Hopping conduction in strongly insulating states of a diffusive bent quantum Hall junction
在整数填充因子的弯曲量子霍尔结的输运研究表明，在较高的领域强绝缘状态。在本文中，我们分析了作为温度T和直流偏置V的函数的强绝缘行为，为了分类的本地化机制负责的绝缘状态。温度依赖性表明，从激活的最近邻跳跃在较高的T到可变范围的跳跃传导在较低的T的交叉。的基础温度电场的依赖性是一致的一维可变范围跳跃传导。我们观察到几乎相同的行为在填充因子1和2，并讨论如何弯曲量子霍尔结电导似乎是独立的体自旋状态。比较了包含或忽略相互作用的一维变程跳跃的各种模型，它们都与无序耦合反向传播量子霍尔边的基本模型一致.
2008-07-15 cond-mat.mes-hall
Cooling of suspended nanostructures with tunnel junctions
我们已经调查了电子冷却悬浮纳米线与SINIS隧道结冷却器。悬浮的样品由通过四个窄（$\sim$ 200 nm）桥悬浮的独立式纳米线组成。我们比较了两种不同的冷却器设计用于冷却悬浮纳米线。我们证明，冷却的纳米线是可能的，一个适当的SINIS冷却器设计。
2009-01-20 cond-mat.mes-hall
Site-dependent conduction channel transmission in atomic-scale superconducting junctions
利用扫描隧道显微镜，我们再现性地获得了超导体-超导体原子点接触的电导谱，这些点接触形成在衬底的不同原子位置上。通过分析多次Andreev反射引起的次谐波特征，得到了传导通道数及其透射概率的空间分布。结果发现，通道的数量和传输概率强烈地依赖于一个原子的网站，在那里形成的接触。我们还揭示了如何从隧道到接触制度的导电通道和他们的传输概率演变。约瑟夫森电流也表现出原子位置依赖性，这是解释的位置相关的传输概率。我们的研究结果表明，在最终限制导体的导电通道中的原子几何形状的实验第一次至关重要的作用。
2015-06-18 cond-mat.mes-hall
Photoinduced current in molecular conduction junctions with semiconductor contacts
我们提出了一种新的方法，通过分子结，它绕过了几个障碍，实验实现光学操纵的纳米电子学在以前的文献中指出的运输的相干控制。该方法是基于应用本征半导体接触和低于半导体带隙的光频率。它依赖于一个简单而通用的概念，即通过电磁场驱动分子桥的偶极对分子能级进行可控的光子复制。我们预测了诱导隧穿的相干破坏效应，扩展了隧穿相干破坏的某些效应。我们的研究结果说明了半导体接触的光电流相干控制的潜力。
2012-09-26 cond-mat.mes-hall
Photon-Assisted Tunneling through Molecular Conduction Junctions with Graphene Electrodes
石墨烯电极为分子传导纳米结中的金属接触提供了合适的替代方案。在这里，我们建议使用石墨烯电极作为有效的光子辅助隧道通过分子传导纳米结的平台。我们预测在频率为$ω$的外部电磁场的作用下，与石墨烯无带隙光谱的修改相关的边带能量$\sim n\hbarω$（$n$是整数）处评估的急剧增加的电流。使用掺杂的石墨烯电极的一个侧面益处是与石墨烯电极或分子桥中发生的过程相关的光电流的偏振控制。后一个过程伴随着石墨烯片中的表面等离子体激元激发，这使得它们更有效。我们的研究结果说明了石墨烯接触在分子电子学中相干控制光电流的潜力，支持单分子器件的可能性。
2013-09-13 cond-mat.mes-hall
Ground-state cooling of a suspended nanowire through inelastic macroscopic quantum tunneling in a current-biased Josephson junction
我们证明了在两个超导体之间形成弱连接的悬浮纳米线可以被超导电流冷却到其运动的基态。预测的冷却机制有它的起源在磁场诱导的非弹性隧道的宏观超导相与结。此外，我们表明，在结的电压降是成比例的平均人口的振动模式在固定制度，一种现象，可用于探测冷却的水平。
2011-01-03 cond-mat.mes-hall
Simultaneous measurements of electronic conduction and Raman response in molecular junctions
通过单个分子的电子传导受到分子电子结构以及其他极难评估的信息的影响，例如键合几何形状和化学环境。由于缺乏独立的诊断技术，长期以来一直阻碍着单分子电导研究。我们报告的电导和拉曼光谱的纳米结用于单分子电子实验的同时测量。闪烁和光谱扩散的拉曼响应的对巯基苯胺和氟化oligophenylyne乙炔相关的时间与电子电导的变化。时域有限差分计算证实，这些相关性不导致从电导修改拉曼增强。因此，这些观察结果强烈暗示，在这些可批量生产的纳米结构中，单个分子的多模态传感是可能的。
2008-01-29 cond-mat.mes-hall
On the widths of Stokes lines in Raman scattering from molecules adsorbed at metal surfaces and in molecular conduction junctions
