A magnetic barrier in confined two-dimensional electron gases: Nanomagnetometers and magnetic switches
我们研究了一个由二维电子气和横向铁磁条组成的铁磁-半导体混合结构的电导性质。在Landauer-Büttiker模型的框架内，我们发展了一种考虑磁场的替代方法。我们的方法描述了从最近实现的纳米磁强计到准一维量子线的设备。我们提供了一个严格的方法来测量电阻的实际磁化带。关于准一维线，我们提出了一个新的设备应用，可调磁开关。
2000-09-11 cond-mat.mes-hall
Bound states and transmission antiresonances in parabolically confined cross structures: influence of weak magnetic fields
通过由量子线，其中两个短柱横向连接的设备组成的弹道电导，计算假设的抛物线约束电位的频率$ω_w$的线和$ω_s$的短柱。作为比值$ω_w/ω_s$的函数，电导显示出与在短截区域中形成的准束缚态相关的近周期性极小值。施加一个垂直于器件平面的磁场B改变了波函数相对于线中心的对称性，并导致短截线中新的准束缚态。磁场的存在也可以导致第二种状态，主要被限制电位的角落捕获在导线中，这也产生电导最小值。在任何一种情况下，这些束缚态形成弱B和强约束频率，因此不是边缘状态。最后，我们展示了这些准束缚态存在的实验证据。
1997-09-10 cond-mat.mes-hall
Suppressed decay of a laterally confined persistent spin helix
我们实验研究了2至80 μ m宽的蚀刻GaAs线结构中持续自旋螺旋的动力学。利用高空间分辨率的磁光克尔旋转，我们确定了自旋螺旋的寿命。在将自旋极化局部注入到线中之后的几纳秒，与二维情况相比，极化被强烈增强。这主要归因于向一维扩散的过渡，强烈抑制了自旋极化的扩散稀释。螺旋模的本征寿命仅微弱增加，这表明沟道限制只能部分抑制立方Dresselhaus自旋轨道相互作用。
2014-10-06 cond-mat.mes-hall
Quantum confinement, energy spectra and backscattering of Dirac fermions in quantum wire in magnetic field
本文研究了圆柱形量子线中大质量狄拉克费米子的能谱和后向散射问题。狄拉克费米子由3D狄拉克方程描述，并在导线的表面处补充有时间反演不变的边界条件。即使在零磁场中，光谱量子限制态和表面态也基本上依赖于边界参数a0。在a0 > 0（a0 < 0）的线表面，表面态在体带隙内（外）形成一维块状子带。纵向磁场改变能谱。在粗导线和弱磁场的限制下，当半整数个磁通量量子通过导线截面时，一维无质量表面子带出现。我们揭示的条件时，由非磁性杂质的表面狄拉克费米子的背散射被抑制。此外，我们还计算了无质量表面狄拉克费米子在磁场中碰撞和弹道机制下的电导。
2013-09-10 cond-mat.mes-hall
Fast Hole Tunneling Times in Germanium Hut Wires Probed by Single-Shot Reflectometry
量子点中的重空穴是实现长相干时间自旋量子比特的理想材料。在这里，我们专注于这样的重空穴状态限制在锗小屋线。通过调节后者的生长密度，我们可以实现两个相邻的线之间的T型结构。这样的结构允许实现电荷传感器，其静电和隧道耦合到量子点，具有高达0.3e的电荷转移信号。通过将T型结构集成到射频反射仪设置中，执行允许提取空穴隧穿时间的单次测量。所提取的隧道时间小于10 $μ$ s归因于Ge重空穴态的小有效质量，并为投影自旋读出测量铺平了道路。
2017-08-21 cond-mat.mes-hall
Dirac fermions on wires confined to the graphene Moebius strip
本文研究石墨烯莫比乌斯带上受限电子的狄拉克方程精确解，揭示弯曲几何势导致的几何相位、宇称破缺引起的电子态内外侧集中以及由非平凡拓扑造成的能级半整数倍规律。
2023-09-22 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Heavy hole states in Germanium hut wires
在过去的几年里，空穴自旋由于其快速电控量子比特的潜力而获得了相当大的兴趣。在这里，我们研究了限制在锗hut线，迄今未开发的纳米结构类型的孔。低温磁输运测量揭示了高达18的面内和面外g因子之间的大的各向异性。数值模拟结果表明，这种大的各向异性源于具有重空穴特征的受限波函数。一个轻空穴混合物小于1%的估计为最低能量的状态，导致一个令人惊讶的大减少的面外g因子。然而，这种微小的轻空穴的贡献不影响自旋寿命，预计将非常长，即使在非同位素纯化的样品。
2016-07-11 cond-mat.mes-hall
Size Dependent Sensitivity of Raman Line-Shape Parameters in Silicon Quantum Wire
将实验观测到的拉曼散射数据与用声子限制模型理论产生的拉曼谱线形状进行了比较，以了解不同拉曼光谱参数对量子限制效应的敏感性。半高宽（FWHM），拉曼峰位置和不对称比的尺寸依赖性的变化进行了分析，以建立其相应的物理对应物（声子寿命和色散）在受限系统的灵敏度。在三种不同的约束制度，即，弱，适度和强烈的比较已经完成。在用实验观察验证了理论分析后，为这种变化分配了适当的推理。通过使用金属诱导蚀刻制备6 nm尺寸的Si NS来创建适度受限的系统。观察到一个不对称的展宽和红移的拉曼线型，这表明在适度受限的系统中所有的参数都受到影响。已知拉曼光谱参数的灵敏度已被证明可用作理解材料中外部扰动作用的工具。
