Sequential tunneling in doped superlattices: Fingerprints of impurity bands and photon-assisted tunneling
本文对弱耦合掺杂超晶格中的电输运进行了理论和实验研究。我们的计算显示出负微分电导率在足够高的电场的所有掺杂。在低掺杂的样品中，杂质带的存在大大改变了电流-电压特性，我们发现了两个不同的电流峰，其相对高度随电子温度而变化。这些发现可以解释在低掺杂样品中观察到的不同峰的电流-电压特性与外部太赫兹辐射。从我们的微观输运模型，我们得到定量协议的实验电流-电压特性，而不使用任何拟合参数。我们的实验数据和理论都表明，绝对负电导在自由电子激光源的宽频率范围内持续存在。
1997-09-17 cond-mat.mes-hall
Photoconductivity in Ac-driven lateral superlattice in the presence of a magnetic field
本文提出了一个二维电子系统在垂直均匀磁场、弱横向超晶格和毫米波辐照下的光电导模型。该模型以非微扰的精确方式包含了微波和朗道的贡献，对周期势作微扰处理。Landau-Floquet态提供了一个方便的基础，相对于该基础，晶格势变得依赖于时间，诱导Landau-Floquet能级之间的跃迁。基于这种形式主义，我们提供了一个Kubo的公式，考虑到振荡Floquet结构的问题。总电导率表现出强烈的振荡，由$ε= ω/ ω_c$确定，其中$ω$为辐射频率，$ω_c$为回旋频率。振荡遵循最小值以$ω/ω_c =j + {1/2} (l-1) + δ$为中心，最大值以$ω/ω_c =j + {1/2} (l-1) - δ$为中心的模式，其中$j=1,2,3.......$、$δ$是恒定相移，$l$是主导多极贡献。随着电子迁移率和微波功率强度的增加，负电导态发展。提出了在$GaAs/AlGa As$异质结构中制备的横向超晶格中，根据几何结构的不同，可以观察到负电导态或负电阻态。
2005-09-27 cond-mat.mes-hall
Magneto-phonon resonance in photoluminescence excitation spectra of magneto-excitons in GaAs/AlGaAs Superlattices
在垂直于样品层的强磁场B作用下，GaAs/AlGaAs超晶格中的基态重空穴磁激子（1 sHH型）的光致发光激发（PLE）谱中，磁激子（ME）激发态的峰强度显著增加.当改变B时，PLE峰的强度被测量为激发ME峰和系统的基态之间的能量分离$ΔE$的函数。已发现的共振轮廓具有最大值在$ΔE_{\rm max}$接近的GaAs LO声子的能量。然而，$ΔE_{\rm max}$的值取决于受激ME态的量子数。所揭示的非常低的量子效率的研究样品，使我们能够归因于所观察到的共振的非辐射磁激子弛豫速率的增强所产生的由于LO-声子发射。所提出的理论模型与实验观测符合得很好，提供了一种从$ΔE_{\rm max}$对激发ME态量子数的依赖关系中提取1 sHH磁激子“面内”色散的方法.
2015-11-03 cond-mat.mes-hall
Filtering electrons by mode coupling in finite semiconductor superlattices
用转移矩阵方法和共振理论研究了电子在半导体超晶格中的传输。电子带通传输的形成归因于这些半导体超晶格中的不同模式与对称晶胞的耦合。在Fabry-Pérot共振条件下，Bloch模和另外两个共振模分别与超晶格及其单胞的性质有关.在隧穿区，由于共享阱的存在，与单胞和超晶格相关的能带自发重叠，并且完全共振的耦合导致了带通隧穿。我们的发现为研究具有更复杂超晶格的电子系统甚至是具有光子晶体的光学系统提供了一种很有前途的方法。
2022-04-26 cond-mat.mes-hall
Magnetic quantum ratchet effect in (Cd,Mn)Te- and CdTe-based quantum well structures with a lateral asymmetric superlattice
本文报道了在垂直于量子阱平面的外加磁场作用下，在具有非对称横向双栅超晶格的（Cd，Mn）Te和CdTe基量子阱结构中观察到的磁量子棘轮效应.由连续太赫兹激光辐射激发的直流电流显示出1/B振荡，其幅度比零磁场下的光电流大得多。我们表明，光电流是由一个空间周期性的面内电位和空间调制的辐射，由于近场效应的光衍射的综合作用。光电流的大小和方向由施加到各个栅极的电压的变化所控制的横向不对称的程度来确定。所观察到的磁振荡与增强的光电流振幅从朗道量子化的结果，（镉，锰）Te在低温下，从交换增强塞曼分裂稀释磁性异质结。在半经典框架下考虑磁量子棘轮效应的理论分析很好地描述了实验结果。
2017-02-09 cond-mat.mes-hall
Kinetics of exciton photoluminescence in type-II semiconductor superlattices
研究了第二类半导体超晶格中粗糙界面处激子的衰减速率。结果表明，间接激子在平面界面复合的可能性本质上影响激子在粗糙界面的光致发光动力学。这是因为激子在平面界面处的复合与粗糙度处的复合之间存在强相关性。得到了发光动力学参数与粗糙界面统计特性之间的关系式。根据实验数据估算了GaAs/AlAs超晶格中粗糙度的平均高度和长度。
