Magnetization dynamics in a three-dimensional interconnected nanowire array
通过频域微磁模拟研究三维互连磁性纳米线阵列的高频磁化动力学,揭示共振与几何和磁构型的关联,展示其在可调谐磁子器件中的应用潜力。
2023-05-31 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric and electron heat rectification properties of quantum dot superlattice nanowire arrays
量子点超晶格纳米线(SLNWs)作为热机,由于声子热导率的降低,在能量收集方面具有广阔的应用前景。在固态发电机(制冷机)中,需要产生(去除)大量的充电电流(热流)。因此,实际应用需要高QD SLNW密度。本文从理论上研究了SLNW阵列在一维系统向二维系统过渡时的功率因数和电子热整流特性。SLNW阵列显示了热二极管的功能,这主要归因于具有温度偏置方向依赖特性的透射系数。
2020-03-29 cond-mat.mes-hall
Collective spin waves in arrays of Permalloy nanowires with single-side periodically modulated width
我们通过实验和数值计算研究了集体自旋波在具有周期性调制宽度的纵向磁化纳米线阵列中传播的色散。研究了两种单边调制和不同调制周期的纳米线阵列,并与宽度均匀的纳米线阵列进行了比较。在倒易空间的第三布里渊区测量的自旋波色散表明,宽度调制的纳米线存在两个色散模,其磁子带的振幅取决于调制周期,在较高频率处存在一组非色散模.这些发现与在均匀宽度纳米线中观察到的结果不同,在均匀宽度纳米线中,只有最低模具有相当大的色散。用动力学矩阵法满意地再现了所测得的自旋波色散。在这项工作中提出的结果是重要的,鉴于可能实现的频率可调谐磁振子器件。
2017-10-25 cond-mat.mes-hall
Spin wave dispersion and intensity correlation in width-modulated nanowire arrays: A Brillouin light scattering study
利用布里渊光散射光谱和动力学矩阵方法,我们研究了周期性双面宽度调制的坡莫合金纳米线密集阵列中的集体自旋波。宽度调制通过在两个平行纳米线侧面上产生一系列三角形凹口来实现,其中周期性为p=1000 nm,并且在两个横向侧面上的凹口序列的相对位移(D)可调。研究了对称(D=0)和非对称(D= 250和500 nm)宽度调制纳米线。我们发现,所检测到的模式具有布洛赫型的字符,属于一个双重来源于分裂的模式特性的纳米线具有均匀的宽度。有趣的是,磁振子带的振幅、偶极子的频率差以及它们的相对散射强度可以通过增加D而不是具有单面或对称(D=0)双面宽度调制来有效地控制。
2018-08-06 cond-mat.mes-hall
Surface-enhanced Raman scattering of graphene caused by self-induced nanogating by GaN nanowire array
一个恒定的高度的氮化镓(GAN)纳米线与石墨烯沉积在它们上面被示出具有很强的增强拉曼散射,而可变高度的纳米线不能给这样的增强。扫描电子显微镜揭示了当GAN纳米线均匀时存在的光滑石墨烯表面,而观察到具有显著高度差的纳米线上的石墨烯被最上面的纳米线刺穿和拉伸。特征拉曼谱带的能量位移证实了纳米线高度的这些差异对局部石墨烯应变和载流子浓度具有显著影响。开尔文探针力显微镜得到的图像清楚地表明,石墨烯中的载流子浓度是由纳米线衬底调制,并依赖于纳米线密度。因此,所观察到的沉积在GAN纳米线上的石墨烯的表面增强拉曼散射是由石墨烯的自诱导纳米门控触发的。然而,没有发现增强与应变或石墨烯的载流子浓度的明确相关性。
2017-11-07 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric effects of quantum dot arrays embedded in nanowires
在库仑阻塞条件下,研究了镶嵌在纳米线上的量子点阵列的热电特性。本文用Hurbbard-Anderson模型模拟了电子对QDA结系统热电性质的贡献。电导,塞贝克系数,电子热导计算的Keldysh格林函数方法和平均场方法。利用声子辐射转移方法计算了声子热导率。在库仑阻塞区,电子热导比声子热导小得多。因此,可以通过同时增加热功率和降低声子热导来提高最佳品质因数(ZT)。我们发现,它是可能的,以获得大于1的ZT值的InGaAs/GaAs量子点嵌入纳米线在室温下。
2015-07-07 cond-mat.mes-hall
Remagnetization in the array of ferromagnetic nanowires with periodic and quasiperiodic order
我们从实验和理论上研究了由两种不同宽度和有限长度的坡莫合金纳米线按周期和准周期顺序排列组成的一维磁振子结构中的磁化反转过程。磁滞回线的主要特征是由组成元件的形状各向异性和它们之间的偶极相互作用决定的。我们发现,形成带状物的纳米线之间的偶极相互作用可以通过改变相邻带状物之间的距离来控制。当偶极相互作用足够强时,准周期序可以通过引入额外的微小开关步骤来影响磁滞回线。
