Surface acoustic wave mediated carrier injection into individual quantum post nano emitters
利用声表面波诱导的声-电荷传输来解离光生激子。在宏观距离上，电子和空穴都被注入\emph{sequentially}到远程定位的、隔离的和高质量的量子发射器（自组装量子柱）中。发现该过程是高效的，并且当与在量子柱的位置处的直接光泵浦相比时，在高声功率下表现出改进的稳定性。这些特性分别归因于其中发生电荷传输的宽矩阵量子阱和可用于远程配置中的注入的较大数目的载流子。当SAW的传播方向和量子柱的位置反转时，这种泵浦量子柱的发射由中性激子的复合主导并且完全定向。
2012-05-19 cond-mat.mes-hall
Optical Coherent Injection of Carrier and Current in Twisted Bilayer graphene
我们从理论上研究了中等角度扭曲双层石墨烯中的光注入过程，包括单光子和双光子载流子注入以及双色相干电流注入。用连续介质模型描述了电子态，数值计算了不同化学势和扭转角下的注入系数谱，其中不同能带之间的跃迁由电子能量分辨的注入系数来理解。与单层石墨烯中的注入相比，显示了注入过程中层间耦合的重要性。对于未掺杂的扭曲双层石墨烯，所有的注入系数的光谱可以分为三个能量区，这与扭曲角。对于线性色散区中非常低的光子能量，注入类似于具有由扭曲角确定的重整化费米速度的石墨烯;对于层间耦合可以忽略的非常高的光子能量，注入与石墨烯相同;并且在Van Hove奇点的跃迁能量周围的中间区中，注入显示出富有成效的精细结构。此外，由于双共振跃迁的存在，对于中间区域的光子能量，双光子载流子注入发散。
2021-11-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Probing energy barriers and quantum confined states of buried semiconductor heterostructures with ballistic carrier injection: An experimental study
一个三端光谱，探测两个亚表面的能垒和带间的光学跃迁在半导体异质结构的演示。研究了一种以InAs/GaAs量子点为集电极的单极性p型半导体金属基区晶体管。利用少/多载流子注入、弹道电子发射谱和热载流子散射谱分别测量了Al_xGa_（1-x）As埋层导带和价带的势垒高度，从而确定了Al_（0.4）Ga_（0.6）As的带隙为2.037 ± 0.009 eV（9 K）。在正向集电极偏压下，注入具有亚带隙动能的少数载流子引起带间电致发光。三个发射峰从InAs量子点，InAs润湿层，和GaAs观察一致的少数载流子注入。
2007-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Carrier Dynamics in a Tunneling Injection Quantum Dot Semiconductor Optical Amplifier
隧穿注入的过程被认为可以改善量子阱和量子点激光器的动力学特性;在后者中，它还可以改善温度性能。隧穿注入工艺的优点在于它避免了热载流子注入，热载流子注入是所有半导体激光器中的关键性能限制因素。微观上还没有完全理解隧道注入过程，因此很难优化这些激光器结构。本文对工作在1.55 μ m的隧道注入量子点增益介质中的宽带载流子动力学进行了数值研究。电荷载流子隧穿发生在结合量子点第一激发态和受限量子阱-注入阱态的混合态中。混合状态，这是放置在积极的大约一个LO声子以上的基态，并具有约5 meV的光谱范围，占主导地位的载流子注入到基态。我们计算了在不同波长和两个偏置电流的短脉冲扰动后，整个增益谱的反转的动态响应。在200 mA的高偏压下，整个光谱表现出增益;在30 mA下，系统表现出混合增益-吸收光谱。同时计算了注入井中的载流子动态。我们讨论的脉冲激发波长相对于增益谱峰的作用，并表明注入以及响应于所有的扰动波长，即使是那些远离隧道注入过程占主导地位的区域。
2018-07-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Charge carrier injection electroluminescence with CO functionalized tips on single molecular emitters
利用低温扫描探针显微镜，结合隧道电流、原子力和光探测能力，研究了Ag（111）和Au（111）表面NaCl单分子发光体的电致发光。利用金属和钴-金属针尖研究了酞菁锌（ZnPc）的光子图中针尖态的作用。CO-官能化被发现有一个显着的影响，由于局部重叠的p-轨道上的尖端与发射器的分子轨道的光子地图的分辨率和对比度。证明了使用相同的CO功能化针尖的尖端增强的光子探测和高分辨率的原子力的可能性。我们研究了在足够高的偏压下，载流子注入引起的酞菁锌的电致发光。我们认为ZnPc前线轨道与Au（111）和Ag（111）费米能级的不同能级排列分别控制了电子和空穴从尖端注入分子的主要激发机制。这些发现提出了尖端状态在光子图中的重要性，并有助于更好地理解有机分子在表面上的光物理。
2019-09-24 cond-mat.mes-hall
Light-induced injection of hot carriers from gold nanoparticles to carbon wire bundles
本研究观察到金纳米颗粒间碳链阵列在激光照射下隧穿电流增强，源于表面等离激元衰变产生的热载流子注入，可用于单光子发射和光伏应用。
2023-05-12 cond-mat.mes-hall
Theoretical analysis of injection driven thermal light emitters based on graphene encapsulated by hexagonal boron nitride
