Effect of temperature on spin-transfer torque induced magnetic solitons
纳米接触中的自旋转移扭矩到扩展的磁性膜可以产生自旋波,自旋波凝聚形成耗散液滴孤子。在这里,我们报告的温度依赖性的电流和施加的场阈值液滴孤子形成,以及与液滴动力学的纳米接触的电气特性的实验研究。液滴孤子的成核需要较高的电流密度在较高的温度下,在典型的自旋转移力矩引起的静态磁状态之间的切换。磁电阻和电噪声的测量表明,孤子的不稳定性变得更加明显,随着温度的升高。这些结果对于理解热噪声对液滴孤子的影响以及控制其动力学具有重要意义。
2016-10-04 cond-mat.mes-hall
A first-principles approach to electrical transport in atomic-scale nanostructures
我们提出了一个第一性原理的数值实现的兰道尔形式主义的电输运的纳米结构的特征下降到原子水平。我们的方法的新颖性和趣味性主要在于两个事实。首先,它使用了通用的Gaussian98代码,该代码在量子化学社区中广泛使用。其次,它通过Bethe晶格以一种非常通用和有效的方式结合了半无限电极。我们将这种方法称为高斯嵌入聚类方法(GECM)。为了与其他提出的实施方式进行接触,我们通过计算一些研究充分的系统中的电导来说明我们的技术,例如金属(Al和Au)纳米接触和连接到金属(Al和Au)电极的C原子链。在铝纳米接触的情况下,电导原来是相当依赖于详细的原子排列。相反,Au纳米接触的电导呈现出相当普遍的特征。在C链的情况下,自洽性保证了局部电荷转移和分子和电极能级的正确对准,我们发现,电导随链中的原子数振荡,而不管电极的类型。然而,对于短链和铝电极的奇偶周期性是相反的平衡键距。
2002-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stable Magnetic Droplet Solitons in Spin Transfer Nanocontacts
具有垂直磁各向异性(PMA)的磁性薄膜具有对应于反向动态旋进磁矩的局部激发,称为磁滴孤子。基本上,这些激发与基本自旋激发之间的吸引相互作用相关联(即,磁振子),并预测在没有阻尼的情况下发生在PMA材料中[1,2]。虽然存在于所有磁性材料中的阻尼抑制了这些激励,但现在可以通过纳米级接触铁磁薄膜中的电流流动通过自旋转移扭矩来补偿阻尼[3,4]。一种理论预测了在纳米接触中的阈值电流下出现磁液滴孤子[5],最近,已经报道了液滴成核的实验特征[6]。然而,到目前为止,已经观察到它们是几乎可逆的激发,仅具有部分反转的磁化,并且经受导致它们漂移远离纳米接触的不稳定性(即,漂移不稳定性)[6]。在这里,我们表明,磁液滴孤子可以稳定的自旋转移纳米接触。此外,它们表现出对场和电流的强滞后响应以及接触中几乎完全反转的磁化。这些观测结果,除了他们的基本利益,开辟了新的应用磁液滴孤子作为多态高频电流和场可调谐振荡器。
2014-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structure and local charging of electromigrated Au nanocontacts
我们研究的结构和电子性质的Au纳米接触的薄膜设备,经常使用的方法来接触分子的控制电迁移。与电迁移测试相反,电流以循环方式施加,并且在每个循环期间,金属在加热时的电阻增加用于避免热失控。通过这种方式,获得了纳米尺寸的间隙。在电迁移过程的起点处具有优化结构的薄膜器件通过阴影蒸发而不被有机材料污染。在器件的中心定义圆形边缘和较薄的区域允许预先确定发生电迁移的位置。原始Au膜和电迁移接触的扫描力显微镜图像显示其粒状结构。通过电迁移,形成$1.5 \,μ$ m宽的狭缝,仅在阳极侧上具有以前在较窄结构中未观察到的延伸。这是否可以解释为两个电极的不对称加热进行了讨论。在狭缝中以及阳极侧和阴极侧上的延伸部上形成新的晶粒。狭缝内的较小结构导致电极距离低于150 nm。开尔文探针力显微镜图像显示局部功函数差异与$70$ mV波动的金属电迁移前。在通过电迁移断开的电极之间,由于从接触到尖端的局部充电,观察到$3.2$ V的功函数差。通过电迁移新形成的一些颗粒与电极电断开。
2021-11-03 cond-mat.mes-hall
Spin transport in nanocontacts and nanowires