2018-10-05 cond-mat.mes-hall
Remote capacitive sensing in two-dimension quantum-dot arrays
我们研究了采用与晶圆代工厂兼容的全耗尽绝缘体上硅(FD-SOI)工艺制备的绝缘体上硅纳米线场效应晶体管中的栅极定义量子点。包裹在硅纳米线上的一系列分裂栅极自然地沿着单个纳米线产生量子点的$2\times n$双线性阵列。我们开始研究这样的2 $\times$ 2阵列内的量子点的电容耦合,然后显示如何可以扩展这种耦合在两个平行的硅纳米线耦合在一起共享,电隔离,“浮动”电极。利用一个量子点作为单电子盒传感器操作,浮栅用于增强电荷灵敏度范围,使其能够检测单独的硅纳米线中的电荷状态转变。通过比较多个器件的测量结果,我们说明了浮动栅极的影响,通过量化作为点传感器分离和配置内的双纳米线结构的函数的电荷灵敏度衰减。
2020-09-09 cond-mat.mes-hall
Controlled growth of CH$_3$NH$_3$PbI$_3$ nanowires in arrays of open nanofluidic channels
将纳米结构单元在固体表面上的空间定位是将单个纳米颗粒组装成功能器件的先决条件。在这里,我们报告的纳米线的光伏化合物CH $_3$ NH $_3$ PbI $_3$在开放的纳米流体通道的graphoepitaxial液-固生长。引导的生长,可视化的实时与一个简单的光学显微镜,经历通过亚稳态的极性非质子溶剂中的溶剂型形成。目前发现的结晶导致由钙钛矿纳米线组成的mm 2尺寸的表面的制造,所述钙钛矿纳米线具有迄今为止尚未通过其他沉积方法实现的受控尺寸、横截面形状、纵横比和取向。这种通用策略的自动化为制造晶片级钙钛矿纳米线薄膜铺平了道路,该薄膜非常适合于各种光电子器件,例如太阳能电池、激光器、发光二极管和光电探测器。
2016-12-06 cond-mat.mes-hall
Study of spin dynamics and damping on the magnetic nanowire arrays with various nanowire widths
我们研究了铁磁纳米线阵列中包含吉尔伯特阻尼的自旋动力学。我们利用矢量网络分析仪铁磁共振(VNA-FMR)测量了铁磁纳米线阵列的铁磁共振,并对测量结果进行了微磁学模拟分析。我们发现实验的VNA-FMR谱和微磁学模拟结果之间的各种应用磁场非常好的协议。我们发现纵向条件下的退磁因子Nz(Ny)随着纳米线宽度的减小而增大(减小)。对于横向磁场,Nz(Ny)随着纳米线宽度的增加而增加(减小)。我们还发现,吉尔伯特阻尼常数从0.018增加到0.051的纳米线宽度的横向情况下,而它几乎是恒定的0.021的纵向情况。
2015-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superconductor-insulator transition in nanowires and nanowire arrays
超导纳米线是约瑟夫森结的双重元件,量子相位滑移过程取代了库珀对的隧穿。当量子相位滑移幅度ES远小于感应能量EL时,纳米线作为超导电感器响应。当电感性能量很小时,响应是电容性的。交叉在低温下作为ES/EL的函数进行了讨论,并与早期的实验结果进行了比较。对于一维和二维阵列的纳米线量子相变预计作为ES/EL的函数。它们可以通过均匀的磁阻挫来调谐。
2014-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
$\mathbb Z_{2q}$ parafermionic hinge states in a three-dimensional array of coupled nanowires
University of Basel(巴塞尔大学)
本文研究了由弱耦合Rashba纳米线构成的三维拓扑超导体,发现存在体能隙和表面能谱能隙的同时,$\mathbb{Z}_{2q}$ parafermionic模在棱边保持无能隙特性。
2026-09-09 cond-mat.mes-hall
Time- and Spectrally-Resolved PL Study of a Regular Array of InP/InAs/InP Core-multishell Nanowires
时间和光谱分辨PL从InP/InAs/InP核多壳纳米线的周期性阵列。InAs层显示出多峰PL谱。PL衰减是非指数的且非常缓慢,衰减速率取决于能量。
2007-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fabrication of Conducting Si Nanowire Arrays
超晶格纳米线图案转移(SNAP)技术的最新发展允许以超出竞争方法的直径、间距、纵横比和规则性制造纳米线阵列。在这里,我们报告的制造导电硅纳米线阵列的线宽和间距分别为10-20 nm和40-50 nm,和电阻率值相媲美的散装通过选择适当的绝缘体上硅衬底,仔细的反应离子蚀刻,和旋涂玻璃掺杂。这些结果有望实现有趣的纳米电子电路和器件,包括化学和生物传感器,分子电子学的纳米级镶嵌,和超密集场效应晶体管(FET)阵列。
