Strong terahertz emission from superlattices via Zener tunneling
我们发展了一个全面的、简洁的理论来解释超晶格在宽范围的外加电场下的太赫兹（THz）辐射，对于GaAs/Al{0.3}Ga{0.7As超晶格，理论和实验之间表现出很好的一致性.具体来说，我们表明，增加电场增加太赫兹发射低场，然后减少发射的中场由于场致波函数本地化，然后增加发射在高场由于离域和齐纳隧道之间的微带。我们的理论表明，齐纳隧穿共振产生高太赫兹发射强度，并指出超晶格设计的改进。
2007-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarized Zener tunneling in (Ga,Mn)As
通过对（Ga，Mn）As基齐纳隧道二极管的测量，研究了自旋极化带间隧穿效应。通过将二极管置于反向偏压下，电子自旋极化从p型（Ga，Mn）As的价带转移到相邻n-GaAs层的导带。所产生的电流被监测注入到一个量子阱发光二极管的电致发光极化被发现跟踪的（Ga，Mn）As层的磁化作为温度和磁场的函数。
2001-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Design and Demonstration of Ultra Wide Bandgap AlGaN Tunnel Junctions
紫外线发光二极管（UV LED）由于电阻性和吸收性p型接触层而在注入效率和光提取效率方面面临严重限制。在这项工作中，我们研究了超宽带隙AlGaN（Al摩尔分数高于50%）材料的偏振工程隧道结的设计和应用，以实现高效的UV LED。我们证明了极化诱导的3D电荷有利于降低隧道势垒，特别是对于高组分AlGaN隧道结。渐变隧道结结构的设计可以导致对于高组分AlGaN隧道结低于10-3 Ohm cm 2的低隧穿电阻和低于1V（在1 kA/cm 2下）的低电压消耗。292 nm发射的实验证明是通过非平衡空穴注入到具有大于4.7 eV的带隙能量的宽带隙材料中实现的，并且隧道结的详细建模表明它们可以被设计为具有低电阻，并且可以在UV-C波长范围内实现高效发射器。
2016-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Tight-binding model of spin-polarized tunnelling in (Ga,Mn)As-based structures
用Landauer-Buettiker方法结合紧束缚转移矩阵方法描述了最近的实验结果：（Ga，Mn）As基三层膜的高隧穿磁电阻（TMR）和p-（Ga，Mn）As/n-GaAs齐纳二极管的高极化自旋注入.对于TMR和Zener自旋电流极化，计算值与实验观察到的一致。研究了载流子浓度和磁性离子含量对自旋相关隧穿的影响。
2005-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Zener Tunneling Breakdown in Phase-Change Materials Revealed by Intense Terahertz Pulses
我们系统地研究了相变材料Ge_2Sb_2Te_5在强太赫兹脉冲辐照下的晶化时空动力学。太赫兹泵浦和光学探测光谱表明，齐纳隧道诱导的非线性增加的结晶相的电导率。该结果表明，与太赫兹脉冲相关联的大电场仅在结晶区域的边缘处引起非线性增加。集中在该区域中的电场通过焦耳加热引起温度升高，这又导致平行于场的纳米尺度晶体生长和横跨样品的导电域的形成。
2018-10-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Landau-Zener-Stueckelberg effect in a model of interacting tunneling systems
用数值和解析方法研究了隧穿粒子相互作用模型系统中的Landau-Zener-Stueckelberg（LZS）效应。N个隧穿粒子中的每一个都以相同的耦合J与其他粒子相互作用。这个问题映射到大自旋S=N/2的LZS效应上。平均场极限N=> \infty对应于有效自旋的经典极限S=> \infty。结果表明，铁磁耦合J>0时，LZS跃迁被抑制.对于N=> \infty，存在J的临界值，在该临界值以上，与标准LZS效应不同，在慢扫描极限中停留概率P不会变为零。在相同的限制下，对于J>0，LZS跃迁被提升，并且对于扫描速率的一组有限值，P=0。各种限制情况下，如强和弱相互作用，慢和快扫描被认为是分析。结果表明，平均场方法适用于任意N，如果相互作用J是弱的。
2003-02-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Interband tunneling effects on materials transport properties using the first principles Wigner distribution
窄禁带半导体中的电子输运的特征在于价带和导带中的载流子之间的自发垂直跃迁，这种现象也称为齐纳隧穿。然而，这种效果是没有捕捉到现有的模型的基础上玻尔兹曼输运方程。在这项工作中，我们提出了一个新的完全第一性原理模型的电子输运使用的维格纳分布函数，并实现它来解决电子的运动方程。的形式主义推广的玻尔兹曼方程的材料具有较强的带间耦合，并包括传输贡献的非对角分量的电荷电流算子。我们说明的方法与Bi $_2$ Se $_3$的研究，显示带间隧穿占主导地位的电子输运动力学在实验相关的小掺杂浓度，一种行为，可能是共享与其他半导体，包括拓扑绝缘体。令人惊讶的是，齐纳隧穿也发生在由比带隙大得多的能量分开的带子谷之间。
2021-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Voltage controlled spin injection in a (Ga,Mn)As/(Al,Ga)As Zener diode
本文从理论上研究了埋入发光二极管中的p-（Ga，Mn）As-n-（Al，Ga）As-Zener隧道二极管中电子流的自旋极化。一系列的自洽模拟确定的电荷分布，带弯曲，和整个结构的电流-电压特性。本文发展了一个经验紧束缚模型，并结合Landauer-Buttiker相干输运理论来研究电流的自旋极化。这种双重的方法可以解释实验观察到的高幅度和强偏置电流自旋极化的依赖性。
2005-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Moiré-induced bandgap tuning by varying electric dipole in InSe/CuSe vertical heterostructure
