Surface dissipation in nanoelectromechanical systems: Unified description with the standard tunneling model and effects of metallic electrodes
通过修改和扩展最近的想法[C。Seoanez等人，欧罗巴Lett. 78，60002（2007）]，一个理论框架来描述耗散过程中的振动的微和纳米机电设备的表面，被认为是在低温下的摩擦的主要来源，提出。给出了双固支梁和悬臂梁的弯曲和扭转模态的品质因数以及频移，表明了这些系统的尺寸、温度和其它有关参数的比例关系。与实验观察没有得到完全一致，导致讨论的局限性和可能的修改方案，以达到定量拟合实验。对于覆盖有金属电极的纳机电系统，由于流动的电子和器件和衬底中的静电荷之间的静电相互作用的摩擦也进行了研究。
2008-03-08 cond-mat.mes-hall
Properties and nanotechnological applications of nanotubes
基于碳纳米管壁之间的相对运动和相互作用，研究了碳纳米管在纳机电系统中的应用。这套装置包括纳米电机、纳米执行器、纳米继电器、可变纳米电阻、千兆赫振荡器、纳米温度计等，介绍了纳米管的性质、纳米管壁的相对运动和相互作用的理论。考虑的NEMS的主要方案，操作原理和驱动方法。讨论了制备纳米管基NEMS所必需的纳米技术的发展。
2010-11-01 cond-mat.mes-hall
Nanoelectromechanical resonators from high-T$_c$ superconducting crystals of Bi$_2$Sr$_2$Ca$_1$Cu$_2$O$_{8+δ}$
在这份报告中，我们提出了纳米机电谐振器的高T $_c$铜酸盐超导体Bi $_2$ Sr $_2$ Ca $_1$ Cu $_2$ O $_{8+δ}$薄剥离晶体制造。机械读出是通过将它们的运动电容耦合到用超导合金的共面波导微波腔来执行的。我们展示了机械频率可调谐性与外部直流偏置电压，和品质因数高达36600。我们的光谱和时域测量表明，在这些系统中的机械耗散是有限的电阻外层所产生的接触电阻。耗散的温度依赖性表明存在隧道态，进一步表明它们的固有性能可能与其他二维原子晶体（如石墨烯）一样好。
2019-02-19 cond-mat.mes-hall
Franck-Condon blockade in suspended carbon nanotube quantum dots
理解原子的振动运动对分子中电子跃迁的影响构成了量子物理学的基石，正如光谱学的弗兰克-康登原理所体现的那样。最近的进展，在建设分子电子器件和纳米机电系统打开了一个新的舞台，研究机械和电子之间的相互作用的自由度在单分子水平上的运输。电子通过分子或悬浮量子点的隧穿已被证明激发振动模式或振动子。除此之外，理论预测，强电子-振动子耦合在低偏压下显著抑制电流流动，这种集体行为被称为弗兰克-康登封锁。在这里，我们显示的量子点上形成的悬浮单壁碳纳米管揭示了一个非常大的电子-振动子耦合的测量，由于我们的样品的高品质和前所未有的可调性，承认振动子介导的电子输运在强电子-振动子耦合制度的定量分析。这使我们能够明确地证明悬浮纳米结构中的Franck-Condon阻断。观测到的大量电子-振子耦合最终可能成为检测量子化机械运动的关键因素。它还强调了基于悬浮石墨烯片和碳纳米管的纳米机电设备应用的独特潜力。
2008-12-19 cond-mat.mes-hall
Macroscopic quantum tunneling in nanoelectromechanical systems
在力学自由度中的量子现象的实验观察是困难的，因为系统在低能量和量子极限处变成线性的，因此处于对应极限。在这里，我们研究如何访问量子现象的弯曲纳米机械系统的强烈偏转的电压。在亚稳态附近，在零点能量的尺度上，可以实现机电势的显著非线性。然后，系统可以通过宏观量子隧穿（MQT）从亚稳态逃逸。我们考虑两个模型系统悬挂在电压门，即，石墨烯片，和碳纳米管。我们发现，该现象的实验演示是目前可能的，但要求，因为MQT交叉温度落在毫开尔文范围内。碳纳米管被认为是最有前途的系统。
2011-11-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nanotube-Based NEMS: Control vs. Thermodynamic Fluctuations
以吉赫振荡器为例，对受非均匀电场控制的纳米管纳机电系统进行了多尺度仿真。利用分子动力学模拟，我们得到了与纳米管壁的相对运动相关的摩擦系数和热噪声特性。这些结果用于唯象一维振子模型。基于该模型和振荡能量分布函数的Fokker-Planck方程的分析表明，热力学波动如何限制控制小尺寸系统的NEMS操作的可能性。确定了能够控制振荡器操作的力的参数。
2010-04-29 cond-mat.mes-hall
Electrostatic deflections of cantilevered metallic carbon nanotubes via charge-dipole model