2019-10-28 cond-mat.mes-hall
Graphene Nanoribbons with Smooth Edges Behave as Quantum Wires
具有完美边缘的石墨烯纳米带被预测表现出有趣的电子和自旋电子学性质，特别是量子限制带隙和磁性边缘状态。然而，到目前为止，通过光刻法生产的石墨烯纳米带表现出粗糙的边缘和由缺陷主导的低温传输特性，主要是狄拉克点附近的传输间隙中的局域态之间的可变范围跳跃。在这里，我们报道了通过解链碳纳米管10制成的单层和双层纳米带量子点表现出定义明确的量子输运现象，包括库仑阻塞、近藤效应、高达~ 20 meV的清晰激发态和非弹性共隧穿。随着本征量子限制带隙和高电导率的签名，我们的数据表明，纳米带在低温下表现为干净的量子线，并且不受缺陷的支配。
2011-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Metal-insulator transition in a quantum wire driven by a modulated Rashba spin-orbit coupling
我们研究了束缚在量子线中的电子在光滑调制的Rashba自旋轨道耦合作用下的基态性质。当调制的周期变得与带填充相称时，Rashba耦合驱动量子相变到量子绝缘状态。利用玻色化和微扰重整化群方法，我们发现这种状态对电子-电子相互作用是鲁棒的。电荷和自旋激发的间隙与具有共同的相互作用依赖指数的Rashba调制的幅度成比例。估计的预期大小的电荷间隙，使用数据的栅InAs异质结构，表明该效果可以投入实际使用，在未来的自旋晶体管设计。
2009-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interaction between light and highly confined hypersound in a silicon photonic nanowire
在过去的十年里，在光子学和声子学之间的边界上的研究激增。大多数的努力集中在高质量光学腔中的光与运动的耦合上，通常是为了观察机械振荡器的量子态。最近预测，在纳米硅光子线中，光-声相互作用的强度将急剧增加。在这里，我们第一次展示了近红外线和千兆赫声音在小芯硅线中的巨大重叠。导线由一个小支柱支撑，以阻挡外部声子泄漏的路径，将$\mathbf{10} \; \textbf{GHz}$声子捕获在$\mathbf{0.1 \; \boldsymbolμ}\textbf{m}^{\mathbf{2}}$下方的区域中。由于我们的几何形状可以盘绕起来形成环形腔，它为腔光学力学和布里渊散射之间的完全融合铺平了道路。这一结果预示着在密集集成的硅芯片上实现低占用空间的光泵激光器/半导体激光器和延迟线。
2014-07-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Wigner Crystallization in inhomogeneous one dimensional wires
我们探讨了一维幂律势约束下的电子理论。计算了高密度电子气、低密度维格纳晶体和中间态的密度分布。我们提取的动量空间波函数的电子在费米面，这可以在实验中测量平行线之间的隧道。发病的本地化导致显着扩大的动量空间波函数与显着锐化（在能量）的隧穿光谱。
2005-04-22 cond-mat.mes-hall
Coupled Wire Models of Interacting Dirac Nodal Superconductors
拓扑节点超导体具有以点或线节点费米面为特征的无带隙低能激发。在这项工作中，使用耦合线建设，我们研究拓扑节点超导体，保护狄拉克节点。在这种结构中，低能电子的自由度被限制在一个三维的导线阵列中，这些导线阵列作为微观超导系统的配对涡旋出现。涡旋阵列具有反铁磁时间反演和镜像滑移对称性，可以保护无质量的狄拉克费米子在单体非相互作用极限下。在这个模型中，我们证明了精确可解的多体相互作用，保持基本的对称性，并引入有限的激发能间隙。这些间隙的相互作用支持细分和一般导致非平凡的拓扑秩序。我们还构造了一个特殊的情况下，$N=16$狄拉克费米子相应的间隙相互作用导致一个平凡的$E_8$拓扑秩序，这是密切相关的大引力异常的取消。
2018-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Localized NMR Mediated by Electrical-Field-Induced Domain Wall Oscillation in Quantum-Hall-Ferromagnet Nanowire
我们提出了分数量子霍尔畴壁限制在一个门定义的线结构。我们的实验利用射频电场驱动的畴壁的空间振荡来引起核磁共振。由此产生的光谱进行了讨论，在两个大的四极场创建的导线和超精细领域与振荡域壁。这提供了这样的实验事实，即尽管存在潜在的变形，但畴壁在受限的几何形状附近仍然存在，由此允许在电装置中进行局部磁共振。
2016-03-10 cond-mat.mes-hall
Spin-Incoherent Transport in Quantum Wires
当量子线受到弱约束时，随着零磁场中载流子密度的降低，电导平台出现在e^2/h处，并伴随着2e^2/h平台的逐渐抑制。施加面内磁场B||并不改变这种量子化的值;然而，随着B的增加，e^2/h的平台变弱||高达9 T，然后加强进一步增加B||，这也恢复了2e^2/h的平台。我们的结果是一致的自旋非相干输运的一维线。
