Circuit Modeling of Tunneling Real-Space Transfer Transistors: Toward Terahertz Frequency Operation
利用考虑隧穿效应的小信号等效电路模型，通过计算器件共源极单位电流增益频率范围，研究了隧穿实空间传输晶体管（TRSTT）在负微分电阻（NDR）区的高频工作特性。我们的电路模型是基于In0.2Ga0.8As和delta掺杂GaAs双沟道结构与各种栅极长度。计算的TRSTT fT与实验数据吻合得很好，限制因素是δ掺杂GaAs层的电阻。通过优化栅尺寸和沟道材料，我们发现在NDR区的fT接近太赫兹范围，这预期TRSTT作为太赫兹源的潜在用途。
2011-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherence of resonant-tunneling transport in terahertz quantum-cascade lasers
我们发展了简单的密度矩阵模型来描述量子级联激光器（QCL）的共振隧穿（RT）输运中相干性的作用。具体地说，我们研究了激光能级与其他能级之间的相干耦合对输运性质和增益谱的影响。在本文的第一部分，我们使用三能级密度矩阵模型，获得有用的解析表达式，电流传输通过注入势垒在QCL。导出了激光阈值处电流-电压特性曲线斜率不连续性的表达式。这个值被证明是一个直接的测量在阈值的粒子数反转，并反驳了以前持有的信念，它是激光能级寿命的比率的指示。在论文的第二部分，我们使用密度矩阵计算共振声子太赫兹QCL设计的增益谱。较低的辐射水平的双峰的大的反交叉反映在一个广泛的增益线宽由于相干RT辅助的人口减少过程。在一定的偏置条件下，增益谱呈现双峰，这得到了实验观测的支持。
2009-10-15 cond-mat.mes-hall
Resonant plasmonic terahertz detection in gated graphene p-i-n field-effect structures enabled by the Zener-Klein tunneling nonlinearity
提出并分析了基于栅控石墨烯p-i-n（GPIN）场效应晶体管（FET）结构的太赫兹（THz）探测器。栅极之间的反向偏置i区起到电子和空穴注入器的作用，由于Zener-Klein隧穿而表现出非线性$I-V$特性。该区域能够实现THz信号整流，这提供了它们的检测。门控区作为电子和空穴库和太赫兹共振等离子体腔。电子和空穴等离子体激元振荡的共振激发导致在接近等离子体频率及其谐波的信号频率处THz检测器响应度的大幅增加。由于与渡越时间效应相关联的i区AC电导频率依赖性的特性，对应于较高等离子体激元模式的激发的频率处的GPIN-FET响应可以比基模更强。GPIN-FET在室温下可以表现出相当高的响应度。降低后者可以导致其进一步增强由于削弱的载流子动量弛豫。
2022-09-11 cond-mat.mes-hall
Strong terahertz emission from superlattices via Zener tunneling
我们发展了一个全面的、简洁的理论来解释超晶格在宽范围的外加电场下的太赫兹（THz）辐射，对于GaAs/Al{0.3}Ga{0.7As超晶格，理论和实验之间表现出很好的一致性.具体来说，我们表明，增加电场增加太赫兹发射低场，然后减少发射的中场由于场致波函数本地化，然后增加发射在高场由于离域和齐纳隧道之间的微带。我们的理论表明，齐纳隧穿共振产生高太赫兹发射强度，并指出超晶格设计的改进。
2007-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Terahertz continuum generation in the LCS lattice
二能级狄拉克系统中的拉比振荡已经被证明可以改变系统的非线性响应的频率内容。特别是，当考虑拉比振荡在量子模型超越半经典玻尔兹曼理论，甚至谐波可能会产生，尽管这些系统的中心对称性质。这种效应随着激发强度的增加而放大。本文将Rabi理论推广到线心正方形光晶格中的三能级Dirac系统。在这种情况下，狄拉克锥在狄拉克点处被一个贯穿布里渊区的平坦带一分为二。由于这个平坦的带的存在，我们预计狄拉克状态之间的耦合显着增强，导致拉比效应和相关的非线性大幅增加，导致连续产生太赫兹辐射。
2019-01-31 cond-mat.mes-hall
Variable-temperature lightwave-driven scanning tunneling microscope with a compact, turn-key terahertz source
本文提出一种基于紧凑商用太赫兹源的变温光波驱动扫描隧道显微镜，在10–300 K和超高真空下实现皮秒级时间分辨与原子级空间分辨成像，降低了技术部署门槛。
2023-11-22 cond-mat.mes-hall physics.ins-det physics.optics
Highly Superlinear Giant Terahertz Photoconductance in GaAs Quantum Point Contacts in the Deep Tunneling Regime
在GaAs量子阱的量子点接触中，观察到中等强度的太赫兹激光辐照在深隧穿区引起的辐射强度的高度超线性光电导。对于归一化暗电导$G_{\rm dark}/ G_0 \approx 10^{-6}$的非常低的值，在电导量子$G_0=2e^2/h$的情况下，光电导与辐射强度成指数比例，使得已经在$ 100 \text{ mW}/\text{cm}^2$处，光电导增加了几乎四个数量级。这种效果被观察到的辐射电场沿源漏方向取向。我们提供了模型的影响，并将其归因于隧道势垒高度的变化由辐射场的本地衍射效应成为可能。我们还表明，回旋共振由于外部磁场表现在光电导完全抑制的光响应。
