Theory of photoexcited and thermionic emission across a two-dimensional graphene-semiconductor Schottky junction
本文研究了二维石墨烯-半导体肖特基结中的光生载流子输运。我们研究了激发能远低于半导体带隙的单色光的线性响应。该操作机制依赖于在连续照明和零偏压下从石墨烯到二维半导体的光电和电子发射。由于石墨烯中低能载流子的热化瓶颈，光电贡献被发现在近红外激发频率及以下占主导地位的光响应。延长的热化时间提供了一个有趣的机会，以促进绕过热化阶段的层间光生载流子传输。结果，总光响应度随着激发波长而快速增加，使得石墨烯-半导体结对于在电信频率下的光检测有吸引力。
2018-05-30 cond-mat.mes-hall
Thermal rectification effects of multiple semiconductor quantum dot junctions
基于多能级Anderson模型，从理论上研究了半导体量子点在非线性响应区的热电效应。利用Keldysh格林函数方法计算了连续隧穿过程中的电荷流和热流。结果表明，在多量子点结系统中可以观察到热整流效应，而量子点的隧穿率、尺寸起伏和位置分布对整流效率有显著影响。
2010-04-18 cond-mat.mes-hall
Double refraction and spin splitter in a normal-hexagonal semiconductor junction
与光在光学边界处的折射类似，弹道电子在穿过半导体结传播时也经历折射。在传统的光学材料中建立负折射率是困难的，但在电子系统中实现负折射在概念上是简单的，这在最近的实验中已经在石墨烯pn结中得到了验证。本文提出了一种利用正六边形半导体结实现电流双折射和双聚焦的模型。双折射可以是正的或负的，这取决于结是n-n型还是p-n型。基于谷相关的负折射，在pn结系统中设计了自旋分裂器（谷分裂器），使自旋向上和自旋向下的电子分别聚焦在不同的区域。这些发现对于电子系统中双透镜的工程设计和自旋电子学中自旋分裂器的应用具有重要意义。
2017-11-17 cond-mat.mes-hall
Photoinduced current in molecular conduction junctions with semiconductor contacts
我们提出了一种新的方法，通过分子结，它绕过了几个障碍，实验实现光学操纵的纳米电子学在以前的文献中指出的运输的相干控制。该方法是基于应用本征半导体接触和低于半导体带隙的光频率。它依赖于一个简单而通用的概念，即通过电磁场驱动分子桥的偶极对分子能级进行可控的光子复制。我们预测了诱导隧穿的相干破坏效应，扩展了隧穿相干破坏的某些效应。我们的研究结果说明了半导体接触的光电流相干控制的潜力。
2012-09-26 cond-mat.mes-hall
Hybrid superconductor-semiconductor nanowire junctions as useful platforms to study Majorana bound states
一维拓扑超导的最有前途的平台之一是基于具有强自旋轨道耦合（SOC）的半导体纳米线，其中s波超导性由邻近效应诱导，并且外部塞曼场驱动系统进入拓扑超导相，其中Majorana束缚态（MBS）在线的末端。在过去的几年里，这个想法导致了大量的重要实验中的混合超导体半导体系统，其中的主要签名是一个紧急的零偏置峰（ZBP）的微分电导塞曼场的增加。本论文的重点是研究的半导体纳米线与Rashba SOC的混合超导半导体结。我们强调的重要性，采用混合超导半导体纳米线结对明确检测MBSbeyond零偏置异常。
2017-03-22 cond-mat.mes-hall
Conductance of a Semiconductor-Superconductor junction in high magnetic field
研究了高磁场中二维超导体（S）器件的电导$G$：计算了$G(ν)$。当二维电子气中的回旋直径大于二维电子气-S表面的宽度时，由于准粒子在表面的Aharonov-Bohm型干涉，$G(ν)$成为非单调函数。在结的某些参数下，电导随$ν$振荡。
2001-02-11 cond-mat.mes-hall
Ideal Graphene/Silicon Schottky Junction Diodes
对半导体器件的正确理解始于金属-半导体界面。金属/半导体界面本身也可以是一个重要的器件，因为肖特基结通常在半导体中的掺杂较低时形成。在这里，我们扩展了金属硅肖特基结的分析，通过使用石墨烯，一个原子级薄的半金属。我们表明，需要一个全新的传输模型来描述石墨烯-硅肖特基结。虽然电流-电压行为遵循著名的理想二极管行为，但二极管特性的细节最好由Landauer输运形式主义表征，这表明石墨烯的注入速率最终决定了这种新肖特基结的输运特性。
2014-05-15 cond-mat.mes-hall
Spiral Exchange Coupling in Trilayer Magnetic Junction Mediated by Diluted-Magnetic-Semiconductor Thin Film
我们重新讨论了由稀磁半导体薄膜介导的三层磁性结的非共线交换耦合。通过数值方法，我们在参数空间中广泛地研究了铁磁层之间的螺旋角。与以前的研究相比，我们发现自旋弛豫的重要作用，这往往有利于螺旋交换振荡Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida相互作用。最后，我们讨论了这两种磁相互作用的物理起源。