2008-07-22 cond-mat.mes-hall
Majorana fermions in charge carrier hole quantum wires
具有强塞曼相互作用和自旋轨道相互作用的Luttinger空穴与超导体的线近场耦合系统是一个很有希望观测Majorana费米子的系统。早期的处理局限的Luttinger孔线忽略了一个相互转换的重，轻孔从异质界面反射。这种效应是至关重要的塞曼和自旋轨道耦合的几个自旋轨道项的动量线性的空穴的基态子带。讨论了在载流子空穴系统中实现Majorana模的判据。在相似或较弱的磁场中，与InSb电子系统相比，GaAs或InSb孔线应表现出更强的拓扑超导配对。
2016-03-11 cond-mat.mes-hall
Asymptotic solution of the Schrodinger equation for the elliptic wire in the magnetic field
在均匀纵向磁场作用下，得到了无限长椭圆柱势阱中粒子的不可分变量薛定谔方程的渐近解.用标准问题法计算了磁场长度大于边界椭圆焦点距离一半时的量子本征值。在半经典近似下，受限电子（空穴）态被分为边界态（BS）、环态（RS）、双曲焦散态（HCS）和谐振子态（HOS）。对于大的角动量量子数和小的径向量子数，BS和RS被分组为回音壁模式。它们与沿导线截面边界移动的粒子相关联。椭圆焦散线从线芯开始限制运动。跳球模由HCS和HOS两种模式组成，对应于粒子在角动量量子数远小于径向量子数时沿丝径运动的状态。在这种情况下，运动受到双曲焦散线和两个边界椭圆弧的限制。分析了Bi线中空穴激发态的能谱和空间几率分布。
2008-03-06 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Spin relaxation in narrow wires of a two-dimensional electron gas
在具有Rashba自旋轨道耦合的受限二维电子气中，初始均匀的自旋极化如何随时间演化？弛豫时间如何依赖于系统的大小？我们研究这些问题的系统的大小是远远大于费米波长，但可比的，甚至比自旋弛豫长度短。取决于限制自旋弛豫可能变得比在体中更快或更慢。一个初始均匀极化的自旋系统演化成螺旋图案。
2006-06-08 cond-mat.mes-hall
Magnetotransport in a double quantum wire: Modeling using a scattering formalism built on the Lippmann-Schwinger equation
我们使用建立在Lippmann-Schwinger方程上的散射形式，模拟了在外部均匀垂直磁场中通过双量子线的电子输运。在散射区域中，在平行线之间打开窗口，允许线间和线内散射过程。由于磁场的宇称破缺，双线系统的子带能谱及其类空穴和类电子的传播模式导致比在单个抛物线限制的量子线中看到的更结构丰富的电导作为入射波能量的函数。系统的消逝模式的更复杂的结构也在电导上留下了痕迹。
2006-08-01 cond-mat.mes-hall
Enhancement of the Binding Energy of Charged Excitons in Disordered Quantum Wires
在量子线的空间分辨光致发光光谱中识别出带负电和带正电的激子。我们证明了带电激子在无序量子线中是弱局域的。因此，带电激子的“结合能”的增强在很大程度上是由在其辐射复合期间转移到剩余带电载流子的反冲能量引起的。我们发现库仑关联能不是“结合能”的唯一来源，与量子点中的带电激子相反。
2004-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic Wigner-Molecule Polymeric Chains in Elongated Silicon Quantum Dots and Finite-Length Quantum Wires
本文提出谷增强无限制哈特里-福克方法，研究硅基准一维量子点中电子形成的维格纳分子聚合链，并通过宇称恢复揭示纠缠链结构，为纳米受限体系成像与量子信息应用提供方法支撑。
2024-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Systematic study of Ga$_{1-x}$In$_x$As self-assembled quantum wires with different interfacial strain relaxation
对Ga $_{1-x}$ In $_x$ As自组装短周期超晶格量子线的电学和光学性质进行了系统的理论研究。该理论是基于有效键轨道模型（EBOM）结合价力场（VFF）模型。价带各向异性，带混合，和由于在原子水平的局部应变分布的影响都考虑在内。几种结构模型与不同程度的合金混合横向调制被认为是。通过最小化晶格能的方法，利用价力场模型找到了QWR结构中原子的平衡位置。然后获得每个原子（In或Ga）位置处的应变张量，并将其包括在电子状态和光学性质的计算中。研究发现，不同的原子局域排列方式会导致不同的应变分布，从而改变材料的光学性质。特别是，我们发现，在模型结构与厚盖层的电子和空穴被限制在富Ga区和光学各向异性可以逆转由于横向合金混合的变化，而模型结构与薄盖层的电子和空穴被限制在富In区，和光学各向异性是不太敏感的横向合金混合。
2000-05-23 cond-mat.mes-hall
Negative differential magneto-resistance in ferromagnetic wires with domain walls
