Analytical Physics-Based Modeling of Electron Channel Density in Nanosheet and Nanowire FETs
我们提出了一个通用的物理为基础的方法，准确的分析计算的场效应晶体管的沟道电荷密度的外部栅极偏置的函数。这种方法是基于一个一致的考虑基本静电方程作为一个平衡的电势和化学势，使我们能够在一个统一的方式获得明确的解析表达式连续描述亚阈值和阈值以上的区域在纳米片（对称和不对称）和纳米线FET。两个概念上不同的定义的唯象阈值电压一致的介绍和讨论。
2021-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge-based Modeling of Ultra Narrow Cylindrical Nanowire FETs
本文提出了一种分析方法来模拟极窄圆柱形无结纳米线场效应晶体管（JLNW-FET）的直流电行为。该模型包括明确的表达式，考虑到一阶微扰理论计算本征态和相应的波函数得到的薛定谔方程在柱坐标系中。评估所提出的模型与技术计算机辅助设计（TCAD）的模拟和测量结果证实了其有效性的所有区域的操作。这代表了一个重要的一步，主要是基于无结纳米线晶体管的生物传感器的电路分析。
2020-03-15 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Room Temperature Device Performance of Electrodeposited InSb Nanowire Field Effect Transistors
在这项研究中，InSb纳米线已形成电沉积和集成到NW-FET。NW在多孔阳极氧化铝（PAA）模板中形成，其中PAA孔径约100 nm限定NW直径。分别在125 ℃和420 ℃下退火后，纳米线显示出InSb的锌掺杂晶体结构，如从X射线衍射和高分辨率透射电子显微镜所证实的。退火的纳米线用于制造纳米线场效应晶体管（NW-FET），每个纳米线场效应晶体管包含具有500 nm沟道长度的单个NW，并且通过掺杂Si晶片上的20 nm SiO2层进行选通。在氩气环境中在300 ℃下对NW-FET退火10分钟后，观察到晶体管特性，其中ION约为40 μ A（在背栅配置中，VDS = 1V），在晶体管操作的线性区域中ION/IOFF约为16 - 20，并且gd约为71 μ S。室温下，从样品中提取的场效应电子迁移率为~1200 cm 2 V-1 s-1。我们报告的高导通电流每纳米线相比，其他报道的NW-FET的背栅几何形状和电流饱和在低源漏电压。长沟道MOSFET模型不能很好地描述器件特性，但可以从速度饱和效应的角度定性地理解增强散射
2011-04-28 cond-mat.mes-hall
An Explicit Model for Ultra-thin Gate-All-Around Junctionless Nanowire FETs, Including 2D Quantum Confinement
在本文中，我们发展了一个明确的模型来预测超薄围栅无结纳米线场效应管的直流电行为。该模型考虑了在几个离散子带内载流子电荷密度的二维电学和几何约束。结合泊松方程的抛物线近似，一阶微扰理论的薛定谔子带能量本征值，和费米-狄拉克统计的限制载流子密度导致一个明确的解决方案的DC特性在超薄无结器件。该模型的有效性已被验证与技术的计算机辅助设计模拟。结果证实了它对所有操作区域的有效性，即，从深贫化到富集，从线性到饱和。这是对基于无结纳米线器件的电路分析的重要一步。
2019-06-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Performance Evaluation of Ballistic Silicon Nanowire Transistors with Atomic-basis Dispersion Relations
在这封信中，我们探讨了能带结构对弹道硅纳米线晶体管（SNWT）性能的影响。用sp 3d 5s * 紧束缚模型计算了硅纳米线的能量色散关系。基于计算的色散关系，弹道电流的n型和p型SNWT的评估通过使用半数值弹道模型。对于大直径的纳米线，我们发现，弹道p-SNWT提供一半的弹道n-SNWT的ON电流。然而，对于小直径，p型SNWT的导通电流接近其n型对应物。最后，SNWTs的载流子注入速度与平面金属氧化物半导体场效应晶体管进行了比较，清楚地表明了量子限制对SNWTs性能极限的影响。
2004-10-29 cond-mat.mes-hall
Ballistic quantum transport through Ge/Si core/shell nanowires
我们研究了低温下Ge/Si核/壳纳米线的弹道空穴输运。我们观察到Fabry-P $\acute{e}$ rot干涉图案以及在零磁场下以2 e $^2$ /h的整数倍的电导平台。这些高原的磁场演化揭示了大的有效土地$\acute{e}$ g因子。在硅壳厚度为1 - 3 nm的纳米线中观察到弹道效应，但在裸锗线中没有。这些发现为未来发展依赖于弹道子带分辨输运的自旋和拓扑量子器件提供了信息。
2017-05-26 cond-mat.mes-hall
Ballistic PbTe Nanowire Devices
本文介绍利用选择性区域生长技术制备的弹道PbTe纳米线器件，在零磁场下观察到量子化电导平台，表明谷简并解除，为Majorana研究减少无序障碍。
2023-09-12 cond-mat.mes-hall
