Electric-Field Breakdown of Absolute Negative Conductivity and Supersonic Streams in Two-Dimensional Electron Systems with Zero Resistance/Conductance States
计算了强电场作用下二维电子系统的电流-电压特性。电子与压电声学声子的相互作用被认为是控制电流-电压特性的主要散射机制。结果表明，在一个足够强的电场对应的霍尔漂移速度超过声速，耗散电流表现出过冲。耗散电流的过冲会导致微波辐射引起的绝对负电导率的击穿，从而极大地影响具有零电阻和零电导状态以及超声电子流的畴结构的形成。
2003-06-03 cond-mat.mes-hall
Quantum Gunn effect: Zero-resistance state in 2D electron gas
通常，电导率被量化为电阻率的倒数，ρ=hc/ie^2，σ=ie^2/hc，速度与电场成线性关系，v=μE，其中μ是电子的迁移率，然而，当外加电场超过一定值时，微波被发射出来，v=μE的关系被打破，因此速度实际上随着E的增加而减小。在该区域中，当施加磁场时，电导率像磁场一样量子化，即，以HC/E为单位，这与通常的量化不同。由于磁通量子化，电阻率在高电场区域接近零。像4/5这样的因子是由于有效电荷的新自旋依赖性而产生的。
2003-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anomalous Electrical Conduction and Negative Temperature Coefficient of Resistance in Nanostructured Gold Resistive Switching Films
我们报告的观察非金属导电，电阻开关，和负的电阻温度系数以上的电渗流和强耦合制度，从室温到低温（24 K）的集群组装的纳米结构的金膜。膜的结构的特征在于由晶界分隔的随机取向的结晶纳米畴的极高密度。所观察到的行为可以通过考虑空间电荷限制的传导和库仑阻塞现象来解释，该现象突出了高密度的缺陷和晶界对传导电子的局部化的影响。我们的研究结果具有广泛的一类电阻开关系统的基础上随机组装的纳米物体的影响。
2020-05-15 cond-mat.mes-hall
The origin of hysteresis in resistive switching in magnetite is Joule heating
在许多过渡金属氧化物中，观察到电阻经历由大偏压引起的剧烈变化。在磁铁矿中，Fe $_3$ O $_4$，低于Verwey温度，最近发现一个电场驱动的过渡到一个较低的电阻状态，具有滞后的电流-电压响应。本文报道了外延磁铁矿薄膜的脉冲电导测量结果。我们发现，虽然高到低电阻的转变是由电场驱动的，在$I-V$曲线中观察到的滞后的结果从焦耳加热在低电阻状态。磁滞回线的形状取决于脉冲参数，并减少到一个无电流的“跳跃”提供的热弛豫是快速的电压脉冲之间的时间相比。提出了一个简单的弛豫时间热模型，捕捉的滞后机制的要点。
2009-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Inter-subband resistance oscillations in crossed electric and magnetic fields
研究了垂直于单GaAs量子阱的电流和磁场作用下非线性电阻的量子振荡。在小磁场下，电流引起的振荡表现为最低子带内朗道能级之间的朗道-齐纳跃迁。这些振荡的周期与磁场成正比。在高磁场下，不同类型的量子振荡以一个周期出现，该周期与磁场无关。在固定电流下，振荡在逆磁场中是周期性的，其周期与直流偏置无关。所提出的模型认为，这些振荡的空间变化的结果引起的电流的两个子带之间的能量分离。
2012-06-22 cond-mat.mes-hall
Pure spin current and negative differential electric resistance in hybrid systems
利用非平衡格林函数方法研究了杂化纳米带中自旋相关的输运性质。还包括左右电极导线之间的温度梯度、铁磁交换场和局部外部电场的影响。结果表明，在这种情况下，产生了自旋向上和自旋向下的电流，且电流大小几乎相等，方向相反。这表明载流子输运是由热自旋流主导的。而热电子流几乎消失。