铁磁一维纳米线中的畴壁由于与传导电子的耦合而经历电流感应运动。当电流不足以驱动磁畴壁通过导线时，或者它被限制在垂直层，它仍然会经历振荡运动。反过来，畴壁的这种振荡运动可以与系统中的电子共振耦合，进一步影响输运性质。我们研究了这些畴壁模式和电流电子之间的耦合对系统的输运性质的影响，并表明，这样的系统表现出负微分磁阻由于共振耦合与低的畴壁运动模式。
2012-07-05 cond-mat.mes-hall
Electron transport in quantum wire superlattices
利用非平衡格林函数理论研究了横向受限半导体超晶格中的电子输运。输运性质的纳米线超晶格的不同直径的计算，从量子点超晶格制度的量子阱超晶格制度。散射过程中，由于电子-声子耦合，声子非谐性，带电杂质，表面和界面粗糙度和合金无序包括在微观基础上。弹性散射机制的处理超出了自洽玻恩近似的部分相干的方式。运输沿超晶格的性质显着依赖于横向维度。在量子线制度，电子速度场特性的预测偏离强烈的标准江崎津形式，由于与光学声子的整数和分数的共振，具有明显的电流峰值。
2014-04-24 cond-mat.mes-hall
Effect of electron-phonon interaction on the impurity binding energy in a quantum wire
研究了圆柱形量子线中电子-光学声子相互作用对类氢杂质结合能的影响。利用Landau和Pekar变分法，将哈密顿量分解为两部分，分别包含声子变量和电子变量。然后采用微扰变分法构造电子部分的试探波函数。计算了束缚电子-光学声子相互作用对基态和激发态结合能的影响。同时考虑了电子-体光学声子和电子-表面光学声子耦合。结果表明，极化子效应对杂质结合能的能量修正随金属丝半径的减小而迅速增大，体光学声子对极化子效应起主导作用.
2003-01-07 cond-mat.mes-hall
Size effects in the exchange coupling between two electrons in quantum wire quantum dots
本文从理论上研究了量子线中耦合量子点三维势场中的双电子系统的性质。为此，我们实现了变分海特勒-伦敦方法，最小化系统能量相对于电子试验波函数中的变分参数。我们发现隧穿和交换耦合随点间距离和点间势垒高度的增加呈指数衰减。在准一维的限制，通过减少线的直径，我们发现，点之间的重叠减少，这导致在下降的交换耦合。我们还讨论了我们的变分海特勒-伦敦方法的模型势参数的有效性，并将我们的结果与现有的实验数据进行比较，找到两种方法之间的良好协议。
2007-10-29 cond-mat.mes-hall
Energy spectra for quantum wires and 2DEGs in magnetic fields with Rashba and Dresselhaus spin-orbit interactions
我们引入了一个解析近似的方法来对角化具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用的抛物约束的二维电子系统。我们的微扰展开的出发点是一个零阶哈密顿的电子被限制在量子线与有效的自旋轨道沿导线诱导磁场，通过适当地旋转通常的自旋轨道哈密顿获得。我们发现，自旋轨道相关的横向耦合项可以被改写成两个部分W和V，分别耦合交叉和非交叉相邻的横模。有趣的是，零阶哈密顿量和W可以精确求解，因为它映射到量子光学的Jaynes-Cummings模型上。我们处理的V耦合进行Schriffl-Wolff变换。这使得我们能够获得V的耦合强度k_Rl中的三阶有效哈密顿量，其可以通过附加的么正变换直接对角化。我们还将我们的方法应用于其他类型的有效抛物线约束，例如，垂直磁场中的二维电子。为了证明我们的近似本征解的有用性，我们得到了在Rashba和Dresselhaus耦合存在下的第n^Landau水平g_n因子的解析表达式。对于体积g因子的小值，我们发现自旋轨道效应完全抵消特定值的自旋轨道耦合。通过求解简单的超越方程，我们还得到了作为外部磁场的函数的Rashba耦合量子线的能带极小值。这些可以用来描述Shubnikov-de Haas振荡。这一过程使得通过适当的数据拟合更容易提取这些系统中自旋-轨道相互作用的强度。
2010-08-07 cond-mat.mes-hall
Quantum phase slips in a confined geometry
我们考虑穿过超导薄膜的涡旋隧穿，超导薄膜既窄又短（并在两端连接到大块超导导线）。我们发现，在超导状态下，电阻在较低的温度（T）和电流值下，并不遵循较长样品的幂律T依赖特性，而是与1/T成指数关系。指数中的1/T系数取决于样品的长度，或者等效地，取决于样品的总正常状态电阻。这些结论在一维极限下仍然成立，这类似于超窄短线中的量子相位滑移问题。
2008-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Numerical investigation of electrostatically confined excitons in monolayer $\text{MoSe}_2$
本研究通过有效质量激子模型数值研究单层MoSe₂中p-i-n结实现的量子线激子限制，揭示受限态的量子限制特性、栅压依赖性及亮暗态差异，为相关理论与新限制方案开发提供支撑。
2025-11-18 cond-mat.mes-hall
Hall of Mirrors Scattering from an Impurity in a Quantum Wire
