Quantum charge pumping through a superconducting double barrier structure in graphene
本文研究了绝热极限下电子穿过超导双势垒结构的量子电荷泵现象。在这种几何结构中，量子电荷泵可以通过调制与两个超导条相关联的间隙的振幅（Δ_1和Δ_2）来实现。结果表明，当抽运轮廓包围超导带隙时，超导带隙在Delta_1-Delta_2平面内产生一个传输共振，从而产生较大的抽运电荷。这与石墨烯中的正常双势垒结构中的电荷泵送的情况形成鲜明对比，其中由于克莱因隧穿现象，泵送的电荷非常小。我们分析的行为的泵浦电荷通过超导双势垒的几何形状作为一个功能的泵浦强度和两个泵浦参数之间的相位差，对于不同的入射电子的角度。
2011-05-03 cond-mat.mes-hall
Effect of edge transmission and elastic scattering on the resistance of magnetic barriers
强磁势垒是通过磁化镝铁磁片层的Ga[Al]As异质结构在二维电子气中定义的。即使在封闭状态的深处，也可以观察到跨越势垒的小电阻。我们已经使用半经典模拟来解释这种行为定量的势垒区域内的弹性电子散射和E x B漂移的磁势垒与霍尔酒吧的边缘的交叉点的综合效果。
2007-01-05 cond-mat.mes-hall
Theory of one-dimensional double-barrier quantum pump in two-frequency signal regime
考虑了具有两个以频率$ω$和$2ω$双色振荡的类$δ$势垒或阱的一维系统。交流信号导致直流电流穿过结构（即使在对称系统中）。在较宽的系统参数范围内研究了这种量子泵的特性。
2006-10-30 cond-mat.mes-hall
Strain Controlled Spin and Charge Pumping in Graphene Devices via Spin-orbit Coupled Barriers
我们从理论上提出了一种基于石墨烯的绝热量子泵，具有受应变影响的内在自旋轨道耦合（SOC），其中两个时间相关的外在自旋轨道耦合势垒驱动自旋和电荷电流。我们研究了三种不同的操作模式，其中i）位置，ii）化学势，和iii）SOC的两个障碍周期性振荡，并在其平衡态的相位。我们的研究结果表明，在很大程度上依赖于所考虑的操作模式的寄生泵浦电流的幅度。我们发现，这样的设备以最高的效率和更广泛的参数范围内的障碍化学势驱动的量子泵。我们的结果还表明，通过引入应变的系统，可以抑制或增强的电荷和自旋电流分别取决于应变方向。
2017-02-01 cond-mat.mes-hall
Evidence for universality of tunable-barrier electron pumps
本文综述了半导体可调谐势垒电子泵在棘轮模式下的精密测量结果。对五种不同设计的泵的七项研究报告了泵电流的测量结果，相对总的不确定度约为$10^{-6}$或更少，结合泵的电子捕获的理论模型，这些实验数据显示出令人鼓舞的证据，泵根据一个通用的机制，独立的设备设计的细节。泵电流对控制参数变化的鲁棒性的证据处于更初步的阶段，但也令人鼓舞，两项研究报告了泵电流对$\sim\!5 \times 10^{-7}$至$\sim\!2 \times 10^{-6}$范围内的三个或更多参数的鲁棒性。这篇评论强调了需要一个商定的协议，调整电子泵的最佳操作，以及更严格的评估，在广泛的泵设计的鲁棒性。
2019-04-23 cond-mat.mes-hall
Robust operation of a GaAs tunable barrier electron pump
我们展示了砷化镓可调势垒单电子泵的稳健运行，工作温度为$1.3$ ~K，泵浦频率为$500$ ~MHz，精度为百万分之一。电流量化的准确性作为多个控制参数的函数进行了研究，并且鲁棒的高原被视为三个控制栅极电压和RF驱动功率的函数。电子捕获被发现是在衰变级联，而不是热加宽制度。在不需要昂贵制冷的高温下观察到稳定的平台是验证可调屏障泵作为实用当前标准的重要一步。
2018-09-28 cond-mat.mes-hall
Modeling of a tunable-barrier non-adiabatic electron pump beyond the decay cascade model
推广了量子点退耦阶段由背隧误差控制的可调势垒非绝热电子泵的电荷俘获统计的级联衰减模型。控制准确的陷阱电荷量子化的热机制和动力学机制之间的竞争的能量尺度进行了讨论。提出了一个包含量子点重新布居误差的经验拟合公式，并在一个可精确求解的速率方程模型下进行了检验。
2014-02-04 cond-mat.mes-hall
Influence of magnetic field offsets on the resistance of magnetic barriers in two-dimensional electron gases
二维电子气中的磁垒在均匀的垂直磁场的作用下在B空间中移动。在均匀磁场的极性与磁势垒的极性相反的情况下，磁势垒上的磁阻表现出特征性的非对称下降。的测量是在定量协议与半经典模拟，这表明，磁电阻起源于蛇轨道的相互作用与E × B漂移在霍尔酒吧的边缘和弹性散射。