在一个通用的模型中，我们分析了表面增强拉曼散射（SERS）的斯托克斯线宽嵌入分子作为桥梁在分子结。我们确定了四个主要贡献的非共振斯托克斯信号，并表明，在零电压偏置（也属于标准的SERS实验的情况）和低偏置结只有一个这些贡献是明显的。该分量的线宽由分子振动弛豫速率确定，当相关分子电子能量远离金属费米能时，分子振动弛豫速率由与基本玻色子热环境的相互作用主导。当分子电子能级接近金属费米能级时，它增加，从而由于分子中的电子-空穴（eh）激发而打开额外的振动弛豫通道。拉曼信号的其他贡献，相当宽的线宽，可以成为重要的在较大的结偏置。
2016-03-26 cond-mat.mes-hall
Nonlinear charge transport in redox molecular junctions: a Marcus perspective
氧化还原分子结是涉及分子桥的多于一种氧化态的分子传导结。这种性质来自于分子瞬时定位传输电子的能力，这意味着相对较弱的分子-引线耦合，并且在许多情况下，电子转移的马库斯理论的有效性。在这里，我们研究的影响，这种连接的非线性传输特性的这种属性。我们得到了一个解析解的积分方程，描述分子传导的马库斯动力学制度，并使用它在不同的物理限制来预测金属-分子-金属结的非线性传输的一些重要功能。特别是，传导，整流和负微分电阻可以在与过量分子电荷的不同局部化性质相关的两个不同传导通道之间的相互作用的不同制度中获得，而无需关于分子桥的电子结构的特定假设。预测的行为显示在实验中通常观察到的温度依赖性。所提出的模型的有效性和方法来测试其预测和实施隐含的控制策略进行了讨论
2013-06-20 cond-mat.mes-hall
Thermopower generation and thermoelectric cooling in a Kane-Mele normal-insulator-superconductor nano-junction
本文用改进的Blonder-Tinkham-Klapwijk（BTK）理论研究了Kane-Mele正常绝缘体-超导体（KMNIS）结在超低温下的热电效应。由于（电子）电荷和热电流由于载流子是敏感的自旋-轨道耦合（SOC）的强度存在于凯恩-梅勒模型，这个结器件的热电性能的可调谐性，可以通过实验实现某些技术，用于操纵自旋-轨道耦合的值。我们计算了Seebeck系数，品质因数，热电冷却，KMNIS结作为自冷却器件的性能系数，并研究了Rashba SOC（RSOC）和固有SOC（ISOC）参数在其中的作用。我们的热电冷却的结果表明，实际的可实现性和有效的冷却探测器，传感器和量子器件的有用性，因此可能是至关重要的实验成功的热电应用这种结器件。此外，我们还简要地讨论了区分通过拓扑绝缘体的传输与通过普通绝缘体的传输的条件。
2018-12-20 cond-mat.mes-hall
Electron and phonon Cooling in a Superconductor - Normal Metal - Superconductor Tunnel Junction
我们提出了在超导-正常金属-超导隧道结中通过电子隧穿冷却正常金属声子的证据。通过将器件的电流-电压特性与理论预测进行比较，提取了正常金属电子温度。我们使用的声子冷却的定量模型，其中包括在正常的金属和Kapitza电阻之间的基板和金属的电子-声子耦合。它给出了一个很好的适合的数据，使我们能够提取一个有效的声子温度在正常的金属。
2007-05-08 cond-mat.mes-hall
Irreversibility and hysteresis in redox molecular conduction junctions
在这项工作中，我们提出并讨论了氧化还原分子结的理论模型，占最近观察到的非线性电荷传输现象，如滞后和滞后负微分电阻（NDR）。此类模型的一个定义特征是涉及至少两个传导通道--一个决定桥的电荷状态之间转变的慢通道和一个主导其传导的快通道。使用马库斯理论的异质电子转移（ET）在金属分子界面，我们确定和描述不同的制度的非线性传导通过氧化还原分子桥，其中转移电荷可以高度本地化周围的氧化还原部分。这种定位及其通过周围介质的极化和/或构象变化的稳定化可以导致电流响应动力学与电压扫描的时间尺度的解耦（即，电流不动态地跟随电压），因此导致该响应中的记忆（热力学不可逆性）的出现，其通过电流-电压循环中的滞后来表现。在标准伏安法中，这种不可逆性导致电流峰值沿着正向和反向电压扫描的相对移位。指出了这些现象的共同根源，并给出了阈值电压扫描速率的表达式。此外，该理论被扩展到（a）分析不同的方式，通过这种现象表现在单扫描周期和系综平均这样的周期，和（b）检查量子效应在快速传输通道。
2013-06-20 cond-mat.mes-hall
Cooling of electrons via superconducting tunnel junctions and their arrays exhibiting nodal lines
Institute for Theoretical Physics and Astrophysics, University of Würzburg（维尔茨堡大学理论物理与天体物理研究所）
研究利用具有π相位差的超导隧道结及其阵列冷却电子的过程，其中节线导致态密度发散或增大，从而通过高熵电子流从电子浴中移除热量。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall
Infrared detector based on conduction band intersubband transitions in a heterojunction between two quantum wires