2006-07-07 cond-mat.mes-hall
Current-induced spin polarization in nonmagnetic semiconductor junctions
通过载流子散射过程，可以产生流过半导体结的电流的自发自旋极化，该过程与载流子自旋无关。电流诱导自旋极化所需的两个要素是（1）结中存在内置空间变化的电场和（2）依赖于能量的载流子散射过程。这种效应不需要自旋-轨道相互作用，因此它应该发生在像硅这样缺乏显著自旋-轨道相互作用的材料中。GaAs结中含时非线性自旋输运的近似解析表达式和详细的数值模拟结果表明，最近在该系统中观察到的电流诱导自旋极化[Y.卡托河C. Myers，A. C. Gossard和D. D. Awschalom，Phys. Rev. Lett. 93，176601（2004）]可以通过这种效应来解释。
2006-07-14 cond-mat.mes-hall
Theory of thermionic emission from a two-dimensional conductor and its application to a graphene-semiconductor Schottky junction
为三维半导体开发的电子发射标准理论不适用于二维材料，即使是进行定性预测，因为平面外准粒子速度消失。由于准粒子寿命的有限性和离面动量的巨大不确定性，揭示了二维导体中载流子离面运动的根本原因。将该理论应用于石墨烯和体半导体之间的肖特基结，以推导出肖特基常数，与传统的理查森常数相比，该常数由石墨烯中的肖特基势垒高度和费米能级决定。
2018-05-02 cond-mat.mes-hall
Disorder Suppression in Topological Semiconductor-Superconductor Junctions
University of Maryland（马里兰大学）；Joint Quantum Institute（联合量子研究所）
在一个近似的大块超导体中的无序可以散射一个假定的拓扑超导体中的准粒子，并最终破坏拓扑超导态。本文用散射方法和随机矩阵计算方法估计了拓扑约瑟夫森结中无序散射时间。我们发现，从超导体的体的无序散射率，即使在强耦合的限制，抑制在半导体和超导体之间的费米动量的比例。这种无序散射的抑制伴随着在这种半导体/超导体界面处的近乎完美的Andreev反射，这可以用作这种干净的邻近效应的签名。我们还发现，这些结果可以理解的散射的半经典估计。我们讨论在其他系统中的限制，如半导体纳米线的无序散射抑制根据类似的经典估计。
2022-07-11 cond-mat.mes-hall
Mapping the Topological Phase Diagram of Multiband Semiconductors with Supercurrents
我们表明，约瑟夫森结的多带半导体与强自旋轨道耦合进行临界超导$I_c$，其中包含有关系统的非平凡拓扑结构的信息。特别是，我们发现，在结中的Majorana束缚态的出现和湮灭反映在强的奇偶效应在$I_c$在小的结透明度。该效应允许$I_c$与结的拓扑相图之间的映射，从而提供其拓扑的直流测量。
2014-04-21 cond-mat.mes-hall
Engineering tunnel junctions on ballistic semiconductor nanowires
纳米线器件的典型测量依赖于端到端测量来揭示介观现象，例如量子化电导或库仑阻塞。然而，创建纳米级隧道结允许人们直接测量其他属性，如态密度或电子能量分布函数。在本文中，我们演示了如何实现均匀的隧道结的InSb纳米线，其中低侵入保存纳米线中的弹道输运。隧道结的效用是通过使用超导隧道探针，揭示非平衡性质的InSb纳米线的开放量子点制度的测量证明。在InSb纳米线上制造高质量隧道结的方法适用于其他III-V族纳米线，并允许新的工具来表征局域态密度。
2019-04-30 cond-mat.mes-hall
Supercurrent Interference in Semiconductor Nanowire Josephson Junctions
半导体-超导体混合系统为承载不成对的马约拉纳费米子实现容错拓扑量子计算提供了一个很有前途的平台。在这项研究中，我们采用Keldysh非平衡格林函数形式主义的模型在正常超导结的量子输运。在紧束缚近似下，采用Bogolubov-de Gennes哈密顿量描述的三维离散晶格模型对III-V族半导体纳米线约瑟夫森结（InAs/Nb）进行了分析，计算了Andreev束缚态谱和电流-相位关系.最近的实验[Zuo等人，物理修订版信函119，187704（2017）]和[Gharavi等人，arXiv：1405.7455v2（2014）]揭示了这些器件中的临界电流振荡，并且我们的模拟证实这些是纳米线中横向子带的干涉效应。我们在相干散射模型中加入无序，研究无序对临界电流振荡的影响，以期对实验有一个全面的了解。无序结中的振荡对随机无序势的特定实现和栅极电压高度敏感。因此，宏观电流测量为我们提供了关于结的微观轮廓的信息。最后，我们研究退相的通道，包括弹性相位破碎的相互作用。由此获得的振荡与实验数据定性一致，这表明相断裂过程在III-V族半导体纳米线约瑟夫森结中的重要作用。
2019-10-14 cond-mat.mes-hall
