Influence of surface stoichiometry and quantum confinement on the electronic structure of small diameter InxGa1-xAs nanowires
在密度泛函理论的框架内，研究了[100]，[110]和[111]取向的临界尺寸约为2 nm的InxGa 1-xAs纳米线的电子结构.明确的能带结构的计算和相关的纳米电子设计的属性被提取，包括带隙，有效质量，和态密度。将这些III-V族纳米线的性质与作为参考系的相当尺寸的硅纳米线进行比较。在非极性半导体中，量子限制和表面化学已知在确定纳米线电子结构中起关键作用。InxGa 1-xAs纳米线具有另外的效果，由于合金化学计量的阳离子亚晶格上，并由于分裂的纳米线表面的极性性质。这些额外的因素对这些极性半导体纳米线的电子结构的影响被证明是显着的和必要的电子结构性质的准确治疗。
2018-02-21 cond-mat.mes-hall
Electronic shell effects and the stability of alkali nanowires
Na纳米线的实验电导直方图进行了详细分析，并与最近的理论结果相比，圆柱形和椭圆形纳米线的稳定性，使用自由电子模型。我们发现一个一对一的直方图和最稳定的纳米线的几何形状的峰值之间的对应关系，表明几个常见的纳米线具有椭圆形的截面。
2004-10-12 cond-mat.mes-hall
Electronic transport in double-nanowire superconducting islands with multiple terminals
我们表征原位生长的平行纳米线桥超导岛。磁场和温度依赖性的库仑阻塞峰测量跨不同对的纳米线端部是一致的子带隙状态扩展的混合平行纳米线岛。作为门可调，可通过多个终端和免费的准粒子中毒，这些纳米线显示承诺的实施几个建议，依赖于并行纳米线平台。
2022-03-17 cond-mat.mes-hall
Heat transfer in rough nanofilms and nanowires using Full Band Ab Initio Monte Carlo simulation
玻尔兹曼输运方程是研究纳米尺度下、扩散范围之外以及微米尺度下热输运的最相关框架之一。在三维器件的一般情况下，声子输运的粒子蒙特卡罗方法特别强大和方便，并且需要合理的计算资源。在这项工作中，我们提出了一个原始的和通用的粒子蒙特卡罗方法参数化使用从头算数据。用密度泛函理论计算了整个三维布里渊区的声子色散和声子-声子散射率。为了处理粗糙界面处的声子输运，在相空间中实现了镜面反射和漫反射的组合。研究了立方和六方硅纳米线和薄膜的热输运特性，包括边缘粗糙度、有效热导率、声子带贡献和热流方向。结果表明，从我们的蒙特卡罗模拟得到的准弹道制度的有效热导率不能准确地拟合简单的半解析Matthiessen模型，光谱方法是强制性的，以获得良好的结果。我们的全频带方法表明，一些声子分支在布里渊区的某些部分表现出负群速度可能会对总热通量产生负面影响。此外，热通量明显地呈现出沿高态密度方向的取向。由此产生的热通量的各向异性一起讨论粗糙界面的影响。
2018-07-16 cond-mat.mes-hall
Progress Towards Opto-Electronic Characterization of Indium Phosphide Nanowire Transistors at milli-Kelvin temperatures
在本文中，我们提出了我们的进展对磷化铟（InP）纳米线晶体管在毫开尔文（mK）温度下的光电特性。首先，我们研究了InP纳米线的电子输运的电流-电压（I-V）谱作为温度的函数从300 K下降到40 K。其次，我们展示了在液氦（和基）温度下红色发光二极管（LED）的成功操作，用于光电器件表征。
2013-03-12 cond-mat.mes-hall
Structural, electronic, and transport properties of silicon nanowires
本文对硅纳米线的理论进行了综述。我们专注于直径小于10 nm的纳米线，其中量子效应变得重要，并且其性质与体硅的性质显著不同。这些线可以有效地处理内的电子结构模拟方法，并将在未来的纳米电子器件的最重要的功能块。首先，我们回顾了硅纳米线的结构特性，强调了硅纳米线的生长取向、截面和边界面之间的密切联系。其次，我们讨论了原始和掺杂纳米线的电子结构，这是它们在新型电子器件中应用的最终关键。最后，我们审查运输性能的一些最重要的限制，在性能的基于MEMS的设备可以奠定。这些系统的许多独特性质同时无视巨大技术进步的挑战和机会。
2009-10-14 cond-mat.mes-hall
Observation of electronic and atomic shell effects in gold nanowires
金纳米线的形成在真空中在室温下揭示了一个非常稳定的直径的周期性光谱。这被确定为类似于最近在低温下发现的碱金属的壳结构。金纳米线呈现出两种相互竞争的“神奇”系列稳定直径，一种由电子结构控制，另一种由原子堆积控制。
2005-04-25 cond-mat.mes-hall
Electronic confinement of surface states in a topological insulator nanowire
我们分析了拓扑绝缘体纳米线模型中电子表面态的限制。自旋动量锁定在表面状态减少了不必要的反向散射的存在下，非磁性的障碍，并被称为抵消本地化的某些值的磁通量线程线。我们表明，有意的背散射可以诱导在纳米线收缩的存在下的一系列条件。我们提出了一个几何纳米线，涉及两个收缩，并表明这些地区形成有效的障碍，允许形成一个量子点。我们分析了零温度非相互作用的电子输运通过设备使用的Landauer-Büttiker方法，并显示如何外部施加的磁通量平行的纳米线和静电门可以用来控制的量子点的光谱和电子输运通过表面状态的模型设备。