2020-12-23 cond-mat.mes-hall
Large Magneto-Electric Resistance in the Topological Dirac Semimetal alpha Sn
拓扑量子材料中表面态的自旋-动量锁定可以产生与磁场和电场成线性比例的电阻。这种双线性磁致电阻（BMER）效应为磁存储和磁场感测应用提供了一种全新的方法。然而，到目前为止所证明的影响相对较弱或适用于低温。在拓扑狄拉克半金属α-Sn薄膜中发现了强的室温BMER效应。在硅衬底上溅射生长外延α-Sn薄膜。他们显示BMER响应比先前报道的室温下大10^6倍，也比先前报道的低温下大。这些结果代表了现实BMER应用的重大进展。这些数据也使得第一个表征的三维，费米能级自旋纹理的拓扑表面状态的α-Sn。
2021-07-07 cond-mat.mes-hall
Bilinear magneto-electric resistance as a probe of three-dimensional spin texture in topological surface states
三维拓扑绝缘体的表面态表现出自旋动量锁定现象，电子自旋的方向由其动量决定。探测这些态的自旋织构对于拓扑绝缘体器件的实现具有重要意义，但目前可用的主要技术是自旋和角度分辨光电子能谱。在这里，我们揭示了自旋织构和一种新的磁阻之间的密切联系，这取决于电流相对于磁场以及晶轴的相对取向，并与所施加的电场和磁场呈线性关系。这种双线性磁-电阻可以通过简单的输运测量来映射拓扑表面态的自旋织构。对于一个典型的Bi 2Se 3单层，我们可以映射的自旋纹理的平面内和平面外的组件-后者所产生的六边形翘曲。理论计算表明，双线性磁电阻是由非平衡自旋电流在外加磁场作用下转变为电荷电流而产生的。
2017-06-29 cond-mat.mes-hall
The electrical resistance of spatially varied magnetic interface. The role of normal scattering
我们研究了在考虑杂质和正常散射的情况下，具有空间非均匀磁特性的导体中的扩散电子输运。据发现，由于磁不均匀性而产生的附加界面电阻基本上取决于它们的空间特性。当导电系统的磁性沿样品足够平滑地变化时，电阻与自旋翻转时间成比例。它可以用来指导自旋翻转过程的实验研究。在相反的情况下，当磁特性急剧变化时，附加电阻基本上取决于远离界面区域的侧面的磁特性的差异。电阻随着电子-电子散射频率的增加而增加。我们还考虑了两种类型的光滑界面：（i）在完全自旋极化的磁性体和通常的磁性（或非磁性）导体之间，以及（ii）在两个完全相反极化的磁性导体之间。结果表明，在外加电场作用下，界面电阻对全自旋极化态的出现非常敏感。
2011-09-02 cond-mat.mes-hall
Electric Field Modulation of Galvanomagnetic Properties of Mesoscopic Graphite
制作了基于介观石墨的电场效应器件，用于电流磁测量。强调制的磁阻和霍尔电阻作为栅极电压的函数，观察样品厚度接近屏蔽长度。从磁阻中的Shubnikov de Haas振荡中检测到与电场相关的朗道能级形成。电子和空穴载流子的有效质量已从这些振荡的温度依赖性行为测量。
2004-10-13 cond-mat.mes-hall
Theory of bilinear magneto-electric resistance from topological-insulator surface states
从理论上研究了三维拓扑绝缘体表面的一种新的非线性磁电阻效应。与磁性双层膜中的单向磁电阻（UMR）效应不同，这种非线性磁电阻不依赖于导电铁磁层，并且与所施加的电场和磁场呈线性关系;因此，我们将其命名为双线性磁电阻（BMER）。我们表明，BMER的符号和幅度敏感地依赖于电流相对于磁场的方向以及结晶轴-一个属性，可以用来映射出的自旋纹理的拓扑表面状态通过简单的传输测量，替代角分辨光电子能谱（ARPES）。
2018-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Closed-loop electric currents and non-local resistance measurements with wide F/I/N tunnel contacts
