Optical orientation of excitons in hybrid metal-semiconductor nanostructures
本研究在金属光栅近场中实现激子光学取向，产生大波矢激子，可用于研究量子阱中热激子的精细结构与动力学。
2023-12-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Magneto-optical methods for magnetoplasmonics in noble metal nanostructures
利用磁光技术来调节纳米结构的等离子体响应是有源等离子体学中的一个热门话题，对几种基于等离子体的应用和设备具有迷人的影响。对于这个新兴的领域，称为磁等离子体，期望对磁场具有强光学响应的等离子体纳米材料，这通常具有挑战性，难以用纯贵金属实现。为了克服这个问题，已经进行了一些努力来设计和定制金属纳米结构的磁光响应，主要是通过将等离子体和磁性材料组合在单个纳米结构中。在本教程中，我们将重点关注纯等离子体纳米结构中的磁等离子体效应，因为它们是一个有价值的模型系统，可以更容易地合理化磁等离子体效应。最常见的磁光实验方法来测量这些影响的介绍，然后由一个主要的实验观察，讨论的框架内的分析模型开发的合理化磁等离子体效应的审查。讨论了不同的材料，从贵金属到新型等离子体材料，例如重杂质半导体。
2021-03-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantum Conductivity for Metal-Insulator-Metal Nanostructures
我们提出了一种基于量子力学的方法，用于分配量子电导率时，施加交流电场在两个等离子纳米粒子之间的可变间隙与绝缘体夹在它们之间。量子隧穿效应是由一组量子电导率系数描述的线性交流电导率响应于所施加的场的频率和非线性系数，调制场的振幅在基频及其谐波。的量子电导率，确定没有合适的参数，具有频率和间隙的依赖性，可以应用于确定强施加的电磁场的非线性量子效应，即使当系统是由不同的金属纳米结构。我们的方法比较以及文献中报道的量子隧穿效应的结果，它是简单的扩展到一些系统与不同的金属和不同的绝缘体之间。
2013-09-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Dramatic Enhancement of Third-Harmonic Generation in Plasmonic Nanostructures via Nonlocal Effects
导电纳米结构中的经典非局域性已经被证明可以通过对可以实现的最大场增强施加基本限制来显著改变线性光学响应。这个极限直接延伸到所有依赖于场振幅的非线性过程。在金属膜耦合纳米线的三次谐波产生的研究表明，为亚纳米真空间隙的非局域性增强有效的非线性四个数量级的字段穿透更深的金属内部比假设一个纯粹的本地电子响应预测。
2013-11-13 cond-mat.mes-hall
Thickness dependent enhancement of the polar magneto-optic Kerr effect in Co magnetoplasmonic nanostructures
在过去，通过对Co六角反点阵列中的极性克尔旋转的光谱测量，已经观察到大的表面等离子体极化激元辅助增强的磁光活性。在这里，我们报告了一个强大的厚度依赖性，这是出乎意料的克尔效应被认为是一个表面敏感的现象。对于100 nm厚的样品，发现最大克尔旋转为-0.66度。该厚度远高于连续Co膜的典型光学穿透深度，表明在等离子体激元的存在下，临界长度尺度显著改变，并且在这种情况下延伸。因此，我们建立的等离子体增强的克尔效应不仅取决于样品的面内结构，而且还取决于面外的几何参数，这是磁等离子体器件设计中的一个重要考虑因素。
2019-02-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Comments on ""Hot" electrons in metallic nanostructures -- non-thermal carriers or heating?" and "Assistance of metal nanoparticles to photo-catalysis -- nothing more than a classical heat source"
预印本arXiv：1810.00565和Light：Science & Applications（2019）中的论文的作者，Y。杜比和Y. Sivan对我们的几篇论文发表了一些错误和不一致的评论。此外，该论文发表在Faraday Discuss. 214，215-233（2018）由相同的作者也包含与我们的工作关系的几个错误的陈述。此外，作者在他们的评论中提到了我们的工作中实际上没有的特征。在下文中，我们对他们歪曲或错误解释我们发表的工作的一些具体问题提出更正。
2020-10-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Harmonic generation by metal nanostructures optically coupled to 2D transition metal dichalcogenide
基于非线性Drude模型，对强耦合对周期金属光栅高次谐波产生的影响进行了严格的电动力学模拟。它示出了一个薄的色散材料的三阶非线性强烈耦合到表面等离子体激元显着影响偶谐波产生单独的金属。使用一个简单的分析模型解释这种效应的物理性质，并进一步支持数值模拟。此外，二次和三次谐波的行为作为模型材料系统的各种物理参数的函数进行了研究，揭示了高度复杂的动力学。二维少层WS2的非线性光学响应的第二和第三阶耦合到一个周期性的等离子体激元光栅的金属的二次谐波产生上有显着的效果。
2019-01-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Surface-assisted carrier excitation in plasmonic nanostructure