2021-08-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Probing topological Floquet states in graphene with ultrafast terahertz scanning tunneling microscopy
University of Bremen（不来梅大学）；Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter（马普物质结构与动力学研究所）；Paul Scherrer Institute（保罗谢尔研究所）；University of Fribourg（弗里堡大学）；The Flatiron Institute（_flatiron研究所）；Fritz Haber Institute of the Max Planck Society（马克斯·普朗克学会弗里茨·哈伯研究所）
利用THz-STM探测石墨烯中弗洛quet拓扑态，揭示边态保护与手性特征。
2026-07-20 cond-mat.mes-hall
Terahertz photoconductivity in bilayer graphene transistors: evidence for tunneling at gate-induced junctions
新型材料的光电导性是设计光电探测器、光调制器和光开关的关键特性。尽管大多数新型二维材料的光电导性已经在理论和实验上得到了研究，但对于大多数电子器件所必需的二维pn结来说，情况并非如此。本文研究了具有电诱导pn结的带隙双层石墨烯的亚太赫兹光电导特性。在低温T ~ 20 K范围内，结对电阻、温阻系数和光阻率有很强的正贡献。这些数量从结的贡献超过强烈的体值均匀的沟道掺杂，即使在小的带隙~ 10毫电子伏。我们进一步表明，正结光阻是带间隧穿的标志，而不是带内电子传导。我们的研究结果指出了基于双层石墨烯创建各种带间隧穿器件的可能性，包括陡峭开关晶体管和选择性传感器。
2022-12-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Thermal expansion in photo-assisted tunneling: visible light versus free-space terahertz pulses
本文通过实验对比红光与自由空间太赫兹脉冲照射同一隧道结的热效应，证明红光会引起显著热膨胀，而太赫兹辐射在产生可比光致电流的同时热效应可忽略，从而验证了太赫兹方案在光辅助隧穿测量中的优势。
2023-11-27 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Terahertz spin conductance probes of coherent and incoherent spin tunneling through MgO tunnel junctions
本文利用太赫兹发射光谱测量CoFeB/MgO/Pt结构中MgO层的复值自旋电导，区分了Pt针孔输运、相干隧穿及缺陷态介导的非相干共振隧穿，并发现后者弛豫时间随MgO厚度单调增长至270 fs，与解析模型一致。
2023-06-01 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Modeling bound-to-continuum terahertz quantum cascade lasers: The role of Coulomb interactions
基于系综蒙特卡罗分析，我们表明，库仑相互作用中起主导作用的束缚连续太赫兹量子级联激光器，因此需要仔细建模。库仑相互作用以空间电荷效应和库仑散射事件的形式进入我们的模拟。通过比较一个完整的多子带库仑屏蔽模型，我们表明，简化的方法产生相当大的偏差，这样的结构。电子-电子散射的自旋依赖性也必须充分考虑。此外，我们证明了迭代薛定谔-泊松和载流子输运模拟是必要的，以正确地考虑空间电荷效应。
2011-06-15 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Spectral maximum in the terahertz photoconductance of a quantum point contact
量子点接触的巨太赫兹光电导在光子能量的增加下消失，这是实验发现的（Otteneder等人，Phys. Rev. Applied 10（2018）014015），并通过光子刺激传输的数值计算（O.A. Tkachenko等人，JETP Lett. 108（2018）396）通过隧穿电子吸收光子时的动量守恒和基于微扰理论计算来解释。
2022-08-05 cond-mat.mes-hall
Sequential multi-photon strategy for semiconductor-based terahertz detectors
提出并研究了一种基于半导体的太赫兹探测器策略，该策略采用了一种束缚-束缚-连续体系结构。特别地，采用等距能级的阶梯，其步长被调谐到期望的检测频率并允许顺序的多光子吸收。我们的理论分析表明，所提出的多子带方案可以代表一个有前途的替代传统的量子阱红外探测器在太赫兹光谱区域。
2008-10-02 cond-mat.mes-hall
Terahertz dynamics of electron-vibron coupling in single molecules with tunable electrostatic potential
