Quantized conductance in an AlAs 2D electron system quantum point contact
我们报告的实验结果量子点接触（QPC）器件形成在一个宽的AlAs量子阱中的二维电子占据两个面内谷与椭圆费米轮廓。为了探测密集的一维电子子带，我们制作了一个点接触器件，该器件由浅刻蚀和覆盖整个器件的顶栅限定。电导与顶栅偏置的关系曲线在$2e^2/h$的整数倍处显示出一系列弱平台，表明QPC中的破谷简并，并暗示QPC可能用作简单的"谷滤波器"器件。提出了一个描述量子化能级和面内谷在输运中的作用的模型。在$0.7x2e^2/h$附近我们还观察到一个发展良好的电导平台，这可能反映了系统中强的电子-电子相互作用。
2006-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Realization of an Interacting Two-Valley AlAs Bilayer System
通过使用不同的宽度为两个AlAs量子阱组成的双层系统，我们迫使在两个层中的X-点导带电子占据具有不同的费米轮廓，电子有效质量，和g-因子的谷。由于被占据的谷在布里渊区的不同X点处，所以尽管电子层间距很近，层间隧穿还是小得可以忽略不计。我们证明了该系统的实现，通过磁输运测量和观察的相位相干，双层$ν$ =1量子霍尔状态两侧的再入绝缘相。
2003-09-16 cond-mat.mes-hall
Spin susceptibility of two-dimensional electrons in narrow AlAs quantum wells
我们报告的自旋磁化率的测量稀二维电子局限于一个45 $Å$宽的AlAs量子阱。该阱中的电子占据了平面外导带谷，使得系统类似于Si-MOSFET中的二维电子，但只有一个谷被占据。我们观察到的增强的自旋磁化率的带值，随着密度的降低而增加，紧跟着量子蒙特卡罗计算的预测，并继续通过金属-绝缘体过渡在有限的值。
2004-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nematic metal in a multi-valley electron gas: Variational Monte Carlo analysis and application to AlAs
本研究通过变分蒙特卡洛模拟，发现具有C4对称性和双谷各向异性色散的二维电子气在中间密度下存在谷极化金属态，并在特定各向异性下预测了向列态转变，对AlAs量子阱有直接意义。
2023-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
High-mobility AlAs quantum wells with out-of-plane valley occupation
采用国家的最先进的分子束外延技术来生长薄，调制掺杂的AlAs量子阱，我们已经实现了5.5米的低温迁移率$^2$ /Vs的平面外占用，一个数量级的改进比以前的研究。然而，由于窄阱宽度，迁移率仍然受到由于界面粗糙无序引起的散射的限制。我们证明了一种新的技术，利用热诱导，双轴，拉伸应变，迫使电子占据较厚的量子阱中的面外谷，减少界面粗糙度散射，使我们能够实现高达8.8 m $^2$ /Vs的迁移率的成功实施。
2006-06-02 cond-mat.mes-hall
Anomalous spin-splitting of two-dimensional electrons in an AlAs Quantum Well
通过在磁场中倾斜样品并监测磁阻振荡的演化，测量了调制掺杂AlAs量子阱中高迁移率二维电子的有效Lande g因子.数据显示，|g| = 9.0，相对于报告的体积值1.9，其大大增强。令人惊讶的是，在大范围的磁场和朗道能级填充中，增强g因子的值似乎是恒定的。
1998-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetoplasma excitations of two-dimensional anisotropic heavy fermions in AlAs quantum wells
首次研究了二维各向异性重费米子系统中等离子体和磁等离子体的激发谱。应力AlAs量子阱的盘状样品在低电子密度下的微波吸收谱显示出由频率间隙分离的两个等离子体共振。这两个等离子体共振对应于$(1.10 \pm 0.05) m_0$和$(0.20 \pm 0.01) m_0$的电子质量主值。观察到的结果对应的情况下，一个单一的谷强各向异性费米面。据证实，电子密度增加的结果在人口的第二谷，表现为一个剧烈的修改等离子体光谱本身。我们直接确定的电子密度在每个谷和谷间分裂能量从两个等离子体频率的比值。
