Spin injection via (110)-grown semiconductor barriers
我们研究了由III-V族半导体化合物生长的（110）取向单势垒异质结中传导电子的隧穿。结果表明，由于这种势垒的低空间对称性，通过势垒的隧穿电流导致电子自旋极化。相反的效果，产生的直接隧穿电流的自旋极化电子，也预测。我们发展的微观理论的影响，并表明，自旋极化出现由于势垒内的Dresselhaus自旋轨道耦合和Rashba自旋轨道耦合在势垒界面的综合作用。
2014-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Accessing long timescales in the relaxation dynamics of spins coupled to a conduction-electron system using absorbing boundary conditions
计算了弱磁场作用下经典自旋与大电导电子系统相互作用的弛豫时间。我们跟踪自旋和导电电子动力学的时间尺度上，这超过了特征电子尺度，这是由逆最近邻跳跃超过五个数量级。这是实现了一种新的建设吸收边界条件，它采用了广义Lindblad主方程的方法耦合的边缘网站的传导电子紧束缚模型的外部浴。标准Lindblad方法吸收边界的失败可追溯到最初由于耦合到浴而产生的人工激励。这可以通过引入Lindblad参数矩阵并通过固定这些矩阵来完美地抑制初始状态伪影以及传播到系统边界的物理激励的反射来治愈。数值结果和讨论的电子结构的通用一维模型。
2020-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Irreversible spin-transfer and magnetization reversal under spin-injection
在自旋电子学的背景下，双自旋通道模型假设自旋载流子由两种不同的粒子群组成：自旋向上的传导电子和自旋向下的传导电子。为了区分顺磁和铁磁贡献的自旋注入，我们描述了四个通道的电流注入：两个自旋人口的导带（$s$或顺磁）和两个自旋人口的更多的相关电子（$d$或铁磁）。在界面处的传导电子的重新分布由沟道之间的弛豫机制来描述。假设$d$多数自旋带被冻结，则$s-d$弛豫本质上涉及少数自旋通道。因此，即使在自旋翻转散射的情况下（即，没有标准自旋累积或巨磁阻），$s-d$弛豫也导致$d$自旋累积效应。导出了两个弛豫过程（$s-d$和自旋翻转）的耦合扩散方程。与铁磁序参量$\vec{M}$的联系是通过假设只有$d$通道对Landau-Lifshitz-Gilbert方程有贡献来实现的。由自旋注入引起的磁化反转的效果被解释由这些弛豫的假设下，导电电子的自旋作为环境的自由度上的磁化。
2004-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Extrinsic Spin-Orbit Coupling and Spin Relaxation in Phosphorene
本文导出了一个描述单层黑磷分子在自旋轨道耦合和外加电场作用下导带的有效哈密顿量。包络函数近似以及对称性参数和Lowdin分区被用来获得非本征自旋轨道耦合。由此产生的自旋分裂出现在四阶微扰项，并被证明是线性的外部电场的大小和原子的自旋轨道耦合的强度，类似于Bychkov-Rashba表达式，但具有面内各向异性。各向异性取决于导带与能量相近和较远的其它带之间的耦合。传导电子的自旋弛豫，然后计算内的Dyakonov-Perel机制，其中动量散射随机化的自旋系综的极化。我们展示了各向异性费米轮廓和各向异性非本征自旋分裂对自旋弛豫时间各向异性的贡献。衬底中的散射中心被认为是具有屏蔽库仑势的带电杂质。
2019-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural and Transport Properties of Thin InAs Layers Grown on InxAl1-xAs Metamorphic Buffers
本研究在InxAl1-xAs变质缓冲层上外延生长了12.5至500 nm厚的薄InAs层，利用高分辨率X射线衍射和范德堡法测量，证实了高晶体质量及室温输运性质，并量化了表面、体和界面的贡献，为超导固态量子器件提供了可扩展方案。
2025-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Heat Conduction and Energy Relaxation in an InAs Nanowire Approaching the Clean One-Dimensional Limit
Lund University（隆德大学）；Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）；Aalto University School of Science（阿尔托大学理学院）；University of Chicago（芝加哥大学）；SUSTech（南方科技大学）
研究InAs纳米线中热传导与能量弛豫，通过一维热传输模型计算出电子-声子热流与温度平方次方成正比，揭示了清洁一维电子气与声子浴耦合的热输运机制。
2026-03-31 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation in sub-monolayer and monolayer InAs structures grown in GaAs matrix
用时间分辨克尔转动谱研究了InAs/GaAs异质结构中的电子自旋动力学。InAs/GaAs异质结构由InAs（1/3 $\sim$ 1单层）嵌入（001）和（311）A GaAs基体组成。亚单层InAs样品的自旋弛豫时间比单层InAs样品的自旋弛豫时间显著增加。我们将自旋弛豫的减慢归因于运动窄化区域中的尺寸约束D \textquoteright{} yakonov-Perel \textquoteright{}机制。电子自旋弛豫时间和有效的g因子在亚单层样品被发现是强烈依赖于光子产生的载流子密度。讨论了D \textquoteright{} yakonov-Perel \textquoteright{}和Bir-Aronov-Pikus机制对自旋退相干的贡献，解释了不同载流子密度下自旋退相干的温度依赖性.