本文发展了一个散射理论来研究点杂质如何影响量子线的输运。虽然我们的一些新结果专门适用于硬壁线，其他的-例如，二维波导的有效光学定理-更普遍。我们将图像的方法应用到硬壁的指导，明确显示如何从杂质散射影响导线的电导。我们表示的有效截面的限制散射完全在空波导的格林函数，提出了一种方法，其中使用半经典的方法来理解传输性能的光滑的电线。除了预测一些新的现象，我们的方法提供了一个简单的物理图片以前观察到的效果，如电导骤降和约束引起的共振。
2006-02-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electron Transport in Silicon Nanowires: The Role of Acoustic Phonon Confinement and Surface Roughness Scattering
我们研究了电子和声学声子约束对被SiO $_2$包围并被门控的薄方形硅纳米线（SiNWs）的低场电子迁移率的影响。我们采用自洽泊松薛定谔蒙特卡罗求解器，占散射由于声学声子（限制和散装），谷间声子，和Si/SiO $_2$表面粗糙度。所考虑的线具有在3 $\times$ 3 nm $^2$和8 $\times$ 8 nm $^2$之间的横截面。对于较大的导线，正如预期的那样，迁移率对来自栅极的横向场的依赖性是明显的。在低横向场，声子散射占主导地位，从封闭的声学声子散射的结果在约10%的流动性减少相对于体声子近似。随着导线横截面的减小，电子迁移率下降，因为电子-声学声子和电子-表面粗糙度散射率的有害增加掩盖了有益的体积反转和子带调制。对于薄于5 $\times$ 5 nm $^2$的线，表面粗糙度散射占主导地位，而不管施加的横向场，并导致电子迁移率随着SiNW截面的减小而单调减小。
2008-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamic Localization in Quantum Wires
研究了在非均匀含时电场作用下量子线中带电粒子（电子）的动态局域化问题。电子被捕获在深的“动态”量子阱中，这是施加在2D电子气上的电势的特定特征的结果：空间不均匀性的尺度比电子平均自由程（L_1 \bar{l}）小得多，并且频率比τ^{-1}大得多，其中τ是电子自由飞行时间。因此，这个场对带电粒子的作用在某种意义上等同于与时间无关的有效势的作用，也就是说，电子被限制在一系列深的“动态”量子阱中。这种效果的可能后果也进行了讨论，并强调与经典的保罗陷阱的相似性。
2004-07-01 cond-mat.mes-hall
Engineering electron wavefunctions in asymmetrically confined quasi one-dimensional structures
本文介绍了利用非对称限制势在GaAs/AlGaAs异质结构准一维量子线中的电子输运。空间量子化态的能级的变化遵循从强约束到弱约束到二维的开始。初始基态和第一激发态的反交叉被发现作为潜在的不对称性的变化引起两个反交叉事件发生在对称限制的两侧。我们目前的结果分析这种行为，并显示它可以如何受到影响的背景电位的不均匀性。使用增强的源极-漏极电压来改变能级被示出为通过示出与反交叉相关的双行电子的形成而对分析的显著验证。
2021-03-18 cond-mat.mes-hall
Turnstile pumping through an open quantum wire
我们使用一个非马尔可夫广义主方程（GME）来描述通过耦合到半无限准二维导线的有限长度的抛物约束量子线的含时电荷转移。量子线和引线处于垂直的外部磁场中。左引线和右引线的接触取决于时间，并且保持异相以模拟有限尺寸的量子旋转门。的旋转门的驱动周期，外部磁场，字符的接触，和化学势偏置上的旋转门的电荷转移的有效性的影响进行检查，无论是在存在和不存在的磁场。还讨论了耦合强度和磁场强度之间的相互作用。我们观察如何在磁场的存在下产生的边缘状态有助于泵浦电荷。
2010-04-23 cond-mat.mes-hall
Electron spin rotations induced by oscillating Rashba interaction in a quantum wire
介绍了一种新的方法和纳米器件，它允许旋转被限制在栅控静电InSb纳米线量子点中的单电子自旋。所提出的方法不需要施加任何（振荡或静态）外部磁场。我们的建议，而不是采用空间和时间调制的限制电位诱导的电子门，这反过来又导致振荡Rashba型自旋轨道耦合。在这样的可变Rashba场中来回移动电子允许在不使用外部磁场的情况下分别实现围绕两个不同轴的自旋旋转。结果支持现实的三维时间相关的泊松-薛定谔计算系统和材料参数对应的实验访问的结构。
2015-12-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Crystal-phase quantum dots in GaN quantum wires
我们研究了连续波和时间分辨光致发光光谱的性质的激子绑定到I1基面堆垛层错系综的GAN纳米线。这些GaN纳米线，通过热分解自发形成的GAN纳米线系综获得，是锥形的，尖端直径低至6 nm。随着纳米线直径的减小，我们观察到一个强烈的蓝移的跃迁起源于堆垛层错束缚激子的辐射衰减。此外，这种过渡的辐射寿命在纳米线是独立的温度高达60 K和显着长于相应的过渡生长的纳米线。这些研究结果揭示了零维字符的限制激子状态，从而表明，I1堆垛层错在x-ray纳米线作为真正的量子点。
2016-02-17 cond-mat.mes-hall
Fractonic Fractional Quantum Hall Effect