2007-08-15 cond-mat.mes-hall
Quantum pumping with adiabatically modulated barriers in three-band pseudospin-1 Dirac-Weyl systems
本文研究了基于赝自旋为1的Dirac-Weyl费米子的绝热驱动双势垒结构的泵浦电流。由于赝自旋1的Dirac Weyl准粒子的三带色散和独特的性质，在某些参数下，特别是在能带结构的Dirac点（两个锥的顶点在平带处相交），发现了急剧的电流方向反转.这种行为可以用散射矩阵的Berry相和经典的旋转门机制来解释。
2018-12-03 cond-mat.mes-hall
Efficient charge pumping in graphene
我们研究了石墨烯量子泵，由两个薄势垒围绕其平衡位置振动驱动。对于高掺杂的引线，由于在泵浦过程中倏逝模的更有效的贡献，每个模式的泵浦电流在狄拉克点处发散。泵浦电流表现出振荡行为，其幅度随载流子浓度的增加而增加。这种效果与类似的正常泵的振荡行为的减少相反。由两个振动薄势垒驱动的石墨烯泵比由两个振荡薄势垒驱动的石墨烯泵更有效地操作。
2015-12-20 cond-mat.mes-hall
Non-adiabatic quantized charge pumping with tunable-barrier quantum dots: a review of current progress
在奈米电子电路中，对个别载流子的精确操控，是其最基本量子特性--元电荷的普适性与不变性--实际应用的基础。电荷泵从控制连接到源极和漏极引线的纳米结构的参数的周期性外部调制产生净电流;在量化泵浦的状态中，电流作为控制参数的函数以$q_e f$的步长变化，其中$q_e$是电子电荷，并且$f$是调制频率。近年来，基于具有可调隧道势垒的半导体量子点的稳健且精确的量子化电荷泵已经被开发出来。这些器件允许在许多数量级上调制点和引线之间的电荷交换速率，并且能够捕获远离与引线平衡的精确数量的电子。相应的非绝热泵浦协议集中在理解与电荷加载、捕获和释放相关联的泵浦循环的单独部分。本文综述了基于可调势垒量子点的量子化电荷泵的实现、模型和计量学应用。
2015-07-29 cond-mat.mes-hall
Advances toward high-accuracy gigahertz operation of tunable-barrier single-hole pumps in silicon
本文研究了硅单空穴泵的高精度操作，通过温度依赖性测量和动态栅极补偿技术提升性能，实现了错误率下限约0.01 ppm的吉赫兹操作，为量子电流标准和量子器件应用提供了卓越方案。
2023-10-02 cond-mat.mes-hall
Negative differential resistances with back gate-controlled lowest operation windows in graphene double barrier resonant tunneling diodes
本文从理论上研究了基于足够短和宽的石墨烯带的双势垒共振隧穿二极管中无质量和有质量狄拉克费米子的负微分电阻。在旋转赝自旋空间中计算的电流-电压特性表明，在无质量的情况下，NDR特性只在适当的结构参数下出现，并且峰谷电流比可以通过可调带隙指数地提高.值得注意的是，最低的NDR操作窗口几乎是无结构的，并且几乎可以完全由背栅控制，这可能在NDR器件中具有潜在的应用，其中操作窗口作为关键参数。
2013-03-09 cond-mat.mes-hall
Error detection in a tunable-barrier electron pump
我们测量的平均电子数加载到一个静电定义的量子点（QD）作为一个可调势垒电子泵操作，使用点接触（PC）电荷传感器1微米远离QD。电子数的测量探针的QD加载动态，即使在限制的慢栅电压上升时间，当泵浦电流太小，无法测量。使用模拟，我们表明，与优化的QD-PC耦合，实验可以使单次测量的量子点中的电子数量具有足够高的保真度，以测试的误差率的电子泵与高精度。
2018-09-26 cond-mat.mes-hall
Negative-resistance models for parametrically flux-pumped superconducting quantum interference devices
利用快速振荡的磁通量调制的超导量子干涉仪（SQUID）可以作为参量放大器，提供增益而附加的噪声很小。在这里，我们开发线性化模型来描述参数磁通泵SQUID的阻抗。一个未抽运的SQUID作为一个电感，约瑟夫森电感，而一个磁通抽运的SQUID开发了一个额外的，平行的元素，我们已经创造了“泵电阻”。参量增益可以理解为泵浦电阻负电阻的结果。在简并情况下，增益对泵浦和信号之间的相对相位敏感。在非简并情况下，增益与相位无关。我们首先发展我们的模型在三波和四波的情况下，其中泵浦频率是两倍或等于信号频率，分别为简并参量泵浦。然后，我们推导出表达式的非简并的情况下，泵频率是不是信号频率的倍数，在那里它变得有必要考虑闲频音的发展。对于非简并三波的情况下，我们提出了一个直观的图片包含一个磁通泵SQUID在信号频率的电流取决于负载阻抗在空闲频率的参数放大器。这种理解提供了洞察力和容易测试的预测电路含有磁通泵SQUID。