本文研究了基于半导体量子线结导带子带间跃迁的红外探测器的可行性。我们表明，通过改变导线的半径，它是可能的工程师的能带结构的结，这将有利于创建和检测光电流。所提出的概念还允许基于具有不同半径的线阵列的宽带检测。
2005-08-05 cond-mat.mes-hall
Effect of Thermoelectric Cooling in Nanoscale Junctions
我们提出了一种基于原子尺寸结的热电制冷装置。利用第一性原理方法，研究了考虑声子热流和局部加热效应的原子尺度电子制冷机的工作条件和性能系数。据观察，热电纳米制冷机的功能被限制到一个狭窄的范围内的驱动电压。与具有绝对不可逆焦耳热的体热电系统相比，由于通过准弹道电子输运抑制了局部加热和较小的驱动电压，4-Al原子制冷机具有比具有相同$ZT$的体热电制冷机更高的效率。量子性质，由于提供的原子级控制的属性的大小最小化，促进电子冷却超出了传统的热电器件理论的预期。
2010-10-18 cond-mat.mes-hall
Resonant Electron Transport in Single-Molecule Junctions: Vibrational Excitation, Rectification, Negative Differential Resistance and Local Cooling
分析了单分子结共振电子输运中的振动子效应。这项研究是基于分子结的通用模型，其中包括振动耦合和库仑相互作用的分子桥上的电子状态。输运计算采用主方程法。结果，获得了一系列的模型与日益复杂的，显示了许多有趣的传输现象，包括振动激发，整流，负微分电阻（NDR）以及局部冷却。虽然其中一些现象已经观察到或提出之前，本分析扩展了以前的研究，并允许更详细地了解基本的传输机制。特别是，它表明，许多观察到的现象只能解释，如果考虑到在分子-铅界面的电子-空穴对创建过程。进一步分析了多电子态系统中的电子振动效应及其对分子结稳定性的影响。
2010-10-24 cond-mat.mes-hall
Electrical transport through single-molecule junctions: from molecular orbitals to conduction channels
我们提出了一个原子理论的电子传输通过单个有机分子，再现了在最近的实验中观察到的电流-电压特性的重要功能。我们跟踪这些功能的起源在分子的电子结构和它们的本地原子环境。我们演示了传导通道如何从分子轨道中产生，并阐明了各个轨道的特定属性决定了它们对电流的贡献。
2001-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-performance electronic cooling with superconducting tunnel junctions
当偏置电压刚好低于超导体的能隙时，超导体和正常金属之间的隧道结会冷却后者。虽然这种设备的研究长期以来一直集中在亚微米尺寸的结构，因此在picoWatt范围内的冷却功率，我们已经导致了一个大的冷却功率高达nanoWatt范围的设备的彻底研究。在这里，我们描述了如何通过使用准粒子漏和调整冷却结的隧道势垒来优化它们的性能。
2016-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Pseudo-diffusive conduction at the Dirac point of a normal-superconductor junction in graphene
已知连接两个正常金属触点的石墨烯弹道带（宽度W>>长度L）在电荷中性的狄拉克点处具有4 e ^{2}/pi h的最小电导率。我们计算如果两个接触中的一个变成超导体会发生什么。当在正常超导体（NS）界面处的Andreev反射增加远离狄拉克点的弹道电导时，我们发现最小电导率保持不变。这被解释为狄拉克点处伪扩散传导的表现。作为对弹道系统结果的推广，我们给出了石墨烯中任意无序正常超导结的电导GNS与两个接触都处于正常状态时电导值G N之间的关系。
2006-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Sub-50 mK electronic cooling with large-area superconducting tunnel junctions
在超导隧道结的电子冷却中，冷却功率通过与声子的相互作用和来自过热引线的热流来平衡。我们研究铝基冷却器，配备了一个悬浮正常的金属和一个有效的准颗粒排水。在中等温度下，悬浮的正常金属的声子浴被冷却。在较低的温度下，通过调节结的透明度，我们控制注入电流，从而控制超导体的温度。该装置显示出从150 mK降至约30 mK的强烈冷却，温度为5倍。我们认为，超导体间隙中的空间非均匀性限制了向较低温度冷却。
2014-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Single-molecule Electronics: Cooling Individual Vibrational Modes by the Tunneling Current