2015-07-01 cond-mat.mes-hall
Ballistic transport in AlAs two-dimensional electrons
我们报道了在AlAs二维电子系统中观察到的可折叠性振荡，其中两个导带谷具有椭圆的面内费米轮廓。振荡的傅立叶功率谱显示出两个频率分量与两个谷的费米轮廓所预期的一致。从光谱的分析，我们推导出$m_l/m_t=5.2\pm0.5$的纵向和横向电子有效质量的比率。
2004-02-10 cond-mat.mes-hall
Multivalley two-dimensional electron system in an AlAs quantum well with mobility exceeding $2\times10^6$ cm$^{2}$V$^{-1}$s$^{-1}$
在诸如Si、AlAs、石墨烯和MoS $_2$等材料中的简并导带最小值或“谷”允许它们承载可以访问谷自由度的二维电子系统（2DES）。这些多通道2DES为实用和基础研究提供了令人兴奋的机会，因为它们不仅是valleytronic器件的平台，而且还提供了一种工具来调整和研究复杂的多体基态的特性。在这里，我们报告了超高质量，调制掺杂的AlAs量子阱，其包含占据两个各向异性谷的2DES，并且具有在$2.2\times10^{11}$ cm $^{-2}$的密度下在$2.4\times10^6$ cm $^{2}$ V $^{-1}$ s $^{-1}$处达到峰值的电子迁移率。这比以前的结果在流动性方面有一个数量级以上的改进。我们的样品的前所未有的质量证明了磁输运数据，显示高阶分数量子霍尔最小朗道水平填充$ν=8/17$，甚至难以捉摸的$ν=1/5$量子霍尔状态。
2018-07-30 cond-mat.mes-hall
Anomalous giant piezoresistance in AlAs 2D electrons with anti-dot lattices
一个AlAs二维电子系统图案化的反点晶格表现出巨大的压阻（GPR）的效果，与在未图案化的区域中观察到的压阻相反的符号。我们追踪这种异常GPR的起源的反点晶格中的非均匀应变和排斥的电子占据两个导带谷从不同区域的样品。这类似于众所周知的巨磁电阻（GMR）效应，谷起自旋的作用，应变起磁场的作用。
2007-07-02 cond-mat.mes-hall
Direct observation of $Γ- X$ energy spectrum transition in narrow AlAs quantum wells
研究了不同宽度的AlAs量子阱中二维电子系统的磁等离子体激发谱。当量子阱宽度小于$5.5$ ~nm时，磁等离子体谱发生了显著的变化，表明导电电子能谱发生了剧烈的变化。该变换可以解释为从平面内强各向异性$X_x - X_y$谷占据到QW平面中的平面外各向同性$X_z$谷的过渡。报道了窄AlAs量子阱中回旋有效质量相对于能带值的强烈增强。
2018-10-26 cond-mat.mes-hall
Valley degeneracy in biaxially strained aluminum arsenide quantum wells
本文详细介绍了一个完整的形式主义计算沿任何方向生长的应变多谷量子阱中的电子子带能量和简并与明确的结果为AlAs量子阱的情况。一个标准化的旋转矩阵被定义为转换从传统的单胞基础的量子阱传输的基础上，从而有效的质量张量，谷矢量，应变矩阵，各向异性应变比，和散射矢量都被定义在各自的基地。研究了（001）-，（110）-和（111）-取向的砷化铝（AlAs）量子阱的具体情况，以及在AlAs文献中特别重要的非常规（411）面。在（001）、（110）和（411）面中的电子约束和应变的计算确定了每个系统中从双谷简并到单谷简并的交叉的临界阱宽度。该符号被推广到包括错切角，并可以适用于其他多谷系统。为了帮助各向异性谷间散射事件进行分类，在动量空间中定义了一个新的原始晶胞，它允许人们将纯粹的面内谷间散射事件与需要面外动量散射分量的事件区分开来。
2011-08-30 cond-mat.mes-hall
Phonon-drag studies of (110) AlAs quantum wells
本文研究了利用声子拖曳成像技术研究（110）AlAs量子阱中二维电子的可能性。我们的数值模拟表明，直接信息的应变和量子限制依赖的谷占有的电子，各向异性的有效质量张量和电子-声子耦合参数可以得到。
2012-02-16 cond-mat.mes-hall
Giant low-temperature piezoresistance effect in AlAs two-dimensional electrons