在本论文中,我们利用量子输运理论研究了磁性纳米接触和纳米线中的电子输运。其目的是获得一个透彻的理解之间的相互作用的导电性和磁性在原子大小的导体和它是如何受到不同方面的影响,例如,原子结构和化学成分的导体。为此,我们的从头算量子输运程序ALACANT,结合非平衡格林函数形式主义(NEGF)与密度泛函理论(DFT)计算已被扩展到描述自旋极化系统。我们目前的计算镍作为一个原型的磁性材料的纳米接触。我们发现,在接触区域中的原子无序强烈地降低了先验的高自旋极化的电导导致相当温和的所谓的弹道磁阻(BMR)的值。另一方面,我们表明,在接触区中的氧的吸附可以强烈增强自旋极化的传导电子,从而BMR通过消除自旋非极化的s-通道。最后,我们表明,短的原子Pt链之间的纳米接触的尖端悬浮磁性体Pt。然而,这种新兴的纳米磁性几乎不影响纳米接触的整体电导,因此难以通过简单的电导测量来证明。总之,我们发现自旋输运通过原子尺度的导体是相当敏感的实际原子结构以及导体的化学成分。这为实现未来的纳米级自旋电子器件提供了机遇和挑战。
2007-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Metallic, Magnetic and Molecular Nanocontacts
扫描隧道显微镜和断裂结实验实现了金属和分子纳米接触,作为宏观电极之间的理想一维通道。这些系统中出现的典型纳米现象包括结构、机械、电子、传输和磁性。这篇综述着重于第一性原理方法的帮助下获得的这些属性的理论解释。通过追踪平行的理论和实验的发展,从发现纳米线的形成和电导量子化的金纳米线,最近观察到的紧急磁性和近藤相关性,我们的主要概念和成分需要汇集从头计算和物理观测。可以预见,二极管,传感器,自旋阀和自旋过滤器的功能相关的自旋电子学和分子电子学的应用将受益于由此获得的物理理解。
2016-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Theoretical analysis of the conductance histograms and structural properties of Ag, Pt and Ni nanocontacts
电导直方图是研究金属原子尺度接触本征导电特性的一种有效工具。这些直方图显示了峰值结构,这是所研究的金属类型的特征。尽管在理解金属纳米线中的电子输运方面取得了巨大进展,但这种峰结构的起源仍然是一个基本的开放问题。在目前的工作中,我们解决了这个问题,扩展了我们对Au电导直方图的理论分析[Dreher等人,PRB 72,075435(2005)]与不同类型的金属,即Ag、Pt和铁磁Ni。我们结合经典的分子动力学模拟的纳米接触与电导计算的基础上紧束缚模型的断裂。这种组合使我们能够获得关键信息,如接触几何形状,应变力,最小横截面,电导,各个传导通道的传输,以及在Ni的情况下,电流的自旋极化。我们还将简要地讨论铝原子大小的接触调查。从我们的分析中,我们得出结论,这些金属的直方图的差异是由于(i)非常不同的电子结构,这意味着不同的原子轨道有助于运输,和(ii)不同的机械性能,在像Pt的情况下,导致形成特殊的结构,即单原子链。特别感兴趣的是镍的结果,表明没有任何电导量化,并显示如何从厚接触的负值电流极化演变(包括大的波动),甚至在隧道制度的接触破裂后的正值。最后,我们还提出了详细的分析,这些金属触点的破断力。
2006-07-05 cond-mat.mes-hall
Generation and stability of dynamical skyrmions and droplet solitons
磁膜纳米接触中的自旋极化电流可以通过补偿磁阻尼来产生集体磁振荡。特别是,在具有单轴磁各向异性的材料中,已经观察到液滴孤子由在纳米接触区域中相干进动的部分反转磁化组成的自定位激发。也可以产生拓扑液滴孤子,称为\emph{dynamical skyrmions}。在这里,我们研究的条件,促进液滴或动态skyrmion形成和描述其稳定性的磁性薄膜没有Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。我们表明,从所施加的电流以及初始磁化状态的奥斯特场可以确定是否液滴或动态skyrmion形式。动力学skyrmions被发现比液滴更稳定。我们还讨论了可以用来区分这些磁性物体的电特性。
2018-03-05 cond-mat.mes-hall
Pattern generation and symbolic dynamics in a nanocontact vortex oscillator
