Nanostructures, Magnetic Semiconductors and Spinelectronics
简要介绍了纳米半导体材料的最新进展，纳米半导体材料适合于载流子的自旋极化输运。在已有的理论和实验研究成果的基础上，指出发展具有可控无序和分子结构的宽禁带稀磁半导体是制备磁性半导体的一条很有前途的途径。
2007-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Spontaneous Appearance of Low-dimensional Magnetic Electron System on Semiconductor Nanostructures
我们发现，自旋极化的基态出现在SiC（0001）表面自组织的纳米晶面。我们的大规模的密度泛函计算表明，由单个双层台阶聚束形成的纳米面产生独特的碳悬挂键态，但沿着台阶边缘延伸。这些C态的平带特性导致共价半导体上的铁磁或反铁磁链。
2015-04-27 cond-mat.mtrl-sci
First-principles effective-mass Hamiltonian for semiconductor nanostructures in a magnetic field
本文导出了在缓慢变化的外磁场中晶格匹配半导体纳米结构的多带有效质量哈密顿量。该理论是从Pickard和Mauri的第一原理磁场耦合哈密顿量导出的，它适用于密度泛函理论的局域密度近似中的非局域范数守恒赝势。赝势的纳米结构被视为一个整体参考晶体的扰动，与线性和二次响应项包括在k.p微扰理论。所得到的哈密顿量包含几个界面项，尚未包括在以前的工作纳米结构在磁场。推导提供了第一个直接的解析表达式，显示如何耦合的非局域势的磁场影响的有效磁偶极矩的电子。
2005-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Optical imaging of metallic and semiconductor nanostructures at sub wavelength regime
近场扫描光学显微镜（NSOM）不仅是一种在亚波长范围内对物体进行成像的工具，也是一种了解纳米结构内在特性的突出工具。在金纳米粒子的NSOM图像中观察到激发激光的强局域表面等离子体共振吸收效应。在理解半导体纳米线的NSOM图像中，还讨论了AlGaN的不同本征缺陷相关能态的电子跃迁的作用。
2017-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Extraordinary Phenomena in Semiconductor-Metal Hybrid Nanostructures Based on Bilinear Conformal Mapping
我们已经表明，双线性保角映射可以用来转换4-引线内部分流的EMR磁阻-金属混合结构，以电磁等效的外部分流的4引线结构。后者与纳米EMR器件的制造兼容，而前者则不兼容。映射的矩形EMR范德堡板在宏观和纳米级形式下都表现出非常大的EMR值。我们还表明，在EMR的情况下应用的映射过程也将适用于其他广义的EXX结构。
2006-02-06 cond-mat.mtrl-sci
Crossover from diffusive to ballistic transport in semiconductor nanostructures
本文详细研究了深亚微米半导体沟道中的准弹道输运。特别是，我们研究的扩散和弹道运输制度之间的交叉，并确定签名的静电响应，电子密度和非平衡电子分布函数，是由于弹道和扩散运输，分别。我们的理论和计算方法是基于玻尔兹曼输运方程的非简并电子系统，连同泊松方程，从我们得到的非平衡电子分布在一个自洽的方式。
2005-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Quantum-transport theory for semiconductor nanostructures: A density-matrix formulation
提出了半导体纳米结构中量子输运现象的一般密度矩阵公式。更具体地说，与传统的单粒子关联展开相反，我们将分别研究绝热或马尔可夫极限和约化过程的影响。我们完全可操作的方法使我们能够更好地识别在各种描述水平上进入我们的有效量子输运理论的散射超算子的一般性质，例如，N个电子加准粒子，只有N个电子，单粒子图像。除了相干传输现象表征系统的瞬态响应，所提出的理论描述允许研究在稳态条件下的散射诱导的相位相干性。作为典型的例子，我们将研究强偏压半导体超晶格中的极化子效应。
2005-09-02 cond-mat.mtrl-sci
Oxidation kinetics and non-Marcusian charge transfer in dimensionally confined semiconductors
本研究通过多参数考察 WS2 与 MoS2 单层边缘的侧向光氧化动力学，发现不同反应势垒及反应物供应受限导致的非 Marcus 型电荷转移机制。
2023-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A unified model of droplet epitaxy for compound semiconductor nanostructures: experiments and theory
我们提出了一个统一的模型，化合物半导体生长的动力学蒙特卡罗模拟的基础上，在串联与新的实验结果，可以描述和预测的机制，在液滴外延过程中观察到的各种类型的纳米结构。该模型的关键特征包括不同种类原子的明确和独立的表示以及独立处理固相和液相的能力。使用这个模型，我们研究液滴外延纳米结构的演变。该模型忠实地捕捉了几个实验观察到的结构，包括紧凑的岛屿和纳米环。此外，模拟显示存在的Ga/GaAs核壳结构，我们验证实验。液滴外延的一个完整的分析模型，解释了生长条件和所得的纳米结构之间的关系，产生关键的洞察液滴外延的机制。
2013-03-28 cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of Coulomb interactions in semiconductor nanostructures by dielectric confinement
