Spin-Current-Induced Charge Accumulation and Electric Current in Semiconductor Nanostructures with Rashba Spin-Orbit Coupling
我们证明了在具有Rashba自旋轨道耦合（RSOC）的二维电子气中，具有不同自旋极化的纵向自旋电流的流动将在两端带中诱导不同的电荷积累模式，或在四端霍尔条结构中诱导不同的电流分布.对于平面内极化自旋电流，电荷将通过两个横向边缘或围绕条带结构的中心累积，而对于平面外极化自旋电流，电荷密度将通过两个横向边缘显示相反的符号，导致霍尔电压。我们的计算提供了一个新的途径，实验检测或区分纯自旋电流与各种自旋极化。
2007-10-15 cond-mat.mes-hall
Two terminal charge tunneling: Disentangling Majorana zero modes from partially separated Andreev bound states in semiconductor-superconductor heterostructures
我们发现，一对重叠的马约拉纳束缚态（MBS）形成一个部分分离的Andreev束缚态（PS-ABS）代表了一个通用的低能量的功能，在自旋轨道耦合超导体（SM-SC）混合纳米线的存在下的塞曼场。在有限的纳米线中，ps-ABS在“花园品种”ABS和拓扑保护的马约拉纳零模（MZM）之间连续插值，ABS由两个相互重叠的MBS组成，MZM由线的长度给定的距离分开。尽管在拓扑上是微不足道的，但ps-ABS可以在局部电荷隧穿实验中产生与MZM相同的签名。特别地，由ps-ABS产生的零偏压电导峰（ZBCP）的高度具有量化值2 e2/h，并且它可以在扩展的实验参数范围内保持不变，例如塞曼场和隧道势垒高度。我们说明了这种低能量的强大的ps-ABS的形成在两个实验相关的情况下：一个混合SM-SC系统组成的一个邻近的纳米线耦合到一个量子点和SM-SC系统中存在的空间变化的非均匀电位。然后，我们表明，不同于本地测量，一个两端的实验，涉及在电线两端的电荷隧穿是能够区分非阿贝尔MZM从通用的PS-ABS。虽然定位在导线的相对端的MZM产生相关的差分传导谱，包括与ZBCP的出现相关联的能量分裂和临界塞曼场的相关性，但是如果ZBCP是由于在拓扑平凡相中出现的ps-ABS，则不存在这种相关性。测量这种相关性是SM-SC异质结构中拓扑MZM的最清晰和最直接的测试，可以在当前可用的实验装置中完成。
2018-03-30 cond-mat.mes-hall
Electrical expression of spin accumulation in ferromagnet/semiconductor structures
我们将通过铁磁金属/半导体肖特基势垒的自旋注入和提取视为量子散射问题。这使得该理论能够解释一些涉及通过肖特基势垒的自旋相关电流的现象，特别是由于最近实验中看到的电流提取而导致的半导体中的反直觉自旋极化方向。这种现象的一个可能的解释涉及到考虑到自旋相关的非弹性散射通过界面区域中的束缚态。通过界面的自旋输运的量子力学处理耦合在相邻介质中的半经典描述的运输，在其中，我们考虑到在实验中使用的平面几何中沿界面的面内自旋扩散。该理论形成了计算多终端系统中自旋相关电流的基础，该系统由具有许多铁磁接触的半导体沟道组成，其中由自旋注入/提取产生的自旋累积可以通过电气手段有效地感测。三端系统可以用作磁存储器单元，其中信息位编码在其中一个触点的磁化中。使用五个端子，我们构建了一个可重新编程的逻辑门，其中逻辑输入和功能被编码在四个端子的磁化中，而第五个端子的电流给出了操作的结果。
2007-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fano resonances in optical spectra of semiconductor quantum wells driven by an oscillating field
从理论上研究了半导体量子阱在非共振振荡场驱动下的光谱。由于动力学稳定效应，场诱导出的准定态电子被限制在排斥散射体中，并陷入传导电子的连续态中。结果表明，带间光跃迁谱中的Fano共振出现在准定态能量附近。
2020-12-22 cond-mat.mes-hall
Electric readout of magnetization dynamics in a ferromagnet-semiconductor system
我们在室温下的半导体沟道中的时间相关的自旋极化电流的分析，以建立三个铁磁终端，其中两个偏置和第三个连接到一个电容器的磁化配置和动力学如何影响电流和电压。在稳定状态下，电容器上的电压与沟道中的自旋累积有关。当其中一个端子的磁化旋转时，触发瞬态电流。该效应可用于电极的磁化反转动力学的电检测或用于两个磁性接触的对准的动态读出。
2006-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin transport theory in ferromagnet/semiconductor systems with non-collinear magnetization configurations
我们提出了一个全面的理论，自旋输运的非简并半导体，是在多个铁磁终端接触。在半导体中的自旋动力学的一般，非共线的磁化配置和方法的扰动期间进行了研究，以确定从电流信号的各种配置。传统的Landauer-Büttiker描述的自旋输运跨越肖特基接触推广使用的非线性I-V关系，它是扩展考虑到非相干输运机制。该理论被用来分析一个三端横向结构的自旋积累轮廓的显着差异时，发现该模型与传统模型的结果进行比较。
