.mes-hall
Preserving Coulomb blockade in transport spectroscopy of quantum dots, by dynamical tunnel-barrier compensation
针对表面栅控量子点中 plunger 栅压对隧穿势垒的电容性干扰导致库仑阻塞被破坏的问题,本文提出动态隧穿势垒补偿方案,在宽电荷占据范围内保持库仑阻塞,并有助于大规模量子点阵列的自动调节。
2024-09-22 cond-mat.mes-hall
Statistical Distribution of Coulomb Blockade Peak Heights in Adiabatically Pumped Quantum Dots
研究了近封闭量子点共振隧穿区的绝热量子抽运。量子点通过隧穿势垒与两个引线耦合。使用势垒隧穿速率的小周期变化作为泵送机制,获得了敏感地依赖于系统参数并因库仑阻塞而呈现峰值的电流。的峰高的分布被发现的温度$\Gam \ll k_{B} T \ll Δ$,$\Gam$的总衰减宽度到引线和$Δ$的单粒子的水平间距的点,和他们的平均高度被预测为增加一个因素的$\frac{5\sqrt{2}}{18} π\approx 1.2$后,打破时间反演对称性。这是库仑阻塞电导峰统计理论的泵浦模拟。
2001-10-18 cond-mat.mes-hall
Tunnelling density of states at Coulomb blockade peaks
我们计算了量子点在库仑阻塞机制下的隧穿态密度(TDoS),采用了一种允许电荷量子化的泛函积分表示。我们发现,除了众所周知的差距在TDoS的库仑封锁谷,有一个抑制的TDoS的峰值。我们表明,这样的抑制是必要的,以获得正确的结果,通过一个几乎接近的量子点的微分电导的峰值。
2006-07-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Violation of detailed balance for charge-transfer statistics in Coulomb-blockade systems
我们讨论了在库仑阻塞系统中产生违反细致平衡的稳态的可能性。这包括电压偏置和非偏置情况。违反细致平衡的结果是,电子隧穿进入一个岛经历强库仑相互作用的电荷转移统计是不同的统计隧穿。这可以通过对岛的电荷状态进行时间分辨测量来实验测试。我们证明了这一要求的两个模型系统。
2017-05-21 cond-mat.mes-hall
Tunneling into Multiwalled Carbon Nanotubes: Coulomb Blockade and Fano Resonance
报道了多壁碳纳米管(MWNTs)与普通金属之间形成的单隧道结的隧道光谱测量结果。内在的库仑相互作用的多壁碳纳米管产生了强大的零偏压抑制的隧穿态密度(TDOS),可以拟合数值环境量子涨落(EQF)理论。在低温下发现了零偏压附近的非对称电导异常,并解释为强隧穿区的Fano共振。
2003-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coherent photon assisted cotunneling in a Coulomb blockade device
本文研究了双结库仑阻塞器件在含时势影响下的共隧穿。结果表明,交流偏置导致光子辅助共隧穿,在某些情况下可能占主导地位的运输。我们导出了在振荡势存在下隧穿电流的一般非微扰表达式,并给出了光子辅助共隧穿电流的微扰表达式。
1997-02-10 cond-mat.mes-hall
Cotunneling-mediated transport through excited states in the Coulomb blockade regime
我们测量了少电子量子点的有限偏压输运。在库仑阻塞状态下,出现强烈的非弹性共隧穿特征,可以直接归因于在非阻塞状态下观察到的激发态。此外,我们观察到的结构相关的顺序隧穿通过点,发生后,它已被激发的非弹性cotunneling过程。我们解释我们的研究结果,使用实时格林函数方法内的运输计算,包括图四阶隧道矩阵元素。
2005-03-02 cond-mat.mes-hall
Gundlach oscillations and Coulomb blockade of Co nano-islands on MgO/Mo(100) investigated by scanning tunneling spectroscopy at 300 K