本文从理论上分析了介质限制对介质调制量子结构中库仑相互作用的影响。我们针对两个具体例子讨论了电子-空穴和电子-电子耦合强烈增强的影响：（i）具有远程氧化物势垒的GaAs基量子线，其中预测组合的量子和介电限制导致室温激子结合，以及（ii）胶体环境中的半导体量子点，其中多体基态和附加光谱被预测为被介电环境剧烈地改变。
1999-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Local optical spectroscopy of semiconductor nanostructures in the linear regime
本文提出了一种计算半导体纳米结构中激子{ \it局域}吸收谱的理论方法。使用密度矩阵的形式主义，我们推导出一个微观的非局域磁化率的表达，无论是在线性和非线性制度，其中包括一个三维的电子量子态和库仑相互作用的描述。非局部磁化率的知识使我们能够计算出一个适当定义的局部吸收功率，这取决于电-磁场分布。我们报告明确计算的局部线性响应的激子限制在单个和耦合的T形量子线与现实的几何形状和组成。我们表明，显着的相互作用的电子-空穴波函数的干涉效应诱导的空间分辨光谱，特别是在耦合纳米结构的新功能。当电磁场的空间延伸与激子玻尔半径相当时，必须考虑库仑效应对局部光谱的影响，以便正确分配所观察到的特征。
2000-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Long-range ordering of III-V semiconductor nanostructures by shallowly buried dislocation networks
我们占III-V族纳米结构的横向排序产生的GaAs/InAs/InGaAs/GaAs序列生长在GaAs上的金属有机气相外延在两个不同的温度。对于这两种样品，有序诱导的应力场的周期性位错网络（DN）浅埋和平行于表面。该DN是在薄GaAs层（在其上进行生长）和通过晶片键合连接在一起的GaAs衬底之间形成的晶界（GB），以适应这两个晶体之间的倾斜和扭曲;这两种取向差都以受控的方式施加。这个GB是由一个一维网络的混合位错和一个一维网络的螺旋位错。对于这两种样品，透射电子显微镜（TEM）和原子力显微镜观察到的纳米结构是由TEM观察到的DN排列的，因为它们与DN的细胞具有相同的尺寸和取向。
2004-11-29 cond-mat.mtrl-sci
Overhauser frequency shifts in semiconductor nanostructures
我们计算了半导体纳米结构中由于非平衡电子自旋和核自旋之间的超精细相互作用而产生的Overhauser频率偏移。频移取决于电子局域态密度和自旋极化以及电子和核自旋弛豫机制。与以前的计算不同，我们的方法考虑了低维半导体纳米结构中的电子约束，导致核自旋极化和Overhauser位移强烈依赖于位置。我们的研究结果解释了以前令人困惑的测量Overhauser位移在Al $_x$ Ga $_{1-x}$ As抛物量子阱显示电子自旋寿命和频率偏移之间的连接。
2008-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lande g-tensor in semiconductor nanostructures
了解半导体纳米结构的电子结构是不完整的，如果没有详细描述其相应的自旋相关的属性。在这里，我们探索的壳结构的InAs自组装量子点的磁场在几个方向上取向的响应，允许映射的g-张量模量的s和p壳。我们发现s壳层和p壳层的g张量表现出非常不同的行为。更局部化的s-状态允许通过从生长方向朝向面内方向扫描磁场取向来探测限制势细节。对于p态，我们发现g张量模量更接近周围GaAs的g张量模量，这与更大的离域一致。这些结果揭示了自组装量子点的限制电位尚未被探测的进一步细节，除了评估的g张量，这是至关重要的自旋相关的应用程序的实施。
2007-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Spectroscopic study of native defects in the semiconductor to metal phase transition in V2O5 nanostructure
钒是一种具有多种氧化态的过渡金属，V2 O 5是其中最稳定的形式。除了催化、化学传感和光致变色应用之外，V2 O 5还被报道在530- 560 K的温度范围内表现出半导体到金属的转变（SMT）。尽管在使用术语“SMT”表示V2 O 5时存在争议，但在转变温度以上的金属行为及其起源在科学界引起了极大的兴趣。本研究以Au为催化剂，采用气相传输法在SiO2/Si衬底上沉积了V2 O 5纳米结构。温度相关的电测量证实了V2 O 5中的SMT没有任何结构变化。温度依赖的光致发光分析证明了由于V2 O 5在转变温度以上的还原而出现的氧空位相关峰，这也是从温度依赖的拉曼光谱研究中推断的。随着温度的升高，V2 O 5电子结构中新演化的缺陷能级也可以从底部最分裂的导带的向下移动中理解，导带的向下移动是由于Pdπ键的断裂导致V2 O 5在转变温度以上的金属行为。
2018-01-02 cond-mat.mtrl-sci
Dynamical nuclear polarization and nuclear magnetic fields in semiconductor nanostructures
本文研究了半导体纳米结构中非平衡电子自旋与核自旋耦合的超精细相互作用引起的动态核极化。我们导出了原子核自旋极化和偶极磁场的时间和位置关系。在GaAs/AlGaAs抛物量子阱中，当电子系统为100%自旋极化时，核自旋极化率可高达80%，感生核磁场可接近几高斯，伴随的核共振位移为kHz量级。这些场和偏移可以使用小电场来调谐。我们讨论了这种控制的影响，在低维半导体纳米结构的光学核磁共振实验。
2004-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
ZnO:Co Diluted Magnetic Semiconductor or Hybrid Nanostructure for Spintronics?