本研究提出通过耦合非周期性放置的量子线构建分形子分数量子霍尔相的通用方法，该相兼具分数量子霍尔物理与分形子约束特性，为二维非晶态分数量子霍尔效应及分形子理论提供了可解析求解的新途径。
2025-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dimensional Crossover of Localisation and Delocalisation in a Quantum Hall Bar
在电子在非关联杂质势中运动的模型下，研究了有限宽无序量子线$L_y$中电子局域化长度的二维到一维交叉.的解析公式的本地化长度推导，描述的功能的宽度$L_y$，电导$g$和垂直磁场$B$的尺寸交叉。在此基础上，重新考虑了高朗道能级下量子霍尔效应的标度分析和量子霍尔线中的离域跃迁。
2003-08-05 cond-mat.mes-hall
Quantum and classical chaos of a two-electron system in a quantum wire
研究了两个无自旋粒子在库仑排斥或吸引相互作用下的经典和量子动力学。这种相互作用导致了经典力学中的不规则动力学，这反映了系统在能级统计中的量子特性（量子混沌的特征）。我们调查特别密切的经典和量子混沌之间的对应关系。目前的经典动力学具有某些标度性质，而量子动力学则没有。然而，我们证明了能级统计意味着即使在量子系统中也存在相应的标度性质。我们引入了一种新的最大李雅普诺夫指数来代替普通的最大李雅普诺夫指数（MLE），它被证明是当前经典系统混沌不规则性的合适度量。结果表明，表征量子系统能级统计的Brody参数的能量依赖性与新的极大似然估计的能量依赖性趋势一致。
2012-09-01 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Spin-orbit interaction in square core-shell nanowires
本文理论研究了方形核壳纳米线中电子的自旋轨道相互作用，发现多边形截面使低能电子在角部积累并形成能隙，低能态类似独立量子线，高能态呈现耦合量子线特征。
2025-06-03 cond-mat.mes-hall
Electronic States of Wires and Slabs of Topological Insulators: Quantum Hall Effects and Edge Transport
我们开发了一个简单的拓扑绝缘体的表面态模型，开发了不同取向的表面上的状态的匹配关系。该模型允许人们为每个表面写出简单的狄拉克哈密顿量，并确定耦合到电子自旋的扰动如何影响它们。然后，我们研究了这种系统的两种具体实现：矩形截面的量子线和磁场中的矩形板。在前一种情况下，由于系统的有限大小，我们发现在零能量处有一个能隙。这可以通过在顶表面和底表面上施加交换场来去除，这导致在侧表面上出现无间隙手性状态。在存在一个磁场，我们研究如何朗道水平状态的表面上垂直的领域加入到侧表面的限制状态。我们表明，在横向表面上的每个方向上传播的状态的数量的不平衡是足以稳定的量化霍尔效应，如果有平衡这些通道之间的电流分布的过程。
2013-12-19 cond-mat.mes-hall
The effect of extreme confinement on the nonlinear-optical response of quantum wires
这项工作的重点是了解嵌入在2-D空间中的1-D量子线的非线性光学响应时，在横向上的量子尺寸效应被最小化，使用一个非常加权的δ函数势。我们的目标是建立理解几何形状对形成量子线网络的量子环的非线性光学响应的影响的基本基础。利用漏量子线的概念，证明了在全禁闭极限下，当包含横向无限能连续态时，服从求和规则。虽然与横向波函数相关的连续态对非线性光学响应没有贡献，但它们对保持求和规则的有效性是必不可少的。这项工作是一个基石，为未来的研究非线性光学增强量子图形（其中包括循环和弯曲的电线）的基础上，他们的几何形状。这些性质在量子限制系统的任何响应函数的量子力学建模中是重要的，包括在至少一个维度上存在限制的任何系统的非线性光学响应，例如在两个维度上提供限制的纳米线。
2011-06-29 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Miraging a Majorana
本文研究了位于椭圆形自由电子围栏焦点上的Majorana模象。马约拉纳模式可以在叠加在二维电子气上的拓扑线的边缘处获得。在低能量下，除了马约拉纳模式之外，线的状态被忽略。的费米模式的隧道进行了比较。在有利的情况下，隧道马约拉纳模式导致增强的海市蜃楼效应和光谱权重主要局限于焦点周围，在隧道的费米模式相比。图像的Majorana字符显示计算自共轭。
2018-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Cavity magnonics with domain walls in insulating ferromagnetic wires
本研究利用腔光力学语言，提出通过几何Berry相位相互作用冷却磁畴壁至量子基态并制备非经典态，同时利用磁子介导长程纠缠以实现通用量子门，为绝缘铁磁材料中的拓扑缺陷量子动力学提供了新方案。
2024-01-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Wires and Waveguides Formed in Graphene by Strain