2022-06-28 cond-mat.mes-hall
Crossover from Electronic to Atomic Shell Structure in Alkali Metal Nanowires
在通过将两个干净的金属表面压在一起进行冷焊之后，在逐渐分离两片时形成金属纳米线，其在失去接触之前逐渐变薄至单个原子。在以前的实验[1，2]中，我们已经观察到这种纳米线的稳定性受到电子壳填充效应的影响，类似于金属簇中的壳效应[3]。对于较大直径的钠和钾，存在与晶体线的交叉，其壳闭合对应于额外原子层的完成。这一观察完成了对团簇和纳米线观察到的壳效应之间的类比。
2001-05-10 cond-mat.mes-hall
Electronic structures of free-standing nanowires made from indirect bandgap semiconductor gallium phosphide
我们提出了一个独立的纳米线的电子结构的理论研究，由磷化镓（GaP）-一个III-V族半导体与间接体带隙。我们考虑了具有正方形和矩形截面的[001]取向GaP纳米线，以及具有六边形截面的[111]取向GaP纳米线。基于紧束缚模型，计算了纳米线的能带结构和波函数。对于[001]取向的GaP纳米线，其能带呈现出反交叉结构，而对于[111]取向的GaP纳米线，其能带呈现出交叉结构。在导带中观察到两个极小值，而价带的最大值总是在$Γ$ -点。利用双群理论分析了不同尺寸和方向的GaP纳米线的最低导带态和最高价带态的对称性。利用空间概率分布计算了纳米线的最低导带和最高价带的带态波函数。为了实际应用，我们拟合了纳米线中电子和空穴的限制能，得到了一个经验公式。
2016-06-08 cond-mat.mes-hall
Electronic transport properties of ternary Cd1-xZnxS nanowire network
本文研究了三元合金Cd 1-xZnxS纳米线网络在黑暗和白光照射下的电子输运特性。与可忽略的暗电流相比，我们观察到在460 mW/cm 2的强度下光电流增强高达4个数量级。动态光响应的时间常数约为5秒。不同强度下的电流-电压特性在低偏压下表现为欧姆行为，在高偏压下表现为空间电荷限制导电（SCLC）。SCLC行为和缓慢的时间响应表明，电荷输运是由隧道在互连纳米线结。
2009-09-18 cond-mat.mes-hall
Electronic and atomic shell structure in aluminum nanowires
我们报告了室温超高真空中铝纳米线的实验，揭示了异常稳定结构的周期谱。观察到两个“魔术”系列的稳定结构：在低电导，稳定的纳米线的形成是由电子壳效应，而较大的接触原子填充占主导地位。两个政权之间的交叉被发现是平滑的。实验结果与理论稳定性分析的详细比较表明，虽然所观察到的电子壳层结构的主要特征与碱金属和贵金属相似，但一系列极其稳定的导线在铝中发挥着独特的作用。这一系列出现孤立的电导直方图，可以归因于“超变形”的非轴对称纳米线。
2007-03-23 cond-mat.mes-hall
Electronic and structural properties of rhombohedral [111] and [110] oriented ultra-thin bismuth nanowires
利用密度泛函理论计算了菱面体[111]和[110]铋纳米线的结构和电子性质。从量子限制的能带隙的形成进行了研究，并提高估计的带隙的GW近似。[111]取向的纳米线需要表面键被化学饱和以避免形成金属表面态，而[110]取向的纳米线的表面不支持金属表面态。研究发现，表面钝化的[111]纳米线的量子限制发生在比[110]纳米线更大的临界尺寸。对于[111]取向的纳米线，预测可以在约6nm的直径下形成约0.5eV的带隙，而对于[110]取向的纳米线，需要约3nm的直径来实现类似的带隙能量。GW校正也适用于估计的电子亲和势，电离势和功函数的两个方向的纳米线的各种直径低于5纳米。在几纳米的临界尺寸下，铋中出现的能带隙的大小与传统体半导体的量级相同。
2016-09-19 cond-mat.mes-hall
Mapping of Electronic Band Gap along the Axis of Single InAs/InSbxAs1-x Heterostructured Nanowire
我们报告了沿轴的个别异质结构WZ-ZB InAs/InSb 0.12As 0.88纳米线的电子带隙的梯度。共振拉曼成像已被用来映射的第二激发间隙能量（E1）在布里渊区的高对称点（L点）的轴向变化。我们所观察到的带隙能的演变的起源，从尖端到纳米线的界面的合金组合物的微调。本文用全电子密度泛函理论程序Wien 2k计算了InAs、InSb和InSb_xAs_（1-x）合金系统在x=0.125、0.25、0.50、0.75和0.875时的电子能带结构。沿InAs/InSb 0.12As 0.88纳米线的轴的测量的带隙与计算的间隙能量在A点和L点的布里渊区的InAs和InSb 0.125As 0.875，分别。我们绘制了一个一对一的对应关系之间的变化的E1的间隙和基本的E0的间隙在计算的电子能带结构，并提出了梯度的基本间隙的能量跨越轴的纳米线。
2016-07-22 cond-mat.mes-hall