我们提出了一个量子力学模型的表面辅助载流子激发光场在任意形状的等离子体纳米结构。我们推导出一个明确的表达式，在金属结构内的局部领域，表面吸收功率和表面散射率，确定附近的金属-电介质界面的载流子激发效率的增强。我们表明，表面散射是高度敏感的局部场极化，并可以纳入金属介电函数与声子和杂质散射。我们还表明，所获得的表面散射率描述的表面辅助等离子体衰减（朗道阻尼）的纳米结构大于非局域性尺度。我们的模型可以用于计算等离子体辅助的热载流子产生率在光电子学和光化学应用。
2017-03-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Enhancement of electric and magnetic dipole transition of rare-earth doped thin films tailored by high-index dielectric nanostructures
我们提出了一种简单的实验技术，使用几纳米稀土离子掺杂团簇薄膜，分别绘制靠近单个介电纳米结构的电偶极和磁偶极跃迁的发射。稀土离子提供类似量级的电偶极跃迁和磁偶极跃迁。通过记录由聚焦激光束激发的沉积层的光致发光，我们能够同时映射单个纳米结构上的电和磁发射增强。尽管是一个衍射限制的远场方法，空间分辨率为几百纳米，我们的方法呼吁其简单性和高信噪比。我们证明了我们的技术在单硅纳米棒和二聚体的例子，在其中我们发现一个显着的分离的电和磁近场的贡献。我们的方法为复杂光子纳米结构的电和磁光学响应的有效和快速表征铺平了道路。
2019-01-18 cond-mat.mes-hall
One-step fabrication of metal nanostructures by high-throughput imprinting
直接纳米压印提供了一种简单且高通量的路线，用于以高精度和低成本生产均匀的纳米颗粒。然而，由于晶粒尺寸效应的内在限制，将这种技术应用于晶体金属被认为是不可能的。在这里，我们展示了直接超塑性纳米压印（SPNI）的结晶金属远低于其熔化温度（Tm），生成有序的纳米线阵列的纵横比高达~2000。我们的调查复制金属分级纳米结构显示的压印功能的能力小到8纳米，远小于散装金属的晶粒尺寸。最令人惊讶的是，发现所制备的金属分级纳米结构具有完美的单晶结构。这些发现表明，低于Tm的晶体金属的纳米压印可能来自晶格扩散。SPNI作为一种一步法、高度可控的高通量制备方法，可以促进金属纳米结构在生物传感、诊断成像、催化、食品工业和环境保护等方面的应用。
2016-11-10 cond-mat.mes-hall
Electron Transport in Hybrid Metallic Nanostructures (Metallic Nanoelectronics)
本文从金属纳米电子学的角度，对混合金属纳米结构的物理和技术进行了综述。在演讲开始时，人们注意到会议上的大多数演讲都不涉及电子学，而是传感器的物理学，因为他们致力于研究温度，磁场的影响，而电子学则是通过电气手段调制电导。综述了金属中电场效应的最新研究进展，包括量子场效应和超薄金属薄膜中的量子场效应。提出了一种二维金属薄膜金属场效应晶体管的设计方法，并对电场效应进行了估算。有人强调，2D金属纳米结构可能显示出与块状金属完全不同的性质，本质上是新材料。给出了在可及电场中表现出场效应的金属体系的例子。提出了一种能够制造具有热稳定性的超薄2D金属纳米结构的纳米技术。[1]静脉血栓形成Petrashov，http://www.lancs.ac.uk/users/esqn/nanoelectronics/talksaz.htm
2009-10-07 cond-mat.mes-hall
Disentangling complex current pathways in a metallic Ru/Co bilayer nanostructure using THz spectroscopy
许多现代自旋电子技术，如自旋阀、自旋霍尔应用和自旋电子太赫兹发射器，都是基于电子穿过金属纳米结构内的掩埋内部界面。然而，这种纳米结构内的复杂电流路径很难使用传统的实验方法解开。在这里，我们测量的导电性的技术相关的Ru/Co双层纳米结构在无接触的方式使用太赫兹时域光谱。通过将有效的电阻网络应用于数据，我们解决了纳米结构内的复杂电流路径，并确定Ru和Co纳米层之间的内部界面的电子透明度的程度。
2022-11-23 cond-mat.mes-hall
Coherent control near metallic nanostructures
我们研究了金属纳米结构附近的相干控制。与气相或液相控制的情况不同，金属纳米结构中电子的集体响应可以显著增强控制场的不同频率分量。这种增强强烈地依赖于纳米结构的几何形状，并且可以基本上修改局部控制场的时间分布。利用线性响应理论研究了纳米结构附近控制场的振幅和相位的变化。考虑并求解了寻找外部电磁场以产生所需局部控制场的反问题。
2008-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Formation of collective excitations in quasi-one dimensional metallic nanostructures: size and density dependance
从理论上研究了原子尺度准一维金属纳米结构中集体激发的形成。在线性响应理论和随机相位近似下计算了系统的响应。对于均匀的纳米结构，从量子单粒子激发到经典的等离子体激元标度的过渡被观察到，这取决于系统的长度和电子密度。我们发现准一维和三维纳米结构的标度行为的关键差异。一个额外的调制现场电位的存在下示出本地化的电子，导致的响应函数，这是高度敏感的电子在低填充的数量。
2008-04-16 cond-mat.mes-hall
Surface Plasmons and Field Electron Emission In Metal Nanostructures