2013-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantised charge pumping through multiple quantum dots
本文研究了电子通过势垒系统的抽运，势垒的高度发生了几何形变。我们推导出一个简单的公式，泵浦电荷$Q$的全反射和传输的振幅和相位。泵浦电荷随势垒数（$n_b$）的增加而增加，并显示出有趣的阶梯状行为，阶梯出现在$Q$的整数值处。随着时变电位幅值的增加，泵浦电荷也趋向于量子化。量子化的泵浦电荷的值示出相关的反射相位的不连续性。
2003-07-14 cond-mat.mes-hall
Controlling the error mechanism in a tunable-barrier non-adiabatic charge pump by dynamic gate compensation
基于可调势垒量子点的单电子泵是直接实现最近修订的SI中单位安培的最有希望的候选者：它们操作简单，并且在高操作频率下显示出高精度。目前对低温下剩余传输误差的理解是基于对衰变级联模型中的背隧效应的评估。该模型预测了强依赖于量子点能量和隧穿势垒透明度的随时间变化的比率。在这里，我们采用了两个门的操作方案来验证这一预测，并证明控制的反向隧道错误。我们推导并实验验证了误差抑制的定量预测，从而证实了背隧（衰变级联）模型的基本假设。此外，我们证明了一个受控的过渡，从背隧占主导地位的制度到热（突然去耦）的错误制度。在零磁场的传输误差的抑制几个数量级，另外验证了亚ppm精度测量。
2022-05-20 cond-mat.mes-hall
Hole transport across MgO-based magnetic tunnel junctions with high resistance-area product due to oxygen vacancies
量子力学隧穿过程保持了所考虑的粒子的量子特性。当应用于固态隧穿（SST）时，这一物理定律在自旋电子学领域内得到了验证，关于早期实验中穿过Ge隧道势垒的电子自旋，以及90年代穿过Al2O3势垒的电子自旋。轨道占有率的量子参数的守恒，被分组为电子对称性，在2000年代被观察到跨越MgO屏障，其次是SrTiO 3（STO）。势垒缺陷，如氧空位，部分地保留了这种电子对称性。在固态中，另一个微妙之处是载流子的符号：空穴还是电子参与了传输？我们表明，SST跨MgO磁性隧道结（MTJ）与大的电阻面积（RA）的产品涉及孔通过检查如何移动MTJ的费米能级改变随后的势垒的氧空位所定义的势垒高度。在此过程中，我们巩固了特定的氧空位诱导局域态引起的隧道势垒高度的描述。我们的工作开辟了前景，了解高TMR和自旋转移力矩跨MgO基纳米柱的同时观察。
2019-03-23 cond-mat.mes-hall
Effects of interaction on an adiabatic quantum electron pump
研究了绝热量子电子泵中电子间相互作用对电荷泵抽运的影响。抽运是通过屏障系统，屏障的高度发生几何变形。（弱）相互作用的影响引入通过重整化群流的散射矩阵和泵浦电荷示出{ \it总是}接近量子化值在低温或长的长度尺度。泵浦电荷的最大值由势垒的数量设置，并由$Q_{\rm max} = n_b -1$给出。传输和泵浦电荷之间的相关性进行了研究，看看有多少传输被包围的泵浦轮廓。在低温下的泵浦电荷的（整数）值由泵浦轮廓所包围的透射最大值的数量确定。在有限温度下导致泵浦电荷的非量化值的耗散与温度（$Q-Q_{\rm int} \propto T^{2α}$）或与系统尺寸（$Q-Q_{\rm int} \propto L_s^{-2α}$）成幂律比例，其中$α$是相互作用的量度，并且在$T=0 ~(L_s=\infty)$处消失。对于双势垒系统，我们的结果与Luttinger液体中泵浦电荷的量子化一致。
2004-10-01 cond-mat.mes-hall
Quantized charge pumping in superconducting double barrier structure : Non-trivial correlations due to proximity effect
本文研究了绝热极限下电子穿过超导双势垒结构的量子电荷泵。在这种结构中，量子电荷泵可以通过（a）调制两个超导带隙的振幅$Δ_1$和$Δ_2$，或者（b）周期性地调制序参量相位，超导势垒的$ϕ_1$和$ϕ_2$。在前一种情况下，我们表明，超导能隙引起一个非常尖锐的共振，导致量子化的泵电荷的传输，当泵轮廓包围的共振。另一方面，我们发现，量化是很难实现在后一种情况下。我们发现，包含弱电子-电子相互作用的量子线导致重整化组的传输幅度的演变，由于接近效应的完美传输限制。因此，当我们接近零温度极限时，我们得到量子化的泵浦电荷的破坏。这与在Luttinger液体中的双势垒中的电荷泵送的情况形成鲜明对比，在Luttinger液体中，量子化的电荷泵送实际上是在零温度极限下实现的。我们还提出了一个实验装置来研究这些影响。