2009-02-03 cond-mat.mes-hall
Electron spin relaxation due to D'yakonov-Perel' and Elliot-Yafet mechanisms in monolayer MoS$_2$: Role of intravalley and intervalley processes
我们研究了单层MoS $_2$中由于D 'yakonov-Perel'和Elliot-Yafet机制引起的电子面内自旋弛豫，包括谷内和谷间过程.我们利用Löwdin分割方法从各向异性的两带哈密顿量出发，考虑导带的内禀自旋轨道耦合，构造了导带的有效哈密顿量.导带的自旋-轨道耦合导致谷内和谷间的D 'yakonov-Perel'自旋弛豫。此外，由于带间自旋混合，还发生了Elliot-Yafet自旋弛豫。我们发现，D 'yakonov-Perel'机制占主导地位的面内自旋弛豫。在这个机制的框架内，intravalley过程中所示的低温下发挥更重要的作用，而在高温下的谷间变得更重要。在这两个温度之间，随着电子密度的增加，面内自旋弛豫的主导过程由谷间弛豫转变为谷内弛豫。此外，我们发现即使在高杂质浓度下，由于自旋轨道耦合中的主导项是各向同性的，这不会导致自旋弛豫以及电子-杂质散射，因此谷内过程也由电子-电子库仑散射主导。这与以前在半导体和石墨烯中的研究非常不同。
2013-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of Dresselhaus spin-orbit coupling on spin dephasing in asymmetric and macroscopically symmetric (110)-grown quantum wells
我们发展了（110）生长量子阱中电子自旋退相的微观理论，其中电子散射时间相当于或超过自旋轨道耦合引起的有效磁场中的自旋进动周期。均匀和波动的Rashba场，它触发沿生长方向排列的电子自旋的退相的结构进行了分析。我们表明，Dresselhaus场，这是始终存在于锌-双金属型量子阱，抑制自旋退相，使导电电子的自旋寿命很长。自旋寿命对电子迁移率的依赖性被发现是非单调的，达到最小值的结构中的散射时间是相当于在有效磁场的自旋进动的周期。
2013-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Progressive suppression of spin relaxation in 2D channels of finite width
我们研究了半导体二维窄条中电子自旋极化的时空动力学，并探索了操纵自旋弛豫的能力。在输运蒙特卡罗模拟程序中加入了传导电子自旋和自旋旋转机制的信息。一个模型问题，涉及线性k分裂的导带，负责的D 'yakonov-Perel'机制的自旋弛豫的锌半导体和异质结构，数值求解产生的自旋极化的衰减的电子系综在二维通道的有限宽度。对于非常宽的通道，获得常规的2D自旋弛豫值。随着沟道宽度的减小，弛豫时间迅速增加几个数量级。令人惊讶的是，2D和准1D行为之间的交叉点被发现是在几十个电子的平均自由程。因此，经典宽通道可以有效地抑制电子自旋弛豫。
1999-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Universal bottleneck for thermal relaxation in disordered metallic films
本文研究了强电子-声子耦合下电流偏置金属薄膜的热弛豫。在垂直于薄膜的方向上的热梯度的预测，与温度相关的热传导确定的空间温度分布。在强声子散射的情况下，热传导主要通过电子系统发生，并且轮廓是抛物线。这种制度导致的噪声温度作为电压偏置的函数的线性依赖性，尽管事实上，所有的尺寸的膜是大的相比，电子-声子弛豫长度。这与传统的由电子-声子散射速率限制的弛豫方案形成鲜明对比。200 nm厚的NbN膜的初步实验研究表明，我们的模型的超导纳米线单光子探测器中使用的材料的相关性。