我们计算了静电场引起的悬臂式有限长金属碳纳米管的变形，使用能量最小化方法的基础上的电荷-偶极矩相互作用势结合的经验多体势。研究了单壁和双壁管道的电场强度、电场方向和管道几何形状对静电偏转的影响。这些结果可以应用于基于悬臂碳纳米管的纳米机电器件。
2018-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Probing of Energy Dissipation in Current-Carrying Carbon Nanotubes
用扫描热显微镜测量了载流碳纳米管的温度分布。得到的温度分布揭示了扩散和耗散电子输运在多壁纳米管和单壁纳米管的电压偏置高于0.1-0.2 eV的光学声子能量。多壁纳米管中超过90%的焦耳热被发现沿着纳米管传导到两个金属接触。相比之下，对于单壁纳米管，约80%的焦耳热直接通过纳米管-基底界面传递。在纳米管中的平均温度上升被确定为在5至42 K每微瓦焦耳在纳米管中的热耗散的范围内。
2009-04-21 cond-mat.mes-hall
A tunable carbon nanotube electromechanical oscillator
纳米机电系统（NEM）为许多科学和技术应用带来了希望。特别是，NEM振荡器已被提出用于超灵敏质量检测，射频信号处理，并作为一个模型系统，用于探索宏观系统中的量子现象。也许这些应用的最终材料是碳纳米管。它们是已知的最坚硬的材料，具有低密度，超小的横截面，并且可以是无缺陷的。同样重要的是，纳米管可以充当晶体管，因此可以感知自己的运动。尽管如此，室温下，自我检测的纳米管振荡器还没有实现，虽然已经取得了一些进展。在这里，我们报告的电致动和检测的吉他弦样的双钳位纳米管振荡器的振荡模式。我们表明，谐振频率可以广泛调谐，该设备可以用来消除非常小的力量。
2004-09-15 cond-mat.mes-hall
Magnetic effects on nonlinear mechanical properties of a suspended carbon nanotube
我们提出了一个微观模型的纳米机电系统的射频驱动悬浮碳纳米管（CNT）在存在一个外部磁场垂直于电流。作为一个主要的结果，我们表明，当设备被驱动远离平衡，可以通过改变外部磁场调整CNT的机械性能。实际上，磁场影响CNT弯曲模式动力学，从而引起增强的阻尼以及由于电子相位波动引起的噪声项。如实验所观察到的，品质因数表现出对外部磁场强度的二次依赖性。最后，CNT谐振频率作为栅极电压的函数，增加磁场强度，获得了一种特殊的谷峰结构，该结构应该在实验中观察到。
2013-01-02 cond-mat.mes-hall
Molecular Dynamics Simulation Study of Carbon-Nanotube Oscillator in Graphene Nanoribbon Trench
石墨烯/碳纳米管（CNT）杂化材料可用于能量存储和纳米电子技术。在这里，我们解决的CNT振荡器封装在石墨烯纳米管（GNR）沟槽作为一种新的设计，并通过经典的分子动力学模拟研究其性能。由于CNT被封装在GNR沟槽中时的能垒非常低，因此吸附在GNR表面上的CNT可以容易地被封装在GNR沟槽中。MD模拟表明，封装在GNR沟槽中的CNT振荡器与简单的CNT振荡器兼容，因此我们预期GNR沟槽中的CNT可以作为振荡器工作。因此，我们可以预期，在GNR沟槽封装的CNT可以应用于超灵敏的纳机电振荡器，并且该系统有可能应用于继电器开关器件和穿梭存储器。
2016-05-11 cond-mat.mes-hall
Non-linear transport and heat dissipation in metallic carbon nanotubes
我们发现，局部温度依赖性的热化电子和声子人口沿金属碳纳米管是这种非线性输运特性背后的主要原因在高偏压制度。我们的模型，认为光学和区域边界声子发射以及吸收的载流子是基于玻尔兹曼传输方程的解决方案，假设沿纳米管的局部温度，确定自洽的热传输方程。通过使用现实的输运参数，我们的结果不仅再现了电子输运的实验数据，但也提供了一个连贯的解释电应力下的热击穿。特别是，电子和声子热化禁止短纳米管中的弹道输运。
2005-07-08 cond-mat.mes-hall
Particle number scaling for diffusion-induced dissipation in graphene and carbon nanotube nanomechanical resonators
当污染物在纳米机械谐振器的表面上扩散时，两者的运动变得相关。尽管是谐振器-粒子耦合中的高阶效应，但这种相关性通过诱导谐振器能量的耗散来影响系统动力学。在这里，我们考虑这种扩散引起的耗散的情况下，吸附在碳纳米管和石墨烯谐振器的多个粒子。通过求解随机运动方程，我们模拟了谐振腔的衰荡，以确定谐振腔的能量衰减率。我们发现两个不同的标度与吸附粒子数$K$和粒子质量$m$。在该制度中，吸附物被惯性捕获在振动的波腹，耗散率$Γ$与总吸附质量$Γ\propto Km$的规模。相比之下，在粒子在谐振器上自由扩散的情况下，耗散率与总吸附质量和单个粒子质量的乘积成比例：$Γ\propto Km^2$。