利用动力系统的混沌或内在非线性行为是发展非传统信息处理技术的一个有前途的途径。然而,尽管有许多理论和实验证据表明纳米磁性系统中磁化动力学的非线性行为,但尚未尝试利用自旋电子器件中的这些特征。在这里,我们提出了在这个方向上的第一步,揭示和表征的模式和符号动力学源自实验产生的非线性混沌时间分辨电信号的nanocontact涡旋振荡器(NCVO)。我们使用先进的过滤方法解离非线性确定性图案的热波动,并表明混沌的出现结果在不可预测的交替控制的NCVO的核心极性切换的简单的振荡模式。与相空间重构技术,我们执行的时间序列的符号分析,以评估在混沌政权的复杂性和熵产生的水平。我们发现,在它的无公度区域的中心,它可以表现出最大的熵和复杂性。这表明NCVOs是有前途的非线性纳米级熵源,可以用于信息处理。
2019-09-18 cond-mat.mes-hall nlin.CD physics.app-ph
Topologically protected quantum transport in locally exfoliated bismuth at room temperature
我们报告的电导测量的Bi纳米接触重复尖端表面压痕使用扫描隧道显微镜在4 K和300 K的温度下。作为纳米接触的伸长的函数,我们在室温下测量了几十纳米长的电导率G 0 = 2e^2/h的稳定平台。这一观察结果可以解释为机械剥离的Bi(111)双层,预测的QSH绝缘体,在回描过程中的尖端表面接触。双层的形成进一步支持的额外观察电导低于G 0的步骤之前,在两个温度下分手。我们的发现提供了第一个实验证据的机械剥离的Bi双层的可能性,在二维晶体中的QSH相的存在,最重要的是,在室温下的QSH相的观察。
2013-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical transport in deformed nanostrips: electrical signature of reversible mechanical failure
我们计算了一个薄的晶体带的原子被限制在一个准一维通道的固定宽度的电导率。当带材在拉伸载荷下变形时,电导率表现出异常行为。超过临界应变,固体通过固体和{ \em近晶}相的交替带的成核而失效,伴随着电导率的跳跃。由于在这个系统中的带的故障是已知的是可逆的,导电率异常可能有实际用途作为一个敏感的应变传感器。
2005-11-18 cond-mat.mes-hall
Quantum point contact: a case of spin-resolved electron transport
提出了非磁性和磁性纳米尺寸点接触电导的扩展理论模型。所开发的方法描述了自旋分辨电导的扩散、准弹道、弹道和量子机制。它是基于电子输运通过金属结内的圆形收缩的方法。该模型提供了统一的描述接触电阻从麦克斯韦扩散通过弹道纯量子输运制度,没有任何剩余条款取决于规模。给出了一个应用程序的实验处理的黄金纳米接触作为一个非磁性的情况下和坡莫合金纳米线与/不畴壁的磁性系统的例子。量子点接触的模型假设接触区域可以用量子物体(即磁性隧道结、窄畴壁等)代替,其中势能分布决定其电性质。
2017-10-02 cond-mat.mes-hall
Radio frequency electrical transduction of graphene mechanical resonators
我们报告了石墨烯机械谐振器的射频电读出。机械运动的驱动和检测直接通过使用矢量网络分析仪,采用本地门,以尽量减少寄生电容。研制了无电阻双钳位样品,在77 K时,其谐振频率约为34 MHz,品质因数约为10000,信噪比大于20 dB。除了比电射频混频方法快两个数量级之外,这项技术还为石墨烯在射频器件(如滤波器和振荡器)中的应用铺平了道路。
2010-12-20 cond-mat.mes-hall
Stamp transferred suspended graphene mechanical resonators for radio-frequency electrical readout
我们提出了一种简单的微操作技术,将悬浮的石墨烯薄片转移到任何衬底上,并将它们与小的局部化门组装成机械谐振器。石墨烯的机械运动使用电的、射频(RF)反射读出方案来检测,其中时变石墨烯电容器反射f=5-6 GHz的RF载波,从而产生f +/- fm的调制边带。一个机械谐振频率高达fm=178 MHz的证明。我们发现硬化/软化Duffing效应对不同的样品,并获得一个临界振幅约40 pm的非线性在石墨烯机械谐振器的发病。作为DC偏置电压Vdc的函数的机械谐振的品质因数的测量表明,由于石墨烯电极中的运动诱导的位移电流引起的耗散在高频和大Vdc下是重要的。
2012-03-04 cond-mat.mes-hall
Fullerene-based molecular nanobridges: A first-principles study