阐明单个分子水平上的电子和电子振动性质为未来的化学、纳米电子学和量子信息技术提供了关键的见解。单电子隧穿谱用于研究单分子的充放电过程。然而，所获得的信息主要是静态的电子性质，而获得它们的动力学性质是非常间接的。在这里，我们报告的太赫兹（THz）光谱的单富勒烯分子通过使用单分子晶体管（SMT）的几何形状。从时域太赫兹自相关测量，我们已经获得了太赫兹光谱与太赫兹诱导的分子的质心振荡。观察到的峰被精细地分成两个，反映了在单电子隧穿过程中，当分子上的电子数波动1时，分子在金属表面上所经历的范德华势分布的差异。通过在SMT几何结构中使用THz光谱，已经实现了在添加/移除单个电子时对单个分子的电子/振动结构的超高灵敏度。这一新方案为研究亚纳米尺度系统的超快太赫兹动力学提供了新的机会。
2017-12-20 cond-mat.mes-hall
Exact continuum theory of anti-Klein tunneling in bilayer graphene
本文用4分量连续介质理论解析求解双层石墨烯反Klein隧穿条件，揭示其依赖台阶取向与谷自由度，并提出兼具探测与谷极化功能的实验方案。
2023-06-17 cond-mat.mes-hall
Contrasting influence of charged impurities on transport and gain in terahertz quantum cascade lasers
利用非平衡格林函数计算了共振声子太赫兹量子级联激光器的输运和增益特性。杂质散射被证明是负责对比在运输和增益特性的非线性效应。对于典型的掺杂浓度，电流密度被发现是弱敏感的杂质散射强度。与此相反，计算的增益被发现是非常敏感的杂质散射强度。这种差异归因于带电杂质的长程耦合的强动量依赖性。小动量杂质散射被证明是负责共振隧穿过程的非相干制度。这些新的见解杂质散射的关键作用打开了一个新的路线，改善太赫兹量子级联激光器的掺杂分布的工程。
2015-10-29 cond-mat.mes-hall
Terahertz plasmonic resonances in coplanar graphene nanoribbon structures
本文分析了共面石墨烯纳米带（GNR）结构在外加太赫兹信号下的等离激元振荡并计算了其阻抗，发现较低的GNR间电容可激发长GNR的太赫兹共振，该结构可应用于多种太赫兹器件。
2024-03-10 cond-mat.mes-hall
Effect of self-consistent electric field on characteristics of graphene p-i-n tunneling transit-time diodes
我们开发了一个器件模型的p-i-n隧穿渡越时间二极管的基础上，单和多个石墨烯层结构在反向偏置电压工作。石墨烯隧穿渡越时间二极管（GTUNNETT）的模型考虑了电子和空穴的带间隧穿产生及其在器件i截面中的弹道输运的特征，以及与传播的电子和空穴的电荷相关联的自洽电场的影响。使用开发的模型，我们计算的直流电流-电压特性和小信号交流频率依赖导纳的GTUNNETT结构参数的函数，特别是，石墨烯层的数量和周围介质的介电常数。结果表明，在一定的频率范围内，导纳实部可以为负。如所揭示的，如果i截面略短于1微米，则该范围对应于太赫兹频率。由于自洽电场的影响，GTUNNETT导纳在其实部为负的范围内的行为对石墨烯层数与介电常数之间的关系相当敏感。结果表明，优化结构的GTUNNETT可用于高效率的太赫兹振荡器。
2012-08-07 cond-mat.mes-hall
Electric-Field Ionization of Gallium Acceptors in Germanium Induced by Single-cycle Terahertz Pulses
利用太赫兹时域光谱技术研究了单周期太赫兹脉冲激励下锗中镓受体的电场电离。随着激发脉冲峰值电场的增大，以2.0和2.2 THz为中心的受主跃迁引起的明显的吸收减弱，同时吸收出现在较低的频率区域。这些行为清楚地表明，太赫兹脉冲电离中性受体。释放的空穴密度的电场依赖性是很好地再现的模型假设直接场辅助隧道的受体。
2013-04-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Rattling motion of a single atom in a fullerene cage molecule sensed by terahertz spectroscopy
随着内嵌金属富勒烯（EMF）超原子态的发现，由于超原子的超快运动改变了富勒烯笼中的电荷分布，使得超原子的性质变得引人注目。然而，观察富勒烯笼中的超快原子运动是非常具有挑战性的，因为动力学过程发生在太赫兹（THz）频率范围内的皮米区域。在这里，我们报告的太赫兹光谱的单一Ce@C82 EMF分子通过使用单分子晶体管的几何形状。由于振动子辅助隧穿过程，在THz光谱中观察到两个宽的光电流峰，并归因于封装的单个Ce原子的弯曲和拉伸运动。这项工作表明，使用纳米间隙电极的THz光谱可以检测单个原子的运动，为皮米级的超快THz纳米科学打开了大门。
2019-04-19 cond-mat.mes-hall
Effects of excitation frequency on high-order terahertz sideband generation in semiconductors