Electronic structure effects in stability and quantum conductance in 2D gold nanowires
我们用从头计算密度泛函理论研究了无支撑的二维无限长金纳米线的稳定性和导电性。二维带状纳米线，具有1-5行的金原子在非周期性的方向和不同的可能的结构已被考虑。具有> 2行原子的纳米线沿着非周期性方向表现出类似于有限线的二聚化。我们的研究结果表明，在这些零厚度的纳米线中，纳米图案是最稳定的。宽度逐渐增加的矩形纳米线和矩形纳米线之间的比较表明，零厚度（111）取向的纳米线具有比（100）更高的稳定性。电子结构的详细分析表明，（111）取向的结构显示出除了d电子的更强的离域之外，s和p电子的离域增加，因此是最稳定的。态密度表明，除了双锯齿结构是半导体的外，纳米线都是金属的和导电的。电导计算表明，在所有稳定的纳米线与两行以上的原子传输范围很广的能量。电导通道不是纯粹的s，并且具有来自d能级的强贡献和来自p能级的弱贡献。
2011-03-28 cond-mat.mes-hall
Investigations of local electronic transport in InAs nanowires by scanning gate microscopy at helium temperatures
在目前的文件中，一组实验致力于调查的本地电子输运在未掺杂的InAs纳米线在氦温度下的带电原子力显微镜针尖的存在下。研究了无缺陷和具有内部隧穿势垒的纳米线。在系统中的各种载体浓度和接触线界面的不透明度下进行测量。详细研究了整个体系的库仑阻塞机制，包括负微分电导率。与开放接触的情况下，一个隧道势垒和未分割的导线也得到解决。特别注意最近观察到的准周期驻波。
2014-05-30 cond-mat.mes-hall
Electronic states and optical properties of PbSe nanorods and nanowires
在四带有效质量模型的框架下，提出了PbS和PbSe纳米线和纳米棒的电子结构和激子吸收光谱的理论。对PbSe进行的计算表明，介电对比度显著增强了窄纳米线和纳米棒中的激子结合。然而，电子和空穴的自相互作用能量几乎抵消了库仑束缚，并且因此光吸收光谱实际上不受PbSe和周围介质之间的强介电对比的影响。测量的尺寸依赖的吸收光谱的胶体PbSe纳米棒。使用从球形PbSe纳米晶体的光谱中提取的室温能带参数，该理论提供了与测量光谱良好的定量一致性。
2010-10-28 cond-mat.mes-hall
Modeling Electronic and Thermal Characteristics of Ge/Si-Core/Shell Nanowire Quantum Dot in the Coulomb Blockade Regime
从理论上研究了具有库仑阻塞的Ge/Si核壳纳米线在外加磁电场作用下的输运特性。利用有效的Luttinger-Kohn哈密顿量计算了纳米线的价带能态，得到了毫开尔文温度下的态密度。我们探讨了电流-电压和电导-电压特性。所观察到的输运特性与实验数据非常吻合。我们发现这些特性对量子点与储层的耦合敏感。正如预期的那样，随着温度的升高，特性的量子性质变得不那么突出。
2012-12-17 cond-mat.mes-hall
Electronic states in cylindrical core-multi-shell nanowire
纳米线（NW）生长技术的最新进展使得更复杂结构（诸如核-多壳（CMS）NW）的生长成为可能。提出了在简单有效质量近似下计算圆柱形CMS纳米线电子子带的方法。本文给出了以AlGaAs为芯、GaAs和AlGaAs为壳的${\rm GaAs/Al_{0.3}Ga_{0.7}As}$径向异质结的数值计算结果。讨论了异质层中有效质量差的影响。
2021-01-16 cond-mat.mes-hall
Electronic states in nanowires with hexagonal cross-section
利用有效质量哈密顿量的数值对角化方法计算了具有六边形截面的均匀纳米线的电子能谱。使用了两个基组。计算了低激发态的波函数并进行了可视化。该方法的优点是网格方法的基础上有限差分（或有限元）计划：非物理的解决方案不会出现。我们的方案可以很容易地推广到多带（Luttinger或Kane）${\bf k}\cdot{\bf p}$哈密顿量的情况。外部场（电场、磁场或应变）也可以被一致地引入到问题中。
2021-01-16 cond-mat.mes-hall
Electronic structure of full-shell InAs/Al hybrid semiconductor-superconductor nanowires: Spin-orbit coupling and topological phase space
我们研究了全壳层超导半导体纳米线的电子结构，这是最近提出的创建马约拉纳零模式，使用八带$\vec{k} \cdot \vec{p}$模型在一个完全自洽薛定谔-泊松方案。我们发现由内禀径向电场引起的自旋轨道耦合对于在费米能级附近具有最小值的子带是一般较弱的。此外，我们表明，与拓扑相的出现相一致的化学势窗口是小而稀疏的，只能通过微调导线的直径来达到。这些研究结果表明，参数空间与全壳层InAs/Al纳米线中拓扑相的实现相一致，充其量是非常窄的。
2019-01-30 cond-mat.mes-hall
Anomalous electronic heat capacity of copper nanowires at sub-kelvin temperatures