基于传统的量子化学计算,我们实现了{ \em ab-initio}方法来研究纳米接触中的电输运。我们说明了我们的技术计算电导的C $_{60}$分子以各种方式连接到Al电极,其特征在于在原子水平上。正确估计电流的核心是精确了解分子和金属之间的局部电荷转移,这反过来又保证了费米能级相对于分子轨道的正确定位。与我们的预期相反,弹道输运似乎发生在这个系统中。
2001-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanomechanical vibrational response from electrical mixing measurements
本文提出一种消除纯电学贡献的可靠方法,从电学混频测量中仅提取驱动机械振动,实现频谱响应与运动正交分量测量,并利用电学贡献直接确定有效质量,推动低维纳米机电谐振器研究。
2022-07-05 cond-mat.mes-hall
Mechanical and electrical properties of a nano-gap or how to play the nano-accordion
Karlsruhe Institute of Technology(卡尔斯鲁厄理工学院);Universidad de Zaragoza(萨拉戈萨大学)
本研究通过特殊原位透射电子显微镜装置,分析失配层状化合物(热)电性能与晶体取向的关系,发现晶界纳米间隙可通过差分加热电流实现机械弯曲并显著影响电学性能,归因于间隙内吸附分子。
2025-11-11 cond-mat.mes-hall
Mechanically activated ionic transport across single-digit carbon nanotubes
纳米尺度的流体和离子输运最近突出了大量的奇异行为。然而,人工纳米流体装置仍然远离生物系统中存在的先进功能,例如电和机械激活的运输。在这里,我们专注于通过2 nm半径的单个多壁碳纳米管(CNT)的离子传输,在机械和电力的组合强迫。我们的研究结果证据机械激活离子运输的形式下的离子电导,这取决于二次施加的压力。我们的理论研究将这种行为与电气和机械驱动之间的复杂相互作用联系起来,并表明CNT的超润滑性是实现机械活化运输的先决条件。的压力敏感性股的生物机械敏感离子通道的反应,在这里观察到的第一次在人工系统的相似性。这为构建受复杂生物机制启发的新的活性纳米流体功能铺平了道路。
2020-11-12 cond-mat.mes-hall
Comment on 'Transient response of a wetting film to mechanical and electrical perturbations'
对R Manica,J N Connor,L Y Clasohm,S L Carnie,R G Horn,D Y C Chan的最新论文的评论,润湿膜对机械和电扰动的瞬态响应,Langmuir 2008,24,1381。
2011-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
First-principles Simulations of the stretching and final breaking of Al nanowires: Mechanical properties and electrical conductance
采用第一性原理总能量模拟方法研究了拉伸应力作用下铝纳米线的结构和电导的演化。我们的计算显示了力的不连续变化(与纳米线的键合结构的变化相关联)和电导的突然修改之间的相关性,因为纳米线开发了更薄的颈部,与实验一致。我们再现了在最后一个平台的电导的特征增加,达到接近电导量子$G_0 = 2 e^2 / h$的值之前的纳米线的断裂。二聚体定义了在这些最后阶段的接触几何形状,三个通道(一个占主导地位)有助于电导。
2002-11-22 cond-mat.mes-hall
Terahertz detection using mechanical resonators based on 2D materials
我们已经研究了太赫兹检测方案的基础上混合的电信号在一个电压依赖的电容制成的悬浮石墨烯。我们已经分析了相干和非相干检测制度,并比较其性能与最先进的状态。使用高振幅本机振荡器,我们预计在相干模式的量子有限检测的潜力。灵敏度源于原子级薄石墨烯或石墨烯相关2D材料的非凡机械和电学特性。
2017-02-20 cond-mat.mes-hall