2008-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Image-Force Barrier Lowering of Schottky Barriers in Two-Dimensional Materials as a Function of Metal Contact Angle
提出一种求解泊松方程的新技术来确定二维材料中随金属接触角变化的镜像力势垒降低（IFBL），发现顶部接触电阻低于边缘接触，并识别了可调参数以降低肖特基势垒和接触电阻。
2023-09-08 cond-mat.mes-hall
Dopant-controlled single-electron pumping through a metallic island
我们研究了一种基于全耗尽绝缘体上硅技术的混合金属岛/单掺杂电子泵。中心金属岛和引线之间的电子转移是由通过势垒中的单磷掺杂剂的共振隧穿控制的。势垒上方的顶栅用于控制谐振条件。在门电路上施加射频信号，实现了非绝热量子化电子抽运。一个简单的确定性模型，并通过比较测量与模拟确认。
2016-03-01 cond-mat.mes-hall
Etching process of narrow wire and application to tunable-barrier electron pump
单电子源作为建立电流标准的装置已经研究了30年，最近作为费米子量子光学的按需相干源。为了在GaAs/AlGaAs二维电子气（2DEG）上构建单电子源，通常需要通过刻蚀制作亚微米导线。我们已经建立了技术，使线制成的脆弱的2DEG相结合的光刻和电子束光刻与一步光刻胶涂层，这使我们能够同时蚀刻精细和粗糙的结构。已经证明，在窄导线上制造的单个电子源在射频下每一个周期泵送固定数量的电子。本发明改进了光刻工艺，降低了2DEG损伤的风险，适用于其他材料的刻蚀和干法刻蚀。
2020-05-21 cond-mat.mes-hall
Schottky barrier and contact resistance of InSb nanowire field effect transistors
了解半导体纳米线（NW）场效应晶体管（FET）的电接触特性在采用半导体纳米线作为未来纳米电子器件的构建模块和基础物理问题的研究中起着至关重要的作用。在这里，我们报告的Ti/Au，一种广泛使用的接触金属组合，通过两个探针和四探针传输测量个别InSb纳米线的接触特性的研究。我们发现，肖特基势垒的高度$Φ_{\rm{SB}}\sim20\ \rm{meV}$是存在于金属InSb NW接口，其有效高度是栅极可调。在InSb NWFET的接触电阻（$R_{\rm{c}}$）也分析了在低温下的磁输运测量。发现$R_{\rm{c}}$在开态下表现出明显的磁场依赖性特征，即在起始场$B_{\rm{c}}$之后，随着磁场的增加，$R_{\rm{c}}$强烈地增加。一个定性的图片，考虑到在NW的子带的磁人口减少提供解释的观察。我们的研究结果为Ti/Au-InSb纳米线界面存在肖特基势垒提供了坚实的实验证据，并可作为设计和制造新型InSb纳米线基纳米电子器件和量子器件的基础。
2016-05-27 cond-mat.mes-hall
Magnetic tunnel junctions with ferroelectric barriers: Prediction of four resistance states from first-principles
磁性隧道结（MTJ）是由两个铁磁电极通过薄的绝缘阻挡层分隔而成的，目前用于自旋电子器件，例如磁性传感器和磁性随机存取存储器。最近，在纳米尺度的铁电性的演示的驱动下，薄膜铁电屏障被提出来扩展MTJ的功能。由于电导对电极的磁化排列（隧穿磁阻）和铁电势垒中的极化取向（隧穿电阻）的敏感性，这些多铁性隧道结（MFTJ）可以用作四态电阻器件。基于第一性原理计算，我们研究了具有非对称界面的SrRuO 3/BaTiO 3/SrRuO 3薄膜晶体管的四种电阻状态。我们发现，这样的MFTJ的电阻显着改变时，电极化的强度的障碍是逆转和/或当电极的磁化从平行切换到反平行。这些结果揭示了MFTJ作为多功能自旋电子器件的应用前景。
2008-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gigahertz quantized charge pumping in graphene quantum dots
单电子泵通过使安培能够根据电子的元电荷来重新定义，从而彻底改变了电学计量学。基于介观金属系统中的光刻固定隧道势垒和正常/超导混合旋转门的泵可以达到非常小的误差率，但仅在MHz的泵速对应于1 pA量级的小电流时。半导体结构中的可调谐势垒泵已经在GHz频率下工作，但误差率的理论处理更复杂，只能得到近似的预测。在这里，我们提出了一个单片，固定势垒单电子泵完全由石墨烯制成。我们演示了泵浦操作频率高达1.4 GHz，并预测在90 MHz的误差率低至百万分之0.01。结合量子霍尔效应和邻近感应约瑟夫森结的创纪录高精度，精确的量子化电流产生使量子三角形的全石墨烯闭合触手可及。石墨烯电荷泵在量子精密测量之外的预期应用包括在静电掺杂的双层石墨烯储层中经由电子-空穴复合的单光子产生，以及用于在量子信息处理中读出基于自旋的石墨烯量子位。
2012-07-27 cond-mat.mes-hall