2000-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanohelices as superlattices: Bloch oscillations and electric dipole transitions
将纳米螺旋线置于横向电场中会产生具有可调电子性质的超晶格行为。我们从理论上研究这样的系统，并发现布洛赫振荡和负微分电导时，纵向电场（沿纳米螺旋轴）也适用。此外，我们还研究了横向电场诱导的能隙中的偶极跃迁，该能隙可以通过实验获得的外场调谐到赞美的太赫兹频率范围。我们还揭示了一个光电流效应照射到我们的螺旋量子线的圆偏振光。
2016-10-13 cond-mat.mes-hall
Semiconductor Superlattices: A model system for nonlinear transport
半导体超晶格中的电输运由显著的负微分电导率主导。本文详细介绍了超晶格的标准输运理论，即能带传导、Wannier-Stark跳跃和顺序隧穿理论。通过与基于非平衡格林函数的量子输运模型的比较，阐明了它们之间的关系。它演示了如何发生的负微分电导率导致不均匀的电场分布，产生的电流-电压特性或自我维持的电流振荡的特征波形。理论中还包括THz范围内的附加交流电压。结果显示绝对负电导，光子辅助隧穿，增益的可能性，和负隧穿电容。
2001-07-10 cond-mat.mes-hall
Lateral superlattices as voltage-controlled traps for excitons
我们展示了局域化的量子阱激子在一个周期性阵列的线性陷阱使用光致发光实验。激子陷阱是通过施加空间交变的外部电压，通过交叉金属栅极诱导。局域化起源于量子阱平面中量子限制斯塔克效应强度的周期性调制。在我们的实验中，陷阱的深度很容易调整的电压施加到叉指栅极。此外，我们发现，一个垂直的磁场减少激子的扩散长度。在短周期横向超晶格中，我们观察到在强面内电场存在下，磁场诱导的激子稳定化。
1997-05-07 cond-mat.mes-hall
Luminescence anomaly of dipolar valley excitons in homobilayer semiconductor moiré superlattices
在扭曲的同质双层过渡金属二硫属化物中，层内和层间谷激子与在莫尔条纹中空间变化的层配置杂交。基态谷激子被捕获在具有相反电偶极子的两个高对称点处的莫尔超晶胞中，形成最近邻偶极吸引的蜂窝超晶格。我们发现，层配置的空间纹理的结果在莫尔陷阱激子的发光异常，其中微小的位移的相互作用显着增加亮度和改变偏振从圆形到线性。在完全填充时，辐射复合主要发生在激子超晶格的边缘和空位处。这种异常也表现在小星系团的级联发射中，产生了偏振纠缠光子链。层间偏置可以将超晶格转换为仅具有排斥相互作用的单轨道三角晶格，其中发光异常可以用来区分分数填充时的有序状态和畴边界。
2021-04-16 cond-mat.mes-hall
Terahertz ratchet effects in graphene with a lateral superlattice
对太赫兹交变电场激发下石墨烯侧向超晶格的棘轮效应进行了实验和理论研究。沉积在单层石墨烯顶部上的横向超晶格通过具有不同宽度和间距的周期性重复的金属条或通过叉指状梳状双光栅栅（DGG）结构形成。我们表明，棘轮光电流太赫兹辐射激发和敏感的辐射偏振态可以有效地控制通过狄拉克点驱动系统的背栅，以及通过施加不相等的电压的DGG子光栅的横向不对称性变化。棘轮光电流包括塞贝克热棘轮效应以及对驱动电磁力的相应极化敏感的“线性”和“圆形”棘轮效应。考虑到计算的潜在的配置文件和近场作用于石墨烯中的载流子的电子和等离子体棘轮的实验数据进行了分析。我们表明，光电流的产生是基于一个空间周期性的面内电位和空间调制的光，由于近场效应的光衍射的组合作用。
2015-10-27 cond-mat.mes-hall
Multiple Hot-Carrier Collection in Photo-Excited Graphene Moire Superlattices
在传统的光收集装置中，单个光子的吸收仅激发一个电子，这设定了功率转换效率的标准极限，例如肖克利-奎塞尔极限。原则上，每个吸收的光子产生和利用多个载流子可以提高效率并可能克服这个限制。在这里，我们报告了石墨烯-氮化硼莫尔超晶格结构中的多个热载流子收集的观察。利用石墨烯光能斯特效应实现了0.3安培/瓦的创纪录高零偏压光响应率，相当于超过50%的外量子效率，这表明每个吸收光子至少收集5个载流子。我们揭示了这种效应是由于低能Van Hove奇点处Lifshtiz跃迁增强了能斯特系数引起的，这是由于莫尔能带的形成而产生的一种新现象。我们的观察指出了一种基于范德华异质结构的极其有效和灵活的光电子学的新方法。
2016-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Realization of Photonic Charge-2 Dirac Point by Engineering Super-modes in Topological Superlattices