由单分子组成的电子器件构成了电子元件不断缩小规模的最终极限。单分子电子学的一个关键挑战是控制这些结的温度。在个别振动模式中控制加热和冷却效应，原则上可以用于增加偏置下的单分子结的稳定性，将能量泵入特定的振动模式以进行电流诱导反应，或者通过抑制吸收和外部耗散过程来控制分子中声子的寿命来增加非弹性电子隧穿光谱中的分辨率。在偏压下，电流和分子交换能量，这通常导致分子加热。然而，相反的过程也是可能的，其中能量通过隧穿电流从分子中提取。设计一种分子“散热器”，其中特定的振动模式将热量从分子中导出并进入引线将是非常可取的。我们甚至可以想象，在分子设计正确的情况下，其他振动模式的振动能量是如何进入“冷却模式”的。以前的努力，以了解加热和冷却机制，在单分子结，主要是关注小模型，其中不清楚它们对应的分子系统。在本文中，我们的重点是抑制加热和获得电流诱导冷却在某些振动模式。提出了冷却单分子结振动模的策略，以及基于这些策略的原子计算。在原子单分子结的计算中，观察到两种不同冷却方案的冷却和减少加热。
2015-12-21 cond-mat.mes-hall
Special electronic structures and quantum conduction of B/P co-doping carbon nanotubes under electric field using the first principle
采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理方法研究了硼（B）/磷（P）掺杂的单壁碳纳米管（B-PSWNTs）。计算了Mayer键级、能带结构、电子密度和态密度。结果表明，B-PSWNTs具有不同于BN纳米管的特殊能带结构，硼磷共掺杂打破了B-PSWNTs的对称结构，使金属碳纳米管转变为半导体。详细研究了B-PSWNTs中的成键形式。此外，还计算了B-PSWNT异质结的Mulliken电荷布居和量子电导，研究了B-PSWNT异质结的量子输运特性。发现这种异质结中pn结的位置随外加电场的增大而改变，表现出二极管的特性。
2011-08-12 cond-mat.mes-hall
Electronic Conduction Through Monolayer Amorphous Carbon Nano-Junctions
在分子电子传导中，奇异的晶格形态往往会引起奇异的行为。在2D系统中，石墨烯是一个值得注意的例子。最近，合成了一种稳定的无定形石墨烯，称为单层无定形碳（MAC）。MAC提出了一系列关于障碍对传导的影响的新问题。在这封信中，我们通过MAC纳米碎片进行相干电子传输的整体级计算分析，以寻找定义特征。我们的分析，依赖于半经验哈密顿（Pariser-Parr-Pople）和Landauer理论，表明在MAC中的费米能（$E_F$）附近的状态继承了石墨烯纳米碎片中类似表面态的部分特征。远离$E_F$，电流由一组离域态携带，这些离域态在能带边缘过渡到绝缘内部态的子集。最后，我们还发现前线轨道之间的量子干涉是MAC纳米碎片的一个共同特征。
2021-12-10 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Quantum Transport With Two Interacting Conduction Channels
的传导结模型，其特征在于两个相互耦合的通道，强烈不同的耦合到引线的传输特性进行了研究。这种类型的模型描述了分子氧化还原结（其中弱耦合到引线的水平控制分子电荷，而强耦合的水平控制分子传导），以及电子计数设备，其中点接触中的电流对附近量子点的充电状态敏感。在这里，我们考虑的情况下，在强耦合通道中的传输必须描述量子力学（覆盖顺序隧穿和共隧穿之间的全部范围），而通过弱耦合通道的传导是一个顺序的过程，可以通过一个简单的主方程来描述。我们比较了一个完整的量子计算的结果的基础上的赝粒子非平衡格林函数方法从一个近似的混合量子经典计算，其中通道之间的相关性被考虑到通过平均速率或平均能量。我们发现，对于稳态电流，基于平均速率的近似在大多数电压制度下都能很好地工作，只有在充电的阈值处才有明显的偏离全量子结果。这些偏差是重要的准确描述的负微分导电行为，往往在这个阈值附近的氧化还原分子结的特点。
2013-06-20 cond-mat.mes-hall
Heat transport and electron cooling in ballistic normal-metal/spin-filter/superconductor junctions
我们研究电子冷却的基础上一个干净的正常金属/自旋过滤器/超导结。由于Andreev反射的自旋滤波器效应的抑制，该系统的冷却功率被发现是非常高于传统的正常金属/非磁性绝缘体/超导体冷却器。因此，我们可以从普通金属中提取大量的热量。我们的研究结果强烈表明自旋过滤器效应在冷却探测器、传感器和量子比特方面的实际用途。
2014-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Cooling molecular electronic junctions by AC current
在分子电子结中流动的电子电流将大量的能量耗散到振动自由度，使化学键应变和断裂，并且通常迅速破坏分子器件的完整性。分子电子结臭名昭著的机械不稳定性严重限制了性能和寿命，并对单分子电子的技术可行性提出了质疑。在这里，我们提出了一个实用的计划，通过应用程序的交流电压在一个大的，静态的操作直流电压偏置冷却的分子振动温度。使用非平衡格林函数，我们计算的粘性和扩散系数所经历的核周围的周期性驱动，载流电子的非平衡“海”。通过平衡粘滞系数和扩散系数，推导出了有效分子结温。我们的计算表明，在保持相同的平均电流的同时，实现超过40%的分子结温度冷却的机会。
2020-09-24 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Ferroelectric Domain Patterning Controlled Schottky Junction State in Monolayer MoS$_2$
