Topological properties of chains of magnetic impurities on a superconducting substrate: Interplay between the Shiba band and ferromagnetic wire limits
我们考虑一个结合了局域磁矩和超导衬底上的离域金属带的一维系统。这个系统可以描述具有定域极化轨道和离域类s轨道的磁性杂质链或具有嵌入磁性杂质的导线。我们研究了由磁矩和衬底之间的相互作用引起的一维Shiba带物理与超导体顶部的离域线状导带之间的相互作用。我们推导出一个有效的低能哈密顿量的两个耦合的非对称Kitaev类哈密顿量，并分析其拓扑性质。我们已经发现，这个系统可以主机多个马约拉纳束缚态在其极端提供了一个磁镜对称性。我们根据磁交换相互作用、杂质距离，特别是两个能带之间的耦合计算了系统的相图。在存在的不均匀性，通常打破这种磁镜对称性，我们表明，Shiba和线离域拓扑带的共存可以驱动系统到一个非拓扑制度与分裂的马约拉纳束缚态。
2017-12-12 cond-mat.mes-hall
Correlated atomic wires on substrates. I. Mapping to quasi-one-dimensional models
本文分两部分对沉积在衬底上的关联原子线进行了理论研究。在第一部分中，我们提出了三维衬底上一维量子线的晶格模型，并使用Lanczos算法将其映射到有效的二维晶格上。然后，我们讨论了这些二维晶格的窄梯模型，可以与一维相关量子系统，如密度矩阵重整化群或玻色化的既定方法进行调查的近似。这种方法的有效性进行了研究，首先为非相互作用的电子，然后为相关线与哈伯德电子电子排斥使用量子蒙特卡罗模拟。虽然窄梯不能用于表示金属基板上的电线，但如果使用至少三个腿，则它们可以捕获绝缘基板上的电线的物理特性。在第二部分[arXiv：1704.07359]中，我们使用这种方法对绝缘衬底上具有Hubbard型相互作用的导线进行了详细的数值研究。
2017-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Correlated atomic wires on substrates. II. Application to Hubbard wires
在我们对衬底上相关原子线的理论研究的第一部分中，我们介绍了三维衬底上一维量子线的晶格模型及其准一维有效梯形模型的近似[arXiv：1704.07350]。在这第二部分中，我们将这种方法的情况下，相关线与哈伯德型电子电子排斥沉积在绝缘基板上。利用密度矩阵重整化群方法和量子蒙特卡罗模拟对基态和光谱性质进行了数值研究。作为一个函数的模型参数，我们观察到各种相位与准一维低能量激发本地化的线，即顺磁莫特绝缘体，Luttinger液体，和自旋- $1/2$海森堡链。有效的阶梯模型的有效性进行了评估，通过研究与腿的数量和比较全三维模型的收敛性。我们发现，窄梯模型准确地再现准一维激发的全三维模型，但只定性地预测是否激发是本地化的导线周围或离域的三维基板。
2017-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Molecular Spintronics: Spin-Dependent Electron Transport in Molecular Wires
我们提出了一个理论研究自旋相关的输运通过分子线桥接铁磁金属纳米接触。我们扩展到磁性系统最近提出的模型，提供了一个em的电导测量Reed等。上的Au断裂连接桥的自组装分子单层（SAMs）的1，4-benzene-dithiolate（BDT）分子。根据我们的计算，我们预测，自旋阀行为应该是观察到的镍断裂结桥SAM的形成从BDT。我们还考虑自旋输运系统组成的一个干净的铁磁镍STM尖端和自组装分子的苯硫醇在金和镍基板。我们发现，自旋阀的行为应该是可能的镍基板。对于衬底是金的情况下，我们表明，它应该是可以注入到衬底的高度自旋极化电流。
2002-08-15 cond-mat.mes-hall
Nondestructive method of thin film dielectric constant measurements by two-wire capacitor
本文提出了一种非破坏性的测量基片沉积薄膜介电常数的方法。导出了该系统电容的精确解析公式。电容对膜、衬底和环境介质的介电常数以及对线之间的距离的函数依赖性允许测量薄膜对于其中先前提出的近似方法效率较低的大量参数的介电常数。
2016-11-27 cond-mat.mes-hall
Self-ordered nanostructures on patterned substrates: Experiment and theory of metalorganic vapor-phase epitaxy of V-groove quantum wires and pyramidal quantum dots