All-electrical measurement of spin injection in a magnetic $p$-$n$ junction diode
制备了磁性$p$ - $n$结二极管，用于研究自旋极化电子输运。半导体中自旋极化电子的注入是通过驱动电流从铁磁注入器（Fe）经由肖特基接触进入体半导体（$n$ -GaAs）来实现的。对于检测，使用稀磁半导体（$p$ -GaMnAs）层。只有当在$p$ - $n$结上施加高正向偏压时，才观察到明显的磁阻。
2006-08-21 cond-mat.mes-hall
Microwave Andreev bound state spectroscopy in a semiconductor-based Planar Josephson junction
New York University（纽约大学）；University at Buffalo, State University of New York（纽约州立大学布法罗分校）
本研究通过将半导体平面约瑟夫森结耦合至超导谐振器并采用色散读出技术，揭示了 Andreev 束缚态的强耦合、高透明度及非单调演化特性，为探测混合平台拓扑态提供了潜在应用。
2024-08-16 cond-mat.mes-hall
Three-terminal semiconductor junction thermoelectric devices: improving performance
提出了一种基于$p$ - $i$ - $n$半导体结的三端子热电器件，其中本征区安装在通常为玻色子的热端子上。值得注意的是，该设备的品质因数还取决于参与运输过程的{ \em玻色子}的能量分布，除了电子的。当相关分布较窄且电子-玻色子耦合较强（例如对于光学声子）时，可以获得增强的品质因数。我们研究的条件下，三端结的品质因数可以大于通常的热电器件由相同的材料制成。提出了一种基于Bi $_2$ Te $_3$ /Si超晶格的高品质因数的可能结构。
2013-07-24 cond-mat.mes-hall
Pinning-induced pn junction formation in low-bandgap two-dimensional semiconducting systems
提出了一种在二维半导体系统（如石墨烯）中金属-半导体接触附近形成$pn$结的模型。当能带弯曲导致结费米能级和狄拉克能级之间的交叉时，载流子类型切换发生在金属-半导体结附近的区域中。一个偏置依赖的耗尽区发生由于载流子密度的最小化，这是作为一个额外的寄生电阻器件。$pn$结电阻是由它在传输长度结构中的实现来证明的。
2015-09-01 cond-mat.mes-hall
Graphene-Semiconductor Contact
介绍了石墨烯-半导体结的系统处理。石墨烯费米能级的有限态密度导致石墨烯-半导体界面的奇异电子性质。通常，由于石墨烯的内部势，肖特基-莫特极限和势垒高度的总和规则被违反。通过合并半导体-半导体和金属-半导体结的主要特性，石墨烯-半导体接触可以被认为是前所未有的\emph{semimetal-semiconductor junction}的原型。广义界面方程揭示了石墨烯中载流子密度与结特性的耦合。它将被证明是众所周知的效果，可调势垒高度直接关系到结电容。此外，图像力效应的存在下的势垒可调谐性的相对影响进行了研究。详细讨论了获得结的内建电势、势垒高度和电容的实验方法。通过对实验数据的分析，揭示了石墨烯-硅样品界面处强反型层的形成。
2020-04-26 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Carrier transport in reverse-biased graphene/semiconductor Schottky junctions
反向偏置的石墨烯（Gr）/半导体肖特基二极管表现出更高的气体传感灵敏度。然而，跨结的载流子输运尚未完全理解。在这里，Gr/SiC，Gr/GaAs和Gr/Si肖特基结在反向偏压下的温度依赖的电流-电压测量进行了研究。随着反向偏压的增加，势垒高度的减少，观察到所有的结，这表明电场增强的电子发射。对反向电流的场依赖性的进一步分析表明，虽然Gr/SiC肖特基结中的载流子输运遵循Poole-Frenkel机制，但Gr/Si和Gr/GaAs结中的载流子输运偏离了Poole-Frankel机制和肖特基机制，特别是在低温和低场下。
2015-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron space charge effect on spin injection into semiconductors
本文研究了铁磁-绝缘体/半导体/绝缘体-铁磁（F1-I-S-I-F2）结中的自旋极化输运。我们发现自旋电流强烈地依赖于半导体中的自旋组态、掺杂和空间电荷分布。当铁磁-半导体界面电阻与半导体界面电阻相当时，考虑非平衡输运过程中的空间电荷效应，适当的掺杂可以大大提高该结的磁电阻比。
2003-04-04 cond-mat.mes-hall
Coherent spin valve phenomena and electrical spin injection in ferromagnetic/semiconductor/ferromagnetic junctions