2019-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanomechanical damping via electron-assisted relaxation of two-level systems
我们报告的耗散和频率噪声测量毫开尔文温度的纳米机械设备覆盖铝。在外加磁场的情况下，金属层从超导态转变为正常态后，观察到明显的过剩阻尼。除了耦合到声子浴的内部隧穿系统的标准模型之外，在这里，我们考虑到传导电子的弛豫以及应力/无应力器件的机械色散定律的性质。有了这些关键成分，一个模型描述了由于与电子和声子的相互作用而导致的结构内部两能级系统的弛豫，该模型具有良好的分离时间尺度。此外，我们在正常状态下测量了过量的1/f型频率噪声，这进一步强调了传导电子的影响。
2023-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of lithographically-induced strain relaxation on the magnetic domain configuration in microfabricated epitaxially grown Fe81Ga19
我们调查的光刻引起的应变弛豫的作用，在微米级的设备制造的磁致伸缩合金Fe 81 Ga 19的外延薄膜。由于光刻图案化引起的应变弛豫引起磁各向异性，该磁各向异性与磁晶和形状引起的各向异性竞争，以在稳定磁通闭合畴图案中起关键作用。我们使用磁成像，微磁计算和线性弹性模型来研究接近蚀刻结构边缘的区域。由于由逆磁致伸缩效应引起的感生磁各向异性，该高应变边缘区域对磁畴配置具有显著影响。我们调查之间的竞争的应变引起的和形状引起的各向异性能量，以及由此产生的稳定的域配置，作为酒吧的宽度减少到纳米级范围。在设计基于高磁致伸缩材料的混合磁电自旋电子器件时，理解这种行为将是重要的。
2017-02-10 cond-mat.mes-hall
Conduction of surface electrons in a topological insulator with spatially random magnetization
利用格林函数方法研究了关联无规交换场作用下拓扑绝缘体表面电子的输运性质。这种交换场可能是由于具有相关波动的随机磁化引起的。我们确定的弛豫时间，由于散射的磁化波动和其他结构缺陷。然后，我们计算纵向电荷电导率考虑到由于顶点校正的贡献。
2019-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic charge's relaxation propelled electricity in two-dimensional magnetic honeycomb lattice
新兴的新概念，如二维磁性材料中的磁荷动力学，可以提供新的机制，在宏观长度的自旋为基础的电输运。在单畴元素的人工自旋冰中，磁荷的弛豫可以通过产生与传导电子自旋耦合的局部磁场的波动来创建用于传导的有效电路径。在第一个演示中，我们表明，在室温下，由于人工磁性蜂窝晶格中的磁荷缺陷亚皮秒弛豫，电导率被推进了一个数量级以上。二维受抑磁体中提出的导电机制的直接证据表明该系统中自旋电子应用的未开发潜力。
2021-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
High mobility back-gated InAs/GaSb double quantum well grown on GaSb substrate
报道了一种生长在GaSb衬底上的背栅InAs/GaSb双量子阱器件。天然衬底的使用允许高材料质量，其中在8 X 1011 cm-2的片电荷密度下电子迁移率超过500，000 cm 2/Vs，并且在电荷中性点（CNP）附近接近100，000 cm 2/Vs。量子阱结构和衬底之间的晶格匹配消除了对厚缓冲层的需要，从而实现了大的背栅电容和与量子阱中的导电沟道的有效耦合。结果表明，在电子和空穴两种状态下，杂化带隙中都观察到了量子霍尔效应。
2014-12-15 cond-mat.mes-hall
Long spin relaxation times in a transition metal atom in direct contact to a metal substrate