我们开发了基于垂直异质氮化硼层/石墨烯层/异质氮化硼层（hBNL/GL/hBNL）异质结构的注入（电）驱动热发光器（IDLE）的器件模型，并分析了它们的动态响应。IDLE的操作与GL中产生的热二维电子-空穴等离子体（2DEHP）的光发射相关，该热二维电子-空穴等离子体（2DEHP）是通过侧接触的横向注入和通过hBNL的垂直注入（组合注入）加热2DEHP而产生的。注入电流随时间的变化会导致GL中载流子的有效温度和密度发生变化，从而导致输出光的调制。我们确定的机制，限制空闲效率和最大光调制频率。与标准白炽灯相比，具有有效散热的IDLE的载流子温度和晶格温度之间的大的差异使得在大约几十GHz的调制频率下能够实现相当大的调制深度。我们比较了IDLE与所考虑的组合注入和IDLE使用横向电流的载流子焦耳加热。所得结果可用于IDLE优化。
2020-10-10 cond-mat.mes-hall
Control of high-harmonic generation by tuning the electronic structure and carrier injection
高次谐波产生是指产生多个光学谐波，是一种超越微扰区的非线性光学现象。最初在气体介质中观察到的HHG最近已在固态材料中得到证实。如何控制极端非线性光学现象是一个具有挑战性的课题。与原子气体相比，固态材料在控制电子结构和载流子注入方面具有优势。在这里，我们展示了通过调整电子结构和载流子注入使用单壁碳纳米管（SWCNT）的HHG的控制。我们揭示了一系列的电子结构从金属到半导体的单壁碳纳米管的高次谐波光谱的系统变化。我们证明了通过电解质门控调谐电子和空穴注入到半导体单壁碳纳米管中，谐波产生的增强或减少超过一个数量级。这些结果开辟了一种方法来控制HHG内的场效应晶体管器件的概念。
2020-04-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Controlling spin supercurrents via nonequilibrium spin injection
我们提出了一种机制，使自旋超电流可以操纵超导体/铁磁体邻近系统通过非平衡自旋注入。我们发现，如果一个自旋超流处于平衡状态，非平衡自旋积累将对该电流所输运的自旋产生一个力矩。这种相互作用导致一个新的自旋超电流的贡献，表现出平衡，这是成比例的，并垂直于注入的自旋和平衡自旋电流极化。这是有趣的几个原因：作为一个基本的物理效应;由于可能的应用程序作为一种方式来控制自旋超电流;和及时性，在最近的实验自旋注入在邻近超导体。
2019-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Exposing the trion's fine structure by controlling the carrier concentration in hBN-encapsulated MoS$_2$
原子薄的材料，如半导体过渡金属二硫属化物，对环境高度敏感。这就为通过改变周围环境从外部控制其属性提供了机会。在这项工作中，高品质的范德华异质结构组装从hBN封装的单层MoS $_2$的光致发光，光致发光激发，和反射率对比实验的援助进行了研究。我们证明，在MoS $_2$单层，从衬底中的杂质的电荷转移所产生的载流子浓度，可以显着调整在一个数量级的底部hBN薄片厚度的修改。所研究的结构，其特点是谱线接近窄均匀加宽的限制，使观察微妙的光学和自旋谷性质的激子复合物。我们的研究结果使我们能够解决三个光学活性的带负电荷的激子在MoS $_2$单分子膜，这是分配到intravalley单，谷间单，谷间三重态。
2021-06-01 cond-mat.mes-hall
Carrier Injection and Scattering in Atomically Thin Chalcogenides
原子薄的二维硫族化合物，如MoS 2单层是结构上理想的通道材料，用于最终的原子电子学。然而，在这些半导体材料中显示出电性能的严重厚度依赖性，并且器件性能通常劣化，同时与相应的块体相比表现出低载流子迁移率，这构成了在电子学中应用的主要障碍。在这篇简短的评论中，我们总结了我们最近的工作电极/通道接触和载流子散射机制，以解决这种不利的厚度依赖性的起源。此外，由于量子限制引起的带隙扩展，在薄沟道中的电极/沟道接触区域处的肖特基势垒高度增加，这阻碍了载流子注入并降低了器件性能。由于界面杂质和沟道载流子之间的相互作用距离减小，内部薄沟道往往会受到增强的库仑杂质散射的影响。这两个因素是负责的不利依赖的载流子迁移率的沟道厚度在二维半导体。
2015-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct observation of dynamic surface acoustic wave controlled carrier injection into single quantum posts using phase-resolved optical spectroscopy
基于声表面波对皮秒激光脉冲的主动锁相，提出了一种多功能频闪技术，用于动态声电效应的监测。采用时间积分多通道探测方法，研究了不同频率的声表面波对量子阱发射的调制。对于量子职位，我们解决了动态控制的中性和带电激子的产生和优先注入到本地化的纳米结构内的状态的空穴。
2010-11-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Surface acoustic wave controlled carrier injection into self-assembled quantum dots and quantum posts
报道了利用射频声表面波（SAW）对自组装量子点和量子柱进行声电控制的最新进展。我们表明，这些光学活性纳米结构的占据状态可以通过SAW诱导的光生激子的解离和由此产生的顺序双极载流子注入，这强烈有利于形成中性激子的量子岗位相比，传统的量子点控制。我们展示了高保真度制备的中性双激子，这使得这种方法适用于确定性纠缠光子对的产生。声表面波驱动的声电荷传输被发现是非常有效的宽量子阱周围的量子柱。最后，我们提出了直接观察的声学触发载流子注入到远程定位，个人量子职位，这是所需的低抖动SAW触发单光子源。