从理论上研究了激发频率对半导体中强太赫兹（THz）场驱动的高阶太赫兹边带产生（HSG）平台的影响。我们发现边带谱的平台强烈地依赖于近红外激光场和带隙之间的失谐量。我们使用量子轨道理论（三步模型）来理解HSG。在三步模型中，电子-空穴对首先被弱激光激发，然后被强太赫兹场驱动，最后复合发射出具有能量增益的光子。当激光器被调谐到带隙以下（负失谐）时，电子-空穴的产生是一个虚拟的过程，需要量子隧穿发生。当电子-空穴对从太赫兹场获得的能量小于有质动力能的3.2倍时，电子和空穴可以被驱动到同一位置并复合，而不发生量子隧穿，因此HSG具有很大的几率振幅。这导致HSG谱的平台特征，其具有在带隙以上的有质动力能量的约3.2倍处的高频截止。这种平台特征类似于原子中产生高次谐波的情况，其中电子必须克服结合能以逃离原子核。HSG中一个特别有趣的激发条件是激光可以调谐到带隙以上（正失谐），对应于高次谐波产生的原子中的非物理“负”结合能。目前HSG中的电子空穴对是通过实激发产生的，但复合过程可以是实的，也可以是虚的，这取决于从THz场中获得的能量，这决定了HSG中的平台特性。
2013-05-24 cond-mat.mes-hall
Femtosecond tunneling spectroscopy of ultrafast band bending dynamics at the atomic limit
Department of Physics and Astronomy, Michigan State University（密歇根州立大学物理与天文学系）
通过THz-STM研究光激发载流子在原子尺度上的超快运动，揭示了表面缺陷附近电子态能量对齐的动态变化，为理解载流子传输和缺陷过程提供了新方法。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall
Tunnel field-effect transistors for sensitive terahertz detection
将电磁波整流为直流电是能量收集、超5G无线通信、超快科学和观测天文学的关键过程。随着辐射频率提高到亚太赫兹（THz）域，传统电子器件的交流到直流转换变得具有挑战性，需要替代整流协议。在这里，我们通过双层石墨烯（BLG）制成的隧道场效应晶体管来解决这一挑战。利用BLG的电调谐能带结构，我们创建一个横向隧道结，并将其耦合到暴露于太赫兹辐射的天线。然后通过隧道结非线性对入射辐射进行下变频，从而实现高响应度（> 4 kV/W）和低噪声（0.2 pW/ $\sqrt{\mathrm{Hz}}$ }）检测。我们演示了如何切换带内欧姆带间隧穿制度可以提高探测器的响应度的几个数量级，与发达的理论。我们的工作展示了隧道晶体管在THz探测中的潜在应用，并揭示了BLG作为一个有前途的平台。
2021-01-04 cond-mat.mes-hall
Resonant plasmonic terahertz detection in vertical graphene-base hot-electron transistors
我们分析了垂直石墨烯基热电子晶体管（GB-HHT）的动态特性，并考虑使用开发的器件模型作为太赫兹（THz）辐射的探测器。GB-HET模型考虑了从发射极的隧穿电子注入、穿过势垒层的电子传播以及部分捕获到GB中、GB中的电势和空穴密度的自洽振荡（等离子体振荡）、以及量子电容和电子渡越时间效应。使用所提出的器件模型，我们计算的响应度的GB-Hysteresis操作太赫兹探测器作为信号频率的函数，施加的偏置电压，和结构参数。等离子体激元效应的包含导致HET-GBT在显著超过由特征RC时间限制的频率下操作的可能性。据发现，具有足够完美的GB的GB-Hulf的响应度在与等离子体振荡的激发相关联的太赫兹频率范围内表现出尖锐的共振最大值。这些最大值的位置由所施加的偏置电压控制。GB-Hulf可以与其他等离子体太赫兹探测器竞争，甚至超过其他探测器。
2015-09-11 cond-mat.mes-hall
Terahertz frequency spectrum analysis with a nanoscale antiferromagnetic tunnel junction
提出了一种对0.1 ~ 10 THz的低功率信号进行频谱分析的方法。它利用纳米级反铁磁隧道结（ATJ），产生振荡的隧穿各向异性磁阻，其频率取决于倏逝自旋电流的大小。它首先表明，ATJ振荡频率可以随时间线性调谐。然后，它示出的ATJ输出是高度依赖于匹配条件是高度依赖于电介质隧穿势垒的尺寸。频谱分析可以通过使用适当设计的ATJ、低通滤波器和匹配滤波器来执行，ATJ的频率被驱动为随时间线性增加。这种太赫兹频谱分析方法，如果在实验中实现，将允许小型化的电子设备快速分析低功率信号与一个简单的算法。通过仿真和分析理论还发现，对于具有0.09 $μ$ m $^2$足迹的ATJ，可以在仅25 ns内对处于Johnson-Nyquist热噪声基底的信号在0.25 THz带宽上执行频谱分析。
2019-11-30 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Ultrafast electron heating as the dominant driving force of photoinduced terahertz spin currents
本研究通过太赫兹发射光谱学发现，改变激发光子能量对各类磁性系统中太赫兹自旋电流的动力学和振幅影响甚微，证实超快电子加热而非高能光电子是产生TSCs的主导驱动力。
2025-07-01 cond-mat.mes-hall
Resonant plasmonic terahertz detection in graphene split-gate field-effect transistors with lateral p-n junctions