Spin-selectable, region-tunable negative differential resistance in graphene double ferromagnetic barriers
我们提出了一种石墨烯器件，可以产生自旋相关的负微分电阻（NDR）。该器件由一个足够宽和短的石墨烯和两个沉积在其上的EuO栅条组成，避免了以往方案中需要的石墨烯边缘剪裁。更重要的是，我们发现在自旋相关的NDR的自旋选择性和区域可调性的明确意义：通过改变器件的顶栅，仅自旋向上，自旋向下，或两个自旋（顺序发生）的NDR可以分别实现;同时，在每种情况下的NDR区域的中心位置可以在很宽的偏置电压范围内单调调谐。这些显着的功能是由于在设备中的自旋相关的共振能级的栅极可控性，因此它们的费米能量和狄拉克点的源电极，分别偏离。它们为传统的基于NDR的器件增加了自旋和偏置自由度，为设计全新的NDR电路铺平了道路。
2017-12-11 cond-mat.mes-hall
Radiative Resistance at The Nano-scale: Thermal Barrier
本文介绍并研究了平行平板系统中的辐射热流和辐射热阻。该系统被放置在具有恒定温度的环境中并经受恒定的温度梯度，这导致辐射能通量通过该系统。我们已经计算了系统的稳态温度分布，假设中间板的材料和厚度可以不同于其他板。我们提出了精确的配方计算的热流和热阻在线性和非线性制度。根据我们的研究结果，中间板作为一个热屏障，并根据这个屏障的宽度，一个极端的热隔离是可以实现的。模拟结果表明，势垒的热阻是近场分离距离的厚度的递增函数，但它几乎是不敏感的势垒宽度在远场制度。本文还讨论了平板系统中辐射换热的长程特性。
2020-07-16 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
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
An ambipolar single-charge pump in silicon
本文研制硅双极性单电荷泵，在共享入口势垒的同一器件中比较电子与空穴泵浦，发现空穴因有效质量较大而具有更好的能量选择性，在400 MHz内错误率更低。
2024-08-02 cond-mat.mes-hall
Magnetophonon Resistance Oscillations in Structures with a GaAs Quantum Well and Barriers of AlAs/GaAs$\langleδ$-Si$\rangle$ Superlattices
Ioffe Physical-Technical Institute（约费物理技术研究所）；Rzhanov Institute of Semiconductor Physics（日哈诺夫半导体物理研究所）
研究了含 GaAs 量子阱和 AlAs/GaAs 超晶格势垒样品中电子与光学、声学声子的共振散射相关振荡，发现 MPR 不依赖系统维度等，二维结构中 N = 1 振荡幅度受散射机制影响，PIRO 在特定样品中与子带间跃迁相互干涉。
2026-07-10 cond-mat.mes-hall
Schottky barriers, emission regimes and contact resistances in 2H-1T' MoS$_2$ lateral metal-semiconductor junctions from first-principles
采用非平衡格林函数方法研究了场效应晶体管中二维沟道接触的2 H-1 T ' MoS $_2$横向金属-半导体（M-S）结的有限偏压输运性质.结果表明：（a）尽管线偶极子和平面偶极子的静电特性不同，但在二维和三维M-S结中，肖特基势垒高度对掺杂和外加偏压的响应是相似的;（b）2 H-1 T ' MoS $_2$横向结不受费米能级钉扎的影响;（c）扶手椅型界面具有比平面型更好的接触特性。Z字形界面，（d）与$p$沟道的1 T '接触将呈现相对于$n$沟道降低4-10倍的接触电阻，以及（e）与中间掺杂的$n$（$p$）沟道的接触在场（电子）发射状态下操作。我们还提供了一个改进的程序，以实验确定在2D材料结的发射制度。
2020-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nature of carrier injection in metal/2D semiconductor interface and its implications to the limits of contact resistance
过渡金属二硫属化合物（TMDC）单层膜具有优异的电学和光学性质。然而，这些二维（2D）器件的性能往往受到金属接触界面提供的大电阻的限制。到目前为止，从金属到2D TMDC层的载流子注入机制仍然不清楚，肖特基势垒高度（SBH）和接触电阻（Rc）的报道差异很大，特别是在单层极限下。在本工作中，我们采用理论和实验相结合的方法，在Au和Ni接触的单层MoS_2器件中得出以下结论：（i）载流子通过两个势垒的级联注入源极接触-势垒高度由金属和TMDC层之间的相互作用程度决定;（ii）由于注入势垒的多维性，传统的Richardson方程变得无效，利用Bardeen-Tersoff理论，我们导出了描述这种复合势垒的Richardson方程的适当形式;（iii）我们提出了一种新的传输长度法（TLM）的SBH提取方法，可靠地提取SBH通过消除任何混杂效应的温度依赖性的沟道电阻变化;（iv）我们推导出的兰道极限的接触电阻在这样的设备中实现。将极限与实验获得的接触电阻进行比较，发现技术改进的空间很大。