在石墨烯中限制电子以制造器件已被证明是一项具有挑战性的任务。静电方法由于Klein隧穿而失败，而蚀刻到纳米带中需要极端控制边缘终端，并且自底向上的方法在尺寸上限于几纳米。幸运的是，它的机械灵活性提高了利用应变改变石墨烯特性并创造新型应变电子器件的可能性。在这里，我们报告的纳米线的传输研究所产生的线性形状的应变区，从个人的折叠层转移到六方氮化硼。横跨褶皱的电导测量揭示了库仑阻塞特征，表明这些结构中的受限电荷，它们充当量子点。沿着褶皱，我们观察到横向电阻率测量的尖锐特征，归因于由电阻桥将设备的点电导调制的放大。我们的数据表明，弹道输运沿褶皱高达~1 μ m。使用狄拉克模型，包括应变的计算与测得的束缚态能量和预测谷极化电流的存在是一致的。我们的研究结果表明，石墨烯折叠可以作为应变量子线。
2018-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-selective resonant tunneling induced by Rashba spin-orbit interaction in semiconductor nanowire
我们考虑一个单电子限制在一个量子线中的两个静电诱导量子点附近的门定义的系统。单GHz频率、垂直于量子线的时变电场用于诱导Rashba耦合，并使两个相邻势阱之间的电子的自旋相关共振隧穿具有超过99.5%的保真度。这种效应可用于自旋量子计算机中高保真度全电电子自旋的初始化或读出。与其他自旋初始化方法相比，我们的方法可以在不增加电子能量的情况下精确地实现，我们的模拟得到了真实的自洽含时Poisson-Schroedinger计算的支持。
2021-07-16 cond-mat.mes-hall
Thermal conductance as a probe of the non-local order parameter for a topological superconductor with gauge fluctuations
研究了量子相位滑移对邻近耦合超导体的螺旋量子线的影响。线的有效低能描述是一个最小耦合到动态$\mathbb{Z}_2$规范场的马约拉纳链。因此，这条线模拟了一个物质耦合的规范理论，费米子宇称扮演着规范的整体对称性的角色。量子相位滑移提升了与链末端的未成对马约拉纳边缘模式相关的基态简并，这种变化可以理解为规范理论的受限机制和希格斯机制之间的过渡。我们确定的量子化的热导在过渡作为一个强大的实验功能分离的两个制度。我们通过建立热导与规范理论中约束的Fredenhagen-Marcu弦序参量之间的关系来解释这一结果。我们的工作表明，热输运可以作为涌现或模拟拓扑量子序的非局域序参量的一种度量。
2014-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-lat
Ultralong spin lifetimes in one-dimensional semiconductor nanowires
实验证明了半导体纳米线在一维量子极限下的超长自旋寿命。光学探测不同直径的单线揭示了自旋弛豫时间的数量级的增加，因为电子变得越来越局限，直到只有一个单一的一维子带填充。我们发现所观察到的自旋寿命超过$200\,\textrm{ns}$，导致对主要的自旋弛豫机制的1D电子的鲁棒性，突出了这些线的有前途的潜力，为长距离传输的相干自旋信息。
2019-05-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Direct momentum-resolved observation of one-dimensional confinement of externally doped electrons within a single subnanometre-scale wire
在纳米线的能带工程中，在最终精细尺度上的前沿研究与基于纳米线的器件的最小尺度有关。在亚纳米尺度的基本问题是角分辨光电子能谱（ARPES）是否可以用来直接测量的动量分辨的电子结构的单根导线，因为与组装成一个有序的阵列，这样的测量单根导线的困难。在这里，我们证明了一维（1D）的电子，这是从外部掺杂剂转移，在一个单一的亚纳米尺度线（subnanowires）可以直接测量使用ARPES。使用两种不同的金亚纳米线获得了1D电子约束的令人信服的证据，这些亚纳米线具有在阶梯硅模板Si（553）上交替和自发有序的特征性单个金属带。贵金属原子在室温下吸附到金亚纳米线上，同时保持线的整体结构。只有一种类型的金亚纳米线可以控制使用外部贵金属掺杂剂，而不改变其他类型的金亚纳米线的金属带。这一结果得到了扫描隧道显微镜实验和第一性原理计算的证实。选择性控制清楚地表明，外部掺杂的电子可以被限制在一个单一的金亚纳米线。这一实验证据被用来进一步研究的影响，由外部掺杂剂诱导的单亚纳米线上使用ARPES的无序。
2015-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single-particle and collective excitations in quantum wires made up of vertically stacked quantum dots: Zero magnetic field
本文报道了由InAs/GaAs自组装量子点组成的量子线中基元电子激发的理论研究。在实验装置中涉及的长度尺度（几个纳米）促使我们考虑一个无限的周期性系统的二维限制（InAs）量子点层分离的GaAs间隔。Bloch函数和Hermite函数共同刻画了整个系统。然后，我们利用Bohm-Pines的（全）随机相位近似，以获得一个一般的非局部，动态介电函数。因此，开发的理论框架，然后指定工作在一个（最低的迷你带和）两个子带模型，使我们能够仔细检查的单粒子以及系统的集体响应。我们计算并讨论了本征函数、能带宽度、态密度、费米能、单粒子和集体激发的行为，最后指出了研究与量子输运现象有关的逆介电函数的重要性。值得注意的是，势垒和阱宽度的变化如何使我们能够在所需的能量范围内定制激发光谱。鉴于垂直堆叠量子点相对于平面量子点的优势以及在单电子器件和量子计算中的应用前景，探索此类系统中的电子、光学和输运现象是非常有趣和重要的。
