Overlapping Top Gate Electrodes based on Low Temperature Atomic Layer Deposition for Nanoscale Ambipolar Lateral Junctions
本文提出基于低温ALD氧化铪的重叠顶栅电极，以替代背栅/顶栅和分裂栅方案，并在碲化汞霍尔棒器件中用于研究不同量子霍尔态的相互作用。
2024-04-10 cond-mat.mes-hall
Sub-threshold channels at the edges of nanoscale triple-gate silicon transistors
本文通过低温输运实验研究了三栅硅场效应晶体管的亚阈值特性。这些三维纳米级器件由光刻定义的硅纳米线组成，周围环绕着栅极，栅极的有源区小至几十纳米，小至50x60x35 nm^3。电导与栅极电压显示库仑阻塞振荡与一个大的充电能量，由于在栅极下方形成一个小的潜在的。根据器件的几何形状和电子电流的依赖关系，我们得出结论，亚阈值通道，几个纳米宽，出现在纳米线的边缘，从而提供了一个实验证据的角落效应。
2007-03-05 cond-mat.mes-hall
Bias-Independent Subthreshold Swing in Nanoscale Cold-Source Field-Effect Transistors by Drain Density-of-States Engineering
我们报告了一种设计纳米级冷源极场效应晶体管（CS-FET）的策略，其亚阈值摆幅（SS）低于60 mV/dec，与偏置无关。通过第一性原理计算和量子输运模拟，我们发现漏极和源极之间的态密度（DOS）的能量对齐是实现偏压无关SS的关键。通过定义“栅窗口”，我们提出了一个器件模型来演示在不同的偏压下，漏极DOS落入栅窗口的相似斜率如何稳定SS。这项研究强调了漏极DOS工程的重要性，在设计的CS-FET与偏置无关的SS便携式电子应用。
2022-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scanning tunneling microscopy and spectroscopy of nanoscale twisted bilayer graphene
纳米级扭曲双层石墨烯（TBG）是非常不稳定的，并且会以低得多的能量将其结构转变为Bernal（或AB堆叠）双层。因此，纳米TBG的缺乏使其电学性质至今无法在实验中得到验证。在这项工作中，一个特殊的限制TBG中获得的两个连续的错位石墨烯片的重叠区域。TBG的受限区域的宽度从约22 nm逐渐变化到0 nm。利用扫描隧道显微镜，我们仔细研究了纳米TBG的结构和电子性质。我们的结果表明，纳米级TBG的平移对称性破缺对低能电子性质（包括扭转诱导的范霍夫奇异性（VHS）和局域态密度的空间调制）产生了强烈的影响。然而，当TBG的宽度减小到只有一个莫尔斑时，VHS能量以上的电子性质几乎不受量子限制的影响。
2017-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Compact Modeling of Parasitic Internal Fringe Capacitance Effects on the Threshold Voltage of High-K Gate Dielectric Nanoscale SOI MOSFETs
建立了高K栅介质SOI MOSFET中寄生内边缘电容对阈值电压影响的简化模型。我们的模型包括栅介电常数、隔离层氧化物介电常数、隔离层宽度、栅长和MOS结构宽度的影响。从栅电极的底部边缘的寄生内部边缘电容的一个简单的表达式被获得，并被认为是由于这个电容的源极和漏极区中感生的电荷。我们证明了由于这些电荷导致的阈值电压随着栅极介电常数的增加而降低，沿着沟道的表面电势增加。使用我们的分析模型得到的结果的准确性进行了验证，使用2-D器件模拟。
2010-08-18 cond-mat.mes-hall
Impact of Strain on Drain Current and Threshold Voltage of Nanoscale Double Gate Tunnel Field Effect Transistor: Theoretical Investigation and Analysis
隧道场效应晶体管（TFET）器件是有吸引力的，因为它们表现出良好的可扩展性并且具有非常低的漏电流。然而，它们具有低导通电流和高阈值电压的缺点。为了将TFET用于电路应用，需要解决这些问题。本文提出了一种新型横向应变双栅TFET（SDGTFET）。利用器件模拟，我们表明，SDGTFET具有较高的导通电流，低泄漏，低阈值电压，良好的亚阈值斜率，和良好的短沟道效应，也符合重要的ITRS准则。
2010-08-21 cond-mat.mes-hall
Atomistic modeling of the electrostatic and transport properties of a simplified nanoscale field effect transistor
在密度泛函理论的框架下，建立了研究纳米尺度双栅硅平板静电特性的第一性原理模型。所施加的栅极电压近似为包围系统的超晶胞的边界上的静电势的变化。利用实空间格林函数估计电子密度，采用高效的多重网格和快速傅里叶泊松求解器从电荷密度计算静电势。在定域SIESTA原子轨道线性组合表象下，建立Kohn-Sham方程，并在局域密度近似下自洽求解系统的波函数。计算了小偏压下弹道输运穿过原子硅板的透射率。利用等效电容模型分析了硅平板中的电荷分布和静电势随栅压的变化。观察并讨论了量子限域效应和短栅效应。