我们评估了基于场效应晶体管（FET）的谐振太赫兹（THz）探测器，所述场效应晶体管（FET）具有分裂栅极、电诱导横向pn结、均匀石墨烯层（GL）或穿孔（在pn结耗尽区）石墨烯层（PGL）沟道。穿孔耗尽区形成纳米结构或纳米带的阵列，从而为空穴和电子创建势垒。GL-FET和PGL-FET检测器的操作与通过沟道的p和n部分中的束缚等离子体激元振荡的激发而增强的横向pn结两端的ac电流的整流相关联。使用开发的器件模型，我们发现GL-FET和PGL-FET探测器的特性。这些探测器可以在接近等离子体共振频率的THz辐射频率处表现出非常高的电压响应度。这些频率可以有效地进行电压调谐。我们表明，在PL-FET探测器的电流整流的主导机制是由于隧穿非线性，而在PGL-FET探测器的电流整流主要是与电子过程。由于PGL-FET检测器中的pn结电导低得多，它们的谐振响应可以比对应于相当高的检测器响应度的GL-FET检测器中显著得多。
2016-04-18 cond-mat.mes-hall
Phonon-assisted tunneling in asymmetric resonant tunneling structures
基于介质连续模型，计算了一般双势垒共振隧穿结构（DBRTS）的声子辅助隧穿电流，包括对称和反对称双势垒共振隧穿结构。结果表明，四种高频界面声子模（特别是在发射极势垒两侧界面处的声子模）主导了PAT过程，使DBRTS的谷电流增大，PVR减小.我们发现，一个不对称的结构可以导致性能的改善。
1998-10-28 cond-mat.mes-hall
An extended density matrix model applied to silicon-based terahertz quantum cascade lasers
硅基太赫兹量子级联激光器（QCL）提供了优于现有III-V族器件的潜在优势。尽管已知相干电子输运效应在QCL中很重要，但在Si基器件设计中从未考虑过它们。我们描述了一个密度矩阵传输模型，该模型被设计成比以前的研究中的那些更一般，并需要较少的先验知识的电子能带结构，允许其使用在半自动化的设计程序。该模型的基础包括所有的状态，在周期间运输，我们的稳态解决方案扩展到超越的行波近似，包括DC和反向传播条款。我们模拟了束缚到连续Ge/SiGe QCL的潜在性能，发现具有4-5 nm厚势垒的器件具有最高的模拟光学增益。我们还研究了Ge和SiGe层之间的相互扩散的影响，我们表明，如果它是考虑到在设计中，相互扩散长度高达1.5 nm不会显着影响模拟器件的性能。
2012-06-01 cond-mat.mes-hall
Quantum time-dependent Monte Carlo simulation of electron devices with 2D linear-band materials: a genuine TeraHertz signature for graphene
线性带二维（2D）材料，如石墨烯的本征电子注入模型，并解释其耦合到最近开发的量子含时Monte Carlo模拟器的电子器件，基于使用随机玻姆条件波函数。该模拟器能够捕获2D电子器件的全部（DC、AC、瞬态和噪声）性能。特别是，我们证明了具有正和负动能的电子的注入是强制性的，当调查高频性能的线性带材料与克莱因隧道，而传统的模型处理空穴（定义为缺乏电子）可能会导致非物理的结果。我们发现，注入的电子的数量是偏置依赖的，这意味着需要一个额外的电荷得到自洽的结果。有趣的是，我们提供了一个成功的比较与实验直流数据。最后，我们预测，一个真正的高频签名，由于大致恒定的电子注入率在2D线性带电子器件（这是在2D抛物线带的缺失）可以用作能带结构测试仪。
2019-03-22 cond-mat.mes-hall
Surface Scattering via Bulk Continuum States in the 3D Topological Insulator Bi$_{2}$Se$_{3}$
我们对三维拓扑绝缘体Bi $_{2}$ Se $_{3}$的表面进行了扫描隧道显微镜和微分隧道电导（$dI/dV$）的测量.快速傅立叶变换应用到$dI/dV$图像显示狄拉克节点附近的电子干涉图案，尽管一般认为，背散射被很好地抑制在体能隙区域。实验结果与理论表面和体能带结构的比较表明，电子干涉是通过狄拉克节点附近的表面态与体连续态之间的散射发生的。
2011-09-29 cond-mat.mes-hall
Electronic structure of unidirectional superlattices in crossed electric and magnetic fields and related terahertz oscillations
本文研究了在电场和磁场交叉作用下的理想单向超晶格中的布洛赫电子，其中磁场取向为“面内”，即平行于样品平面。考虑了电场的两个方向。它示出的磁场抑制子带间隧道的齐纳型，但不改变频率的布洛赫振荡，如果电场是垂直于样品平面和磁场。在平面内施加电场（但垂直于磁场）产生阶梯状电子能谱，对应于磁场可调谐振荡替代布洛赫振荡。
2007-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Shell filling in non-linear magneto-tunneling spectroscopy of vertical quantum dots
我们报道了在单个GaAs垂直量子点中进行的非线性磁隧穿实验。我们表明，在低电压偏置下的导电可以是一个光谱工具的基态和第一激发态的几个电子的点。增加电压，观察到一个大的共振峰，并归因于隧穿更高的激发态的准连续。
1998-10-08 cond-mat.mes-hall
Breakdown of continuum mechanics for nanometer-wavelength rippling of graphene