在弹道输运的Landauer框架下，对铁磁/半导体/铁磁结中的相干量子输运进行了理论研究.我们表明，量子相干性可以有意想不到的影响自旋注入和一些直观的自旋电子学的概念，建立在半经典物理不再适用：量子自旋阀（QSV）的效果发生，即使在没有净自旋极化电流流过的设备，不像在经典制度。相反的效应也会出现，即对于非零自旋电流，自旋阀信号为零。我们介绍了新的标准，用于分析量子和经典自旋输运现象和它们之间的关系。系统地研究了界面自旋相关电子传输、界面肖特基势垒、Rashba自旋轨道耦合和温度对QSV行为的影响。虽然QSV的签名被发现是敏感的温度，有趣的是，它的逆不是。我们认为，QSV现象可以有重要的意义，在量子自旋电子学实验与自旋阀几何形状的自旋注入的解释。
2002-10-18 cond-mat.mes-hall
Calculation of electron transport in branched semiconductor nanostructures using quantum network model
分支半导体纳米结构中的电子输运为创造全新的器件提供了许多可能性。我们使用量子网络模型解决了它的计算问题。该方案由三个计算部分组成：网络结点的S矩阵、由结点S矩阵表示的网络S矩阵、由S矩阵表示的网络电流。为了计算网络结点的S矩阵，我们提出了一个清晰的积分微分形式的散射边界条件。作为替代，我们还考虑Dirichlet到Neumann和Neumann-to-Dirichlet映射方法。为了根据网络结点的S矩阵计算网络的S矩阵，我们得到了一个网络合并公式。我们发现电流通过网络中的兰道$-$ Büttiker形式主义的框架。在任何地方的计算，我们使用扩展的散射矩阵，它允许正确地考虑到结之间的隧道效应的贡献。我们通过基于二维电子气的纳米结构建模来证明所提出的计算方案。为此目的，我们提供了一个模型的网络形成的光滑路口与一个，两个和三个相邻的分支。我们计算这样一个网络的电性能（以GaAs为例），由四个结形成，取决于温度。
2021-11-01 cond-mat.mes-hall
Thermosize potential in semiconductors
热尺寸结由相同材料制成的两个不同尺寸的结构组成。经典热尺寸效应和量子热尺寸效应（CTSE和QTSE）是两种相反的效应，它们在热尺寸结中产生热尺寸势。本文提出了一种半解析方法，通过同时考虑半导体热尺寸结的CTSE和QTSE，计算了大范围简并度和约束条件下的热尺寸势。考察了热尺寸势对温度、尺寸和简并度的依赖性。结果表明，作为CTSE和QTSE的综合效应，可以诱导毫伏级的电势差。在非简并极限下得到最高势，并得到完全解析解。该模型可用于设计半导体热尺寸器件的CTSE和QTSE的可能的实验验证，这可能会导致新的纳米能量转换器件。
2017-05-16 cond-mat.mes-hall
Self-consistent model of spin accumulation magnetoresistance in ferromagnet-insulator-semiconductor tunnel junctions
在实验中，由于偏置电流从极化铁磁体隧穿而导致的顺磁半导体中的自旋积累表现为小的附加自旋相关电阻。我们描述了一个严格的模型，将电化学势分裂，自旋相关的注入电流，和施加的电压，可以用来模拟这个所谓的“3 T”信号作为温度，掺杂，铁磁体体自旋极化，隧道势垒功能和传导非线性，和结电压偏置的函数之间的必要的自洽性。
2014-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Intrinsic spin-valley locking for conducting electrons in metal-semiconductor-metal lateral hetero-structures of $1H$-transition-metal dichalcogenides
原子层状材料的横向异质结构改变了原始晶体的电子性质，并提供了生产有用的单层材料的可能性。我们揭示了$1H$ -过渡金属二硫属化物的金属-半导体-金属横向异质结固有地具有具有自旋谷锁定的电子传导通道，例如，栅电极我们从理论上研究了横向异质结的电子结构和输运性质，并表明异质结通过半导体过渡金属二硫族化物中的$K$和$K'$谷产生导电通道，并由于谷依赖的电荷转移效应限制了每个谷中导电电子的自旋。此外，理论研究表明，WSe异质结$_2$实现了谷自旋锁定电子的高传输概率，即使在一个长的半导体区。异质结还提供有用的电子输运性质，阶梯状I-V特性。
2022-03-02 cond-mat.mes-hall
Photodetectors based on junctions of Two-Dimensional Transition metal dichalcogenides
过渡金属二硫属化合物（TMDCs）因其新颖的性质和巨大的应用前景而受到人们的广泛关注。TMDCs薄片不仅具有从可见光到近红外的光吸收，而且可以像其他二维（2D）材料一样堆叠在一起而不考虑晶格失配。随着对TMDCs本征特性的研究，基于TMDCs的结在光电探测方面的应用越来越重要。这些结已经显示出许多令人兴奋的可能性，可以充分结合TMDC，其他2D材料，传统和有机半导体的优点。早期的研究极大地丰富了TMDC在光电探测中的应用。本文综述了近年来基于TMDC结的光电探测器的研究进展，并分析了这些光电探测器的性能。基于TMDC的同质结可以通过表面化学掺杂、元素掺杂和静电门控来制备。TMDC/二维材料、TMDC/常规半导体和TMDC/有机半导体之间的异质结也值得关注。比较了不同结的优缺点，并对基于TMDC的结的发展进行了展望。
2017-02-08 cond-mat.mes-hall