2008-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Investigation of the Novel Attributes of a Dual Material Gate Nanoscale Tunnel Field Effect Transistor
在本文中，我们提出了双材料栅极（DMG）在隧道场效应晶体管（TFET）中的应用，以同时优化导通电流，截止电流和阈值电压，并改善平均亚阈值斜率，输出特性的性质和抗DIBL效应的免疫力。我们证明，如果选择适当的功函数的源极侧和漏极侧的栅极材料，隧道场效应晶体管表现出显着改善的性能。我们在应变双栅隧道场效应晶体管中应用DMG技术，采用高k栅介质，以显示器件特性的整体改善，同时实现良好的导通电流和优异的平均亚阈值斜率。结果表明，DMG技术可以应用于具有不同沟道材料、沟道长度、栅氧化层材料、栅氧化层厚度和电源水平的TFT，以实现整体器件特性的显著增益。
2011-08-16 cond-mat.mes-hall
Nanoscale Electronic Phase Separation Driven by Fe-site Ordering in Fe\textsubscript{5-x}GeTe\textsubscript{2}
Indian Institute of Technology Delhi（印度德里理工学院）；S. N. Bose National Centre for Basic Sciences（S.N.玻色基础科学国家中心）；Indian Institute of Science Education and Research Bhopal（印度科学教育研究学院博帕尔分校）
研究揭示Fe位有序驱动纳米尺度电子相分离，通过扫描隧道显微镜和理论计算揭示电子结构与磁体性能的微观联系。
2026-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct electronic measurement of Peltier cooling and heating in graphene
热电效应允许从废热产生电力以及冷却和加热的电气控制。值得注意的是，这些效应对费米能周围的态密度的不对称性也非常敏感，因此可以作为纳米级电子结构扭曲的探针。在这里，我们认为二维石墨烯作为一种优秀的纳米碳材料，探索电子和热传输现象之间的相互作用，通过提出一个直接和定量测量的Peltier组件的电子冷却和加热的石墨烯。由于包括纳米级温度计的架构，我们检测到的Peltier组件调制高达15 mK的电流为20 $μ$ A在室温下，并观察到电子和空穴制度的Peltier冷却和加热之间的完全逆转。这种基本的热力学性质是研究二维材料中纳米级热电输运的补充工具。
2016-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale patterning of quasiparticle band alignment
控制具有不同电子结构的材料之间的原子尺度界面对于大多数电子器件的设计和制造至关重要。在二维（2D）材料的情况下，仅通过局部地施加不同的垂直偏置电压，甚至可以在单个均匀片材内实现不同的电子结构。实际上，已经提出，可以通过将2D材料放置在适当预图案化的衬底上，利用2D材料经由带对准、筛选或杂交对其环境的敏感性，来实现单片中的纳米级电子图案化。在这里，我们利用碳化硅上固有的纳米结构的单层（SL）和双层（BL）石墨烯来横向调节范德华异质结构中的相邻SL二硫化钨（WS $_2$）的静电门控。电子能带排列映射在能量和动量空间使用角分辨光电发射与空间分辨率为500纳米（nanoARPES）的顺序。我们发现，SL WS $_2$带偏移跟踪底层SL和BL石墨烯的功函数，并且我们将这种变化与观察到的SL WS $_2$的激子和trion发光的横向图案相关联，从而展示了在纳米级的光电特性的最终控制。
2019-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
In situ characterisation of nanoscale electromechanical properties of quasi-two-dimensional MoS2 and MoO3
通过局部应变工程精确操纵二维过渡金属二硫属化物和氧化物（TMD& O）的电子能带结构是利用其独特特性用于电子学、光电子学和纳机电系统（NEMS）应用的令人兴奋的途径。这项工作的实验表明，机械诱导的电转换可以在准2D二硫化钼（MoS2）和三氧化钼（MoO3）使用原位电纳米压痕技术工程。它示出，局部应变在这样的准二维层可以诱导载流子输运的改变，从而改变它们的导电行为。这种应变效应提供了一个潜在的工具，用于精确地操纵2D TMD& O的电子输运性质，并了解这种层状材料中原子电子态的相互作用。
2015-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Second Quantization: Gating a Quantum Dot Through the Sequential Removal of Single Electrons from a Nanoscale Floating Gate
本文提出用AFM针尖作为可移动低温开关对纳米级浮栅充电，将量子点浮栅电极缩小至约100纳米，并通过单电子泄漏统计测得约10^19欧姆的浮栅泄漏电阻。