长自旋弛豫时间是在数据存储或纳米自旋电子学技术中使用自旋的先决条件。这种系统的原子尺度固态实现是吸附在合适衬底上的过渡金属原子的自旋。对于金属衬底的情况下，这使得直接寻址的自旋通过传导电子，实验测量的寿命报告的日期是在只有几百飞秒的顺序。在这里，我们表明，直接吸附在导电铂基板上的铁原子的自旋状态具有在纳秒制度，这是相当的过渡金属原子从基板上的电子通过薄的去耦层去耦的一个非常长的自旋弛豫时间。长自旋弛豫时间和与传导电子的强耦合的组合意味着使用灵活的耦合方案以处理自旋信息的可能性。
2017-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Polaron relaxation in self-assembled quantum dots: Breakdown of the semi-classical model
在考虑LO-声子-电子相互作用和各种非简谐声子耦合的情况下，计算了自组装量子点导带激发态的寿命。我们发现，极化子弛豫不能准确地描述了一个半经典模型。不同的非谐衰减通道的贡献示出强烈依赖于极化子能量。我们计算了极化子寿命的能量依赖性，并将我们的结果与InAs/GaAs量子点中极化子衰减时间的实验测量结果进行了比较。
2007-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge tuning in [111] grown GaAs droplet quantum dots
我们在GaAs（111）A衬底上用液滴外延法生长了无应变GaAs/AlGaAs量子点（QDs），研究了量子点的电荷调谐。偏置电压的施加允许QD从$-3|e|$到$+2|e|$的受控充电。在T=4K的显微光致发光实验中记录了量子点发射能量和激子精细结构的变化。我们发现除了类s-壳层基态外，还存在激发价态和导电态。我们记录了第二系列的发射线约25 meV以上的带电激子发射来自激发带电激子。对于这些激发带间跃迁的负的大幅度抗磁位移是揭示在纵向磁场。
2014-07-24 cond-mat.mes-hall
Magneto-gyrotropic photogalvanic effect and spin dephasing in (110)-grown GaAs/AlGaAs quantum well structures
报道了在磁场作用下，由自由载流子吸收太赫兹辐射引起的n掺杂GaAs/AlGaAs量子阱结构中的磁旋光电流效应.研究了光电流随辐射极化状态、磁场取向和温度的变化。所发展的MPGE理论很好地描述了所有的实验结果。它表明，结构反转的不对称性可以可控地调谐到零的变化的δ掺杂层的位置。在面内磁场作用下，只在非对称结构中观察到光电流，而在对称掺杂的量子阱中光电流消失。应用时间分辨克尔旋转和偏振发光，我们研究了量子阱中不同激发态的自旋弛豫。我们的数据证实，在对称掺杂量子阱的自旋弛豫时间是最大的，因此，这些结构设置的上限自旋退相GaAs/AlGaAs量子阱。
2009-03-21 cond-mat.mes-hall
Long Spin Relaxation Times in CVD-Grown Nanodiamonds
Hasselt University（哈瑟尔特大学）；Institute for Materials Research (IMO), Hasselt University（哈瑟尔特大学材料研究所）；Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS（捷克科学院有机化学与生物化学研究所）
研究通过改进的CVD生长技术制备出尺寸约60nm的纳米钻石，其自旋纵向弛豫时间达到800μs，最大超过1.8ms，显著优于商用纳米钻石。同时探讨了重氮掺杂壳层的制备及规模化生产问题。
2026-05-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Efficient Electron Spin Relaxation by Chiral Phonons in WSe$_2$ Monolayers