2017-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarized quasiparticle tunneling in spin-filter pseudospin-valve devices
自旋过滤隧道结的自旋选择特性可以与传统的金属铁磁体结合，用于超导器件中自旋极化准粒子的调控。我们报道了用双层氮化物自旋过滤隧道势垒（DyN或GdN）和过渡金属铁磁体（Co和Gd）制作的赝自旋阀器件。我们在这些设备中显示电阻开关对应于它们的互磁化方向的平行和反平行配置。利用最佳的沉积工艺，可以实现Co层的部分氮化。在Co-DyN界面处的磁性死的原生CoN $_x$层在这些器件中起到屏障的作用。在伪自旋阀与Co，发现较低的电阻为反平行状态相比，平行配置。在Gd掺杂的赝自旋阀中观察到反向电阻开关行为。这些器件中电阻开关的存在进一步证实了DyN和GdN隧道势垒的自旋过滤性质。在这些器件中，不同温度下的准粒子输运与传统的N-I-S隧穿模型是一致的。这些器件可以进一步设计用于调节超导自旋电子器件中的自旋极化超电流。
2016-08-31 cond-mat.mes-hall
Quantum spin pumping with adiabatically modulated magnetic barrier's
研究了一种利用铁磁条纹在异质结上形成磁垒的量子泵浦器件。用于dc传输的器件不提供自旋极化电流，但是在绝热状态下，当调制该器件的两个独立参数时，在相反方向上驱动自旋向上和自旋向下的电子，最终结果是以可忽略的电荷电流传输有限的净自旋电流。我们还分析了我们提出的非弹性散射和自旋轨道散射装置。强自旋-轨道散射和更强的非弹性散射对自旋/电荷比有一定的不利影响，特别是在强泵浦状态下。此外，我们表明我们的泵几乎是无噪声的，这意味着一个最佳的量子自旋泵。
2003-12-09 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
A Green-function approach to transport phenomena in quantum pumps
我们提出了一个一般的治疗研究系统中的传输现象所描述的紧束缚耦合到水库和一个或多个时间周期的潜力。我们将这种处理应用于研究具有一个和两个谐波势的双势垒结构中的输运现象。在其他性质中，我们讨论了净电流符号的起源。
2005-09-06 cond-mat.mes-hall
Pumping laser excited spins through MgO barriers
研究了MgO基磁性隧道结中的隧道磁塞贝克效应。电极由具有面内磁各向异性的CoFeB组成。使用激光加热来产生跨越MTJ层堆叠的电压的温度梯度。使用这种方法，可以在微米长度尺度上控制温度：在这里，我们研究TMS电压和TMS效应如何取决于所施加的激光光斑的大小、位置和强度。在这项研究中，跨结创建了各种不同的温度分布。我们记录的二维地图上的激光光斑的位置和相应的计算TMS值的依赖加热产生的电压。电压的值和符号发生变化，从直接在中心加热MTJ时的大正值到加热边缘上的结时的小值，甚至是加热远离结的样品时的小负值。这些过零点导致非常高的计算TMS比率。我们的系统分析表明，温度梯度的分布是必不可少的，以实现高电压信号和合理的TMS比。此外，边缘上的伪影产生误导性结果，但也为自旋电子器件中的自旋电子学开辟了更复杂的加热场景的进一步可能性。
2017-02-16 cond-mat.mes-hall
Low frequency resistance and critical current fluctuations in Al-based Josephson junctions
我们提出了低温测量的低频$1/f$噪声所产生的两个层次的波动在Al/AlO $_{x}$ /Al约瑟夫森结的氧化物势垒的合奏。分数噪声功率谱的临界电流和正常状态下的电阻具有类似的幅度和规模与温度呈线性关系，这意味着两者之间的等效性。编译我们的结果和发表的数据，我们推导出的面积和温度缩放的噪声为AlO $_{x}$势垒结。我们发现结势垒中的二能级涨落密度与玻璃态系统中的典型值相似。我们讨论了其含义以及与最近量子位实验的一致性。
2013-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum charge pumping through resonant crossed Andreev reflection in superconducting hybrid junction of Silicene