2009-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Admittance of planar two-terminal quantum systems
本文发展了一种在无规相位近似下计算有效一维开放量子系统导纳的方法。固定的，未扰动的系统内的Landauer-Büttiker形式主义考虑到库仑相互作用的哈特里近似。从静态散射态产生的电荷-电荷关联函数微观地计算有效电势的动态变化。我们提供了明确的RPA表达式的量子导纳。作为第一个例子的情况下，量子电容器被认为是我们可以得到一个小的频率扩展的导纳，这本身的理论的实验测试。低频展开与完整RPA表达式的比较表明，对于量子电容器，具有频率无关元件的简单经典等效电路不能令人满意地描述随着频率增加的量子导纳。
2006-06-26 cond-mat.mes-hall
Unidirectional ripplopolaron charge transport in a three-terminal microchannel device
我们研究了超流氦表面电子通过微通道结构的输运，在微通道结构中电荷流分成两个分支，一个是直线流动，另一个是90度转弯。根据欧姆定律，流入每个支路的电荷数应该相等。然而，当电子被表面激发（涟漪）修饰以形成具有足够大有效质量的极化子状粒子时，由于动量守恒，所有电荷都遵循直线路径。这种表面波诱导的传输类似于半导体2DEG中耦合到表面声波的电子的运动。
2020-03-21 cond-mat.mes-hall
Non-adiabatic electron charge pumping in coupled semiconductor quantum dots
讨论了在三个耦合量子点的体系中实现非绝热电子抽运的可能性。我们发现，由于非绝热非平衡过程，中间量子点的能级位置发生周期性变化，导致平均隧穿电流出现非零。相同的原理可以用于制造基于非稳态非平衡电流的一类新的半导体电子器件。作为一个例子，我们提出了一个纳米量子发射器与非稳态反能级占领实现电子泵。
2011-12-26 cond-mat.mes-hall
Phase-controlled minimal Kitaev chain in multiterminal Josephson junctions
提出基于多端约瑟夫森结的双三端结纳米器件构建最小Kitaev链以实现poor man's Majorana模式的创建与检测，通过精确调节超导相位和结间耦合，无需磁场即可提升能级分辨率并扩展兼容半导体材料范围。
2025-06-01 cond-mat.mes-hall
Three-terminal heat engine and refrigerator based on superlattices
提出了一种基于半导体超晶格的三端热机。超晶格结构的周期性产生能量迷你带，给出允许的电子输运的能量窗口。我们发现，这种设备提供了一个大的功率，近两倍于基于量子阱的热机，与一个小的效率降低。该发动机还在系统参数的不同状态下作为制冷机工作。对制冷机的热电性能进行了分析，包括优化工况下的制冷功率和性能系数。我们还计算了通过系统的声子热流，并探讨了声子热流的减少相比，散装材料。直接声子热流在低温下可以忽略不计，但在室温下占主导地位的电子，我们讨论如何减少它。
2015-08-12 cond-mat.mes-hall
Multiple layer local oxidation for fabricating semiconductor nanostructures
耦合的半导体纳米结构具有高度的可调谐性制造使用局部氧化与扫描力显微镜。直接氧化的GaAs表面的Ga[Al]As异质结构包含浅的二维电子气相结合的局部氧化的薄钛膜上蒸发。实现了四端量子点和具有集成电荷读出的双量子点系统。该结构可通过由电子气中的隔离区域和作为顶栅的Ti膜的相互隔离区域形成的面内栅极来调节。库仑阻塞实验证明了这种制造工艺的高质量。
2004-11-05 cond-mat.mes-hall
Enhancing efficiency and power of quantum-dots resonant tunneling thermoelectrics in three-terminal geometry by cooperative effects
本文提出了一种多层热电发动机的方案，其中{ \em one}电流与{ \em two}温度梯度在三端几何中耦合。这是通过嵌入在高导电半导体层之间的两个热阻和电阻聚合物基质层中的量子点的共振隧穿来实现的。存在两种热电效应，其中一种与非弹性输运过程有关（如果两层中量子点的能量不同），而另一种也存在于弹性输运过程中。{这两个分别对应于横向和纵向热电效应，并且与不同的温度梯度相关联。}我们表明，两个热电效应之间的合作导致显着改善的品质因数和功率因数{这是通过使用材料参数的数值计算证实。这种增强对声子热传导和能级加宽是稳健的。因此，我们证明了协同效应作为一种额外的方式，以有效地提高三端几何形状的热电性能。
2015-07-03 cond-mat.mes-hall
Magnetoswitching of current oscillations in diluted magnetic semiconductor nanostructures