我们利用扫描探针控制的铁电顶层的畴图案化诱导单层MOS $_2$的导电特性之间的晶体管和结态的非易失性调制。在畴壁的存在下，MoS $_2$表现出整流的I-V，这是很好地描述了的电子发射模型。感应肖特基势垒高度在0.38 ~ 0.57 eV范围内变化，可通过SiO $_2$全局背栅进行调节，而调节范围敏感地依赖于导带尾陷阱态。我们的工作指出了一条新的路线，以实现范德华材料的可编程功能，并揭示了这些混合系统中的关键性能限制因素。
2017-06-01 cond-mat.mes-hall
Reconciling perturbative approaches in phonon assisted transport junctions
我们提出了一致的结果，分子导电使用两个中心互补的方法：非平衡格林函数技术和量子主方程方法。我们的模型描述了电子在施主-受主结中的传导，其中电子转移耦合到核运动，由谐波振动模式建模。这种初级模式进一步耦合到次级声子模式，即热浴。假设弱的电子-声子耦合，但任意大的分子-金属杂化，我们计算几个非平衡输运量：平均声子数的主模式，电荷电流统计。我们进一步提出的标度关系的累积量有效的大电压制度。我们的分析表明，非平衡格林函数技术和量子主方程方法可以制定出一致的，考虑到相应的散射过程。
2015-12-06 cond-mat.mes-hall
Quasiparticle cooling using a Topological insulator-Superconductor hybrid junction
在这项工作中，我们调查的混合结实现耦合的三维拓扑绝缘体与传统的$s$波超导体的表面态的热电性能。我们专注于弹道装置和研究准粒子流，携带电流和热流，采用散射矩阵的方法，基于传统的Blonder-Tinkham-Klapwijk形式主义。我们计算结的冷却效率作为正常区域的微观参数（即化学势等）的函数。当从Andreev镜面反射的状态移动到Andreev逆反射占主导地位的状态时，冷却功率增加。与传统的N/S界面的情况不同，我们可以实现正常区域的有效冷却，而不包括界面处的任何显式杂质散射，以增加正常反射。
2018-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phonon cooling of nanomechanical beams with tunnel junctions
我们展示了电子冷却的一维声子模式悬浮纳米线的第一次，使用正常的金属-绝缘体-超导体（NIS）隧道结。实现了电子和声子同时冷却到一个共同的温度。与非悬挂装置相比，在0.1- 0.7K的浴温的整个操作范围内实现了更好的冷却性能。所观察到的低温热输运特性是一致的弹道声子散射在的陶瓷-散装接触作为限制热输运的机制。在实验的最低浴温度$\sim$ 100 mK下，束中的声子和电子都冷却到42 mK，这低于制冷机浴温度。
2009-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coherent Josephson thermodynamic cycles
超导体/正常金属/超导体约瑟夫森结是一个相干电子系统，其热力学熵取决于弱连接两端的温度和相位差。在这里，利用热孤立系的相-温度热力学图，我们认为，当在等熵过程中使跨结的相降从0到$π$时，可以实现冷却效果。我们表明，等熵冷却可以增强与适当选择的几何和电参数的交界处，即通过增加超导和总结体积之间的比率。我们提出了广泛的数值计算，使用准经典格林函数方法的短结，我们将它们与分析结果进行比较。有趣的是，我们证明了相一致的热力学循环可以通过结合作用于弱链接的等熵和等相过程来实现，从而设计热机器（如发动机和冷却系统）的相干版本。因此，我们评估它们的性能和冷却循环中可达到的最低温度。
2018-06-05 cond-mat.mes-hall
Cooling, conductance and thermometric performance of non-ideal normal metal-superconductor tunnel junction pairs
我们研究了双结SINIS器件中单个正常金属-绝缘体-超导体（NIS）隧道结的隧道电阻差异的影响，特别强调了对电导、冷却和测温性能的影响。通过求解结的电学方程和热学方程，发现非对称性导致了许多新的特性，如子间隙电流的出现、冷却性能的改善、负微分电阻的出现以及温度灵敏度的温度范围的改善。实验也进行了补充的一些数值结果。此外，我们从理论和实验上研究了有限的串联电阻的影响，这也会导致在subgap区域的过剩电流，并在间隙边缘的电导最大值的抑制。实验结果与理论预测吻合较好。
2011-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electrical and thermal transport through $α-T_3$ NIS junction
利用Blonder-Tinkham-Klapwijk（BTK）理论研究了基于$α-T_3$的正常金属-绝缘体-超导体（NIS）结的电输运和热输运性质。我们表明，NIS结的隧穿电导是一个振荡的函数的有效势垒（$χ$）的绝缘区的薄势垒限制。振荡的周期性和振幅在很大程度上取决于$α$的值和超导区的栅极电压，即$U_0$。此外，随着我们增加$U_0$，振荡的周期性从$π$变为$π/2$。为了评估这样的结的热电性能，我们计算了塞贝克系数，热电优值，最大功率输出，在系统的最大输出功率的效率，和热电冷却的NIS结作为自冷却设备。我们的热电冷却结果表明，实际的可实现性和有用性，使用我们的系统作为有效的冷却探测器，传感器等，因此对于这种结器件的热电应用的实验成功是至关重要的。此外，对于$α-T_3$晶格，其极限情况表示石墨烯或骰子晶格，有趣的是确定哪一个更适合作为热电器件，并且答案似乎取决于$U_0$。我们观察到，对于对应于$U_0=0$的$α-T_3$晶格，石墨烯（$α=0$）更适合用于构建热电器件，而对于$U_0 \gg E_F$，骰子晶格（$α=1$）具有更大的实用性。