本文在散射矩阵理论框架下研究了硅烯在正常-绝缘体-超导体-绝缘体-正常（NISIN）体系中的绝热量子电荷泵现象。在假设薄势垒极限的条件下，我们考虑了两个势垒（$χ_{1}$和$χ_{2}$）的强度作为绝热区的两个泵浦参数。在这种几何结构中，我们得到交叉Andreev反射（CAR）的概率单位在$χ_{1}$ - $χ_{2}$平面没有伴随的传输或弹性共隧穿（CT）。通过施加垂直于硅烯片的外部电场和正常硅烯区域的化学势的变化，在狄拉克点处的带隙的可调谐性，打开了通过我们的设置实现完美的CAR或传输过程的可能性。这种共振行为是周期性的势垒强度。我们分析了NISIN结构中的泵浦电荷随泵浦强度和入射电子角度的变化。我们表明，大（$Q\sim2e$）泵浦电荷，可以通过我们的几何形状时，泵浦轮廓包围在泵浦参数空间的CAR或传输共振。我们讨论了我们的理论预测可能的实验可行性。
2017-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Adiabatic spin pumping through a quantum dot with a single orbital level
研究了塞曼效应下单轨道能级量子点的绝热自旋抽运。电子抽运是由两个周期性的时间依赖性参数产生的，即磁场和点的左右势垒之间的点-引线耦合差。每个周期的最大电荷转移被发现是$e$，单位电荷在没有本地化的时刻在点。抽运的电荷和自旋是不同的，并且在某些情况下自旋抽运是可能的而没有电荷抽运。通过改变磁场的最小值和最大值，可以调节它们。
2002-11-06 cond-mat.mes-hall
Hidden quantum pump effects in quantum coherent rings
研究了环上电子系统的时间周期扰动。对于小频率，周期性的小幅度扰动引起边带电流，边带电流在前导顺序中与频率成反比。这些边带电流补偿中心带的电流，使得对于前导阶，不产生净泵浦电流。在非绝热极限下，较大的泵浦频率可以导致共振激发：因此产生净泵浦电流。我们举例说明我们的结果与一个量子点的势垒参数调制的单通道环。
2003-02-27 cond-mat.mes-hall
Spin injection into a ballistic semiconductor microstructure
本文发展了一种适用于玻尔兹曼区的弹道铁磁-半导体-铁磁结自旋注入理论。自旋注入系数$γ$受到半导体$r_N^*=(h/e^2)(π^2/S_N)$的Sharvin电阻的抑制，其中$S_N$是费米表面横截面。在没有接触势垒的情况下，它与铁磁体$r_F$和$γ\sim r_F/r_N^*\ll 1$的扩散电阻竞争。有效的自旋注入可以通过接触势垒来确保。给出了结电阻和自旋阀效应的显式表达式。
2002-11-02 cond-mat.mes-hall
Charge and spin pumping through a double quantum dot
我们计算了耦合到正常金属或铁磁接触的具有强库仑相互作用的串联双量子点的绝热电荷和自旋泵浦。我们使用一个实时的图解方法在弱耦合的水库制度。在弱点间隧道耦合的情况下，我们研究了由于电荷涨落引起的隧道诱导重正化效应对泵浦电荷和自旋的影响。我们发现，隧穿通过热激发态可以发挥重要作用，在强interdot耦合制度。特别是，对于铁磁接触，这两种效应都能够产生纯自旋电流。此外，它们可以导致反转的自旋阀效应，甚至导致输运方向的反转以及发散的隧穿磁阻。
2010-12-10 cond-mat.mes-hall
Thermal-error regime in high-accuracy gigahertz single-electron pumping
基于半导体量子点的单电子泵是新兴的电流量子标准的有希望的候选者。它们可以在纳秒时间尺度内以百万分之一（ppm）的精度传输离散电荷。在这里，我们采用了金属氧化物半导体硅量子点，实验证明高精度千兆赫兹单电子泵浦的制度，其中被困在点的电子数是由在水库铅的热分布。在可追溯到初级电压和电阻标准的测量中，在没有磁场的情况下由\mbox{$1$-GHz}正弦波驱动的量化平台上的平均泵电流等于$ef$的理想值，测量不确定度低至$0.27$ ~ppm。
2017-11-13 cond-mat.mes-hall
Viscous flow through a finite-width slit: Boundary conditions and dissipation
研究了被一维无限大势垒分隔成两个半无限大平面的二维样品中的流体动力学粘性电子输运。半无限平面通过势垒中的有限尺寸狭缝电连接。我们计算通过狭缝的电流，假设有限的平面之间的电压降和忽略无序引起的欧姆电阻，所以耗散和电阻是纯粹的粘性引起的。我们发现，唯一的解决方案，斯托克斯方程在这种几何形状，产生有限的耗散在有限的阻力（因此，是不自相矛盾的），是一个同时满足无应力和无滑移边界条件。作为一个显着的结果，所获得的速度分布满足所谓的“部分滑移”（麦克斯韦）边界条件的任何值的滑移长度，从所有的最终结果下降。我们还计算了电子温度分布的小和大的热导率，并发现不对称（相对于势垒）的温度模式在前一种情况下。
2022-12-07 cond-mat.mes-hall
Operating a quantum pump in a closed circuit
在绝热泵浦周期期间，传统的双势垒量子器件从左引线接收电子并将其发射到右引线。因此，每个循环的泵浦电荷被天真地预期为$Q \le e$。这种零阶绝热的观点实际上是误导性的。对于一个封闭的设备，我们可以得到${Q > e}$，甚至${Q \gg e}$。本文详细分析了量子抽运的工作过程。利用几何电导的Kubo公式和Dirac链图象，我们得到了~ $Q$的实用估计.