我们目前的压阻测量调制掺杂的AlAs量子阱中的二维电子系统占据两个导带谷与椭圆费米轮廓。我们的数据表明，在低温下，该系统中的应变计因子（电阻的分数变化除以样本的分数长度变化）超过10，000。此外，在垂直于二维系统平面的中等磁场的存在下，可以实现高达56，000的规范因子。压阻数据可以定性地解释一个简单的模型，考虑到谷间电荷转移。
2004-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dependence of Effective Mass on Spin and Valley Degrees of Freedom
我们测量了限制在AlAs量子阱中的相互作用二维电子的有效质量（m*），同时通过施加应变和磁场分别改变导带谷占有率和自旋极化率.与其能带值相比，除非电子是完全谷和自旋极化的，否则m* 会增强。顺便说一句，在完全自旋和谷极化制度，电子系统表现出绝缘行为。
2008-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Density dependence of valley polarization energy for composite fermions
在宽AlAs量子阱中的二维电子系统中，填充因子$ν$ = 3/2附近的复合费米子是完全自旋极化的，但具有谷自由度.在这里，我们测量所需的能量完全谷这些复合费米子作为电子密度的函数。将我们的结果与现有的理论进行比较，我们发现总体上良好的定量一致性，但有一个意想不到的趋势：测量的复合费米子谷极化能量，归一化到库仑能量，随着密度的降低而降低。
2009-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin splitting of X-related donor impurity states in an AlAs barrier
我们利用磁隧穿谱观察了AlAs势垒中与X谷相关的Si施主杂质的基态自旋分裂。我们确定的杂质基态的有效塞曼自旋分裂因子的绝对大小为g $_{I}$ = 2.2 $\pm $ 0.1。我们还研究了施主基态的电子波函数的空间形式，它在生长平面内是各向异性的。
2005-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Realization of a Valley Superlattice
在许多被广泛研究的材料中，例如Si、AlAs、Bi、石墨烯、MoS2和许多过渡金属二硫属化物单层，电子在简并导带最小值（也称为“谷”）处获得额外的类自旋自由度。外部对称性破缺场，如机械应变，或电场或磁场，可以调整这些材料的谷极化，使它们成为“谷电子学”的合适候选者。在这里，我们研究的量子阱的铝，其中的二维电子驻留在两个能量简并谷。通过在样品表面上制造应变诱导光栅，我们设计了不同谷中电子布居的空间调制，即，量子阱平面中的“谷超晶格”。我们的研究结果建立了一种新的谷自由度的操作技术，铺平了道路，实现谷选择性分层结构的多谷材料，在谷电子学的潜在应用。
2018-07-25 cond-mat.mes-hall
Spin-valley phase diagram of the two-dimensional metal-insulator transition
利用对称性破缺应变来调节AlAs量子阱中二维电子系统的谷占据，同时施加面内磁场来调节自旋极化，我们独立地控制了系统的谷和自旋自由度，绘制出了二维金属-绝缘体相变的自旋-谷相图.绝缘相发生在系统自旋极化和谷极化的象限。这一观察结果建立了自旋和谷自由度在2D金属-绝缘体转变中的等效作用。
2006-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Observation of Quantum Hall Valley Skyrmions
本文报道了自旋极化AlAs二维电子系统中相互作用引起的量子霍尔效应的测量结果。通过施加面内应变，我们调整这些谷的能量并测量填充因子$ν$ = 1时量子霍尔态的能隙。间隙有一个有限的值，即使在零应变，应变，上升速度比预期的单粒子图片，这表明在$ν=1$的最低能量带电激发“谷Skyrmions”。
2005-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Optical properties and dynamics of direct and spatially and momentum indirect excitons in AlGaAs/AlAs quantum wells
本研究通过光致发光实验揭示了AlGaAs/AlAs量子阱中直接与间接激子的光学跃迁及载流子动力学，为新型电子和光子器件提供可调平台。