Mechanically Exfoliated Metallic Delafossite PdCoO2 Nanomembranes: Quantum Transport and Electrical Evaluation Toward Interconnect Applications
University of Minnesota, Twin Cities(明尼苏达大学双城分校)
本文通过机械剥离制备单晶PdCoO2纳米膜,研究准二维输运性质,观测到Shubnikov-de Haas和Aharonov-Bohm振荡,并评估其互连应用潜力,展示出高电流密度和热稳定性。
2026-06-23 cond-mat.mes-hall
Simultaneous Electrical and Optical Readout of Graphene-Coated High Q Silicon Nitride Resonators
我们已经制造和测试了机械谐振器组成的一个单原子层的石墨烯沉积在悬浮氮化硅膜。通过添加石墨烯层,我们保留了氮化硅的理想机械特性,但利用石墨烯的电学和光学特性通过光学和电学手段来抑制共振运动。通过将石墨烯-氮化硅鼓定位在可调谐光学腔中,我们观察到由于石墨烯的光吸收而引起的设备的位置依赖性阻尼和谐振频率控制。
2013-07-09 cond-mat.mes-hall
Dynamical electron transport through a nanoelectromechanical wire in a magnetic field
研究了在磁场中振动纳米机电线中相互作用电子的动力学输运性质。我们建立了一个完全可解的模型,其中电流和机械振荡被完全量子力学地同等对待。量子力学波动的Aharonov-Bohm相位所获得的电子引起的机械振动和导电的导线的非平凡的贡献。我们证明了我们的理论,通过计算的导纳的导线之间的多重相互作用的影响的机械和电能规模,磁场强度,和电子-电子相互作用。
2009-07-03 cond-mat.mes-hall
Reversible mechanical and electrical properties of ripped graphene
我们研究了柔性弹性体衬底上拉伸的石墨烯器件的机械性能。使用原子力显微镜,运输测量和力学模拟,我们表明,在拉伸应变的初始应用过程中,在石墨烯中形成微裂缝;然而,随后应用相同的拉伸应变弹性地打开和关闭现有的裂缝。相应地,虽然初始拉伸应变降低了器件的传输特性,但随后的应变松弛循环仅适度地影响传输,并且以很大程度上可逆的方式,即使在部分机械故障之后也产生稳健的电传输。
2014-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Suitability of carbon nanotubes grown by chemical vapor deposition for electrical devices
使用碳纳米管(CNT)的化学气相沉积,我们已经探索了不同的策略,适合于电气和机械测量的碳纳米管器件的制备。虽然目标设备是一个单一的小直径的CNT,有令人信服的证据捆绑,无论是在结构化的狭缝和刚性支持上生长的CNT。虽然在前一种情况下的捆绑是实质性的,单独的单壁碳纳米管(单壁碳纳米管)可以在后者中找到。我们的证据源于接触管的机械和电气测量。此外,我们报告的低欧姆接触单壁碳纳米管的制造。我们比较了Au,Ti和Pd接触,发现Pd产生最好的结果。
2004-06-25 cond-mat.mes-hall
An electrical probe for mechanical vibrations in suspended carbon nanotubes
利用STM探针研究了悬浮碳纳米管的输运性质。发展了电子与机械振动耦合的微观理论。它预测的位置依赖的耦合常数,相当大的,只有在该地区的振子位于。这一事实对传输特性有着深远的影响,它允许提取关于纳米管振动部分的位置和大小的信息。
2011-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Electrode configuration and electrical dissipation of mechanical energy in quartz crystal resonators