2013-06-17 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation of "upstream" electrons in quantum wires: Failure of the drift diffusion model
自旋输运的经典漂移扩散（DD）模型通过称为"自旋扩散长度“的经验参数来处理自旋弛豫。根据这个模型，由于自旋退相作用，在固体中漂移和扩散的电子的系综平均自旋随距离呈指数衰减。与这种衰变相关的特征长度尺度是自旋扩散长度。DD模型还预测，对于在减速电场中行进的“上游”电子，这个长度与在加速电场中行进的“下游”电子不同。然而，这幅图忽略了受限系统（例如量子线）中的能量量子化，因此未能捕捉到子带结构对自旋弛豫的重要影响。在这里，我们强调这种影响，通过模拟上游自旋输运的多子带量子线，在D 'yakonov-Perel'自旋弛豫的存在下，使用半经典模型，严格的子带结构。我们发现，上游自旋运输有一个复杂的动力学，违背了简单的定义的“自旋扩散长度”。事实上，自旋并不随距离呈指数衰减甚至单调衰减，漂移扩散图无法解释定性行为，更不用说准确预测定量特征了。与自旋输运无关，我们还发现，上游电子经历了“人口反转”作为准一维结构中的态密度的能量依赖性的结果。
2006-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
The quantized Hall conductance of a single atomic wire: A proposal based on synthetic dimensions
本文提出了一种直接测量一维原子气体输运中霍尔电导量子化的方法。我们的方法建立在两个主要成分上：（1）收缩光学势，它产生一个连接到两个水库的介观通道，以及（2）通道的时间周期性调制，专门设计用于沿着额外的合成维度产生运动。这个虚构的维度是由与紧密限制的通道相关联的谐振子模式跨越的，因此，相应的“晶格位置”与系统的能量密切相关。我们分析了这种混合二维系统的量子输运性质，突出了合成维所提供的吸引人的功能。特别是，我们演示了如何充满活力的合成维度的性质，结合准能谱的martally-driven通道，允许直接和明确的观察的量化霍尔效应在两个水库的几何形状。我们的工作说明了如何在最小的一维设置中访问物质的拓扑特性，并具有直接和实际的实验结果。
2019-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Giant magnetochiral anisotropy from quantum confined surface states of topological insulator nanowires
无线电技术依赖于将交变电磁场转换为直流电，这一过程被称为整流。虽然整流器通常基于半导体二极管，但最近发现了能够实现高度可控整流的量子力学非互易输运效应。一种这样的效应是磁手性各向异性（MCA），其中材料或器件的电阻取决于电流的方向和施加的磁场。然而，由于MCA可能的整流的大小通常是非常小的，因为MCA依赖于反转对称性破缺，导致自旋轨道耦合的表现，这是一种相对论效应。在典型的材料中，由于MCA引起的整流系数$γ$通常是$|γ| \lesssim 1$ ${\rm A^{-1} T^{-1}}$，并且迄今为止报道的最大值是碳纳米管中的$|γ| \sim 100$ ${\rm A^{-1} T^{-1}}$和ZrTe $_5$。在这里，为了克服这一限制，我们人为地打破反转对称性通过施加栅极电压薄拓扑绝缘体（TI）纳米线异质结构，并从理论上预测，这种对称性破缺可以导致一个巨大的MCA效应。我们的预测证实通过实验薄体绝缘（Bi $_{1-x}$ Sb $_{x}$）$_2$ Te $_3$ TI纳米线，在其中我们观察到MCA符合理论和$|γ| \sim 100000$ ${\rm A^{-1} T^{-1}}$，最大的MCA整流系数在正常导体。
2022-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Single-particle and collective excitations in quantum wires comprised of vertically stacked quantum dots: Finite magnetic field
本文从理论上研究了由InAs/GaAs自组装量子点组成的准一维电子系统中的磁等离激元激发。在实验中涉及的较小的长度尺度促使我们考虑一个完美的周期性系统的二维限制的InAs量子点层分离的GaAs间隔。随后的系统在x-y平面中受到二维约束（谐波）势和对称规范中的外加磁场（B）。该方案实际上定义了一个由垂直堆叠量子点（VSQD）组成的量子线系统。我们推导和讨论的戴森方程，广义（非局部和动态）介电函数，和逆介电函数调查的单粒子和集体（磁等离子体激元）激发（全）随机相位近似（RPA）的框架内。作为应用，我们研究了禁闭势和磁场对组分本征函数、态密度、费米能、集体激发和逆介电函数的影响.这些发现首次证明了研究量子化磁场作用下的VSQD系统的重要性。鉴于平面量子点的优势以及在单电子器件和量子计算中的应用前景，研究VSQD系统被认为是至关重要的。结果表明，利用磁等离子体量子比特是一个潜在的选择，实现庄严的量子态转移的想法，在量子计算和量子通信网络设计量子门。
2021-01-01 cond-mat.mes-hall