最近在某些凝聚态系统中发现了一种新的非常规四重线性带简并点。与标准的3-D狄拉克单极相反，这些被称为电荷-2狄拉克点的四重点的特征是非零的净拓扑电荷，可以用来深入研究拓扑物理学迄今未知的领域。在这里，我们报告的实验实现的电荷-2狄拉克点故意工程混合拓扑状态称为超模式的1-D光学超晶格系统与两个额外的合成维度。利用直接反射和透射测量，我们表现出的超级模式归因于合成的电荷-2狄拉克点，这是第一次在可见光区实现的存在。我们还展示了实验方法来操纵两个衍生的外尔点，在合成空间中是相同的收费。此外，拓扑末端模式唯一导致的电荷-2狄拉克点可以微妙地控制截断超晶格样品内，为我们打开了一条途径，合理地工程局部领域的强烈增强。
2019-12-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Giant ratchet magneto-photocurrent in graphene lateral superlattices
本文报道了在具有横向双光栅顶栅（DGG）超晶格的石墨烯中观察到的磁量子棘轮效应。我们发现，太赫兹棘轮电流表现出符号交变磁振荡由于Shubnikov-de Haas效应。与零磁场下的棘轮效应相比，这些振荡的幅度大大增强。电流的方向由横向不对称性决定，横向不对称性可以通过改变DGG中的栅极电位来控制。我们还研究了太赫兹电场的取向（线偏振）和辐射螺旋（圆偏振）的棘轮电流的依赖关系。值得注意的是，在后一种情况下，从右到左圆偏振辐射的切换导致光电流方向的反转。我们证明，我们的大部分观察可以很好地拟合的漂移扩散近似的基础上的玻尔兹曼动力学方程的朗道量子化完全编码的振荡的状态密度。
2020-04-09 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Optically Induced Picosecond Lattice Compression in the Dielectric Component of a Strongly Coupled Ferroelectric/Dielectric Superlattice
铁电/介电BaTiO 3/CaTiO 3超晶格的双带隙飞秒光激发导致结构响应，这是组件层之间的强静电耦合的屏蔽的结果。时间分辨的X射线自由电子激光衍射表明，光激发的结构响应包括一个净晶格膨胀的超晶格一致的去极化场屏蔽驱动的光激发载流子。去极化场屏蔽驱动的膨胀与从超晶格外延生长的底部电极发射的光声脉冲分离。超晶格X射线衍射强度的分布表明，去极化场屏蔽引起的应变包括在铁电体BaTiO 3和CaTiO 3中的收缩的光致膨胀。BaTiO 3层的膨胀幅度大于CaTiO 3层的收缩幅度。在BaTiO 3和CaTiO 3组件中的去极化场屏蔽驱动的应变的幅度的差异可以从BaTiO 3/CaTiO 3界面处的氧八面体旋转模式对CaTiO 3的极化的贡献中产生。去极化场屏蔽驱动的极化减少在CaTiO 3层指向一个新的方向，在一个强耦合的铁电/介电超晶格的组成层的极化的操纵。
2022-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temporal Evolution of Self-Assembled Lead Halide Perovskite Nanocrystal Superlattices: Effects on Photoluminescence and Energy Transfer
本文研究了CsPbBr3纳米晶超晶格在真空和空气中的时间演化，发现纳米晶反应性导致的结构变化会产生类似超荧光的低能量发射峰，揭示了在研究集体光电特性时需区分真实协同相互作用与反应性诱导的发射现象。
2020-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Fabrication of nanocrystal superlattice microchannels by soft-lithography for electronic measurements of single crystalline domains
我们报道了一种高通量且易于实现的方法来制造尺寸约为4微米^[2]的超晶格微通道，从而接近典型单晶畴的尺寸。通过微接触印刷，具有微米尺度尺寸的高度有序的超晶格被转移到光刻预图案化的微电极上，获得良好定义的超晶格微通道。我们提出了一步一步的指导方针，微细加工，自组装和图案化存档大量的高达330微通道每个设备的统计意义的调查，在单晶超晶格域的电荷传输。作为概念验证，我们进行导电性和场效应晶体管测量的PbS超晶格的微通道。我们发现，微通道超晶格内的电输运是数量级更有效的比传统的大规模的通道，突出了本文提出的近单晶微通道的优势。
2020-06-19 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Approaching the absorption limit with monolayer semiconductor superlattices
本文通过将WS₂单层人工堆叠为超晶格，比较三种间隔层策略，将峰值吸收率从单层16%提升至四层超晶格36%透射对比度，证明单层超晶格是增强光-物质耦合和纳米光子器件的有效平台。
2024-02-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
UV Photosensing Characteristics of Nanowire-Based GaN/AlN Superlattices