用单片压电石英晶体制成的机械谐振器在研究新的物理现象方面有着广阔的应用前景。毫米尺寸的石英谐振器具有高的机械品质因数($Q$),非常适合研究量子体系中的弱耦合或长时间尺度。然而,通过机械支撑的能量损失对获得高品质因数构成严重的限制因素。在这里,我们调查如何在深低温下的石英谐振器的$Q$可以限制由几种类型的损失有关的锚定。我们首先介绍的手段,以减少机械损失超过一个数量级的无箝位计划,获得$Q$ -因素的最低剪切模式的$10^8$。我们可以排除磁盘上的铝金属化或键合线作为耗散源的广泛覆盖。然而,我们发现一个戏剧性的减少的$Q$ -因素伴随着一个电极配置,涉及强集中的振动在磁盘中心。我们提出了一个电路模型,占减少机械$Q$ -因素方面的电损耗。特别是,我们展示了如何限制因素的损失可以是小欧姆耗散接地连接,这可以被解释为电锚的机械设备的损失。
2018-03-09 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Electrical transport through carbon nanotube junctions created by mechanical manipulation
使用原子力显微镜,我们已经创建了纳米管结,如在连接到金属电极的单个单壁金属碳纳米管内的交叉和交叉。这些结构的电子输运性质表明,它们形成电子隧道结。的电导示出幂律行为的偏置电压和温度的函数,这可以很好地模拟由Luttinger液体模型的两个纳米管段之间的隧道分离的操纵结。
2000-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The Effect of Mechanical Resonance on Josephson Dynamics
我们从理论上研究了耦合到机械谐振器的约瑟夫森结中的动力学,研究了结的直流电响应中的谐振特征。这样的系统可以通过实验实现为与两个超导导线接触的悬浮的超净碳纳米管。附近的栅电极可用于调整结参数并激发机械运动。我们增加了理论估计的值的设置参数测量的样品制造。我们表明,在结中的充电效应引起的机械力,取决于超导相位差。只要结中的超导电流具有频率与机械谐振器的谐振频率相匹配的振荡分量,该力就可以激发谐振模式。我们开发了一个模型,包括耦合的电气和机械动力学。我们计算的机械响应(机械运动的影响)的相位偏置和直流电压偏置的制度。我们彻底调查了联合交流的政权。和直流偏置,其中Shapiro步骤被开发,并揭示了这种效应的几个不同的制度特征。我们的研究结果可以立即应用在现实的超导纳米机械装置中的机械运动的实验检测的背景下。
2011-12-26 cond-mat.mes-hall
Mechanically stacked 1 nm thick carbon nanosheets: Ultrathin layered materials with tunable optical, chemical and electrical properties
碳纳米片是机械稳定的独立的二维材料,厚度约为1 nm,具有明确的物理和化学性质。它们是由辐射诱导交联的芳香族自组装单分子膜。在这里,我们提出了一个路线,可调的电,光和化学性质的绝缘基板上的多层纳米片的可扩展的制造。研究了在氧化硅上堆叠多达5个尺寸约为1平方厘米的纳米片。通过目视检查、光学显微镜、UV/Vis反射光谱和模型计算研究了它们的光学特性。用X射线光电子能谱学研究了它们的化学组成。然后在超高真空中在高达1100 K的各种温度下对多层样品进行退火。随后的拉曼光谱,X射线光电子和紫外/可见反射光谱以及通过电四点探针测量的研究表明,层状纳米片转化为纳米晶石墨烯。这种结构和化学转变伴随着光学性质和电导率的变化,为制备双功能导电涂层开辟了新的途径。
2011-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Investigations on synthesis and characterization of functionalized graphene sheets-polyacrylamide composites
采用溶液浇铸法制备了功能化石墨烯片(FGS)-聚丙烯酰胺(PAM)复合膜.通过氧化石墨的热剥离合成了FGS。制备了几种不同FGS含量(0 ~ 25wt%)的复合材料,并用XRD、SEM、TEM和FTIR等手段进行了表征。红外光谱分析表明,聚合物链与氧化石墨烯片之间存在酰胺键(-NHC= O)。采用低温直流电导率测试和纳米压痕技术研究了FGS-PAM复合膜的电学和力学性能。在15wt%的FGS在PAM中的负载下观察到电导率和机械性能(硬度和弹性模量)的显著增加。随着FGS负载量从0增加到25wt%,复合膜的电导率增加了7个数量级(~5.55x10-7到1.42S/cm)。FGS(~ 15wt%)PAM膜的硬度和弹性模量分别比PAM膜提高了4倍和5倍。据我们所知,FGS-PAM复合材料的研究以及电性能和机械性能的改善尚未进行。
2010-04-24 cond-mat.mes-hall