用扫描隧道显微镜和光谱研究了Mo(100)衬底上厚度达12 ML的MgO超薄薄膜。MgO膜内的功函数的空间变化映射的场发射共振态(冈拉克振荡)使用dz/dU光谱。我们发现圆形斑点显着降低功函数(Δ Phi = 0.6 eV),这是分配给带电缺陷内的MgO膜。在MgO膜的顶部沉积了小的Co团簇,平均接触面积为4 nm^2。这些岛在室温下的dI/dU谱中表现出库仑振荡。与正统理论的一致性很好的实现显示的背景电荷Q_0的岛屿在不同的位置,这是根据由冈拉克振荡确定的功函数的差异。
2010-02-10 cond-mat.mes-hall
Coulomb Blockade without Tunnel Junctions
我们发现,隧道结是不需要提供单电子效应的金属岛。最终,隧道结可以由任意散射体代替。重要的是,即使是{ \it扩散}散射体也能为单电子效应提供足够的隔离以保持。为了制定这一确切的条款,我们推导和分析描述任意散射体的有效作用。我们还考虑了有效充电能量的波动。
1998-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coexistence of Coulomb blockade and zero bias anomaly in a strongly coupled quantum dot
测量了通过与金属引线良好耦合的金属量子点的电流-电压特性。结果表明,I-V曲线由两部分组成。一个是在费米能级的隧道导电性的抑制和第二个是一个振荡的功能,随着栅极电压的变化。结果表明,在非对称强耦合量子点中,零偏压反常和库仑阻塞现象共存。
2010-07-25 cond-mat.mes-hall
Coulomb blockade at a tunnel junction between two quantum wires with long-range interaction
本文计算了两个Luttinger系统间隧道结在有限射程相互作用下的非线性电流-电压特性。发现了库仑阻塞特性,并根据电子-电子相互作用,得到了在早期理论中特别引入的耗散电阻、电容和外阻抗。阻抗的频率依赖性由电子的激发谱给出。
1997-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dynamical Coulomb Blockade Observed in Nano-Sized Electrical Contacts
纳米工程系统之间的电接触有望构成未来纳米级电子学的基本构件。然而,在纳米尺度上的电接触的准确表征和理解是一个具有挑战性的实验任务。在这里,我们采用低温扫描隧道光谱研究的导电性的个人之间形成的平铅岛和他们的支持基板的纳米接触。我们观察到由于动态库仑阻塞效应,在小偏压下的差分隧道电导的抑制。差分电导谱使我们能够确定的电容和电阻的电接触,系统地依赖于岛-衬底接触面积。基于环境辅助掘进理论的计算结果与实测结果吻合较好。
2012-01-16 cond-mat.mes-hall
Identification of Coulomb blockade and macroscopic quantum tunneling by noise
约瑟夫森结中的宏观量子隧穿(MQT)和库仑阻塞(CB)效应对于量子力学在宏观尺度上的表现和潜在的技术应用都具有重要意义。这两个互补的效果被证明是清楚地区分从相关的噪声谱。准确地确定了电流噪声,并发现随着施加电压的变化,MQT中的磁通噪声和CB区域中的电荷噪声之间存在相当尖锐的交叉。相关结果适用于电流偏置结中的电压噪声。
2002-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fractional Coulomb blockade for quasiparticle tunneling between edge channels
研究了分数量子霍尔机制下$1.4~\mathrm{μm}$宽量子点的磁电导。对于填充因子为$\approx 2/3$和$\gtrsim 1/3$的量子点,所观察到的库仑共振在磁场中表现出周期性调制。这表明量子点中2/3分数量子霍尔态的非平凡重构。我们提出了一个模型的充电系统的稳定性图假设两个可压缩区域分开的填充因子$2/3$和$1/3$,分别不可压缩的条纹。由磁场周期对总磁场的依赖关系,我们构造了量子点中的零场电荷密度分布。两个可压缩区域之间的隧穿表现为分数库仑阻塞。对于两个填充因子区域,我们通过与填充因子2处的测量值进行比较来提取分数电荷$e^*/e = 0.32 \pm 0.03$。由于它们与量子霍尔法布里-珀罗干涉仪的密切关系,我们对分数量子霍尔机制中量子点的研究扩展并补充了研究任意子分数量子霍尔准粒子性质的干涉实验。