2023-02-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Strongly Enhanced Electronic Bandstructure Renormalization by Light in Nanoscale Strained Regions of Monolayer MoS$_2$/Au(111) Heterostructures
本文利用光照扫描隧道显微镜/光谱学研究了单层MoS$_2$/Au(111)异质结中纳米应变区域的光激发准粒子动力学，并结合紧束缚与第一性原理计算揭示了应变诱导的能带重整化及准粒子局域化机制，为纳米尺度能量可调光电子器件提供了新途径。
2024-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Universal quantum computation based on nanoscale skyrmion helicity qubits in frustrated magnets
阻挫磁体中的Skyrmions具有螺旋度自由度，其中两种不同构型的布洛赫型Skyrmions在磁偶极-偶极相互作用下具有能量优势，并且具有相反的螺旋度。当一个skyrmion的半径达到纳米量级时，它必然成为量子力学的物体。基于阻挫磁体中布洛赫型纳米尺度skyrmion的双重简并性，我们构造了一个量子比特。结果表明，在多层体系中，基于纳米Skyrmion的普适量子计算是可能的。我们明确地展示了如何构建的$π/4$相移门，阿达玛门，和CNOT门。单量子比特量子门是通过在时间上控制电场和自旋电流来实现的。通过控制相邻两层Skyrmion中心之间的距离，利用Ising型交换耦合实现了双量子比特门。本机制的优点是不需要外部磁场。我们的结果可能会打开一个可能的方式，以通用的量子计算的基础上纳米级拓扑自旋纹理。
2022-04-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Monte Carlo simulations of spin transport in nanoscale In$_{0.7}$Ga$_{0.3}$As transistors: Temperature and size effects
自旋为基础的金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）与高迁移率III-V沟道的研究使用自洽量子校正系综Monte Carlo器件模拟的电荷和自旋输运。采用自旋轨道耦合机制（Dresselhaus和Rashba耦合）模拟了25 nm栅长In $_{0.7}$ Ga $_{0.3}$ As MOSFET的电子自旋输运。增加晶体管的横向尺寸（栅极长度、源极到栅极和栅极到漏极间隔）以研究从室温300 K到77 K由栅极引起的自旋相关的漏电流调制。由于Rashba耦合的增加，这种调制随着温度的升高而增加。最后，栅极长度、源极到栅极或栅极到漏极间隔物增加高达20 nm会增加自旋极化，并由于极化重聚焦效应而增强漏极处的自旋相关漏极电流调制。
2022-06-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nanoscale Conductivity Imaging of Correlated Electronic States in WSe2/WS2 Moiré Superlattices
我们报道了利用微波阻抗显微镜对角取向WSe 2/WS 2异质结构中相关电子态的纳米电导成像。非接触式微波探头使我们能够观察到莫特绝缘状态与一个孔每个莫尔单位细胞，持续温度高达150 K，与其他表征技术一致。此外，我们确定第一次莫特绝缘状态在一个电子每个莫尔晶胞。在异质双层区域中直接可视化了相关态的明显不均匀性，这表明莫尔超晶格势或静电掺杂中存在局部紊乱。我们的工作提供了重要的见解二维莫尔系统下降到微观水平。
2020-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nanoscale electronic transparency of wafer-scale hexagonal boron nitride
单层hBN作为异质结构中潜在的弱相互作用的2D绝缘层引起了人们的兴趣。最近，在Cu（111）上的晶片级hBN生长已经被证明用于半导体芯片制造工艺和晶体管作用。对于所有这些应用，在下面的电子活性层上的扰动是关键的。例如，虽然Cu（111）上的hBN已被证明可以保持Cu（111）表面态2D电子气，但以前不知道这在样品上如何变化以及它如何受到局部电子散射的影响。在这里，我们证明了Cu（111）表面状态下的晶圆级hBN是稳健均匀的能量和光谱重量超过纳米长度尺度和原子台阶。我们将其与BN原子和Cu表面之间相互作用相关的基准光谱特征进行了对比，该特征随hBN/Cu（111）样品的莫尔图案而变化，并取决于原子注册。这项工作表明，脆弱的2D电子系统和界面态在很大程度上不受hBN由于与衬底的原子级相互作用而产生的局部变化的影响，从而为hBN单层下方的低能电子结构提供了一个非常透明的窗口。
2021-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Proposal for a nanoscale variable resistor/electromechanical transistor
提出了一种由金属纳米线（有源元件）、电介质和栅极组成的纳米级可变电阻器。借助于栅极电压，可以诱导纳米线的不同导电状态之间的随机转变，其中切换时间快至皮秒。通过适当地选择电介质，该器件（也可以被认为是“机电晶体管”）的电导率明显超过电导量子G_0=2e^2/h，这对于纳米级器件来说是一个显著的品质因数。
2008-07-09 cond-mat.mes-hall
Electronic materials with nanoscale curved geometries
