Interaction effects on proximity-induced superconductivity in semiconducting nanowires
研究了一维纳米线中电子-电子相互作用对邻近诱导$s$波超导性的影响。我们把相互作用的自洽平均场水平上，并找到一个有效的配对潜力的相互作用，有效的弱隧道耦合线的存在下，一个解析表达式。我们发现，对于一组的两个纳米线平行放置在超导衬底上，相互作用引起的配对能量的减少可能会导致有效的线间配对电位超过线内电位，这是在这样的双线系统中创建时间反演对称拓扑超导态的要求之一。
2015-04-29 cond-mat.mes-hall
Transcendental momentum quantization in semiconducting Rashba nanowires and zero energy states in their normal and superconducting phase
University of Regensburg（雷根斯堡大学）；Université de Strasbourg（斯特拉斯堡大学）；Donostia International Physics Center (DIPC)（多诺斯蒂亚国际物理中心）；Wrocław University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学）；Freie Universität Berlin（柏林自由大学）
研究半导体纳米线中自旋轨道耦合对动量量子化的影响，揭示零能量态在正常和超导相中的存在条件及传输机制。
2026-02-23 cond-mat.mes-hall
The Quantum Pinch Effect in Semiconducting Quantum Wires: A Bird's-Eye View
那些用高潮来衡量成功的人似乎没有意识到生活是一段旅程而不是目的地。这种精神最好地反映在几十年来解决受控热核聚变问题的努力中，即使是最简单的捏，也是不断失败的;自然界让我们用例子来挑战。然而，这些努力使研究人员获得了一个稠密的等离子体的寿命，虽然很短，但足以研究物理学的箍缩效应，创建等离子体诊断方法，并发展等离子体过程的现代理论。最重要的是，他们已经浸渍了固态等离子体，特别是半导体中的电子-空穴等离子体，这些等离子体不会受到与约束相关的问题的影响，并且不仅在基础物理学方面而且在器件物理学方面都表现出了它们的潜力。在这里，我们报告的两个组件，圆柱形，准一维量子等离子体受到{ \em径向}限制的谐波势和施加的磁场在对称规范。结果表明，这种可以在半导体量子线中实现的系统为在低温下观察量子箍缩效应提供了一种很好的介质。一个精确的解析解的问题，使我们能够作出重要的观察：令人惊讶的是，在经典的捏效应，粒子密度以及电流密度显示{ \em determinable}最大值之前，在量子线的表面达到最小值。只要平衡的电子对密度持续，这种效应就会持续。因此，出现的技术前景是通往在纳米级控制粒子束的精确电子设备的途径。
2016-08-31 cond-mat.mes-hall
Johnson-Nyquist noise in narrow wires
横向尺寸小于屏蔽长度的窄半导体导线中的约翰逊-奈奎斯特噪声在频率$D/L^2$以下是白色的，在更高的频率下衰减为$ω^{-{1/2}}$。这一结果与中性和带电液体中的噪声谱进行了对比。
1999-08-20 cond-mat.mes-hall
Tunneling transport in devices with semiconducting leads
本文将现代隧道输运理论推广到有限温度。该扩展使连接到半导体引线的分子电子器件的应用成为可能。本文提出了一个应用程序的理论，分子器件的烷基链连接到硅纳米线，映射其传输特性作为温度和烷基链的长度的函数。基于这些计算和解析理论，发现隧穿衰减常数不是由费米能级决定的，而是由价带或导带的边缘决定的，无论哪个边缘更接近费米能级。通过映射烷基链的倏逝波传输通道和电导解析公式中出现的其他几个物理量，提供了进一步的见解。与实验数据得到了很好的定性一致。
2010-02-08 cond-mat.mes-hall
Algorithm for Reproducible Analysis of Semiconducting 2D Nanomaterials Based on UV/VIS Spectroscopy
该研究开发了一种基于紫外-可见光谱的免费算法，通过平滑、二阶导数和积分面积实现二维纳米材料分散体的可重复分析，快速测量浓度、长度和厚度，并细化八种常见材料的厚度度量。