2016-03-14 cond-mat.mes-hall
Dissipative and conservative nonlinearity in carbon nanotube and graphene mechanical resonators
石墨烯和碳纳米管代表了一维和二维纳米机电谐振器的极限尺寸。由于它们的降维，石墨烯和碳纳米管显示出不寻常的力学行为;特别是，它们的动力学是高度非线性的。在这里，我们回顾了几种类型的非线性行为的谐振器由纳米管和石墨烯。我们首先讨论一个前所未有的情况下，阻尼描述的非线性力。这种情况得到了几个实验事实的支持：（i）品质因数随运动幅度变化，其指数与非线性阻尼模型预测的值一致，（ii）滞后行为（作为驱动频率的函数的运动幅度）在我们的一些谐振器中甚至对于大的驱动力也不存在，如当非线性阻尼力大时所预期的，以及（iii）当我们量化线性阻尼力（通过执行参数激励测量）时，我们发现它显着小于非线性阻尼力。然后，我们审查参数激励测量，一种替代的驱动方法，它是基于非线性动力学。最后，我们讨论了实验中的机械运动耦合到电子输运通过纳米管。耦合可以做得很强，以至于作用在纳米管上的相关力变得与位移和速度高度非线性。总的来说，石墨烯和纳米管谐振器为经典和量子非线性动力学的未来研究带来了希望。
2011-10-06 cond-mat.mes-hall
Electron-phonon coupling in metallic carbon nanotubes: Dispersionless electron propagation despite dissipation
最近的研究[Rosati，Dolcini和Rossi，Appl. Phys. Lett. 106，243101（2015）]已经预测，虽然在半导体单壁碳纳米管（SWNT）中，电子波包经历常规材料的典型空间扩散，但在金属SWNT中，即使在存在电子-声子耦合的情况下，其形状在室温下保持基本上不变直到微米距离。在这里，通过利用Lindblad为基础的密度矩阵的方法，使我们能够考虑耗散和退相干效应，我们测试这样的预测，分析到目前为止尚未探索的各个方面。特别是，占初始非平衡激发，其特征在于由过剩的能量$E_0$，包括带内和带间声子散射，我们表明，对于实际高值的$E_0$的电子扩散是非常小的，几乎独立于其能量分布，尽管一个显着的能量耗散和退相干动力学。此外，我们证明了相对于化学势的变化的效果是强大的。因此，我们的研究结果表明，金属单壁碳纳米管是一个有前途的平台，实现量子信道的非色散传输的电子波包。
2015-12-24 cond-mat.mes-hall
Imaging Dissipation and Hot Spots in Carbon Nanotube Network Transistors
我们使用碳纳米管网络（CNN）晶体管的红外测温，并发现在操作过程中形成的独特的热点。然而，击穿时的平均CNN温度明显低于单个纳米管击穿时的预期温度，这表明纳米管结处的功率耗散极高。统计分析和与热模型的比较可以提取平均管-管结热阻，~4.4x10^11 K/W（热导率~2.27 pW/K）。这表明纳米管结对CNN传输、耗散和可靠性的影响比诸如低衬底热导率的外在因素大得多。
2011-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Entanglement of nanoelectromechanical oscillators by Cooper-pair tunneling
我们证明了两个宏观纳米机电谐振器的纠缠-通过一个共同的检测器，隧道结相互耦合-可以通过运行电流通过设备产生。我们介绍了一种设置，克服了建议通过共享浴纠缠系统的建议的一般限制。该提案的核心是Andreev纠缠器设置，代表了一种实验上可行的纠缠两个纳米机械振荡器的方法。在Andreev纠缠器的设置中，分裂的库珀对不依赖于（费米子）浴的相干性，而是相干地隧穿到每个振荡器，介导它们的耦合，从而诱导它们之间的纠缠。由于纠缠是在每个实例中产生的马尔可夫和非马尔可夫噪声开放系统动力学在一个平衡的情况下，我们认为，本计划也开辟了视角，观察耗散驱动的纠缠在凝聚态系统。
2013-08-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dissipation in graphene and nanotube resonators
研究了石墨烯纳米谐振器中不同的阻尼机制：衬底中的电荷、衬底和石墨烯片中的欧姆损耗、表面键的断裂和愈合（维可牢效应）、两级系统、附着损耗和热弹性损耗。我们发现，对于现实的结构和相反的半导体谐振器，耗散是由石墨烯层和金属栅极的欧姆损耗为主。这项研究的延伸碳纳米管为基础的谐振器。