我们已经测量了电子热容的薄膜纳米线的铜和银在0.1 - 0.3 K的温度下，通过标准的电子束蒸发沉积的膜。亚100 nm厚度的Ag膜的比热与体值和自由电子估计一致，而类似的Cu膜的比热超过相应的参考值一个数量级。铜膜的高热容的原因目前还不清楚。基于低热容量和在其上设计隧道探针温度计的可能性，Ag膜形成有前途的吸收材料，例如，用于微波光子量热法。
2018-02-28 cond-mat.mes-hall
Atomistic study of electronic structure of PbSe nanowires
硒化铅（PbSe）是一种用于设计光学传感器、激光器和热电器件的有吸引力的“IV-VI”半导体材料。PbSe纳米线（NW）的改进的制造使得能够利用低维量子效应。采用18带$sp^3d^5$紧束缚理论，研究了截面尺寸（W）和沟道取向对PbSe纳米线能带结构的影响.的带隙增加几乎与反向的W为所有的取向，表明弱的对称性依赖。[111]与[100]纳米线相比，[110]纳米线的导带和价带具有更高的弹道电导，这是由于[100]纳米线中突出的L谷的显著分裂。
2011-03-08 cond-mat.mes-hall
Electronic states and persistent currents in nanowire quantum ring
提出了纳米线内部量子环的新模型。在考虑Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合（SOC）的情况下，构造了[111]取向NW QR中电子的单粒子哈密顿量.利用精确的数值对角化方法，得到了能级随磁场的变化关系。计算了持续电流（电荷和自旋）。SOC的特殊性和能谱中出现的反交叉导致了持续电流行为的异常特征。通过栅极改变磁场或载流子浓度，可以产生电荷流为零的纯自旋持续电流。
2018-04-18 cond-mat.mes-hall
Band folding, strain, confinement, and surface relaxation effects on the electronic structure of GaAs and GaP: from bulk to nanowires
在本文中，我们将展示如何将两个III-V族系统的电子结构联系起来，一个是直接带隙材料GaAs，另一个是间接带隙材料GaP，从它们的大块到薄纳米线的形状。GaAs和GaP块体和纳米线系统中的锌钛矿和纤锌矿结构的自由应变和受到双轴应变垂直于[111]/[0001]方向进行了研究。我们提供了一个解释的能带结构的纳米线，沿[111]（锌-尖晶石结构）和[0001]（纤锌矿结构）的方向生长，在散装能带结构的相应的二元化合物。该过程揭示了起源的价和传导谷有关，以确定的性质（直接或间接）的带隙和种类（直接和pseudodirect）的价传导过渡。因此，通过仅计算体能带，即使对于非常薄的纳米线，也可以描述纳米线能带的行为。模拟分析了双轴应变对能带结构的影响，为GaP体材料提供了文献中的第一个结果。限制的作用，和表面弛豫，在确定薄纳米线的纳米线的电子结构分别进行了分析，揭示了带隙的性质的变化主要是由于表面弛豫效应，而不是限制。结果表明，带隙从体系统到一维系统的间接/直接变化主要是由于受约束和应变影响不同的体导谷之间的能量竞争。虽然限制的主要作用是打开所有的间隙，但它不一定是直接/间接改变电子间隙性质的主要原因，而不是文献中通常声称的那样。
2018-08-08 cond-mat.mes-hall
Ab-initio Study of Size and Strain Effects on the Electronic Properties of Si Nanowires
我们应用密度泛函理论（DFT）计算研究了尺寸和应变对Si纳米线的电子性质的影响，如能带结构、能隙、电子和空穴的有效质量等<110>.在单轴应变下，我们发现带隙随应变而变化，并且这种变化与尺寸有关。对于1 ~ 2 nm的纳米线，带隙与应变呈线性关系，而对于2 ~ 4 nm的纳米线，带隙随应变的变化呈现近似抛物线的规律。这种尺寸依赖的间隙变化与应变的基础上解释的轨道字符的带边。此外，我们还发现，膨胀应变增加了空穴的有效质量，而压缩应变增加了电子的有效质量，尺寸和应变对有效质量的影响研究表明，通过调节丝的直径和施加适当的应变，可以减小电子和空穴的有效质量。
2010-10-07 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Spectroscopic Visualization of a Robust Electronic Response of Semiconducting Nanowires to Deposition of Superconducting Islands
在半导体纳米线和超导岛混合系统中Majorana端模的可视化和表征方面取得了重大进展之后，人们非常关注半导体和超导体之间掩埋界面处的电子结构的研究。该界面的性质和占据该界面的电子波函数的结构决定了其中感应的超导态的功能和拓扑性质。在这里，我们研究这个掩埋接口进行光谱映射的超导铝岛外延生长在砷化铟纳米线。我们发现意外的鲁棒性的混合系统的铝岛的直接接触不会导致任何变化的化学势的纳米线，也不会引起显着的能带弯曲在其附近。我们把这归因于表面态的存在，绑定到纳米线的小平面。在铝沉积之前也存在于裸纳米线中的这种表面状态钉扎费米能级，从而使纳米线对表面扰动有弹性。铝岛进一步显示库仑阻塞间隙和峰，其表示在InAs-Al界面处形成电阻性隧穿势垒。在低能量下，我们确定了一个潜在的能量势垒，进一步抑制通过界面的透射率。在裸露的半导体中，在表面态和积累层之间存在相应的势垒，以保持电荷中性。我们的观察阐明了InAs-Al界面的电阻性质和接近超导性的能力之间的微妙的相互作用，并调整超导体-超导体混合纳米线的化学势。
2019-11-18 cond-mat.mes-hall