在本文中，我们讨论了由于金属纳米结构，特别是金属顶部的纳米球的表面等离子体共振的场增强，并发现最大场增强的数量级为10^2，强度增强的数量级为10^4。自然地，这些场可以产生电子的场发射的0.5V/V量级的时间场。虽然我们计算的场增强比最近的实验报道的小10倍，我们的结果很好地解释了实验数据。非常大的原子场使完全发射离子的系统不稳定，至少对于静态场是这样，并且产生电击穿。在任何情况下，我们证明，这些数据是惊人的，可以解决问题，在提供稳定的电流的静态场，未来的实验应该做，以获得脉冲电子束。
2012-12-05 cond-mat.mes-hall
Universal optical polarizability for plasmonic nanostructures
本文提出一种适用于任意形状金属纳米结构的通用光学极化率解析模型，仅需金属介电函数和LSP频率即可描述光谱线型，并揭示有效体积、格林函数及振子强度等一般性质，为模拟和调控等离子体光学特性提供理论工具。
2025-08-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Formation of Enhanced Uniform Chiral Fields in Symmetric Dimer Nanostructures
具有大光学手征性的手征场在手征分子分析、传感和其他测量中具有重要意义。等离子体纳米结构已经被提出来实现这样的超手性场，用于增强弱手性信号。然而，它们中的大多数不能提供接近结构的均匀手性近场，这使得这些纳米结构对于应用不是那么有效。等离子体螺旋纳米结构和封闭正方形已被证明可以提供均匀的手性近场，但结构制造是一个挑战。在本文中，我们表明，非常简单的等离子体激元二聚体结构可以提供均匀的手征场的间隙中的大增强的近电场和手征场的线偏振光照明下的二聚体轴的偏振在偶极共振。一个分析偶极子模型被用来解释这种行为理论。在整个带隙中获得了30倍的体平均手征场增强。通过改变二聚体轴的另一侧的极化，可以简单地获得具有相反旋向性的手征场。特别适用于少量手性分子的拉曼旋光测量和手性传感。
2015-09-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmonic and photonic enhancement of chiral near fields
具有高度扭曲电磁场的手性近场建立了一座桥梁，以匹配手性分子和具有大尺寸差异的光波长。它能显著增强手性分子的圆二色性，在手性传感、检测、捕获等手性相关领域具有广阔的应用前景。表面等离子体具有突出的光捕获和电磁场集中能力。等离子体手性纳米结构促进光操纵以产生超手性近场。同时，纳米光子结构由于其独特的电磁共振特性，在获得强手征场方面引起了人们极大的兴趣。在光与手性物质相互作用过程中，手性近场不仅是光与手性分子相互作用的桥梁，而且也是手性分子光学活动的重要因素。本文综述了利用等离子体和光子纳米结构增强手性近场效应的最新研究进展。本文综述了手征电磁场的基本原理以及等离子体纳米结构和光子纳米结构在近场增强方面的研究进展。研究了增强手征近场的性质及其在手性分子探测、自旋轨道角相互作用和产生手征光学力等方面的应用。最后，我们讨论了当前的挑战，并提供了一个简要的展望这一领域。
2022-03-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Geometrical enhancement of the electric field: Application of fractional calculus in nanoplasmonics
我们开发了一种分析方法，在准静态极限的金属-介电纳米结构中的波传播。这种考虑建立了纳米结构的分数几何形状和分数积分微分之间的联系。该方法是基于分数阶微积分，并允许获得解析表达式的电场增强。
2012-03-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Efficient broadband infrared absorbers based on core-shell nanostructures
我们建议利用介电金属核壳纳米结构的高效共振和宽带吸收的红外辐射与深亚波长配置。意识到纳米结构只有在其介电性质与环境相匹配时才能有效吸收辐射，并利用有效介质方法，我们开发了使用具有由贫金属制成的非常薄的壳的核-壳纳米结构的设计策略，即，其介电常数的实部和虚部具有相同数量级的金属。详细分析球形和圆柱形核壳纳米结构，我们证明共振红外吸收不仅非常有效，即，其吸收截面超过几何截面，而且是具有谐振波长量级的光谱宽度的宽带。我们得到简单的解析表达式的吸收共振在球形和圆柱形的配置，使人们能够快速识别的配置参数，确保在给定的光谱范围内的强红外吸收。建立并讨论了由内部均匀化得到的有效介质参数之间的关系。我们相信，我们的研究结果可以用来作为实际的指导方针，实现有效的宽带红外吸收器的亚波长尺寸在不同的应用中所需的。
2019-09-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Understanding the electromagnetic response of graphene/metallic nanostructures hybrids of different dimensionality
等离子体激元激发，如表面等离子体激元（SPP）和石墨烯等离子体激元（GP），携带大动量，因此能够限制电磁场到小尺寸。这种特性使它们成为亚波长光学控制和纳米级操作的理想平台。如果金属-绝缘体-金属和石墨烯-绝缘体-金属的方案分别用于SPP和GP，则这些等离子体激元的动量甚至进一步增加。然而，由于动量如此之大，它们的远场激发变得具有挑战性。在这项工作中，我们考虑石墨烯和金属纳米结构的混合物，并研究远场光与支持的高动量等离子体激元模式相互作用背后的物理机制。虽然GP和SPP的性质有一些相似之处，但由于两者都是等离子体极化激元类型，因此它们的物理性质也明显不同。对于GP，我们发现两种不同的物理机制，要么GP局限于隔离腔，或大面积集体光栅耦合器。引人注目的是，我们发现，虽然这两个系统在概念上是不同的，在特定的条件下，他们可以表现出类似的。通过将相同的研究应用于SPP，我们发现了不同的物理行为，这从根本上源于SPP与GP相比的不同色散关系。此外，这些混合物产生大的场增强，也可以电调谐和调制，使它们成为各种等离子体器件的理想候选者。