2007-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical power dissipation in carbon nanotubes on single crystal quartz and amorphous SiO2
利用空间分辨拉曼光谱技术研究了半导体碳纳米管（CNTs）在单晶石英和非晶SiO2上的热耗散。尽管声子速度，热导率和范德华相互作用与碳纳米管的差异，平均而言，到单晶石英和无定形二氧化硅的散热被发现是相似的。经常观察到的大的温度梯度和局部热点强调了CNT温度分布的复杂性，并且可能是观察到的相似性的原因。
2011-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear damping in mechanical resonators based on graphene and carbon nanotubes
碳纳米管和石墨烯可以制造出色的纳米机械谐振器。它们有望用于各种科学和技术应用，包括质量，力和电荷的传感，以及介观尺度下量子现象的研究。在这里，我们发现纳米管和石墨烯谐振器的动力学实际上是非常奇特的。我们提出了一个前所未有的情况下，机械耗散完全由非线性阻尼。作为一个惊人的结果，品质因数Q强烈地依赖于运动的幅度。这种情况是从根本上不同于其他谐振器，其耗散是由线性阻尼项占主导地位。我们认为，这种差异源于碳纳米管和石墨烯的降维。此外，我们利用非线性性质的阻尼，以提高品质因数的纳米管/石墨烯谐振器。
2011-03-09 cond-mat.mes-hall
A Mechanical Mass Sensor with Yoctogram Resolution
纳机电系统（NEMS）作为惯性质量传感器已经引起了相当大的兴趣。NEMS谐振器已被用于称重细胞，生物分子和气体分子，为生物和化学分析创造了许多新的可能性。最近，基于NEMS的质量传感器已被用作表面科学中的新工具，以研究例如纳米级物体上吸附原子的相变或扩散[5-7]。所有这些实验的关键点是分辨小质量的能力。在这里，我们报告的质量传感实验的分辨率为1.7 yg（1 yg = 10^-24 g），这相当于一个质子或一个氢原子的质量。该谐振器是由一个约150 nm长的碳纳米管谐振器在近2 GHz的振动。前所未有的灵敏度水平使我们能够检测萘分子（C10 H8）的吸附事件，并测量纳米管表面上的一个碳原子的结合能（131毫电子伏）。这些超灵敏的纳米管谐振器为质谱、磁力和吸附实验提供了新的机会。
2012-04-12 cond-mat.mes-hall
Electromechanical instability in suspended carbon nanotubes
我们从理论上研究了自由悬浮的碳纳米管的机电性能时，电流注入管使用扫描隧道显微镜。我们表明，如果偏置电压超过耗散相关的阈值，可能会发生类似穿梭机的机电不稳定性。不稳定性导致碳纳米管弯曲模式的大幅振动，这改变了系统的电流-电压特性。
2005-03-19 cond-mat.mes-hall
Gate Tunable Dissipation and "Superconductor-Insulator" Transition in Carbon Nanotube Josephson Transistors
耗散在量子系统中无处不在，它与涨落的相互作用对维持量子相干性至关重要。实验研究了单壁碳纳米管与超导体耦合时的耗散动力学。的电压-电流特性显示门可调滞后，与正常状态电阻RN的大小完全相关，表明结经历欠阻尼和过阻尼制度之间的周期性调制。令人惊讶的是，当器件的费米能级通过局部电导最小值调谐时，我们观察到从类超导到类绝缘的栅控跃迁，“临界”R_N值约为8-20 kohm。
2008-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coupling carbon nanotube mechanics to a superconducting circuit
机械谐振器的量子行为是一个新的和新兴的领域，最近的实验达到量子基态。碳纳米管谐振器的高频率、小质量和大品质因数使其在量子纳米力学应用中具有吸引力。实现谐振器基态的实验中的常见元件是耦合到谐振器运动的第二量子系统，例如相干光子或超导装置。然而，对于纳米管来说，由于其尺寸小，这是一个挑战。在这里，我们将碳纳米机电（NEMS）设备耦合到超导电路。悬浮的碳纳米管在超导量子干涉仪（SQUID）中既是超导结又是运动元件。我们观察到一个强大的调制通过SQUID从位移的纳米管的通量。将这种SQUID扩展到超导谐振器和量子位应该能够在单声子水平上检测和操纵纳米管机械量子态。
2012-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.ins-det
Carbon nanotubes as heat dissipaters in microelectronics
我们回顾了我们最近的建模工作的碳纳米管作为潜在的候选人在微电子冷却散热。在第一部分中，我们分析了纳米管缺陷对其热输运性质的影响。在第二部分中，我们研究了纳米管在与各种物质（包括空气和水）的界面存在下的热性能损失。与以前的作品比较建立在任何可能的情况下。