2024-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Composite fermion valley polarization energies: Evidence for particle-hole asymmetry
在一个理想的两组分二维电子系统中，粒子-空穴对称性决定了$ν= 1/2$周围的分数量子霍尔态与$ν= 3/2$周围的分数量子霍尔态是等价的。我们证明，复合费米子（CF）周围的$ν= 1/2$在铝砷拥有一个谷自由度周围的$ν= 3/2$他们的同行。然而，集中在$ν= 2/3$和4/3，我们发现，所需的能量完全谷化的CF周围的$ν= 1/2$是相当小的相应值为CF周围的$ν= 3/2$，从而背叛粒子-空穴对称性破缺。
2010-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dependence of spin susceptibility of a two-dimensional electron system on the valley degree of freedom
我们报告测量的自旋磁化率，$χ\propto g_v g^*m^*$，在AlAs的二维电子系统中，通过应用面内应力，我们转移电子从一个导带谷到另一个（$g_v$是谷简并，和$m^*$和$g^*$是电子有效质量和g因子）。在给定的密度下，当两个谷被相等地填充（$g_v=2$）时，测量的$g^*m^*$小于当仅一个谷被占用时（$g_v=1$）。这一观察结果反驳了通常的假设，即两个谷的二维系统由于其较小的费米能量而比单谷系统更有效地稀释。
2004-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Valley susceptibility of an interacting two-dimensional electron system
我们报告直接测量的谷磁化率，谷人口的变化，响应于所施加的破坏应变，在AlAs二维电子系统。随着二维密度的减小，谷磁化率相对于其能带值急剧增加，反映了系统的强电子-电子相互作用。这种增加与自旋磁化率的增强有着显著的相似性，并建立了自旋自由度与谷自由度之间的类比。
2006-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Valley Splitting in Si-Inversion Layers at Low Magnetic Fields
本文报道了在低载流子密度下（100）Si反型层中双谷电子系统的谷分裂现象。我们发现，谷分裂导致几乎100%的调制的Shubnikov de Haas振荡在非常低的磁场，几乎在约束的量子干涉峰的负磁阻。根据振荡的干涉图样，我们确定了在B=0极限下的谷分裂，在密度范围（3-7）× 10 ^{11}/cm ^2内，谷分裂的变化系数似乎仅为1.3。我们还发现，在两个电子谷的能级加宽仅相差<3%。后者的结果表明，谷间散射是不负责的强烈（六倍）的“金属样”的电阻率随温度的变化。
2001-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Zeeman splitting of interacting two-dimensional electrons with two effective masses
我们实现了AlAs二维电子系统，其中电子占据具有不同费米轮廓和有效质量的导带谷。在量子霍尔制度，我们观察到电阻率尖峰和持久的差距之间的朗道水平起源于这两个山谷的交叉点。从倾斜磁场中尖峰的位置和远离交叉点的能隙的测量中，我们发现，在占据少数谷之后，自旋磁化率迅速下降，并且电子具有{ \it single}相互作用增强的g因子，尽管两个被占据的谷不同。
2006-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
AlAs 2D electrons in an antidot lattice: Electron pinball with elliptical Fermi contours
本文报道了二维AlAs量子阱电子系统的弹道输运测量结果，该量子阱具有周期为$a = $ 0.6，0.8，1.0和1.5 $μ$ m的正方形反点晶格。在这个系统中，两个平面内的导带谷与椭圆费米轮廓被占用。低场磁阻迹线表现出对应于回旋加速器轨道和反点晶格的可伸缩性的峰。从最小公度轨道峰的位置对电子密度和$a$的依赖关系出发，推导出AlAs各向异性导带的基本参数--纵向和横向有效质量之比$m_l/m_t=5.2\pm 0.4$.