2024-07-16 cond-mat.mes-hall
Plasmons in semiconductor and topological insulator wires with large dielectric constant
已知沿半径为$a$的细线延伸的等离子体激元的色散规律实际上是线性的。我们表明，在一个线的介电常数$κ$远大于其环境$κ_e$，这样的色散规律交叉到一个无色散的三维类法律时，等离子体激元波长变得短于长度$(a/2) \sqrt{(κ/κ_e)\ln(κ/2κ_e)}$的电场线从线退出到环境。这种情况发生在普通的半导体线和三维拓扑绝缘体线中。
2022-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface state band mobility and thermopower in semiconducting bismuth nanowires
许多热电材料，如Bi，表现出Rashba自旋轨道表面带，预测了由电子迁移率和增强的热电势组成的拓扑绝缘体行为。Bi纳米线实现了仅表面的电子输运，因为当它们经历体半金属-半导体转变时，它们成为体绝缘体，这是由于直径接近50 nm的量子限制。我们研究了20-，30-，50-和200-nm的三角Bi线。由表面电子和块状空穴引起的Shubnikov-de Haas磁阻振荡使得能够确定它们的密度和迁移率。表面电子具有超过2（m^2）/（Vsec）的高迁移率，并且对热电势有很大贡献，在温度T< 100 K时占主导地位。表面热电势为-1.2 T微伏/（K^2），这一数值与理论相符，提高了基于表面能带的纳米热电材料的发展前景。
2011-03-17 cond-mat.mes-hall
Metallization of Rashba wire by superconducting layer in the strong-proximity regime
在最近的实验中，定义在二维电子气中并与薄超导层强耦合的半导体量子线作为托管马约拉纳束缚态的有前途的平台已经被广泛探索。我们数值研究这样的几何形状，由一个准一维线耦合到一个无序的三维超导层。我们发现，在一个相当大的接近诱导的超导能隙的强耦合极限，所有的横向子带的线的能量显着转移相对于化学势的线。对于最低的子带，这种带移在幅度上与由于超导体的有限厚度（对于10 nm厚的铝层，通常为$\sim500$ meV）而产生的量子化能级之间的间距相当;在较高的子带中，带移要大得多。此外，我们表明，系统的宽度，这通常是远远大于厚度，和适度的无序内的超导体几乎没有影响的诱导间隙或带移。我们提供了一个详细的讨论，我们的结果的后果，认为一个巨大的能带位移和显着的重正化的半导体材料参数在强耦合限制，使其具有挑战性的实现拓扑相在这样的设置，作为强耦合到超导体基本上金属化的半导体。半导体的这种金属化可以通过测量能带位移来实验性地测试。
2018-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dephasing in Rashba spin precession along mutlichannel quantum wires and nanotubes
研究了多模量子信道中的相干Rashba自旋旋进，重新回顾了Tomonaga-Luttinger耦合液体的理论。我们确定的关键参数，以统治指数和Rashba进动长度的可伸缩性。在半导体量子线中，由于相互作用，发现不同输运通道的自旋在它们各自的旋进角中相对于彼此{ \em退相}。这可以解释实现Datta Das晶体管的实验困难。另一方面，在单壁碳纳米管中，预测相互作用在小掺杂下抑制两种风味模式之间的失相。
2004-09-29 cond-mat.mes-hall
Coupled quantum wires
我们研究了一组交叉的一维系统，它们通过在交叉点处的隧穿相互耦合。我们从没有电子-电子相互作用的最简单的情况开始，发现除了预期的能级分裂外，还可以出现束缚态。接下来，我们包括外部势和电子-电子相互作用，这是在哈特里近似处理。然后，我们写下一个正式的一般解决方案的问题，提供额外的细节的情况下，对称的外部潜力。集中在一个单一的交叉的情况下，我们能够解释最近的实验交叉金属和半导体纳米管[J。Janssen，S. G.勒梅湖P. Kouwenhoven和C. Dekker，Phys.Rev.B65，115423（2002）]，其示出了在交叉区域中存在定域态。
2008-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Size quantization of charge carriers in lead salt cylindrical quantum wires