2013-09-26 cond-mat.mes-hall
Dispersionless propagation of electron wavepackets in single-walled carbon nanotubes
我们研究了电子波包在单壁碳纳米管中的传播，通过基于Lindblad的密度矩阵方法，使我们能够考虑各种声子模式引起的耗散和退相干效应。我们表明，虽然在半导体纳米管的波包经历的传统材料的典型分散，在金属纳米管的形状基本上保持不变，即使在存在的电子-声子耦合，在室温下微米的距离。
2015-07-04 cond-mat.mes-hall
Joule heating induced negative differential resistance in free standing metallic carbon nanotubes
采用半经典Boltzmann输运方程和热耗散方程研究了金属碳纳米管（m-NTs）在不同实验条件下的$IV$特性.我们的模型预测，形状的m-NT特性基本上是由散热机制控制。特别是，我们发现，在独立的纳米管的负微分电阻的发病与不良的散热不像在衬底支撑的纳米管强输运非线性的起源。
2006-03-30 cond-mat.mes-hall
Thermal Dissipation and Variability in Electrical Breakdown of Carbon Nanotube Devices
我们研究了SiO2衬底上碳纳米管（CNT）器件的高场电击穿和热耗散。通过分子动力学（MD）模拟揭示了由与衬底的范德华相互作用引起的CNT的热“足迹”。实验和建模发现CNT-基底热耦合比例与CNT直径成正比，与SiO2表面粗糙度（~d/Δ）成反比。扩散失配模型（DMM）和数据的比较揭示了对于最大直径（3-4 nm）的CNT，在室温下每单位长度的热耦合的上限为~ 0.4W/K/m，在600 C下为~ 0.7W/K/m。我们还发现半导体碳纳米管可以过早地击穿，并显示更多的击穿可变性，由于阈值电压的动态变化，其中金属碳纳米管是免疫的，这对选择性电击穿在碳纳米管电子产品提出了根本性的挑战。
2010-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single electron tunneling through high-Q single-wall carbon nanotube NEMS resonators
通过首先光刻制造接触电极，然后作为最后一步，在现成的芯片上用化学气相沉积法生长碳纳米管，可以避免纳米管器件的许多潜在污染机制。将其与芯片上预定义的沟槽相结合，使得纳米管自由地悬浮在衬底上方，能够形成高度规则的电子系统。我们表明，此外，这种悬浮的超净纳米管提供优良的高频和低耗散的机械谐振器。讨论了运动探测机制，测量了库仑阻塞和单电子隧穿反作用对机械运动的影响。此外，数据上的机械更高的模式。
2010-04-30 cond-mat.mes-hall
An information theoretic model for the linear and nonlinear dissipative structures in irradiated single-walled carbon nanotubes
实验与辐照单壁碳纳米管产生一组概率分布函数，并得出一组信息论熵为基础的参数。高能Cs+离子在单壁碳纳米管中引发线性碰撞级联和非线性热尖峰。由溅射原子和团簇的归一化实验产额构造了概率分布函数。的信息或香农熵和分形维数进行评估，为每个排放的物种。随着分形维数，信息被用来识别和区分能量耗散过程，产生单原子溅射和集群排放的条件。
2018-09-07 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit interaction and anomalous spin relaxation in carbon nanotube quantum dots
我们研究了电子-晶格相互作用和自旋-轨道相互作用引起的自旋弛豫和退相干，并预测了磁场$B$引起的冲击效应。对于$B$的特定值，发生相消干涉，导致超过数十秒的超长自旋弛豫时间$T_1$。对于小的声子频率$ω$，我们发现了一个$1/\sqrtω$自旋-声子噪声谱-一个新的耗散通道的自旋量子点-这可以减少$T_1$许多数量级。我们发现，纳米管表现出零场能级分裂所造成的自旋轨道相互作用。这使得能够实现自旋的全电和相位相干控制。
2008-06-04 cond-mat.mes-hall
Observation of decoherence in a carbon nanotube mechanical resonator
在物理系统中，消相干可以由耗散过程和退相过程引起。在机械谐振器中，驱动频率响应测量两者的组合，而时域技术（如振铃测量）可以将两者分开。在这里，我们报告的第一个观察到的碳纳米管机械谐振器的机械振铃。比较从频域和时域测量获得的机械品质因数，我们发现一个频谱品质因数比在衰荡中测量的小四倍，表明去相位引起的纳米机械运动的退相干。这种退相干被认为是出现在高驱动振幅，指向一个非线性的退相机制。我们的研究结果突出了时域技术的重要性，了解耗散在纳米机械谐振器，和退相干机制在纳米管力学的相关性。