2006-11-25 cond-mat.mes-hall
Phase diagram of the Two-Component Fractional Quantum Hall Effect
我们计算了两组分分数量子霍尔效应的相图作为自旋或谷塞曼能量和填充因子的函数，揭示了新的相变和跨越许多分数平台的相边界。该相图与石墨烯以及GaAs和AlAs量子阱中的分数量子霍尔效应有关，当自旋或谷自由度是有效的时。
2013-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Design rules for modulation-doped AlAs quantum wells
调制掺杂AlAs量子阱中的二维电子系统具有多谷、各向异性的能带结构，为研究电子相互作用物理和弹道输运提供了一个独特的平台。事实上，在过去的十年中，已经观察到了其他2DES中看不到的大量现象。然而，样品设计的基础仍然缺乏AlAs 2DES，限制了实现最佳质量样品的手段。在这里，我们提出了一个系统的研究调制掺杂的AlAs和GaAs量子阱的制造在很宽的范围内的AlxGa 1-xAs势垒合金组合物。我们的数据表明，AlAs和GaAs的调制掺杂机制有明显的相似之处，并提供了非常高质量的AlAs 2DES的制造指南。我们突出了前所未有的质量制造的AlAs样品的磁输运数据低密度（~ 1X 1011厘米2）AlAs 2DES表现出高阶分数量子霍尔签名。
2021-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effective mass suppression upon complete spin-polarization in an isotropic two-dimensional electron system
我们测量的有效质量（m*）的相互作用的二维电子局限于一个4.5 nm宽的AlAs量子阱。该阱中的电子占据具有各向同性面内费米轮廓的单个面外导带谷。当电子部分自旋极化时，m* 大于其能带值，并随着密度的减小而增大。然而，当通过施加强平行磁场将系统驱动到全自旋极化时，m* 被抑制到接近或甚至低于带质量的值。我们的结果是一致的宽AlAs量子阱中的电子占据一个各向异性的费米轮廓和有效质量的面内谷与先前报道的测量，并建议，有效质量抑制后，完全自旋极化是一个真正的相互作用的二维电子的属性。
2009-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Symmetry-determined generalized ferromagnetism in multi-valley electron fluids
本研究通过二阶微扰或随机相位近似，证明多谷电子流体中自旋与谷极化的简并性由谷间对称性决定：旋转或镜面对称偏好谷极化，时间反演或$C_2$对称偏好自旋序。
2025-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nematic Valley Ordering in Quantum Hall Systems
在具有自旋或赝自旋自由度的二维电子系统中，量子霍尔有序和自发破缺的“内部”对称性之间的相互作用引起了各种有趣的现象，包括新相、相变和拓扑激发。在这里，我们开发了一个理论的破缺对称量子霍尔态，适用于一类多谷系统，其中的对称性问题是一个点群元素，结合了空间旋转与置换的谷指数。色散关系的各向异性，通常存在于这样的系统中，有利于所有电子驻留在其中一个谷中的状态。在一个干净的系统中，谷“伪自旋”有序，或空间自旋有序，通过有限的温度转变发生。在弱无序系统中，形成了赝自旋极化域，这阻止了宏观谷和无序有序;然而，所得到的状态仍然渐近地表现出QHE。我们讨论了在有序和无序制度的输运性质，以及我们的研究结果的关系，最近的实验在铝。
2010-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Contrast between spin and valley degrees of freedom
我们测量的重整化有效质量（m*）的相互作用的二维电子局限于一个铝砷量子阱，而我们控制它们的分布之间的两个自旋和两个谷子带。我们观察到自旋和谷自由度之间的显着对比：当电子占据两个自旋子带，m* 强烈依赖于谷占领，但反之亦然。结合我们的m* 数据与测量的自旋和谷磁化率，我们发现，重整化的有效朗德g因子强烈依赖于谷占领，但重整化的导带变形势几乎是独立的自旋占领。
2010-08-15 cond-mat.mes-hall
Pseudo-spin order of Wigner crystals in multi-valley electron gases
本文研究多谷电子气低密度极限下维格纳晶体的赝自旋序，发现条纹/手性反铁磁及环流铁磁等有序相，并预言其量子熔化可产生电子液晶相。
2022-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-valley interplay in two-dimensional disordered electron liquid