2022-09-13 cond-mat.mes-hall
Heat transport through a Josephson junction
我们讨论了在各种偏压条件下通过约瑟夫森隧道结的热输运。我们首先推导出适用于任意时间依赖性的约瑟夫森相位的结的冷却功率的公式。结合经典的运动方程的相，我们发现作为偏置电流或偏置电压的函数的时间平均冷却功率。我们还发现了噪声的热流，更一般地说，通过结的热传输的完整的计数统计。我们单独考虑亚稳态超导分支的电流-电压特性，允许在这种情况下的相位量子涨落。这种机制在实验上是有吸引力的，因为结具有低功耗，低阻抗，因此可以用作灵敏的检测器。
2013-04-03 cond-mat.mes-hall
On-Chip Cooling by Heating with Superconducting Tunnel Junctions
热管理和制冷是在低温下操作的纳米器件的关键概念。设计了一种片上介观制冷机，该制冷机依靠输入热量工作，从而实现了以热制冷的固态实现。该系统由一个基于铁磁绝缘体-超导体隧道结（N-FI-S）和一系列两个正常金属-超导体隧道结（SINIS）的热电元件组成。N-FI-S元件将进入的热量转化为热电压，并将其施加到SINIS，从而产生冷却。冷却器的性能作为一个功能的输入热流为不同的浴温度进行了研究。我们表明，该系统可以有效地利用SINIS制冷的性能，与正常的金属岛大量冷却。其设计的可扩展性和简单性使其成为低温片上能源管理应用的一个有前途的构建模块。
2017-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electronic cooling of a submicron-sized metallic beam
我们展示了电子冷却的悬浮金钯岛使用超导体绝缘体正常的金属隧道结。这是通过开发一种简单的制造方法来实现的，该方法用于可靠地释放窄的亚微米尺寸的金属梁。该工艺基于反应离子蚀刻并使用导电衬底以避免充电损伤，并且与例如常规电子束光刻、阴影角金属沉积和氧化物隧道结兼容。该设备功能良好，并表现出明显的冷却;在亚开尔文温度下高达两倍。
2008-09-26 cond-mat.mes-hall
Limitations in cooling electrons by normal metal - superconductor tunnel junctions
我们从理论上和实验上证明了两个限制因素，在冷却电子使用偏置隧道结提取热量从一个正常的金属到超导体。首先，当电子的注入速率超过待冷却金属中的内部弛豫速率时，电子不再服从费米-狄拉克分布，并且温度的概念不能如此应用。其次，在低浴温度下，间隙内的状态引起异常加热并产生可实现的最低温度的理论极限。
2004-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Storing magnetic information in IrMn/MgO/Ta tunnel junctions via field-cooling
Tunnel结不含铁磁元素已经制造，我们表明，不同的电阻状态可以设置从上面的Néel沿不同的方向场冷却的设备。在2T、面内或面外的外加磁场中进行场冷时，电阻变化高达10%。在TN以下，我们发现亚稳态对磁场不敏感，因此构成了对外部磁场鲁棒的存储器元件。我们的工作提供了一个电可读的磁存储器件，它不包含铁磁元素，并存储在反铁磁有源层的信息的演示。
2013-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cooperative effects in inelastic tunneling
近年来，人们对分子导电中分子间效应的几个方面进行了研究。这些实验和理论研究，在几个设置的分子传导结，集中在电流-电压特性，通常是由这种结的弹性传输特性为主。在本文中，我们解决合作分子间的非弹性隧穿信号计算简单的通用模型，这样的系统。我们发现，即使直接分子间相互作用可以忽略不计，非弹性光谱中的峰高可能会受到这种合作效应的影响。这一发现表明，将实验结果与单分子结的计算结果进行比较时应该小心。
2013-06-20 cond-mat.mes-hall
Kondo cooling in quantum impurity systems
珀耳帖效应是塞贝克效应的逆现象，并且已经在纳米结中实验观察到。然而，尽管它在纳米电子器件的局部冷却中有很好的应用前景，但强电子相关性对这种现象的作用仍然不清楚。在这里，通过分析量子杂质系统的热电性质的平衡，我们揭示了电子-电子相互作用和量子共振态在珀耳帖冷却中的重要作用，导致近藤冷却现象的预测。这种近藤冷却的存在被验证的反向热流和降低的局部温度在一个模型结。这种非传统的珀耳帖冷却的发现为纳米制冷提供了一种新的方法，并突出了强电子相关性在非平衡量子系统中的独特作用。
2022-03-15 cond-mat.mes-hall
Thermal rectification in carbon nanotube intramolecular junctions: Molecular dynamics calculations