研究了本征缺陷和非本征缺陷对Co掺杂ZnO薄膜磁输运和电输运性质的影响。X射线吸收测量表明，Co取代了ZnO结构中的Zn，处于2+氧化态。磁化强度（M）测量表明，掺杂样品主要是顺磁性的。从5 K下测量的M对H环中，我们发现当L和S = 3/2时，轨道L和自旋S的值在1 ~ 1.3之间，与孤立Co2+的代表值一致.居里-外斯温度的负值表明过渡金属原子之间存在反铁磁相互作用。
2010-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Buried dislocation networks designed to organize the growth of III-V semiconductor nanostructures
我们首先报告了一个详细的透射电子显微镜研究的位错网络（DN）形成在浅埋界面通过结合两个GaAs晶体之间，我们建立在一个控制的方式扭曲和倾斜周围的k110l方向。对于足够大的扭曲，DN由主要容纳扭曲的螺旋位错的二维网络和主要容纳倾斜的混合位错的一维网络组成。我们发现，此外，混合位错容纳的扭曲的一部分，我们观察到并解释轻微的意想不到的螺旋位错的取向相对于k110l方向。通过对整个DN进行定量分析，我们提出了一个连贯的解释，这些观测也提供了直接实验无法获得的数据。当扭曲足够小时，一个螺旋子网络消失。由这种DN诱导的表面应变场已被用于引导GaAs和InGaAs纳米结构在金属有机物气相外延期间的横向有序。我们证明了纳米结构的尺寸和取向与底层DN的细胞的尺寸和取向相关，并解释了界面位错结构如何支配纳米结构的形成。
2004-11-29 cond-mat.mtrl-sci
Accurate quadratic-response approximation for the self-consistent pseudopotential of semiconductor nanostructures
二次响应理论为半导体纳米结构的自洽单电子势提供了一个概念简单但准确的近似。采用密度泛函理论的局域密度近似和不考虑自旋轨道耦合的范数守恒赝势，对GaAs/AlAs和InGaAs/InP（001）超晶格进行了数值计算.当参考晶体被选择为两个体组分的虚晶平均时，γ（15）价电子的二次响应电势的绝对误差对于GaAs/AlAs约为2 meV，对于InGaAs/InP约为5 meV。低阶多极展开的电子密度和潜在的响应被证明是准确的，在整个小邻域的每个倒易晶格矢量，从而提供了进一步的简化，被证实是有效的缓慢变化的包络函数。虽然线性响应大约比二次响应大一个数量级，但二次项在定量（如果需要优于几十meV的精度）和定性（由于其不同的对称性和长程偶极效应）方面都很重要。
2007-07-04 cond-mat.mtrl-sci
Carbon Monosulfide Nanostructures: Chains Arrays, Monolayers, and Thin Films
理论预测导致新的低维层状结构的实验合成。在此，我们第一次展示了一硫化碳化合物表现出各种各样的层状纳米结构，如链阵列，单层和薄膜。我们发现链阵列是最稳定的，因为它们主要是由硫和碳轨道的$sp^2$杂化驱动的维度。此外，链阵列是直接带隙半导体。与薄膜相比，单层在室温下是稳定的，其中半导体相在能量上随后是金属相。然后，我们在碳硫单层膜中实现了载流子到金属的相变，这可以通过控制电导率和载流子迁移率的应变工程来驱动。
2017-03-08 cond-mat.mtrl-sci
Interatomic potentials for the vibrational properties of III-V semiconductor nanostructures
我们推导出了锌掺杂InAs，InP，GaAs和GaP半导体的原子间相互作用势，这些势在纳米结构领域具有可能的应用。势包括最近邻和次最近邻之间的键拉伸相互作用、三体项和长程库仑相互作用。通过（i）拟合体声子色散和弹性性质以及（ii）约束参数空间以提供用于纳米结构簇的结构弛豫和振动性质的良好表现的势来获得优化的势参数。因此，目标计算的密度泛函理论的集群高达633个原子。我们通过计算Kleinman和Grüneisen参数以及直径为3至5.5 nm的纳米结构的振动特性来说明新的能力。
2011-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Full-band electronic structure calculation of semiconductor nanostructures: a reduced-order approach
我们提出了一个有效的降阶技术的半导体纳米结构的电子结构计算，适合列入全波段量子输运模拟器。该模型是基于经验赝势法获得的散装带的线性组合，结合使用的问题匹配的基函数数值生成的奇异值分解。所提出的方法的效率和准确性的情况下，在无应变的GAN层中的空穴子带的色散关系证明。
2013-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonequilibrium Green's function theory of coherent excitonic effects in the photocurrent response of semiconductor nanostructures