本文详细研究了自旋和谷分裂对二维无序电子液体的电阻率、自旋和谷分裂率等物理观测值的影响。我们定性地解释了在平行磁场存在下电阻率随温度的非单调关系。无论是自旋分裂或谷分裂的存在下，我们预测新的，有两个最大点，温度依赖性的电阻率。
2008-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Temperature dependence of piezoresistance of composite Fermions with a valley degree of freedom
本文报道了AlAs量子阱中填充因子为$ν=3/2$的复合费米子的输运测量随应变和温度的变化。在这个系统中，复合费米子具有谷自由度，并表现出与电子非常相似的压阻性质。复合费米子的电阻（R）的温度依赖性对于小的谷极化值显示出金属行为（dR/dT > 0），但是当它们被驱动到全谷极化时变成绝缘（dR/dT < 0）。结果突出了离散自由度在复合费米子输运性质中的重要性以及复合费米子与电子之间的相似性。
2010-08-16 cond-mat.mes-hall
Nuclear magnetic resonance and nuclear spin relaxation in AlAs quantum well probed by ESR
在$[001]$ -方向生长的非对称掺杂到$n\sim1.8\times10^{11}$ cm $^{-2}$ 16 nm的AlAs量子阱中进行了核磁共振和核自旋-晶格弛豫的研究。由于超精细相互作用，核自旋的动态极化导致了二维传导电子自旋共振的所谓Overhauser位移。实验中实现的最大位移比GaAs基异质结构小几个数量级，表明超精细相互作用很弱。从Overhauser位移随时间的衰减中提取的核自旋-晶格弛豫时间依赖于二维电子系统的填充因子。这一观察结果表明，核自旋-晶格弛豫主要是由于电子和核自旋之间的相互作用。当对样品施加一定频率的RF辐射时，Overhauser位移共振地减小。这种效应作为一种间接的，但强大的方法，核磁共振检测：NMR四极分裂的$^{75}$作为核清楚地解决。理论计算很好地描述了这些实验结果。
2016-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dispersive readout of valley splittings in cavity-coupled silicon quantum dots
体硅的能带结构具有六重谷简并。Si/SiGe量子阱系统中的应变部分地提升了谷简并，但是设置两个最低谷的分裂的材料因素仍在深入研究中。提出了一种精确测量超导微波谐振器中Si/SiGe双量子点谷分裂的方法。我们发现双量子点能级谱中的低谷态导致了腔传输中容易观察到的特征。这些特征产生半导体双量子点的微观能级结构的“指纹”，提供谷分裂和谷间耦合率的有用信息。
2016-07-29 cond-mat.mes-hall
Enhanced valley splitting in monolayer WSe2 due to magnetic exchange field
利用谷自由度来存储和处理信息为未来电子学提供了一种新的范式。具有破缺反转对称性的单层过渡金属二硫属化物（TMDC）具有两个简并但不等价的谷，通过光的螺旋度为谷控制提供了独特的机会。最近已经证明了通过塞曼分裂来提升谷简并度，这可以通过磁场来实现谷控制。然而，实现的谷分裂是适度的，（~ 0.2 meV/T）。在这里，我们表现出极大的增强谷分裂单层WSe 2，利用铁磁EuS衬底的界面磁交换场（MEF）。谷分裂为2.5毫电子伏的证明在1 T的磁反射测量。此外，分裂遵循EuS的磁化，MEF的标志。利用磁绝缘体的MEF可以在TMDC中诱导磁有序以及谷和自旋极化，这可以实现谷电子和量子计算应用。
2016-10-16 cond-mat.mes-hall
Dependences of the Transport Scattering Time and Quantum Lifetime on the Two-Dimensional Electron Gas Density in Modulation-Doped Single GaAs Quantum Wells with AlAs/GaAs Short-Period Superlattice Barriers
本文研究了具有AlAs/GaAs短周期超晶格势垒的调制掺杂GaAs单量子阱中输运散射时间τt、量子寿命τq及其比值τt/τq与电子气密度ne的关系。的实验依赖性的电子散射与一个有效的二维浓度n*R和背景杂质的三维浓度nB的远程电离的捐助者解释。得到的表达式为n*R（ne），包括本地化在AlAs层的X-谷电子的贡献，由远程施主的随机电位的散射抑制。结果表明，当ne超过某一临界值nec时，实验观察到的τt和τq的突然增加与n*R的减小有关。可以确定的是，在电子密度ne > nec时观察到的τt/τq的下降是因为在这个二维系统中背景杂质的随机势的散射随着n*R的减小而限制了τt的增加，而不是τq的增加。