2020-06-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Resonant enhancement in nanostructured thermoelectric performance via electronic thermal conductivity engineering
使用的不对称加宽的传输分布，谐振结构的特性，提出了作为一种途径，工程师的电子热导率的降低，从而提高了纳米结构热电的电子品质因数。使用玩具模型，我们首先证明，这种不对称加宽导致的热导率下降可能确实会导致电子品质因数在理想情况下超过1000，在现实情况下超过10。然后，我们通过采用与局部密度近似下的密度泛函理论计算相匹配的具有边缘校正的紧密结合框架，使用石墨烯纳米带设计的现实共振结构来证实。在这种现实的结构中计算的品质因数超过10进一步加强了概念，并设定了一个有前途的方向，使用纳米带结构，工程师在电子热导率的有利降低。
2016-08-16 cond-mat.mes-hall
Large Enhancement of Circular Dichroism Using an Embossed Chiral Metamaterial
在手性纳米结构附近，由于与局部超手性场的相互作用，生物分子的圆二色性可以大大增强。先前已经报道了使用具有一些手性性质的平面超材料和非手性纳米颗粒适度增强光学活性。在具有三维排列的手性纳米结构的局部场中可以实现更显著的手性增强。使用压印手性纳米结构设计的手性光学传感，我们测量的圆二色性光谱的两个生物分子，叶绿素A和B，在分子水平上，使用一个简单的偏振分辨反射测量。该实验是第一次实现共振表面增强圆二色性，通过将强手性超材料的手性共振与手性分子的手性共振相匹配来实现，从而从单层手性材料中产生前所未有的大差分CD光谱。
2016-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Bottom-up fabrication of highly ordered metal nanostructures by hierarchical self-assembly
在一个层次nanopatterning例程完全依赖于自组装过程中，我们结合晶体表面重建，共聚物的微相分离，和选择性金属扩散，以产生单分散金属纳米结构的高度规则的阵列，覆盖面积平方厘米。在Fe纳米结构形成过程中的原位GISAXS证明了自组装系统中的杰出结构顺序，并暗示了通过外部工艺参数雕刻纳米结构的可能性。因此，我们证明，通过自组装进行纳米图案化是基于光刻的常规方法的一种有竞争力的替代方案，可以以大大减少的工作量实现可比的图案规则性、特征尺寸和图案区域。在斑图形成期间原位研究的选项、定制纳米结构形态的可能性、以超高结构密度图案化任意大区域的能力以及单独寻址纳米结构的潜力使得能够实现许多应用，例如，在高密度磁数据存储中，在功能性纳米结构材料中，例如，用于光子学或催化，或用于基于表面等离子体共振的传感。
2015-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Extreme nonlinear optical enhancement in chalcogenide glass fibers with deep-subwavelength metallic nanowires
提出了一种硫系金属纳米光纤。这种混合型纳米线嵌入了一个周期性的三角形深亚波长金属纳米线阵列，以蝴蝶结的形式设置。我们的模拟表明，所提出的纳米结构光纤支持引导集体等离子体激元模式，使亚波长场约束和极端的非线性光-物质相互作用，比可比直径的裸硫属化物纳米线大得多。这都是用小于3%体积的金属含量实现的。
2011-03-23 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Noise Correlations in Three-Terminal Diffusive Superconductor-Normal Metal-Superconductor Nanostructures
我们目前的测量电流噪声和交叉相关性的三端超导正常金属超导（S-N-S）纳米结构，是潜在的固态纠缠由于Andreev反射在N-S界面。噪声相关测量跨越从电子-电子相互作用相关的非相干多重Andreev反射（IMAR）的制度。在后一种情况下，在具有紧密间隔的结的样品中观察到负互相关。
2011-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Large-scale dynamic assembly of metal nanostructures in plasmofluidic field
我们讨论了两个方面的等离子体纳米结构在金属流体界面的等离子体流体组装。首先，我们通过实验展示了三点和四点倏逝波激发如何导致等离子体纳米粒子在金属流体界面处的非常规组装。我们观察到，组装模式主要是由在金属流体界面的等离子体干涉图案，并进一步导致有趣的动力学效应内组装。通过三维时域有限差分模拟证实了干涉图案。其次，我们展示了各向异性的几何形状，如银纳米线，可以组装和排列在非结构化和结构化的等离子体流体领域。我们发现，通过结构化的金属膜，银纳米线可以对齐在金属流体界面与一个单一的倏逝波激发，从而突出了在流体中组装等离子体电路的前景。我们的方法的一个有趣的方面是，我们在远离激发点的位置处获得组装，从而导致纳米结构的远程组装。本文讨论的结果可能在实现用于可重构等离子体超材料的平台和用于理解等离子体干涉对流体中纳米结构组装的影响的测试台方面具有意义。
2018-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.app-ph
Formation of Strain-Induced Quantum Dots in Gated Semiconductor Nanostructures
弹性应变改变半导体中的导带的能量，这将影响通过半导体纳米结构的输运。我们表明，在半导体纳米结构中，来自金属栅极的典型应变足够大，可以产生应变诱导量子点（QD）。我们模拟了一个常用的量子点器件架构，体硅上的金属栅极，并显示应变诱导量子点的形成。应变诱导量子点可以通过用多晶硅栅极代替金属栅极来消除。因此，应变对于QD装置操作可与静电一样重要。