用分子动力学方法研究了（n，0）/（2n，0）分子内结中的热传导。研究发现，热传导是不对称的，即热传输优选地在一个方向上。这种现象也称为热整流。整流对连接部分的详细结构依赖性较弱，但对温度梯度依赖性较强。我们还研究了管半径和分子内结长度对整流的影响。我们的研究表明，拉应力可以增加矫正。解释了整流的物理机制。
2007-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Vibrational cooling, heating, and instability in molecular conducting junctions: Full counting statistics analysis
我们用全计数统计方法研究了施主-受主整流分子结中电流诱导的振动冷却、加热和不稳定性。在我们的模型中，电子空穴对激发耦合到一个给定的分子振动模式，这是谐波或高度非谐波。该模式可以进一步耦合到耗散热环境。采用主方程的方法，我们确认了稳态极限下的电荷和热交换涨落定理，谐波和非谐波模型。利用简单的解析表达式，我们计算了充电电流和几个措施的模式有效温度。在低偏压下，我们观察到的偏置诱导冷却的振动模式的效果。在较高的偏压下，模式有效温度高于环境温度，但结是稳定的。除此之外，一旦振动模式（偏置诱导）激发速率超过其弛豫速率，不稳定性就会发生。我们确定制度的不稳定性作为一个功能的电压偏置和耦合到一个额外的声子热浴。有趣的是，我们观察到一个重入的行为，一个不稳定的结可以在足够高的偏置正确的行为。讨论了这种行为的机制。
2012-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Electronic cooling of a TiW alloy normal-metal island using Nb-based superconducting tunnel junctions
VTT Technical Research Centre of Finland Ltd.（芬兰技术研究中心有限公司）；Semiqon Oy（Semiqon公司）
该研究利用TiW-Al-AlOx-Nb NIS超导隧道结对TiW正常金属岛实现电子冷却，在0.6-3.5 K区间获最大27%相对降温，其最优电压标度低于理想低温预测。
2026-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Influence of temperature gradients on tunnel junction thermometry below 1 K: cooling and electron-phonon coupling
我们研究了薄Cu和AlMn线的热梯度，实验和理论。在实验中，电线在亚开尔文温度下被不均匀地焦耳加热，并且使用正常的金属-绝缘体-超导隧道结测量所产生的温度梯度。数据清楚地表明，即使在具有短（$\sim 10 μ$ m）未加热部分的相当好的导电细线中，也会形成显著的温度差。在大多数情况下，测量结果与包括电子-声子相互作用和电子热导率的Wiedemann-Franz定律模型吻合得很好。
2006-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Molecular transport junctions: Current from electronic excitations in the leads
使用一个包含两个能级桥的模型连接自由电子库，我们表明，耦合的分子桥的电子-空穴激发的引线可以显着影响通过分子junctions.In某些情况下，例如，表现出强电荷转移跃迁的分子的源漏电流，从电子-空穴激发的贡献可以超过Landauer弹性电流和主导所观察到的导电。
2005-11-17 cond-mat.mes-hall
Cooperative effects in molecular conduction
目前关于分子间相互作用对分子导电性影响的实验研究和理论研究似乎是相互矛盾的。特别是，一些实验结果，例如，界面束缚电子的二维自由粒子特征的观察表明了强的分子间相互作用，而其它观察表明了传导性质的附加特征。在本文中，我们使用一个通用的紧束缚模型与物理动机的参数选择，以研究这个问题。该模型包括直接的分子间相互作用，以及通过金属相互作用，可以精确地解决产生光谱特性（表面态密度）和传输特性（传输系数和电流-电压行为）的单分子结，分子岛和分子层。我们发现线性缩放的导电性能与导电分子的数量在结的特征在于分子层时，探针（STM尖端）地址不同数量的分子，然而，每个分子的传导可以显着不同的孤立的单个分子。当一个连接涉及不同大小的有限分子岛时，线性缩放仅在超过某个分子岛大小（几十个分子的数量级）的情况下发生。目前观察到的线性标度行为的影响进行了讨论。
2007-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graph-Based Kirchhoff Modeling of Non-Ohmic Electron Transport in Self-Assembled Nanonecklace Networks
University of Nebraska--Lincoln（内布拉斯加大学林肯分校）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）
研究自组装纳米项链网络中非欧姆电子传输机制，用基于图的基尔霍夫框架建模，可独立改变相关参数，再现非欧姆响应，揭示行为根源，为工程集体传输提供设计工具。
2026-11-03 cond-mat.mes-hall cs.CE physics.comp-ph
Quantum Transport Characteristics of Lateral pn-Junction of Single Layer TiS3