2021-01-04 cond-mat.mes-hall
Spin-valley lifetimes in a silicon quantum dot with tunable valley splitting
虽然硅是一种很有前途的量子计算材料，但导带最小值（谷）的简并性必须通过足够的分裂来提升，以确保形成定义明确且寿命长的自旋量子位。在这里，我们表明，谷分离可以通过静电门控制在金属氧化物半导体量子点，提供跨越0.3 - 0.8毫电子伏的分裂，准确地调谐。分裂随外加电场线性变化，其比例与原子紧束缚预测一致。我们演示了单次自旋读出和测量不同的谷配置和点占有率的自旋弛豫，发现一个电子的寿命超过2秒。由于谷态之间的自旋-轨道耦合，自旋弛豫通过声子发射发生，这是硅量子点以前没有预料到的过程。分析理论描述了弛豫速率的磁场依赖性，包括当塞曼分裂和谷分裂重合时存在显著的速率增强（或热点）。
2013-05-30 cond-mat.mes-hall
Valley splitting by extended zone effective mass approximation incorporating strain in silicon
针对SIMOX SOI衬底上硅MOSFET经高温退火后出现大谷劈裂的未知来源，本文基于扩展区有效质量近似分析，提出BOX界面附近约5%的<110>剪切应变是其主要成因。
2023-09-11 cond-mat.mes-hall
Extended interface states enhance valley splitting in Si/SiO2
界面无序及其对导带边缘谷简并度的影响仍然是理解硅中自旋量子比特操作的最大理论挑战之一。在这里，我们调查了一个违反直觉的效果发生在Si/SiO2界面。通过应用紧束缚方法，我们表明，本征界面态可以与传统的谷态杂交，导致一个大的基态能隙。杂交的影响以前没有详细探讨谷分裂。我们发现，谷分裂的无序化学键的存在下，增强，与最近的实验。
2010-09-27 cond-mat.mes-hall
Electromagnetic control of valley splitting in ideal and disordered Si quantum dots
在硅自旋量子位中，谷分裂必须被调谐远离量子位塞曼分裂以防止快速量子位弛豫。在这项工作中，我们详细研究了谷分裂如何依赖于电场和磁场以及量子点的几何形状的理想和无序的Si/SiGe界面。我们从理论上模拟了一个现实的静电定义的量子点，并找到了确切的基态和激发态的平面外的电子运动。这使我们能够找到电子包络函数及其对电场和磁场的依赖性。对于具有理想界面的量子点，在面内磁场的驱动下，电子的轻微回旋运动略微增加了谷分裂。重要的是，我们的建模使得有可能分析界面障碍的任意配置的效果。与以前的研究一致，我们表明，接口步骤可以显着减少谷分裂。有趣的是，根据界面台阶的位置，磁场可以增加或进一步抑制谷分裂。此外，谷分裂可以线性缩放，或者在存在界面台阶的情况下，与电场非线性缩放。
2020-07-01 cond-mat.mes-hall
Impact of valley phase and splitting on readout of silicon spin qubits
我们研究了谷自由度对硅中自旋量子位的保利自旋封锁读出的影响。谷分裂能量设置单重态-三重态分裂，从而限制失谐范围。谷相位差控制谷内和谷间隧道耦合的相对强度，在所提出的保利自旋封锁读出方案中，谷内和谷间隧道耦合分别耦合单线态和极化三线态。我们发现，高保真度读出是可能的相位差的范围很广，同时考虑到实验观察到的谷分裂和隧道耦合。我们还表明，谷分裂的控制与读出失谐的优化一起可以补偿谷相位差的影响。为了提高测量保真度和延长弛豫时间，我们提出了一个锁存协议，需要一个三重量子点，并利用弱远程隧道耦合。这些机会对于缩放自旋量子比特系统和提高量子比特读出保真度是有希望的
2018-03-05 cond-mat.mes-hall
Protected valley splitting against interface disorder toward scalable silicon electron spin qubits
State Key Laboratory of Semiconductor Physics and Chip Technologies, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences（中国科学院半导体研究所）；School of Physics, Ningxia University（宁夏大学物理学院）
通过单轴应变增强谷分裂并使其免受界面杂波影响，提升硅基自旋量子比特的栅极均匀性，为可扩展量子处理器奠定基础。
2025-11-27 cond-mat.mes-hall
Practical Strategies for Enhancing the Valley Splitting in Si/SiGe Quantum Wells
本文针对 Si/SiGe 量子阱中谷劈裂不均匀问题，理论研究了界面展宽、原子台阶和锗浓度涨落的影响，并提出常规与非常规控制策略，为实现可扩展硅量子计算机中的量子比特均匀性提供了明确路径。
2024-01-11 cond-mat.mes-hall
Engineering Ge profiles in Si/SiGe heterostructures for increased valley splitting
本文提出通过在Si/SiGe异质结构中生长具有宽界面的薄量子阱来增加电子波函数与Ge原子的重叠，从而在保持低无序环境的同时平均提高谷分裂，并推动量子点自旋量子比特的实验实现。
2025-05-28 cond-mat.mes-hall
Giant and tunable valley degeneracy splitting in MoTe2
过渡金属双硫族化合物单层膜的能带结构中存在一对简并螺旋谷，表现出迷人的光谷极化。然而，光谷偏振受限于这些材料的载流子寿命。因此，提升谷简并度是实现谷极化的有吸引力的途径。利用外加磁场实现明显的谷简并分裂是非常具有挑战性的。我们提出了一个策略，创造巨大的分裂谷简并邻近诱导塞曼效应。作为示范，我们的第一性原理计算的单层MoTe $_2$的EuO衬底上显示，谷分裂超过300 meV可以产生。邻近耦合也使带间跃迁能量谷依赖，使谷选择光频率调谐除了圆偏振。异质结构中的谷分裂也可以通过旋转衬底磁化连续调谐。巨大的和可调的谷分裂增加了一个容易访问的维谷自旋物理与丰富和有趣的实验结果，并提供了一个实用的途径，探索基于电子的固有自由度的设备范例。
2015-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fractional quantum Hall valley ferromagnetism in the extreme quantum limit
电子的多量子自由度可以带来丰富的物理学，包括各种奇异基态之间的竞争，以及自旋电子学和谷电子学等新的应用。在这里，我们报告的磁输运实验演示了谷自由度如何影响分数量子态（FHS），以及相关的磁通量-电子复合费米子（CF），在非常高的磁场在极端的量子极限时，只有最低的朗道水平被占用。与其他多通道二维电子系统（如Si或单层石墨烯和过渡金属二硫属化物）不同，在我们的AlAs样品中，我们可以通过施加原位应变连续调节谷极化。我们发现，即使在谷极化转变时，BHHS仍然非常强，揭示了BHHS和底层CF的惊人的强铁磁性。我们的观察意味着CF在我们的系统中是强相互作用的。我们还能够得到一个相图的FHQS与不同的谷极化的FHQS的过渡监测极端量子极限的CFHS和CF谷极化。
2022-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Valley polarized electronic beam splitting in graphene
我们展示了如何在掺杂石墨烯的三角翘曲效应可以用来产生充分的谷极化电流。我们提出了一个设备，作为一个分束器和这些电子电流的准直器。通过二维光子晶体的光学类比，证明了这一结果。
2007-10-04 cond-mat.mes-hall
Giant Valley Splitting in Monolayer WS2 by Magnetic Proximity Effect
提升单层过渡金属二硫属化物（TMD）的谷简并度将允许对谷自由度的通用控制。我们报告了一个巨大的谷激子分裂为18 meV/T的单层WS 2，使用邻近效应从铁磁EuS衬底，这是增强了近两个数量级从0.2 meV/T通过外部磁场获得。更有趣的是，观察到的谷激子分裂的符号反转相比，在EuS上的WSe 2。利用第一性原理计算，我们研究了TMDs与EuS之间交换作用的复杂行为，这与塞曼效应有本质的不同.符号反转是由于竞争的铁磁（FM）和反铁磁（AFM）交换相互作用的Eu和S-终止EuS表面网站。与WSe 2相比，它们对WS 2的导带和价带的作用不同。调谐谷激子分裂的符号和幅度提供了用于量子信息处理的谷赝自旋的通用控制的机会。
2019-02-15 cond-mat.mes-hall
Anomalous Suppression of Valley Splittings in Lead Salt Nanocrystals without Inversion Center
发展了PbSe和PbS纳米晶的原子sp3d5s* 紧束缚理论。证明了电子和空穴的谷裂强烈而特殊地依赖于电子束的几何形状。与具有O_h对称性的纳米晶相比，当纳米晶缺乏微观反转中心且具有T_d对称性时，分裂被强烈抑制。
2011-12-01 cond-mat.mes-hall
Wide Electrical Tunability of the Valley Splitting in a Doubly gated Silicon-on-Insulator Quantum Well
本研究通过低温磁输运测量发现双栅绝缘体上硅量子阱的谷劈裂可通过静电偏置δn宽范围调控，最高达6.3 meV且与总载流子浓度无关，前界面高k介质也提供了额外调控途径。
2025-09-02 cond-mat.mes-hall