Electronic structures of [001]- and [111]-oriented InSb and GaSb free-standing nanowires
本文报道了沿[001]和[111]晶向取向的InSb和GaSb纳米线的电子结构的理论研究。纳米线用原子模型、自旋轨道模型和紧束缚模型描述，纳米线的能带结构和波函数用Lanczos迭代算法计算.对于[001]取向的InSb和GaSb纳米线，考虑了具有正方形和矩形截面的系统。在这里，发现所有的能带是双简并的。此外，虽然这些纳米线中的最低导带显示出良好的抛物线色散，但顶部价带显示出丰富和复杂的结构。特别地，具有正方形截面的这些纳米线的最顶部的价带示出了双峰结构。在具有矩形横截面的纳米线中，随着截面的纵横比的增加，这种双峰结构被抑制，并且顶部价带逐渐发展成抛物线带。对于[111]取向的InSb和GaSb纳米线，考虑了具有六方截面的系统。发现在Γ点处的所有带又是双简并的。然而，当波矢远离Γ点时，其中一些将分裂成非简并带。此外，虽然最低的导带再次显示出良好的抛物线色散，但最高的价带没有显示出双极大结构，而是在稍微远离Γ点的波矢处具有其最大值的单极大结构。我们还研究了量子限制对[001]和[111]取向的InSb和GaSb纳米线的能带结构的影响，并给出了描述纳米线中带边态量子化能量的经验公式。
2015-02-26 cond-mat.mes-hall
Influence of strain relaxation in axial (In,Ga)N/GaN nanowire heterostructures on their electronic properties
系统研究了弹性应变弛豫对轴向（In，Ga）N/GaN纳米线异质结构内建静电势和电子性质的影响。我们采用和评估的分析和数值方法来计算应变和极化电位。这两种成分然后进入八带k. p模型来计算电子和空穴的基态和能量。我们的分析表明，对于足够大的比率之间的厚度的（In，Ga）N盘和纳米线的直径，弹性弛豫导致显着减少的内置静电势相比，一个平面系统的类似的层厚度和In含量。然而，在轴向纳米线异质结构中不能实现内建电势的完全消除。然而，内置的静电势的减少导致电子和空穴能量的显着修改。我们的研究结果表明，在轴向（In，Ga）N/GaN纳米线异质结构的可达的基态跃迁能量的范围是有限的，由于较厚的磁盘的极化电位的影响减少。此外，我们发现，应变和极化电位诱导复杂的限制功能的电子和空穴，这取决于在含量，形状和尺寸的异质结构。
2016-08-25 cond-mat.mes-hall
Surface dangling bond states and band-lineups in hydrogen-terminated Si, Ge, and Ge/Si nanowires
我们报道了对直径在1 ~ 2 nm之间的氢封端的Si和Ge纳米线、Ge/Si纳米线异质结构以及Si和Ge（111）表面的表面悬挂键（SDB）态的电子性质的从头算研究。我们发现SDB态的电荷跃迁能级e（+/-）在真空能级以下4.3 +/-0.1eV处是Si和Ge线以及Si/Ge异质结构之间的共同能量参考。对孤立原子的e（+/-）的计算表明，这个几乎恒定的值是一个可解释的原子性质。
2010-09-29 cond-mat.mes-hall
Semiempirical pseudopotential approach for nitride-based nanostructures and {\it ab initio} based passivation of free surfaces
本文提出了一种基于屏蔽原子赝势和\textit{ab initio}计算的半经验赝势方法。这种方法的动机是对能够解决纳米结构的赝势的需求，其中\textit{ab initio}方法在局部密度近似的水平上既太昂贵又不够准确，而介观有效质量方法由于沿着至少一个维度的结构的小尺寸而不适用。在这项工作中，我们改进了传统的赝势方法，通过两个步骤的过程：首先，我们反演了一组自洽确定的屏蔽{ \it ab initio}势在纤锌矿GAN的一系列晶胞体积，从而确定球对称和结构平均的原子势。其次，我们调整的潜力，以重现观察到的激发能。我们发现，调整代表了一个合理的小扰动的潜力，使随后的潜力仍然再现原来的波函数，而激发能显着改善。此外，我们处理的自由表面的悬挂键的钝化，这是相关的纳米线和胶体纳米粒子的研究。我们提出了一种方法，从{ \it ab initio}计算得到钝化赝势。我们应用我们的赝势方法的GAN纳米线的电子结构上的限制效应的探索。
2013-09-24 cond-mat.mes-hall
Twisted ultrathin silicon nanowires: a possible torsion electromechanical nanodevice
纳米线已经被考虑用于纳米计量学中的许多应用。在这样的背景下，我们已经探索了使用扭曲的纳米线作为扭转纳米天平，以高精度探测分子水平上的力和扭矩的可能性，类似于库仑的扭秤静电计的纳米级系统。为了实现这一目标，我们进行了第一性原理研究扭曲的硅纳米线的结构和电子性质，在其原始和氢化的形式。结果表明，具有五边形和六边形截面的线是最薄的稳定的硅纳米结构。此外，对于小的扭转变形，所有金属丝都遵循胡克定律行为。氢化导致自发扭曲，但角弹性常数大大小于各自的原始形式。我们观察到相当大的变化，扭转后的纳米线的电子性质，这使得设想的可能性相关的扭转角变形与纳米线的电子输运。这可能最终允许在分子水平上直接获得原子间力的测量。
2014-11-03 cond-mat.mes-hall
Polymorphic nanowires of magnetic shape memory MnAs