2004-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Monolithic InGaAs nanowire array lasers on silicon-on-insulator operating at room temperature
芯片级集成光源是广泛的光子学应用中的关键组件。III-V族半导体纳米线发射器由于其优异的材料特性、极其紧凑的尺寸以及直接在晶格失配的硅衬底上生长的能力而作为一种迷人的方法而受到关注。尽管纳米线发射器已经取得了显著的进展,但由于纳米线发射器与光子集成电路(PIC)集成的困难,其实际应用仍处于早期阶段。在这里,我们展示了第一次光泵III-V纳米线阵列激光器单片集成在绝缘体上硅(SOI)平台。纯单晶InGaAs/InGaP核/壳纳米线在SOI衬底上的选择性区域生长使纳米线阵列能够形成具有优异光学和结构特性的光子晶体纳米束腔,从而使激光器在室温下工作。我们还表明,纳米线阵列激光器有效地耦合SOI波导采用纳米外延预图案化的SOI平台上。这些结果为超紧凑和节能的光链路提供了一个新平台,并明确指出了实用和功能性纳米线激光器的方向。
2017-01-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Photonic band structure and effective medium properties of doubly-resonant core-shell metallo-dielectric nanowire arrays: low-loss, isotropic optical negative-index behavior
我们从理论和数值上研究了核壳结构金属半导体纳米线阵列的光域光子能带结构。计算了相应的负折射率光子带,得到了各向同性的等效面。的有效(负)的介电常数和磁导率,检索从S参数,是用来比较这样的纳米线阵列的性能与均匀介质中的典型的例子,如折射通过棱镜和平面透镜聚焦。发现非常好的一致性,确实确认了纳米线阵列作为低损耗、各向同性(2D)和体光学负折射率超材料的有效介质行为。事实上,引入无序是为了进一步强调其鲁棒性
2015-06-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Measurement of light diffusion in ZnO nanowire forests
高效纳米线太阳能电池的最佳设计需要更好地理解纳米线阵列中的光漫射。在这里,我们证明了我们最近开发的超快全光快门可以用来直接测量光在纳米线阵列中的停留时间。我们的测量无序ZnO纳米线阵列,“纳米线森林”,表明光子的平均自由程和光的停留时间可以很好地预测从SEM图像。
2016-10-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Anomalous polarization conversion in arrays of ultrathin ferromagnetic nanowires
利用磁振子对布里渊光的散射研究了纳米线阵列的光学性质。我们利用Stokes/anti-Stokes散射的不对称性来探测线偏振光波在纳米线内部产生的局部电场的圆偏振。我们观察到的异常极化转换的相反的符号比在体介质或厚纳米线的圆偏振度的极大增强归因于一个非常规的折射在纳米线介质。
2015-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Synthetic spin-orbit coupling in superconductor-semiconductor hybrid nanowires with micromagnet arrays
本文在InAs/Al混合纳米线上利用坡莫合金微磁体阵列引入旋转磁场,实验证明了合成Rashba自旋轨道耦合的可行性,测得系数为0.022 eV nm,为低内禀自旋轨道耦合材料开辟了新途径。
2025-05-09 cond-mat.mes-hall
Quantization of electromagnetic modes and angular momentum on plasmonic nanowires
表面等离子体激元的量子理论对于研究纳米等离子体激元中光与不同金属纳米结构的相互作用具有重要意义。本文利用正则量子化方法研究了纳米线表面的表面等离子体及其轨道和自旋角动量。结果表明,纳米线上的表面等离子体在传输过程中同时携带轨道动量和自旋动量。最后,将所得结果应用于等离子体纳米线波导,验证了理论的正确性。该研究为今后纳米线等离子体相互作用和量子信息光路的研究提供了有益的参考。
2020-08-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Intrinsic Maximum Light Absorption in Laser-Field-Driven Growth of Highly Ordered Silicon Nanowire Arrays
该研究以激光驱动硅纳米线生长为实验平台,证明远离平衡系统会自发选择最大化集体光吸收的周期性并形成长程有序阵列,为非平衡自组织理论提供可测量证据。
2025-10-16 cond-mat.mes-hall nlin.AO