2011-10-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Contact Dependence of Carrier Injection in Carbon Nanotubes: An Ab Initio Study
我们结合从头算密度泛函理论与运输计算提供了一个微观的基础区分良好和不良的金属接触纳米管。比较Ti和Pd作为不同的接触金属的例子，我们追溯到Pd的金属纳米管杂化的性质所观察到的优越性。基于大规模的Landauer输运计算，我们建议，“最佳”的金属纳米管的接触结合了一个弱的杂交与金属和纳米管之间的大接触长度。
2006-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Negative terahertz conductivity at vertical carrier injection in a black-Arsenic-Phosphorus-Graphene heterostructure integrated with a light-emitting diode
我们提出并分析了异质结构，包括黑砷磷层（b-As $_{1-x}$ P $_x$ L）和石墨烯层（GL）集成与发光二极管（LED）。集成的b-As $_{1-x}$ P $_x$ L-GL-LED异质结构可以作为太赫兹（THz）激光器的有源部分，使用GL中的带间辐射跃迁。所提出的概念的可行性通过b-As $_{1-x}$ P $_x$ L中相对窄的能隙和与GL的适当能带对准的组合来实现。所讨论的器件的操作与由b-As $_{1-x}$ P $_x$ L中的LED发射的近红外辐射产生电子-空穴对、该层中的光生电子和空穴的冷却以及它们注入GL中相关联。由于b-As $_{1-x}$ PL的最小能隙能隙小于GL中光学声子的能量，因此注入GL可以导致GL中二维电子-空穴等离子体（2D-EHP）的相对弱的加热。在略低于室温的温度下，注入可以冷却2D-EHP。这有利于GL的带间布居数反转，增强其在THz范围内的负动态电导率，以及实现支持新型THz辐射源的光学和等离子体激元模式激光。
2019-01-30 cond-mat.mes-hall
Quantum Transport in Two-Dimensional WS$_2$ with High-Efficiency Carrier Injection Through Indium Alloy Contacts
二维过渡金属二硫属化合物（TMDCs）具有光电子和量子化学等方面的重要应用。器件的关键元件是金属-半导体界面。然而，高接触电阻阻碍了进展。量子输运研究很少，因为低质量的接触在低温下很难处理。在这里，依赖于温度的转移长度测量进行化学气相沉积生长的单层和双层WS $_2$设备与铟合金接触。该器件具有低接触电阻和肖特基势垒高度（\sim 10 k $Ω$ \si{\micro\metre}在3 K和1.7毫电子伏）。有效的载流子注入能够实现高载流子迁移率（$\sim$ 190 cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$）和共振隧穿的观察。密度泛函理论计算提供了深入了解量子输运和性能的WS $_2$铟接口。我们的研究结果揭示了使用铟合金触点的高性能WS $_2$器件的显著进步。
2021-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlling doping in graphene through a SiC substrate: A first-principles study
通过掺杂控制载流子的类型和密度是发展石墨烯电子学的关键步骤。然而，石墨烯的直接掺杂是相当大的挑战。基于第一性原理计算，提出了一种通过衬底来克服石墨烯掺杂困难的概念，发现在碳化硅衬底上外延生长的石墨烯中，掺杂可以得到强烈的增强。与自支撑石墨烯相比，掺杂剂的形成能可以降低多达8eV。外延石墨烯层的载流子的类型和密度可以通过合适的掺杂剂和表面钝化来有效地控制。更重要的是，与石墨烯的直接掺杂相比，由于掺杂剂与导电沟道之间的空间分离，外延石墨烯层中的载流子被掺杂剂弱散射。最后，我们表明，类似的想法也可以用来控制磁性，例如，诱导半金属状态的外延石墨烯没有磁性杂质掺杂。
2011-07-23 cond-mat.mes-hall
Comparative analysis of resonant phonon THz quantum cascade lasers
本文采用系综蒙特卡罗模拟，对一组基于光子-光学声子散射的GaAs基THz量子级联激光器进行了比较分析，包括载流子-载流子散射和载流子-声子散射。模拟表明，寄生注入到低于上激光能级的状态限制了注入效率，从而限制了激光阈值处的器件性能。确定了发挥重要作用的其他有害影响。模拟结果与实验结果吻合较好。
2011-03-14 cond-mat.mes-hall
Spin injection and detection by resonant tunneling structure
本文提出了非中心对称半导体化合物共振隧穿二极管（RTD）中自旋相关电子传输的理论。已经表明RTD可以用于自旋极化载流子的注入和检测：（i）界面平面中的电流流动导致传输载流子的自旋极化，（ii）自旋极化载流子通过RTD的传输伴随着面内电流的产生。这种效应的微观根源是自旋-轨道耦合引起的共振能级分裂。
2004-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impact of charge carrier injection on single-chain photophysics of conjugated polymers
共轭聚合物材料中的电荷对电子物理有很大的影响，在理解器件特性时必须考虑它们与初级激发态物种的相互作用。在这里，我们采用单分子光谱学解开几个光致发光（PL）观测电荷的影响。电荷通过光化学过程随机注入，或者在空穴注入夹层器件配置中确定性地注入。我们发现，电荷注入后，除了PL发射的蓝移和PL寿命的缩短，由于最低能量的发色团的猝灭和阻塞，非经典的光子到达时间分布的多发色团链被修改朝向一个更经典的分布。令人惊讶的是，光子反聚束的保真度在充电时会恶化，而人们实际上期望发色团的数量会减少。一个定性的模型来解释所观察到的PL变化。这些结果对于从微观上理解器件中的本征电荷-激子猝灭相互作用是有意义的。