2006-02-22 cond-mat.mes-hall
Optimization of ohmic contacts to n-type GaAs nanowires
III-V族纳米线由于其适用于光电量子技术应用而被广泛研究。然而，它们的小尺寸和载体与导线表面的空间分离使得电接触困难。通过对$n$掺杂GaAs纳米线扩散形成欧姆接触的系统研究，提出了一套制备Pd/Ge/Au欧姆接触的最佳退火工艺参数。我们可重复地实现了$\sim2\times10^{-7}\,Ω\text{cm}^2$在室温下的低比接触电阻，在$T\simeq4.2\,$ K下高出一个数量级。我们提供了一个唯象模型来描述作为扩散参数的函数的接触电阻。采用传输矩阵法，数值研究了肖特基势垒对接触电阻的影响。我们的研究结果表明，接触电阻可以预测使用各种障碍的形状，但进一步了解结构特性将需要一个完整的微观理解的复杂的扩散过程。
2018-06-08 cond-mat.mes-hall
Anharmonic Effect of Adiabatic Quantum Pumping
基于散射矩阵方法，系统地研究了两个正弦交流驱动势高的绝热时间调制双势垒结构中泵浦电流的非谐效应.作为两个驱动电位之间的相位差的函数的泵浦电流看起来像是正弦的，但实际上它包含两倍或更多相位差的正弦函数。发现这种非谐效应是由Berry曲率和参数变化环轨迹共同决定的。因此，小的驱动振幅与静态振幅的比率对于在参数变化回路内的表面上的光滑Berry曲率上的泵浦电流中的谐波图案占主导地位是不必要的。
2014-04-30 cond-mat.mes-hall
Coulomb blockade and cotunneling in single electron circuits with on-chip resistors: towards the implementation of R-pump
我们报告了Al单电子结构的研究，该结构配备了R > Rk = h/e^2 = 25.8 kOhm的微型（8 μ m长）片上Cr电阻。通过测量单结结构中的库仑阻塞，我们评估了电阻器每单位长度的自电容，c = 62 aF/um。我们证明了在晶体管样品中的共隧穿电流在库仑阻塞制度服从幂律，$I \propto V^{3+(R/R_k)}$，预测由Odintsov，Bubanja和Schön的晶体管具有纯欧姆电阻引线。提出了带片上电阻的三结单电子泵的概念。我们证明了在现有技术条件下实现电子转移相对精度为10^{-8}的R泵是完全可行的。
1999-12-02 cond-mat.mes-hall
Proximity effect in planar Superconductor/Semiconductor junction
我们测量了氮化钛（超导体，Tc = 4.6K）/高掺杂硅（半导体）SIN结（绝缘层代表肖特基势垒）的超低温（低至30 mK）亚带电阻。随着温度的降低，如预期的那样，SIN结的电阻增加。在300 mK附近，电阻出现最大值，温度越低，电阻越小.这种观察到的行为是由于硅中的无序（“无反射隧穿”）导致的朝向界面的相干背散射。在低温（T<300 mK）下的电阻的电压依赖性（零偏置异常）中也观察到这种效应。的整体电阻行为（在其温度和电压依赖性）进行比较，现有的理论和值的损伤率，势垒电阻和有效的载流子温度被提取。
1999-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dissipative charge transport in diffusive superconducting double-barrier junctions
本文解决了相干多次Andreev反射（MAR）问题，计算了Josephson SINIS结的电流-电压特性（IVC），其中S是局域平衡超导库，I是隧道势垒，N是一条长度远小于相干长度的短扩散正常线，其电阻远小于隧道势垒的电阻。这种结中的电荷输运机制定性地取决于停留时间τ d内累积的电子和回射空穴之间的相对相移的特征值γ= Δτ d。在小的电子-空穴退相γ<< 1的极限下，我们的解恢复了扩展到MAR区域的短介观连接子的已知公式。在大失相时，IVC中的次谐波能隙结构与1/ γ成比例，因此其起到有效隧穿参数的作用。在此极限下，偶间隙次谐波被共振增强，并且IVC表现出具有负微分电阻的部分。
2011-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Single-parameter pumping in graphene
我们提出了一个量子泵机制的基础上的特殊性质的石墨烯，即手性和双极性。基本的物理原理是激发从一根引线进入势垒的倏逝模，而从另一根引线进入势垒的倏逝模不会到达驱动区。这引起了一个大的非平衡电流与电子源于一个广泛的能量范围，在对比狭窄的共振，在半导体异质结构中管理相应的效果。此外，石墨烯中的泵浦机制是鲁棒的，具有简单的参数依赖性，这对于应用是有益的。从Floquet散射形式主义的数值结果补充了小到中等驱动的解析解。
2011-10-11 cond-mat.mes-hall
Quantum charge pumping through fractional Fermions in charge density modulated quantum wires and Rashba nanowires
在两种不同的设置下，我们研究了分数荷电费米子束缚态系统中的绝热量子电荷泵现象。第一个量子泵设置由电荷密度调制的量子线组成，第二个是基于半导体纳米线与Rashba自旋轨道相互作用，在空间振荡磁场的存在下。在这两种量子泵中，研究了N-X-N几何结构中的输运，其中感兴趣的系统（X）连接到两个正常金属引线（N），并且两个泵浦参数是有效的引线-引线势垒的强度。泵浦电荷的散射矩阵形式主义内计算。我们表明，在这两种设置中的量子泵浦提供了一个独特的签名的分数费米子束缚态的存在下，在渐近量化的泵浦电荷。此外，我们调查散粒噪声所产生的量子泵浦，验证量子化的泵浦电荷对应于最小的散粒噪声。
2014-07-18 cond-mat.mes-hall
Optically induced nuclear spin polarization in a single GaAs/AlGaAs quantum well probed by a resistance detection method in the fractional quantum Hall regime
在量子霍尔系统中研究了GaAs/AlGaAs单量子阱中光泵核自旋极化。我们应用电阻检测通过接触超精细相互作用，它提供了高灵敏度和选择性，探测少量的极化核自旋在一个单一的井。清晰地观察到了光学核自旋极化的性质。我们从理论上讨论了掺杂电子的核自旋动力学，并对实验数据进行了分析。光学核极化谱表现出电子自旋分辨的最低朗道能级带间跃迁。我们发现，声子发射过程，这通常有助于光抽运过程，影响光学核自旋极化。我们还讨论了电子-电子相互作用在光学核自旋极化中的重要作用。
2013-06-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