Beyond Point-like Defects in Bulk Semiconductors: Junction Spectroscopy Techniques for Perovskite Solar Cells and 2D Materials
Ruđer Bošković Institute（鲁德·博什科维奇研究所）
本文综述了结光谱技术在钙钛矿太阳能电池和二维材料中的应用，探讨其原理、能力和局限性，推动新一代半导体材料发展。
2026-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Molecular electronics at Metal / Semiconductor Junctions Si inversion by Sub-nm Molecular Films
在反向和低正向偏压下，n-Si-烷基单层膜/Hg结的电子输运与烷基链长（从18个碳到1个或2个碳）无关。这一结果和最近的进一步结果表明，电子输运是少数，而不是多数载流子主导的，发生通过生成和重组，而不是（早先假设的）电子发射，因此是相当不敏感的接口性能。（m）ethyl结果表明，将有机分子直接结合到半导体上提供了半导体/金属界面控制选项，否则无法获得。
2009-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
The role of the Fermi level pinning in gate tunable graphene-semiconductor junctions
依赖于常规结构的基于石墨烯的晶体管由于石墨烯中不存在能隙而不能适当地切换。为了克服该限制，提出了一种阻障器器件，其操作基于借助于顶栅对石墨烯-半导体（GS）肖特基势垒的调制，并且展示了高达$10^5$的开-关电流比。如此大的数量可能是由于实现了几乎没有界面捕获电荷的超清洁界面。然而，它确实是技术相关的，知道界面捕获的电荷可能对势垒电阻器的电性能的影响。我们已经开发了一个基于物理的模型的栅极可调GS异质结构中的非理想，如费米能级钉扎（FLP）和“偏压依赖的势垒降低效应”已被考虑。利用该模型，我们已经取得了全面的研究的barrister的预期数字性能。
2016-09-05 cond-mat.mes-hall
Controlled-Z gate for transmon qubits coupled by semiconductor junctions
我们分析了两个量子位通过外延半导体结的耦合。特别是，我们考虑三种配置，包括对transmons或gatemons，以及gatemon一样的两个量子位形成的外延四端结。这三种配置通过向半导体结附近的金属栅极施加电压来提供量子位之间的相互作用的电控制，并且可以用于自然地实现受控Z栅极（CZ）。我们计算了这种CZ门的保真度和定时。我们证明了在没有退相干的情况下，CZ门可以在$50\ {\rm ns}$下进行，门误差低于$10^{-4}$。
2018-01-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Doubled Full Shot Noise in Quantum Coherent Superconductor - Semiconductor Junctions
我们进行了低温散粒噪声测量超导体（TiN）-强无序正常金属（重掺杂Si）弱透明结。我们表明，电导有一个最大值，由于在低能量的相干多次反射和散粒噪声，然后是泊松噪声的两倍（S= 4 eI）。由于大的准粒子贡献，散粒噪声变为正常值（S= 2 eI）。
2003-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of charge transport in ferromagnetic semiconductor/s-wave superconductor junction
研究了铁磁半导体/绝缘体/s波超导体结中的隧穿电导，其中铁磁半导体中考虑了Rashba自旋轨道相互作用（RSOI）和交换场。我们发现，归一化电导在零电压有一个最大值作为RSOI高透明界面和有限的交换场的函数。这是因为Andreev反射概率在交换场的存在下表现出对RSOI的非单调依赖性。另一方面，对于中间透明界面，在零电压下的归一化电导在零交换场或小交换场下随着RSOI的增加具有凹入形状，但在大交换场下随着RSOI的增加而单调增加。
2009-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Engineering the thermopower in semiconductor-molecule junctions: towards high thermoelectric efficiency at the nanoscale
我们提出了一种可能的路线，以实现高的热电效率的分子结结合使用半导体电极的分子电子状态的局部化学调谐。前者允许控制相对于费米能量的HOMO传输共振的位置，而后者实现了双重目的：抑制类电子对热电势的贡献和切断HOMO传输尾部进入半导体带隙。因此，可以获得大的热功率。我们的研究结果强烈表明，在这样的分子结的优点大的数字可以实现。
2009-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Into the Origin of Electrical Conductivity for the Metal-Semiconductor Junction at the Atomic Level