2014-09-11 cond-mat.mes-hall
Resonance energy transfer near metal nanostructures mediated by surface plasmons
我们开发了一个统一的理论，等离子体辅助共振能量转移（RET）的分子之间的金属纳米结构附近，保持转移，耗散和辐射之间的能量平衡。我们表明，在很宽的参数范围内，包括在近场，RET是占主导地位的等离子体增强辐射转移（PERT），而不是由一个非辐射转移机制。我们对Ag纳米颗粒附近的分子进行的数值计算表明，RET幅度对分子的位置高度敏感。
2011-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhancement mode double top gated MOS nanostructures with tunable lateral geometry
我们目前的测量硅（Si）的金属氧化物半导体（MOS）的纳米结构，使用的过程中，促进基本上任意的栅极几何形状。在几个具有开放横向量子点几何形状的MOS量子点中，表现出稳定的库仑阻塞行为，不受寄生点形成的影响。在迁移率和电荷缺陷密度（即界面陷阱和固定的氧化物电荷）的增加的减少测量的关键工艺步骤，我们与低无序行为的定量缺陷密度。这项工作提供了定量的指导，以前没有建立有关的缺陷密度，硅量子点不表现出寄生点的形成。这些器件利用双层栅堆叠，其中包括关键栅氧化层在内的许多区域都是在完全合格的CMOS设施中制造的。
2009-09-11 cond-mat.mes-hall
Multipolar scattering analysis of hybrid metal-dielectric nanostructures
我们进行了一个系统的研究，显示了多极的演变与混合金属-电介质纳米天线，一个Si圆柱体和一个Ag盘堆叠在另一个顶部的光谱，因为它的尺寸是一个接一个地变化。我们扩大我们的分析，以证明“磁光”的能量高于1 eV的变化的高度的Ag上的Si圆柱体和低于1 eV的，通过引入它们之间的绝缘间距。我们还探讨了出现的anapole状态，随着一些异常狭窄的光谱特征，通过改变半径的Ag盘。
2021-05-03 cond-mat.mes-hall
Tailoring interfacial nanostructures at graphene/transition metal dichalcogenide heterostructures
二维（2D）范德华（vdWs）材料与非二维材料的集成以实现混合维异质结构具有创造现有材料无法达到的功能器件的潜力，并且长期以来一直是材料科学界的追求。在这里，我们报告了单层/双层过渡金属二硫属化物（TMD）纳米结构的图案化与纳米精度，可调的尺寸和网站在石墨烯/TMD异质结构的界面。我们的实验表明，TMD纳米结构可以创建在选定的位置的接口使用扫描隧道显微镜光刻，更重要的是，界面的TMD纳米结构的尺寸可以调整与纳米级的精确合并相邻的TMD纳米结构或通过进一步的剪裁。明确观察到从体TMD中的六方相到界面纳米结构中的单斜相的结构相变，这在石墨烯上局部引入了定义明确的静电势。这些结果不仅使高质量的图案化pn结的vdWs异质结构的创建，但也提供了一个新的路线，实现定制设计的混合维异质结构。
2022-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Manifestly non-Gaussian fluctuations in superconductor-normal metal tunnel nanostructures
我们提出了一个介观设置，表现出强烈的和明显的非高斯波动的能量和温度时，适当地驱动出平衡。该装置由通过隧道结（I）耦合到两个超导引线（S）的正常金属岛（N）组成，形成SINIS结构，并且在准粒子隧穿的阈值电压$eV\approx2Δ$附近偏置。可以通过监测通过系统的时间相关电流来测量波动，这使得设置适合于实现允许将温度稳定到期望值的反馈方案。
2011-11-01 cond-mat.mes-hall
Hot Carrier Dynamics in Photoexcited Gold Nanostructures: Role of Interband Excitations and Evidence for Ballistic Transport
利用金属纳米结构中的短寿命光激发电子-空穴对有可能定义光电子学的新阶段，从而能够控制用于光捕获、光检测和光致发光的非热机制。然而，到目前为止，这些光激发载流子的时空动力学和运输仅定性表征。等离子体激元激发已被广泛视为产生非热热载流子的有效机制。尽管有许多实验，结论性的证据阐明和量化的热载流子产生，运输和注入的全部动力学尚未报道。在这里，我们结合实验测量与耦合的第一性原理电子结构理论和玻尔兹曼输运计算提供前所未有的洞察内部量子效率，因此内部物理，热载流子在光激发金（Au）-氮化镓（GAN）纳米结构。我们的研究结果表明，在20 nm厚的Au纳米结构中产生的光激发电子冲击弹道上的Au-GaN界面。这一发现表明，热载流子的能量可以从金属纳米结构中利用，而不会通过热化而产生大量损失。测量和计算还揭示了金属能带结构在等离子体纳米天线的带间阈值以上的能量下的热载流子产生中的重要作用。综上所述，我们的研究结果推进了对现实尺度的金属纳米结构中的激发载流子动力学的理解，并为设计在弹道机制中操作的新型光电子器件奠定了基础。
2017-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Quantum dot behavior in transition metal dichalcogenides nanostructures