Negative differential resistance in graphene-based ballistic field effect transistor with oblique top gate
在具有倾斜顶栅的基于石墨烯的弹道场效应晶体管（FET）中已经观察到室温峰谷比为8的负微分电阻（NDR）。在从通过CVD生长的4英寸石墨烯晶片切割的芯片上制造具有45度的顶栅倾斜角和400 nm的漏极-源极距离的石墨烯FET。从60个测量的设备中，仅在CVD石墨烯显示无缺陷单层的拉曼特征的区域中观察到NDR。在晶片上的其他特定位置，其中石墨烯质量不够高并且拉曼特征指示存在缺陷，输运的弹道特性丧失并且石墨烯FET显示出由顶栅电压和背栅电压调谐的非线性漏极电压依赖性。
2014-05-25 cond-mat.mes-hall
Half-Integer Shapiro Steps in a Short Ballistic InAs Nanowire Josephson Junction
我们报道了在InAs纳米线约瑟夫森结中观察到的半整数Shapiro台阶。我们观察到了短弹道InAs纳米线约瑟夫森结的Shapiro台阶，发现除了传统的整数台阶外，还有反常的半整数台阶。半整数阶跃随着温度的升高或结的透射率的降低而消失。这些实验结果与数值计算短弹道约瑟夫森结中斜电流相位关系的Shapiro响应非常吻合。
2020-04-29 cond-mat.mes-hall
Full 3D Quantum Transport Simulation of Atomistic Interface Roughness in Silicon Nanowire FETs
采用基于原子sp3d5s * 紧束缚模型的全三维量子输运模拟器，数值研究了界面粗糙散射（IRS）对硅纳米线场效应晶体管（NWFET）性能的影响.硅和二氧化硅层之间的界面是使用实验得出的自协方差函数（ACVF）在真实空间原子表示中生成的。氧化物层是仿照虚拟晶体近似（VCA）使用虚构的二氧化硅原子。<110>取向的纳米线具有不同的直径和随机产生的表面配置进行了研究。实验观察到的导通电流和阈值电压定量捕获的仿真模型。迁移率降低由于IRS研究通过定性比较的模拟结果与实验结果。
2011-02-03 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph quant-ph
A Silicon Nanowire Ion-Sensitive Field-Effect-Transistor with elementary charge sensitivity
研究了液栅纳米硅纳米线场效应晶体管（SiNW-FET）的低频噪声产生机理，发现其电荷噪声水平低于元电荷。我们的测量还表明，周围电解质的离子强度对整体噪声的影响很小。在我们的器件中，电介质的极化噪声似乎是1/f噪声的根源。10 Hz时电荷噪声的估计谱密度Sq = 1.6x10-2 e/sqr（Hz）为使用这些SiNW-FET进行计量研究以用于少量分子的电气检测打开了大门。
2010-10-19 cond-mat.mes-hall
Coherent Charge Transport in Ballistic InSb Nanowire Josephson Junctions
InSb超导-超导混合器件是研究Majorana模和固态器件拓扑量子计算的理想器件。弹道，相位相干超导纳米线混合器件的实验实现是工程拓扑超导电子学的必要一步。在这里，我们报告的低温传输研究约瑟夫森结设备制作的InSb纳米线生长的分子束外延，并提供了明确的证据，相位相干，弹道电荷传输通过纳米线的交界处。我们证明，我们的设备显示门可调接近诱导的超电流和多个Andreev反射的差分电导的清晰签名，表明在交界处的相位相干传输。我们还观察到周期性调制的临界电流，可以与纳米线中的弹道输运制度的法布里-珀罗干涉。我们的工作表明，通过分子束外延生长的InSb纳米线具有优良的材料质量，由这些纳米线制成的混合超导器件对于研究物质拓扑态的新物理和拓扑量子电子学的应用是非常理想的。
2016-04-06 cond-mat.mes-hall
Engineering tunnel junctions on ballistic semiconductor nanowires
纳米线器件的典型测量依赖于端到端测量来揭示介观现象，例如量子化电导或库仑阻塞。然而，创建纳米级隧道结允许人们直接测量其他属性，如态密度或电子能量分布函数。在本文中，我们演示了如何实现均匀的隧道结的InSb纳米线，其中低侵入保存纳米线中的弹道输运。隧道结的效用是通过使用超导隧道探针，揭示非平衡性质的InSb纳米线的开放量子点制度的测量证明。在InSb纳米线上制造高质量隧道结的方法适用于其他III-V族纳米线，并允许新的工具来表征局域态密度。
2019-04-30 cond-mat.mes-hall
Effects of phonon confinement on electron transport in Si nanowire and armchair-edge graphene nanoribbon transistors: A dissipative quantum-transport study
本文通过耗散量子输运模拟，研究了声子边界条件对硅纳米线和石墨烯纳米带晶体管电子输运的影响，发现声子限域对硅纳米线影响更大，且不同边界条件会显著改变迁移率与开态电流。
2025-03-07 cond-mat.mes-hall
Selective Area Superconductor Epitaxy to Ballistic Semiconductor Nanowires