对于纳米结构材料，应变在稳定特定的晶相、改变电子性质以及当其应用时的磁性方面具有根本的重要性。在这里，我们描述了一种磁性记忆合金，其中纳米结构的限制应变影响的结晶相和电子和磁性的所得纳米线。我们使用第一性原理计算的形状记忆MnAs纳米结构的影响，研究应变对晶相，这是由表面。我们发现，MnAs纳米线下降到两个纳米可以是稳定的，在一个新的晶相不同于散装六方和诱导的一维。通过使用应变在结构之间的变化需要孪晶畴的存在。我们的分析表明，应变诱导的结构转变，在这里展示的MnAs化合物，可以扩展到其他（磁性）形状记忆纳米线系统的应用范围从机械到磁电器件。
2010-10-06 cond-mat.mes-hall
Metallic beta-phase silicon nanowires: structure and electronic properties
采用密度泛函理论研究了表面封端氢原子的两种不同取向的β-Sn相硅纳米线的能带结构和能量稳定性.结果表明，β-Sn纳米线相对于α-金刚石纳米线具有零带隙的亚稳态。所研究的线的相对能量倾向于β-Sn相中的体硅晶体的能量。
2009-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum electronic transport of topological surface states in beta-Ag2Se nanowire
采用化学气相传输法合成了一类新型三维拓扑绝缘体（TI）--β-Ag 2Se单晶纳米结构。通过测量电子输运性质，包括弱反定域效应，Aharonov-Bohm振荡和Shubnikov-de Haas振荡，验证了拓扑表面态。第一性原理能带计算表明，\b{eta} -Ag 2Se体系的能带反转是由强自旋轨道耦合和Ag-Se键杂化引起的.这些广泛的调查提供了新的有意义的信息银硫族化物TI具有各向异性狄拉克锥，这可能是有用的自旋电子学应用。
2016-01-07 cond-mat.mes-hall
Electronic structures of [111]-oriented free-standing InAs and InP nanowires
本文采用原子$sp^{3}s^{*} $方法，考虑自旋轨道相互作用，最近邻紧束缚方法，对[111]取向的、自支撑的、具有六边形截面的锌掺杂的InAs和InP纳米线的电子结构进行了理论研究.基于$C_{3v}$双点群理论，计算了这些纳米线的能带结构和带态波函数，分析了能带和带态的对称性。结果表明，这些纳米线的能带在$Γ$ -点处都是双简并的，当波矢$k$离开$Γ$ -点时，其中一些能带将分裂成非简并能带，这是由于自旋-轨道相互作用引起的自旋分裂的表现.研究还表明，这些纳米线的下导带都表现出简单的抛物线色散关系，而顶部的价带表现出复杂的色散关系和带交叉。用空间几率分布表示了带态波函数，发现所有的带态都具有$2π/3$ -旋转对称几率分布。研究了量子限制对[111]取向InAs和InP纳米线能带结构的影响，并给出了最低导带和最高价带量子化能量的经验公式。该公式可以简单地用于估计由于量子限制而导致的不同尺寸的纳米线的带隙的增强。
2015-12-14 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric conversion at 30K in InAs/InP nanowire quantum dots
利用InAs/InP纳米线量子点的强电子约束特性，实现了高温热电转换。电导G和热电势S从电荷传输测量获得，并准确地再现与理论模型占的量子点的多级结构。值得注意的是，我们的分析并不依赖于估计的共同隧道贡献，因为电子热输运是由多层次的热输运。通过考虑两个自旋简并能级，我们能够评估电子热导K，并研究作为量子点配置的函数的电子优值ZT的演变，并证明在30 K时ZT ~ 35，对应于接近Curzon-Ahlborn极限的最大功率下的电子效率。
2019-03-16 cond-mat.mes-hall
Prediction of inelastic light scattering spectra from electronic collective excitations in GaAs/AlGaAs core-multishell nanowires
我们预测了嵌入核-多壳层GaAs/AlGaAs纳米线中的同轴量子阱中电子集体激发的非弹性光散射谱。详细分析了典型样品的复杂组成、六方截面和远距离掺杂，并利用密度泛函方法得到了自由电子气。非弹性光散射截面由于电荷和自旋集体激发属于准一维和准二维状态，共存于这样的径向异质结构，预测在非共振近似从一个完全三维多子带TDDFT形式主义。我们发现，集体激发可以分为方位角，径向和纵向激发，根据相关的密度波动，我们建议，他们的字符可以暴露沿异质结构的不同平面的非弹性光散射的特定光谱色散。
2015-04-17 cond-mat.mes-hall
Size effects in surface reconstructed $<100>$ and $< 110>$ silicon nanowires
采用密度泛函方法研究了无表面钝化的$<100>$和$<110>$硅纳米线的几何结构和电子结构特性。正如我们在最近的出版物[R。Rurali和N. Lorente，Phys. Rev. Lett. { \bf 94}，026805（2005）]小平面的重构可以产生表面金属态。在这项工作中，我们分析的几何和电子结构特征的依赖关系的大小的线和生长方向上。
2006-07-10 cond-mat.mes-hall
Electronic resonance states in metallic nanowires during the breaking process simulated with the ultimate jellium model