该研究针对过渡金属二硫化物单层中谷内自旋弛豫机制不明的问题，通过稳态与时间分辨光致发光实验结合理论分析，发现WSe₂单层中Γ谷手性声子与自旋-轨道混合可驱动约10ps的高效谷内自旋弛豫，揭示了亮激子向暗激子弛豫的新机制。
2024-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Modulating spin relaxation in nanowires with infrared light at room temperature
自旋电子器件通常依赖于长的自旋弛豫时间和/或长度以获得最佳性能。因此，用外部试剂调节这些量的能力提供了独特的可能性。在大多数技术上重要的半导体中占主导地位的自旋弛豫机制是D 'yakonov-Perel'（DP）机制，如果自旋载流子（电子）被限制在以某些结晶方向生长的量子线或多晶量子线中的单个传导子带，则DP机制消失。在这里，我们报告调制DP自旋弛豫速率（因此自旋弛豫长度）在自组装的50 nm直径的InSb纳米线与红外线在室温下。在黑暗中，几乎所有的电子在纳米线是在最低的传导子带在室温下，导致在DP弛豫几乎完全没有。这允许在磁阻中观察自旋敏感效应。在红外光照下，电子被光激发到更高的子带，DP自旋弛豫机制被恢复，导致自旋弛豫长度减少三倍。因此，在照明下不再观察到自旋敏感效应。这一现象在自旋电子学室温红外光电探测中可能有应用。
2015-07-29 cond-mat.mes-hall
Suppression of the D'yakonov-Perel' spin relaxation mechanism for all spin components in [111] zincblende quantum wells
本文将D 'yakonov-Perel'（DP）方法应用于[111]生长的锌量子阱，计算了二维电子气中电子的自旋寿命.我们占体积和结构反转不对称（Rashba）的影响。我们看到，在一定条件下，自旋分裂消失到一阶k，这有效地抑制了DP自旋弛豫机制的所有自旋组件。我们预测延长自旋寿命的结果，从而提高自旋存储的可能性。我们还研究了[110]生长的量子阱，其中结构反转不对称的影响是增加垂直于阱的分量的自旋弛豫速率。我们推导出的自旋寿命张量和适当的轴的解析表达式，并看到它们依赖于BIA和SIA诱导分裂的相对大小。
2004-07-16 cond-mat.mes-hall
Symmetry and spin dephasing in (110)-grown quantum wells
利用磁场诱导的光电流效应和时间分辨克尔转动研究了In（110）GaAs量子阱的对称性和自旋退相。我们表明，MPGE提供了一个工具，探测（110）生长的量子阱的对称性。光电流只在非对称结构中观察到，而在对称量子阱中则消失。利用克尔旋转证明了在后一种情况下自旋弛豫时间最大，从而确定了GaAs量子阱中自旋退相的上限。我们还表明，结构反转不对称性可以可控地调整到零的变化的δ掺杂层的位置。
2007-12-11 cond-mat.mes-hall
Evidence of reduced surface electron-phonon scattering in the conduction band of Bi_{2}Se_{3} by non-equilibrium ARPES
拓扑绝缘体中Dirac准粒子的性质要求直接研究\emph{surface}上的电子-声子散射。通过比较时间分辨的ARPES测量的TI Bi_{2} Se_{3}与不同的探测深度，我们表明，弛豫动力学的电子温度的导带是在表面比在体慢得多。这一观察结果表明，表面声子在冷却导带中的电子气方面不太有效。
2013-10-16 cond-mat.mes-hall
Giant Spin Relaxation Anisotropy in Zinc-Blende Heterostructures
自旋弛豫面内各向异性的预测的异质结构的基础上的锌-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x它表明，它表现得特别明亮，如果两个自旋弛豫机制（D'yakonov-Perel '和Rashba）的效率相当。结果表明，对于沿[0 0 1]方向生长的量子阱，自旋弛豫速率张量的主轴为[1 1 0]和[1 - 1 0].