半导体纳米线如InAs和InSb是研究Majorana零模和证明拓扑量子计算相关的非阿贝尔粒子交换的有前途的材料。虽然纳米线中马约拉纳束缚态的证据已经被证明，但这些实验中的大多数都以显著的无序为特征。特别是，超导体和纳米线之间的界面不均匀性被强烈认为是无序和由此产生的软超导能隙普遍存在于混合超导体-超导体系统的隧穿研究中的罪魁祸首。此外，纳米线系统中缺乏弹道输运可以产生模拟马约拉纳签名的束缚态。我们解决这些问题，通过选择性区域外延的Al到InSb纳米线，适用于其他纳米线和超导体的技术的发展。外延InSb-Al器件通常具有硬超导能隙，并表现出弹道一维超导性和在单模区中的超导电流的接近完美的传输，为工程和控制一维拓扑超导性提供了条件。此外，我们证明了外延InSb-Al超导岛设备，基于马约拉纳的量子计算应用的构建块，使用选择性区域外延制备可以实现微米级弹道一维传输。我们的研究结果为量子器件应用的弹道超导电子学网络的发展铺平了道路。
2018-09-11 cond-mat.mes-hall
Quasi-ballistic transport of Dirac fermions in a Bi2Se3 nanowire
在弱无序极限下研究了三维拓扑绝缘体Bi 2Se 3介观纳米线中Dirac费米子的量子相干输运.在非常低的温度下，许多谐波在Aharonov-Bohm振荡的傅里叶变换中被证明，揭示了表面态的长相位相干长度。值得注意的是，从它们的指数温度依赖性，我们推断出一个不寻常的1/T的相位相干长度的幂律。这种退相干对于与环境动力学弱耦合的准弹道费米子是典型的。
2012-12-12 cond-mat.mes-hall
Gate-tuned Aharonov-Bohm interference of surface states in a quasi-ballistic Dirac semimetal nanowire
本文报道了在准弹道Cd_3As_2纳米线中观察到的表面载流子的拓扑保护输运，该纳米线足够薄，使得自旋织构的表面载流子形成一维子带，即使没有磁场，也表现出电导随栅极电压的振荡.通过连续调节栅压，可以使Aharonov-Bohm振荡的π相移周期性地出现或消失。这种由Berry相位引起的π相移证明了表面态的拓扑性质，四端非局域测量进一步揭示了表面态的拓扑保护输运.
2017-07-17 cond-mat.mes-hall
Hybrid Superconductor-Quantum Point Contact Devices using InSb Nanowires
研究拓扑超导性和马约拉纳束缚态的纳米线接近耦合到超导体的建议，要求在纳米线的运输是弹道。先前对混合超导体系统的研究已经证明了马约拉纳束缚态的存在，但这些实验也以无序为标志，无序破坏了弹道输运。在这封信中，我们证明了弹道输运在InSb纳米线直接与超导铝界面观察量子化电导在零磁场。此外，我们证明了纳米线是接近耦合到超导接触通过观察Andreev反射。这些结果是在InSb纳米线中建立拓扑超导电性的重要步骤。
2016-12-06 cond-mat.mes-hall
Dominant non-local superconducting proximity effect due to electron-electron interaction in a ballistic double nanowire
本文通过栅极可调弹道InAs双纳米线约瑟夫森结研究库珀对分裂，发现线间超导占主导，并将其归因于一维电子-电子相互作用，为高效CPS和马约拉纳费米子构筑提供新途径。
2019-09-27 cond-mat.mes-hall
One-by-one trap activation in silicon nanowire transistors
金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）中的闪烁噪声或1/f噪声已被确定为低频噪声的主要来源。它通常起源于大量电荷俘获和释放的系综。然而，从众所周知的1/f噪声模型的偏差观察到纳米级MOSFET和一个新的模型是必要的。在这里，我们报告的观察一个接一个的陷阱激活控制的栅极电压在纳米线MOSFET，我们提出了一个新的低频噪声理论的纳米FET。我们证明了带电荷的陷阱网站之间的库仑排斥，避免激活的几个陷阱同时进行。这种效应导致噪声降低超过一个数量级。由于陷阱的电屏蔽作用，当沟道中的电子密度增加时，它减小。这些发现在技术上对任何具有短而窄的沟道的FET都是有用的。
2010-10-21 cond-mat.mes-hall
Supercurrent through a spin-split quasi-ballistic point contact in an InAs nanowire
研究了Ta基超导电极与InAs纳米线接触时的超导邻近效应。使用本地底栅，我们控制沿纳米线的潜在景观，调整其电导准弹道制度。在高磁场（$B$）下，我们观察到与前两个自旋极化一维模相关的近似量子化电导平台。对于$B < 1$ T，超导性的发生伴随着相当大的电荷本地化的发展，导致0.7型电导异常。在这个制度中，邻近超电流表现出不寻常的，非单调的$B$的依赖。我们解释这一发现的近藤效应之间的竞争，占主导地位的近$B=0$，和塞曼效应，强制执行自旋极化和出现的$π$相移的约瑟夫森关系在较高的$B$。
2018-01-05 cond-mat.mes-hall
Aharonov-Bohm Oscillations in a Quasi-Ballistic 3D Topological Insulator Nanowire