利用自洽密度泛函理论中的最终jeldom模型研究了金属纳米线的拉伸和断裂过程。在这个模型中，正背景电荷变形以跟随电子密度，并且能量最小化决定了系统的形状。然而，我们通过假设绕线轴的旋转不变性来限制线的形状。首先，我们研究了无限导线的稳定性，并表明，量子力学壳结构稳定的统一的圆柱形几何在给定的魔术半径。接下来，我们专注于有限的纳米线支持的铅建模冻结收缩体积外的均匀线的形状。我们利用绝热近似和WKB透射公式计算了伸长过程中的电导。我们还观察到相关的伸长力的振荡。在拉伸过程的不同阶段，出现两种电子结构：一种是在整个导线中具有扩展状态，另一种是在收缩中具有原子团簇状单元并具有良好的局域化状态。我们讨论这些结构的起源。
2002-09-03 cond-mat.mes-hall
Electronic properties of InAs/EuS/Al hybrid nanowires
我们研究了InAs/EuS/Al异质结的电子性质，这是最近的实验[S. Vaitiekenas \emph{et al.}，Nat. Phys.（2020）]，结合光谱结果和微观器件模拟。特别是，我们使用角分辨光电子能谱研究在InAs/EuS界面的能带弯曲。由此产生的频带偏移值作为一个重要的输入，随后的微观器件模拟，使我们能够映射的电子波函数分布。我们的结论是在Al/EuS以及InAs/EuS界面的磁邻近效应都是必不可少的实现拓扑超导在零外加磁场。映射的拓扑相图作为栅极电压和邻近诱导的交换耦合的函数，我们表明，铁磁混合纳米线与重叠的Al和EuS层可以成为一个拓扑超导体在现实的参数制度，和拓扑相位可以通过外部门控优化。我们的工作突出了需要一个相结合的实验和理论的努力，忠实的器件模拟。
2020-12-10 cond-mat.mes-hall
Magneto-transport Subbands Spectroscopy in InAs Nanowires
我们报告在大磁场（高达55 T）下的InAs纳米线的磁输运测量，提供了一维电子能带结构的直接光谱。大调制介导的费米能量的精确控制的磁导揭示了朗道碎片，携带的指纹的限制InAs材料。我们的磁能带结构的数值模拟一致地支持实验结果，并揭示了电子约束的关键参数。
2013-11-13 cond-mat.mes-hall
Electronic transport properties of topological insulator films and low dimensional superconductors
本文综述了近年来拓扑绝缘体和超导纳米线及超导薄膜的研究进展。本文报道了用输运测量方法在TI薄膜中发现的电子-电子相互作用（EEI）、弱反局域化（WAL）和各向异性磁电阻（AMR）效应。然后，介绍了超导薄膜、桥和纳米线的输运性质以及非超导纳米线中的邻近效应。最后，TI和超导体（SC）之间的相互作用进行了讨论。
2013-10-28 cond-mat.mes-hall
First-principles Structural and Electronic Characterization of Ordered SiO2 Nanowires
利用密度泛函理论和分子动力学模拟对SiO2纳米线的结构进行了优化。起始结构基于b-方石英、正鳞石英、b-鳞石英和金红石晶体。的电子结构的分析已被验证的多体微扰计算使用G 0 W 0和GW + Bethe-Salpeter方程近似，以考虑准粒子和激子效应。计算表明，这些纳米线中的许多具有半导体特性，而相应的块状固体是绝缘体。在厚的金红石状纳米线的情况下，我们发现与表面状态的间隙拥挤。电子电荷从硅原子转移到氧原子，纳米线中的键合部分是离子键，部分是共价键。可以通过改变纳米线的结构和厚度来设计带隙的大小。
2012-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab initio prediction of strain-tunable spin defects in quasi-1D TiS3 and NbS3 nanowires
Virginia Tech National Security Institute（弗吉尼亚理工大学国家安全研究所）；Department of Materials Science and Engineering, Virginia Tech（弗吉尼亚理工学院材料科学与工程系）；Department of Physics, Virginia Tech（弗吉尼亚理工学院物理系）；Virginia Tech Center for Quantum Information Science and Engineering（弗吉尼亚理工大学量子信息科学与工程中心）
该研究通过从头计算预测了准一维TiS3和NbS3纳米线中可调谐的自旋缺陷，揭示了应变对缺陷态和自旋态的影响，为量子应用提供了新的可能性。
2025-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Networks of silicon nanowires: a large-scale atomistic electronic structure analysis
硅纳米线网络具有有趣的电子特性，超越了基于单个纳米线量子限制的预测。采用大规模的原子赝势计算，尚未开发的分支纳米结构的子系统水平，以及在充分的组装进行了研究。最终产品是一个简单的，但通用的表达式的带隙和带边排列的多重交叉硅纳米线的各种直径，交叉数，和线的取向。沿着这条线的进一步进展可能会推翻硅纳米线网络的自下而上的方法，通过从功能开始并导致实现结构的自上而下的设计。