Si Nanowire - Array Source Gated Transistors
基于单晶硅纳米线(Si NWs)与金属肖特基接触的溶液处理场效应晶体管的演示。在室温下由纳米线油墨制剂沉积半导体层。具有230 nm厚的SiO_2栅绝缘层的器件显示出优异的输出电流-电压特性,具有低于2 V的早期饱和电压、恒定的饱和电流和极低的饱和电压与栅场的依赖性。这些器件的工作原理明显不同于传统的欧姆接触场效应晶体管(FET),并使用源极-栅极晶体管(SGT)的概念进行解释,其中在反向偏置肖特基源极势垒下的半导体被耗尽,导致低电压夹断和漏极电流饱和。在不同的温度和栅极电压下提取包括激活能的器件参数,以估计不同电极材料的肖特基势垒高度,从而建立晶体管性能-势垒高度关系。使用二维薄膜近似的器件结构在不同的肖特基势垒高度进行数值模拟。在没有任何可调参数的情况下,仅假设晶体管沟道的p掺杂较低,建模数据显示出与测量数据非常好的相关性。从实验和模拟结果,它的结论是,源极势垒控制的纳米线晶体管具有良好的潜在优势,与标准FET相比,包括缓解短沟道效应,在器件工作电流器件沟道长度变化的不敏感性,更高的开/关比,更高的增益,更低的功耗和更高的操作速度的解决方案可加工和可印刷的纳米线电子产品。
2015-12-28 cond-mat.mes-hall
Magnetically Tuned Metal-Insulator Transition in LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ Nanowire Arrays
本文在 LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ 界面构建可调耦合的纳米线阵列,发现磁调谐金属-绝缘体转变,并提出耦合双线最小模型解释其机制,为关联材料奇异行为的类比量子模拟提供平台。
2025-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Kitaev spin models from topological nanowire networks
我们表明,网络的拓扑纳米线可以实现物理的精确可解Kitaev自旋模型与两体相互作用。这种联系产生于低能量理论的描述,这两个系统的紧束缚模型的马约拉纳模式。在Kitaev自旋模型中,马约拉纳描述提供了一个方便的表示来求解模型,而在拓扑纳米线阵列中,它会出现,因为位于线端的物理马约拉纳模式允许线端之间和不同的约瑟夫森结之间的隧道效应。我们明确地表明,一个阵列的三根线的结-一个设置相关的拓扑量子计算与纳米线-可以实现姚Kivelson模型,Kitaev自旋模型的变体上的装饰蜂窝晶格。将后者的结果转化,我们证明了网络可以构造成具有Chern数ν= 0,+/-1和+/-2特征的集体态,并且阵列中的缺陷可以与类涡旋准粒子激发相关联.最后,我们分析了集体态的稳定性以及网络作为量子信息处理器的稳定性。我们发现,退相干诱导不稳定性,是由于他们的混乱或相位波动,可以理解的涡旋状准粒子的增殖。
2013-09-27 cond-mat.mes-hall
Modeling of heterojunction photovoltaic cells based on ZnO nanowires array and earth-abundant cuprous oxide absorbers
作为一种潜在的解决方案,低成本的高效太阳能电池,径向结组成的ZnO纳米线阵列嵌入在Cu 2 O薄膜已被理论建模。已经进行了计算以探索这种基于线的太阳能电池的性能的几何依赖性。通过适当地设置材料特性和电池尺寸,在少子扩散长度为2 μm的材料中,可以获得19.7%的合理的功率转换效率。还研究了体、界面和接触相关状态对太阳能电池性能的不利影响,从中提取了一系列材料的效率在~22%和~12%之间,从最佳到严重劣质。研究结果表明,合理的器件设计在实现高效的Cu 2 O/ZnO线径向结太阳能电池中起着至关重要的作用。
2011-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Weyl Semimetal from the Honeycomb Array of Topological Insulator Nanowires
我们发现,孤立的Weyl节点可以出现在一个系统中的并行拓扑绝缘体纳米线排列在蜂窝状的方式。这介绍了另一个理论的例子拓扑半金属相与一对以上的外尔节点,由于其简单的形式的哈密顿量,它可以用来研究各种有趣的现象与此相关联。我们的结果强调,根据分离的Weyl节点的拓扑电磁响应可能会出现或可能不会出现,两对可能有整体抵消净异常霍尔电导率的贡献。
2012-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Spin precession and modulation in ballistic cylindrical nanowires due to the Rashba effect
以表面含有二维电子气的InAs纳米线为模型,对圆柱形半导体纳米线中Rashba自旋轨道耦合引起的自旋进动进行了理论研究.本征态、能量-动量色散和能量-磁场色散关系通过求解圆柱对称中的薛定谔方程来确定。具有相同总角动量但相反自旋取向的状态的组合导致沿着线的轴的轴向自旋分量的周期性调制。通过两个具有不同总角动量的态的干涉实现绕丝轴的自旋进动。由于在零磁场下存在一个自旋旋进方向正好相反的叠加态,因此可以得到自旋取向的振荡。如果施加轴向取向的磁场,自旋获得额外的旋进分量。