在三维拓扑绝缘体（3D TI）纳米线中，通过无隙表面态发生输运，其中自旋垂直于动量固定[1-6]。因此，环绕表面的载流子获得πBerry相位，这被预测为在最低能量的1D表面子带中打开间隙。通过纳米线插入h/2 e的磁通量（Φ）应消除Berry相并恢复无间隙1D模式[7-8]。然而，这种特征在迄今为止报道的运输实验中一直缺失[9-11]。在这里，我们报告的测量机械剥离的三维TI纳米线，表现出阿哈罗诺夫-玻姆振荡与拓扑表面传输一致。使用低掺杂的准弹道器件，我们可以观察到在最低子带（即狄拉克点）附近，在Φ = 0时电导最小，在Φ = h/2 e时电导最大，达到e^2/h，以及输运的载流子密度依赖性。
2014-09-17 cond-mat.mes-hall
Determination of Rashba-coupling strength for surface two-dimensional electron gas in InAs nanowires
半导体自旋电子学领域中的关键概念是通过自旋轨道耦合（SOC）的自旋的电场控制，并且SOC强度决定这种控制的效率。我们提出了一种新的方法，允许弹道InAs纳米线的Rashba SOC强度的实验测定。研究了均匀磁场中表面二维电子气（2DEG）纳米线中载流子的能谱和弹道输运。在复子带结构的情况下，导出了线性响应一维弹道热功率的一般公式。的弹道电导和热电显示，揭示由于强SOC，使我们能够提出一种方法，SOC强度的确定的具体功能。
2015-12-25 cond-mat.mes-hall
Effects of ballistic transport on the thermal resistance and temperature profile in nanowires
研究弹道输运对纳米线温度分布和热阻的影响，通过分子动力学和声子蒙特卡洛模拟验证辐射器模型，发现该模型能解释长于声子平均自由程的纳米线中的弹道输运效应。
2024-06-27 cond-mat.mes-hall
Ballistic edge states in Bismuth nanowires revealed by SQUID interferometry
自旋-轨道相互作用对重元素基材料的能带结构具有显著的影响。著名的例子是最近发现的3D和2D拓扑绝缘体。在这些系统中，输运发生在表面或沿边缘，并且自旋动量锁定提供了对（非磁性）杂质散射的保护，有利于自旋极化的弹道输运。我们已经使用了一个微米长的单晶铋纳米线连接到超导电极的电流相位关系的测量，以证明运输发生弹道沿这种高自旋轨道材料的两个边缘。此外，我们表明，一个磁场可以诱导0 π跃迁和phi 0结的行为，由于在这个系统中的非常高的g-因子和自旋轨道耦合，提供了一种方法来操纵的超导载流边缘状态的相位。
2016-09-15 cond-mat.mes-hall
Spin precession and modulation in ballistic cylindrical nanowires due to the Rashba effect
以表面含有二维电子气的InAs纳米线为模型，对圆柱形半导体纳米线中Rashba自旋轨道耦合引起的自旋进动进行了理论研究.本征态、能量-动量色散和能量-磁场色散关系通过求解圆柱对称中的薛定谔方程来确定。具有相同总角动量但相反自旋取向的状态的组合导致沿着线的轴的轴向自旋分量的周期性调制。通过两个具有不同总角动量的态的干涉实现绕丝轴的自旋进动。由于在零磁场下存在一个自旋旋进方向正好相反的叠加态，因此可以得到自旋取向的振荡。如果施加轴向取向的磁场，自旋获得额外的旋进分量。
2011-01-14 cond-mat.mes-hall
Electrical analysis of hysteresis in solution processed silicon nanowire field effect transistors
硅纳米线（Si NW）是可溶液加工的场效应晶体管（FET）的理想候选物。纳米线沟道和栅极电介质之间的界面在FET性能中起着至关重要的作用，并且它可能是造成不希望的效应的原因，例如当施加栅极电压时由于阈值电压偏移而导致的I-V特性的滞后。使用栅极电压偏置应力测量，我们表明，高达40 V的大滞后与SiO2电介质的Si NW FET主要是由于在纳米线/SiO2界面的空穴陷阱。证明了一种使用可溶液加工的含氟聚合物电介质Cytop在顶栅配置中将这种滞后降低到仅2.5V的方法。实验结果表明，硅纳米线晶体管中的表面陷阱的密度主要取决于介电层的性质。通过评估基于SiO2底部电介质和顶部Cytop电介质层的代表性双栅极FET的场效应传输行为来研究栅极电介质的影响。对这些器件进行了表征，发现纳米线/SiO2界面处的空穴陷阱密度（1 × 10^13 cm-2）比纳米线/含氟聚合物界面处的空穴陷阱密度（7.5 × 10^11 cm-2）高一个数量级。
2015-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coaxial p- and n-type carbon nanotube transistors with dopant-selective coatings
通过生长接触悬浮单壁纳米管（SWNTs）并在其上涂上栅极钝化层，制备了具有钝化同轴栅极结构的碳纳米管场效应晶体管（FET）。在FET中观察到电子Fabry-Perot干涉，表明涂覆结构中的弹道输运。通过将SWNT阵列的图案化生长与反馈控制的电击穿相结合以选择所需的半导体SWNT，已经获得了高性能SWNT FET的可靠生产，使得大规模SWNT FET制造成为可能。P型和n型钝化单壁碳纳米管场效应晶体管已经通过掺杂剂选择性纳米管涂层实现，这使得基于互补器件结构的有源电路的制造成为可能。