综述了在（001）/（111）BGaAs衬底上金属有机物气相外延生长纳米结构的研究进展。这篇评论的重点是开创性的实验，揭示了纳米结构形成过程中的关键动力学过程和理论和建模，解释了连续更详细的现象。实验已经证明，V形槽量子线和金字塔量子点分别由在V形槽和倒金字塔底部形成的自限制浓度分布产生。在20世纪50年代，早在图案化基底的实际重要性变得明显之前，在非平面表面的平衡期间的毛细作用机制被识别和表征。随后，从20世纪80年代后期开始，生长速率各向异性（即结晶面的差异生长速率）和前体分解各向异性的鉴定，以及V形槽量子线和金字塔量子点制造的平行发展。这些生长过程的建模开始在层面的规模，并最终在系统的耦合反应扩散方程，一个为每个晶体方面，定义的模式，其中考虑到的分解和表面扩散动力学的III族前体和随后的表面扩散和纳入这些前体释放的III族原子。优化参数的方程的解决方案产生的浓度分布，提供了一个定量的解释的时间，温度和合金浓度依赖的自排序过程中看到的实验。
2018-02-08 cond-mat.mes-hall
Subtle leakage of a Majorana mode into a quantum dot
我们研究了通过一个量子点连接到源极和漏极引线和侧耦合到拓扑超导纳米线（Kitaev链）维持马约拉纳端模式的量子输运。使用递归的格林函数方法，我们确定的系统的局域态密度（LDOS），并发现，结束Majorana模式的线泄漏到点，从而出现作为一个独特的点级{ \it钉扎}的费米能量$\varepsilon_F$的引线。令人惊讶的是，即使当栅极控制的点能级$\varepsilon_\text{dot}(V_g)$远高于或远低于$\varepsilon_F$时，这种在这个意义上类似于“近藤共振”的共振钉扎也会发生。计算出的点电导$G$显示出导线马约拉纳端模的明确特征：本质上，由于这种钉扎点模式，应该具有$G=0$的非共振点[ $\varepsilon_\text{dot}(V_g)\neq \varepsilon_F$ ]在宽范围的$V_g$上显示出电导$e^2/2h$。有趣的是，这种钉扎效应只发生在点能级耦合到马约拉纳模式时;普通费米子模式（例如，无序）简单地分裂和加宽（如果是连续的）点水平。我们讨论的实验方案，探测Majorana模式的电线通过这些泄漏/钉扎点模式。
2014-05-05 cond-mat.mes-hall
From Andreev bound states to Majorana fermions in topological wires on superconducting substrates : a story of mutation
研究了拓扑纳米线隧道与s波超导衬底耦合中的邻近效应。我们使用一般的格林函数的方法，使我们能够研究的Andreev束缚态在电线到马约拉纳费米子的演变。我们表明，隧道耦合的强度诱导拓扑转变，其中的马约拉纳费米子态可以被破坏时，耦合很强。此外，我们提供了一个唯象研究的影响，在超导体中的混乱的形成马约拉纳费米子。我们注意到一个非平凡的效果的准粒子加宽项，它可以把线从拓扑到非拓扑相在一定范围内的参数。我们的结果也有直接的后果，纳米线耦合到一个非均匀的超导体。
2013-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anisotropic Pauli spin-blockade effect and spin-orbit interaction field in an InAs nanowire double quantum dot
报道了InAs纳米线双量子点器件中自旋轨道相互作用场的实验探测。在自旋封锁制度，通过双量子点的泄漏电流进行测量，并被用来提取自旋轨道相互作用和超精细相互作用对自旋态混合的影响。在有限磁场下，超精细相互作用引起的漏电流被抑制，自旋-轨道相互作用主导自旋态混合。我们观察到泄漏电流对外加磁场方向的依赖关系，并确定了自旋轨道相互作用场的方向。我们表明，自旋轨道场位于垂直于纳米线轴的方向，但具有明显的离衬底平面角。这是第一次，这种离衬底平面自旋轨道场在InAs纳米线已被检测到。这一结果对利用InAs纳米线构建自旋轨道量子比特和拓扑量子器件具有重要意义。
2018-03-20 cond-mat.mes-hall
Leakage of Majorana mode into correlated quantum dot nearby its singlet-doublet crossover
我们研究了沉积在超导衬底上的关联量子点的准粒子谱，该量子点与Rashba纳米链侧耦合，具有Majorana端模。孤立量子点的基态近似于超导库，可以用单占据位或空双占据位形的BCS型叠加来表示。这些不同的基态之间的量子相变是光谱上表现为在费米能级相互交叉的间隙Andreev状态。这定性地影响从侧面附着的纳米线的马约拉纳模式的泄漏。我们研究了平凡Andreev态和泄漏Majorana模之间的自旋选择关系，考虑（i）完全极化的情况下，当一个自旋分量的隧穿被完全禁止时，以及（ii）另一个当两个自旋都与纳米线杂交但具有不同耦合时。
2019-08-01 cond-mat.mes-hall
Quantum size effects in solitary wires of bismuth
我们已经进行了四探针电输运测量孤立的高度结晶线的半金属铋的纵横比高达60在室温和低温下。通过适当选择衬底材料和薄膜沉积参数，制造了横向尺寸低至一个晶粒$\sim 250$ nm的光刻线。通过连续反应离子蚀刻同一根线，测量每根线的电阻与其厚度的关系。量子尺寸效应表现为电阻的规则振荡。已经检测到半金属到半导体相变的一些证据。在现有的理论模型的框架内的测量数据进行了讨论。