本文提出了一种在多带近似下计算圆柱形铅盐量子线能量本征态的方法。在导带和价带内的量子线子带的电子能量色散被发现。
2010-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous non-additive dispersion interactions in systems of three one-dimensional wires
用氢原子链和均匀电子气模型研究了色散对三条一维线结合能的非加性贡献。我们表明，非添加剂的色散贡献的结合能显着增强相比，预期从Axilrod-Teller-Muto型三重偶极求和，并遵循不同的幂律衰减与分离。1D电子气体的三线非加性色散根据幂律$d^{-β}$缩放，其中$d$是线间距，其中指数$β(r_s)$小于3并且随着$r_s$从$r_s = 1$的2.4略微增加到$r_s=10$的2.9，其中$r_s$是1D电子气体的密度参数。这是在良好的协议与指数$β=3$所建议的领先阶电荷流贡献三线非加性，是一个显着较慢的衰减比$\sim d^{-7}$的行为，预计从三重偶极子求和。
2014-01-09 cond-mat.mes-hall physics.atm-clus physics.comp-ph
Many-body dispersions in interacting ballistic quantum wires
我们测量了一维相互作用电子的集体激发谱。该实验包括控制能量和动量的电子隧道之间的两个干净的和紧密的位置，平行的量子线在GaAs/AlGaAs异质结构，同时测量所得的电导。我们测量的激发光谱明显偏离非相互作用的光谱，证明库仑相互作用的重要性。值得注意的是，观察到的主激发分支的速度相对于具有相同密度的非相互作用的电子的30%的增强。在短线，有限尺寸的影响，从打破平移不变性观察。自旋-电荷分离通过莫尔图案表现出来，反映了不同的自旋和电荷激发速度。
2004-05-16 cond-mat.mes-hall
Finite-size nanowire at a surface: unconventional power laws of the van der Waals interaction
我们研究了金属或窄隙半导体纳米线与表面的范德华相互作用，在中间线-表面距离$(v_{F}/c)L \ll d \ll L $或$L \ll d \ll (c/v_{F})L $的制度，其中$L$是纳米线长度，$d$是到表面的距离，和$v_{F}$是纳米线电子的特征速度（对于金属线，它是费米速度）。我们的方法，基于Luttinger液体框架，允许一个分析的依赖关系的相互作用的纳米线的长度，线表面的距离，和相关的光谱间隙和温度的特征长度尺度之间的相互作用。我们发现，这种相互作用导致非平凡的修改的幂律支配范德华力，特别是非单调依赖的幂律指数的线表面分离。
2017-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Correlations between Majorana fermions through a superconductor
本文考虑了一个具有内禀自旋轨道相互作用的准一维半导体线在外加磁场作用下的弹道模型。这种设置已被证明会导致在导线中的拓扑超导状态，其特征在于在导线的两端形成一对马约拉纳-费米子（MF）束缚态。在这里，我们证明，除了众所周知的直接的电子束诱导的能量分裂，两个MF束缚态可以杂交通过弹性相关隧穿过程通过虚拟准粒子状态在SC中，从而引起一个额外的能量分裂之间的MF状态从相同的，以及从不同的线。
2013-08-05 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional crossover and strong coupling of plasmon excitations in arrays of one-dimensional atomic wires
利用高能动量分辨电子损失谱（ELS-LEED）结合低能电子衍射（SPA-LEED）和隧道显微镜研究了规则台阶Si（553）和Si（775）表面Au链阵列的集体电子激发.这两个表面都含有一个双链的金原子每个平台。尽管仅沿着导线观察到一维金属性和等离子体激元分散，但二维效应很重要，因为等离子体激元分散明显取决于导线的结构图案和平台宽度。每个平台上的电子密度被调制，如隧道光谱（STS）所示。由等离子体激元色散确定的Si（553）-Au的有效线宽为7.5 μ m，Si（775）-Au的有效线宽为10.2 μ m，与STS数据符合得很好。除了最近邻耦合之外，还可以看到导线之间耦合的明显证据。
2016-01-20 cond-mat.mes-hall
Dispersion and polarization conversion of whispering gallery modes in arbitrary cross-section nanowires
我们从理论上研究了具有离散或圆柱对称截面的纳米线的光学性质。形成线的材料是双折射的，在平面中和沿着线的轴显示出不同的介电响应，这通常是由纤锌矿材料（诸如ZnO或GaN）制成的线的情况。我们寻找具有适当对称性的麦克斯韦方程组的解。计算了在截面内具有高动量的模（即回音壁模）的色散和线宽随入射光角度的变化关系。我们特别强调六边形截面的情况。示出了一组方位角量子数的模式的能量位置。我们证明了TE和TM模式与双折射之间的能量分裂的依赖性。讨论了圆柱对称和离散对称情况下，随轴向波矢的增加，TE到TM的偏振转换。
2010-06-29 cond-mat.mes-hall
Quasi one-Dimensional Band Dispersion and Metallization In long Range Ordered Polymeric wires
本文研究了铜（110）表面催化1，4-二溴苯脱卤聚合生成的有序聚对苯撑链的电子结构。未占用的分子状态的量子化测量作为低聚物长度的函数，通过扫描隧道光谱，与费米能级交叉观察到的链长于十个苯环。角分辨光电子能谱学揭示了石墨烯样准一维价带以及1.15 eV的直接带隙，因为导带通过表面上的吸附而部分填充。紧束缚建模和从头计算密度泛函理论计算导致的有机能带结构的完整描述，包括k分散，间隙大小和电子电荷转移机制，驱动系统进入金属行为。因此，碳基导线的整个能带结构已被完全确定。这可以被认为是表面有机骨架的π-共轭的指纹。
2015-07-27 cond-mat.mes-hall
Bandstructure Effects in Silicon Nanowire Electron Transport
研究了强量子化硅纳米线场效应晶体管（FET）在不同输运方向上电子输运的能带结构效应。一个10带sp 3d 5s * 半经验原子紧束缚模型耦合到一个自洽泊松求解器用于色散计算。一个半经典的，弹道FET模型被用来评估的电流-电压特性。发现对于所有考虑的传输方向中的导线，总栅极电容从氧化物电容值退化30%（[100]，[110]，[111]）。不同的导线方向主要影响载流子速度，这主要决定相对性能差异，而总电荷差异的影响很小。速度取决于有效质量和色散的简并度。[110]和其次是[100]取向的3 nm厚的纳米线检查，表明最好的导通电流性能相比，[111]线。色散特性是量子化的强函数。谷分裂等效应可以提高简并度，特别是对于截面边长小于3 nm的线。有效质量也随着量子化而显著变化，并且对于不同的输运方向变化不同。对于[100]和[111]线的情况，质量随着量子化而增加，然而，在[110]情况下，质量减小。质量的变化可以从硅的第一布里渊区中的非抛物性和各向异性来解释。
2008-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First experimental evidence of one-dimensional plasma modes in superconducting thin wires
本文研究了在SrTiO $_{3}$衬底上沉积铌超导细丝。通过测量导线的反射系数，在超导状态下在130 MHz至4 GHz范围内观察到谐振。它们被解释为沿超导导线传播的一维等离子体模式的驻波共振。实验色散定律，$ω$对$q$，在整个波矢范围内呈现线性相关性。当温度接近超导转变温度时，模式软化。非常好的协议，我们的数据和色散关系预测的Kulik和Mooij和Schön之间观察。
2000-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin reconstruction in quantum wires subject to a perpendicular magnetic field
研究了垂直磁场对量子线上自旋和电荷分布的影响。利用动量分辨隧道效应测量了不同垂直磁场下的色散关系。我们发现，随着磁场的增加，一条自旋极化的电子在导线的截面中分离。我们提供了一个定量描述的新兴结构内的Hartree-Fock近似，表明它是从交换线中的电子之间的相互作用。我们讨论了这些结果与量子霍尔边缘态结构的关系。
2010-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exploring spatial dispersion in helical wired media: An effective field theory approach
该研究通过有效场论方法，推导了螺旋线介质中具有空间色散的介电张量，求解了麦克斯韦方程组，分析了电磁波模式的色散、偏振及禁带特性，并探讨了平板散射，揭示了可调谐的手性禁带和偏振旋转现象。
2024-02-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Magnetoelectric subbands and eigenstates in the presence of Rashba and Drresselhaus spin orbit interactions in a quantum wire
导出了外加磁场作用下量子线中电子的本征能和本征态。这些计算中所产生的Rashba（结构反转不对称性）和Dresselhaus（批量反转不对称性）的影响的自旋轨道相互作用的存在下。我们考虑三种情况：外部磁场被定向为（i）沿着线的轴，（ii）垂直于轴但平行于与结构反转不对称（Rashba效应）相关的电场，以及（iii）垂直于轴以及电场。在所有情况下，本征能量的色散都是非抛物线的，子带没有固定的自旋量子化轴（这意味着电子的自旋极化是波矢相关的）。除第二种情况外，色散图一般也是关于能量轴不对称的。
2003-10-06 cond-mat.mes-hall
Strongly interacting Majorana modes in an array of Josephson junctions
一系列超导岛与半导体纳米线在正确的制度提供了一个宏观实现Kitaev的玩具模型马约拉纳线。我们发现，相邻岛屿之间的电容耦合导致马约拉纳模式之间的有效相互作用。我们证明了即使强排斥相互作用最终使系统进入Mott绝缘态，对于任意的强相互作用，（平凡的）带绝缘体和（平凡的）莫特绝缘体之间的竞争也会导致相互排斥的拓扑绝缘态.
2015-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effect of tilted magnetic field on magnetosubbands and conductance of bi-layer quantum wire
对InAlAs/InGaAs和AlGaAs/GaAs异质结垂直双层半导体纳米线中的单电子磁输运进行了理论研究。该磁场平行地指向量子线的主（传输）轴，并且磁场的两个非零分量（即横向分量和垂直分量）允许分别改变层内和层间子带混合的幅度。我们详细分析了在生长方向上对称和非对称约束势下，高达几特斯拉的强倾斜磁场对能量色散关系E（k）的影响。这些计算的能量色散关系随后被用来表明，双层纳米线的电导值可以跳跃，以及由几个电导量子的下降时，费米能量的变化，结合自旋塞曼效应可以给出一个适度的自旋极化电流。
2016-01-15 cond-mat.mes-hall
Theoretical study of isolated dangling bonds, dangling bond wires and dangling bond clusters on H:Si(100)-(2$\times$1) surface
用扩展休克尔理论（EHT）研究了H：Si（100）-（2 $\times$ 1）表面孤立的未成对和成对悬挂键（DB）、DB线和DB团簇的电子能带结构，并报道了它们对Si带隙的影响.孤立的未配对DB引入近中间带隙态，而配对DB导致$π$和$π^*$态，类似于由未钝化的不对称二聚体（AD）Si（100）-（2 $\times$ 1）表面引入的那些。这种诱导态具有非常小的色散，这是由于它们与位于导带和价带中的其它态隔离。另一方面，由于在沿着二聚体行的方向上的未配对DB线（称为$[\bar{1}10]$）而引起的表面态由于相邻DB之间的强耦合而具有大的色散，其相距3.84 $Å$。然而，在垂直于二聚体行（称为[110]）的方向上，由于相距7.68 $Å$的DB之间的耦合降低，表面态的色散类似于孤立的未配对DB的色散。除此之外，$[\bar{1}10]$方向上的成对DB线引入与AD表面的那些状态类似的$π$和$π^*$状态，并且[110]方向上的成对DB线表现出与隔离的成对DB的那些状态类似的表面状态，如所预期的。除此之外，我们报告的电子结构的不同DB集群，其中表现出的带隙内的状态，可以解释为叠加的状态，由于未配对和配对DB。
2006-11-15 cond-mat.mes-hall
Coulomb drag by small momentum transfer between quantum wires
我们证明了在很宽的温度范围内，两个弱耦合量子线之间的库仑阻力主要是由一个小的线间动量转移的过程。这种过程在传统的Luttinger液体理论中没有考虑，只是因为电子色散关系不是线性的，所以才引起阻力。如果金属丝相同，则对阻力的相应贡献与温度成T^2比例，如果金属丝不同，则与温度成T^5比例。
2003-09-19 cond-mat.mes-hall
Sub-gap Fano resonances in a topological superconducting wire with on-site Coulomb interactions
我们从理论上考虑了$1D$ -半导体导线与$s$ -波超导体之间的强Rashba相互作用，并在外部磁场的驱动下进入拓扑相。此外，我们考虑到现场库仑线内的相互作用。该系统是由紧束缚哈密顿与Rashba跳跃项和诱导$s$波超导。计算采用递归格林函数法，库仑相互作用在Hubbard $I$近似下自洽处理。对于位于$p$波超导能隙中的Hubbard能级，除了Majorana共振外，态密度中还存在粒子-空穴对称的四共振结构.一对粒子-空穴对称共振是由特定位点的离散$II$ -Hubbard能级产生的，第二对Hubbard子带源于线的位点上的递归求和。两种类型的状态对之间的量子干涉产生具有相反不对称因子的间隙电荷共轭Fano共振。我们证明了当量子干涉由两粒子隧穿主导时，Majorana共振被强烈削弱，而当单粒子隧穿主导时，Majorana共振没有改变.我们还讨论了一些后果的实验区分真正的马约拉纳状态，并表明，现场库仑相互作用支持的外观拓扑相。
2021-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin Photovoltaic Effect in Quantum Wires with Rashba Interaction
我们提出了一种量子线中自旋极化光电流产生的机制。这是由于Rashba自旋轨道相互作用、外加磁场和微波辐射的综合作用。在导线中的时间无关的相互作用引起的频谱不对称的k-空间。微波辐射诱导自旋分裂子带之间的跃迁，并且，由于特殊的能量色散关系，在零偏压下产生电荷和自旋电流。我们证明了在适当选择的外部控制参数下，纯自旋电流的产生是可能的。
2005-02-08 cond-mat.mes-hall
Manifestation of two-channel nonlocal spin transport in the shapes of the Hanle curves
两条隧道耦合导线系统中的电荷密度涨落动力学包含两种扩散模式，色散分别为iw=Dq^2和iw =Dq^2+2/tau_t，其中D是扩散系数，tau_t是导线之间的隧穿时间。相应的自旋密度模的色散取决于作为自旋旋进的结果的磁场，其具有拉莫尔频率w_L。两种模式的存在影响描述覆盖非磁性线的铁磁条之间的自旋相关电阻R的汉勒曲线的形状。我们证明了R（w_L）曲线的相对形状，一个在同一丝内测量，另一个在丝之间测量，取决于比率τ_t/τ_s，其中τ_s是自旋扩散时间。如果线之间的耦合是局部的，即仅在点x=0处，则线内和线间汉勒曲线的形状的差异反映了在x=0附近“切换”或不切换的扩散轨迹的统计差异。当其中一条耦合导线弯曲成半径为a的环时，汉勒曲线的形状反映了环上随机游走的统计数据。该统计量由无量纲参数a/（D tau_s）^（1/2）控制。
2014-08-03 cond-mat.mes-hall
Spin densities in parabolic quantum wires with Rashba spin-orbit interaction
利用正则变换，我们对角化近似的高斯线与Rashba自旋轨道相互作用的哈密顿量。这一过程使我们能够获得能量色散关系和波函数具有良好的精度，即使在系统中具有较强的Rashba耦合。有了这些本征态，人们可以计算通过在样品上施加偏置电压引起的非平衡自旋密度。我们重点研究了自旋密度的$z$分量，它与自旋霍尔效应有关.
2007-01-23 cond-mat.mes-hall
Resonant Raman scattering of quantum wire in strong magnetic field
研究了量子线在强磁场中的共振拉曼散射，重点研究了长程库仑相互作用和自旋-电荷分离效应。由喇曼截面得到的电荷和自旋激发的能量-动量色散表明了边间库仑相互作用引起的特征交叉行为。极化谱中共振附近的“SPE”峰由于电荷速度的动量依赖性而变宽。在去极化光谱中的宽峰被示出起源于电荷和自旋激发速度之间的差距。
1999-03-15 cond-mat.mes-hall