具有晶格常数失配和/或具有相对于彼此的扭转角的堆叠的两层材料可以产生莫尔图案，从而调节原始材料的电子性质。本文结合扫描隧道显微镜/光谱和密度泛函理论计算，研究了两步分子束外延生长的InSe/CuSe垂直异质结构中莫尔势诱导的带隙调谐。扫描隧道显微镜的测量结果表明，异质结构的超晶格周期约为3.48nm，单层之间的扭转角约为11°。在异质结的不同堆叠位置上的扫描隧道光谱记录揭示了InSe的带隙是位置相关的，并且观察到400 meV的变化。密度泛函理论的计算结果表明，单层InSe中的莫尔感应电偶极是影响带隙的关键因素。此外，CuSe和InSe之间的电荷转移也有助于由于其堆叠相关的带隙变化。我们还发现莫尔势不仅可以调谐InSe的带隙，而且在某些叠层中可以使CuSe的Dirac节线消失。我们的探索为理解二维莫尔材料的电子性质提供了有价值的信息。
2023-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Non-exponential relaxation and quantum tunnel splitting in molecular magnet Fe8
考虑局部杂散场，研究了分子磁体在扫场作用下的磁弛豫。结果表明，局域杂散场的随机性导致弛豫率的分布偏离Landau-Zener模型的指数规律，因此需要修正Landau-Zener方法以推导出精确的隧穿分裂.根据Fe_8分子磁体的实验数据，导出了局域杂散场的隧穿分裂和分布宽度。
2002-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dissipative Landau-Zener transition with decoherence rate
一个创新的微观模型与最小数量的参数：隧道分裂间隙，外部场扫描速度，和消相干率被用来描述动力学的耗散朗道-齐纳过渡的存在下的消相干。在极限情况下，推导出的运动方程产生了著名的Landau-Zener和Kayanuma公式。在一般情况下，该描述展示了相对于扫描速度的非单调翻转概率，这在其他一些模型中也被发现。这种非单调性可以通过考虑量子隧穿、交叉周期和退相干过程的竞争和时间尺度来解释。该理论的简单性和鲁棒性为Landau-Zener跃迁提供了一种实用而新颖的描述。此外，它还为测量相关量子系统的有效退相干率提供了一种电子顺磁共振的替代方法。
2022-12-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Spin PN Junctions: Giant Magnetoresistance, Tunable Circular Polarization, and Spin Zener Filter
本文提出自旋PN结概念，通过自旋依赖复合与隧穿机制实现近100倍磁阻增强、磁可调圆偏振发光及接近100%自旋极化注入，为磁电子学与光电子学提供通用设计范式。
2025-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Tunnel magnetoresistance in scandium nitride magnetic tunnel junctions using first principles
磁隧道结是自旋电子器件和电路的基石，提供了磁和电信息之间转换的主要方式。在最先进的磁性隧道结中，氧化镁被用作磁性电极之间的隧道势垒，在室温下提供独特的大隧道磁阻。然而，氧化镁-铁系统的宽带隙和带对准增加了电阻-面积乘积，并导致器件间可变性和高电流下隧道势垒退化的挑战。在这里，我们研究使用第一原理窄带隙氮化钪隧穿性质和运输磁性隧道结相比，氧化镁。模拟结果表明，通过Δ_1和Δ_2'对称滤波，Fe/ScN/Fe MTJ具有高的隧道磁电阻效应，且波函数衰减率低，电阻面积积小。结果表明，氮化钪可以成为一种新的隧道势垒材料的磁性隧道结器件，以克服可变性和电流注入的挑战。
2020-08-28 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Spin-parity dependent tunneling of magnetization in single-molecule magnets
单分子磁体有利于在介观水平上研究磁化的量子隧穿。自旋宇称效应是尚未被清楚观察到的基本预测之一。我们预言，如果磁系统的总自旋为半整数（Kramers简并度），量子隧穿在零横向场被抑制，但在整数自旋系统中是允许的。用朗道-齐纳方法测量了隧道劈裂随横向场的变化。通过比较整数和半整数自旋系统的隧穿分裂与横场的关系，建立了自旋宇称相关隧穿。
2001-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Creating and probing wide-bandgap nanoribbon-like structures in a continuous metallic graphene sheet
石墨烯单分子层的类光色散特性使其具有许多新颖的电子学特性1，但这种无间隙的特性也限制了石墨烯单分子层在数字电子学中的应用2。在石墨烯单层中产生适度带隙的一种罕见的工作解决方案是将其切割成一维（1D）纳米宽的带3 -13。在这里，我们表明，宽带隙可以在一个独特的一维应变结构，即，通过石墨烯和金属基底之间的强相互作用，而不是切割石墨烯单层，可以制备出连续石墨烯片的石墨烯纳米颗粒状（GNR状）结构。利用热应变工程技术在铑箔上生长的连续石墨烯片中观察到宽度仅为几纳米的类GNR结构。空间分辨扫描隧穿光谱揭示了在另外连续的金属石墨烯片中GNR样结构中几百meV的带隙开口，直接证明了完全在石墨烯单层中实现金属-半导体-金属结。我们还表明，它是可能的定制的GNR类结构的结构和电子性质，通过使用扫描隧道显微镜。
2015-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Subcycle videography of lightwave-driven Landau-Zener-Majorana transitions in graphene
University of Regensburg（雷根斯堡大学）；Philipps-Universität Marburg（马尔堡菲利普大学）；Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）
本研究通过亚秒级精度的亚周期能带结构成像，揭示了石墨烯中光波驱动的Landau-Zener-Majorana隧穿过程，为理解强场驱动电子运动提供了微观视角。
2026-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