对电子纳米材料的研究最近已经看到越来越多的关注与非传统的弯曲几何形状的结构的合成，包括在平面系统中的弯曲线和通过卷起纳米膜获得的三维架构。这些几何形状的列入导致了一系列新的影响，无论是从形状驱动的电子运动的修改或从电子和磁性的固有变化，由于特殊的约束效应的预测和观察。此外，由于固体中机电耦合的重要作用，曲率产生的局部应变也会引发新现象的出现。在这里，我们回顾了最近的事态发展，发现这些形状，限制和应变诱导的曲率效应在纳米尺度，并讨论其潜在的用途在电子和自旋电子器件。
2022-09-14 cond-mat.mes-hall
Non-volatile spin wave majority gate at the nanoscale
提出了一种特征尺寸为40 nm的自旋波多数叉形结构，并通过微磁学模拟对其进行了研究.该结构由三个合并的面外磁化自旋波总线和四个磁电单元组成，磁电单元作为三个输入和一个输出。逻辑信号的信息被编码在所传输的自旋波的相位中，并且随后在检测时被存储为磁电单元的磁化方向。确定了产生可操作的择多门的结构的最小尺寸。对于所有输入组合，所采用的检测方案设法捕获自旋波干涉的多数相位结果，并且忽略由结构的几何形状引起的所有反射效应。
2016-12-07 cond-mat.mes-hall cs.ET
Nanoscale Mach-Zehnder interferometer with spin-resolved quantum Hall edge states
我们实现了一个纳米尺度区域马赫-曾德尔干涉仪与共同传播的量子霍尔自旋分辨边缘状态，并证明了持续的门控量子干涉振荡，作为一个功能的应用磁场，在相对较大的温度。顶栅磁性纳米指阵列用于在自旋分辨边缘状态对之间诱导共振电荷转移。为了解释作为磁场和栅极电压的函数测量的振荡模式，我们已经开发了一个简单的理论模型，令人满意地再现数据。
2015-11-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Estimation and Compensation of Process Induced Variations in Nanoscale Tunnel Field Effect Transistors (TFETs) for Improved Reliability
隧道场效应晶体管（TFET）具有极低的漏电流，表现出优异的亚阈值摆幅，并且不易受短沟道效应的影响。然而，TFT确实面临某些特殊的挑战，特别是关于（i）沟道长度和（ii）硅薄膜和栅极氧化物的厚度的工艺引起的变化。本文首次研究了上述工艺变化对双栅隧道场效应晶体管（DGTFET）电特性的影响。利用二维器件模拟，我们提出了应变双栅隧道场效应晶体管（SDGTFET）与高k栅介质作为一种可能的解决方案，有效地补偿工艺引起的导通电流，阈值电压和亚阈值摆幅的变化，提高DGTFET的可靠性。
2010-10-18 cond-mat.mes-hall
A New Dual-Material Double-Gate (DMDG) Nanoscale SOI MOSFET - Two-dimensional Analytical Modeling and Simulation
在本文中，我们提出了独特的功能，改进的非对称双栅（DG）绝缘体上硅（SOI）MOSFET。所提出的结构类似于非对称DG SOI MOSFET，除了前栅极由两种材料组成。由此产生的修改后的结构，双材料双栅（DMDG）SOI MOSFET，表现出显着减少短沟道效应相比，DG SOI MOSFET。在这种结构中的短沟道效应进行了研究，通过开发一个分析模型。该模型包括表面电势、电场、阈值电压和漏致势垒降低的计算。文中还讨论了漏电流、漏电流、漏电导和电压增益的模型。可以看出，在这种结构中的短沟道效应被抑制，因为在表面电位分布，屏幕的漏极电位的可察觉的步骤。我们进一步证明，建议的DMDG结构提供了一个同时增加的漏极电导和减少相比，DG结构。将该模型预测的结果与二维模拟结果进行了比较，验证了所提出的分析模型的准确性。
2010-08-18 cond-mat.mes-hall
A non-invasive method for nanoscale electrostatic gating of pristine materials
静电门控对于定义和控制半导体器件是必不可少的。然而，沉积栅极所需的纳米制造工艺不可避免地降低了感兴趣的材料的原始质量。遭受这种退化的材料的示例包括超高迁移率GaAs/AlGaAs二维电子气（2DEG）、石墨烯、拓扑绝缘体和纳米线。为了保持原始的材料特性，我们开发了一种倒装芯片设置，其中栅极通过真空与材料分离，这允许材料的纳米级静电门控，而不会将其暴露于侵入性纳米处理。另一个好处是栅极和材料之间的真空，这与栅极电子束不同，没有电荷陷阱。我们证明了倒装芯片设置的操作和可行性，通过实现量子干涉在整数量子霍尔态的法布里-珀罗干涉仪基于GaAs/AlGaAs 2DEG。我们的结果为研究奇异现象铺平了道路，包括脆弱的分数量子霍尔态，通过保持高质量的材料。
2016-08-19 cond-mat.mes-hall
Vibrational and electronic heating in nanoscale junctions
理解和控制热流是纳米电子学的一个主要挑战。当一个结被光或电荷的流动驱动而脱离平衡时，振动和电子的自由度一般不再由单一的温度来描述[1-6]。此外，表征稳态振动和电子分布{ \it in situ}极具挑战性。在这里，我们表明，表面增强拉曼发射可用于确定在用分子装饰的偏置金属纳米级结中振动模式和流动电子的有效温度[7]。分子振动通过光激发[8]和直流电流[9]显示出模式特定的泵浦，有效温度超过几百开尔文。反斯托克斯电子拉曼发射\cite [10，11]表明，在几百mV的偏置电压下，电子有效温度也增加到其无电流值的三倍。虽然精确的有效温度依赖于模型，但作为偏置条件的函数的趋势是稳健的，并且允许与纳米级加热理论进行直接比较。
2011-06-28 cond-mat.mes-hall
Nanoscale Quantum Calorimetry with Electronic Temperature Fluctuations
受纳米系统中快速和超灵敏测温技术的最新发展的启发，我们研究了亚毫电子伏能量范围内单个热脉冲的量子量热检测。我们提出了一种混合超导注入量热仪设置，与注入的脉冲的能量进行隧穿电子。在微观上处理所有的热传递事件，我们分析了量热计温度波动的统计数据，并推导出准确测量热脉冲能量的条件。我们的结果为新型基础量子热力学实验铺平了道路，包括单个微波光子的量热检测。
2018-05-07 cond-mat.mes-hall
Thermal and Electrical Currents in Nanoscale Electronic Interferometers
本文从理论上研究了由两个量子点组成的电子干涉仪中的热输运问题，每个量子点都有一个可调的单电子态，它们分别连接到两个不同温度的引线上，由于量子干涉，通过其中一个量子点的热流与温度梯度方向相反。一股过剩的热流流过另一个点。虽然局部地，热量从冷流到热，但在全局上，热力学第二定律没有被违反，因为与通过整个装置的热传递相关的熵产生仍然是正的。温度梯度还感应出循环电流，这使得干涉仪被磁极化。
2004-03-26 cond-mat.mes-hall
Observation of a Nanoscale Metallic Dot Self-Consistently Coupled to a Two-Level System
我们已经观察到一个50 nm的Bi点在库仑阻塞制度的异常输运性质。在一定的栅压范围内，低偏压下的库仑阻塞峰被抑制，高偏压下的电流出现明显的结构。我们建议的点的状态是确定自洽与附近的两个级别的系统（TLS），它是静电耦合的状态。当栅极电压被扫描时，基态在TLS的状态之间交替，导致在低偏压下跳过库仑阻塞峰。在固定的栅极电压和高偏置下，可以通过由TLS的动态切换连接的激发态的级联来发生输运。
1999-06-02 cond-mat.mes-hall
Electronic and magnetic influences of a stacking fault in cobalt nanoscale islands on the Ag(111) surface
利用自旋极化扫描隧道显微镜和光谱仪，我们在Ag（111）表面上发现了垂直磁化和面内磁化的钴纳米岛共存，以及莫尔条纹振幅与岛的磁化方向的关系，莫尔条纹强度大的岛表现为垂直磁化，莫尔条纹强度小的岛表现为面内磁化.密度泛函理论计算再现了这种关系，并解释了钴的本征hcp堆垛层中具有fcc堆垛层错的两种类型的岛之间的差异。
2015-05-15 cond-mat.mes-hall
Nanoscale SOI-MOSFETs with Electrically Induced Source/Drain Extension: Novel attributes and Design considerations for Suppressed Short-channel Effects
提出了一种沟道长度小于100 nm的浅源漏结SOI MOSFET的设计思路。我们的模拟结果表明，诱导源/漏扩展的SOI MOSFET的应用将成功地控制SCE和提高击穿电压，即使沟道长度小于50 nm。我们的结论是，如果侧栅长度等于主栅长度，热电子效应最佳地减小。
2010-10-18 cond-mat.mes-hall
Real-Time Time-Dependent Density Functional Theory Implementation of Electronic Circular Dichroism Applied to Nanoscale Metal-Organic Clusters
电子圆二色谱（ECD）是一种在分子水平上研究手性性质的有效光谱方法。通常使用的线性响应时间依赖密度泛函理论（LR-TDDFT）框架的ECD计算对于大型系统来说可能是非常昂贵的。为了缓解这个问题，我们在这里提出了一个ECD实现的投影仪增强波方法的实时传播TDDFT（RT-TDDFT）框架中的开源GPAW代码。我们的实现支持本地原子基集和实空间有限差分表示的波函数。我们基准我们的实施对现有的LR-TDDFT实施GPAW的小手性分子。然后，我们证明了我们的本地原子基组实施的效率为一个大的混合纳米团簇。
2020-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Plasmons in nanoscale metal junctions: optical rectification and thermometry
我们同时使用电子输运和光学特性的测量，揭示了新的信息，电子和光学过程中制造的电迁移纳米结。通过比较电子隧穿和光电流，我们可以推断出由结的等离子体激元响应产生的光频电势差。结合测量的隧穿电导，我们可以确定结内的局部增强电场。在含有分子的类似结构中，反斯托克斯和斯托克斯拉曼发射使我们能够推断出有效的局部振动和电子温度作为直流电流的函数，检查纳米尺度上的加热和耗散。
2011-07-06 cond-mat.mes-hall
Visualizing nanoscale electronic band alignment at the La$_{2/3}$Ca$_{1/3}$MnO$_{3}$/Nb:SrTiO$_{3}$ interface
利用截面扫描隧道显微镜和光谱（XSTM/S）研究了La $_{2/3}$ Ca $_{1/3}$ MnO $_{3}$ /Nb掺杂SrTiO $_{3}$复合氧化物界面的能带排列.通过受控的横截面断裂过程，在不可裂解的钙钛矿材料中，晶胞高台阶在薄膜和衬底之间的界面附近持续存在。利用XSTM/S可以直观地观察到材料力学和电学性质的突变。利用STM的DOS变化作为探针，绘制出异质界面上的电子能带排列图，为直接测量复杂氧化物界面的电子性质提供了一种新的方法。
2010-07-02 cond-mat.mes-hall
Measuring geometric phases of scattering states in nanoscale electronic devices
我们展示了如何一个新的量子特性，几何相位，与散射态可以在纳米电子器件中展出。我们提出了一个实验，使用干涉直接测量新的几何相位的效果。该装置包括一个双光路干涉仪，该干涉仪是从用于测量电子穿过量子点（QD）时的相位演化的干涉仪改造而来的。量子点上的栅极电压可以以类似于观察量子绝热电荷泵的方式周期性地变化。当在器件两端施加小偏压时，由于几何相位引起的干扰导致漏极中收集的电流振荡。我们说明的几何相位的例子从阿贝尔和非阿贝尔规范潜力的效果。
2003-11-04 cond-mat.mes-hall
Controlling the macroscopic electrical properties of reduced graphene oxide by nanoscale writing of electronic channels
所有碳电子产品的吸引力源于其所有同素异形体的物理特性。该方案也具有独特的挑战，如带隙的可调谐性，掺杂和缺陷控制的可变性。在这里，我们探索了扫描探针尖端诱导的氧化石墨烯（GO）的纳米级还原的技术，其在绝缘GO背景上使导电的、富含sp2的石墨区域成核。直接写入的灵活性通过宏观控制参数对带隙的减小程度和可调谐性进行控制来补充。使用表面电位法，通过光谱、温度和偏压依赖性电传输研究所制造的还原- GO通道和随后的器件，并与空间分辨的电子性质相关。载流子局域化效应的存在，诱导的相位分离的sp2/sp3域，和大的局部电场波动被反映在非线性传输通过的通道。一起的结果表明，一个复杂的传输现象，这可能是不同的主导隧穿，可变范围跳跃或激活取决于材料的电子状态。
2020-09-25 cond-mat.mes-hall
Direct Imaging of Nanoscale Conductance Evolution in Ion-Gel-Gated Oxide Transistors
本文利用低温微波阻抗显微镜对超薄离子凝胶门控的ZnO双电层晶体管进行亚表面成像，实现了金属-绝缘体转变过程中沟道电导纳米尺度空间演化与局域涨落的直接观测，为研究EDLTs局域输运和介观电子性质提供了新方法。
2015-06-11 cond-mat.mes-hall
A hands-on laboratory and computational experience for nanoscale materials, devices and systems education for electronics, spintronics and optoelectronics
为了提高本科生和研究生的纳米材料，器件和系统的工程教育，我们报告了一个多学科课程的基础上集成的理论，动手实验室和动手计算到一个单一的课程。动手实验室模块涵盖纳米材料的各个维度以及在逻辑，记忆和能量收集中的应用。在动手计算练习中，学生模拟材料和器件特性，在某些情况下，设计实验工艺流程来制造和表征器件和系统。这样的课程不仅培养学生在纳米科学和纳米工程的多学科合作活动，但也为他们准备好未来的学术或工业追求在这一领域。
2013-03-26 cond-mat.mes-hall
Nanoscale Sr$_2$IrO$_4$ Freestanding Thin-Films for Flexible Electronics
Department of Physics and Astronomy, University of Kentucky（肯塔基大学物理与天文学系）；Department of Materials Science and Engineering, The Ohio State University（俄亥俄州立大学材料科学与工程系）；Department of Physics, Pusan National University（釜山国立大学物理系）；Advanced Photon Source, Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室先进光子源）
本研究通过水溶性牺牲层制备纳米Sr2IrO4自支撑薄膜，其结构与光学性质保持优异，为柔性层状氧化物电子器件提供了新途径。
2026-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nanoscale Mapping of Nanosecond Time-scale Electro-Mechanical Phenomena in Graphene NEMS
二维（2D）材料的原子薄层，如石墨烯，MoS 2和h-BN，由于其高度理想的电子，机械，光学和热传输特性，具有作为传感器和电子器件的巨大潜力。特别是它们的极高刚度、抗拉强度和低密度允许高频电子器件、谐振器和超灵敏检测器为缩小电子器件和纳米机电系统（NEMS）提供现实的途径。虽然可以使用现有的电子或扫描探针显微镜方法研究2D材料的纳米级形态和电子特性，但不能容易地探索ns和更短时间尺度上的时间依赖性现象。在这里，我们使用外差原理来达到这个ns的时间尺度，并创建一个局部纳米探针的静电感应驱动的石墨烯谐振器，振幅灵敏度下降到pm范围和时间灵敏度在ns范围内。我们实验观察到的响应时间为20-120 ns的谐振器与光束长度为180 nm至2.5 μ m的理论预测，这样的NEMS设备。
2015-09-02 cond-mat.mes-hall
Transport Spectroscopy of Single Phosphorus Donors in a Silicon Nanoscale Transistor
我们发展了奈米级的双闸极场效电晶体，以研究单一有意植入的磷供体的电子态与输运性质。这些器件提供了纳米电子学潜在应用所需的关键参数的高水平控制。对于捐助者，我们解决了相应的两个电荷状态依次被自旋向下和自旋向上的电子占据的过渡。充电能量和Lande g因子与门控纳米结构中的供体的预期一致。
2010-02-02 cond-mat.mes-hall
Nanoscale Fabrication of Graphene by Hydrogen-Plasma Etching
石墨烯由于其优异的电子和机械性能而引起了广泛的兴趣。然而，其边缘的结构和电子性质往往被忽视，虽然它们是重要的纳米器件，因为边缘比变得更大，通过减小器件的尺寸。在这项研究中，我们提出了一种方法来制造石墨烯与原子排列锯齿形边缘应用氢等离子体蚀刻（HPE）技术。通过在HPE之前图案化石墨烯，成功地将石墨烯成形为期望的结构。原子力显微镜和拉曼光谱都证实，通过这种技术成型的石墨烯即使在边缘也保留了其蜂窝结构，其与锯齿形结构对齐。虽然氢等离子体各向异性刻蚀的机理还不清楚，但刻蚀速率的样品位置依赖性表明氢自由基是各向异性刻蚀的原因。
2022-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale electrostatic control in ultra clean van der Waals heterostructures by local anodic oxidation of graphite gates
通过局部阳极氧化实现石墨栅极纳米级静电控制，用于构建超清洁范德瓦尔斯异质结构，实现量子点接触和边缘态的精确操控。
2024-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Graphene-Complex-oxide Nanoscale Device Concepts
石墨烯与复合氧化物异质结构如LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$的集成提供了将氧化物界面的多功能性质与石墨烯的电子性质相结合的机会。通过石墨烯控制界面传导的能力以及了解它如何影响氧化物界面的固有特性对于新型多功能器件的技术开发至关重要。在这里，我们展示了几个设备原型，其中电子输运在氧化物界面调制使用图案化的石墨烯顶栅。纳米尺度的设备制造在氧化物界面的导电原子力显微镜（c-AFM）光刻，和运输测量作为石墨烯栅极电压的函数进行。实验是用写在石墨烯栅极附近或正下方的器件进行的。这种方法的独特能力包括创建高度灵活的设备配置的能力，在氧化物界面处调制载流子密度的能力，以及将电子输运控制到单电子隧穿机制的能力，同时保持氧化物界面的固有输运特性。我们的研究结果有利于设计各种纳米器件，结合这两个紧密耦合的二维电子系统的独特的传输特性。
2018-04-04 cond-mat.mes-hall
Fourier Magnetic Imaging with Nanoscale Resolution and Compressed Sensing Speed-up using Electronic Spins in Diamond
使用金刚石中的氮空位（NV）色心的光学检测的磁共振是用于纳米级磁场成像的主要模式，因为其提供单电子自旋灵敏度、优于1 nm的三维分辨率以及在环境条件下对广泛的物理和生物样品的适用性。然而，迄今为止，NV-金刚石磁成像已经使用实空间技术来执行，实空间技术要么被光学衍射限制到250 nm分辨率，要么需要缓慢的逐点扫描以获得纳米级分辨率，例如，使用原子力显微镜、磁性尖端或超分辨率光学成像。在这里，我们介绍了一种替代技术的傅立叶磁成像使用NV-金刚石。与传统的磁共振成像（MRI）类似，我们采用脉冲磁场梯度对波数或k空间中NV电子自旋的空间信息进行相位编码，然后进行快速傅立叶变换，以产生具有纳米级分辨率、宽视场（FOV）和压缩传感加速的实空间图像。
2014-09-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
First-Principles conductance of nanoscale junctions from the polarizability of finite systems
纳米级电结的电导的计算方法扩展到从头计算的电子结构方法，并适用于现实模型的金属线和断裂结的钠和金。该方法是系统可控和收敛的，并可以直接扩展到包括更复杂的过程和相互作用。重要问题的顺序，其中采取的热力学和静态（小字段）的限制进行了澄清，并通过比较模型系统的特点进一步。
2008-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Towards a dynamical approach to the calculation of the figure of merit of thermoelectric nanoscale devices
热电能量转换的研究，即重新利用某些机械或化学过程产生的废热发电，最近取得了一些势头。计算进入这种能量转换的品质因数的电子参数，并因此发现有效材料，通常从Landauer的量子输运方法与Onsager的线性响应理论开始。众所周知，这一办法存在某些严重缺陷。在这里，我们讨论的替代动力学方法，可以超越的有效性的Landauer/Onsager的电子运输的方法。它们可用于验证Landauer/Onsager方法的预测，并研究该方法不令人满意的系统。
2012-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum sensing of nanoscale electronic phase segregation
Jožef Stefan Institute（约瑟夫·斯特凡研究所）；Centre for Science at Extreme Conditions and School of Chemistry, University of Edinburgh（爱丁堡大学极端条件科学中心与化学学院）；Fakulteta za matematiko in fiziko, Univerza v Ljubljani（卢布尔雅那大学数学与物理学院）
利用纳米金刚石中的氮空位中心量子磁力计探测Mn掺杂CaFe$_3$O$_5$粉末的纳米尺度静动态磁场，通过ODMR谱和自旋晶格弛豫率测量揭示了弱铁磁转变附近的电子相分离现象。
2026-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Monte Carlo Simulations of Spin Transport in a Strained Nanoscale InGaAs Field Effect Transistor
基于自旋的逻辑器件可以以非常低的能耗以非常高的速度操作，并且在量子信息处理和计量学方面具有重要的前景。在这里，内部开发的，实验验证的，合奏自洽的Monte Carlo器件模拟器与布洛赫方程模型使用自旋轨道相互作用哈密顿占Dresselhaus和Rashba耦合开发和应用于自旋场效应晶体管（spinFET）的栅极和漏极上的外部施加电压下操作。特别是，我们模拟了电子自旋输运的\SI{25}{nm}栅极长度\chem{In_{0.7}Ga_{0.3}As}金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）与CMOS兼容的架构。我们观察到的非均匀衰减的源极和栅极之间的净磁化和磁化恢复效应，由于自旋重聚焦诱导的栅极和漏极之间的高电场。我们证明了通过源漏和栅极电压的漏电流的极化矢量的相干控制，并表明，漏电流的磁化是应变敏感的，可以增加两倍的应变感应到沟道。
2018-01-01 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Quantum thermodynamics of nanoscale thermoelectrics and electronic devices
这个小审查的目的是作为一个简短的介绍电子流在纳米结构。它的目的是为那些对量子系统的热力学感兴趣但对纳米结构知之甚少的人提供这个主题的简要概述。我们特别强调在稳态下工作的设备，例如简单的热电，但也提到循环驱动的热机。我们的目标不是完整或严格，而是用几页纸来概述主题中的一些主要思想。
2018-10-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nanoscale force sensor and actuator with carbon-nanotube network
纳米致动器在当今日益萎缩的电子工业中发挥着重要作用，其中系统级芯片方法用于集成多功能系统和设备。传感器、执行器、信息处理和存储的集成已经变得非常重要，在亚微米尺度上更是如此。在这里，我们利用垂直排列的碳纳米管森林结合到压电基板上，以提供纳米级的力和驱动在同一平台上的传感。这是利用纳米材料的功能性整合两种重要功能的示范。这在包括太空探索、便携式消费电子产品、嵌入式系统等的许多领域中具有直接效用。
2016-10-11 cond-mat.mes-hall
Tunneling in Nanoscale Devices
电子器件中隧穿的理论处理通常基于一维（1D）近似。在这里，我们表明，对于许多纳米级器件，如广泛研究的半导体栅极定义的量子点，1D近似产生不正确的函数依赖于隧穿参数（例如，引线宽度和势垒长度）以及输运电导的不正确的量值。值得注意的是，2D或3D中的隧穿物理也产生了经典的输运行为（如欧姆定律），甚至在量子机制中也是如此。
2014-01-03 cond-mat.mes-hall
Electronic measurements of entropy in meso- and nanoscale systems
本综述针对小尺度系统传统熵测量方法的局限，概述了基于电荷、电导、热电流的介观量子系统熵的电子学直接测量方法，讨论其理论背景与适用范围，并展望未来方向。
2022-10-24 cond-mat.mes-hall
GEANT4 Simulation of Nuclear Interaction Induced Soft Errors in Digital Nanoscale Electronics: Interrelation Between Proton and Heavy Ion Impacts
本文提出了一种基于重离子感生单粒子翻转截面数据的质子感生软错误率的简单自洽模拟方法。该方法依赖于GEANT 4辅助的核相互作用产生的次级粒子LET谱的蒙特卡罗模拟。该方法已被验证与相关的空间质子和重离子的飞行中的软错误率数据。提出了一种近似的解析关系，并验证了这两种类型的实验数据之间的快速重新计算。
2017-10-13 cond-mat.mes-hall physics.ins-det physics.space-ph