Electrical and Mechanical Properties of Twisted Carbon Nanotubes
我们评估了扭曲碳纳米管(NTs)所需的能量,并研究了这些扭曲对其电子结构和电学性质的影响。计算出的扭曲能量很高,表明大范围的扭曲不太可能是热激发的结果。扭曲强烈影响NTs的电子结构。通常,金属扶手椅型$(n,n)$ NT形成带隙,其最初与扭转角成线性比例,然后达到恒定值。这种饱和与向扁平螺旋结构的结构转变有关。扭曲的能量和带隙的值的强烈影响,通过允许在扭曲的结构中的结构弛豫。最后,我们使用Landauer-B{ü}ttiker公式计算了金属-NT-金属系统的电输运随NT畸变的变化。
1999-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mechanically transferred large-area Ga$_2$O$_3$ passivates graphene and suppresses interfacial phonon scattering
我们证明了一个大面积的石墨烯钝化层的机械转移的非晶Ga $_2$ O $_3$合成液体Ga金属。在SiO $_2$/Si上的毫米级钝化和裸石墨烯的温度依赖性电测量的比较表明,钝化的石墨烯保持其应用所期望的高场效应迁移率。令人惊讶的是,在低于220 K的温度范围内,钝化石墨烯中的温度依赖性电阻率降低,这是由于高介电常数Ga $_2$ O $_3$对SiO $_2$的表面光学声子模式的屏蔽和Ga $_2$ O $_3$的相对高的特征声子频率的相互作用。拉曼光谱和电学测量表明Ga $_2$ O $_3$钝化还保护石墨烯免于进一步处理,例如Al $_2$ O $_3$的等离子体增强原子层沉积。
2022-06-06 cond-mat.mes-hall
Nanoelectromechanical coupling in fullerene peapods probed via resonant electrical transport experiments
富勒烯豆荚,即封装富勒烯分子的碳纳米管,可以提供相对于空纳米管增强的功能。然而,目前对纳米管如何受到包裹的富勒烯的影响的不完全理解是豌豆在纳米级电子应用中充分发挥其潜力的障碍。本文研究了碳60富勒烯对豆荚量子点电子输运的影响。空纳米管相比,我们发现一个异常的温度依赖性的库仑阻塞振荡,表明纳米管的电子状态和机械振动的富勒烯之间的纳米机电耦合的存在。这提供了一种方法来检测C60的存在,并探测豌豆中的电和机械激励之间的相互作用,从而成为一类新的纳米机电系统。
2010-09-06 cond-mat.mes-hall
Electrical driving of X-band mechanical waves in a silicon photonic circuit
减少能量耗散是经典和量子技术的中心目标。光学在降低长距离通信链路的功耗方面取得了巨大成功。随着移动、量子和云技术的兴起,将这一成功扩展到更短的链接至关重要。电光调制器是这种链路中耗散的关键贡献者。许多重要的机制,如自由载流子调制和普克尔斯效应的变化,目前追求,但很少有研究的机械运动作为一个电光机制在硅。在这项工作中,我们演示了电驱动和光读出的7.2 GHz的机械模式的硅光子波导。电驱动是电容性的,并且可以在任何材料系统中实现。测量结果表明,在我们的系统中,机械介导的光学相位调制比背景相位调制的效率高两个数量级。我们的演示是在可扩展的光子平台中实现高效光机电器件的重要一步。
2018-05-31 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Electrical transport through a mechanically gated molecular wire
本研究通过STM针尖剥离表面吸附分子的实验观测到机械门控效应,发现DFT-LDA可准确描述分子结几何结构,但基于平均场的NEGF输运模拟无法重现实验电导行为,证实需超越平均场的方法才能准确描述分子电输运。
2010-11-05 cond-mat.mes-hall
High-Q silicon nitride drum resonators strongly coupled to gates
氮化硅(SiN)机械谐振器具有高质量的机械性能,在基础研究和应用中具有很大的吸引力。然而,保持这些机械特性同时实现与电路的强耦合以实现高效的片上集成是具有挑战性的。在这里,我们提出了一个SiN鼓谐振器覆盖铝薄膜,使大电容耦合到一个悬浮的顶栅。实施完整的电气测量方案,我们证明了一个高的品质因数~ 1 E4(相当于裸桶在室温下),并提出我们的检测能力?10种低温机械模式。鼓形谐振器还耦合到微波腔,这样我们就可以进行具有相当好的耦合强度G的光机械边带泵浦,并演示机械参量放大。这种SiN鼓形谐振器设计提供了有效的电集成,并表现出探索模式耦合和信号处理的有前途的功能。