2007-11-29 cond-mat.mes-hall
Vertical quantum wire realized with double cleaved-edge overgrowth
在（001）-GaAs上两个过度生长解理的交叉处制备了量子线。导线的每一端通过二维（2D）引线与n+ GaAs层接触。一个侧门控制的密度揭示导线电导量化。由于2D引线串联电阻，台阶高度从2e^2/h大幅降低。我们的特点是二维密度和流动性的两个解理面与四点测量。第一刻面上的密度由衬底电势调制，耗尽限定线长度的2um宽的条带。显微光致发光显示了一个额外的峰值与一维电子状态的角落。
2006-04-04 cond-mat.mes-hall
Scanned gate microscopy of a one-dimensional quantum dot
我们分析了尖锐的导电尖端和细的一维导线之间的静电相互作用，例如，碳纳米管，在扫描门显微镜（SGM）实验。如果导线位于金属背栅上方的薄电介质衬底上，则问题在分析上是易处理的。静电耦合到尖端的特征空间尺度等于其在衬底上方的高度。数值模拟表明，单个电子的SGM成像是可能的，一旦平均电子分离超过这个规模（通常，几十纳米）。弱和强侵入SGM制度之间的差异指出。
2006-08-30 cond-mat.mes-hall
Suspended Carbon Nanotube Quantum Wires with Two Gates
获得了由高质量电接触和每个器件两个静电门组成的悬挂式单壁碳纳米管器件。与钉扎在衬底上的纳米管相比，悬浮器件表现出与环境因素相关的小滞后，并表现为更清洁的法布里-珀罗干涉仪或单电子晶体管。由于缺乏有效的热沉，悬浮纳米管中与光学声子或带边界声子散射相关的高场饱和电流显着降低。多栅极设计也可以促进未来纳米管量子系统的机电性质的研究。
2004-10-14 cond-mat.mes-hall
Thermal conductance of Nb thin films at sub-kelvin temperatures
我们确定的热导率薄铌（Nb）线的二氧化硅衬底上的温度范围为0.1 - 0.6 K使用电子测温法的基础上正常的金属-绝缘体-超导隧道结。我们发现，在0.6 K，Nb的热导是两个数量级低于铝在超导状态，和两个数量级低于Wiedemann-Franz电导计算与正常状态的电阻的导线。测得的热导率超过了Bardeen-Cooper-Schrieffer理论的预测，并证明了幂律依赖于温度为$T^{4.5}$，而不是一个指数。同时，我们监测沿Nb线的衬底的温度分布，以观察声子浴的可能过热。我们表明，Nb可以成功地用于纳米电路中的热绝缘，同时提供电连接。
2017-03-13 cond-mat.mes-hall
Negative Differential Conductance and Hot Phonons in Suspended Nanotube Molecular Wires
自由悬浮的金属单壁碳纳米管（SWNTs）的载流能力比基底上的碳纳米管低，在低电场下表现出负微分电导（NDC）。理论分析揭示了显着的自加热效应，包括电子散射热非平衡光学声子。利用强自加热下的电子输运特性，首次探测单个单壁碳纳米管的热导率（~ 3600 Wm-1 K-1，T=300 K）高达~700 K，并揭示了Umklapp声子散射在高温下的1/T依赖性。
2005-08-31 cond-mat.mes-hall
Self-consistent one-dimensional electron system on liquid helium suspended over a nanoscale dielectric substrate
对于上面的超流氦膜悬浮在一个专门设计的电介质基板，$z=h(y)$，我们得到的横向，沿$z$，和横向，沿$y$，量子化强烈增强由于强相互耦合。在超流液氦（LH）自洽悬浮于不同介质基底上，通过纳米尺度调制，获得了非简并一维电子系统（1DES）自洽量子线（QW）.在最低的两个电子能级之间获得间隙$\gtrsim 10$ meV（$\gtrsim 1$ meV），这主要是由于横向（横向）量子化。我们的分析模型考虑了电子的横向量子化和横向量子化之间的相互作用，它利用了沿横向量子化的特征长度（能量）基本上小于（大于）沿横向量子化的特征长度（能量），这与绝热近似非常相似。
2018-06-13 cond-mat.mes-hall
Charge transfer statistics of transport through Majorana bound states
我们分析了通过耦合到STM尖端的马约拉纳束缚态的电荷转移的完整计数统计，并展示了它们如何可以用于在导线末端的束缚态的明确识别。此外，我们展示了如何在一个简单的设置中产生马约拉纳束缚态，涉及超导衬底上的铁磁线。
2014-05-24 cond-mat.mes-hall
Quantifying error and leakage in an encoded Si/SiGe triple-dot qubit