2011-01-14 cond-mat.mes-hall
Single-crystal silver nanowires: Preparation and Surface-enhanced Raman Scattering (SERS) property
采用恒电位电沉积法,在商用多孔阳极氧化铝(AAO)模板的受限纳米通道内成功制备了具有高纵横比和高密度自支撑Ag纳米线图案的有序Ag纳米线阵列。X射线衍射和选区电子衍射分析表明,合成的样品具有(220)择优取向。透射电子显微镜和扫描电子显微镜研究表明,合成的银纳米线阵列大面积、有序,表面光滑,直径均匀。表面增强拉曼散射(SERS)光谱表明,银纳米线阵列作为基底具有较高的SERS活性。
2011-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Lithography Free Process for the Fabrication of Periodic Silicon Micro/Nano-Wire Arrays and Its Light-trapping Properties
采用改进的金属辅助化学刻蚀(MACE)和反应离子刻蚀(RIE)相结合的方法制备了不同尺寸的垂直排列硅微/纳米线阵列。这是一种新颖的无光刻法制备硅微/纳米线阵列的方法。微/纳米线阵列的尺寸通过控制二氧化硅颗粒的蚀刻速率和直径来控制。硅微米/纳米线几何形状可用于从不纯的硅晶片有效收集光生电荷载流子,其具有短的少数载流子扩散长度,也用作自减反射膜层。对于平均直径分别为40 nm、330 nm和950 nm以及它们相应的平均长度分别为1.12微米、1.1微米和1微米的微米/纳米线,在45度入射角下观察到的平均反射率为0.22%、0.6%和0.33%,而平均反射率增加到4.2%、9.2%和11%。分别在太阳光谱的300 - 1200 nm的宽范围内以75度入射角照射。与平面硅晶片相比,这些样品的测量平均反射率相当低。因此,这种几何形状是一个有前途的候选人,用于制造低成本和高效率的径向结硅微/纳米线阵列为基础的太阳能电池。
2022-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependence of coercivity for isolated Ni nanowires unraveled by high-sensitivity micromagnetometry
本研究利用高灵敏度微机械扭转振荡器测量单根Ni纳米线的磁响应,对比其与阵列的温度依赖磁性能,揭示了偶极与机械相互作用对纳米线阵列磁行为的关键影响,为相关器件设计提供参考。
2025-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
One-dimensional quantum dot array integrated with charge sensors in an InAs nanowire
本研究在InAs纳米线中实现了一维五重量子点阵列,集成双电荷传感器,通过虚拟门独立控制各点能级,并实现双量子点间超强耦合,为先进量子硬件构建奠定基础。
2024-07-22 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Electrochemical synthesis of highly ordered nanowires with a rectangular cross-section using an in-plane nanochannel array
在晶片级上快速且可再现地组装对齐的纳米结构是将纳米线并入集成电路中的关键,但也是最具挑战性的任务之一。我们提出了一个周期性的纳米通道模板的合成设计的电化学生长的完美对齐,矩形纳米线在大面积。纳米线可以使用预图案化的多点测量平台原位电接触和表征。在测量过程中,导线保持在厚的氧化物基质中,提供防止断裂和氧化的保护。我们使用激光干涉光刻,反应离子刻蚀和原子层沉积,以创建厘米长的平行纳米通道的特征尺寸小至40 nm。在一项展示性研究中,进行了铁的脉冲电沉积,在纳米通道内产生了矩形铁纳米线。通过装置的设计,生长的线在沉积之后直接在两端上与集成电极系统接触。无需进一步的工艺步骤进行电气表征,从而最大限度地降低了损坏和氧化的风险。开发的纳米线测量设备允许多探针电阻测量,可以很容易地通过晶体管应用。电沉积纳米线阵列的尺寸和密度可调的引导的面内生长为将纳米线并入各种多功能器件铺平了道路。
2015-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Top-down fabrication of ordered arrays of GaN nanowires by selective area sublimation