2016-06-29 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Recent progress towards acoustically mediated carrier injection into individual nanostructures for single photon generation
我们报道了基于量子点和量子柱纳米结构的单光子源的最新进展，这些纳米结构是用表面声波操纵的。对于这个概念，量子阱中的声电荷传输用于在空间上分离电子和空穴对并在量子阱的平面中传输这些电子和空穴对。当被传送到量子点或量子柱的位置时，这些载流子被顺序地捕获到受限能级中。它们的辐射衰变引起单光子训练的发射。三种不同的方法使用（i）应变诱导和（ii）自组装量子点，和（iii）自组装量子桩进行了讨论，并讨论了它们的应用潜力。第一个设备和初步的实验实现这样的声学驱动的单光子源和远程声学触发注入到几个单独的发射器进行了演示。
2010-11-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
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 injection and electric field effect in degenerate semiconductors
我们分析了半导体中的自旋输运的制度，其特征在于$T\stackrel{<}{\sim}T_F$（中间到简并），其中$T_F$是费米温度。这样的制度是非常重要的，因为它包括轻杂质半导体结构中使用的大多数实验中，我们证明，在同一时间，它对应于该制度中，载流子-载流子相互作用承担相关的角色。从包含多体关联效应的漂移扩散方程出发，详细计算了各种异质结构的自旋注入特性，并分析了载流子密度变化、外加电场和库仑相互作用的综合效应.我们表明存在的退化制度，特有的半导体，强烈不同，自旋输运而言，从金属的退化制度。
2004-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Carrier Injection and Manipulation of Charge-Density Wave in Kagome Superconductor CsV3Sb5
Kagome金属AV_3Sb_5（A = K，Rb，Cs）具有独特的超导基态和电荷密度波（CDW）共存的特性，但由于缺乏有效的载流子掺杂方法，载流子掺杂对这些特性的影响尚未得到研究。在这里，我们报告成功的电子掺杂CsV 3Sb 5的Cs剂量，可视化的角度分辨光电子能谱。我们发现，电子掺杂与Cs剂量进行轨道选择性的方式，其特征在于由一个显着增加的电子填充的Sb 5 pz和V 3dxz/yz带，而不是相对不敏感的性质的V 3dxy/x2-y2带。通过对M点附近CDW带隙温度的监测，发现Cs注入可以完全杀死CDW，同时保持鞍点V3 dxy/x2-y2特征几乎钉扎在费米能级上.本研究结果表明，多轨道效应的CDW的发生的关键作用，并提供了一个重要的一步，操纵的CDW和超导电性在AV 3Sb 5。
2022-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of carrier transport in graphene double-layer structure with carrier imbalance
基于玻尔兹曼输运理论计算了石墨烯双层系统的载流子迁移率。在该系统中，两个石墨烯层由电介质阻挡层分开。我们专注于两层之间存在载流子不平衡的情况。研究发现，如果选择合适的介质环境，可以通过控制两层之间的载流子密度极化来提高迁移率。
2014-12-05 cond-mat.mes-hall
Controlling electron-phonon interactions in graphene at ultra high carrier densities
我们报道了在不同载流子密度$n$下石墨烯中随温度变化的电子输运。采用电解栅极，我们证明，$n$可以调整到4 $\times10^{14}$厘米$^{-2}$的电子和空穴。测量的样品电阻率$ρ$在高温极限下随温度$T$线性增加，表明准经典声子分布是电子散射的原因。随着$T$降低，电阻率在$ρ(T) \sim T^{4}$之后更快速地降低。这种低温行为可以通过Bloch-Grüneisen模型来描述，该模型考虑了石墨烯中二维声学声子的量子分布。我们映射出的密度依赖性的特征温度$Θ_{BG}$定义的两个不同的制度之间的交叉，并显示，对于所有的$n$，$ρ(T)$尺度作为一个通用的函数的归一化温度$T/Θ_{BG}$。
2010-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Effects of Interfacial Recombination and Injection Barrier on the Electrical Characteristics of Perovskite Solar Cells
钙钛矿太阳能电池（PSCs）中的载流子复合对电池的开路电压、短路电流、填充因子以及最终的功率转换效率等电性能有着深刻的影响。本文采用漂移扩散模型，从理论上研究了注入势垒、复合通道、载流子输运层掺杂特性和光强对PSC性能的影响。结果表明，由于钙钛矿和载流子传输层界面处的注入势垒，累积的载流子改变了整个PSC的电场分布。因此，在特定的外加电压下产生零电场，大大增加了界面复合，导致电流密度-电压（J-V）曲线的局部扭结。这一工作为有针对性地降低注入势垒和界面复合提供了一种提高PSC效率的有效策略。
2018-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Spin injection and detection in lanthanum- and niobium-doped SrTiO3 using the Hanle technique
半导体中自旋极化载流子的注入和探测是研究新型自旋电子器件的重要课题。在这里，我们报告的电注入和检测自旋极化载流子到铌掺杂钛酸锶（STO）单晶和La掺杂STO外延薄膜使用MgO隧道势垒和三端Hanle技术。自旋寿命高达~100 ps的测量在室温下和变化不大，因为温度降低到低温。然而，STO的迁移率具有很强的温度依赖性。这种行为和自旋寿命的载流子掺杂依赖性表明，自旋寿命是有限的自旋相关的散射在MgO/STO界面，可能与掺杂诱导的Ti 3+的形成。我们的研究结果揭示了一个严重的局限性的三端Hanle技术测量自旋寿命内的主题材料的内部。
2013-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Engineering of selective carrier injection in patterned arrays of single-quantum-dot entangled photon light-emitting diodes
开发量子技术的可扩展性和铸造兼容性（例如在传统的基于硅的集成计算机处理器中）是当前研究面临的特殊挑战。在这里，我们介绍了一种量子光子技术，有可能实现大规模制造的电驱动源的偏振纠缠光子，具有潜在的编码量子信息的基于光子晶体的，现场控制的，可扩展的阵列。源的设计是基于沿着晶体学方向（111）B在微米尺寸的金字塔形凹槽中生长的量子点，理论上确保量子点的高度对称性-实际明亮纠缠光子发射的条件。在这些非平面结构中的选择性电注入方案允许获得高密度的发光二极管，其中一些产生纠缠光子对也违反贝尔不等式。与半导体制造技术的兼容性、良好的再现性和位置控制使得这些器件成为用于量子信息处理的集成光子电路的有吸引力的候选者。
2017-07-19 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Interplay of structural design and interaction processes in tunnel-injection semiconductor lasers
与传统激光器设计相比，隧道注入激光器具有各种优点。在本文中，我们提出了一个理论分析的物理隧道注入过程中的量子点为基础的激光器件。我们描述的载流子动力学的状态之间的散射的耦合系统，包括注入器量子阱，隧道势垒，和量子点。我们的分析展示了当前基于量子点的激光器如何从隧道注入设计中受益。我们发现，通常假设的LO声子共振条件的水平排列只有微弱的影响注入到量子点状态的载流子的速率。另一方面，我们的研究表明，量子点和量子阱态的能量对准修改的注入效率，因为它控制的杂交强度。我们的描述隧穿包括声子介导和库仑散射的贡献，是基于材料现实的电子结构计算。
2018-10-30 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Dynamic spin injection into a quantum well coupled to a spin-split bound state
我们提出了一个理论分析的动态自旋注入由于自旋相关的隧道之间的量子阱（QW）和自旋投影的束缚态分裂由于交换相互作用或外部磁场。我们着重研究了束缚态库仑关联对量子阱中载流子自旋极化和面密度动力学的影响。理论方法是基于考虑到高阶关联函数的束缚态电子的电子占据数的动力学方程。结果表明，原位库仑排斥导致量子阱中电子的动态自旋极化增强和载流子隧穿进入束缚态的延迟。这两种效应的相互作用导致自旋极化度的非平凡依赖性，这可以通过时间分辨光致发光实验来探测。结果表明，库仑相互作用的影响可以通过调节弛豫速率来控制。这些发现为实验研究类Hubbard电子相互作用开辟了一条新途径。
2018-02-18 cond-mat.mes-hall
On the carrier transport and radiative recombination mechanisms in tunneling injection quantum dot lasers
报道了1550 nm隧道注入量子点（TI QD）激光二极管的温度依赖的电流-电压（I-V-T）和输出光功率-电压或电流（P-V- T）或（P-I- T）特性。实验数据伴随着物理模型，区分不同的电流流动和不同的施加电压和温度范围的光发射机制。三个指数制度的I-V特性被确定为低偏置水平，没有光辐射发生。在最低的偏压水平下，基于经典的Shockley-Reid-Hall理论的扩散复合机制占主导地位。其次是，在低和接近室温下，由弱隧穿和生成复合的组合，分别。在第三指数区域中，对于所有温度，载流子输运由强隧穿决定，其特征在于I-V曲线的温度无关斜率和可变的理想因子。将I-V结果与其中不存在第一和第三类型的电流流动机制的常规QD激光器进行了比较，这清楚地表明了TI层所起的关键作用。在指数后电压范围内，当二极管处于高注入状态时，两种类型的二极管的特性是相同的。在阈值电流处的典型行为（其中输出功率快速增加）在I-V特性中具有明显的特征。最后，建立了光输出功率与外加电压、电流以及参与辐射复合的载流子浓度之间的解析定量关系。
2021-08-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Hot-Carrier Seebeck Effect: Diffusion and Remote Detection of Hot Carriers in Graphene
我们调查热载流子传播通过石墨烯使用电非局部注入/检测方法。该器件由单层石墨烯片和多根金属引线组成。使用两个远程导线进行电加热，我们产生一个载流子温度梯度，导致剩余（检测器）导线上的可测量热电电压VNL。由于测量的非局部特性，VNL完全是由于塞贝克效应。值得注意的是，偏离焦耳功率P和VNL之间的普通关系，VNL ~ P，在低温下变得很明显，代表热载流子主导的热电指纹。通过研究VNL作为偏置的函数，我们直接确定了载流子温度和热载流子传播的特征冷却长度，这是依赖于热载流子传输的各种新应用的关键参数。