在稀磁半导体多量子阱中，由于禁闭、库仑和交换作用的相互作用，产生了强非线性输运。非线性效应包括自旋极化稳态和自持电流振荡的外观作为可能的稳定状态的纳米结构，这取决于其配置和控制参数，如电压偏置和水平分裂由于外部磁场。振荡区的大小随着阱数和能级分裂而增大。本文系统地分析了II-VI族稀磁半导体多量子阱的电荷和自旋对电压和磁场开关的响应。由于基于这些纳米结构的自旋电子器件的潜在实现，静态和时间周期性自旋极化状态的描述、它们之间的跃迁以及对电压或磁场切换的响应具有非常重要的意义。
2009-09-23 cond-mat.mes-hall
Helical and topological phase detection based on nonlocal conductance measurements in a three terminal junction
螺旋态是许多自旋电子学应用和纳米半导体中的马约拉纳零模工程的基本先决条件。其存在于准一维纳米线中被预测为电导中的特征重入行为，这在典型的两端结构中可能难以与其他可能的现象（例如法布里-珀罗振荡）区分开。在这里，我们提出了一种替代方法的螺旋间隙检测免费的上述模糊性，并基于在三端结的非本地电导测量。我们发现，自旋轨道耦合和垂直磁场之间的相互作用，导致自旋相关的轨道的电子，并作为一个结果，优先注入的电子在一个臂。这导致了显着增强的非局部电导在螺旋间隙制度。我们表明，这种现象也可以用来检测拓扑超导相时，结是部分接近的s波超导体。
2021-05-19 cond-mat.mes-hall
The Stationary Phase Method for a Wave Packet in a Semiconductor Layered System. The applicability of the method
使用Bohm在他的书{ \em“量子理论“}中所做的形式分析，Dover Publications Inc. New York（1979），为了近似地计算通过势垒的透射和反射波包的相位时间，我们计算了由不同介观层形成的半导体系统的相位时间。对透射波包和反射波包进行了分析，并根据波包的平稳相位，讨论了该方法在不同情况下的适用性。对于固定相位法的适用性，在仅取决于相位的导数的透射波的情况下，得到一个表达式，直到三阶。该条件指示系统的参数是否允许通过其前导项来定义波包。一个多屏障系统的情况下显示的结果的说明。这种形式包括使用传递矩阵来描述中心层，无论它是由一个层（单势垒情况）形成的，还是由两个势垒和一个内阱（DBRT系统）形成的，但是可以假设该层可以包括任何数量或任何种类的半导体层。
2007-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Metamaterial-Inspired Model for Electron Waves in Bulk Semiconductors
基于与电磁超材料的类比，我们发展了一种有效的介质描述，用于描述电子物质波在具有锌层结构的大块半导体中的传播。它正式表明，即使从不同的出发点，我们的理论给出的结果与巴斯塔的包络函数近似的长波长限制的能量稳定状态。利用所提出的方法，我们讨论了具有零能隙和线性能量动量色散的体半导体中波包的时间演化。
2012-08-30 cond-mat.mes-hall
Spontaneous spin-polarized current in a nonuniform Rashba interaction system
研究了具有非均匀Rashba自旋轨道相互作用的二维半导体中的电子输运。由于相干效应和Rashba相互作用的结合，在没有任何磁性材料和磁场的情况下出现自发的自旋极化电流。对于双端器件，只有局部电流包含极化;然而，对于四端设置，会产生极化的总电流。这一现象为产生自旋极化电流提供了一种新的方法，可以取代传统的自旋注入方法。
2004-11-24 cond-mat.mes-hall
Tunable superconducting coupling of quantum dots via Andreev bound states in semiconductor-superconductor nanowires
半导体量子点已被证明是固态量子模拟的有用平台。然而，实现由库珀对介导的量子点之间的超导耦合迄今为止受到有限的可调谐性和强抑制的影响。这限制了应用，例如库珀对分裂和拓扑Kitaev链的量子点模拟。在这项工作中，我们提出了如何通过连接两个量子点的半导体-超导体纳米线中的Andreev束缚态来介导可调谐的有效耦合。我们表明，以这种方式，它是可以单独控制介导的耦合由库珀对和单电子通过改变Andreev束缚态的性质与容易获得的实验参数。此外，耦合抑制的问题被大大缓解。我们还提出了如何实验提取耦合强度从谐振电流在三端结。我们的建议将使未来的实验，迄今为止还没有可能。
2022-12-20 cond-mat.mes-hall
Aharonov-Bohm effect for excitons in a semiconductor quantum ring dressed by circularly polarized light
我们从理论上证明了在环状半导体纳米结构中，圆偏振光与激子的强耦合导致了环中激子顺时针和逆时针旋转的物理不等价性。因此，出现了与这些相反的旋转相对应的激子态的定态能量分裂。这种激子Aharonov-Bohm效应取决于圆偏振场的强度和频率，并且可以在最先进的光学实验中检测到。
2015-06-09 cond-mat.mes-hall
Current-voltage Characteristics of Molecular Conductors: Two versus Three Terminal