我们展示了自上而下的GAN纳米线阵列的制造,通过选择性区域升华的预图案化的GAN(0001)层的氢化物气相外延Al $_{2}$ O $_{3}$。在相同条件下同时产生纳米线直径和间距分别为50至90 nm和0.1至0.7 $μ$ m的阵列。用反射高能电子衍射和视线四极质谱分析了\emph{in situ}在高真空条件下的升华过程。在升华过程中,GAN(0001)表面消失,让位于半极性$\lbrace1\bar{1}03\rbrace$小面的形成,所述小面按照阿雷尼乌斯温度依赖性全等地分解,其中活化能为($3.54 \pm 0.07$)eV并且$1.58\times10^{31}$原子的指数前因子为cm $^{-2}$ s $^{-1}$。低温阴极发光光谱的样品的分析表明,在干蚀刻,升华过程中不引入非辐射复合中心的纳米线侧壁。该技术适用于自上而下制造各种有序纳米结构,并可能扩展到具有类似晶体学性质的其他材料系统,如ZnO。
2019-05-13 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Single-electron operation of a silicon-CMOS 2x2 quantum dot array with integrated charge sensing
硅互补金属氧化物半导体(CMOS)技术中可用的先进纳米级集成为其在基于自旋的量子计算应用中的使用提供了关键动机。在CMOS代工厂兼容的器件中,量子点形成和自旋封锁的初步演示令人鼓舞,但结果尚未与大学制造的多栅极设计中演示的单个电子的控制相匹配。我们在这里表明,在CMOS纳米线器件中形成的量子点的电荷状态可以通过使用浮栅静电耦合到相邻纳米线中形成的远程单电子晶体管(SET)来感测。通过相对于容纳量子点的纳米线偏置远程SET的纳米线和栅极,我们可控地在浮置栅极下形成辅助量子点,从而使得能够证明对四重(2 × 2)量子点阵列中的电荷跃迁的独立控制。该装置克服了与基于通过点的隧道传输的测量相关联的限制,并且允许感测所有电荷跃迁,直到每个点中的最后一个电子。我们使用有效质量理论来研究必要的优化的设备参数,以实现基于自旋的量子计算所需的隧道速率。
2020-04-24 cond-mat.mes-hall
Theory of Spatial Optical Solitons in Metallic Nanowire Materials
我们研究了嵌入克尔型材料中的金属纳米线阵列支撑的空间光孤子。使用有效介质模型描述纳米线阵列,并将其视为连续介质。结果表明,空间孤子的形成所需的条件是根本不同的存在下的纳米线,特别是在有效介质模型空间孤子是允许在纳米线材料中,只有在情况下的主机材料是一个“自散焦”材料。证明了特征孤子束宽与光子态的等距面的双曲性程度有关,并且足够强的电场振幅可以产生亚波长的孤波。
2013-03-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Chiral excitation of spin waves in ferromagnetic films
我们从理论上研究了金属磁性纳米线阵列的层间偶极耦合和交换耦合。计算的层间偶极耦合与观察到的反交叉一致[Chen \emph{et al.},Phys. Rev. Lett. \textbf{120},217202(2018)],得出的结论是纳米线和薄膜之间的间隔层抑制了层间交换耦合。纳米线阵列中的Kittel模式手性耦合到薄膜中的自旋波,即使Damon-Eshbach表面模式不存在。当层间交换耦合变强时,手性被抑制。
2019-01-26 cond-mat.mes-hall
Extended Short-Wave Infrared Absorption in Group IV Nanowire Arrays
使用可扩展材料在扩展短波红外(e-SWIR)范围内设计光吸收是一种长期追求的能力,对于实现具有成本效益和高性能的传感和成像技术至关重要。在这里,我们展示了增强的,可调谐的e-SWIR吸收使用硅集成平台,该平台由有序阵列的亚稳态GeSn纳米线组成,其中Sn含量达到9at. %和可变直径。详细的模拟与实验分析相结合,系统地研究了光-GeSn纳米线的相互作用,以定制和优化纳米线阵列的几何参数和相应的光学响应。理论预测和实验证实了在1.5~2.2 μ m波长范围内的直径依赖型漏模共振峰。使用直径为325 nm的纳米线实现了相对于GeSn层在2.1 μ m处的吸收的三倍增强。时域有限差分模拟揭示了e-SWIR增强吸收的潜在机制。HE11和HE12共振模式的纳米线的耦合观察到在直径大于325 nm,而在较小的直径和较长的波长的HE11模式被引导到下面的Ge层。NW中锥形的存在进一步扩展了吸收范围,同时使反射最小化。这种设计和增强e-SWIR吸收的能力为实现利用全组IV平台的新型光子器件奠定了基础。
2020-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Voltage tunable quantum dot array by patterned Ge-nanowire based metal-oxide-semiconductor (MOS) devices