理论上描述了激子对半导体纳米结构中吸收和光电流产生的贡献，并使用稳态非平衡格林函数理论进行了数值模拟。在第一种方法中，包括库仑校正的相干带间极化从Bethe-Salpeter型方程确定的等时间带间单粒子载流子格林函数。通过导出相应的电子-光子自能修正，在相同的近似水平上考虑了激子吸收对光电流产生的影响。
2012-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of anharmonicity of the strain energy on band offsets in semiconductor nanostructures
本文考虑原子间势的非谐性，对高应变半导体异质结构的导带和价带阶进行了定量模拟。的非谐性导致较弱的压缩流体静力应变比常用的准谐波近似的基廷模型。包括在模拟应变InAs/GaAs纳米结构的非谐性的结果在原子水平上计算的电子带偏移的改善高达100毫电子伏相比，实验。
2004-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unusual gas sensor response and semiconductor-to-insulator transition in WO3-x nanostructures : The role of oxygen vacancy
本研究通过热丝化学气相沉积法制备含大量氧空位的花瓣状和薄片状WO3-x纳米结构，发现其室温下对NH3和NO2有响应且响应随温度/气体类型变化，还存在半导体-绝缘体转变，揭示了氧空位的关键作用。
2025-04-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Many-body two-quantum coherences in semiconductor nanostructures
我们提出了实验相干二维傅里叶变换光谱的激子共振在半导体量子阱的脉冲序列，隔离两个量子相干性。通过测量光谱的实部，我们可以确定光谱由多体相互作用引起的两个量子相干性主导，而不是束缚的双激子。使用动力学控制截断进行的模拟与实验吻合良好。
2009-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Self-assembled ErSb nanostructures of tunable shape and orientation: growth and plasmonic properties
自组装，半金属ErSb单晶纳米结构，分子束外延生长，嵌入在半导体GaSb矩阵。各种纳米结构的形成、演化和取向，包括球形纳米颗粒、细长纳米棒、沿表面法线取向的八角形纳米线和在生长平面中取向的纳米线，简单地由Er分数控制。等离子体性质的半金属/半导体复合材料的特征在于和量化的三个偏振分辨光谱技术，跨越超过三个数量级的频率从100 GHz到300太赫兹。纳米结构的尺寸、形状和取向的影响通过偏振敏感响应来表征，并通过Maxwell-Garnett有效介质理论来建模。
2013-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional electronic spectroscopy of organic semiconductor nanostructures
本文围绕方酸染料基有机半导体纳米结构展开研究，利用其独特电子性质实现强激子-等离子体耦合混合纳米结构，首次通过10飞秒二维电子光谱开展相干耦合时域研究，发现等离子体场驱动长程相干激子传输的证据。
2024-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical and transport properties of low-dimensional semiconductor nanostructures
考虑量子零维纳米结构中电子动力学过程的解释。这些过程的主要机制是电子与光学声子的相互作用。重点介绍了最近测量的量子点样品的长时间光致发光效应，观察到这种效应发生在激光脉冲照射样品后。除此之外，注意力是致力于闪烁（闪烁）的光学效应的可能起源的某些量子点样品的光发射下的永久光激发，和另一个类似的效果。
2012-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-valley qubit in nanostructures of monolayer semiconductors: Optical control and hyperfine interaction
我们研究了单电子携带的自旋谷量子比特在单层TMD纳米结构中的光学控制可能性，包括由横向异质结和带电杂质形成的小量子点。量子控制时的限制诱导谷杂交和当谷杂交是缺席讨论。我们发现，在这两种情况下，体谷和自旋光学选择规则可以以不同的形式继承，这两种情况都允许定义自旋谷量子比特与所需的光学可控性。我们还研究了核自旋引起的退相干以及利用超精细相互作用的谷间项对电子-核自旋纠缠的量子控制。讨论了单个量子点中的光控双量子比特操作。
2016-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Boundary conditions for the electronic structure of finite-extent, embedded semiconductor nanostructures