基于金属-半导体（M-S）结的器件通常用于各种电子器件中。它们的电性能由相对于所使用的半导体的金属相性质限定。在这里，我们做了一个深入调查的起源M-S结在原子尺度上通过研究的性质AuIn 2纳米电极形成在InP（001）表面上的原位电学测量结合详细的调查原子分辨结构的支持下，其局部电学性质的第一性原理计算。我们发现，同一金属相相对于半导体结构的不同晶向通过金属费米能级的细微变化和影响界面处带边的移动，强烈地影响M-S结的整流特性。这最终改变了欧姆型和肖特基型之间的导电性状态。在设计基于M-S结的电子器件时，必须考虑晶体取向的影响。
2021-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Diffusion models for atomic scale electron currents in semiconductor, p-n junction
虽然半导体电子是现代世界的核心，现在使用5 nm或更小的单原子工艺，但似乎在这些尺度上缺少实际电子电流的模型-这可能有助于更有意识地设计未来的电子产品。本文提出了这样的实用方法，允许模拟近似的电子流在半导体，非线性欧姆定律在pn结，并希望更复杂系统，例如，建立晶体管。它假设原子之间的电子跳跃使用基于最大熵随机游走的扩散-根据（Jaynes）最大熵原理选择，这种方式导致与量子模型相同的稳态概率密度。由于半导体的非均匀晶格中的类安德森局域化，电子被囚禁在内位阱中，例如需要超过用于电导的势垒。
2021-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Overcoming contact resistance at metal-2D semiconductor interfaces: atomically clean MoS2/Au ohmic junctions
University of Lodz（罗兹大学）；HUN-REN Centre for Energy Research（匈牙利研究与教育网络能源研究中心）
通过超高真空下剥离的MoS2/Au结实验证明，本征界面是高度导电的欧姆接触，接触电阻高源于界面污染，并提出了力辅助层压恢复欧姆接触的方法。
2026-05-26 cond-mat.mes-hall
Magnetoresistance oscillations in vertical junctions of 2D antiferromagnetic semiconductor CrPS$_4$
本研究在二维反铁磁半导体CrPS$_4$垂直结中首次发现绝缘系统中的磁阻振荡，归因于自旋倾斜态及带隙内缺陷态的自旋选择性层间跳跃，揭示了范德华磁体的独特量子输运行为。
2024-11-19 cond-mat.mes-hall
Ballistic spin currents in mesoscopic metal/In(Ga)As/metal junctions
研究了自旋轨道相互作用下二维介观金属/半导体/金属双结中的弹道自旋输运。结果表明，\emph{real}纵向和/或横向自旋电流可以在Rashba和Dresselhaus项的存在下流动。
2004-07-14 cond-mat.mes-hall
Graphene Schottky diodes: an experimental review of the rectifying graphene/semiconductor heterojunction
在过去的十年中，石墨烯因其独特的优异性能而成为研究最多的材料之一。由于其二维性质，物理和化学性质以及易于操作，石墨烯为下一代电子和传感设备提供了与现有半导体技术集成的可能性。在这种情况下，石墨烯/半导体界面的理解是非常重要的，因为它可以构成一个多功能的独立设备以及更先进的电子系统的构建块。自2004年石墨烯引起科学界的注意以来，器件研究一直集中在更复杂的石墨烯晶体管上，而石墨烯/半导体结尽管重要，但直到最近才开始成为系统研究的主题。因此，对该设备的物理特性和潜力的透彻理解仍然缺失。过去几年的研究表明，石墨烯可以与3D或2D半导体材料形成结，这些半导体材料具有整流特性并表现为优异的肖特基二极管。这些器件的主要创新之处在于肖特基势垒高度可调，这一特性使石墨烯/半导体结成为研究界面输运机制以及在光探测、高速通信、太阳能电池、化学和生物传感等方面应用的重要平台。本文综述了石墨烯/半导体结的研究现状，对模型的尝试和最有前途的应用。
2015-10-14 cond-mat.mes-hall
Designing semiconductor-electrochemical junctions for bioinspired energy transduction
Lewis-Sigler Institute for Integrative Genomics, Princeton University（普林斯顿大学刘易斯-西格勒整合基因组学研究所）
本文提出了一种基于半导体-电解质接合部的生物启发式电子分裂系统，用于高效能量转换。
2026-01-14 cond-mat.mes-hall physics.bio-ph
Van der Waals metal-semiconductor junction: weak Fermi level pinning enables effective tuning of Schottky barrier
二维（2D）半导体在（光）电子应用中显示出巨大的前景。然而，它们的发展受到金属-半导体结（MSJ）处的大肖特基势垒（SB）的限制，由于强费米能级钉扎（FLP）效应，难以通过使用常规金属进行调谐。在这里，我们表明，这个问题可以通过使用2D金属来克服，2D金属通过范德华（vdW）相互作用与2D半导体结合。这一成功依赖于一个弱的FLP在vdW MSJ，这是由于金属诱导的间隙状态的抑制。因此，SB变得可调，并且可以通过适当的2D金属（例如H-NbS 2）消失。这项工作不仅为异质结的基本性质提供了新的见解，而且还揭示了2D金属在器件应用中的巨大潜力。
2016-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Schottky barriers, emission regimes and contact resistances in 2H-1T' MoS$_2$ lateral metal-semiconductor junctions from first-principles
采用非平衡格林函数方法研究了场效应晶体管中二维沟道接触的2 H-1 T ' MoS $_2$横向金属-半导体（M-S）结的有限偏压输运性质.结果表明：（a）尽管线偶极子和平面偶极子的静电特性不同，但在二维和三维M-S结中，肖特基势垒高度对掺杂和外加偏压的响应是相似的;（b）2 H-1 T ' MoS $_2$横向结不受费米能级钉扎的影响;（c）扶手椅型界面具有比平面型更好的接触特性。Z字形界面，（d）与$p$沟道的1 T '接触将呈现相对于$n$沟道降低4-10倍的接触电阻，以及（e）与中间掺杂的$n$（$p$）沟道的接触在场（电子）发射状态下操作。我们还提供了一个改进的程序，以实验确定在2D材料结的发射制度。
2020-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Proximity effect in planar Superconductor/Semiconductor junction
我们测量了氮化钛（超导体，Tc = 4.6K）/高掺杂硅（半导体）SIN结（绝缘层代表肖特基势垒）的超低温（低至30 mK）亚带电阻。随着温度的降低，如预期的那样，SIN结的电阻增加。在300 mK附近，电阻出现最大值，温度越低，电阻越小.这种观察到的行为是由于硅中的无序（“无反射隧穿”）导致的朝向界面的相干背散射。在低温（T<300 mK）下的电阻的电压依赖性（零偏置异常）中也观察到这种效应。的整体电阻行为（在其温度和电压依赖性）进行比较，现有的理论和值的损伤率，势垒电阻和有效的载流子温度被提取。
1999-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Sn/InAs Josephson junctions on selective area grown nanowires with in-situ shadowed superconductor evaporation
超导体-半导体纳米线混合结构可用于制造用于量子信息处理的器件。虽然选择性区域生长（SAG）提供了以任意几何形状生长半导体纳米线的灵活性，但是超导体的原位蒸发确保了原始的超导体-半导体界面，从而在半导体纳米线中产生强的诱导超导性。在这项工作中，我们蒸发的超导锡岛上的InAs SAG纳米线，通过使用高纵横比预制的SiOx电介质壁的原位遮蔽。我们的技术允许完全定制这种混合纳米结构的每个物理参数，同时在不破坏真空的情况下进行纳米线和超导体生长。使用这种技术，我们生长了超级（S）-正常（N）-超级（S）（SNS），NS和SNSNS连接。我们进行了低温电子输运测量，揭示了在平面SAG纳米线上制造的阴影结中存在栅极和场可调超电流。我们进一步测量了混合纳米结构中的超导能隙和临界场，以及SNSNS结中从2 e到1 e周期性的交叉，作为这些混合纳米结构的可用性的证明。
2023-03-08 cond-mat.mes-hall
Transparent Semiconductor-Superconductor Interface and Induced Gap in an Epitaxial Heterostructure Josephson Junction
测量多Andreev反射（MAR）在约瑟夫森结制成的InAs异质结与外延铝被用来量化的高度透明的超导体-超导体界面，表明近单位传输。所观察到的MAR的温度依赖性并不遵循传统的BCS形式，而是与量子阱中的态密度获得有效诱导能隙的模型一致，在我们的情况下为180 μeV，接近于外延超导体的能隙。MAR的载流子密度依赖性进行了研究，使用耗尽门，揭示了半导体量子阱的子带结构，与在同一晶片上进行的裸InAs的磁输运实验一致。
2016-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermoelectric properties of semiconductor nanowire networks
为了研究半导体纳米线（NW）网络的热电（TE）特性，我们提出了一种理论方法，将TE网络映射到双端口网络上。与传统的单端口（即，电阻器）网络模型，我们的模型允许大规模的计算显示收敛的TE品质因数，$ZT$，随着越来越多的结。利用该模型，对Bi $_2$ Te $_3$分支纳米线（BNW）和Cayley树纳米线（CTNW）网络进行了数值模拟.我们发现，声子散射在网络的交界处起着主导作用，在增强网络$ZT$。具体而言，无序BNW和CTNW表现出一个数量级更高的ZT增强相比，其有序的同行。在CTNW中形成优先TE路径使得网络有效地表现为BNW对应物。我们提供了一个单一的T-结的实验可测TE参数上铰链模拟大规模的纳米线网络的形式主义。
2015-12-04 cond-mat.mes-hall