横向自旋阀用于产生和表征纯自旋电流。在这种结构中测量的非局部电压提供了关于自旋极化和自旋衰减速率的信息。对于宽的高透明度F/N接触，它表明，约翰逊-Silsbee非局部效应是大大丰富的闭环电流驱动的本地自旋注入在电子悬挂部分的阀门。对于具有低透明度的F/I/N隧道接触的阀，这种圆形电流被强烈抑制，但我们表明，电压修改持续存在，可能是显着的，并且必须在数据分析中考虑。
2019-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical resistance associated with the scattering of optically oriented electrons in n-GaAs
本文报道了n-GaAs中光取向电子流经样品时由中性施主自旋相关散射引起的异常磁电阻效应，并证明该效应对自旋极化符号呈偶对称，揭示了自由电子与局域电子自旋的关联。
2023-11-30 cond-mat.mes-hall
Improving Electric Contacts to Two-Dimensional Semiconductors
二维（2D）半导体（例如单层MoS_{2}）的电接触电阻是缩小2D场效应晶体管（FET）的关键瓶颈。与三维金属接触的2D半导体产生独特的电流拥挤，导致接触电阻增加。我们开发了一个模型，以分离的电流拥挤的贡献从本征接触电阻率。我们发现，可以通过掺杂和接触图案化来缓解电流拥挤。使用Landauer-Büttiker形式主义，我们表明，范德华力（vdW）间隙在接口将最终限制接触电阻。我们比较我们的模型与掺杂和未掺杂的MoS_{2} FET的实验数据。即使使用> 2x 10 ^{13} cm^{-2}的重电荷转移掺杂，我们也表明最先进的接触电阻比弹道极限大100倍。我们的研究强调需要开发有效的接口，以实现< 10 Ω.μm的接触电阻，这将是极端缩放设备的理想选择。
2021-05-22 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Vorticity induced negative nonlocal resistance in viscous two-dimensional electron system
我们报告非本地电气测量介观尺寸的二维（2D）电子气在GaAs量子阱中的流体动力学制度。当电子-电子碰撞比杂质或声子散射事件更频繁地发生时，粘性电流预计将占主导地位。我们观察到一个负的非局部电阻，并将其归因于在电子流中形成的非局部池。我们使用不同的非局部输运几何形状和比较的结果与理论证明流体力学的意义在介观样品。
2018-10-15 cond-mat.mes-hall
Resonant Phonon Scattering in Quantum Hall Systems Driven by dc Electric Fields
利用直流激发使朗道能级发生空间倾斜，研究了二维电子系统中的共振声声子散射。我们观察到，直流电场强烈修改声子共振，转化为最小值和最大值的电阻最大值。此外，声子共振显着增强的非线性直流响应，甚至可以在低温下检测。我们的大部分观察结果可以解释在直流诱导（去）调谐的共振声学声子散射和它的相互作用与内朗道能级杂质散射。最后，我们观察到一个直流诱导的零微分电阻状态和电阻的最大值时发生的电子漂移速度接近声速。
2007-11-09 cond-mat.mes-hall
Electron Viscosity, Current Vortices and Negative Nonlocal Resistance in Graphene
不同的强关联系统的量子临界态的预测功能普遍的碰撞为主的运输类似的粘性流体。然而，这些现象的调查一直受到阻碍，缺乏已知的宏观签名的临界水动力制度。在这里，我们确定涡度作为这样一个签名，并将其与一个容易验证的惊人的宏观输运行为。由粘性流产生的涡能驱动电流对抗外加场，导致负的非局部电压。我们认为，后者可能发挥相同的作用，为粘性制度的零电阻超导。除了提供粘性传输的诊断（将其与欧姆电流区分开来）之外，改变符号的电响应还提供了直接测量粘度与电阻率之比的强大工具。高迁移率石墨烯中强相互作用的电子-空穴等离子体提供了量子临界性和丰富的流体力学现象之间的桥梁。
2016-02-15 cond-mat.mes-hall
Negative magneto-resistance of electron gas in a quantum well with parabolic potential
我们研究了电子气在平行的电场和磁场中的电导率。我们找到了适用于任何大小的磁场和退化程度的电子气的电导率的一般表达式。揭示了负磁电阻产生的新机制。研究表明，在非简并电子气的抛物量子阱中，负磁阻效应是由尺寸量子化能级的自旋分裂引起的。
2005-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Negative Differential Resistance in Carbon-Based Nanostructures
非线性电特性，例如负微分电阻（NDR），在包括忆阻器在内的许多电路中是必不可少的。在过去的半个多世纪里，人们提出了几种导致半导体器件中NDR现象的物理原因。在这里，我们报告了在高达37 K和高达10^5 A/cm^2的高导通电流密度下随机取向的石墨烯类纳米结构中的NDR行为形成。我们的电流-电压特性，包括自热效应的建模，表明低偏置电阻的强温度依赖性是负责的非线性电气行为。我们的发现为通过导电膜和底层衬底中的热管理在2D和3D材料基器件的纳米结构中实际实现按需NDR行为提供了机会。
2021-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric-field-induced extremely large change in resistance in graphene ferromagnets
在锰氧化物钙钛矿和狄拉克材料中分别发现了巨磁电阻（$\sim 100\times10^3\%$）和极大磁电阻（$\sim 1\times10^6\%$）。然而，对极强磁场（和极低温度）的要求使得它们不适用于现实设备。在这项工作中，我们提出了一种设备，可以产生更大的变化，电阻在零磁场和高温。该器件由两条钇铁石榴石（YIG）下的石墨烯组成，其中施加两个栅极电压以消除YIG诱导的半金属铁磁体中的重电荷掺杂。利用Landauer-Büttiker方法计算了自由铁磁体在零磁场和液氦（氮）温度下的电阻变化，结果表明，在适当的栅压下，自由铁磁体的电阻变化可达$305\times10^6\%$（$16\times10^3\%$）.我们将这种显著的效应归因于自由铁磁体中的栅极诱导全极化反转，这导致器件中的金属态到绝缘体态的转变。我们还发现，所提出的效果可以实现在使用其他磁绝缘体，如EuO和EuS的设备。我们的工作应该有助于开发一个现实的开关设备，是节能和CMOS技术兼容。
2017-12-11 cond-mat.mes-hall
Nonlinear resistance of 2D electrons in crossed electric and magnetic fields
强磁场中的二维电子的纵向电阻率被外加电场显著地降低，在具有高电子密度的GaAs量子阱中，在宽范围的磁场和温度下研究了这种效应。数据被发现是在良好的协议与理论，考虑到强非线性的电阻率作为结果的非均匀光谱扩散的二维电子。非弹性过程限制了扩散。通过与理论的比较，得到了二维电子的非弹性散射时间。在T=2-10（K）的温度范围内，对于重叠的朗道能级，发现非弹性散射率与T^2成正比，表明电子-电子散射对非弹性弛豫的主要贡献。在强磁场中，非线性电阻率表现出标度行为，表明分离良好的朗道能级的电子加热的特定制度。在这种情况下，非弹性散射率与T^3成正比，这表明电子-声子散射是非弹性弛豫的主要机制。
2009-06-23 cond-mat.mes-hall
Negative Domain Wall Resistance in Ferromagnets
从理论上研究了具有磁畴壁的扩散铁磁体的电阻，并考虑了磁化强度的空间依赖性。半经典畴壁电阻被发现是负的或正的依赖于自旋相关的散射寿命之间的差异。这些预测可以通过掺杂铁磁体中的输运研究进行实验验证。
1999-10-07 cond-mat.mes-hall
Aharonov-Bohm oscillations of four-probe resistance in topological quantum rings in silicene and bilayer graphene
我们考虑观察Aharonov-Bohm振荡在干净的系统的基础上，硅烯和双层石墨烯的拓扑保护电流的流动。这些材料中的手性通道由垂直电场的翻转限定。翻转线将手征电流限制在由谷确定的方向上。我们提出了一个电场的配置文件，形成一个交叉的环，其中四个终端可以连接，并发现，电导矩阵元振荡的垂直磁场，尽管没有反向散射。我们提出了一个四探针电阻测量设置，并证明了电阻振荡有很大的可见性，只要系统是以这样一种方式制备的，禁止电流探针之间的手性载流子的直接转移。
2020-02-25 cond-mat.mes-hall
Proximity coupling of granular film with ferroelectric substrate and giant electro-resistance effect
我们研究了置于铁电衬底上的颗粒膜中的电子输运。我们发现，颗粒膜的导电性强烈依赖于铁电状态，由于屏蔽效应，修改颗粒膜中的库仑阻塞。特别地，颗粒膜中的电流由铁电极化方向控制。我们发现铁电/颗粒膜系统具有很大的电阻效应。这种效应可用于存储器和电场传感器应用。
2015-05-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant enhancement of Piezo-resistance in ballistic graphene due to transverse electric fields
我们研究了悬浮石墨烯在弹道机制下的纵向和横向压阻效应。利用从头计算的参数化紧束缚哈密顿量以及Landauer量子输运形式，我们设计了一种方法来评估二维材料特别是石墨烯中的压阻效应。在线性弹性限度下，我们计算了石墨烯沿扶手椅和锯齿形方向的纵向和横向规范因子（$0\%$ - $10\%$）。纵、横向轨距系数沿扶手椅方向和锯齿方向相同。我们的模型预测了一个显着的变化（$\approx 1000\% $变化），横向规范因子相比，纵向规范因子以及符号反转。纵向规范系数的计算值为$\approx 0.3$，而横向规范系数为$\approx -3.3$。我们合理化我们的预测使用狄拉克锥的变形和变化的横向模式之间的分离，由于纵向和横向应变，导致规范因子的反向变化。所得结果可作为纳米机电系统中石墨烯高应变压阻效应的模板。
2019-07-05 cond-mat.mes-hall
Nonlocal thermoelectric resistance in vortical viscous transport
在固体体系中，对粘性电子流的清晰识别一直是研究流体力学电子输运行为的首要任务。在这项工作中，我们从理论上研究的非局部电阻和热阻的通用非伽利略不变的电子液体中的多端霍尔杆设备的流体动力学制度。在具有长程关联半径的无序势模型中，器件不均匀性的作用得到了很好的解决。我们获得了适用于从电荷中性到高电子密度的完全交叉区域的热电阻的解析表达式。我们表明，涡旋分量的电子流体现在热传输模式接近的电荷中性的涡度已经被抑制的固有电导率在电流。这种行为可以通过高分辨率热成像探头进行测试。
2022-06-07 cond-mat.mes-hall
Electron-hole asymmetry in electrical conductivity of low-fluorinated graphene: Numerical study
利用实空间Green-Kubo方法数值研究了低氟石墨烯的电子输运性质。在低温下的扩散运输制度预计将是普遍的，我们发现了一个明显的电子-空穴的电导率不对称的准共振散射的结果的本地化状态。对于有限的温度在变程跳跃运输制度的数值结果的解释导致出现的局部极小值和极大值附近的局域态的能量的电阻。与实验测量的电阻在石墨烯样品与不同的折射率的比较进行了讨论。
2019-10-21 cond-mat.mes-hall
Valley currents and non-local resistances of graphene nanostructures with broken inversion symmetry from the perspective of scattering theory
在线性响应区域，理论上考虑了反转对称性破缺的石墨烯纳米结构的谷电流和非局域电阻。通过求解Lippmann-Schwinger方程，计算了从理想引线组所代表的接触进入纳米结构的电子的散射态波函数，并将其投影到谷态子空间上，得到纳米结构中的谷速度场和总谷电流。在隧道制度时，费米能量是在狄拉克点能量周围的光谱间隙，反演对称性破缺被发现在强烈增强的非本地4终端Buttiker-Landauer电阻和谷电流几倍强于传统的电流。这些强谷电流是在隧道机制中电子从接触注入石墨烯的直接结果。它们是手性的，并且发生在电子从其注入纳米结构的接触附近，而不管净电流是否流过接触。它还指出，增强非局部电阻的线性响应制度是不是一个签名的谷电流所产生的电场和Berry曲率对电子速度的综合影响。
2015-09-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electrical Switching in Metallic Carbon Nanotubes
我们提出了量子输运的第一性原理计算，表明金属碳纳米管的电阻可以显着改变与均匀的横向电场，如果纳米管中有杂质或缺陷。预测的电阻的变化范围超过两个数量级的实验可达到的电场。这种新颖的性质的起源在于，纳米管中的杂质或缺陷对传导电子的背散射强烈依赖于所施加的电场的强度和/或方向。我们期望这种性质为金属碳纳米管的新器件应用开辟一条道路。
2005-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical detection of current generated spin in topological insulator surface states: Role of interface resistance
由于自旋-动量锁定，最近已经使用铁磁体/隧道势垒接触检测到拓扑绝缘体（TI）表面状态中的电流产生的自旋极化，其中TI自旋到铁磁体的磁化上的投影被测量为电压。然而，相反的符号的自旋电压已被报道，这已暂时归因于平凡的二维电子气状态的共存的TI表面上可能表现出相反的电流诱导极化比TI狄拉克表面状态。已经提出了基于电化学势的模型，以确定预期的TI表面状态的自旋电压的符号。然而，这些模型忽略了关键的实验参数，这些参数也会影响测量的符号。在这里，我们提出了一个莫特双自旋电流电阻模型，它考虑到这些参数，如自旋相关的界面电阻，并表明，这样的夹杂物可以导致交叉的电压电位分布的自旋向上和自旋向下的电子在通道内，这可能会导致测量的自旋电压的任何一个符号。这些研究结果提供了一个解决方案的持续争议的相反迹象的自旋信号在文献中报道，并强调了包括现实的实验参数的模型的重要性。
2019-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pressure, Resistance, and Current Activation of Anisotropic Compressible Hall States
在冯·诺依曼格点基上，用平均场论研究了各向异性可压缩高朗道能级霍尔态的热力学和电学性质.结果表明，阻力与各向异性可压缩状态的实验结果一致，且各向异性可压缩状态具有负压。作为推论，讨论了整数量子霍尔效应的坍缩现象。
2000-12-08 cond-mat.mes-hall hep-th
Effects of electrostatic interactions on Kapitza resistance in hexagonal boron nitride-water interfaces
纳米尺度体系中的静电相互作用会影响传热机理和界面性质。本研究利用分子动力学模拟探讨不同静电作用对六方氮化硼-水系统Kapitza电阻（$R_k$）的影响。六方氮化硼纳米管（hBNNT）-水界面处的Kapitza电阻随着纳米管直径的增加而减小，这是由于单位表面积上的水分子聚集更多。硼和氮化物上部分电荷的增加导致$R_k$的还原。随着部分电荷的增加，观察到hBNNT和水之间的氢键更好，而水分子的结构和顺序保持不变。然而，向水中加入NaCl盐对界面热传递没有任何影响。$R_k$随电解质浓度保持不变，因为离子和hBNNT之间的累积库仑相互作用与水分子相比显著更小。此外，电场强度对界面传热的影响也研究了通过提供均匀的正，负表面电荷的最外层hBN层。$R_k$几乎与所施加的电场的实际范围无关，并且对于极端场强，随着电场的增加而减小，直到发生电冻结现象。水分子朝向带电表面的有序化导致分层效应的增加，从而导致在存在电场的情况下$R_k$的减少。
2022-03-16 cond-mat.mes-hall physics.atm-clus physics.chem-ph
Optical control of multiple resistance levels in graphene for memristic applications
本文提出利用hBN/石墨烯异质结构实现光学可调的多电阻态忆阻器，通过光致掺杂控制电阻水平，并建立定量模型，进而设计忆阻交叉阵列用于向量-矩阵乘法。
2024-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