嵌入在主体材料中的有限范围半导体纳米结构的建模需要在有限模拟域中对边界进行数值处理。在紧束缚经验模型中，研究了三种边界条件对InAs点自组装的影响：周期性边界条件，提高表面原子轨道能量，提高表面悬挂键能量.周期性边界条件需要一个光滑的边界，因此比两个非周期性边界条件更大的GaAs缓冲区。在非周期性条件之间，悬挂键能量移动比轨道能量移动更有效，就消除间隙中间的非物理表面态而言。大于5 eV的悬挂键能移有效地消除了所有的中间带隙表面状态，并导致内部状态是高度不敏感的能量偏移的变化。
2003-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effective conduction-band model for zincblende III-V semiconductors in the presence of strain: tuning the properties of bulk crystals and nanostructures
本研究推导了一个紧凑的有效哈密顿量，描述应变下闪锌矿III-V半导体导带，通过折叠降阶八带k·p模型获得参数解析式，为器件设计提供可靠预测工具。
2025-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dimension Engineering of Narrow Bandgap Semiconductor InAs Nanostructures in Wafer-Scale
在这里，我们展示了一种方法，提供了一个精确的控制的尺寸InAs从一维纳米线到晶圆级独立的二维纳米片，它具有高度的结晶度和出色的电气和光学性能，使用分子束外延通过控制催化剂合金偏析。在我们的方法中，二维InAs纳米片可以直接从一维InAs纳米线的银铟合金偏析，这是比所有以前报道的方法，如传统的缓冲技术和选择区域外延生长容易得多。详细的透射电子显微镜研究提供了坚实的证据，催化剂合金偏析是起源的InAs从一维纳米线到二维纳米片，甚至三维复杂的十字架的尺寸变换。使用这种方法，我们发现，晶圆级的自支撑InAs纳米片可以生长在各种衬底上，包括Si，MgO，蓝宝石和GaAs等。在高温下生长的InAs纳米片是纯相单晶，具有高的电子迁移率和长的时间分辨太赫兹动力学寿命。我们的工作将为有效控制低维III-V族半导体的尺寸开辟一条概念上新的通用技术路线。它还可以使得能够在工业规模上低成本地制造独立的基于纳米片的器件。
2018-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Collective Electron Dynamics in Metallic and Semiconductor Nanostructures
理解金属和半导体纳米结构（如金属纳米颗粒、薄膜、量子阱和量子点）中的电子动力学和输运，对当今的凝聚态物理来说，无论是基础物理还是应用物理都是一个相当大的挑战。在这篇评论文章中，我们将使用不同但互补的方法描述金属和半导体纳米结构中的集体电子动力学。对于小的激发（线性制度），光谱特性可以通过TDLDA类型的量子平均场模型（依赖于时间的局部密度近似），广义考虑有限的电子温度进行研究。为了探索非线性区域（强激发），我们将采用相空间方法，该方法依赖于经典相空间中动力学方程（弗拉索夫和维格纳方程）的分辨率。相空间方法提供了一个有用的经典和量子动力学之间的联系，非常适合于模型的平均场近似（电子-电子和电子-声子碰撞）以外的影响。我们还将开发一个量子流体动力学模型，基于相应的维格纳分布函数的速度矩：这种方法应导致相当大的收益，在计算时间相比，基于传统方法的模拟，如密度泛函理论（DFT）。最后，磁化（自旋）动力学也将得到解决。
2008-10-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pinned Magnetic Impurity Levels in Doped Quantum Dots
光谱数据表明，在杂质半导体纳米结构中的杂质D/A能级被能量钉扎，导致D/A结合能随着量子限制的增加而变化。利用磁性圆二色性光谱测量了胶体ZnSe量子点中Co ~（2+）离子的施主结合能随量子限域的变化，并结合从头算密度泛函理论计算进行了分析.由此产生的量子点中的钉扎杂质水平的实验演示对于涉及杂质半导体纳米结构中的杂质-载流子相互作用的物理现象具有深远的影响，包括在新兴的半导体自旋电子学领域中，其中磁性掺杂剂-载流子交换相互作用定义了稀磁半导体的功能相关特性。
2006-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit splitting of valence subbands in semiconductor nanostructures
我们提出了14带$\mathbf k \cdot \mathbf p$模型来计算半导体量子阱中价带的自旋轨道分裂。通过在边界条件中加入附加项，将界面处的$Γ_{15}$传导和价态布洛赫函数混合起来，将量子阱界面的对称性降低。结果表明，界面诱导效应对重空穴自旋劈裂的贡献占主导地位。一个简单的解析表达式的接口的贡献。与4 $\times$ 4有效哈密顿模型相比，其中处理$V_z k_z^3$项的问题似乎是不可解的，14带模型自然避免并克服了这个问题。我们的结果与最近的原子计算[J. - W. Luo等人，物理修订信函{\bf 104}，066405（2010）]。