我们已经表征了单个GAN纳米线的光电探测能力，将20个周期的AlN/GAN：Ge轴向异质结封装在AlN壳中。透射电子显微镜证实周围的异质结构的额外的GAN壳的情况下。在没有表面导电沟道的情况下，异质结构的引入导致暗电流的降低和光敏性的增加。不同的单纳米线的暗电流的大小的一个显着的分散体是由于纳米线与位移纳米盘的聚结，减少了异质结构的有效长度。在电流路径中较大数量的有源纳米盘和AlN势垒导致较低的暗电流和较高的光敏性，并且提高了纳米线对照明强度变化的灵敏度（提高的线性度）。此外，我们观察到的光电流的持久性，这是由于整个结构的电阻的变化，特别是GAN茎和帽部分。因此，时间响应与暗电流无关。
2017-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrahigh-performance superlattice mid-infrared nBn photodetectors at high operating temperatures
提出基于InAs_{1-x}Sb_x三元合金的中波红外nBn光电探测器设计，仿真表明其可限制电场、降低暗电流并保持高量子效率与响应度。
2023-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Insights into optical absorption and dark currents of the 6.1Å Type-II superlattice absorbers for MWIR and SWIR applications
本文采用8带k.p建模分析InAs/GaSb及含AlSb层的M超晶格，揭示其能带、偏振吸收、量子效率与暗电流机制，为MWIR/SWIR XBp探测器设计提供预测依据。
2024-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anderson photon-phonon co-localization in certain random superlattices
量子物理学中的基本概念和技术应用，从引力波的探测到受激布里渊散射的产生，都依赖于光学和机械自由度之间的相互作用。设计这种相互作用的一个关键参数是两个场之间的空间重叠，在仔细设计的谐振器中根据具体情况进行优化。无序是将光和声音限制在纳米级的另一种策略。然而，由于潜在干扰过程的固有复杂性，它缺乏保证高度共定位的\textit{a priori}机制。在这里，我们提出了一种方法来解决这一挑战，通过使用GaAs/AlAs垂直分布布拉格反射器与嵌入的几何无序。由于在这两种材料中控制光和运动传播的物理参数的显著一致性，对于相同波长的激发，生长方向上的纵向声波和垂直入射光的方程实际上是等效的。这保证了光子和声子之间的空间重叠，导致真空光机械耦合率$g_{0}$的统计学显著增强，并使该系统成为探索高频（$\sim$ 20 GHz）声子的安德森局域化的有希望的候选者。
2018-06-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Remote gate control of topological transitions in moiré superlattices via cavity vacuum fields
本文提出利用腔真空场的非局域性，通过门控一个莫尔超晶格远程驱动同一腔中另一个莫尔超晶格的拓扑能带反转，为材料性质调控提供了新范式。
2023-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrostatic Superlattices beyond 1:1 Stoichiometry
Iowa State University（爱荷华州立大学）；Ames National Laboratory（艾姆斯国家实验室）；National Synchrotron Light Source II, Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室，国家同步光源二号）
该研究利用聚合物接枝纳米颗粒的电荷失配，组装出含A₃等新型超晶格，其可实现可逆负热膨胀，且大颗粒利于制备高质量开放超晶格，适用于光子应用。
2026-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Van Der Waals Heteroepitaxy of GaSe and InSe, Quantum Wells and Superlattices
半导体异质结构中的带隙工程和量子限制提供了在宽光谱范围内微调材料对电磁场和光的响应的手段。尽管如此，在晶格失配的衬底上形成半导体异质结构几十年来一直是一个挑战，导致器件集成的限制和在重要波长带中缺乏有效器件。在这里，我们表明，范德华外延的二维（2D）的GaSe和InSe异质结发生在基板上具有显著不同的晶格参数，即硅和蓝宝石。GaSe/InSe异质结被应用于量子阱和超晶格的生长，表现出与带间跃迁相关的光致发光和吸收。此外，我们展示了自供电的光电探测器的基础上，这种异质结构的硅，工作在可见光-近红外波长范围。在晶圆级制造，这些结果铺平了道路，在当前的硅技术的基础上，这些分层的2D材料的光电子集成。
2022-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