2020-05-26 cond-mat.mes-hall
Effect of Coulomb blockade on STM current through a granular film
从理论和实验两方面研究了由STM针尖和颗粒膜组成的隧道结阵列中的电子输运。当针尖和表面颗粒之间的隧道电阻远大于颗粒之间的隧道电阻时,在阵列中产生了隧道电流的瓶颈。结果表明,库仑阶梯(CS)的周期是由电容的瓶颈。我们对Co-Al-O颗粒膜的STM实验表明,在室温下,CS具有单一的周期。这为室温下的单电子自旋电子器件提供了新的可能性。
1999-04-20 cond-mat.mes-hall
Interplay of Coulomb blockade and Aharonov-Bohm resonances in a Luttinger liquid
我们考虑一个强相互作用的电子环连接到两个外部引线的隧道结。通过研究电导共振的位置作为门电压和磁通量的函数,可以通过实验确定相互作用参数$g$。对于一个有限的环的最小电导的强烈影响的设备的几何形状和电子-电子相互作用。特别地,如果隧道结彼此靠近,则抑制了与相互作用相关的正交性突变,并且谷电流出乎意料地大。
1997-06-02 cond-mat.mes-hall
Numerical study of the Coulomb blockade in an open quantum dot
采用路径积分蒙特卡罗方法,数值研究了单模点接触连接的开放量子点中的库仑阻塞。研究了量子点的平均电荷和电容的库仑振荡,并与强隧穿时的解析表达式进行了比较。在简并点,我们观察到对数发散的电容在点接触的强背散射。这一观察结果支持了这样的猜想,即本系统在简并点的性质是由两通道近藤问题描述的任意强度的隧穿。
2008-04-03 cond-mat.mes-hall
Coulomb Blockade Ratchet
本文研究了一类新的棘轮效应的输运性质。该装置是通过施加一个交流电压的金属单电子隧道晶体管,和净传输电流的诱导的时间依赖性偏置电压,虽然电压值平均为零。这种现象的机制是单电子隧穿的库仑阻塞。栅电压可以很好地控制感应净电流的方向和大小。即使在没有外部偏置电压的情况下,也观察到净传输电流,这归因于电路中的噪声。
1999-10-27 cond-mat.mes-hall
Coulomb blockade in an atomically thin quantum dot coupled to a tunable Fermi reservoir
量子限制态和离域态的费米储库之间的粒子的门可调量子力学隧穿支撑了自旋电子学和固态量子光学的许多进展。典型的例子是半导体量子点通过隧道势垒与栅极接触分离。这使得能够实现库仑阻塞,即电子或空穴可以一个接一个地加载到量子点中的现象。根据隧道耦合强度,这种能力有助于单自旋量子比特或限制自旋和费米库之间的相干多体相互作用。范德华(vdW)异质结构,其中广泛的独特的原子层可以很容易地组合,提供了新的前景工程相干量子限制自旋,隧道势垒下降到原子极限或费米水库超出传统的平坦态密度。然而,需要在单颗粒水平上对vdW纳米结构进行门控以解锁其潜力。在这里,我们报告的库仑阻塞在VDW异质结构组成的过渡金属二硫属化物量子点耦合到石墨烯接触通过原子薄的六方氮化硼(hBN)隧道势垒。多亏了一个可调的费米库,我们可以确定性地将单个电子或单个空穴加载到量子点中。我们观察到的混合激子,局域量子点态和离域连续态,所产生的超强自旋守恒隧道耦合通过原子薄的隧道势垒。探测外加磁场中的带电激子,我们观察到大的旋磁比(~8)。我们的研究结果建立了一个基础,工程下一代设备,以调查无论是新的制度的近藤物理或孤立的量子位在vdW异质结构平台。
2019-04-24 cond-mat.mes-hall
Coulomb blockade and quantum confinement in field electron emission from heterostructured nanotips