2005-08-29 cond-mat.mes-hall
Performance Analysis of a Ge/Si Core/Shell Nanowire Field Effect Transistor
我们分析了最近报道的Ge/Si核/壳纳米线晶体管使用半经典，弹道输运模型和电子结构的sp 3s *d5紧束缚处理的性能。将去除串联电阻的影响的装置的测量性能与假设弹道输运的模拟结果进行比较，表明实验装置在弹道极限的60%至85%之间操作。对于这种~15 nm直径的Ge纳米线，我们还发现，在室温下，在ON/IOFF=100的电流条件下，占据了14-18个模式。为了观察Ge纳米线晶体管中的真实一维输运<110>，纳米线直径必须远小于约5 nm。这里描述的方法应该证明是有用的分析和比较的共同基础上的纳米线晶体管的各种材料和结构。
2006-11-08 cond-mat.mes-hall
Split-Channel Ballistic Transport in an InSb Nanowire
本文报道了InSb半导体纳米线中一维电子输运的实验研究。三个底栅用于局部耗尽纳米线，从而产生仅具有几个导电沟道的弹道量子点接触。在磁场中，塞曼分裂的相应的1D子带的电导平台的出现，揭示了在$e^2$ /h的倍数，但我们发现一个量化的电导模式在很大程度上依赖于配置的电压施加到底栅。特别地，我们可以使第一平台消失，留下2 $e^2/h$的第一电导阶跃，这表明可以持续高达几特斯拉的显著的两倍子带简并。对于某些栅极电压设置，我们还观察到离散的谐振状态产生的电导功能，可以类似于那些预期从一个螺旋间隙的子带结构中的开口的存在。我们解释我们的实验结果，通过形成两个空间分离的一维传导通道。
2018-03-09 cond-mat.mes-hall
Energy bands, conductance and thermoelectric power for ballistic electrons in a nanowire with spin-orbit interaction
通过改变纳米线的温度、电子密度和宽度，计算了自旋轨道相互作用（SOI）对纳米线能带、弹道电导和电子扩散热电势的影响。假设导线边缘的势垒非常高。在该模型中使用的边界条件的结果由能量能带结构确定，当电子密度增加时，由于更高的子带被电子占据而导致更宽的平台，这是由于更大的能级分离。横向约束的位置相对于井中心的非线性依赖性排除了“极状功能”的电导时，得到的谐波电位进行限制。在低温下，电子扩散热电功率随温度T线性增加，但在温度T较大时偏离线性行为。
2010-11-18 cond-mat.mes-hall
Ballistic Majorana nanowire devices
马约拉纳模是拓扑超导体的零能量激发，表现出非阿贝尔统计。在将半导体纳米线耦合到s波超导体中进行检测的建议之后，几个隧道实验报告了特征马约拉纳签名。减少无序一直是这些实验的主要挑战，因为无序可以模仿马约拉纳的零能量特征，并使拓扑性质不可访问。在这里，我们展示了InSb纳米线器件的特征马约拉纳签名，表现出明确的弹道输运属性。应用磁场和使用局部栅极的载流子密度的空间控制产生零偏置峰值，该零偏置峰值在化学势、塞曼能量和隧道势垒的参数空间中的大区域上是刚性的。无序的减少使我们能够在参数空间中分辨出有无零偏峰的独立区域，这表明拓扑上不同的相位。这些观测结果与弹道系统中的马约拉纳理论相一致，并首次排除了已知的其他解释，即引发无序或不均匀的化学势。
2021-04-26 cond-mat.mes-hall
Ballistic spin-polarized transport and Rashba spin precession in semiconductor nanowires
我们提出了数值计算的弹道自旋输运性质的准一维线中存在的自旋轨道（Rashba）相互作用。一个紧束缚模拟的Rashba哈密顿模型的Rashba效应。通过改变Rashba耦合的鲁棒性和线的宽度，识别弱耦合和强耦合制度。完美的电子自旋调制被发现前政权，无论入射费米能量和模式数。然而，在后者中，自旋电导具有很强的能量依赖性，由于一个非平凡的子带混合诱导的强Rashba耦合。这将意味着在较高温度和源极-漏极电压下对自旋调制的强烈抑制。结果可能是相关的准一维自旋晶体管器件的实现。
2001-05-03 cond-mat.mes-hall
Shape and orientation effects on the ballistic phonon thermal properties of ultra-scaled Si nanowires
利用改进的价力场（MVFF）模型计算了硅纳米线（SiNWs）的声子色散，研究了几何约束、原子位置和取向对其热性质的影响.比热（$C_{v}$）和弹道热导（$κ^{bal}_{l}$）随SiNWs截面形状和尺寸的变化表现出各向异性。对于所有丝，$C_{v}$随着横截面尺寸的减小而增大。三角形线显示最大的$C_{v}$，这是由于其最高的表面积与体积比。具有[110]取向的正方形线显示最大的$κ^{bal}_{l}$，因为它们具有最高数量的导电声子模式。在纳米尺度下，$C_{v}$和$κ^{bal}_{l}$的普遍标度律相对于在单位晶胞中的原子的数目获得。这种缩放是独立的形状，大小和取向的SiNWs揭示的晶格热性质的纳米线的原子性质的直接相关性。因此，工程化的硅纳米线的横截面形状，尺寸和取向开辟了新的方式调整的热性能在纳米制度。
2011-08-12 cond-mat.mes-hall