2015-06-15 cond-mat.mes-hall
Electron and Hole Injection via Charge Transfer at the Topological-Insulator $Bi_{2-x}Sb_xTe_{3-y}Se_y$/Organic-Molecule Interface
作为一种控制拓扑绝缘体（TI’s）载流子输运的方法，描述了通过使用有机分子的表面改性来灵活调节三维TI’s的表面态（SS’s）上的载流子数。本研究提出的TI的载流子调谐及其类型转换的原理是基于空穴或电子在TI/有机分子界面的电荷转移。采用2，3，5，6-四氟-7，7，8，8-四氰基对苯二酚二甲烷（F_4-TCNQ）作为电子受体或四氰基对苯二酚二甲烷（TCNQ）作为电子供体制备了n-和p-Bi_（2-x）Sb_xTe_（3-y）Sey（BSTS）单晶，成功地实现了载流子从n到p的转换，并证明了这种转换的反向模式取决于分子的电子亲合势.本方法提供了一种非破坏性的和有效的方法，在TI的载流子密度的局部调谐，并在未来的应用是有用的。
2014-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Double injection in graphene p-i-n structures
研究了在正向偏压下，石墨烯层和多层石墨烯p-i-n结构的i区的电子和空穴注入（双注入）过程。电子和空穴在石墨烯中输运的流体动力学方程与二维泊松方程耦合。利用模型方程的解析解和数值解，我们计算了带边轮廓、准费米能级、载流子密度和速度的空间分布以及电流-电压特性。特别地，我们证明了电子和空穴碰撞可以强烈地影响这些分布。所得结果可用于石墨烯基注入式太赫兹和红外激光器的实现和优化。
2013-05-22 cond-mat.mes-hall
Comment on "Direct Measurement of Auger Electrons Emitted from a Semiconductor Light-Emitting Diode under Electrical Injection: Identification of the Dominant Mechanism for Efficiency Droop" [Phys. Rev. Lett. 110, 177406 (2013)]
在最近的一封信[物理。110，177406（2013）]，提出了从正向偏置InGaN/GAN发光二极管（LED）的GAN p帽发射的电子的光谱研究，作者在电子能量分布曲线（EDC）中观察到至少两个不同的峰，其间隔约1.5eV，并得出结论，对较高能量峰值的唯一可行解释是LED有源区中的俄歇复合。我们提出了全带蒙特卡罗模拟表明，在所测量的内分泌干扰物的较高能量的峰值可能是不相关的载流子分布在有源区。这并不意味着俄歇复合以及可能的俄歇诱导的泄漏在LED下降中起着可忽略的作用，而是俄歇特征不能从在所研究的LED结构上执行的实验中恢复。我们讨论，作为所观察到的内分泌干扰物的另一种解释，载流子加热的电场中的能带弯曲区域。
2013-05-28 cond-mat.mes-hall
Plasmon-phonon coupled modes in graphene tuned by the carrier concentration of the semiconductor substrates
研究了石墨烯等离子体激元与半导体衬底表面声子之间的相互作用，该相互作用可以通过衬底的载流子注入来有效地控制。衬底中表面声子的能量和寿命很大程度上依赖于载流子浓度，这为等离子体-声子耦合模（PPCM）的调谐提供了一种新的机制。更具体地，PPCM的分散和寿命可以通过基板的载流子浓度变化来控制。对于给定的动量，PPCM的能量随着衬底的载流子浓度的增加而增加。另一方面，当衬底的载流子浓度增加时，对于给定能量的PPCM的动量减小。PPCM的寿命总是大于没有等离子体-声子耦合的石墨烯等离子体的本征寿命。
2014-06-17 cond-mat.mes-hall
Injection-Limited and Space-Charge-Limited Conduction in Wide Bandgap Semiconductors with Velocity Saturation Effect
针对宽禁带半导体高电场下的速度饱和效应，提出包含场致注入、空间电荷与速度饱和的广义载流子输运模型，揭示了速度饱和SCLC主导亚微米GaN和SiC二极管高压输运的核心机制。
2023-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Drift-diffusion current in organic diodes
由于有机半导体的电导率非常低，因此有机二极管的有用模型包括将有机层视为绝缘体，通常称为金属-绝缘体-金属（MIM）模型的近似。此外，占主导地位的载流子注入过程是扩散，因此，修改的肖特基理论可以用来推导一个简单的解析方程的电流-电压曲线的二极管。在这里，我们对有机二极管的MIM模型进行了全面的分析。我们表明，肖特基理论是有效的，只有当电荷注入是穷人，也就是说，对于高注入势垒。当注入势垒降低时，由肖特基理论给出的电流在弱注入区中仍然有效，当施加的电势低于扩散电势时。然而，在强注入状态下，它被大大高估。我们还表明，在强注入制度，由MIM模型给出的电流合并Mott-Gurnery空间电荷限制制度。
2017-01-10 cond-mat.mes-hall
Spin Injection in a Ballistic Two-Dimensional Electron Gas
我们探讨电注入，自旋极化输运弹道二维电子气。我们增加了Buettiker-Landauer图片与一个简单的，但现实的自旋选择性接触模型来描述多模式的弹道自旋1/2粒子的存储器到水库的运输。自旋输运的清晰和明确的签名建立在这个制度，最简单的测量配置，直接证明他们。这些新的影响源于弹道载流子的自旋进动，它们表现出强烈的依赖于设备的几何形状和消失的扩散限制。我们的研究结果对未来的“自旋晶体管”器件具有重要意义。
1999-07-28 cond-mat.mes-hall