研究了金刚石纳米尖上自组装的量子点和纳米线异质结发射体的场电子发射机制,该机制包括库仑阻塞效应和量子限制效应.发射电子的总能量分布显示出归因于量子限制发射极的离散电子态的多个峰,其中相应的能级由于库仑阻塞而作为施加电压的函数振荡。FE的电流-电压特性表现出修改后的库仑阶梯,随着电压的增加,额外的步骤变得更加明显。实验观察到的行为与基于量子点中的库仑阻塞模型结合尖端FE理论的数值模拟是一致的。
2020-10-05 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic Tunneling Magnetoresistance
我们研究了介观库仑阻塞机制下铁磁/正常金属/铁磁双隧道结中自旋相关的输运。一般的输运方程使我们能够计算电导的存在或不存在的自旋-轨道相互作用和任意取向的铅磁化。计算了定义在库仑阻塞电导峰处的隧穿磁电阻(TMR),给出了TMR的概率分布。我们表明,介观涨落可以导致TMR的最佳值。
2000-11-27 cond-mat.mes-hall
Coulomb blockade in graphene quantum dots
我们研究了石墨烯量子点的电导谱,包括单个和多个情况。研究了单电子隧穿现象,得到了低温下库仑阻塞振荡的周期、振幅和线形。进一步讨论了多个量子点组装成阵列时的输运行为,发现电导谱从单个库仑阻塞到集体库仑阻塞的相变。
2009-11-15 cond-mat.mes-hall
From wave-functions to current-voltage characteristics: overview of a Coulomb blockade device simulator using fundamental physical parameters
本文的目的是提出一种基于物理描述的精确方法来模拟库仑阻塞器件。该方法的基础上的模拟只依赖于系统的基本参数,并不需要使用高层次的拟合参数作为隧道电导相反的电流库仑阻塞模拟器的数量。它主要是在有效质量张量的框架下的转移哈密顿形式和Barthel公式。它既可用于金属库仑阻塞器件,也可用于半导体器件。这种方法的细节进行了广泛的审查,从理论的角度来看,并提出了主要结果。特别地,我们研究了如何获得隧穿率信息来推断金属-绝缘体-金属-绝缘体-金属(MIMIM)和金属-绝缘体-Si量子点-绝缘体-金属(MISiIM)结构的电流/电压特性。
2005-11-28 cond-mat.mes-hall
Ex-situ Tunnel Junction Process Technique Characterized by Coulomb Blockade Thermometry
我们研究了一种晶圆级隧道结制造方法,其中等离子体蚀刻通过覆盖底部Al电极的介电层限定隧道结区域。通过氧化结区中的底部电极来形成非原位隧道势垒。在150 mm晶片上的室温电阻映射给出了隧道结电阻的局部偏差值,其低于7.5%,平均值为1.3%。的偏差进一步调查的设备,其中有一个隧道结连接到四个阵列组成的N结(N = 41,结直径700 nm)的子-1 K测量。微分电导是在单结和阵列库仑阻塞温度计工作模式下测量的。通过将实验数据与理论模型拟合,我们发现对于2N+1结阵列,局部隧道结电阻偏差的上限为~ 5%。该值与由我们的实验装置的精度定义的最小可检测偏差具有相同的量级。
2010-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Coulomb Blockade in Quantum Boxes
利用Wilson数值重整化群的一个变体,求解了任意温度、隧穿振幅和栅电压下,由单模点接触连接到引线上的量子盒的充电问题.盒内的电荷和结的电容是在所有物理机制的基础上计算的,包括弱隧穿、接近完美的传输和其间的交叉机制。在电荷平台,微扰理论被发现打破在相当小的隧穿振幅。近乎完美的传输,我们确认马特维耶夫的情况下,涂抹的库仑封锁楼梯。一个令人惊讶的再入库仑阻塞楼梯被发现大隧穿振幅。在简并点处,我们直接从库仑阻塞哈密顿量获得了双通道近藤行为,而不限制于两个电荷配置或引入有效截止。
2003-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Accurate Coulomb Blockade Thermometry up to 60 Kelvin
我们在实验上证明了库仑阻塞测温法(CBT)的精确实现,其工作温度可达60 K。利用电子束光刻的纳米制造方法的进步使我们能够制造出均匀的足够小的隧道结阵列,以保证总的温度读数不确定性约为1
2015-07-20 cond-mat.mes-hall