了解材料的机械行为如何在纳米尺度上偏离宏观上建立的概念，这对石墨烯来说是一个特别重要的关键挑战，因为它的纳米尺度形态和电子特性之间存在复杂的相互作用。在这项工作中，（亚）纳米波长的周期性波动的悬浮石墨烯纳米膜已实现的热应变工程和研究使用扫描隧道显微镜。这使我们能够探索波长与晶格常数相当的晶体膜的波纹。观察到的纳米波纹模式违反了连续介质模型的预测，并证明了石墨烯单层的板理想化的故障。然而，微观模拟的基础上的量子力学描述的化学结合准确地描述了所观察到的波纹模式，并阐明了连续模型击穿的起源。空间分辨的隧道光谱测量表明纳米粒子对石墨烯的局部电子结构产生了重大影响，并揭示了一维电子超晶格的形成。
2012-10-25 cond-mat.mes-hall
Third-order terahertz optical response of graphene in the presence of Rabi Oscillations
石墨烯由于其独特的能带结构而表现出非线性响应。在本文中，我们研究了太赫兹（THz）响应的金属扶手椅型石墨烯纳米带，特别是电流密度和拉比振荡超越半经典玻尔兹曼模型。我们进行了量子数学建模，首先找到一个解决方案，在偶极规范中的单个费米子的未微扰哈密顿量，然后施加极化，太赫兹电场。在根据狄拉克系统的四个本征态写出解之后，我们数值计算了由施加太赫兹电场产生的感应电流密度的$x$和$y$分量。由于在我们的光学响应的计算中包含拉比振荡，我们预测奇次和偶次谐波，以及在太赫兹制度的功率密度谱的连续振荡。最后，我们展示了功率谐波的快速衰减。
2021-07-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Tunneling between bilayer quantum Hall structures in a strong magnetic field
计算了强磁场极限下量子霍尔双层系统中的隧穿电流。我们将双层电子系统模拟为两个通过层间库仑相互作用耦合的维格纳晶体，在连续极限下处理。我们推广了Johansson和Kinaret（JK）模型，并能够研究由于隧穿事件产生的低能异相磁声子模式的影响。我们发现相同的缩放行为的隧道电流峰值与磁场所发现的JK，但能够找到隧道电流缩放行为与层间距离以及。
2004-09-23 cond-mat.mes-hall
Time-dependent treatment of tunneling and Time's Arrow problem
提出了一种新的含时处理从局域态到连续态隧穿的方法。它不使用拉普拉斯变换（格林函数的方法），也可以应用于时间相关的电位。这种方法的结果在简单的表达式描述隧道的动态马尔可夫和非马尔可夫水库的时间间隔$-\infty<t<\infty$。它可以为负时间区的隧穿提供新的前景，阐明量子力学中时间箭头问题的起源。我们还集中在$t=0$的奇异性，这会影响微扰扩展的发展运营商。此外，还研究了周期调制隧穿哈密顿量的连续衰减。利用我们的研究结果，我们延长了田戈登方法周期性驱动的运输，振荡隧穿势垒。
2018-02-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Ultrafast molecular dynamics in terahertz-STM experiments: Theoretical analysis using Anderson-Holstein model
我们分析了单周期太赫兹脉冲诱导电子输运通过局域轨道的超快隧穿实验。我们包括电子-电子和电子-声子相互作用的本地化轨道上使用的Anderson-Holstein模型，并考虑两个可能的填充因子，单占领近藤政权和双占领政权有关最近的实验与并五苯分子。我们的分析是基于变分的非高斯状态，并提供了准确的描述的自由度在非常不同的能量，从高微观能量尺度的近藤温度$T_K$。为了建立新方法的有效性，我们采用这种形式主义研究的安德森模型在近藤制度的耦合声子的情况下。我们证明，它正确地再现模型的关键属性，包括屏蔽的杂质自旋，在费米能量的共振的形成，和线性电导的$2e^2/h$。我们讨论了杂质位上的电子-声子相互作用对近藤共振的抑制。在分析THz STM实验时，我们计算了关键物理量的时间依赖性，包括电流、局域轨道上的电子数和激发声子数。我们发现声子的长寿命振荡在脉冲结束后很长时间内仍然存在。我们比较了相互作用系统的非相互作用的共振能级模型的结果。
2019-04-01 cond-mat.mes-hall
Quantum Behavior of Water Molecules Confined to Nanocavities in Gemstone
当水被限制在纳米腔中时，它的量子力学行为可以通过太赫兹光谱来揭示。我们把水分子在纳米孔的绿柱石晶格和观察丰富的和高度各向异性的一组吸收线在太赫兹光谱范围。可以识别出两条谱带，它们来自笼内孤立的水分子的平移和平动运动;它们对应于液态水和冰中类似的宽谱带。在目前的情况下，定义明确和高度对称的纳米腔，所观察到的精细结构可以解释由宏观隧道内的H2O分子的分子与腔壁的相互作用所造成的六倍的潜力。
2013-10-24 cond-mat.mes-hall
Bloch-oscillations of exciton-polaritons and photons for the generation of an alternating terahertz spin current
从理论上分析了一维微线中激子-极化激元和光子在布洛赫振荡过程中的自旋动力学。线的几何形状诱导的能量分裂之间的纵向和横向电极化的本征模式。我们分析表明，在空间中的布洛赫振荡和赝自旋的进动之间的同步制度可以实现。这种同步导致太赫兹交变自旋电流的形成，该太赫兹交变自旋电流可以通过朝向第二允许的迷你带的朗道-齐纳隧穿从限制区域中提取出来。最后，我们展示了如何自旋信号可以保持尽管的激子极化激元的情况下，在共振和非共振泵浦计划的粒子的寿命。因此，该结构充当能够转换极化并发射自旋极化脉冲的自旋光电子器件。
2011-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Emission of Circularly Polarized Terahertz Wave from Inhomogeneous Intrinsic Josephson Junctions
我们从理论上证明了本征约瑟夫森结（IJJ）在外部热源（如激光）的局部加热下可以发射圆偏振太赫兹（THz）波。我们聚焦于一个台面结构的IJJ，它的几何形状是稍微偏离一个正方形，并发现局部加热使它有可能发射圆偏振太赫兹波。在这种台面结构中，由局部加热引起的临界电流密度的不均匀性激发了电磁腔模TM（1，0）和TM（0，1），它们的偏振彼此正交。这些模式的混合导致圆偏振太赫兹波的产生。我们还表明，圆极化显着的变化与所施加的电压。基于IJs的发射器可以通过局部加热发射圆偏振和连续的THz波，并且将用于各种技术应用。
2017-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Simple model for frequency response of a resonant tunneling diode caused by potential change of quantum well due to electron charge
本文提出一个基于隧穿导纳和电容的简单模型，用于分析电子电荷引起的量子阱势能变化对共振隧穿二极管负微分电导频率依赖性的影响，结果与Feiginov分析一致，并指出需纳入隧穿时间以实现全面分析。
2023-05-27 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Tunneling between two-dimensional electron systems in a high magnetic field: role of interlayer interactions
计算了层间非相干态下双层量子霍尔系统的隧穿电流。为了捕捉强相关效应，我们模型的层作为两个维格纳晶体耦合通过层间库仑相互作用，在连续极限处理。通过推广Johansson和Kinaret（JK）以前的工作，我们能够研究低能异相磁声子模式对隧穿事件期间发生的电子"震荡“的影响。我们发现隧穿电流峰值与JK发现的磁场成比例;然而，我们发现峰值与层间分离成不同的比例，这与Eisenstein \it{et al.}的测量结果一致
2005-02-28 cond-mat.mes-hall
Spin rotation by resonant electric field in few-level quantum dots: Floquet dynamics and tunneling
我们研究了由亚太赫兹（THz）辐射在纳米线中形成的多级有限尺寸量子点中引起的电偶极自旋共振，重点研究了驱动电场振幅的范围，其中拉比自旋振荡和从量子点到连续态的隧穿之间的强烈相互作用可以发生。在这种情况下，由于形成了混合自旋态，隧道效应对自旋演化产生了强烈的影响。因此，隧穿强烈限制了可能的自旋操纵时间。我们证明了自旋动力学对电子隧穿和位置的反作用，从系统能量的角度分析了自旋操纵的效率，结果表明隧穿降低了自旋操纵的效率。电子位置随时间变化的期望值的傅立叶谱显示了自旋轨道耦合对低频分量的强烈影响。这一结果可以应用于自旋纳米器件的操作特性，并将可能的自旋共振频率范围扩展到太赫兹域。
2020-07-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tunneling spectroscopy of graphene nanodevices coupled to large-gap superconductors
我们进行了耦合到铌/氮化三铝超导电极的石墨烯的隧道光谱测量。由于邻近效应，石墨烯的态密度取决于超导体之间的相位差，并在零相位处表现出硬诱导能隙，与Andreev束缚态的连续体一致。在大于超导能隙的能量下，我们观察到了显示库仑阻塞效应的相位相关能级，这被解释为来自伪量子点，推测是嵌入异质结构中并耦合到邻近石墨烯。
2018-09-25 cond-mat.mes-hall
Double injection, resonant-tunneling recombination, and current-voltage characteristics in double-graphene-layer structures
我们评估了与未栅控和栅控双层石墨烯（GL）结构中的层间跃迁相关的复合对电子和空穴注入的影响。利用所提出的模型，我们推导出的空间分布的电子和空穴的费米能量和能隙之间的狄拉克点的GLS，以及它们的依赖于偏置和栅极电压的解析表达式。并计算了其电流-电压特性。该模型是基于自洽电场作用下的电子和空穴输运的流体动力学方程。结果表明，在未掺杂的双GL结构与弱散射的电子和空穴的无序，费米能和能隙几乎是恒定的整个主要部分的GL，虽然它们的值强烈地依赖于电压和复合参数。相反，电子和空穴散射无序导致实质上的非均匀性。共振GL间隧穿使得能够提供N形电流-电压特性，只要GL足够短。电流最大值的宽度远大于隧穿共振的加宽。在具有较长GL的双GL结构中，N形特性转变为Z形特性。所得结果与\cite{1}的实验观察相符，对基于双GL结构的场效应晶体管和太赫兹激光器等器件的设计和优化具有重要的指导意义.
2013-12-18 cond-mat.mes-hall
Measuring anyon dispersion with tunneling probes
Materials Research Laboratory, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院材料研究实验室）；Department of Physics, Harvard University（哈佛大学物理系）；Department of Physics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院物理系）
本文提出通过扫描隧道谱和量子扭转显微术中的隧穿探针测量分数量子霍尔态中任意子的色散，揭示其运动特性。
2026-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Environmental Effects on the Terahertz Surface Plasmons in Epitaxial Graphene
在本文中，我们预测的低频非局域等离子体激元激发的存在下，在真空表面界面的超晶格的$N$石墨烯层与厚的导电基板相互作用。这与允许层间跳跃的石墨不同。导出的色散函数，它结合了石墨烯单层（MLG）的极化函数和半无限电子液体的表面处的电子镜面散射的色散函数。我们发现，这种表面等离子体极化激元是不阻尼的粒子-空穴激发（PHE的）或散装模式和分离以下的连续迷你带散装等离子体模式。对于具有表面等离子体激元频率$ω_s=ω_p/\sqrt{2}$的导电衬底，混合结构的表面等离子体激元频率始终低于$ω_s$。这种模式的强度取决于石墨烯层与导体表面的距离、MLG的价带和导带之间的能带隙，最重要的是，取决于二维（2D）层的数量。此外，对于足够大数量（$N\stackrel{>}{\sim} 7$）的层，混合结构不具有表面等离子体。两种色散关系不同的等离子体激元的存在表明，具有不同群速度的准粒子可以共存于不同的波长范围内，这取决于超晶格中的层数。
2015-08-08 cond-mat.mes-hall
Modified Low-Temperature Scanning Tunneling Microscope for Ultrafast Pump-Probe Spectroscopy
Freie Universität Berlin（柏林自由大学）
该研究通过最小化改动Besocke型低温STM，实现太赫兹脉冲高效耦合，在6 K以下保持原子级分辨率，并成功探测MoS₂中的点缺陷，为超快泵浦-探测光谱提供新方案。
2026-09-22 cond-mat.mes-hall
Coherence and Decoherence in Tunneling between Quantum Dots
耦合量子点是普遍存在的量子双势阱的一个例子。在典型的输运实验中，每个量子点也耦合到连续态。我们的方法考虑到这一点，使用格林函数形式主义来解决整个系统。时间依赖的解决方案，然后探讨在不同的限制情况下。在一般情况下，相干和不相干的行为的组合进行观察。然而，在每个点与宏观世界的耦合相等的情况下，时间演化是纯粹相干的。
2002-06-16 cond-mat.mes-hall
Carrier-envelope phase effects in graphene
我们数值研究了太赫兹脉冲与单层石墨烯的相互作用。我们观察到，电子动量密度的影响的载波包络相位（CEP）的单到几个周期的太赫兹激光脉冲，诱导电子动力学。特别是，我们看到强不对称的电子动量分布的CEP的非零值。我们解释的起源内的绝热脉冲模型找到的条件，以达到最小的绝热带隙之间的价带和导带的不对称性。我们将讨论这些条件和干扰图案，从连续的非绝热过渡在这个最小的差距，影响电子动量密度，以及它们是如何修改的CEP。这为控制狄拉克材料中隧穿机制中的基本含时电子动力学打开了大门。此外，这种控制提出了一种方法来测量太赫兹激光脉冲与凝聚态系统相互作用时的CEP。
2018-04-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Flux-induced Aharonov-Bohm Oscillation in the Tunneling Spectroscopy of Kitaev Spin Liquids
University of Wisconsin–Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
该研究针对Kitaev自旋液体中通量激发与费米子互统计的探测难题，通过理论与数值分析揭示了通量诱导的隧穿谱振荡，为相关统计特征的诊断提供了无需操纵单个任意子的新方法。
2026-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The effect of interface phonons on operating electron states in three-barrier resonant tunneling structure as an active region of quantum cascade detector
利用第一性原理，在有效质量和极化连续模型下，建立了三势垒共振隧穿结构中电子与界面声子相互作用的哈密顿量.利用格林函数方法，计算了量子级联探测器有源区GaAs/Al三势垒纳米结构$_{x}$ Ga $_{1-x}$ As的温度漂移和工作电子态的衰减率。它建立了独立的温度，在电磁场吸收过程中的量子跃迁的能量是一个非线性弱变化的函数的内部屏障相对于外部屏障的结构的位置。
2014-07-09 cond-mat.mes-hall