Chemical Doping and Electron-Hole Conduction Asymmetry in Graphene Devices
我们调查聚乙烯亚胺和重氮盐作为稳定的，互补的掺杂剂在石墨烯上。掺杂有这些分子的石墨烯器件中的传输表现出电子和空穴电导的不对称性。一个载流子的电导保持不变，而另一个载流子的电导减小。基于非平衡格林函数形式主义的模拟表明，这种不对称性的起源是由电极和沟道中性点的未对准引起的来自石墨烯电极的不平衡载流子注入。
2008-12-09 cond-mat.mes-hall
Efficient spin injection into graphene through trilayer hBN tunnel barriers
我们使用三层（3L）六方氮化硼（hBN）隧道势垒来表征完全封装在hBN中的双层石墨烯中的自旋注入。在-250 mV直流偏置电压下，微分自旋注入极化随直流偏置电压的变化可达-60%.我们测量了$\sim$ 50%的DC自旋极化，与2L-hBN相比增加了30%。大的极化确认本地，两个终端自旋运输测量到室温。我们观察到从Co/2L-hBN和Co/3L-hBN到石墨烯中的可比较的差分自旋注入效率，并得出结论，钴和石墨烯之间可能的交换相互作用可能不是偏压依赖性的起源。此外，我们的研究结果表明，局部门控，所施加的直流偏置是不负责的直流偏置依赖性。载流子密度相关的自旋注入效率的测量进行了讨论，我们发现没有显着的调制的差分自旋注入极化。我们还讨论了面内和面外自旋注入的偏置依赖性，并得出结论：自旋注入极化是各向同性的，并且不依赖于所施加的偏置。
2018-08-02 cond-mat.mes-hall
Controlling heat and particle currents in nanodevices by quantum observation
我们证明，在一个标准的热电纳米器件的电流和热流不仅取决于温度和电势梯度，但也由一个本地量子观测器，控制设备的相干性的外部行动。根据观察的方式和地点，热量和粒子流的方向可以独立控制。事实上，我们证明了量子材料中的电流和热流可以与自然温度和电压梯度相反。动态量子观测为控制量子输运提供了新的可能性，远远超出了经典的热库。通过局部投影的概念，我们说明了如何创建和方向性控制电流（电子和热量）注入纳米器件。该方案提供了新的策略，以构建量子器件，在热电，自旋电子注入，声子和传感等应用。特别是，高效和选择性的自旋注入可以通过局域自旋投影技术来实现。
2019-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Dynamical evolution of the Schottky barrier as a determinant contribution to electron-hole pair stabilization and photocatalysis of plasmon-induced hot carriers
利用等离子体激元诱导的热载流子有望为清洁能源和化学催化的发展开辟新的途径。在热化和复合之前提取载流子对于获得有吸引力的转换产率是至关重要的。本文用电子动力学和电子-离子动力学方法研究了Au-TiO $_{2}$体系的热载流子注入。我们的结果表明，纯电子特性（不考虑多体相互作用或耗散到环境中）有助于电子-空穴分离的稳定性。这些结果揭示了存在的动态贡献的界面势垒（肖特基势垒），出现在电荷注入的步伐，阻碍电子的反向转移。此外，我们表明，这种电荷分离稳定提供了所需的时间，用于电荷泄漏到置于TiO $_{2}$表面的帽分子触发相干键振荡，这将导致光催化解离。我们希望我们的研究结果将增加新的视角来解释已经检测到的长寿命的热载流子寿命，它们的催化作用，并伴随着它们的技术应用。
2022-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent control of optical injection of spin and currents in topological insulators
拓扑绝缘体表面态具有显著的螺旋自旋结构，在自旋电子学中具有广阔的应用前景。产生自旋极化电流的策略，例如使用磁接触和光注入，一直是广泛研究的焦点。虽然已经探索了几种注入电流的光学方法，但它们都集中在单光子吸收上。在这里，我们考虑使用一个基本的光场和它的二次谐波，它允许注入自旋极化载流子和电流的非线性过程，涉及单光子和双光子吸收之间的量子干涉。一般表达式推导出一个通用的双带系统中的注入率，包括单光子和双光子吸收过程，以及它们的干扰。结果给出了载流子，自旋密度和电流注入率的表面上的拓扑绝缘体，线性和圆偏振光。我们确定的条件，将是必要的实验验证这些预测。
2014-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Relativistic nature of carriers: Origin of electron-hole conduction asymmetry in m o n o l a ye r gr a p h e n e
我们报告了单层石墨烯中的电子空穴传导不对称性。以前，有人声称电子-空穴传导不对称是由于来自金属电极的不平衡载流子注入。在这里，我们表明，金属接触对不对称传导的影响可以忽略不计，可能是样品或设备相关的现象。电测量表明，与空穴传导相比，单层石墨烯基器件表现出抑制的电子传导，这是由于存在更有效地散射电子的施主杂质。这可以通过石墨烯单层中载流子的相对论性质来解释，并且可以与相对论量子系统中的传输截面确实取决于散射势的符号的事实相一致，这与非相对论量子系统相反。
2017-12-16 cond-mat.mes-hall
Killing Auger recombination in nanostructures by carrier spin polarization
在半导体纳米结构中，非辐射俄歇复合由于边界的存在而增强，边界放松了动量守恒，从而消除了这些过程的阈值降低。我们提出了一种通过注入自旋极化载流子来降低俄歇复合率的方法。我们的方法被说明的例子中的量子阱，导带的自旋轨道耦合是可以忽略的相比，价带，因此空穴可以被认为是自旋非极化。俄歇复合的抑制因子由系统的二维特征确定，由电子的费米能和在生长方向上量子化的电子能级的分离的比率给出。我们的预测可以通过实验进行验证，我们讨论了它们对依赖于自旋极化电子注入的半导体激光器的影响。