2013-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polarization- and time-resolved nonlinear multi-photon spectroscopy for confocal microscopy of semiconductor nanostructures
本研究提出一种多功能共聚焦显微镜装置，支持偏振和时间分辨非线性多光子光谱，具备宽能量范围可调激发、宽温区控制及磁场施加能力，通过多种半导体纳米结构实验验证了其在材料光学特性研究中的潜力。
2025-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Büttiker probes for dissipative phonon quantum transport in semiconductor nanostructures
现代半导体纳米器件中声子输运的理论预测需要器件特征的原子分辨率和涵盖相干和非相干效应的量子输运模型。非平衡格林函数方法（NEGF）是众所周知的，以服务于这一目的非常好，但数值计算非常昂贵。这项工作扩展了非常有效的Büttiker探测概念的声子NEGF，并讨论了这种方法的所有影响。Büttiker探针参数，再现内NEGF实验声子电导的Si和Ge之间的10 K和1000 K。这种方法在SiGe异质结中的结果说明界面弛豫对器件热导的影响和声子分布的非弹性散射的重要性。
2015-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Envelope-function theory of inhomogeneous strain in semiconductor nanostructures
针对半导体异质结中非均匀应变的包络函数理论缺失问题，研究者推广Bir和Pikus的均匀应变理论，纳入相对论效应与度量因素，推导得到含应变张量一、二阶空间导项的完整包络函数哈密顿量，为相关器件性能调控提供理论支撑。
2024-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Transverse magnetic routing of light emission in hybrid plasmonic-semiconductor nanostructures: Towards operation at room temperature
我们从实验和理论上研究了从混合等离子体-半导体量子阱结构的光发射的横向磁路由的温度依赖性，其中从量子阱的激子发射被路由到沿附近的半导体-金属界面传播的表面等离子体极化激元。在II-VI族和III-V族直接带半导体中，路由的幅度由激子光学跃迁的圆偏振决定，该圆偏振由磁场引起。对于包括（Cd，Mn）Te/（Cd，Mg）Te稀磁半导体量子阱的结构，我们观察到在20 K的低温和485 mT的磁场下高达15%的发射的强方向性，这是由于通过与Mn $^{2+}$离子的强交换相互作用介导的空穴的巨大塞曼分裂。随着温度向室温的升高，磁化率降低，方向性在T = 45 K时强烈降低到4%。我们还提出了一种替代设计的基础上的非磁性（In，Ga）As/（In，Al）As量子阱结构，适用于更高的温度。根据我们的计算，这种结构可以显示出发射方向性高达5%的温度低于200 K和中等磁场的1 T。
2021-06-25 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electron Spin Decoherence in Bulk and Quantum Well Zincblende Semiconductors
基于非微扰纳米结构模型，在14带限制基组下，发展了锌半导体量子阱中纵向（T1）和横向（T2）电子自旋相干时间的理论.从以前的计算中发现明显不同的依赖性的相干时间的流动性，量子化能量和温度。我们的计算和测量之间的定量协议被发现GaAs/AlGaAs，InGaAs/InP，和GaSb/AlSb量子阱。
2000-12-04 cond-mat.mtrl-sci
Theory of highly excited semiconductor nanostructures including Auger coupling: exciton-bi-exciton mixing in CdSe nanocrystals
我们提出了一种限制在半导体纳米结构中的高激发相互作用载流子的理论，并结合了具有不同激发次数的激发态之间的俄歇耦合。导出了连接激子、双激子和三激子复合物的库仑矩阵元，给出了中性多激子复合物断裂成带正、负电荷多激子复合物的直观图象。通过分析CdSe球形纳米晶体中双激子和激子的耦合，说明了一般的方法。电子和空穴态的计算使用原子$sp^3d^5s^*$紧束缚哈密顿量，包括一个有效的晶体场分裂和表面钝化。对于每一个数目的电子-空穴对的多体光谱计算的组态相互作用的方法。低能量相关的双激子能级被分解成带电荷的复合物：一个空穴和一个带负电荷的trion以及一个电子和一个带正电荷的trion。在高激发态激子谱中，通过俄歇过程发现了一个耦合到双激子能级的子空间。关联双激子和激子态之间的相互作用是用精确对角化技术处理。这允许提取的双激子的光谱函数，并将其特征宽度和振幅的耦合系统的相干时间演化的特征振幅和时标。结果表明，这个过程可以描述的费米黄金法则，只有当一个快速弛豫的激子子系统占。