半导体量子点(QD)被认为是广泛的先进和新兴技术的主要单元,包括电子学、光电子学、光电子学和生物传感应用以及基于q比特的量子信息处理领域。这种量子点适合于几种新的器件应用,因为它们具有独特的性质,即限制载流子三维地产生离散的量子态。然而,在实践中实现这样的量子点表现出严重的挑战,关于其在阵列中的制造具有所需的可扩展性和可重复性以及在室温下对量子态的控制。在这种情况下,目前的工作报告的高度缩放的Ge纳米线(半径~25 nm)的垂直金属氧化物半导体器件,可以在室温下作为电压可调量子点的阵列的制造。这种纳米线中的电子在径向方向上经历几何限制,然而,它们可以通过调节所施加的偏压而被轴向限制,以便操纵量子态。这种电子的量子限制已经从在相对低的频率(200 kHz)下的室温电容-电压(C-V)特性中的阶跃状响应中得到证实。已经观察到每个这样的步骤包括占据~6个电子电荷的量化态的卷积。这种载流子限制的细节进行了分析,在目前的工作中,通过理论建模的非平衡格林函数(NEGF)形式主义的基础上的设备的输运特性。
2020-11-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topological Floquet Phases in Driven Coupled Rashba Nanowires
我们考虑的弱耦合导线与传导和价带的Rashba型的驱动阵列,并研究由此产生的Floquet状态。这种非平衡系统可以被调谐到非平凡的阶段,如拓扑绝缘体,外尔半金属,和无色散的零能量边缘模式制度。在强的电子-电子相互作用的存在下,我们推广这些制度的分数的情况下,其中基本激发具有分数电荷$e/m$与$m$是一个奇数。
2015-10-13 cond-mat.mes-hall
Optimized Absorption of Light in Perovskite Nanowire Solar Cells
本研究通过麦克斯韦方程模拟钙钛矿纳米线阵列的光吸收,发现最佳直径受波导模式影响,TCO层使最佳直径偏移100 nm,1500 nm长纳米线可达90%宽带吸收潜力。
2023-10-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Angular and temperature dependence of current induced spin-orbit effective fields in Ta/CoFeB/MgO nanowires
在金属/铁磁体/氧化物三层膜中电流感生自旋轨道有效磁场提供了一种新的方法来操纵磁化强度,这是一种替代传统的电流感生自旋转移力矩所产生的非共线磁化。Ta/CoFeB/MgO结构由于其垂直各向异性和大电流诱导的自旋轨道有效场而被期望用于非易失性存储器和逻辑器件。然而,许多方面,如角度和温度依赖的有效场的现象是很少了解。在这里,我们评估的角度和温度依赖性的电流诱导的自旋轨道有效场考虑从反常和平面霍尔效应的贡献。在300 K时,有效场的纵向和横向分量与磁化方向有很强的角度依赖关系。横向场随温度的降低而显著降低,而纵向场则表现出较弱的温度依赖性。我们的研究结果揭示了重要的功能,并提供了一个更全面的了解电流诱导的自旋轨道有效场的机会。
2014-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Doughnut shaped emission from vertical organic nanowire coupled to thin plasmonic film
垂直纳米线促进了一种创新机制,在正交方向上引导光场,并充当纳米级光源。亚波长,垂直取向的纳米线平台,无论是等离子体和半导体品种可以促进有趣的远场发射分布和潜在的携带轨道角动量状态。受这些前景的启发,在这封信中,我们展示了如何利用混合等离子体-有机平台来设计远场辐射。我们所采用的系统是由二氨基蒽醌在等离子体金膜上生长制成的有机纳米线。我们利用倏逝波激发和傅立叶平面显微镜,实验和数值研究了从一个单一的,垂直的有机纳米线的表面等离子体极化激元介导的发射的角分布。从单根纳米线的光致发光和弹性散射分别分析在平面动量态的耦合光子。我们发现,发射是甜甜圈形状的光致发光和弹性散射制度。我们预计,讨论的结果可以在设计有效的,极化激元介导的纳米光子源,可以携带轨道角动量状态相关。
2018-01-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Simultaneous detection of spin and orbital angular momentum of light through scattering from a single silver nanowire
近年来,光的自旋角动量(SAM)和轨道角动量(OAM)在光通信系统、微操作、亚波长位置传感等方面具有重要意义。为此,从应用和基本自旋轨道相互作用(SOI)的角度来看,同时检测光束的SAM和OAM是重要的研究课题之一。虽然干涉和基于超颖表面的方法已经能够检测的状态,我们的方法涉及从单晶银纳米线的弹性散射的SAM和OAM状态的圆偏振拉盖尔-高斯(LG)光束的同时检测。利用傅里叶平面显微镜,分析了透射散射光在平面内的强度分布,从而清晰地再现了SAM和OAM状态。研究了SAM和OAM诱导的横向能流以及纳米线的偏振相关散射特性,以了解探测机制。我们的方法没有基于超表面的方法所需的复杂的纳米纤维技术,并且据我们所知,是基于单个纳米物体的同时SAM和OAM检测的第一个例子。该研究将进一步加深对SOI效应的理解,并可用于片上光学检测和操作。
2022-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Odd-even rule for zero-bias tunneling conductance in coupled Majorana wire arrays