2015-03-26 cond-mat.mes-hall
Magnetomotive Instability and Generation of Mechanical Vibrations in Suspended Semiconducting Carbon Nanotubes
我们从理论上研究了一个自由悬浮的碳纳米管，连接到一个恒流源，并受到外部磁场的机电性能。我们发现，如果磁场$H$超过耗散相关的临界值$H_{c}$，我们发现是10 - 100 mT的顺序为现实的参数，纳米管的机械振动的自激可以发生。的不稳定性发展成一个固定的制度，其特征在于在基本弯曲模式振幅的时间周期振荡。我们发现，对于纳米管具有大的品质因数和磁场强度略高于$H_{c}$的固定振动的频率是非常接近的基本模式的本征频率。我们还表明，磁场依赖的时间平均电压降在纳米管有一个奇异性在$H=H_{c}$。我们讨论了使用这种现象的纳米管振动的检测的可能性。
2010-06-23 cond-mat.mes-hall
Dissipation in finite systems: Semiconductor NEMS, graphene NEMS, and metallic nanoparticles
本论文研究了三种介观系统及其集体自由度如何受到耗散环境的影响：a）基于半导体材料的纳米机电系统，以及表面摩擦过程如何在低温下限制其振动本征模的品质因数，并引起频率偏移; b）基于石墨烯的纳米谐振器，以及限制其基本弯曲的品质因数的几种阻尼机制（弯曲）本征模，以及c）由激光脉冲在金属纳米团簇中产生的表面等离子体激元的耗散动力学，讨论了一个非常常见的理论模型的有效性和局限性，用于其描述。
2007-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Band-to-band tunneling in a carbon nanotube metal-oxide-semiconductor field-effect transistor is dominated by phonon assisted tunneling
带到带隧穿（BTBT）器件由于其在降低集成电路中的功率耗散方面的潜力而近来获得了很多关注。我们已经进行了广泛的模拟碳纳米管金属氧化物半导体场效应晶体管（CNT-MOSFET）的BTBT操作使用非平衡格林函数形式主义的弹道和耗散量子输运。与最近报道的实验数据（Y. Lu等人，J. Am.美国化学学会，v. 128，p.3518 -3519，2006），我们已经获得了强有力的证据，证明CNT-MOSFET中的BTBT由光学声子辅助的非弹性输运主导，这可能对晶体管特性具有重要影响。结果表明，在大的偏置条件下，两个声子散射也可能变得重要。
2007-03-19 cond-mat.mes-hall
Efficient narrow-band light emission from a single carbon nanotube p-n diode
碳纳米管的电驱动发光可以用于纳米激光器和单光子源，因此一直是许多研究的焦点。然而，迄今为止，高电场和电流要么是电致发光所需要的，要么是不期望的副作用，导致高功率要求和低效率。此外，电致发光的线宽已经足够宽，以掩盖个人的光学跃迁的贡献。在这里，我们报告电诱导光发射从个别碳纳米管p-n二极管。实现了对电载流子注入的新水平的控制，将功耗降低高达1000倍，并导致零阈值电流、可忽略的自加热和高载流子-光子转换效率。此外，电致发光光谱显着更窄（约。35毫电子伏）比以前的研究，允许识别发射自由和本地化激子。
2010-04-30 cond-mat.mes-hall
RKKY interaction in carbon nanotubes and graphene nanoribbons
研究了自旋轨道相互作用和磁场作用下碳纳米管和石墨烯纳米带中的Rudermann-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用.为此，我们评估的静态自旋磁化率张量在真实空间中的各种制度在零温度。在金属碳纳米管的RKKY相互作用强烈地依赖于子晶格，并在狄拉克点，是纯粹的铁磁（反铁磁）的本地化自旋相同（不同）的子晶格，而在半导体碳纳米管的自旋磁化率仅弱依赖于子晶格，是占主导地位的铁磁。自旋轨道相互作用破坏了系统的SU（2）自旋对称性，除了通常的各向同性海森堡相互作用外，还产生了Ising和Moryia-Dzyaloshinsky形式的各向异性RKKY相互作用.所有这些RKKY项都可以通过将费米能级调整到接近自旋轨道相互作用引起的能隙的位置而具有相当的量级。我们进一步计算自旋磁化率也在有限的频率，从而获得自旋噪声在真实空间中通过波动耗散定理。
2012-11-13 cond-mat.mes-hall
Bundling dynamics regulates the active mechanics and transport in carbon nanotube networks