近年来，过渡金属二硫属化合物（TMDCs）半导体由于其独特的能带结构和新颖的电子性质而被用于量子现象的研究。在量子点（QD）中，电子被限制在所有的横向维度上，为详细研究和控制操纵单个量子系统提供了可能性。除了通过在纳米收缩中打开能隙来定义石墨烯QD之外，在存在带隙的情况下，可以在TMDC半导体上实现栅极定义的QD。本文综述了量子点在TMDCs纳米结构中的限制和输运。讨论了用于演示场效应晶体管和量子点等二维（2D）材料纳米结构的制造技术，主要基于电子束光刻和转移组装技术。随后，我们专注于通过TMDCs纳米结构和量子点的运输。随着纳米级材料表征的稳步改进和使用石墨烯作为跳板，2D材料提供了一个平台，可以创建与各种晶体集成的异质结构QD，每个晶体都具有完全独特的物理特性。
2017-01-14 cond-mat.mes-hall
Metal-insulator transitions in cyclotron resonance of periodic nanostructures due to avoided band crossings
本文利用时间演化算符的谱性质研究了最近在二维周期势中的回旋共振模型中发现的金属-绝缘体相变。先前发现的动力学签名的过渡解释方面避免带交叉由于外部电场的变化。的交叉运输的发生进行了预测和数值证实。
2000-08-15 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Tailoring and enhancing spontaneous two-photon emission processes using resonant plasmonic nanostructures
已知自发发射的速率取决于光源的环境，并且谐振腔中单光子发射的增强被称为珀塞尔效应。在这里，我们发展了一个理论的自发双光子发射的一般电磁环境，包括非均匀色散和吸收介质。该理论被用来评估在金属纳米颗粒附近的双光子Purcell增强，并且证明由这些颗粒支持的表面等离子体共振可以将发射速率提高两个数量级以上。通过定制的纳米结构环境对双光子Purcell增强的控制可以为发射器提供任何期望的光谱响应，并且可以作为设计具有新特性的光源的最终途径。
2012-06-05 cond-mat.mes-hall
Landau Cooling in Metal-Semiconductor Nanostructures
提出了一种基于朗道量子化的纳米导体系统的电子冷却原理。操作依赖于能量选择性电子隧穿进入量子化磁场中的二维电子气。这种量子制冷机提供了显着的冷却功率（约1 nW在几个K的现实参数），并提供了一个独特的灵活性，由于其可调谐性通过磁场强度。可用的性能仅受半导体中的无序或缺陷等非理想性的轻微影响。该系统的实现方法和它的特点进行了讨论。
2007-03-05 cond-mat.mes-hall
Dissipative dynamics of an extended magnetic nanostructure: Spin necklace in a metallic environment
我们从理论上研究了耦合到传导电子海的“XXZ”自旋项链的动力学，传导电子海是耗散环境中纳米结构的模型系统。我们提取的长期行为，通过映射到一个多通道的库仑气体问题，然后进行缩放分析。强烈的量子波动的项链导致耦合系统的大小，我们提取通过分析涉及的“边界条件改变运营商”的非平凡的依赖，并确认通过一个案例的详细数值评估。
2003-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Non-collinear magnetism induced by frustration in transition-metal nanostructures deposited on surfaces
当物理尺寸缩小到纳米结构的尺寸时，磁性是如何表现的？在这些系统中的磁态的多样性可以是非常丰富的，因为它们的性质取决于原子种类，簇的大小，形状和对称性或衬底的选择。簇参数的微小变化可以显著地改变性质。在这一领域的研究取得了很大的进展，许多新的实验方法和技术表现出原子分辨率。在这里，我回顾从头算的方法，专注于最近的计算磁挫折和发生的非共线磁性的反铁磁纳米结构沉积在表面上。
2014-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Disentangling spin, anomalous and planar Hall effects in ferromagnetic/heavy metal nanostructures
铁磁（FM）/重金属（HM）纳米结构可用于所提出的磁电自旋轨道逻辑中的磁状态读出，通过局部注入自旋极化电流并通过自旋霍尔效应测量自旋-电荷转换。然而，这种局部配置易于产生寄生信号。在这项工作中，我们解决了寄生霍尔效应，可以污染这些FM/HM T形纳米结构的自旋霍尔信号。在我们的Co 50 Fe 50/Pt纳米结构中最显著的霍尔效应是平面霍尔效应和在FM纳米线中产生的反常霍尔效应。我们发现，平面霍尔效应，引起的不对准之间的磁化和电流方向的FM线，表现为在测量的基线电阻的偏移，但不改变自旋霍尔信号。相反，由FM内的充电电流分布引起的异常霍尔效应增加到自旋霍尔信号。然而，通过适当设计装置，使分流效应最小化，可以使该效应不显著。我们的结论是，在FM/HM纳米结构的局部自旋注入是一个合适的工具，用于测量自旋霍尔信号，因此，在未来的自旋为基础的逻辑磁状态读出的有效方法。
2021-03-06 cond-mat.mes-hall
Emergence of one-dimensional wires of free carriers in transition-metal-dichalcogenide nanostructures
我们强调的出现在二维过渡金属-二硫属化物纳米结构-纳米带，岛屿，和反转域边界-作为一个广泛的和普遍的现象驱动的极性不连续性发生在其边缘或边界的金属状态。我们表明，这样的金属状态形成一维线的电子或空穴，与自由电荷密度，随着系统的大小增加，直到完全屏蔽的极化电荷，也可以控制特定的边缘或边界配置，例如，通过化学吸附的氢或硫原子的边缘。对于三角形的岛屿，当地的极性不连续性发生，即使在没有一个总的偶极矩的岛屿，并导致积累的自由载流子接近的边缘，提供了一致的解释以前的实验观察。为了进一步强调这些机制的普遍性，我们表明，极性不连续性引起的金属状态也在反转域边界。这些发现强调了工程过渡金属二硫属化物纳米结构在纳米和光电子学，自旋电子学，催化和太阳能收集方面的多种应用的潜力。
2015-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanostructures mechanically stable with desirable characteristic field enhancement factor: a response from scale invariance in electrostatics
这项工作提出了一个精确的数值研究的静电系统由安装在支持衬底尖端，理论原型的应用程序在场电子发射或建设的尖端在探针显微镜需要高分辨率的单个纳米结构。我们用高度$h_1$、半径$r_{1}$和特征场增强因子（FEF）$γ_1$对衬底尖端进行建模，并且用高度$h_2$、半径$r_{2}<r_{1}$和FEF $γ_2$对顶部纳米结构进行建模，两个半球都在柱状结构上。然后，安装在支撑衬底尖端上的纳米结构具有特征FEF、$γ_{C}$。定义相对差$η_R \equiv (γ_{C} - γ_{1})/ (γ_{3} - γ_{1})$，其中$γ_{3}$对应于具有半径$r_3=r_2$和高度$h_3=h_1 + h_2$的柱结构上的半球的参考FEF，我们的结果表明，从使用有限元方案的拉普拉斯方程的数值解，缩放$η_R = f(u\equivλθ^{-1})$，其中$λ\equiv h_{2}/h_1$和$θ\equiv r_1/r_2$。给定一个特征变量$u_{c}$，我们发现，对于$u \ll u_{c}$，一个幂律$η_{R} \sim u^κ$与$κ\approx 0.55$。对于$u \gg u_{c}$，$η_{R} \approx 1$提供了$γ_C \rightarrow γ_3$ .作为缩放不变性的结果，可以导出$γ_C$的简单表达式，可以预测产生具有期望的FEF的相关系统的…
2016-08-01 cond-mat.mes-hall
Quantum Electrodynamics is Crucial for Plasmonic Resonance of Metallic Nanostructures
金属纳米结构的等离子体共振是由入射光驱动其传导电子的相干运动引起的。在共振时，纳米结构中的感应偶极子与传导电子的数量成比例，因此比原子中的感应偶极子大$10^{7}$倍。感生偶极子与入射光的涨落虚场之间的相互作用能可达零点几eV。因此，经典的电磁学主导的领域变得不够。我们认为，量子电动力学（QED）应该代替作为基本理论来描述虚场及其与电子的相互作用。基于量子电动力学，我们推导出等离子体共振频率的解析表达式，它取决于三个容易获得的材料参数。分析理论与实验数据吻合得很好，可用于材料的合理设计。
2015-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistance of granular Pt-C nanostructures close to the metal-insulator-transition
研究了用聚焦电子束诱导沉积法制备的Pt-C颗粒金属的电学和磁输运性质。特别是，我们认为样品接近金属-绝缘体-过渡获得的生长沉积物通过低能量电子辐照处理。的电导率的温度依赖性示出了lnT的行为与过渡到T的平方根在低温下，如预期的系统中的强耦合隧穿制度。磁电阻是正的，并在波函数收缩模型，通常用于无序系统中的弱耦合制度。为了拟合实验数据，必须考虑自旋相关隧穿。在讨论中，我们归因于起源的自旋依赖性的限制效应的Pt纳米颗粒嵌入在碳矩阵。
2013-11-06 cond-mat.mes-hall
Optical Rectification and Field Enhancement in a Plasmonic Nanogap
金属纳米结构充当强大的光学天线[1，2]，因为当光撞击纳米结构的表面时，金属中的电子流体的集体模式被激发。这些被称为等离子体激元的激发可以具有比入射电磁场大几个数量级的瞬逝电磁场。最大的场增强通常发生在等离子体活性纳米结构之间的纳米间隙中[3，4]，但是直接测量这种间隙中的场是非常具有挑战性的。这些增强的场在表面增强光谱学[5-7]、非线性光学[1，8-10]和纳米光子学[11-15]中具有应用。在这里，我们表明，金电极之间的非线性隧道传导由亚纳米间隙分离导致光整流，产生直流光电流时，间隙被照亮。将该光电流与低频传导测量进行比较，我们确定了纳米间隙的隧穿区两端的光频电压，以及隧穿区中的电场的增强，作为间隙尺寸的函数。测量的场增强超过1000，与表面增强拉曼测量的估计一致[16-18]。我们的研究结果突出了需要更现实的理论方法，能够模拟金属纳米结构的电磁响应的尺度范围从自由空间波长，$λ$，到$\sim λ/1000$，并与新材料，不同的波长和不同的入射偏振的实验。
2011-03-31 cond-mat.mes-hall
Low temperature annealing method for fabricating alloy nanostructures and metasurfaces: Unlocking a novel degree of freedom
纳米结构的材料和精确形状决定了其光学响应，这对于等离子体金属来说尤其强烈。不幸的是，只有非常少的等离子体金属是可用的，这限制了可以利用这些强光学效应的光谱范围。将不同的等离子体金属合金化可以克服这种限制，代价是使用高温合金化工艺，这不利地破坏了纳米结构形状。在这里，我们开发了一种仅在300°C下的低温合金化工艺，并制造出具有多种形状、纵横比和化学计量的Au-Ag纳米结构。EDX和XPS分析证实了整个样品的均匀合金化。改变合金的化学计量可以调节纳米结构的光学响应，并控制光谱特征，如Fano共振。采用多步电子束光刻技术制备了具有不同化学计量比的纳米结构的二元超表面，并在532 nm的可见光波长处展示了它们作为全息图或菲涅耳波带片的光学功能。这种低温退火技术提供了一种通用的和具有成本效益的方法来制造具有任意化学计量比的复杂的Au-Ag纳米结构。
2021-05-06 cond-mat.mes-hall