Critical current oscillation by magnetic field in semiconductor nanowire Josephson junction
从理论上研究了具有强自旋轨道相互作用的半导体纳米线约瑟夫森结的临界电流。临界电流在外加磁场作用下振荡。我们揭示了在存在自旋轨道相互作用的情况下，临界电流的振荡依赖于磁场的方向。我们使用紧束缚模型对纳米线进行了数值模拟。Andreev能级被计算为两个超导体之间的相位差$φ$的函数。在短结的情况下，直流约瑟夫森电流从Andreev水平评估。自旋-轨道相互作用产生有效磁场。当外场与有效场平行时，临界电流振荡并伴随着$0$ - $π$类跃迁.当外场与有效场之间的夹角越大时，振荡周期越长。
2014-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum charge sensing using a semiconductor device based on $δ$-layer tunnel junctions
本文提出并验证了一种基于APAM制备的半导体高掺杂$δ$-层隧道结的纳米电荷传感器，利用电流变化检测近结电荷，在低电荷浓度下显著优于传统FET传感器，并将其归因于强导带量子化。
2025-05-14 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Large Second-Order Josephson Effect in Planar Superconductor-Semiconductor Junctions
本研究针对平面超导体-半导体约瑟夫森结，通过三类实验证实其存在异常大的二阶约瑟夫森sin(2φ)项，拟合分析表明该项符号为负，其微观起源仍待探究。
2023-11-19 cond-mat.mes-hall
Andreev scattering and conductance enhancement in mesoscopic semiconductor-superconductor junctions
研究半导体-超导体混合结构中介观效应的一个固有困难是在界面处经常形成大的肖特基势垒。在改善超导体与半导体异质结构的二维电子气（2DEG）之间的接触方面已经投入了大量的技术努力，并且近年来这对于例如GaAs-Al、GaAs-In和InAs-Nb结已经成为可能。这一发展促使定量的理论模型的样品特定的传输特性。我们的工作的目的是模拟弹道2DEG-S接口的正常区域中的QPC的导电性能，并考虑到由于弱肖特基势垒和/或非匹配的费米特性的半导体和超导体的散射。
1999-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Very Strong Superconducting Proximity Effects in PbS Semiconductor Nanowires
我们报道了利用PbS半导体纳米线和Pb0.5In0.5超导电极制备强耦合纳米混合超导结。在0.3 K时，最大超导电流可达15 μA，这是迄今为止在超导体-纳米线超导结中观察到的最高值。微波诱导的恒定电压阶跃的观察证实了真正的约瑟夫森耦合通过纳米线的存在。外磁场作用下临界电流的单调抑制也与窄结模型吻合得很好。开关电流的温度依赖性随机分布表现出从相扩散到热激活过程的交叉，随着温度的降低。这些强耦合纳米杂化超导结将有利于门可调谐超导量子信息器件的发展。
2016-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Switchable valley functionalities of an $n-n^{-}-n$ junction in 2D semiconductors
我们表明，一个$n-n^{-}-n$结在二维半导体可以灵活地实现两个基本的valleytronic功能，即谷滤波器和谷源，与门控开关之间的两个。当载流子通量通过结时，谷内和谷间散射分别使能谷滤波器和谷源函数，并且这两个函数分别在$n$和$n^{-}$区域之间的小带偏和大带偏处占主导地位。可以普遍地表明，谷滤波器效应具有角度依赖的极性，并且在角度积分下消失，这是由于来自时间反演对称性的相同约束导致其在一维中不存在。这些发现表明单层过渡金属dichalcogenides和石墨烯使用紧束缚计算。我们进一步表明，沿手征方向的结可以集中谷泵在一个角度间隔很大程度上分开的偏置方向，允许有效的谷极化在交叉杆设备。
2017-06-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Shot noise of large charge quanta in superconductor/semiconductor/superconductor junctions
我们在实验上发现，在超导体/半导体/超导体结中，弹道电子输运的噪声相对于一般关系式S_V= 2 eIR ^2coth（eV/2kT）给出的值有所增强，在两个电压区域中，该表达式降低到其热噪声和散粒噪声极限。噪声增强的原因是大电荷量子的存在，有效电荷q*=（1+2Delta/eV）e，产生的噪声谱S_V= 2 q * IR ^2，正如物理评论Lett. 76，3814（1996）。这些电荷量子的结果从多个Andreev反射在每个结界面，这也是负责的次谐波间隙结构中观察到的结的电导的电压依赖性。
2004-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