高密度碳纳米管网络（CNNs）作为纳米电子器件、纳米机电系统（NEMS）和多功能纳米复合材料中的活性元件继续吸引人们的兴趣。网络纳米结构与其性质之间的相互作用至关重要，但目前的理解仍然局限于被动响应。在这里，我们采用了一种新的超结构组成的毫米长的垂直排列的单壁碳纳米管（SWCNT）夹在聚二甲基硅氧烷（PDMS）层之间的量化的影响，两类机械刺激，膜致密化和拉伸，在整个网络的电子和热传输。该网络很容易变形，随着电导率和热导率的增加，暗示着松软但高度可重构的网络。从原子通知粗粒度模拟的见解揭示了横向组装的束的程度之间的相互作用，由表面拉链/unzipping调制，和与弯曲的构象的纳米管/束的弹性能。在致密化过程中，网络变得高度互连，但我们观察到主要由于单壁碳纳米管之间的间距减小而导致的成束的适度增加。另一方面，拉伸的特征在于初始解束状态，因为应变调节经由分支互连的解链发生，随后随着应变转移到越来越对齐的束而快速重新成束。在这两种情况下，电导率和热导率的增加主要是由于束尺寸的增加;网络连接性的变化对传输的影响很小。我们的研究结果具有广泛的影响，由相互作用的管，线和带/带的无机纳米组装体的丝状网络。
2011-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamics and Friction in Double Walled Carbon Nanotubes
这篇博士论文的目标是表征纳米管中的摩擦特性，并从更一般的角度理解摩擦的微观起源。事实上，相对简单的系统使我们能够更容易地解释所观察到的物理现象比在更大的系统。为了实现这一目标，非平衡统计力学首先允许开发基于朗之万方程的模型，该方程描述了双壁纳米管中的旋转和平移动力学。分子动力学模拟，然后允许验证这些分析模型，从而研究一般性质的摩擦，如依赖于接触面积，温度和几何形状的纳米管。结果表明，摩擦力随滑动速度或角速度线性增加，直到非常高的值，超过该值，非线性出现增强耗散。在线性制度，它示出的动态摩擦力和速度之间的比例因子是由时间积分的回复力的自相关函数的滑动摩擦和旋转摩擦的扭矩。此外，一种新的共振摩擦现象，增加显着耗散观察到的滑动运动在某些类型的纳米管。这种效应在对应于纳米管的某些振动模式的滑动速度下产生。当动力学由速度的线性摩擦描述时，由于分子动力学模拟，摩擦与接触面积成比例的经验定律得到了很好的验证。另一方面，摩擦力随着温度而增加。
2009-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Frequency and Polarization Dependence of Thermal Coupling between Carbon Nanotubes and SiO2
我们使用平衡和非平衡经典分子动力学研究了从（10，10）CNT到SiO2衬底的热耗散。CNT-基板的热边界传导（TBC）计算从CNT-基板的温度差的弛豫时间，并从平衡时的界面热通量的时间自相关函数（格林-久保关系）。界面热流波动的功率谱和内部CNT能量分布的时间演化表明：1）热耦合由0-10 THz之间的长波长声子主导，2）高频（40-57 THz）CNT声子模式与亚40 THz CNT声子模式强耦合，和3）CNT声子和衬底声子之间的非弹性散射有助于界面热输运。我们还发现，低频纵向声学（LA）和扭转声学（TA）模式不转移能量的基板作为有效的低频横向光学（TO）模式。
2010-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Diffusive and Unimolecular Nonradiative Decay of Excited States in Doped Carbon Nanotubes
该研究探究掺杂对单壁碳纳米管激发态非辐射衰减的影响，发现激子衰减为扩散限制型、三激子为单分子型，揭示了带电杂质在能量耗散中的双重作用。
2023-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ballistic atomic transport in narrow carbon nanotubes
Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学）；Griffith University（格里菲斯大学）；Istituto Nazionale di Ottica del Consiglio Nazionale delle Ricerche（意大利国家光学研究所）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）
研究揭示了在碳纳米管中，氦-4原子在理想界面下无摩擦的球形传输特性，展示了纳米尺度界面的量子本质。
2026-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Quantum supercurrent transistors in carbon nanotubes