2016-03-10 cond-mat.mes-hall
Path of the current flow at the metal contacts of graphene field-effect transistors with distorted transfer characteristics
具有由可容易氧化的金属（诸如铁磁金属）制成的源极/漏极接触的石墨烯场效应晶体管由于接触处的电荷密度脱钉而在传输特性中经常显示双陷结构。一般地，场效应晶体管的传输特性显示不依赖于源极/漏极接触的长度，因为载流子注入主要发生在接触的边缘。然而，使用Ni触点制造的器件的传输特性的形状被发现依赖于接触的长度。这种特殊的行为归因于载流子从接触中心附近注入。这是因为氧扩散和由此形成的厚度不均匀的界面氧化层。所观察到的接触长度依赖的传输特性，使用模型计算，包括载流子注入从电极的中心和随后的金属接触下的电荷传输再现。
2014-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlling the real-time dynamics of a spin coupled to the helical edge states of the Kane-Mele model
通过求解自旋和电子系统的耦合微观运动方程组，数值研究了在拓扑非平凡相中耦合到Kane-Mele模型边缘位置的经典自旋局域交换的含时态.由于耗散边界条件，除了感兴趣的锯齿形边缘之外，所有的边界条件都适用于长时间限制的动态。我们研究的手段来控制状态的自旋通过运输的自旋极化云通过螺旋边缘状态。该云是在远边缘位置使用局部磁场注入电子自旋密度形成的，并通过突然关闭注入场而释放。这个基本的过程，包括自旋注入，自旋极化云的传播，以及云从经典自旋的散射，可以用来以受控的方式操纵自旋状态。我们发现，一个单一的基本过程的效果可以恢复到一个较高的程度与后续的过程。此外，我们表明，通过串联几个基本的注入-传播-散射过程，自旋状态可以完全切换，可以实现完全逆转。
2022-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The Influence of V-Defects, Leakage, and Random Alloy Fluctuations on the Carrier Transport in Red InGaN MQW LEDs
本研究通过建模分析红光InGaN MQW LED，发现V型缺陷和随机合金波动未能有效降低正向电压，而位错诱导尾态导致的漏电流对开启电压前后的载流子输运起关键作用，虽能降低正向电压但会增强非辐射复合。
2025-07-15 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Spin Injection and Detection in Magnetic Nanostructures
本文从理论上研究了与铁磁注入电极和检测电极相连的金属中的自旋输运。我们推导出了自旋积累信号的一般表达式，它涵盖了从金属到隧穿的制度。这使我们能够讨论最近的争议自旋注入和检测实验。将结果推广到超导器件中，我们发现，由于带隙超导体是一个低载流子系统，自旋输运而非电荷输运，因此超导能隙的打开会大大增强自旋积累信号.在半导体器件中也预期这种增强。
2002-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Controlling magnetoresistance by tuning semimetallicity through dimensional confinement and heteroepitaxy
通过能带结构工程控制电子特性是现代半导体器件的核心。在这里，我们将这个概念扩展到半金属，利用LuSb作为模型系统，我们表明，量子限制升降机载流子补偿和差异影响的电子和空穴类载流子的迁移率，导致其大的，非饱和的磁阻行为的强烈修改。半金属（LuSb）和半导体（GaSb）异质外延界面处的键合失配导致了一种新型的二维界面空穴气的出现，并伴随着跨界面的电荷转移，这提供了另一种途径来修改超薄极限中的电子结构和磁输运性质。我们的工作奠定了一个一般的战略，利用有限的薄膜的几何形状和异质外延界面的工程师在半金属系统中的电子结构，这允许控制其磁阻行为，同时，提供了深入了解其起源。
2022-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dielectric Thickness Dependence of Carrier Mobility in Graphene with HfO2 Top Dielectric
我们调查的载流子迁移率在单层和双层石墨烯与顶部HfO 2电介质，作为HfO 2膜厚度和温度的函数。结果表明，载流子迁移率在顶部电介质的前2-4 nm的沉积期间降低，并且对于较厚的层保持恒定。载流子迁移率对温度的依赖性相对较弱，表明声子散射在控制载流子迁移率方面不起主导作用。这些数据强烈表明，位于石墨烯附近的固定带电杂质是迁移率下降的原因。
2010-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin injection through the depletion layer: a theory of spin-polarized p-n junctions and solar cells
建立了自旋极化{ \it p-n}结中自旋电荷输运的漂移扩散模型，并对一组基于GaAs的实际材料参数进行了数值求解。它表明，自旋极化可以注入通过耗尽层的少数和多数载流子，使全半导体器件，如自旋极化太阳能电池和双极晶体管的可行性。自旋极化{ \it p-n}结允许自旋极化电流产生、自旋放大、自旋极化的电压控制以及自旋扩散范围的显著扩展。
2001-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