量子计算需要满足经常相互冲突的标准的量子位，包括可扩展控制和持久的一致性。创建合适量子位的一种方法是在若干物理量子位的编码子空间中操作。虽然这种编码的量子比特可能特别容易泄漏出它们的计算子空间，但它们对某些噪声过程不敏感，并且还可以允许使用单一类型的纠缠相互作用进行逻辑控制，同时保持底层物理系统的有利特征。在这里，我们展示了一个量子比特编码的三个耦合电子自旋限制在门控，同位素增强硅量子点的子系统。使用修改后的“盲”随机基准协议，确定计算和泄漏错误，我们表明，酉操作的平均总误差为0.35%，其中0.17%来自泄漏驱动的相互作用与基板核自旋。该演示仅利用电压控制交换相互作用进行量子位操作，并突出了编码子系统的操作优势，预示着高质量编码多量子位操作的实现。
2018-12-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Evolutionary Optimized, Monocrystalline Gold Double Wire Gratings as a SERS Sensing Platform
针对传统 SERS 基底共振杂乱、损耗高且均匀性差的问题，本文用单晶金和聚焦离子束光刻制备并进化优化双线光栅，实现高增强、低 RSD、大面积均匀与稳定复用。
2023-08-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Hole spin in tunable Ge hut wire double quantum dot
锗中的空穴表现出很强的自旋轨道相互作用，这可以用于自旋态的快速和全电操纵。在此，我们报道了一个可调谐的Ge hut线孔双量子点中的输运实验。我们观察到泡利自旋封锁（PSB）的签名与一个大的单重态-三重态能量分裂为1.1 meV，并提取g因子。通过对PSB漏电流的分析，我们得到了自旋轨道长度l_50~40 - 100 nm。此外，我们证明了电偶极自旋共振。这些结果为实现高质量的可调谐空穴自旋轨道量子比特奠定了坚实的基础。
2020-05-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Crossed Andreev Re ection in Quantum Wires with Strong Spin-Orbit Interaction
理论上研究了在磁场作用下，库珀对从s波超导体隧穿到两条具有强自旋轨道相互作用的半导体量子线（近似于螺旋Luttinger液体）的过程.通过导线中的电流互相关可以检测到电子在库珀对中的纠缠。通过光刻或机械地控制线在衬底上的相对取向，可以调整电流相关性，如由初始自旋纠缠所指示的。这种自旋电荷读出量子相关性的建议是最近提出的利用量子自旋霍尔绝缘体的替代方案。
2011-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Phase coherent transport in a side-gated mesoscopic graphite wire
我们研究了置于氧化硅衬底上的细石墨丝的磁输运性质。电场效应证明与背和侧栅电极。我们研究了电导涨落随栅压、磁场和温度的变化。从弱局域化提取的相位相干长度大于线的宽度，即使在最低的载流子密度，使系统有效地一维。我们发现，相位相干长度线性增加的电导率表明，在1.7 K的退相主要源于电子-电子相互作用。
2007-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Majorana bound states and non-local spin correlations in a quantum wire on an unconventional superconductor
本文从理论上研究了位于非常规超导体上的一维金属量子线（不存在自旋-轨道相互作用）的邻近效应。三种不同的材料类别被认为是一个基板：（i）在D类的手征超导体与破缺的时间反转对称;一个DIII类超导体（ii）和（iii）没有一个非平凡的Z2数。有趣的是，我们发现退化的零能量马约拉纳束缚态在两端的线的所有三种情况下。在情形（i）中，它们对自旋-轨道相互作用是不稳定的，而在情形（ii）和（iii）中，它们受到时间反演对称性的拓扑保护。值得注意的是，我们表明，非本地自旋之间的相关性的两端的线可以简单地控制在我们的设置的门电位。
2012-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anisotropic g-Factor and Spin-Orbit Field in a Ge Hut Wire Double Quantum Dot
纳米线中的空穴由于其强的自旋-轨道相互作用，在构建Majorana零模和操纵自旋-轨道量子比特中起着重要的作用，近年来引起了人们的广泛关注。在这里，从双点的自旋阻塞机制中的强各向异性漏电流，我们提取了完整的g张量，并发现自旋轨道场与纳米线的轴成59°的方位角。自旋-轨道场的方向表明沿纳米线存在很强的自旋-轨道相互作用，这可能源于Ge hut线中的界面反转不对称性。我们还证明了两种不同的自旋弛豫机制的Ge hut线双点中的空穴：自旋翻转cotunneling的铅，和自旋轨道的双点内的相互作用。这些结果有助于建立基于Ge的量子处理器的可行性。
2021-05-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