Peierls-type metal-insulator transition in carbon nanostructures
我们报道了在ZSM-5沸石的孔网络内部通过化学气相沉积形成的碳纳米结构中观察到的Peierls型金属-绝缘体转变。这种纳米碳@ZSM-5的拉曼光谱表明可以构成碳网络片段的（3，0）碳纳米管的径向呼吸模式（RBM）的明显特征。多个几微米大小的纳米碳@ZSM-5晶体上的电传输测量显示金属温度的电阻依赖性下降到30 K，在这一点上的电阻表现出急剧的上升，伴随着开放的quasigap在费米能级所示的微分电阻测量。进一步的霍尔测量得到了载流子的符号及其密度。后者表现出良好的一致性与quasigap数据。我们采用第一性原理计算来验证在（3，0）碳纳米管中确实可以存在声子模的软化。
2020-08-24 cond-mat.mes-hall
Plasmon-mediated superradiance near metal nanostructures
我们开发了一个理论的合作发射光的发射器，如荧光分子或半导体量子点，位于附近的金属纳米结构支持表面等离子体的合奏。在这样的系统中，合作发射的主要机制是发射器和等离子体激元之间的共振能量转移，而不是发射器之间的Dicke辐射耦合。我们确定了两种类型的发射器之间的等离子体耦合，（i）等离子体增强的辐射耦合和（ii）等离子体辅助的非辐射能量转移，它们之间的竞争管理系统本征态的结构。具体地说，当发射器从金属表面移除超过几个nm时，发射由三个超辐射态主导，具有与单个发射器相同的量子产率，导致系综辐射能量的急剧减少，而在较小的距离处，合作行为被非辐射跃迁破坏。在系综量子效率的距离依赖性中，可以观察到两个区域之间的交叉。我们的数值计算，将直接和等离子体辅助的相互作用的发射器之间的表明，他们不破坏等离子体迪克效应。
2010-08-20 cond-mat.mes-hall
Top-down fabrication of plasmonic nanostructures for deterministic coupling to single quantum emitters
金属纳米结构可用于通过表面等离子体激元在芯片上捕获和引导单光子发射器的发射。为了开发和表征基于发射体-等离子体激元混合结构的光子器件，期望用于这种结构的确定性和可扩展的制造方法。在这里，我们展示了确定性和可扩展的自上而下的制造金属线到预选的氮空位中心的纳米金刚石使用洁净室纳米制造方法。我们观察到发射器发射的寿命减少，这与使用非确定性制造方法的早期原理验证实验一致。这一结果表明，自上而下的制造是一个有前途的技术，用于处理未来的设备具有单光子发射器和等离子体纳米结构。
2013-01-09 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Phase-controlled quasi-bound states in the continuum and thermoelectric enhancement in Majorana-quantum-dot nanostructures
Universidad Técnica Federico Santa María（费德里科·圣玛丽亚技术大学）；Universidad Andres Bello（安德烈斯·贝略大学）；Universidad Tecnológica Metropolitana（大都会理工大学）；Pontificia Universidad Católica de Valparaíso（瓦尔帕莱索天主教大学）；Universidad de Antofagasta（安托法加斯塔大学）
研究马约拉纳零模与连续统中束缚态相互作用对交叉条形量子点热电响应的影响，用格林函数等方法分析，发现对称性破缺等可调控热电响应，超导相位控制效果显著，确定其为调控拓扑混合纳米结构电子响应的有效手段。
2026-07-20 cond-mat.mes-hall
Electron spin secluded inside a bottom-up assembled standing metal-molecule nanostructure
本文提出利用STM将平面芳香分子提升到双金属原子基座上形成直立纳米结构，从而隔离其自旋并实现291 mK的近藤温度，同时通过谱学建模提取g因子和交换耦合，并发现针尖可调控该耦合。
2023-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Universal conductance enhancement and reduction of the two-orbital Kondo effect
我们从理论上研究了通过具有双重简并单能级的纳米结构的线性和非线性电导，对应于通过纳米结构如碳纳米管或具有电容相互作用的双点系统的输运。结果表明，轨道/点之间的相互作用的不对称性的存在显着影响的轮廓的线性电导在有限的温度下，和，非线性电导，特别是围绕半填充，其中两个粒子的近藤效应发生。在实验可行的参数范围内，提出了SU（4）普适行为，并与有关实验进行了比较。
2010-03-26 cond-mat.mes-hall
Iron-based trinuclear metal-organic nanostructures on a surface with local charge accumulation
配位化学依赖于利用有机基质中的活性金属位点。多核配合物-由有机配体结合到几个金属原子的簇组成，由于其电子/磁性和功能反应途径的潜力而特别令人感兴趣。然而，它们的合成仍然具有挑战性;仅实现了有限数量的几何形状和配置。在这里，我们合成-通过超分子化学在贵金属表面-一维金属有机纳米结构组成的三联吡啶（tpy）为基础的分子与明确定义的多核铁簇。通过低温扫描探针显微镜技术和密度泛函理论相结合，我们证明了该配位基序由共面的tpy通过线性三铁节点连接在一个混合（正）价，金属-金属键配置。这种不寻常的连接是稳定的阳离子，配体和表面之间的界面上的电子的局部积累。后者通过自下而上的表面合成实现，暗示了化学活性金属中心，并为具有新型催化和磁性功能的纳米材料工程打开了大门。
2018-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