2001-07-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Nuclear magnetic resonance probes for the Kondo scenario for the 0.7 feature in semiconductor quantum point contact devices
我们提出了一种基于核弛豫和奈特位移测量的探测器，用于半导体量子点接触（QPC）器件中“0.7特征”的近藤方案。我们表明，在QPC中的束缚电子的存在下，将导致一个更高的核弛豫速率相比，通过交换自旋与传导电子的核弛豫。此外，我们表明，这种核弛豫的温度依赖性是非常非单调的，而不是线性T弛豫与传导电子耦合。我们提出了一个定性分析的额外的松弛由于核自旋扩散（NSD）和研究在何种程度上NSD影响我们的方法的有效性范围。结论是，核弛豫，结合奈特位移测量，可以用来验证是否0.7的功能确实是由于在QPC中的束缚电子的存在。
2008-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Clean quantum point contacts in an InAs quantum well grown on a lattice-mismatched InP substrate
强的自旋-轨道耦合、大的$g$因子和小的有效质量使得InAs成为诱导拓扑超导性的有吸引力的材料平台。导带中的表面费米能级钉扎使得能够实现高度透明的欧姆接触而无需过度掺杂。研究了深阱InAs二维电子气中的静电量子点接触。尽管InAs量子阱和InP衬底之间的晶格失配为3.3%，但我们报告了在零磁场下具有多达8个明显的量化电导平台的清洁QPC。源漏直流偏置光谱揭示了一个谐波约束电位与近$5$ meV的子带间距。我们发现一个多体交换相互作用增强的平面外的$g$因子$|g_{\perp}^*| = 27 \pm 1$，而平面内的$g$因子是各向同性的$|g^*_{x}| = |g^*_{y}| = 12 \pm 2$，接近的散装值InAs。
2022-05-14 cond-mat.mes-hall
Dynamics of spin relaxation in nonequilibrium magnetic nanojunctions
本文结合经典自旋动力学与层级运动方程方法研究非平衡磁纳米结，发现自旋弛豫率随耦合强度呈非单调变化并在中等耦合处出现最大值，同时证明短链耦合半无限导线可精确模拟大型开放系统，并揭示了直流偏压下自旋弛豫的共振特征及其展宽机制。
2024-02-23 cond-mat.mes-hall
Quantum and Classical Magnetoresistance in Ambipolar Topological Insulator Transistors with Gate-tunable Bulk and Surface Conduction
在拓扑绝缘体（TI）中，弱反局域化（WAL）和线性磁电阻（LMR）是两种最常见的磁电阻（MR）现象，它们通常被归因于Dirac拓扑表面态（TSS）。然而，存在模糊性，因为这些现象也可能来自体状态（通常在许多TI中进行显著的传导），并且即使在非TI材料中也可以观察到。在这里，我们展示了背栅双极TI场效应晶体管的（Bi0.04Sb0.96）2Te3薄膜生长的SrTiO 3（111），表现出大的载流子密度可调性（近2个数量级）和金属绝缘体的转变，在散装（允许有效地切断散装传导）。将费米能级从体能带调谐到TSS强烈地增强了WAL（将量子相干通道的数量从一个增加到大约两个峰值）和LMR（将其斜率增加高达10倍）两者。SS增强的LMR伴随着强烈的非线性霍尔效应，这表明电荷不均匀性（以及相关的经典LMR）的重要作用，尽管现有的LMR模型不能捕捉到我们数据的所有方面。我们系统的门和温度相关的磁输运研究提供了更深入的了解MR现象的性质，并揭示了TI相关材料的体和TSS运输之间的差异。
2014-02-19 cond-mat.mes-hall
Band folding, strain, confinement, and surface relaxation effects on the electronic structure of GaAs and GaP: from bulk to nanowires
在本文中，我们将展示如何将两个III-V族系统的电子结构联系起来，一个是直接带隙材料GaAs，另一个是间接带隙材料GaP，从它们的大块到薄纳米线的形状。GaAs和GaP块体和纳米线系统中的锌钛矿和纤锌矿结构的自由应变和受到双轴应变垂直于[111]/[0001]方向进行了研究。我们提供了一个解释的能带结构的纳米线，沿[111]（锌-尖晶石结构）和[0001]（纤锌矿结构）的方向生长，在散装能带结构的相应的二元化合物。该过程揭示了起源的价和传导谷有关，以确定的性质（直接或间接）的带隙和种类（直接和pseudodirect）的价传导过渡。因此，通过仅计算体能带，即使对于非常薄的纳米线，也可以描述纳米线能带的行为。模拟分析了双轴应变对能带结构的影响，为GaP体材料提供了文献中的第一个结果。限制的作用，和表面弛豫，在确定薄纳米线的纳米线的电子结构分别进行了分析，揭示了带隙的性质的变化主要是由于表面弛豫效应，而不是限制。结果表明，带隙从体系统到一维系统的间接/直接变化主要是由于受约束和应变影响不同的体导谷之间的能量竞争。虽然限制的主要作用是打开所有的间隙，但它不一定是直接/间接改变电子间隙性质的主要原因，而不是文献中通常声称的那样。