纳米结构中的电子输运受超导引线的影响很大。如果纳米结构和超导体之间的界面足够透明，则由于约瑟夫森效应，无耗散电流（超导电流）可以流过器件。约瑟夫森耦合，通过零电阻超导电流测量，已获得通过隧道势垒，超导收缩，正常金属，和半导体。耦合机制从隧穿到Andreev反射。后一个过程总是通过具有连续态密度的正常型系统发生。在这里，我们研究了通过离散态密度流动的超电流，即，放置在超导电极之间的量子点或人造原子的量子化单粒子能量状态。为此，我们利用有限尺寸的碳纳米管（CNT）的量子特性。通过栅电极，连续的离散能态被调谐为与超导引线中的费米能量共振的ON和OFF，从而导致临界电流的周期性调制以及正常状态下的电导与超导电流之间的非平凡相关性。我们发现，与现有的理论很好的协议，临界电流和正常状态电阻的产品成为一个振荡函数，在以前探索的制度是恒定的。
2006-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Light-induced quantum friction of carbon nanotubes in water
研究通过功率依赖扩散、化学调控、THz光谱和模拟，证明近红外荧光SWCNTs中的激子可向水氢键网络耗散能量并产生光诱导量子摩擦。
2025-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Modification of Thermal Conductivity of PMMA and PC by making their Nanocomposites with Carbon Nanotubes
PMMA和聚碳酸酯（PC）是很好的低成本材料，可以很容易地定制和成型。然而，它们具有差的机械、热和电性能，这些性能在几种应用中需要增强，在这些应用中，除了高强度之外，快速传热成为必要条件。碳纳米管（CNT）是一种具有优异力学性能和输运性能的新型材料。在本文中，我们报告的结果制造不同浓度的碳纳米管与PMMA和PC的复合材料和测量的热导率数据通过一个简单的瞬态热流。制造了直径约为2 cm、厚度为0.2 cm的圆盘状样品，CNT浓度变化高达10 wt %。通过将盘的一端保持在蒸汽温度下，在10秒后记录每个样品的另一端的温度。温度的升高与适当校准的热导率相关。我们发现，PMMA和PC测量高的热导率与碳纳米管浓度的增加。PMMA的热导率在10wt%的CNT下从约0.2W/mK上升到0.4W/mK，而对于PC，其在10wt%的CNT下从约0.2W/mK上升到0.9W/mK。因此观察到，通过在PMMA和PC中仅使用高达10重量%的CNT来制造基于CNT的复合材料并且使得这些材料中的热耗散更快，可以容易地实现热性能的改性。
2015-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Flexible radiofrequency carbon nanotube transistors operating at frequencies above 100 GHz
Key Laboratory for the Physics and Chemistry of Nanodevices, Center for Carbon-Based Electronics, and School of Electronics, Peking University（北京大学电子学系纳米器件物理与化学重点实验室碳基电子中心）；Academy for Advanced Interdisciplinary Studies, Peking University（北京大学前沿交叉学科研究院）；Department of Electrical Engineering, Stanford University（斯坦福大学电气工程系）
本文提出了一种基于对齐碳纳米管阵列的柔性射频晶体管，通过电热协同设计实现高频性能，展示了高电流、高跨导和低功耗特性，适用于6G通信中的柔性射频放大器。
2026-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ultrafast nano-oscillators based on interlayer-bridged carbon nanoscrolls
我们展示了一种可行的方法来制造超快轴向纳米振荡器的基础上碳纳米卷（CNSs）使用分子动力学模拟。由单壁碳纳米管（CNT）引发，单层石墨烯可以连续滚动到CNS中，CNT容纳在CNS中。CNS内部的CNT可以在10 s GHz的固有频率下沿轴向方向振荡。我们证明了一种有效的策略，以减少耗散的CNS为基础的纳米振荡器通过共价桥接的碳层在CNS。我们进一步证明，这种基于CNS的纳米振荡器可以被外部交流电场激励和驱动，并在超过100 GHz的振荡。基于CNS的纳米振荡器不仅提供了通向超快纳米器件的可行途径，而且还有望实现纳米级能量转换、利用和存储（例如，从电动到机械）。
2011-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