一个半导体纳米线与强Rashba耦合和接近超导主机马约拉纳边缘模式。这种纳米线与线间耦合的阵列给出了一个二维拓扑超导体的近似描述,其中取决于磁场和化学势的强度,可以实现丰富的相图托管平凡和不同类型的非平凡相。在这里,我们从理论上考虑这样一个二维组装的自旋轨道耦合超导纳米线和计算之间的正常电极和导线的拓扑制度的集体隧穿电导。当组装的导线数为$N$时,由于Majorana键合和反键合状态的形成方式,我们发现$N$电导峰关于偏压$V = 0$对称出现,对于偶数$N$。当$N$为奇数时,也会出现ZBCP。这样的组件可以通过标准纳米制造技术来实现,其中通过使用机械开关(或局部顶选通)来使$N$变为偶数或奇数,从而分别切换ZBCP $OFF$或$ON$,可以将各个纳米线变为$ON$或$OFF$。因此,我们的结果可以用来实现和检测拓扑超导性有效,明确和在一个可控的方式。
2021-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anti-proximity Effect in Aluminum Nanowires
反邻近效应,其中超导纳米线中的超导性被抑制或削弱时,接触体超导电极,首先显示在Zn纳米线阵列中,通过外部磁场将电极从超导状态调谐到正常状态,已在单晶铝纳米线中得到证实。超导电极接触的单个铝纳米线在零磁场下的临界电流被发现明显小于正常电极的临界电流,这表明该效应不是磁场的结果。
2011-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Machine learning optimization of Majorana hybrid nanowires
Universität Leipzig(莱比锡大学)
随着量子比特阵列等量子系统的复杂性增加,自动化昂贵的调谐的努力越来越值得。我们研究了基于机器学习的调整门阵列使用的CMA-ES算法的情况下,马约拉纳线与强无序。我们发现,该算法能够有效地提高拓扑签名,学习内在的无序配置文件,并完全消除无序效应。例如,在只有20个栅极的情况下,可以通过优化栅极电压来完全恢复被无序破坏的马约拉纳零模式。
2022-08-09 cond-mat.mes-hall cs.LG cs.NE
Cylindrical surface plasmon mode coupling as a three-dimensional Kaluza- Klein theory
采用三维Kaluza-Klein理论描述了纳米线或纳米通道中的柱面等离子体激元(CSP)模式耦合,其中紧致化的第三维被认为是金属圆柱的角坐标。较高(n>0)的CSP模式被示出为使量子化的有效电荷与它们的角动量n成比例。在纳米线中,这些缓慢移动的电荷通过具有零角动量(n=0)的快速无质量CSP表现出强的长程相互作用。这种模式耦合理论可以用于描述圆柱形纳米线和纳米通道的非线性光学(例如,在单光子隧穿效应中),并且可以进一步扩展到描述具有非零角动量的电子在细金线和碳纳米管中的相互作用
2002-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dimension reduction induced anisotropic magnetic thermal conductivity in hematite nanowire
磁相变点附近的热物理性质对研究临界现象具有重要意义。由于低维材料的量子限制和各向异性,低维材料具有与体材料不同的热物理性质。在本工作中,我们测量了$α$ O $_3$纳米线沿[110]方向(生长方向)在100 - 150 K温度范围内的热导率,发现热导率在Morin温度附近出现下降。我们发现纳米线在Morin温度附近的热导率随磁场与[110]方向的夹角而变化。更具体地,由于磁场引起的磁畴壁的移动,观察到角度依赖的热导率。在Morin转变温度附近,热导率最大值所对应的角度发生变化,这是由于根据磁各向异性能计算得到的不同的易磁化轴引起的。热导率的这种角度依赖性表明,由于几何各向异性,$α$ $_2$ O $_3$纳米线的易轴不同于本体$α$ $_2$ O $_3$.
2021-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interference patterns of propagating spin wave in spin Hall oscillator arrays
本研究通过微磁模拟观察了两个 spin Hall 纳米线振荡器产生的短波长自旋波干涉,发现水平和垂直构型分别产生相长/相消条纹与驻波,并用叠加原理解释。
2024-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electric and Magnetic Field-dependent Tunneling between Coupled Nanowires
针对耦合准一维纳米线的外场调控问题,本文建立非相互作用双纳米线模型,揭示磁场与横向偏压诱导的金属—绝缘体转变及线间势垒作用,并获 LaAlO3/SrTiO3 实验支持。
2024-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con