2021-06-16 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Contact transparency in mechanically assembled 2D material devices
二维原子晶体(2DAC)可以精确地机械组装,用于制造异质结构,允许以极大的灵活性组合材料构建块。此外,虽然传统的纳米光刻可能对大多数不具有足够惰性的2DAC是有害的,但机械组装潜在地最小化了纳米纤维加工并保留了2DAC的固有物理特性。在这项工作中,我们研究了各种2DAC和电接触之间的界面电荷输运,通过制造和表征2DAC超导结通过机械转移。与传统的纳米光刻制造的器件相比,机械组装的器件显示出相当或更好的界面透明度。电接触处的表面粗糙度被确定为是界面质量的主要限制。
2019-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphether: A Two-Dimensional Oxocarbon as a Direct Wide-Gap Semiconductor with High Mechanical and Electrical Performances
尽管许多石墨烯衍生物具有相当大的带隙,但由于低的π-共辄程度,它们的电或机械性能显著降低。除了π-π共轭作用外,还存在由σ电子离域引起的超共轭作用。受超共轭分子二甲醚结构特点的启发,我们通过二甲醚分子的组装设计了一种二维含氧碳化合物(命名为graphether)。第一性原理计算结果表明:(1)单层石墨醚具有良好的动力学和热稳定性,表现在它具有良好的内聚能、不存在软声子模和高熔点。(2)它具有2.39 eV的直接宽带隙,表明它在紫外光电子器件中具有潜在的应用。有趣的是,直接带隙特征对外部应变(~ 10%至10%)和堆叠配置相当稳健。(3)由于超共轭效应,石墨醚具有高的本征电子迁移率。更重要的是,它的面内刚度(459.8 N m-1)甚至比石墨烯更大。(4)Pt(100)表面对二甲醚脱氢反应具有很高的催化活性。静电斥力是两个脱氢前体旋转和聚结的驱动力,有利于石墨烯醚自下而上的生长。(5)用等电子B-N键取代C-C键可以生成稳定的Pmn 21-BNO单分子膜。与单层六方氮化硼相比,Pmn 21-BNO具有适中的直接带隙(3.32 eV)和更好的扶手椅方向力学性能。
2019-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically-tunable graphene nanomechanical resonators
本文综述了石墨烯纳米机械谐振器的电学可调性研究进展,涵盖器件结构、关键力学性能、电栅控行为及经典/量子应用,并展望了未来挑战与机遇。
2025-07-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Temperature Dependence of the Electrical Transport Properties of Multilayer Graphene
多层石墨烯(MLG)薄膜通过机械剥离(或“透明胶带法”)从Kish石墨沉积在氧化硅衬底上。层的厚度和数量由原子力显微镜(AFM)和拉曼光谱测定。通过电子束光刻、金/钛热蒸发和剥离在MLG上沉积四探针配置的电端子。电阻测量范围从室温到2K。MLG的电阻随着温度的降低而增加,然后在达到最大值后减小。这些结果与最近的实验和理论数据从文献中进行了比较。
2014-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Cooling and control of a cavity opto-electromechanical system
我们实现了一个腔光机电系统集成电驱动能力的纳米机电设备与超灵敏的机械转导实现通过腔内光机械耦合。实现了高达0.40 microN的电梯度力,同时机械转换灵敏度为1.5 X 10^-18 m/rtHz,比迄今为止的任何纳米机电系统都提高了三个数量级。展示了光机电反馈冷却,表现出强烈的挤压的环内转导信号。即使在测量反作用引起光机械相关的临界范例中,环外换能也提供准确的温度校准。
2010-02-11 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph