Analytical model of nanowire FETs in a partially ballistic or dissipative transport regime
在纳米晶体管中，由漂移扩散模型描述的完全弹道情况和准平衡情况之间的中间输运状态仍然是一个开放的建模问题。已经提出了问题的分析方法，基于引入后向散射系数，或数值方法，包括在蒙特卡洛解的玻尔兹曼输运方程或在量子输运描述中引入耗散。在本文中，我们提出了一个非常简单的分析模型，无缝地覆盖整个范围内的通用准一维场效应晶体管的传输制度，并将其应用到硅纳米线晶体管。该模型基于将通用晶体管描述为串联的弹道纳米线晶体管的链，或者描述为在势垒区中操作的弹道晶体管和漂移扩散晶体管的系列。作为一个额外的结果，我们发现的流动性和平均自由程之间的关系，有深刻的后果，在纳米器件的运输的理解。
2009-10-05 cond-mat.mes-hall
Graphene armchair nanoribbon single-electron transistors: The peculiar influence of end states
我们提出了一个相互作用的石墨烯扶手椅型纳米量子点的微观理论。长程相互作用过程是造成库仑阻塞和自旋-电荷分离的原因。短程的，从底层的蜂窝状晶格的石墨烯，涂抹自旋-电荷分离和诱导之间的交换相关性散装电子-离域的带-和单电子本地化在两端。结果，出现了体自旋不再是守恒量的纠缠端体态。纠缠的特征是在一个完全对称的设置中由于量子禁戒跃迁而发生的负微分电导效应。
2009-10-26 cond-mat.mes-hall
Phonon-assisted Kondo Effect in a Single-Molecule Transistor out of Equilibrium
利用改进的正则变换方案和扩展的运动方程方法，研究了电子-声子相互作用和近藤效应对单分子晶体管非平衡输运的联合影响.在谱函数中充分证实了两种不同非对称形状的Kondo声子卫星，它们分别与电子自旋单态或空穴自旋单态有关。此外，当局域磁场引起中等塞曼分裂时，自旋分辨谱函数中的近藤卫星在主峰一侧消失，而不同自旋分量的情况则相反.所有这些在非线性微分电导中表现出来的奇特特征，都得到了清晰的物理解释。
2006-06-08 cond-mat.mes-hall
Compact Analytical Model of Dual Material Gate Tunneling Field Effect Transistor using Interband Tunneling and Channel Transport
本文建立了长沟道双材料栅（DMG）绝缘体上硅（SOI）隧道场效应晶体管（TFET）的表面电势和漏电流的二维解析模型。该模型考虑了漏极电压、栅金属功函数、氧化层厚度和硅膜厚度等因素的影响，而没有假设沟道完全耗尽。所提出的模型还包括在两个栅极的界面处的电荷积累的效果和隧穿体积随所施加的栅极电压的变化。使用二维数值模拟的模型的准确性进行了测试。与传统TFET相比，所提出的模型预测DMGTFET提供更高的导通状态电流（ION）、更好的导通状态与关断状态电流（ION/IOFF）比和更好的亚阈值斜率（SS）。
2014-05-25 cond-mat.mes-hall
Electrical characterization of fully encapsulated ultra thin black phosphorus-based heterostructures with graphene contacts
半导体少层黑磷具有有限的禁带宽度和高的迁移率，这为该材料在未来的二维电子器件中的应用提供了诱人的前景。在这里，我们展示了第一次完全封装的双（双层）黑磷场效应晶体管在范德华异质结，以排除其稳定性和退化的问题，限制了他们的应用潜力。在我们的器件架构中引入单层石墨烯用于单原子厚的共形源极-漏极电极，使得化学惰性的氮化硼电介质能够紧密密封黑磷表面。这种架构，一般适用于其他敏感的二维晶体，结果在高真空和环境条件下，在稳定的传输特性是无滞后和相同的。值得注意的是，我们的石墨烯电极导致接触不受电子发射的支配，解决了技术相关的双端场效应晶体管几何结构中肖特基势垒限制传输的问题。
2014-12-03 cond-mat.mes-hall
Few Electron Limit of n-type Metal Oxide Semiconductor Single Electron Transistors
本文报道了用互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺制造的n型硅单电子晶体管（SET）的电子输运特性。n-MOSSET采用工业化前的全耗尽绝缘体上硅（FDSOI）技术制造，在200 mm晶圆上硅厚度低至10 nm。通过采用电子束光刻用于有源层和栅极层图案化来获得20 $\times$ 20 nm $^{2}$的标称沟道尺寸。库仑阻塞稳定性图在4.2 K下得到精确解析，并表现出数十meV的大附加能量。采用电流自旋密度泛函理论（CS-DFT）方法模拟了量子点中电子的禁闭。CMOS技术使得能够大规模生产用于最终纳米电子学和基于量子变量的器件的SET。
2012-03-21 cond-mat.mes-hall
Strain determination in the Si channel above a single SiGe island inside a field effect transistor using nanobeam x-ray diffraction
SiGe岛用于在场效应晶体管的Si沟道中引起拉伸应变，以实现更大的介电常数和更高的电流驱动能力。我们报告的X射线衍射实验上的一个单一的完全处理和功能器件的TiN+Al栅极叠层和源极，栅极和漏极接触的地方。Si沟道中的应变场使用聚焦到400 nm直径的X射线束结合有限元模拟来探索。发现在Si沟道中约1%的最大面内拉伸应变，这比现有技术的器件中的无位错拉伸应变Si可实现的高三到四倍。
2010-11-17 cond-mat.mes-hall
Measurement of finite-frequency current statistics in a single-electron transistor
纳米尺度结构中的电子输运受到库仑相互作用的强烈影响，库仑相互作用引起电荷流中的相关性，并在电流的波动中留下清晰的指纹。一个完整的理解的基本物理过程需要测量的电波动的所有时间和频率尺度，但实验迄今为止已被限制在固定的频率范围内的宽带检测电流波动是一个固有的困难的实验过程。在这里，我们证明了在一个单电子晶体管（SET）的电波动可以准确地测量所有相关的频率使用附近的量子点接触片上实时检测的电流脉冲在SET。我们直接测量了频率依赖的电流统计，从而充分表征了SET中的基本隧穿过程。我们的实验为进一步研究量子输运中的相互作用和相干诱导的关联效应铺平了道路。
2012-01-10 cond-mat.mes-hall
Electron spin blockade and singlet-triplet transition in a silicon single electron transistor
我们研究了一个金属氧化物半导体（MOS）结构的硅单电子晶体管（SET），通过施加一个垂直于样品表面的磁场。量子点被静电地限定在点接触通道中并且由来自带负电荷的界面陷阱的势垒限定。激发光谱的磁场依赖性主要由塞曼效应驱动。在双电子单重态-三重态（ST）跃迁中，电子-电子库仑相互作用起着重要作用。库仑阻塞峰随磁场B的演化也是塞曼分裂的结果，在9T以下没有明显的轨道效应。填充图案显示交替的自旋向上-自旋向下序列。的振幅谱允许观察的自旋封锁效应，其中的两个电子系统在低场形成单重态，和自旋极化的注入从铅减少了隧穿电导的一个因素的8。在较高的磁场下，由于ST转变，自旋阻塞效应被解除，电导完全恢复。
2009-04-23 cond-mat.mes-hall
Coulomb gap refrigerator
我们提出了一个非常简单的电子制冷机的基础上的库仑势垒的单电子隧穿。完全正常的单电子晶体管是在栅极位置处偏置的电压$V$，使得隧穿通过结中的一个花费大约$k_BT \ll eV, E_C$的能量，其中$T$是温度，而$E_C$是晶体管充电能量。结中的隧穿以正能量成本冷却连接到其上的两个电极。这种制冷机的立即实际实现利用Andreev镜，其抑制热流同时保持完全电接触。
2013-10-05 cond-mat.mes-hall
Fabrication and Electrical Characterization of Fully CMOS Si Single Electron Devices
我们提出了与CMOS技术和协议制造的硅单电子器件的电气数据。容易调整的设备显示干净的库仑钻石在T = 30 mK和0.01 e的电荷偏移漂移超过八天。此外，该器件表现出稳健的晶体管特性，包括阈值电压在约0.5 V内的均匀性、大于10 GΩ的栅极电阻以及在高达4 MV/cm的电场中对介质击穿的抗扰性。这些结果突出了用于单电子器件制造的完全CMOS工艺在器件性能方面的益处。
2012-06-13 cond-mat.mes-hall
Large-scale characterization of Single-Hole Transistors in 22-nm FDSOI CMOS Technology
本研究采用22-nm FDSOI CMOS工艺实现384个嵌入硅晶体管的p型量子点与片上经典电子器件的深低温单片集成，通过机器学习提取参数明确器件尺寸与量子点性能的关联，为量子-经典电子器件大规模集成提供路径。
2025-07-28 cond-mat.mes-hall
Transport properties of a superconducting single-electron transistor coupled to a nanomechanical oscillator
我们研究了超导单电子晶体管电容耦合到纳米机械振荡器的双约瑟夫森准粒子共振。两个相干的库珀对隧穿事件的存在下，导致显着的反作用效果。测量电流和散粒噪声提供了获得关于振荡器状态的信息的直接方式。除了线性响应制度的分析讨论，我们讨论和比较高阶近似方案和完全数值解的结果。我们发现机械谐振器的冷却是可能的，并且在低耦合下存在驱动和振荡态。最后，我们还讨论了超导单电子晶体管的电荷噪声和电流噪声的频率依赖性。
2009-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting Quantum Interference Single-Electron Transistor
基于库仑阻塞和磁通量可控的超导邻近效应的相互作用，提出了量子化单电子源的概念。我们表明，磁通量依赖性的诱导能隙的状态密度的纳米尺寸的金属线可以被利用作为一个有效的可调的能量势垒，使电荷泵配置具有增强的功能。该控制参数强烈影响具有不可忽略的库仑能量的正常金属岛的充电景观。在一个适当的演变的时间相关的磁通量的结构行为同样的旋转栅门的单电子在一个完全静电的制度。
2016-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetotransport Experiments on Fully Metallic Superconducting Dayem Bridge Field-Effect Transistors
在过去的60年中，传统的固体和电解质门控允许在金属超导体中的表面载流子浓度的相当大的调制，导致调谐它们的导电性和改变它们的临界温度。最近的传统的超导金属纳米结构的门控实验表明，在正常状态下的电阻和临界温度的变化的临界电流的完全抑制。这些结果仍然缺少微观解释。在这篇文章中，我们展示了一套完整的门控实验钛基超导Dayem桥和建议的经典热力学模型，这似乎占我们的几个实验结果。特别是，零偏置电阻和临界电流IC的测量突出了以下几点：与栅极电压的两个极性的IC的抑制，表面性质的效果，临界温度独立于电场和栅极诱导的子间隙耗散组件的增长。此外，约瑟夫森临界电流的温度依赖性似乎显示出从弹道Kulik-Omelychuck行为的Ambegaokar-Baratoff隧道的特性，通过增加电场的过渡。此外，IC抑制在存在相当大的横向到平面磁场的情况下持续。我们提出了一个经典的热力学模型，能够描述一些实验观察的本和以前的作品。最重要的是，该模型抓住了双极电场引起的IC抑制和子间隙耗散分量的出现接近完全抑制的超电流。最后，应用所讨论的效果提出。
2018-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Integrated Circuits Based on Bilayer MoS2 Transistors
二维（2D）材料，如二硫化钼（MoS2），已被证明表现出优异的电学和光学性能。MoS2的半导体性质使其能够克服零带隙石墨烯的缺点，同时仍然分享石墨烯在电子和光电应用中的许多优点。由少层MoS2制成的分立电子和光电元件，如场效应晶体管、传感器和光电探测器，显示出作为传统电子产品中Si的潜在替代品以及在普遍存在的系统和显示应用中有机和非晶Si半导体的潜在替代品的有前途的性能。下一步的重要工作是在MoS2上制造完全集成的多级电路和逻辑构建模块，以展示其用于复杂数字逻辑和高频交流应用的能力。本文展示了一个反相器，一个与非门，一个静态随机存取存储器，和一个五级环形振荡器的直接耦合晶体管逻辑技术的基础上。该电路包括在单层双层MoS2上并排无缝集成的两个至十二个晶体管。由于使用了具有不同功函数的栅极金属，增强型和耗尽型晶体管都得以制造。
2012-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-voltage 2D materials-based printed field-effect transistors for integrated digital and analog electronics on paper
纸是开发灵活和环境可持续的无处不在的电子系统的理想基材，与二维材料相结合，可以在许多物联网应用中使用，从可穿戴电子产品到智能包装。在这里，我们报告的高性能的二硫化钼场效应晶体管在纸上制作的通道阵列的方法，结合了两个大面积技术的优势：化学气相沉积和喷墨印刷。第一个允许预沉积的图案的二硫化钼，第二，印刷的电介质层，接触，和连接，完成晶体管和电路制造。获得的平均离子/IOFF为8 × 10^3（高达5 × 10^4），迁移率为5.5 cm 2 V-1 s-1（高达26 cm 2 V-1 s-1）。全功能的集成电路的数字和模拟构建模块，如逻辑门和电流镜，被证明，突出了这种方法的潜力无处不在的电子纸上。
2020-10-14 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Continuous wave single photon transistor based on a superconducting circuit
我们提出了一种微波频率单光子晶体管，它可以在连续波探测下工作，是一种有效的单微波光子探测器。它可以用一个三能级人工梯型原子与两个微波腔耦合的阻抗匹配系统来实现，两个微波腔连接到输入/输出波导。利用上跃迁的经典驱动，我们找到了一个参数空间，在这个空间中，入射到其中一个腔的单光子控制脉冲可以被完全吸收到杂化的激发态。这随后导致在上流形中的一系列量子跳跃和通过单独的输入/输出端口离开第二腔的光子通量的出现。该方案不需要探测信号的时间变化，因此对应于单光子晶体管的无源版本。所得到的装置对量子位退相过程是鲁棒的，对于大的非谐性具有低的暗计数率，并且可以使用当前技术容易地实现。
2016-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Bipolar thermoelectric superconducting single-electron transistor
本文提出一种热偏置的SIS'IS超导单电子晶体管，通过库仑阻塞和充电效应利用外部栅极调控双极热电效应，实现对塞贝克电压、热电流及功率输出的完全控制。
2023-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum Interference Enhances the Performance of Single-Molecule Transistors
本文通过实验证明，在单分子晶体管中利用锌卟啉与石墨烯电极形成的相消量子干涉，可实现超过10^4的开关比、热电子极限亚阈值摆幅和超过7 kHz的工作频率，表明量子效应可提升而非降低纳米器件性能。
2023-04-17 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Fully screened two-dimensional magnetoplasmons and rotational gravity shallow water waves in a rectangle
研究矩形二维电子系统中完全屏蔽极限下的磁等离激元，解析求解无磁场本征模，并扩展至磁场情形，发现频率随磁场增强趋于零，并与旋转重力浅水波建立类比。
2024-06-07 cond-mat.mes-hall
Ultralow Schottky Barriers in hBN-Encapsulated Monolayer WSe$_2$ Tunnel Field-Effect Transistors
为了探索基于二维半导体沟道（SC）单层的场效应晶体管（FET）在自旋电子学中的应用潜力，两个最重要的问题是确保形成可变的低电阻隧道铁磁接触（FC）和在制造过程中保持SC的本征特性。大的肖特基势垒导致形成高阻接触和方法，采用控制的障碍往往会改变SC的固有特性。这项工作的目的是解决这两个问题，在完全封装的单层WSe $_2$场效应管通过使用双层h-BN作为隧道势垒在FC/SC接口。我们研究了单层WSe $_2$ FET中的电输运，该FET具有面内电流几何形状，在240 K下产生空穴迁移率$\sim$ 38.3 $cm^{2}V^{-1}s^{-1}$，开/关比为10 $^7$的数量级，受接触区域的限制。我们已经实现了超低有效的肖特基势垒（$\sim$ 5.34 meV）与封装的隧穿器件，而不是一个非封装的设备，其中的势垒高度相当高。这些观察提供了对FC/h-BN/SC/h-BN异质结构的电学行为的洞察，并且对势垒高度的这种控制开辟了基于WSe $_2$的自旋电子器件的可能性。
2020-04-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Tunable spin-orbit coupling in two-dimensional InSe
我们证明，自旋轨道耦合（SOC）的强度附近的导带边缘的电子在少层$γ$-InSe薄膜可以在很宽的范围内调谐。这种可调谐性是膜厚度相关的本征和电场诱导的SOC之间的竞争的结果，潜在地，允许电可切换的自旋电子器件。使用混合$\mathbf{k\cdot p}$紧束缚模型，充分参数化的帮助下，密度泛函理论计算，我们量化SOC强度的各种几何形状的InSe基场效应晶体管。理论计算的SOC强度进行了比较与弱的反局域化测量的结果双栅多层InSe膜，解释Dyakonov-Perel自旋弛豫由于SOC，理论和实验之间表现出良好的协议。
2021-06-08 cond-mat.mes-hall
Kondo effect in a Aharonov-Casher interferometer
我们考虑一个模型，描述一个自旋场效应晶体管的基础上的量子纳米线与一个可调的自旋-轨道相互作用嵌入两个铁磁导线与反共线磁化。我们调查了一个政权的共振近藤散射和干扰之间的强烈相互作用与Aharonov-Casher效应。在弱耦合区，我们用Keldysh方法微扰地计算了电荷流。据预测，对于引线的任何自旋极化（包括完全极化的反共线接触的情况），自旋-轨道相互作用的影响都会导致电流不消失。我们分析了Aharonov-Casher相位和自旋极化度对近藤温度的影响。
2019-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Transport Straintronics and Mechanical Aharonov-Bohm Effect in Quasi-metallic SWCNTs
本研究针对准金属单壁碳纳米管，通过模型探究单轴应变对量子输运的调控作用，发现应变可诱导力学阿哈罗诺夫-玻姆效应并实现量子相位调控，为二维材料基量子技术提供新工具。
2024-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