2011-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Distance Dependence of the Energy Transfer Rate From a Single Semiconductor Nanostructure to Graphene
纳米发射体和石墨烯单层之间的近场库仑相互作用导致强烈的Förster型共振能量转移和随后的荧光猝灭。在这里，我们调查的距离依赖性的能量转移率从个人，i）零维的CdSe/CdS纳米晶体和ii）二维的CdSe/CdS/ZnS纳米片的石墨烯单层。对于增加的距离$d$，从单个纳米晶体到石墨烯的能量传递速率衰减为$1/d^4$。相比之下，从二维纳米片到石墨烯的能量传递速率的距离依赖性偏离简单的幂律，但通过理论模型很好地描述，该模型考虑了二维量子阱中自由激子的热分布。我们的研究结果表明，精确的距离测量可以在单粒子水平上使用石墨烯为基础的分子统治者和能量转移允许探测在纳米尺度的维度效应。
2015-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Droplet Epitaxy of Semiconductor Nanostructures for Quantum Photonic Devices
长久以来梦寐以求的量子互联网将由一个量子节点（固态或原子系统）网络组成，这些节点由飞行的量子比特连接在一起，自然地基于光子，以光速长距离传播，退相干可以忽略不计。一个关键的组件是光源，能够提供单个或纠缠光子对。在不同的平台中，半导体量子点非常有吸引力，因为它们可以与其他光子和电子元件集成在小型化芯片中。在20世纪90年代早期，开发了两种方法来合成自组装外延半导体量子点（QD）或人工原子，即Stranski-Krastanov（SK）和液滴外延（DE）方法。由于其鲁棒性和简单性，SK方法成为在基础和技术领域实现多项突破的主力。然而，对特定发射波长或结构和光学性质的需求促使进一步研究DE方法及其最近的发展，局部液滴蚀刻（LDE），作为获得高质量半导体纳米结构的补充途径。最近关于产生高度纠缠光子对的报道，结合良好的光子不可逆性，表明DE和LDE QD可以补充（有时甚至优于）常规SK InGaAs QD作为量子发射体。我们在这里提出了一个关键的调查的DE和LDE的最先进的状态，突出的优点和缺点，所取得的成就和仍然开放的挑战，在量子通信和技术的应用。
2021-03-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Enhancement of Carrier Mobility in Semiconductor Nanostructures by Carrier Distribution Engineering
本文提出通过对称化栅极配置或增加沟道厚度来工程化载流子的垂直分布，从而增强二维半导体中的载流子迁移率，在双栅极10层MoS$_2$中增长率达23%，为低功耗晶体管性能优化提供可行策略。
2023-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Fabrication of Ag/Tl-Ba-Ca-CuO/CdSe nanostructure by electrodeposition technique
金属、超导体和半导体材料之间的结在电子器件、微电子器件和大功率传输等方面有着广阔的应用前景。电子邮件：shpawar_phy@unishivaji.ac.in。
2003-05-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Auger-mediated radiative recombination in three-dimensional silicon/silicon-germanium nanostructures
在具有II型能带排列的半导体异质结构中，电子和空穴之间的空间分离减慢了它们的辐射复合。随着激发强度的增加，俄歇复合迅速成为占主导地位的复合通道，并产生量子阱中的载流子喷射。在这里，我们表明，在Si/SiGe三维纳米结构，这种有效的过程有利于形成的电子空穴等离子体（EHP）和/或电子空穴液滴（EHD）在薄Si屏障分离SiGe集群。与传统的、强烈的温度依赖性和缓慢的体硅中的辐射载流子复合相反，纳米厚硅层中的EHD/EHP发光几乎与温度无关，辐射寿命接近10^-8 s，仅比直接带隙III-V族半导体中的发光稍慢。
2008-09-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Negative Longitudinal Magneto-Thermoelectric Power in a Semiconductor Parabolic Quantum Well
本文从理论上研究了半导体抛物量子阱在磁场中的电子热电势。考虑了纵向磁场与温度梯度的关系。进行计算时考虑了维度量子化电子能级的自旋分裂。结果表明，在强约束区，热电势随磁场的增加而减小，这与低塞曼分裂自旋子带的下移有关。
2008-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Suppression of surface roughening during ion bombardment of semiconductors
离子束通常用于半导体的处理，特别是溅射、离子注入和纳米结构的直写制造。然而，离子束技术的实用性受到晶体损伤和表面粗糙化的限制。通过在高温下进行辐照可以减少或消除损伤。然而，在这些条件下，由于吸附原子和表面空位的热迁移率，表面粗糙化是非常成问题的。在这里，我们解决了这个问题，使用氢气，我们用来稳定表面质量流和抑制元素和化合物半导体离子轰击过程中的粗糙化。我们在离子束处理过程中实现了光滑的表面，并表明该方法可以通过使用远程等离子体源的H2气体的激基化来增强。我们的方法是广泛适用的，并扩大了实用的离子束技术的功能材料和纳米结构的加工和制造。
2022-09-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Quantitative models for excess carrier diffusion and recombination in STEM-EBIC experiments on semiconductor nanostructures
Georg-August-University Goettingen（哥廷根大学）；Ruhr University Bochum（波鸿鲁尔大学）
本文提出了一种用于半导体纳米结构中STEM-EBIC实验的定量模型，用于精确确定本征扩散长度。
2026-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Leveraging Plasmonic Hot Electrons to Quench Defect Emission in Metal -- Semiconductor Nanostructured Hybrids: Experiment and Modeling
该研究通过实验与半经典建模，揭示了嵌入金纳米颗粒的氧化锌纳米棒中缺陷发光猝灭、近带边发射增强的机制，为杂化等离子体系统热载流子动力学研究提供了通用基础。
2023-07-19 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
An Efficient Method for Quantum Transport Calculations in Nanostructures using Full Band Structure
半导体器件的缩放已经达到了一个阶段，在这个阶段，考虑这些超小型器件中传输的量子力学方面已经变得绝对必要。在这些模拟中，经常排除严格的能带结构处理，因为它构成了巨大的计算挑战。本文提出了一种有效的计算全能带结构纳米线晶体管中全三维耦合量子输运的方法。我们已经通过模拟p型Ge纳米线晶体管中的空穴传输显示了该方法的功率。空穴能带结构从我们最近的邻居sp 3s * 紧束缚哈密顿量同意以及定性与更复杂和更精确的计算，考虑第三最近的邻居。计算的I-V结果表明，如何移动的能带，由于限制可以准确地捕捉到只有在一个完整的带全量子模拟。
2008-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A wide band gap metal-semiconductor-metal nanostructure made entirely from graphene
生产可扩展的数字石墨烯电子产品的蓝图仍然难以捉摸。目前生产金属化石墨烯网络的方法都受到严格的光刻要求的影响，这些要求阻止了石墨烯的再现性、工艺诱导的无序或可扩展性问题。使用角分辨光电发射，我们已经发现了完全由石墨烯制成的独特的一维金属-半导体-金属结，并且在没有化学功能化或有限尺寸图案化的情况下产生。当石墨烯在SiC上生长时，在这种情况下，当石墨烯被迫在图案化的SiC台阶上生长时，通过利用固有的原子有序的衬底-石墨烯相互作用来产生结。这种可扩展的自下而上的方法使我们能够生产半导体石墨烯带，其宽度精确地定义在几个石墨烯晶格常数内，完全超出现代光刻限制的精度水平。在这项工作中展示的架构是如此强大，在平均电子能带结构的数千个这些图案化的带的变化有几十微米长的长度尺度上几乎没有变化。半导体石墨烯具有拓扑定义的几纳米宽的区域，其能隙在另外连续的金属石墨烯片中大于0.5 eV。这项工作展示了石墨烯-基底相互作用如何可以作为一种强有力的工具来可扩展地修饰石墨烯的电子结构，并开辟了石墨烯电子学研究的新方向。
2012-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Assessment of the notions of band offsets, wells and barriers at nanoscale semiconductor heterojunctions
外延生长的半导体异质结构提供了以非常受控的方式定制载流子的潜在景观的可能性。在平面晶格匹配的异质结构中，电势确实具有非常简单且容易预测的行为：除了在界面处存在台阶（不连续性）之外，它在任何地方都是恒定的，而台阶（不连续性）仅取决于接触的半导体的组成。在本文中，我们证明了这种普遍接受的图像在纳米异质结构中可能是无效的（例如，量子点、棒、纳米线），其目前可以以多种形式制造。应用于包含多达75000个原子的系统的自洽紧束缚计算确实表明，在轴向异质纳米结构中，势可能具有更复杂的行为：如果纳米结构没有被均匀的壳覆盖，则带边可以显示出远离界面的显著变化。这些结果提出了新的策略，以工程师的纳米级物体的电子特性，例如传感器和photopolics。
2011-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