Effects of Parasitics and Interface Traps On Ballistic Nanowire FET In The Ultimate Quantum Capacitance Limit
本文主要研究纳米线场效应晶体管（FET）在极限量子电容极限（UQCL）下的性能（其中仅一个子带被占用）在存在界面陷阱（$D_{it}$）、寄生电容（$C_L$）和源极/漏极串联电阻（$R_{s,d}$）的情况下使用弹道输运模型，并将性能与其经典电容极限（CCL）对应物进行比较。我们讨论了四个不同的方面与本方案，即，（i）栅极电压相关的电容，（ii）饱和的漏极电流，（iii）亚阈值斜率和（iv）缩放性能。为了获得这些影响的物理见解，我们还开发了一组半解析方程。主要意见如下：（1）由于各个子带的离散贡献，强能量量子化纳米线显示出非单调的多峰C-V特性;（2）在存在和不存在$D_{it}$和$R_{s,d}$的情况下，与CCL相比，UQCL中的弹道漏极电流饱和度更好;（3）与CCL相比，即使有$D_{it}$和$R_{s,d}$，UQCL中的亚阈值斜率也没有遭受任何相对降低;（4）在理想条件下，UQCL缩放性能优于CCL;（5）UQCL缩放对$R_{s,d}$更免疫，但$D_{it}$和$C_L$的存在显著降低了UQCL中的缩放优势。
2010-05-28 cond-mat.mes-hall
Non-Ohmic Coulomb drag in the ballistic electron transport regime
本文提出了一维纳米线中的非欧姆电流在弹道输运机制下产生库仑拖曳电流的理论。在欧姆的情况下，我们预测急剧振荡的拖动电流作为栅极电压或电子的化学势的函数。我们还研究了驱动线两端的电压V上的拖曳电流的依赖性。对于相对较大的V值，拖曳电流与V^2成正比。
2000-01-22 cond-mat.mes-hall
On the temperature dependence of ballistic Coulomb drag in nanowires
我们研究了费米液体理论范围内的库仑牵引电流在被动量子线上的作用电压$V$和温度$T$的依赖关系，对于任何值的$eV/k_BT$。我们假设，在这两个线的1D迷你带的底部几乎与费米能级重合。结果表明：在一定的温度范围内，拖曳电流是温度$T$的降函数，实验观察到的拖曳电流的温度依赖性$T^{-0.77}$可以用费米液体理论来解释，在较高的外加电压下，拖曳电流随外加电压的变化达到饱和; 4）通过金属栅电极屏蔽电子电势可能是重要的。
2011-12-22 cond-mat.mes-hall
Theory of quasi-ballistic FET: steady-state regime and low-frequency noise
我们提出了准弹道FET的稳态制度和低频噪声的理论分析。的噪声分析是基于朗之万的方法，它占的微观来源的波动源于通道内电子散射。的载流子浓度，速度和静电势的局部波动，以及它们沿通道的分布的一般公式被发现作为施加的电压/电流的函数。两个电路制度与稳定的电流和稳定的电压。比较了不同弹道性能器件的噪声强度。我们认为，所提出的分析，使更好地理解物理的电子输运和波动准弹道FET，改善其理论描述，可以是有用的器件模拟和设计。
2022-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Aharonov-Bohm and Altshuler-Aronov-Spivak oscillations in the quasi-ballistic regime in phase-pure GaAs/InAs core/shell nanowires
本研究展示相纯GaAs/InAs核/壳纳米线，通过低温磁输运观测到AB和AAS振荡，证明壳层为准弹道输运，为混合量子器件提供新平台。
2025-03-09 cond-mat.mes-hall
Ballistic Anisotropic Magnetoresistance in Core Shell Nanowires and Rolled-up Nanotubes
在铁磁纳米结构中，弹道各向异性磁电阻（BAMR）是由于自旋轨道相互作用导致的弹道电导随磁化方向的变化。最近，一个方向依赖的弹道电导已被预测发生在一些新合成的半导体纳米结构受到外部施加的磁场，而不需要自旋轨道耦合。在这篇文章中，我们回顾了过去的工作预测这种BAMR效应在核壳纳米线和卷起的纳米管。这是补充新的结果，我们建立的管状纳米系统的输运性质受到外部磁场。
2016-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Interference in Silicon 1D Quasi-Ballistic Junctionless Nanowire Field Effect Transistors
我们研究了8 nm直径的Si无结纳米线场效应晶体管的低温输运与一个环绕式栅极和两个不同的激活掺杂浓度的自顶向下技术制造。首先，我们从器件中提取器件几何形状的本征栅极电容，该器件在13 mK下显示出库仑阻塞，在6 V的栅极电压范围内具有超过500个库仑峰，表明在整个纳米线沟道中形成了单个岛。在另外两个器件中，掺杂Si：P $4\times10^{19}\,\text{cm}^{-3}$和$2\times10^{20}\,\text{cm}^{-3}$，我们观察到量子干涉，并使用提取的栅极耦合来确定主导能量尺度和相应的平均自由路径。对于较高掺杂的器件，分析产生$4\pm2\,\text{nm}$的平均自由程，其在平均掺杂剂间距的量级上，并且表明在未活化或活化的掺杂剂上的散射。对于具有$4\times10^{19}\,\text{cm}^{-3}$的活化掺杂剂密度的器件，量子干涉效应表明$10\pm2\,\text{nm}$的平均自由程，其与纳米线宽度相当，因此是准弹道输运。通用电导波动的温度依赖性分析表明，在低于1.9 K的温度下，纳米线长度以上的相干长度，以及在更高温度下，来自1D电子-电子相互作用的退相干。的迁移率是有限的散射杂质，而不是预期的表面粗糙度散射的纳米线直径更大或可比的费米波长。因此，我们的测量提供了洞察的性能限制，从占主导地位的散射和退相机制，在技术相关的硅器件的几何…