Note on the Coulomb blockade of a weak tunnel junction with Nyquist noise: Conductance formula for a broad temperature range
我们重新讨论了电导远小于$e^2/\hbar$的隧道结的库仑阻塞。我们研究结与电容$C$,嵌入欧姆电磁环境建模的串联电阻$R$产生的奈奎斯特噪声。在半经典极限下,奈奎斯特噪声通过具有高斯分布的随机电荷对结充电。假设高斯分布,我们推导出解析的温度依赖结电导$G(T)$有效的温度$k_BT \gtrsim (R_K/2πR)E_c$和电阻$R \gtrsim R_K$,其中$R_K = h/e^2$和$E_c=e^2/2C \ \text{is}$的单电子充电能量。我们的分析结果表明,领先的依赖$G(T) \propto e^{-E_c/4k_BT}$,到目前为止,被认为是存在的,只有当$(R_K/πR)E_c \ll k_BT \ll E_c$和$R \gg R_K$。我们对$k_BT \gtrsim (R_K/2πR)E_c$和$R \gtrsim R_K$的结果的有效性被证实了一个很好的协议与数值研究,不假设半经典极限,并通过一个合理的协议与实验数据$R$低$R_K$。我们的结果也重现了过去导出的各种渐近公式。激活能$E_c/4$中的$1/4$因子是由于半经典奈奎斯特噪声。
2017-02-17 cond-mat.mes-hall
Coulomb blockade in open superconducting islands on InAs nanowires
该研究在InAs纳米线的开放铝超导岛中观测到库仑阻塞振荡,发现周期随栅压为2e或1e且磁场可诱导转变,揭示其与电子干涉导致的介观库仑阻塞相似。
2024-10-09 cond-mat.mes-hall
Impact of capacitance and tunneling asymmetries on Coulomb blockade edges and Kondo peaks in non-equilibrium transport through molecular quantum dots
考虑到分子电子学中的典型情况,我们从理论上研究了通过分子量子点的非平衡输运作为门电压和偏置电压的函数。在这方面,我们的研究包括在电容和隧穿率的源极和漏极的不对称性,以及一个无限大的充电能量的分子。我们的计算是基于平衡非交叉近似(NCA),这是一个可靠的技术,在考虑的制度。我们发现,库仑阻塞的边缘和近藤峰显示强重整化的宽度和强度作为这些不对称性的函数,和基本的期望,从库仑阻塞理论必须小心一般,尤其是当近藤物理在发挥作用。为了帮助理论与实验的比较,我们还提出了一个简单的唯象模型,半定量地再现库仑阻塞的边缘,数值计算从NCA在所有政权的参数。
2015-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Macroscopic quantum tunneling and quasiparticle-tunneling blockade effect in s-wave/d-wave hybrid junctions
本文从理论上研究了s波/d波混合约瑟夫森结中的宏观量子隧穿以及节状准粒子和零能束缚态对宏观量子隧穿的影响。与d-波/d-波结相反,由于各向同性s-波超导体中的准粒子隧穿阻塞效应,节状准粒子和ZES引起的低能准粒子耗散被抑制。因此,在这些结中的固有耗散被发现是非常弱的。我们还研究了MQT在一个现实的s-波/d-波(Nb/Au/YBCO)的交界处,其中欧姆耗散在分流电阻是强于固有的耗散,并发现MQT是在目前的实验技术观察。这一结果表明s波/d波混合结在量子信息器件中具有很高的应用潜力。
2009-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Theory of spin effect on Coulomb blockade of single-electron tunneling in ferromagnetic system
在非相干序贯隧穿极限下,对铁磁双结中自旋相关的单电子隧穿进行了理论研究。该结由一个小的具有离散能级的铁磁金属颗粒组成,该颗粒连接到两个铁磁电极。我们已经开发了一个新的理论模型,考虑到电荷以及自旋自由度。该模型使我们能够研究新的现象,如自旋积累和自旋波动。
1999-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci