Parity-preserving and magnetic field resilient superconductivity in indium antimonide nanowires with tin shells
我们研究了自下而上生长的半导体锑化铟纳米线，其表面涂有锡壳。贝壳的厚度是均匀的。Sn与InSb的界面是突变的，没有发生互扩散。用于传输的器件通过使用附近的纳米线以及薄片原位遮蔽纳米线来制备，从而产生无蚀刻结。锡被发现诱导硬超导能隙在600-700微电子伏特的范围内。超导性在磁场中可持续到4 T。锡岛显示出令人垂涎的双电子充电效应，这是电荷宇称稳定性的标志。这些发现为基于新的超导体-半导体组合的超导和拓扑量子线路开辟了道路。
2019-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Spectroscopic Visualization of Hard Quasi-1D Superconductivity Induced in Nanowires Deposited on a Quasi-2D Indium film
本文提出将 InAsSb 纳米线分散在铟薄膜上的新型邻近诱导超导平台，利用铟的高临界温度和 InAsSb 的强自旋轨道耦合，实现了高达 90% 的库珀对透明度，并通过各向异性磁响应揭示了母体准二维与诱导准一维超导特性，为原子尺度研究拓扑超导奠定了基础。
2024-09-29 cond-mat.mes-hall
Long electron dephasing length and disorder-induced spin-orbit coupling in indium tin oxide nanowires
利用四探针组态法测量了两条氧化铟锡（ITO）纳米线在0.25 ~ 40 K温度范围内的量子干涉磁阻效应。与一维弱（反）局域化理论进行比较，提取电子退相长度$L_ϕ$。我们发现，在一个直径为60 nm的纳米线，具有低电阻率的$ρ$（10 K）= 185 $μΩ$ cm，$L_ϕ$是长的，从150 nm在40 K增加到520 nm在0.25 K。因此，纳米线显示出严格的一维弱局域化效应，可达几十开尔文。在具有$ρ$（10 K）= 1030 $μΩ$ cm的高电阻率的72 nm直径的第二纳米线中，退相长度被抑制到$L_ϕ$（0.26 K）= 200 nm，因此在约12 K处发生从1到3的有效器件维度的交叉。特别是在后一种样品中，无序诱导的自旋轨道耦合是明显的，在低于$\sim$ 4 K的温度下表现出弱的反定域效应.这些观察结果表明，通过控制不同水平的原子缺陷和杂质，可以在ITO纳米线中实现多功能的量子干涉效应。
2010-10-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Universal conductance fluctuations in indium tin oxide nanowires
从0.26 K到$\sim 25$ K，在弱无序氧化铟锡纳米线中观察到了与磁场相关的普适电导涨落（UCF）.随着温度的降低，涨落幅度增加，在$T \lesssim 1$ K时达到$e^2/h$的一部分。UCF图案的形状被发现是非常敏感的样品的热循环到室温，这会导致不可逆的杂质重新配置。另一方面，UCF幅度对热循环不敏感。我们测量的均方根UCF幅度的温度依赖性与现有的理论[C。W. Beenakker和H. van Houten，Phys.Rev.B \textbf{37}，6544（1988）]。一个显着的差异被发现，这似乎意味着，实验的UCF的不切断的热扩散长度$L_T$，如预期的理论预测时，$L_T < L_φ$，其中$L_φ$是电子退相长度。近似的电子退相长度推断UCF的幅度，并与提取的弱本地化磁阻研究。观察到合理的半定量协议。
2012-02-07 cond-mat.mes-hall
Effect of strain and diameter on electronic and charge transport properties of indium arsenide nanowires
采用第一性原理计算研究了单轴压应变、拉伸应变和直径对砷化铟（InAs）纳米线电子能带结构的影响.从松弛和应变纳米线的电子结构中提取有效质量和带隙。材料的性质提取和应用，以确定通过有效质量近似内所描述的纳米线的电荷传输，并通过应用非平衡格林函数方法。输运计算自洽地求解了具有开放边界条件的薛定谔方程和用于静电的泊松方程。该器件结构对应于具有InAs NW沟道的金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），该沟道处于栅极全包围几何结构中。沟道截面用于3 × 3 nm 2至1 × 1 nm 2范围内的高度缩放器件。应变对能带结构和电性能的影响进行了评估不同的NW方向和直径通过量化亚阈值摆动和ON/OFF电流比。我们的研究结果显示，对于临界尺寸为几纳米的InAs NW晶体管，晶体取向和量子限制效应主导器件行为，但必须包括应变效应，以提供准确的晶体管性能预测。
2018-08-16 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Observation of the 4$π$-periodic Josephson effect in indium arsenide nanowires
通过非阿贝尔马约拉纳零模（MZM）的量子计算提供了一种通过在拓扑超导体制度中的半导体纳米线网络的非局域电荷宇称态中编码量子信息来实现容错的方法。迄今为止，MZM的实验研究主要依赖于单电子隧穿测量，这导致存储在MZM中的量子信息的退相干。作为拓扑量子计算的下一步，需要基于约瑟夫森效应的电荷宇称守恒实验，这也可以帮助排除零偏压电导异常的非拓扑起源。在这里，我们报告的约瑟夫森辐射频率的直接测量InAs纳米线与外延铝壳。对于第一次，我们观察到的$4π$周期约瑟夫森效应以上的磁场$\approx 200\,$ mT，与估计和测量的拓扑相变的类似设备。
2020-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum-interference transport through surface layers of indium-doped ZnO nanowires
我们制备了铟掺杂氧化锌（IZO）纳米线（NWs），并在低温下进行了四探针电输运测量。纳米线揭示了无序金属的电荷传导行为特征。除了电阻$R$与$T$的关系外，我们还测量了垂直和平行磁场下的磁阻（MR）。我们的$R(T)$和MR数据在不同的$T$间隔是一致的理论预测的一维（1D），二维（2D）或三维（3D）弱局域化（WL）和电子-电子相互作用（EEI）的影响。特别是，在两个效果中观察到一些维度交叉。这些交叉现象与单个IZO NW中的“核-壳样结构”模型一致，其中厚度为$t$（$\simeq$ 15-17 nm）的外壳负责量子干涉传输。在WL效应中，随着电子退相长度$L_ϕ$随着$T$从最低测量温度增加而逐渐减小，在特征温度附近发生1D到2D维度交叉，其中$L_ϕ$近似等于$d$，有效NW直径略小于几何直径。随着$T$进一步增加，在另一个特征温度附近发生2D到3D维度交叉，其中$L_ϕ$近似等于$t$（$< d$）。在EEI效应中，当热扩散长度$L_T$随着$T$的增加而逐渐减小并接近$t$时，发生2D到3D维度交叉。然而，没有看到到1D EEI效应的交叉，因为在我们的IZO NW中，即使在$T$ = 1 K时，$L_T < d$也是如此。此外，我们解释了各种非弹性电子散射过程，管理$L_ϕ$。这项工作表明，表面相关的导电过程是必不可少的掺杂半导体纳米结构。
2017-02-18 cond-mat.mes-hall
Raman spectroscopy and electrical properties of InAs nanowires with local oxidation enabled by substrate micro-trenches and laser irradiation
沿着砷化铟纳米线的热梯度是通过在支撑衬底中制造微沟槽和聚焦激光照射的组合来设计的。这允许在衍射极限的尺度上局部控制纳米线的热激活氧化反应。通过显微拉曼成像检测了氧化的局部性，发现结果与温度分布的数值模拟一致。将该技术应用于电子器件中的纳米线，局部氧化的纳米线保持导电，具有较低的电导率，如对于有效更薄的导电芯所预期的。
2016-01-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Origin of the Metal-Insulator Transition of Indium Atom Wires on Si(111)
作为一种典型的一维电子系统，在Si（111）表面自组装的铟（In）纳米线被认为可以通过电子-声子耦合形成电荷密度波（CDW）来驱动金属-绝缘体转变。在这里，我们的第一性原理计算表明，从高温4 × 1相到低温8 × 2相的结构相变是通过放热反应与连续的键断裂和键形成过程发生的，从而引起两相之间的能垒以及间隙开口。这个原子的图片相变不仅确定其一阶性质，但也解决了一个长期存在的难题的起源的金属-绝缘体过渡的x2周期性晶格重建的六边形通过键断裂和新的键形成，而不是由Peierls不稳定性驱动的CDW形成。
2016-05-06 cond-mat.mes-hall
Transport spectroscopy for Paschen-Back splitting of Landau levels in InAs nanowires
电子轨道运动和自旋的耦合导致能级结构的非平凡变化，从而导致各种光谱学和应用。在强磁场作用下，这种自旋-轨道耦合（SOC）在原子中引起反常塞曼分裂，称为Paschen-Back（PB）效应。在固体中，SOC在零磁场或弱磁场下产生能带反转或分裂，这是拓扑相或马约拉纳费米子的先决条件。在这里，我们提出的PB分裂的朗道能级（LLS）在砷化铟纳米线在强场制度的第一个观察。我们的能量分辨输运光谱结果表明，这些纳米线中存在LL依赖的异常塞曼分裂，类似于原子PB效应。这一结果与基于Rashba SOC的理论分析相吻合。我们的研究结果还提出了一种在纳米线中产生自旋分辨电子输运的方法。
2017-11-19 cond-mat.mes-hall
Majorana fermions in topological insulator nanowires: from single superconducting nanowires to Josephson junctions
研究了具有邻近效应的一维拓扑绝缘体（TI）纳米线中Majorana费米子束缚态的特征。计算了单根TI纳米线的相图和能谱，结果表明，当单根TI纳米线中含有0对、1对和2对Majorana费米子时，纳米线可以处于缠绕数为$W=0, \pm 1$和$\pm 2$的拓扑不变相.它还表明，拓扑绕组数，即，可以从由两个TI纳米线制成的约瑟夫森结装置的输运测量中提取TI纳米线中的马约拉纳费米子对的数目，而可以使用超导量子干涉装置（SQUID）设置提取缠绕数目的符号。
2017-03-04 cond-mat.mes-hall
Ultrafast spin initialization in a gated InSb nanowire quantum dots
提出了一种快速、精确的静电量子点中单个电子自旋初始化方法。该点是在纳米器件中创建的，该纳米器件由催化生长的锑化铟（InSb）纳米线和附近的栅极组成，控制电压施加到该栅极。首先，我们将任意自旋的单个电子插入导线。自旋的操作使用由电场引起的Rashba自旋-轨道相互作用来执行。首先，施加到横向栅极的单个电压脉冲用于将电子波包分裂成具有相反自旋取向的两个部分。接下来，施加到其余栅极的另一电压脉冲使两个部分的自旋在相反方向上旋转$π/2$。这样，最初相反的自旋部分最终指向相同的方向，沿着量子线的轴。因此，我们在预定义的方向上设置自旋，而不管其初始方向。这是在小于$60\,\mathrm{ps}$的时间内实现的，而不使用微波、光子或外部磁场。
2018-12-22 cond-mat.mes-hall
Cryogenic performance of field-effect transistors and amplifiers based on selective area grown InAs nanowires
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2), CSIC and BIST（加泰罗尼亚纳米科学和纳米技术研究所（ICN2），西班牙国家研究委员会和巴塞罗那独立系统研究所）；ICREA（加泰罗尼亚高级研究院）；Center For Quantum Devices, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所量子设备中心）
本研究利用选区生长技术制备InAs纳米线场效应晶体管，表征了其低温特性及在集成电路和放大器中的应用表现，并讨论了晶体缺陷与工艺影响及改进策略。
2025-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Broadband microwave spectroscopy of semiconductor nanowire-based Cooper-pair transistors
库珀对晶体管（CPT）是一个封闭在两个约瑟夫森弱连接之间的超导小岛，是各种超导量子线路的原子构件。利用栅极可调半导体沟道作为薄弱环节，与约瑟夫森隧穿相关联的能量尺度可以相对于岛的充电能量而改变，从而调整其电荷波动的程度。在这里，我们直接证明了这种控制映射的能级结构的CPT的砷化铟纳米线（NW）与超导铝壳。我们提取的相位偏置纳米线CPT的量子动力学的详尽建模的基础上的设备参数，并直接测量作为设备温度的函数的奇偶校验占用比，相关的超导和未来的拓扑量子比特。
2020-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ubiquitous non-Majorana Zero-Bias Conductance Peaks in Nanowire Devices
本文针对纳米线/超导体混合器件中普遍出现的零偏压电导峰，利用自洽泊松-薛定谔多带模型证明其来源于平庸亚能隙态的叠加与相互作用，而非马约拉纳束缚态，从而为甄别真正的马约拉纳信号提供了关键依据。
2024-01-23 cond-mat.mes-hall
Quasi-ballistic transport of Dirac fermions in a Bi2Se3 nanowire
在弱无序极限下研究了三维拓扑绝缘体Bi 2Se 3介观纳米线中Dirac费米子的量子相干输运.在非常低的温度下，许多谐波在Aharonov-Bohm振荡的傅里叶变换中被证明，揭示了表面态的长相位相干长度。值得注意的是，从它们的指数温度依赖性，我们推断出一个不寻常的1/T的相位相干长度的幂律。这种退相干对于与环境动力学弱耦合的准弹道费米子是典型的。
2012-12-12 cond-mat.mes-hall
Conductance through a helical state in an InSb nanowire
电子的运动和它的自旋一般是不耦合的。然而，在具有强自旋-轨道相互作用（SOI）的一维材料中，螺旋状态可以在有限的磁场下出现，其中相反自旋的电子将具有相反的动量。这种螺旋状态的存在有自旋过滤和库珀对分裂器设备的应用，是一个必不可少的成分，实现拓扑保护的量子计算使用马约拉纳零模式。在这里，我们报告的量子点接触（QPC）形成的锑化铟纳米线的磁场的函数的电导测量。在超过3 T的磁场下，$2e^2/h$平台显示出朝向$1e^2/h$的折返电导特征，其在包围$1e^2/h$平台之前宽度随磁场线性增加。旋转外部磁场平行或垂直于自旋轨道场，使我们能够清楚地将这种实验特征归因于SOI。我们将我们的观测结果与包含SOI的QPC模型进行了比较，并提取了~6.5meV的自旋轨道能量，这明显强于通过其他方法获得的SO能量。
2017-01-24 cond-mat.mes-hall
Floquet Majorana and Para-Fermions in Driven Rashba Nanowires
我们研究了在磁场作用下，周期性驱动的具有Rashba型导带和价带的纳米线。我们确定拓扑制度，系统主机零能量马约拉纳费米子。我们进一步研究了强电子-电子相互作用的影响，产生的parafermion零能量模式托管在纳米线的两端。我们考虑的第一个设置允许拓扑相位仅施加静态磁场，而不需要超导性。第二种设置涉及超导性和随时间变化的磁场，并允许一个生成拓扑相没有微调的化学势。有前途的候选材料是石墨烯纳米带，由于其固有的粒子-空穴对称性。
2016-08-31 cond-mat.mes-hall
Optical conductivity of metal nanofilms and nanowires: The rectangular-box model
对低维电子系统引入电导率张量。在盒中粒子模型和对角响应近似下，在假设$d\cong λ_{\rm F}$（其中$d$是系统的特征小尺寸，$λ_{\rm F}$是块体金属的费米波长）下，计算了准均匀金属薄膜和金属丝的电导率张量分量.我们发现的透射率的薄膜，并比较这些结果与现有的实验数据。给出了费米能级的尺寸依赖性的解析估计，并计算了超导薄膜和超导导线中费米能级的振荡。我们的研究结果表明，在红外范围内的电导率分量的实部和虚部的强尺寸和频率依赖性。一个尖锐的区别的结果为Au和Pb的观察和解释这些金属的弛豫时间的差异。
2010-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Signature of Majorana Fermions in Charge Transport in Semiconductor Nanowires
我们研究了半导体纳米线在垂直磁场中的电荷输运，该纳米线与\textit{s}波超导体部分接触。我们发现，在一定的参数范围内，存在于纳米线超导截面与正常截面之间的界面处的Majorana费米子，可以在界面处引起电子的共振Andreev反射，从而在纳米线的电导中产生零能量峰.表征了不同实验参数下零能电导峰的宽度。虽然零能量峰在一维纳米线中提供了Majorana费米子的签名，但由于二维中存在其他边缘态，因此在具有相同实验设置的二维半导体薄膜中它消失了。提出的电荷输运实验为半导体纳米线中马约拉纳费米子的探测提供了一种简单可行的方法。
2012-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Unified mechanism of the surface Fermi level pinning in III-As nanowires
研究了Ⅲ族砷纳米线（GaAs，InAs，InGaAs，AlGaAs）氧化（110）面的费米能级钉扎。使用扫描梯度开尔文探针显微镜，我们表明，费米能级在氧化解理表面的三元铝$_{x}$镓$_{1-x}$作为（0 $\le$ × $\le$ 0.45）和镓$_{x}$在$_{1-x}$作为（0 $\le$ × $\le$ 1）合金被钉扎在相同的位置4.8 $\pm$ 0.1 eV的真空能级。这一发现暗示了这种表面费米能级钉扎的统一机制。拉曼散射和光致发光光谱的进一步研究表明，Al $_{x}$ Ga $_{1-x}$ As和Ga $_{x}$ In $_{1-x}$ As纳米线的光氧化导致了过量砷在其晶体表面的积累，并伴随着带边光致发光强度的强烈下降.我们的结论是，在晶体或非晶形式的表面过量的砷是负责费米能级钉扎在氧化的III-As纳米线的（110）表面。
2017-11-17 cond-mat.mes-hall
Charge and spin transport over record distances in GaAs metallic n-type nanowires : I photocarrier transport in a dense Fermi sea
我们研究了用氢化物气相外延法（HVPE）在Si衬底上生长的n型金属GaAs纳米线（掺杂水平约为10^17 cm^-3）中的电荷和自旋输运。这是通过用紧密聚焦的圆偏振光激发纳米线并通过监测强度和圆偏振光谱作为距激发点的距离的函数来完成的。自旋极化的光电子在近带隙光谱中产生了一个明确的特征，与主线不同，这是由于费米海的自旋非极化电子与相同的少数光空穴的复合。在2（微）米的距离，只有主线仍然存在，这意味着光电子已经达到了费米海的电荷热力学平衡。然而，尽管在相应能量的强度谱中不存在线，但在谱中的相同能量处仍然观察到圆偏振，这意味着光电子保持了它们的自旋取向，并且两个自旋库保持不同。作为到激发点的距离的函数的调查表明，取决于激发功率，20%的光电子自旋极化可以在超过20（微）m的记录距离上传输。这一发现对n型掺杂纳米线的长距离自旋输运具有潜在的应用价值。
2020-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Deviation from Fermi-liquid behavior in two-dimensional surface states of Au-induced nanowires on Ge(001) by correlation and localization
利用线偏振光角分辨光电子能谱学研究了Ge（001）表面Au原子纳米线（Au/Ge（001）纳米线）的电子态。我们在$\bar{J}\bar{K}$周围发现了三个电子袋，费米面在表面布里渊区闭合，表明Au/Ge（001）纳米线的表面态是二维的，而原子结构是一维的.二维金属态在费米能级附近表现出对光电子强度的显著抑制。这种抑制可以用无序金属中的关联和局域效应来解释，这是对费米液体模型的偏离。
2016-02-17 cond-mat.mes-hall
Quantized Fermi-arc-mediated transport in Weyl semimetal nanowires
我们研究了外尔半金属纳米线的纵向输运，无论是在存在和不存在的磁通量线程的纳米线。我们确定了两个定性不同的制度的运输相对于在纳米线的化学势。在“表面制度”，低掺杂，大部分的电导发生通过费米弧表面状态，它上升的步骤，一个量子的电导作为化学势的函数;此外，随着流量的变化，电导的变化步骤的一个量子的电导与特征法布里-珀罗干涉振荡。在“体表面制度”，对于高掺杂的样品，占主导地位的贡献的电导是二次的化学势，主要是由体状态的条件;通量依赖性清楚地表明，表面和体状态的贡献。上述两个制度证明了费米弧表面态的贡献是显着的，因此，理解有限尺寸外尔半金属系统的输运性质的关键。最后但并非最不重要的是，我们证明了这两种制度是强大的混乱。
2019-05-27 cond-mat.mes-hall
Superconductivity and parity preservation in as-grown In islands on InAs nanowires
我们报道了在分子束外延生长的InAs纳米线上原位合成结晶铟岛。通过透射电子显微镜的结构分析表明，在晶体生长在两个家庭内的取向相对于纤锌矿InAs的tetraxibody为中心的晶体结构。结晶岛的长度< 500 nm，表面能量低，表明生长主要是由表面能最小化驱动的。通过In/InAs器件的电传输表现出库珀对充电，证明电荷宇称保持和原始的In/InAs界面，诱导的超导能隙约为0.45 meV。库珀对充电持续到温度> 1.2 K和磁场~ 0.7 T，表明In/InAs混合物属于在比最先进的Al基混合物更宽的参数空间上操作的扩展类的半导体/超导体混合物。工程晶体形态，同时使用阴影外延隔离单岛提供了一个有趣的替代以前的半导体/超导体混合形态和设备的几何形状。
2021-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Validity criteria for Fermi's golden rule scattering rates applied to metallic nanowires
费米的黄金法则支持移动载流子在各种固体中传播的研究，是计算其散射率的标准工具。因此，它提供了一个微扰估计下的隐式假设，即相互作用的哈密顿量，导致散射事件的影响是足够小的。为了检查这一假设的有效性，我们提出了一个通用的框架，以获得简单的有效性标准，以评估是否可以信任的散射率的系统正在考虑中，其统计特性，如平均尺寸，电子密度，杂质密度等。我们推导出具体的有效性标准金属纳米线与传导电子填充一个单一的抛物带进行不同的弹性散射机制：杂质，晶界和表面粗糙度。
2016-06-22 cond-mat.mes-hall
Dressed Majorana fermion in a hybrid nanowire
Beijing Computational Science Research Center（北京计算科学研究中心）；Graduate School of China Academy of Engineering Physics（中国工程物理研究院研究生部）；School of Physics, Peking University（北京大学物理学院）
本文提出了一种定义 Majorana 费米子的新方法，通过结合纳米线和超导体的准激发，揭示了化学势和 Zeeman 能量对 Majorana 阶段的影响，并提供了实验指导。
2024-04-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fermi arcs and DC transport in nanowires of Dirac and Weyl semimetals
研究了Dirac和Weyl半金属圆柱纳米线的输运性质和电子态，特别关注了表面费米弧的结构和性质。后者使纳米线中的电荷和电流密度分布强烈不均匀，因为大部分电荷密度积聚在表面。结果表明，外尔半金属线也支持磁化电流主要集中在表面，因为费米弧的贡献。通过使用久保线性响应方法，直流（DC）电导率的计算，发现它的空间分布是非平凡的。通过明确分离的表面和体状态的贡献，它表明，当电化学势和/或线的半径是小的，电子输运主要由费米弧和电导率是在表面比在体高得多。由于表面-体相转变速率的增加，表面态对总电导率的相对贡献随着化学势的增加而逐渐减小。此外，当费米能级穿过表面态的能量时，表面处的DC电导率表现出明显的峰值。
2020-02-21 cond-mat.mes-hall
Fermionic and Majorana Bound States in Hybrid Nanowires with Non-Uniform Spin-Orbit Interaction
研究了在磁场存在下，具有非均匀自旋轨道相互作用（SOI）和邻近诱导超导带隙的Rashba纳米线拓扑相中的带隙内束缚态.我们发现，费米束缚态（FBS）可以出现在邻近间隙内。它们位于两个线部分之间的结处，其特征在于SOI矢量的不同方向，并且它们与位于纳米线末端的马约拉纳束缚态（MBS）共存。FBS的能量由SOI矢量之间的角度和SOI与费米波长和局域化长度相比变化的长度尺度确定。我们还考虑了双结，并表明这两个新兴的FBS可以杂交，并形成一个双量子点的结构内的差距。我们找到明确的解析解的束缚态和它们的能量为某些参数制度，如弱和强SOI。分析结果证实和补充了一个独立的数值紧束缚模型的方法。这样的FBS可以作为准粒子陷阱，因此可以对基于编织MBS的拓扑量子计算方案产生影响。
2014-08-14 cond-mat.mes-hall
Electronic conduction properties of indium tin oxide: single-particle and many-body transport
铟锡氧化物（Sn掺杂的In $_2$ O $_{3-δ}$或ITO）是令人感兴趣的并且在技术上重要的透明导电氧化物。这类材料已经被广泛研究了几十年，研究工作集中在应用方面。ITO从300 K到低温的电子传导特性的基本问题很少得到解决。在很宽的温度范围内的电输运性质的研究是必不可少的解开潜在的电子动力学和微观电子参数。我们发现，人们可以了解丰富的物理在ITO材料，包括半经典玻尔兹曼输运，量子干涉电子输运，和电子-电子相互作用的影响，在无序和粒度的存在。为了揭示ITO材料为基础研究提供的机会，我们展示了不同形式的ITO结构中的各种电荷传输特性，包括均匀的多晶薄膜，均匀的单晶纳米线和非均匀的纳米薄膜。我们不仅解决了ITO中出现的新物理现象，而且还说明了稳定的ITO材料形式的潜在应用的多功能性。我们强调，在微观上，ITO的丰富的电子导电性能源于继承自由电子的能带结构和低载流子浓度（与典型的金属相比）这类材料的特性。此外，低载流子浓度导致慢的电子-声子弛豫，这导致（$i$）小的剩余电阻比，（$ii$）在1-300 K的宽温度范围内的线性电子扩散热电功率，以及（$iii$）弱的电子退相速率。我们将重点讨论类金属ITO材料。
2017-02-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Majorana transport in superconducting nanowire with Rashba and Dresselhaus spin-orbit couplings
超导实验是探测固态系统中马约拉纳费米子的关键技术。利用Keldysh非平衡格林函数方法研究了具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的超导纳米线中的多引线隧穿。在我们的实验装置中出现了一个零偏置的\textit{dc}电导峰，这表明了Majorana费米子的存在，与前人在InSb纳米线上的实验结果一致。有趣的是，由于马约拉纳费米子的奇异性质，存在一个空穴传输通道，使得电流在左右引线处不对称。本文还研究了Majorana费米子介导的\textit{ac}电流响应。为了讨论库仑相互作用和无序对马约拉纳纳米线输运性质的影响，我们采用重整化群方法研究了该纳米线的相图。发现在超导电性和无序性的相互作用下存在拓扑相变。我们发现Majorana输运在超导主导的拓扑相中保持不变，而在无序主导的非拓扑绝缘体相中被破坏。
2015-02-22 cond-mat.mes-hall
Composite Majorana Fermion Wavefunctions in Nanowires
我们考虑了准一维纳米线系统中的Majorana费米子（MF），该系统包含正常和超导截面，其中基于Rashba自旋轨道相互作用的拓扑相位可以通过磁场来调节.我们推导出显式的解析解的MF波函数在弱和强自旋轨道相互作用制度。我们发现，一个单一的MF波函数是由不同的MF波函数的叠加形成的复合对象，这些MF波函数在动量空间中具有几乎不相交的支持。这些贡献来自光谱的极值，一个以零动量为中心，另一个以两个费米点为中心。因此，各种MF波函数在实空间中具有不同的局部化长度，并且它们之间的干涉导致MF概率密度的显著振荡。对于一个透明的正常超导结，我们发现，在拓扑阶段的MF泄漏从超导到正常部分的导线，并在整个正常部分离域，在最近的数值结果Chevallier等人。（arXiv：1203.2643）。
2012-05-31 cond-mat.mes-hall
Phonon-induced magnetoresistivity of Weyl semimetal nanowires
我们研究了无无序圆柱形外尔半金属纳米线的纵向磁输运。我们的理论包括一个磁通量$Φ$穿透纳米线和捕获有限曲率的费米弧表面布里渊区通过一个边界角$α$。电子背散射声学声子通过变形势导致有限的电阻率，我们评估通过半经典玻尔兹曼方法。我们发现，低能量的运输是由表面状态，其中运输观测是高度敏感的角度$α$和Aharonov-Bohm相位由于$Φ$。一般的子带色散关系允许一对或两对费米点。在后一种情况下，节点内反向散射是可能的，这意味着比单个费米点对更大的参数电阻率。其结果是，大的和突然的电阻率变化发生在一个给定的子带中的费米点对不同数量的参数区域分离的过渡点。
2021-10-11 cond-mat.mes-hall
Signatures of Majorana fermions in hybrid superconductor-semiconductor nanowire devices
马约拉纳费米子是与它们自己的反粒子相同的粒子。理论上预测它们存在于拓扑超导体中。我们报告的电气测量InSb纳米线接触一个正常的（金）和一个超导电极（NbTiN）。栅极电压改变电子密度，并在正常和超导接触之间限定隧道势垒。在存在的磁场的顺序为100 mT，我们观察绑定，中间的间隙状态在零偏置电压。即使当磁场和栅极电压在相当大的范围内变化时，这些束缚态仍然固定为零偏置。我们的观察结果支持Majorana费米子在纳米线耦合到超导体的假设。
2012-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Detecting non-Abelian statistics of Majorana fermions in quantum nanowire networks
我们提出了一个半导体量子纳米线结构的方案，以证明马约拉纳费米子的非阿贝尔统计的编织群。马约拉纳费米子位于半导体导线的端点，而半导体导线则沉积在\emph{s}波超导体上。马约拉纳费米子的非阿贝尔性质表现在辫子群元素构造的两个运算的不同应用阶的输出是不同的。特别是，这种差异可以明确地印在超导通量量子比特的量子态上。
2011-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
RKKY interaction in Weyl semimetal nanowires
Indian Institute of Technology - Kanpur（坎普尔印度理工学院）；Indian Institute of Science Education and Research Tirupati（特里帕蒂印度科学教育与研究学院）
本文在 RKKY 理论框架内研究了外尔半金属纳米线表面局部杂质间的有效耦合，发现手性费米弧表面态介导的相互作用因自旋动量锁定形成不同主导通道，并解析了体态与表面态贡献的标度差异，确立了该体系在模拟自旋模型中的多功能平台地位。
2025-10-12 cond-mat.mes-hall
Screening model for nanowire surface-charge sensors in liquid
纳米线场效应晶体管的电导变化被认为是表面电荷的高灵敏探针。然而，由于离子液体和纳米线载流子的竞争性屏蔽，相关生理液体环境的德拜屏蔽对装置性能提出了挑战。我们讨论了这种效应内的N-Fermi和Debye-Huckel理论和圆柱形的电线，可用于估计纳米线表面电荷传感器的灵敏度推导出的分析结果。我们研究了纳米线的半径之间的相互作用，的E-Fermi和德拜屏蔽长度，和功能化分子的长度。将分析结果与现实几何形状的有限元计算进行比较。
2007-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Electron-electron scatttering in Sn-doped indium oxide thick films
在$T$温度范围4- 35 K测量了一系列Sn掺杂氧化铟厚膜的低场磁电阻（MR）。通过将MR数据与三维（3D）弱局部化理论预测进行比较，提取每个膜的电子退相速率$1/τ_φ$作为$T$的函数。我们发现，提取的$1/τ_φ$与$T^{3/2}$呈线性变化。此外，在给定的$T$下，$1/τ_φ$随$k_F^{-5/2}l^{-3/2}$线性变化，其中$k_{F}$为费米波数，$l$为电子弹性平均自由程，这些特征可以用三维无序导体中小能量转移的电子-电子散射时间来解释.这种电子退相机制在电子-声子（$e$ -pH）散射过程中占主导地位，因为我们的膜中的载流子浓度比典型金属中的载流子浓度低$\sim$ 3个数量级，这导致$e$ -pH弛豫速率大大抑制。
2013-06-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
A proposal for realizing Majorana fermions without external magnetic field in strongly correlated nanowires
本研究提出一种置于自旋单态扩展s波配对超导衬底上的一维强关联费米子链系统，利用强电子关联实现拓扑超导与马约拉纳费米子，无需外磁场，突破了传统平均场方法的限制。
2024-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dominant non-local superconducting proximity effect due to electron-electron interaction in a ballistic double nanowire
本文通过栅极可调弹道InAs双纳米线约瑟夫森结研究库珀对分裂，发现线间超导占主导，并将其归因于一维电子-电子相互作用，为高效CPS和马约拉纳费米子构筑提供新途径。
2019-09-27 cond-mat.mes-hall
Hole-doped semiconductor nanowire on top of an s-wave superconductor: A new and experimentally accessible system for Majorana fermions
马约拉纳费米子是由E.马约拉纳在1935年描述了中微子。最近的研究表明，只要时间反演对称性被阈值以上的外部塞曼场破坏，它们甚至可以在一类电子杂质半导体中实现，在这种半导体上，普通的s波超导性是邻近诱导的。在这里，我们表明，在一个空穴-杂质半导体纳米线的阈值塞曼场马约拉纳费米子可以是非常小的一些魔术值的空穴密度。与电子掺杂系统相比，更小的塞曼场和更强的自旋轨道耦合以及空穴的有效质量允许空穴掺杂系统在当前实验中常规实现的参数制度中支持马约拉纳费米子。
2012-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Field-Effect Transistor based on Surface Negative Refraction in Weyl Nanowires
外尔半金属的特征在于它们的体外尔点-携带拓扑电荷的锥形带接触点-以及材料表面上外尔点之间的费米弧状态。近年来，外尔半金属物理性质的研究取得了重大进展。然而，潜在的应用仍然相对稀少。在这里，我们提出外尔半金属纳米线作为场效应晶体管，称为WEYLFET。具体地，沿着纳米线施加梯度栅极电压，产生有效地倾斜开放表面的电场，从而改变不同表面上的费米弧之间的相对取向。因此，相邻表面之间可以发生完全负折射，并且抑制了沿导线的纵向电导。WEYLFET提供高开/关比和低功耗。由于色散费米弧和表面无序的不利影响进行了研究。
2019-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On the temperature dependence of ballistic Coulomb drag in nanowires
我们研究了费米液体理论范围内的库仑牵引电流在被动量子线上的作用电压$V$和温度$T$的依赖关系，对于任何值的$eV/k_BT$。我们假设，在这两个线的1D迷你带的底部几乎与费米能级重合。结果表明：在一定的温度范围内，拖曳电流是温度$T$的降函数，实验观察到的拖曳电流的温度依赖性$T^{-0.77}$可以用费米液体理论来解释，在较高的外加电压下，拖曳电流随外加电压的变化达到饱和; 4）通过金属栅电极屏蔽电子电势可能是重要的。
2011-12-22 cond-mat.mes-hall
Aharonov-Bohm oscillations in Dirac semimetal Cd3As2 nanowires
三维狄拉克半金属是石墨烯的三维类似物，是一种不寻常的量子材料，具有无质量的狄拉克费米子，可以通过打破时间反转或反转对称进一步转换为Weyl费米子。费米弧的拓扑表面状态的表面上的预测，并已观察到的角度分辨光电子能谱实验。虽然体狄拉克锥的奇异输运性质已经被证明，它仍然是一个挑战，通过传输测量，由于高导电的体态揭示表面状态。在这里，我们显示Aharonov-Bohm振荡在个别单晶Cd 3As 2纳米线具有低载流子浓度和大的表面体积比，提供三维狄拉克半金属的表面态的传输证据。此外，量子输运可以通过使用栅极电压调节费米能级来调制，从而能够更深入地理解狄拉克半金属中的丰富物理。
2016-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of electron scattering on the topological properties of nanowires: Majorana fermions from disorder and superlattices
我们专注于诱导拓扑状态的规则，或不规则的散射（i）p波超导导线和（ii）Rashba线接近耦合到s波超导体。我们发现，这两个系统的拓扑性质是根本不同的：在p波线，无序一般有一个不利的影响，拓扑秩序和拓扑状态被破坏超过临界无序强度。相反，在Rashba线，这是相关的最近的实验，无序可以{ \it诱导}拓扑秩序，减少了需要准弹道样品获得马约拉纳费米子。此外，我们发现，拓扑状态的总相空间面积是保守的长无序Rashba线，甚至可以在适当的工程超晶格势增加。
2014-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Manipulating Majorana Fermions in Quantum Nanowires with Broken Inversion Symmetry
我们研究了一个携带马约拉纳量子线，驱动到一个平凡的阶段，通过打破空间反演对称性与倾斜的外部磁场。有趣的是，我们预测，在最近的超导体中施加的超电流能够恢复拓扑相位，因此马约拉纳端态。使用阿贝尔玻色化，我们进一步证实了这一结果的存在下，电子-电子相互作用，并显示了深刻的连接，这种现象的物理一维掺杂莫特绝缘体。目前的结果具有重要的应用，例如，实现了超电流辅助的Majorana费米子编织，这在现实的Majorana网络拓扑量子计算中非常有用。
2012-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Simultaneous observation of small- and large-energy-transfer electron-electron scattering in three dimensional indium oxide thick films
在三维（3D）无序金属中，电子-声子（\emph{e} -ph）散射是唯一重要的非弹性过程。因此，关于三维无序金属中电子-电子（\emph{e} - \emph{e}）散射率$1/τ_φ$作为温度$T$的函数的理论预测至今尚未得到充分的检验，尽管它是在40年前提出的[A. Schmid，Z.物理\textbf{271}，251（1974）]。我们在这里报告的同时观察到的小和大的能量转移\emph{e} - \emph{e}散射在三维氧化铟厚膜。在$T\gtrsim100$，K的温度范围内，薄膜电阻率曲线的温度依赖性服从Bloch-Grüneisen定律，表明薄膜的电输运性质具有简并半导体特性。在低温区，$1/τ_φ$作为$T$的函数对于每个膜不能归因于\emph{e} -pH散射。为了定量描述$1/τ_φ$的温度行为，应考虑三维小能量转移和大能量转移\emph{e}散射过程（小能量转移和大能量转移\emph{e}散射速率分别与$T^{3/2}$和$T^2$成比例）。另外，实验上$T^{3/2}$和$T^{2}$的前因子分别与$k_F^{-5/2}\ell^{-3/2}$和$E_F^{-1}$（$k_F$为费米波数，$\ell$为电子弹性平均自由程，$E_F$为费米能量）成正比，与理论预测完全一致.我们的实验结果充分证明了理论预测的有效性，无论是小能量转移和大能量转移\emph{e}…
2015-11-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Electric modulation of the Fermi arc spin transport via three-terminal configuration in the topological semimetal nanowires
自旋动量锁定是拓扑表面态的一个重要特征，在自旋电子学中起着重要的作用。非磁性系统中自旋动量锁定保护下的电流诱导自旋极化的电学探测为自旋电子学的发展提供了一个新的平台，而以前的研究大多是基于磁性材料。本文采用三端几何结构研究了Dirac半金属Cd_3As_2的自旋输运测量，观察到了高阻态和低阻态的磁滞回线信号。通过反转电流方向来反转滞后，这说明了Cd 3As 2的自旋-动量锁定特征。此外，我们通过三端结构对费米弧的电调制实现了自旋信号的通断状态，这使得Cd 3As 2在自旋场效应晶体管中具有很大的潜力。
2022-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coupling between vibration and Luttinger liquid in mechanical nanowires
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Great Bay University（大湾区大学）
本文提出机械纳米线振动通过改变长度和费米速度与 Luttinger 液体耦合的新机制，预测低费米能下横向振动在临界温度出现不稳定性，并可由电导振荡测量 Luttinger 参数加以验证。
2025-11-11 cond-mat.mes-hall
Electron relaxation times and resistivity in metallic nanowires due to tilted grain boundary planes
我们计算了不同参数的倾斜晶界的电阻率的贡献，在亚10纳米直径的金属纳米线。用玻尔兹曼输运方程和费米黄金法则得到了正确的弛豫时间。弛豫时间的标准近似方案被证明失败时，晶界倾斜被认为是。晶界以相同角度倾斜或随机倾斜会导致电阻率降低。
2015-09-14 cond-mat.mes-hall
The theory of GMR and TMR in segmented magnetic nanowires
我们计算了由两个铁磁段组成的分段纳米线的电阻率和巨磁电阻（GMR）。考虑到由于纳米线横截面小的电子运动的量子化; s-d电子散射引起自旋向上和自旋向下的s-电子的不同平均自由程。计算的电阻率和GMR振荡作为纳米线的横截面的函数，由于在费米动量的d-电子与相反的自旋的差异。GMR可以达到比对于无限横截面的“线”获得的值高得多的值（即，多层）。类似地，我们通过用绝缘体间隔物代替顺磁间隔物来计算了隧道磁电阻（TMR）。
2000-02-21 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit interaction in InSb nanowires
我们使用双栅InSb纳米线器件的磁导测量，结合弱反定域化的理论分析，准确地提取自旋轨道强度。特别是，我们表明，在我们的三维电线的磁导是非常不同的相比，在二维电子气的电线。我们得到一个大的Rashba自旋轨道强度$0.5 -1\,\text{eVÅ}$对应的自旋轨道能量$0.25-1\,\text{meV}$。这些值强调了InSb纳米线在混合超导体-超导体器件中的马约拉纳费米子研究中的潜力。
2015-05-18 cond-mat.mes-hall
Topological superconductivity in lead nanowires
具有奇数个穿过费米能的能带的超导体在界面处具有拓扑保护的Andreev态，包括一维几何中的Majorana态。超导性，低数量的一维通道，大的自旋轨道耦合，和一个相当大的塞曼能量，存在于铅纳米线产生的纳米压痕的铅尖端在铅基板上，在磁场高于铅体临界场。已经分析了许多这样的装置。在其中的一些实验中，临界电流对磁场的依赖性，以及在有限电压下观察到的多重Andreev反射，都与拓扑超导性的存在相一致。
2012-03-23 cond-mat.mes-hall
Finite-size effects in a nanowire strongly coupled to a thin superconducting shell
研究了一维纳米线与特征尺寸远小于其相干长度的有限超导体强耦合时的邻近效应。这种几何形状已成为越来越相关的，近年来在实验中寻找马约拉纳费米子与薄外延铝壳的发展，形成一个非常强大的接触，无论是铟砷或锑化铟纳米线。然而，到目前为止，还没有理论上的处理在这些系统中的邻近效应已占有限尺寸的超导膜。我们发现，当超导体的能级间距大大超过其能隙时，有限尺寸效应变得非常有害。在没有对超导体的尺寸进行任何微调的情况下（在费米波长的尺度上），隧穿能量尺度必须大于能级间距，以便达到在实验中普遍存在的硬能隙状态。然而，在这种情况下，大的隧穿能量尺度引起纳米线的有效化学势的大的偏移，并将拓扑相变推到超过Al的临界场的磁场强度。
2017-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