2018-02-20 cond-mat.mes-hall
Quasi-ballistic heat conduction due to Lévy phonon flights in silicon nanowires
解决散热问题是硅基微电子的未来。解决方案可能在于称为弹道热传导的纳米级现象，这意味着在不加热导体的情况下进行热传导。但是，试图证明这一现象的实验是有争议的和稀缺的，而其机制在受限的纳米结构尚未得到充分理解。在这里，我们实验证明准弹道热传导硅纳米线（NW）。我们发现，弹道是最强的短NW在低温下，但减弱NW长度或温度的增加。然而，即使在室温下，准弹道热传导在短纳米线中仍然可见。为了更好地理解这种现象，我们探测声子飞行的方向性和长度。我们的实验和模拟表明，准弹道声子输运在NW边界之间的短飞行和长的弹道跳跃沿NW的Lévy步行。
2018-09-26 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Ballistic transport in 1D Rashba systems in the context of Majorana nanowires
Rutgers University（罗格斯大学）；University of Maryland（马里兰大学）
研究通过分析无序对纳米线中正常态球面输运的影响，探讨如何实验估计无序水平，揭示Rashba自旋轨道耦合与Zeeman分裂产生的螺旋能隙在球面输运中的表现。
2026-03-29 cond-mat.mes-hall
Conductance Quantization at zero magnetic field in InSb nanowires
弹道电子输运是邻近化InSb纳米线中存在拓扑相变的关键条件。然而，作为弹道输运的直接证据的量子化电导的测量到目前为止由于在一维纳米线中的背散射的增加的机会而被模糊。我们表明，通过改善的锗-金属界面以及介电环境，我们可以始终实现电导量子化在零磁场。此外，研究旋转磁场中的子带演化揭示了对于1 T以上的垂直场，第二和第三子带之间的轨道简并。
2016-03-11 cond-mat.mes-hall
Performance limits projection of black phosphorous field-effect transistors
本文研究了单层黑磷场效应晶体管的弹道器件性能。由于载流子的各向异性效应质量，导通电流取决于输运方向。有效质量在“扶手椅”方向上较低，这在相同偏置下提供较高的驱动电流。空穴的各向异性程度更高，这提高了p型器件的性能。在通断电流比为4个数量级时，20 nm BP FET的本征延迟在50 fs范围内。由于高度各向异性的能带结构，单层BP FET在n型和p型器件的弹道性能极限方面优于MoS $_2$和Si FET。
2014-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Disorder-free localization around the conduction band edge of crossing and kinked silicon nanowires
我们探索弹道制度量子输运特性的氧化物嵌入交叉和扭结硅纳米线（NW）内的大规模的经验赝势电子结构框架，耦合到Kubo-Greenwood输运分析。一个真实的空间波函数的研究进行和结果一起解释的弹道输运计算的结果。这揭示了弹道输运边缘位于最低未占分子轨道上方数十至数百毫伏处，在两者之间以及前者上方出现了大量的局域态。我们发现，这些局域化的状态是不是由于氧化物界面，而是核心硅衍生的。它们显示了电子的波动性质，这些电子是由来自NW结和弯曲的反射带到前景的。因此，我们表明，即使超净硅纳米线的交叉和扭结具有导带尾没有诉诸原子的混乱。
2015-02-10 cond-mat.mes-hall
Ballistic Conductance in Oxidized Si Nanowires
利用密度泛函理论结合格林函数散射方法研究了硅纳米线中局部氧化对空穴输运的影响，以及改变硅原子在线表面的氧化态的影响.对于硅纳米线的生长方向沿[110]和几个纳米的直径，它被发现，引入氧桥和背键不显着降低空穴传输的电压高达几百毫伏相对于价带边缘。因此，平均自由程与晶体管和其他纳米电子应用所设想的线长度相当或更长。沿着[100]取向的纳米线的传输是不太有利的，因此在空穴迁移率方面为[110]纳米线取向提供了优势，如在一些生长方法中优先产生的。
2010-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon drag in ballistic quantum wires
计算了一维纳米线中由附近纳米线中的载流弹道通道产生的声子在弹道输运机制中对产生的拖曳电流的声子介导的拖曳贡献。声子介导的拖曳电流相对于偏压或栅极电压的阈值进行了预测。
2001-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hot Carrier Nanowire Transistors at the Ballistic Limit
本文通过纳米线异质结构与能垒过滤实验，证明准一维热电子器件可达到弹道输运极限。
2024-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Long ranged singlet proximity effect in ferromagnetic nanowires
最近，在Co晶体纳米线中已经报道了长程超导体/铁磁体（S/F）邻近效应[1，Nature，6 389（2010）]。由于文献[1]的作者注意避免了磁畴的存在，因此长程邻近效应的三重态特征是不可能的。在这里，我们表明，在一维弹道制度的标准单重S/F邻近效应成为远程。我们提供了一个精确的解决方案，超导相关性的衰减在临界温度（$T_{c}$）和任意的杂质浓度。特别是，我们发现一个特定的制度之间的扩散和弹道的，在那里的衰减长度只是电子的平均自由path. Finally可能的实验，可以允许阐明所观察到的长程邻近效应在Co纳米线的性质进行了讨论。
2010-09-16 cond-mat.mes-hall
Feasibility, Accuracy and Performance of Contact Block Reduction method for multi-band simulations of ballistic quantum transport
本文讨论了用接触块约化（CBR）方法计算原子紧束缚（TB）和连续k \cdotp（KP）带模型所代表的三维多带开放系统的延迟格林函数的数值效用。它表明，方法来近似的单带有效质量模型已经报道的开放系统的解决方案，不能直接用于原子TB系统，因为使用一组锌晶体网格使相互耦合矩阵是不可逆的。我们推导并测试了一种替代方案，CBR方法在解决TB系统中仍然是实用的。这种多波段CBR方法是通过小系统的原理证明来验证的，并且也被证明与KP方法一起工作得很好。进一步详细分析的准确性，速度和高性能计算集群的可扩展性，相对于国家的最先进的递归格林函数和波函数算法获得的参考结果进行。这项工作表明，CBR方法可能是特别有用的计算共振隧穿功能，但在模拟场效应晶体管（FET）的原子TB模型描述的系统时，显示出有限的实用性。耦合到KP模型，然而，CBR方法的效用可以扩展到纳米线FET的模拟。
2011-12-14 cond-mat.mes-hall
Micrometer-scale ballistic transport of electron pairs in LaAlO3/SrTiO3 nanowires
高迁移率复合氧化物异质结构和纳米结构提供了新的机会，将量子传输的范式扩展到传统的III-V族或碳基材料的领域之外。最近的量子输运研究与LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$为基础的量子点已经揭示了一个强关联相的存在，其中电子形成自旋单线态对，而不是成为超导。在这里，我们报告的准一维（准一维）LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$纳米线腔中的电子对的微米级弹道输运的证据。在配对阶段，观察到法布里-珀罗样的量子干涉，与超导制度（在零磁场）中观察到的电导振荡同步。在临界磁场$B_p$以上，电子对解除束缚，电导振荡随磁场移动。这些实验观测扩展了弹道电子输运的制度，强相关的阶段。
2016-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
S-shaped current-voltage characteristics of n+-i-n-n+ graphene field-effect transistors due the Coulomb drag of quasi-equilibrium electrons by ballistic electrons
我们证明了弹道电子注入到横向n $^+$ -i-n-n $^+$石墨烯场效应晶体管（G-FET）中的二维电子等离子体中可能会导致由于线性电子色散系统中的伽利略和洛伦兹不变性的破坏而导致的准平衡电子的大量库仑拖曳。这种效应可以导致S形的电流-电压特性（IV）。所得到的负微分电导率实现了可以用于实现电压开关器件的磁滞效应和电流抑制。由于IV的强非线性，G-FET可以用于有效的频率倍增和太赫兹辐射的检测。
2021-07-14 cond-mat.mes-hall
Bulk and surface states carried supercurrent in ballistic Nb-Dirac semimetal Cd3As2 nanowire-Nb junctions
三维狄拉克半金属在所有三个动量方向上都有体狄拉克锥和费米弧状表面态，并且可以通过打破时间反演对称性转换为外尔半金属。然而，在狄拉克半金属中，高导电的体态通常掩盖了电子输运。在这里，我们展示了超导体和表面状态进行Nb-Cd_3As_2超导-Nb短和长结，分别。对于1 μ m长的结，观察到了Fabry-Perot干涉引起的临界超导电流振荡，表明超导电流携带的表面态是弹道输运，其中体态是退相干的，而拓扑保护的表面态仍然保持相干.此外，在长结中观察到超导圆顶，这归因于表面态和体态之间的相互作用增强的退相作为调谐栅极电压以增加载流子密度。拓扑半金属纳米线的超导电性在将Majorana费米子编织到拓扑量子计算中具有重要的应用前景。
2018-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