2018-08-08 cond-mat.mes-hall
Interfacial effects revealed by ultrafast relaxation dynamics in BiFeO$_{3}$/YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7}$ bilayers
用时间分辨泵浦-探测技术研究了在（001）SrTiO $_{3}$衬底上生长的多铁性BiFeO $_{3}$（BFO）和超导性YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7}$（YBCO）双层薄膜异质结构的弛豫动力学随温度的变化，并与相同生长条件下生长的纯YBCO薄膜的弛豫动力学进行了比较.发现YBCO的超导电性保留在异质结构中。我们观察到的异质结构的超导态的YBCO复合动力学的加速，并将其归因于磁化数据中观察到的BFO/YBCO界面处的弱铁磁性的存在。Rothwarf-Taylor模型的扩展被用来拟合BFO/YBCO的超快动力学，该模型模拟了YBCO超导状态下铁磁界面层中增加的准粒子占据。
2016-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin relaxation in quantum dots due to electron exchange with leads
我们计算了横向量子点系统中由于量子点和引线之间的电子交换引起的自旋弛豫速率。利用速率方程，我们发展了一个理论描述的实验观察到的电流的自旋封锁制度的双量子点。单个表达式拟合整个电流分布，并描述传导峰和抑制（“谷”）区的结构。由于自旋轨道和超精细自旋散射机制的自旋封锁测量的内在弛豫率的准确提取，这里计算的外在速率必须考虑。
2008-10-24 cond-mat.mes-hall
Long spin relaxation times in wafer scale epitaxial graphene on SiC(0001)
我们开发了一种简单的，可升级的过程，在SiC（0001）上外延生长的单层石墨烯上制备横向自旋阀器件，并进行非局域自旋输运测量。我们在单层石墨烯中观察到最长的自旋弛豫时间τ_S，而自旋扩散系数D_S与剥离石墨烯的典型结果相比大大降低。τ_S值的增加可能与底物的改变有关，而D_S值较小的原因尚不清楚。
2012-02-14 cond-mat.mes-hall
Characterization of carrier transport properties in strained crystalline Si wall-like structures as a function of scaling into the quasi-quantum regime
我们报告的电子和空穴的传输特性，通过狭窄的收缩结晶硅“壁状”的长通道，由热生长的二氧化硅层包围。重要的是，由于在热生长的SiO2层和Si/SiO2界面中存在固定的氧化物电荷，有效的Si横截面壁宽度比实际的物理宽度窄得多，这是由于从两侧形成耗尽区。这些纳米结构被配置成与衬底区域隔离的金属-半导体-金属器件配置。暗电流，直流光响应，和载波的“飞行时间”响应测量使用锁模飞秒激光，在研究中使用。在最西壁器件中，观察到由于横向收缩和应变而导致的较高载流子迁移率导致电导率的显著增加。应变效应，其中包括轻和重空穴带的反向分裂，以及减少的硅带隙能量的导带有效质量的减少，制定在我们的微观模型解释实验观察到的增强与减少硅壁厚的导带和价带迁移率。阐明了双轴应变抛光深度的作用，发现并解释了小壁厚下饱和空穴迁移率的准量子效应。具体而言，价带和导带迁移率的增强被发现与理论模型的不同方面。
2015-05-23 cond-mat.mes-hall
Electron-electron scattering effect on spin relaxation in multi-valley nanostructures
本文发展了多谷量子阱中电子-电子碰撞对Dyakonov-Perel自旋弛豫影响的理论。结果表明，控制自旋弛豫的电子-电子散射速率不同于单谷系统。该理论被应用到Si/SiGe（001）生长的量子阱中，其中两个谷同时被自由载流子填充。计算并讨论了自旋弛豫速率随温度、电子浓度和谷轨道分裂的变化关系。我们证明了在很宽的温度范围内，电子-电子碰撞可以控制高质量Si/SiGe量子阱中的自旋弛豫。
2009-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Theory of Electron Spin Relaxation in n-Doped Quantum Wells
最近的实验表明，在均匀的n掺杂量子阱的自旋寿命长。激子、局域自旋和传导自旋的自旋动力学对于理解这些系统是重要的。我们通过调用所有自旋物种之间的自旋交换来解释实验行为。通过这样做，我们定量和定性地解释了（110）-GaAs量子阱中惊人的和不寻常的温度依赖性。我们讨论了未来可能的实验，以解决相关的本地化自旋弛豫机制。此外，我们的分析使我们能够提出可能的实验方案，将优化自旋弛豫时间在GaAs和CdTe量子阱。
2010-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