利用密度泛函理论和非平衡格林函数方法研究了单层TiS 3 PN结的电子和输运性质。利用Li和F原子在单层TiS 3中构建了横向PN结。施加的偏置电压引起的电子和输运性质的TiS 3 PN结的显着变化。此外，还分析了所构建的TiS 3 PN结的自旋相关的电流-电压特性。发现了重要的器件特性，如负微分电阻和整流二极管行为的自旋极化电流在TiS 3 PN结。三硫化钛PN结的这些突出的导电性能为基于最近合成的单层材料的纳米电子器件的设计提供了显着的机会。
2016-10-10 cond-mat.mes-hall
Electron cooling with graphene-insulator-superconductor tunnel junctions and applications to fast bolometry
金属-绝缘体-超导体混合结的电子冷却是一种很有前途的固态纳米系统热负荷控制技术。有效的电子冷却的主要瓶颈之一是电子-声子耦合，因为它代表了声子浴的热泄漏通道。石墨烯是一种二维材料，与标准金属相比，其表现出较弱的电子-声子耦合。出于这个原因，我们研究了由两个绝缘体/超导体结接触的石墨烯片组成的石墨烯基系统中的电子冷却。我们表明，通过适当的偏置的石墨烯，其电子温度可以达到基值低于那些在类似的系统的基础上的金属超薄膜。此外，较低的电子-声子耦合反映在泵入超导引线的较低热功率中，从而避免它们过热并保留冷却机制。最后，我们分析了冷却石墨烯作为辐射热传感器的可能应用。我们研究了它的主要品质因数，即响应率，噪声等效功率和响应时间。特别是，我们表明，内置的电子制冷允许达到的顺序为50 nA/pW的响应度和$\rm 10^{-18}\, W\, Hz^{-1/2}$的顺序的噪声等效功率，而响应速度约为10 ns，对应于在20 MHz的顺序的热带宽。
2020-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Strain enhanced electron cooling in a degenerately doped semiconductor
增强的电子冷却在体积为40 μ m^3的应变硅/超导体隧道结制冷机中得到了证实。的电子温度从300 mK降低到174 mK，与非应变硅控制（300 mK至258 mK）的增强归因于在应变的情况下较小的电子-声子耦合。硅基冷却器性能的建模和由此产生的预测。如果可以减少结子间隙泄漏和隧道电阻，则预计最低温度将进一步降低。然而，如果只减少隧道电阻，焦耳加热预计占主导地位。
2011-11-18 cond-mat.mes-hall
Electron cooling in diffusive normal metal - superconductor tunnel junctions with a spin-valve ferromagnetic interlayer
本文研究了扩散SIF 1F 2 N隧道结中的热量和电荷输运，其中N（S）是正常（超导）电极，I是绝缘层，F1，2是两个具有任意磁化方向的铁磁体.这种结构中的电流在亚带隙偏压下的流动伴随着从普通金属到超导体的热传递，这使得普通金属中的电子能够制冷。结果表明，制冷效率取决于铁磁交换场h的强度和两层F层磁化强度之间的夹角α。正如预期的那样，对于比超导序参量Δ大得多的h值，邻近效应被抑制，并且相对于NIS结的制冷效率增加。然而，对于h \sim Δ，冷却功率（即，从正常金属储集器流出的热流）具有作为h的函数的非单调行为，在h \approx Δ处示出最小值。我们还确定了冷却功率与铁磁层的长度、偏置电压、温度、隧穿势垒的透射率和磁化失准角α的关系。
2012-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mechanical control of vibrational states in single-molecule junctions
我们报告的非弹性电子隧穿光谱测量进行了单分子纳入一个机械可控的Au和Pt电极的断裂结在低温下。在这里，我们建立了一个单分子结的分子构象和导电性能之间的相关性。我们表明，通过单分子的电导至关重要地取决于接触材料和配置凭借其机械和电气性能。我们的研究结果证明，通过单分子的电荷传输可以通过改变分子构象（例如，反或偏）和接触材料。
2010-11-14 cond-mat.mes-hall
Molecular Transport Junctions: Vibrational Effects
介绍（2）实验背景：测试床（8）理论方法：微观模型（10）电子-声子耦合（14）时间和能量尺度（15）理论方法（19）数值计算（28）非相干与相干输运（28）非弹性隧穿光谱：实验背景（31）理论考虑：弱耦合极限（36）理论考虑：中强耦合（41）近似方案的比较（48）IETS中的不对称性（51）IETS信号中的下降的起源（53）计算方法（56）电子-电子（e-e）相互作用的影响（63）噪声（66）非线性电导现象（73）加热和热传导：一般考虑（77）发热（81）热传导（85）结温（88）电流感应反应（91）总结和展望（91）
2006-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electron hopping heat transport in molecules
本文从理论上研究了分子传导结中由热梯度下电子转移引起的热传输性质，发现其受分子桥电子结构、长度及环境耦合影响，常偏离傅里叶定律，且在适当设计的系统中电子跳跃热导率与单分子器件实测值相近。
2023-03-08 cond-mat.mes-hall