本文讨论了一个“刚性分子”（在外场中不变形的分子）作为标准三端MOSFET配置中的导电沟道是否可以提供相对于标准硅MOSFET的任何性能优势的问题。耦合量子输运和泊松方程的自洽解表明，即使对于非常小的沟道长度（约1 nm），“良好回火”的分子FET也需要与"良好回火“的传统MOSFET相同的静电考虑。换句话说，我们表明，就像在传统的MOSFET，栅极氧化层的厚度需要远远小于沟道长度（分子的长度）的栅极控制是有效的。此外，我们表明，一个刚性的分子与金属源极和漏极接触具有温度无关的亚阈值斜率远大于60 mV/十年，因为金属诱导的间隙状态的通道，防止它突然关闭。然而，由于半导体接触的带限性质，该缺点可以通过使用半导体接触来克服。
2002-10-30 cond-mat.mes-hall
Nonlocal measurement of quasiparticle charge and energy relaxation in proximitized semiconductor nanowires using quantum dots
超导体的最低能量激发不携带电荷，因为它们的波函数同样是类电子和类空穴的。这种基本性质在依赖于电荷产生可观察信号的电学测量中不容易研究。量子点作为电荷过滤器的能力使我们能够解决这个问题并测量超导-半导体混合纳米线异质结构中的准粒子电荷。我们报告测量的三端电路，其中注入铅激发的混合系统中的非平衡准粒子分布，和电子或空穴成分的准粒子检测使用量子点作为一个可调的电荷和能量过滤器。结果验证了在间隙边缘的准粒子的不带电的性质，并揭示了注入的电荷和能量在一个接近的纳米线的完全放松，解决了以前的三端实验中悬而未决的问题。
2022-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Local and Non-local Microwave Impedance of a Three-Terminal Hybrid Device
我们报告了一个超导-半导体混合纳米线器件的微波阻抗测量与三个终端（3 T）。我们的技术利用传输线谐振器来获取九个复杂的散射矩阵参数（S-参数）的设备上的快速时标和整个频谱的频率跨越0.3 - 7 GHz。通过与直流传输测量比较，我们研究了这种技术的实用性，用于探测3 T设备的局部和非局部响应，其中电容和电感的贡献可以发挥作用。这种测量需要仔细的解释，但可能是用于辨别真正的马约拉纳零模式从琐碎的状态所产生的混乱。
2022-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electron beam formation from spin-orbit interactions in zincblende semiconductor quantum wells
我们发现一个显着的增强电子传播沿一个狭窄的范围内的真实空间角度从一个各向同性源在一个二维量子阱从锌半导体。这种"电子束“的形成是由源自与量子阱垂直的电场的自旋-轨道相互作用与量子阱中锌晶格的本征自旋-轨道场之间的相互作用引起的，在这两个场的强度不同但数量级相同的情况下。波束形成与焦散线相关联，并且可以使用固定相位分析来半经典地描述。
2010-09-07 cond-mat.mes-hall
Shadow-wall lithography of ballistic superconductor-semiconductor quantum devices
拓扑量子位的实现需要先进的技术来容易地和可重复地在半导体纳米线中设计诱导超导性。在这里，我们介绍了一种基于阴影墙的片上制造范例，它在器件质量和再现性方面取得了重大进展。它允许实现新颖的量子器件和最终的拓扑量子位，同时消除了许多制造步骤，如光刻和蚀刻。这对于保持脆弱的混合界面的完整性和均匀性至关重要。该方法简化了具有硬感应超导能隙和弹道正常/超导结的器件的可重复制造。大的栅极可调超电流和高阶多重Andreev反射表明所产生的纳米线约瑟夫森结的特殊的一致性。我们的方法使，特别是，实现3端设备，其中零偏置电导峰出现在磁场同时在两个边界的一维杂交。
2020-07-28 cond-mat.mes-hall
Principals of the theory of light reflection and absorption by low-dimensional semiconductor objects in quantizing magnetic fields at monochromatic and pulse excitations
发展了低维半导体物体（量子阱、线和点）在单色和脉冲照射以及任何形式的光脉冲下的光反射和吸收理论的基础。半导体物体可以放置在静止的量化磁场中。作为一个例子的情况下，正常的光入射到量子阱表面被认为是。量子阱的宽度可以与光波长相当，并且电子激发的能级的数量是任意的。对于电场的傅立叶分量，得到了积分方程（类似于戴森方程）和该方程在某些个别情况下的解。
2003-11-07 cond-mat.mes-hall
Electrical Investigation of the Oblique Hanle Effect in Ferromagnet/Oxide/Semiconductor Contacts
采用三端测量方案研究了CoFe/MgO/半导体（SC）接触中与自旋方向成斜角（θ）的磁场的电Hanle效应（OHE）.在CoFe/MgO/Si和CoFe/MgO/Ge接触中获得的电倾斜Hanle信号显示出明显不同的线形，这取决于主体SC的自旋寿命。值得注意的是，在中等磁场下，无论偏置电流和温度如何，倾斜Hanle信号（在两个接触中）的渐近值都一致地减小了cos^2（θ）的因子。这些结果与电斜Hanle效应自旋进动和弛豫模型的预测符合得很好。在高磁场的CoFe的磁化是显着倾斜的薄膜平面的磁场方向，我们发现，所观察到的角度依赖性的CoFe/MgO/Si和CoFe/MgO/Ge接触的电压信号很好地解释了OHE，考虑外部磁场和CoFe的磁化之间的错位角。
2013-01-09 cond-mat.mes-hall
Magnetic field control of intersubband polaritons in narrow-gap semiconductors
本文从理论上研究了在垂直磁场作用下，平面腔中光场与半导体量子阱中二维电子气子带间跃迁的极化激元耦合。我们表明，在异质结构的非抛物半导体，极化激元不适合一个两级的问题，因为腔光子耦合到一个非简并合奏的子带间跃迁。因此，稳态极化激元本征态对垂直磁场变得非常敏感，从而起着控制光-物质相互作用机制的外部参数的作用。在中等场强下，我们预测磁极化激元具有非常适合于参量放大的能量色散。
2011-05-12 cond-mat.mes-hall
Shot Noise of Charge and Spin Current of a Quantum Dot Coupled to Semiconductor Electrodes
基于散射矩阵理论和非平衡格林函数方法，研究了具有共振能级的量子点在交替位$(AS)$和交替键$(AB)$框架内与两个半导体接触耦合的系统在横向$(B_x)$和纵向$(B_z)$磁场作用下的电荷和自旋电流的涨落.由于定义为$\sum_α^e S_{αβ}$ = $\sum_β^e S_{αβ}=0$的关系式，因此仅需要使用自相关函数来表征双端系统的充电电流的波动。我们的结果表明，当$B_x$存在时，自动散粒噪声$(S_{LL})$和交叉散粒噪声$(S_{LR})$都是表征自旋流涨落的必要条件。此外，我们的模型计算表明，自旋电流的交叉散粒噪声的符号对于AS/QD/AS结的所有表面态都是负的，而对于AB/QD/AB结的两个表面态，随着我们扫描栅电压，交叉散粒噪声的符号在正负之间振荡。
2016-08-06 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
Large-signal model of 2DFETs: compact modeling of terminal charges and intrinsic capacitances
本文提出了一个基于物理的电路兼容模型，用于描述双栅二维半导体场效应晶体管，给出了漏电流、端电荷和本征电容的显式表达式。漏电流模型是基于漂移扩散机制的载流子输运，并考虑费米-狄拉克统计耦合适当的场效应方法。终端电荷和本征电容模型计算采用Ward-Dutton线性电荷分配计划，保证电荷守恒。它已在Verilog-A中实现，使其与标准电路仿真器兼容。为了基准建议的建模框架，我们还提出了实验直流和高频测量的特意制造的单层MoS 2 FET模型和实验之间表现出良好的一致性，从而证明了相结合的方法来预测2DFFET的性能的能力。
2020-02-04 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Spin-degeneracy breaking and parity transitions in three-terminal Josephson junctions
本文通过光谱探测三端约瑟夫森结中的安德烈夫束缚态，揭示了无需外磁场即可实现的自旋简并破缺和基态费米子宇称转变，展示了多端混合器件在量子态工程中的潜力。
2023-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Localized states in a semiconductor quantum ring with a tangent wire
我们扩展了一种特殊的局域态被困在交叉点由于几何限制，首先提出了一个三终端开口T形结构[欧洲。Phys. Lett. {\bf 55}，539（2001）]中所述的方法制成具有与金属丝相切连接的环形几何形状。在这种环形结构中，存在一个局域态被捕获在交叉点处，能量位于最低子带内。我们系统地研究了这种局域态和由于局域态与连续态之间的耦合而产生的Fano型干涉。结果表明，环内径的增大减弱了与连续介质的耦合，非对称Fano凹陷逐渐消失。由于Fano型反共振和结构反共振的相互作用，在透射过程中出现了很宽的能隙。该反共振间隙的大小可以通过调节磁通量来调制。而且，在相同的间隙区域内可以获得大的透射振幅。强鲁棒性的反共振间隙证明了所提出的几何形状的实际应用的可行性。
2014-08-14 cond-mat.mes-hall
Dynamical Spin-Blockade in a quantum dot with paramagnetic leads
我们研究了三端量子点中的电流涨落。当点态的自旋简并度被磁场提升时，可以诱导动态自旋阻塞。这导致超泊松散粒噪声和正的零频率互相关。我们提出的设置可以用半导体量子点来实现。
2004-03-19 cond-mat.mes-hall
Conductance-matrix symmetries of a three-terminal hybrid device
我们提出了一个三端超导半导体混合器件的电导矩阵测量由两个正常的引线和一个超导引线。使用的电导的对称分解，我们发现，反对称成分的本地和非本地电导匹配的能量低于超导能隙，与预期的基础上的非相互作用的散射矩阵的方法。此外，Andreev束缚态的本地电荷字符提取的diely-decomposed电导数据，并被发现是类似的两端的设备和可调的栅极电压。最后，我们测量的电导矩阵作为磁场的函数，并确定相关的分裂在低能量的功能，演示如何电导矩阵测量可以补充传统的隧道探针测量在搜索马约拉纳零模式。
2019-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Probing energy barriers and quantum confined states of buried semiconductor heterostructures with ballistic carrier injection: An experimental study
一个三端光谱，探测两个亚表面的能垒和带间的光学跃迁在半导体异质结构的演示。研究了一种以InAs/GaAs量子点为集电极的单极性p型半导体金属基区晶体管。利用少/多载流子注入、弹道电子发射谱和热载流子散射谱分别测量了Al_xGa_（1-x）As埋层导带和价带的势垒高度，从而确定了Al_（0.4）Ga_（0.6）As的带隙为2.037 ± 0.009 eV（9 K）。在正向集电极偏压下，注入具有亚带隙动能的少数载流子引起带间电致发光。三个发射峰从InAs量子点，InAs润湿层，和GaAs观察一致的少数载流子注入。
2007-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Berry phases of quantum trajectories in semiconductors under strong terahertz fields
强场下粒子的量子演化本质上可以被满足Dirac-Feynmann路径积分定相条件的少量量子轨道所捕获。量子轨道是理解极端非线性光学现象的关键概念，如高次谐波产生（HHG），阈上电离（ATI）和高阶太赫兹边带产生（HSG）。虽然HHG和ATI主要是在原子和分子中研究的，但半导体中的HSG可能由于能带材料的非平凡“真空”状态而具有有趣的效果。我们发现，在能带具有非零Berry曲率的半导体中，电子-空穴对在强太赫兹场作用下的循环量子轨道可以积累Berry相.以单层MoS $_2$为模型系统，研究了在短脉冲激发下，Berry相表现为材料脉冲发射的法拉第旋转角。这一发现揭示了一个有趣的极端非线性光学制度中的输运效应。
2012-11-13 cond-mat.mes-hall
Topological Andreev bands in three-terminal Josephson junctions
研究了三端约瑟夫森结中亚带隙Andreev束缚态的能带拓扑。我们仔细检查的对称性约束的散射矩阵在正常区域连接超导导线，使拓扑节点的Andreev状态的频谱。当散射矩阵具有时间反演对称性时，间隙闭合发生在特殊的稳定点，这些稳定点在拓扑上是平凡的，因为它们携带消失的Berry通量。与此相反，对于时间反演的情况下，我们发现拓扑单极的Berry曲率和相应的相变之间的状态与不同的陈数。后者由散射矩阵的结构控制，该散射矩阵可以通过在三端子几何形状中穿透结区域的磁通量来调谐。该系统的拓扑制度可以确定由非局部电导量子化，我们计算明确的散射矩阵的一个特定的参数化的情况下，每个水库是由一个单一的通道连接。
2017-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev bound state spectroscopy of a quantum-dot-based Aharonov-Bohm interferometer with superconducting terminals
Institute of Physics, Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Jožef Stefan Institute（约泽夫·斯特凡研究所）；Faculty of Mathematics and Physics, University of Ljubljana（卢布尔雅那大学数学与物理学院）
该研究通过分析量子点基阿哈罗诺夫-玻姆干涉仪的安德鲁夫束缚态光谱，揭示了干涉现象与约瑟夫森二极管效应之间的联系。
2026-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Near-field three-terminal thermoelectric heat engine
我们提出一个近场非弹性热电热机，其中量子点被用来有效地纠正光载流子的电荷流。该装置将近场热辐射转化为有用的电力。通过引入由能隙隔开的两个连续光谱，可以增强热吸收和非弹性输运。在线性响应区域研究了该热机的热电输运特性。使用一个小的带隙半导体作为吸收材料，我们表明，该设备实现了非常大的热功率和热电优值，以及相当大的功率因数。通过分析热载流子的产生和传导，我们发现塞贝克系数和品质因数对真空间隙的厚度有振荡依赖性。同时，近场辐射显著提高了功率因数、电荷和热导率。详细讨论了实现大功率、高效率热电热机的条件和指导原则。
2018-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Three-terminal nonlocal conductance in Majorana nanowires: Distinguishing topological and trivial in realistic systems with disorder and inhomogeneous potential
我们开发了一个理论的三端非局域电导在马约拉纳纳米线中存在的超导体-半导体混合结构中存在的超导接近，自旋轨道耦合，塞曼分裂。解决的关键问题是，这种非局部电导是否可以决定性地区分平凡和拓扑马约拉纳的情况下，存在的化学势的不均匀性和随机杂质无序。我们计算了原始纳米线（良好的零偏压电导峰），纳米线中存在的量子点和不均匀的电位（坏的零偏压电导峰），以及纳米线中存在的大的无序（丑陋的零偏压电导峰）的局部电导以及非局部电导和热导。局部电导本身是无法区分的平凡状态的拓扑状态，因为零偏置电导峰是通用的存在下的无序和不均匀的潜力。的非局域电导，这在原则上是能够提供的散装间隙关闭和重新打开的信息在拓扑量子相变，被发现是太弱的幅度是特别有用的存在下的无序和不均匀的潜力。因此，我们专注于本地，非本地的电，热传导的组合是否可以分离的好，坏，和丑陋的零偏置电导峰在有限长度的导线的问题。我们的论文旨在为未来的实验提供指导，我们得出结论，所有三种测量的组合将是必要的拓扑马约拉纳零模式在纳米线的决定性演示-对应于只有一种测量的正信号很可能是假阳性所产生的混乱和不均匀的潜力。
2021-01-24 cond-mat.mes-hall
Embedded Energy State in an Open Semiconductor Heterostructure
在本文中，我们表明，HgCdTe异质结构可以支持嵌入在连续的束缚电子态，使离散的能谱重叠的连续谱。尽管所提出的异质结构通常可以被入射电子波穿透，但研究表明它们可以支持具有无限寿命的空间局部俘获稳态。我们讨论了一个自由电子被捕获的可能性建议的开放式谐振腔，并提出了一个详细的研究的情况下失谐谐振腔的陷阱寿命。
2015-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Negative differential resistance in graphene-nanoribbon/carbon-nanotube crossbars: A first-principles multiterminal quantum transport study
我们模拟了石墨烯纳米管（GNR）和单壁碳纳米管（CNT）之间的量子输运，其中电子穿过它们之间的真空间隙。GNR覆盖纳米尺度区域上的CNT，同时它们的相对旋转为90度，从而形成四端子交叉杆，其中在CNT和GNR端子之间施加偏置电压。CNT和GNR分别基于其两端电导是否表现出作为费米能的函数的能隙而被选择为半导体或金属。我们发现在所有三个研究的设备-mGNR-sCNT，sGNR-sCNT和mGNR-mCNT交叉-这是不对称的，相对于改变偏置电压从正到负的非线性电流-电压（I-V）特性。此外，mGNR-sCNT交叉杆的I-V特性表现出具有低起始电压$V_\mathrm{NDR} \simeq 0.25$ V和峰谷电流比$\simeq 2.0$的负微分电阻（NDR）。交叉杆的重叠区域仅包含$\simeq 460$碳原子和氢原子，这为远低于国际半导体技术路线图所设想的最小水平长度尺度的纳米电子器件铺平了道路。我们的分析是基于非平衡格林函数形式主义结合密度泛函理论（NEGF-DFT），在那里我们还提供了一个概述，最近扩展的NEGF-DFT框架（最初开发的两个终端设备）的多端设备。
2013-07-31 cond-mat.mes-hall
Coupled electron--heat transport in nonuniform thin film semiconductor structures
从概念上建立了半导体薄膜中横向电子输运与传热耦合的理论。横向电流通过热激活传导性产生具有正反馈的焦耳热。这可能导致不稳定性，称为热失控，或热点，或可逆热击穿。这里的一个理论是基于修改后的最佳波动方法来描述鞍稳定点确定这种不稳定性和条件下，他们发展的速度。取决于材料和系统参数，不稳定性出现的方式相变，类似于无论是成核或spinodal分解。
2012-07-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Stationary-state electronic distribution in quantum dots
我们希望引起对零维半导体纳米结构的非吉布斯行为的注意，这似乎在实验中通过从电子激发态的不完全减少的效果或通过在电子激发的基态中制备系统之后的电子能级占据的上转换的效果来表现。在目前的工作中，该效果被解释与电子LO声子相互作用的帮助下，这是应该发挥作用，在这些结构中的电子的光学声子上的多重散射的形式。考虑了考虑电子与声子多重散射的电子弛豫过程的量子动力学方程。多电子散射解释的效果是支持指出相当程度的协议之间的理论图片和相当广泛的现有的实验数据。
2005-02-24 cond-mat.mes-hall
Inverse-phase Rabi oscillations in semiconductor microcavities
实验研究了嵌入InGaAs量子阱的半导体微腔非稳态瞬态信号的振荡。由于微腔样品中强激子-光子耦合（拉比振荡），振荡作为上下极化激元模式之间的量子拍频的结果而发生。光谱分辨信号的登记允许单独观察两个极化激元模式的本征频率处的振荡。令人惊讶的是，在较低和较高的极化激元模式下测量到的振荡具有相反的相位。我们从理论上证明了反相振荡是由泵浦引起的极化激元Hopfield系数的修改引起的，极化激元Hopfield系数决定了每个极化模式中激子和光子分量的比例。这种行为是光-物质耦合态的量子拍频的基本特征。相比之下，在没有微腔的量子阱异质结构中对纯激子态进行的参考泵浦-探测实验揭示了在不同激子能级处测量的泵浦-探测信号的同相振荡。
2016-12-12 cond-mat.mes-hall
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
Gate-tunable large magnetoresistance in an all-semiconductor spin-transistor-like device
二维电子系统（2DES）的大自旋相关和电场可调的磁电阻效应是实现许多自旋电子器件新概念的关键因素。在过去几十年中，在具有铁磁（FM）源极（S）和漏极（D）接触之间的横向半导体（SC）传输沟道的器件中观察到的低磁阻已经成为实现自旋场效应晶体管提议的主要障碍。在这里，我们展示了两个，一个大的两端磁阻在横向2DES为基础的自旋阀的几何形状，高达80%的电阻变化，和可调谐的磁阻由一个电动门。大的磁阻是由于FM/SC界面处的有限电场效应，其促进自旋到电荷转换。我们使用的门控方案是基于单向和双向自旋扩散之间的切换，而不诉诸自旋轨道耦合。
2017-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Shared control of a 16 semiconductor quantum dot crossbar array
对大量量子比特的有效控制是实际量子计算最具挑战性的方面之一。目前固态量子技术的方法是基于蛮力方法，其中每个量子位都需要至少一个唯一的控制线，当扩展到所需的数百万量子位时，这种方法将变得不可持续。在这里，受经典电子学中的随机存取架构的启发，我们引入了半导体量子点的共享控制，以有效地操作平面锗中的二维交叉杆阵列。我们调整整个阵列，包括16个量子点，以少孔制度，并隔离每个点的不成对自旋，我们限制在每个网站的奇数个孔。展望未来，我们建立了一种选择性控制量子点间耦合的方法，并实现了超过10 GHz的隧道耦合可调谐性。量子电子设备的操作具有比可调实验参数更少的控制端子，这代表着在构建可扩展量子技术方面迈出了引人注目的一步。
2022-09-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Protocol to identify a topological superconducting phase in a three-terminal device
我们开发了一个协议，以确定的存在和程度的拓扑相位与马约拉纳零模式的混合超导体半导体器件。该协议是基于在一个三端设备与两个正常的引线和一个超导引线的电导测量。射频技术作为局部电导测量的代理，允许对设备的大实验相空间进行快速、系统的扫描。马约拉纳零模式导致零偏置电导峰值在每一端的线，所以我们确定有前途的区域的相空间过滤这种情况。为了验证拓扑相的存在，在这些区域中的非局部电导的后续测量被用来检测通过体能隙的关闭和重新打开的拓扑转变。我们定义了数据分析例程，允许自动和无偏见地执行协议。我们的协议的目的是筛选出假阳性，特别是平凡的Andreev束缚态，模仿马约拉纳零模式的本地电导。我们应用该协议的几个例子的模拟数据说明检测的拓扑相位和假阳性的筛选。
2021-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quartet currents in a biased three-terminal diffusive Josephson junction
本文用量子电路理论研究对称偏置三端扩散 Josephson 结中的四重态与 MAR 直流电流，揭示电压、透明度和退相干导致的符号变化，并给出低透明度不对称耦合下的微扰解析结果。
2023-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonequilibrium stationary states with ratchet effect
在温度$T$下处于热平衡的粒子系综，由Nosè-Hoover动力学建模，在定向半圆盘弹性散射体的三角形晶格上运动。尽管散射体不对称，但热力学第二定律显然排除了定向输运。引入一个极化的零平均单色场产生一个定向的稳定流与非平凡的温度和场参数的依赖。本文给出了半导体异质结反点超晶格中微波场诱导定向电流的理论估计。
2004-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A quantum interferometer for quartets in superconducting three-terminal Josephson junctions
提出 quartet-SQUID 干涉器件，通过 hc/4e 磁通周期、四重组临界电流及相位跃变探测三端 Josephson 结的四重组相位与 phase-MAR 电流。
2023-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of spatially inhomogneous Bloch oscillations in semiconductor superlattices
在具有长散射时间的半导体超晶格中，由于散射引起的布洛赫振荡的阻尼是如此之小，以至于非线性可以补偿它，并且布洛赫振荡即使在流体动力学状态下也会持续存在。为了证明这一点，本文提出了一个考虑非弹性碰撞的能带超晶格的Boltzmann-Poisson输运模型，并利用奇异微扰法导出了电子密度、电场和Bloch振荡复振幅的流体力学方程。在适当的参数范围内，这些方程的数值解显示出稳定的Bloch振荡，具有空间非均匀的场、电荷、电流密度和能量密度分布。这些布洛赫振荡消失散射时间变得足够短。对于足够低的晶格温度，布洛赫和耿氏型振荡介导的电场，电流和能量域共存的电压范围。对于较大的晶格温度（300 K），只有布洛赫振荡与稳定的振幅和电场的档案。
2011-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