2013-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic Band Structure of Wurtzite GaP Nanowires via Resonance Raman Spectroscopy
拉曼测量进行无缺陷的纤锌矿GaP纳米线。共振拉曼测量进行了激发能范围在2.19和2.71 eV之间。观察到E1（LO）模在2.38 eV和2.67 eV处的共振以及A1（LO）模在2.67 eV处的共振。这些强度共振的存在清楚地证明了具有价（导）带的Gamma_9hh和Gamma_7V（Gamma_7C）对称性的能态的存在，并且允许在伽马点处测量WZ相GaP带能量。此外，我们还研究了温度相关的共振拉曼测量，这使我们能够外推的零温度值的伽马点能量，随着晶体场和自旋轨道分裂能量。上述结果为完善现有的理论计算提供了反馈，以导出正确的纤锌矿III-V族半导体能带结构。
2013-03-28 cond-mat.mes-hall
Atomistic theory of electronic and optical properties of InAsP/InP nanowire quantum dots
我们在这里提出了一个原子理论的电子和光学性质的六角InP量子点的InP纳米线在纤锌矿相。这些自组装量子点的独特之处在于它们的高度、形状和直径是众所周知的。使用结合价力场，紧束缚，和组态相互作用的方法，我们进行原子计算的单粒子状态和激子，双激子和三电子复合物以及发射光谱作为量子点的高度，直径和作为与P浓度的函数。用从头算方法计算了纤锌矿晶相InAs和InP的原子紧束缚参数，并通过经验带隙进行了修正.低能电子和空穴态形成类似于抛物或圆柱量子限制的电子壳层，仅受六边形对称性和As涨落的微弱影响。激子，trions和双激子的发射线的相对排列同意的InAs/InP点的锌相的双激子和正trions只有弱结合。As原子的随机分布导致了单粒子态和谱线的点到点的几个meV的波动。由于六角InAsP纳米线量子点的高度对称性，发现激子精细结构分裂很小，与实验一致，大约为几个$μ$ eV，具有显著的随机波动。
2019-10-18 cond-mat.mes-hall
Dephasing in ferromagnetic nanowires: The role of spin waves
本文给出了与电导涨落有关的铁磁体中电子退相时间的计算。我们专注于与自旋波的相互作用的贡献。给出了准一维系统的显式结果。超越以前的计算，我们不限制自己的限制，一个小的交换分裂相比，电子弹性散射时间，我们的计算也不依赖于扩散近似来描述电子输运。
2011-09-30 cond-mat.mes-hall
Electronic transmission of a nanowire partly irradiated under terahertz electromagnetic field
我们从理论上研究了纳米线在太赫兹电磁场作用下的电子输运。虽然弹道纳米线中的电子只与光子发生横向碰撞，但在这种部分照射的情况下也会发生电子的反射。利用自由电子模型和散射矩阵方法，我们证明了在共振时，随着场的振幅增加到一定的体积，透射几率有一个约50%的阶跃衰减。当光场只照射纳米线的中部时，系统的透射相干结构明显出现。这种灵敏的透射特性可用于太赫兹探测。
2002-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scaling theory put into practice: first-principles modeling of transport in doped silicon nanowires
将标度理论和普适电导涨落的思想与密度泛函理论相结合，分析了掺杂硅纳米线的电导特性。具体而言，我们研究了从弹道的交叉扩散输运在硼（B）或磷（P）掺杂的硅纳米线通过计算平均自由程，样品平均电导<G>，和样品到样品的变化std（G）作为能量，掺杂密度，线长，和径向掺杂剂的分布的函数。我们的主要发现是：（i）的主要趋势可以定量预测的基础上的散射特性的单一掺杂剂;（ii）样品到样品的波动依赖于能量，但不掺杂密度，从而显示出一定程度的普遍性，和（iii）在扩散制度的DMPK理论的分析预测是在良好的协议与我们的从头计算。
2007-06-26 cond-mat.mes-hall
Correlating the nanostructure and electronic properties of InAs nanowires
InAs纳米线的电子性质和纳米结构是相关的，通过创建多个场效应晶体管（FET）的纳米线生长具有低和高缺陷密度段。4.2 K载流子迁移率在导线的名义上无缺陷段中大约4倍。我们还发现，暗场光强度与迁移率相关，这表明一个简单的路线，选择具有低缺陷密度的线。在低温下，在InAs纳米线的高缺陷密度段上制造的FET显示出与单电子充电一致的传输特性，即使在具有低电阻欧姆接触的器件上也是如此。所获得的充电能量表明量子点形成在导线中的缺陷。这些结果加强了控制缺陷密度的重要性，以生产高品质的电气和光学器件使用InAs纳米线。
2010-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fluctuation-induced tunneling conduction through RuO$_2$ nanowire contacts
通过纳米接触的电子传导过程的一个很好的理解是一个关键的步骤，实现功能的纳米电子器件。我们研究了单个金属RuO $_2$纳米线（NWs）与通过简单光刻预图案化的接触Au电极之间的纳米接触的电流-电压（$I$-$V$）特性。研究了低偏压欧姆区接触电阻的温度行为和高偏压非欧姆区接触电阻的$I$ - $V$曲线。我们发现，在1- 300 K的宽温度区间内，电子的导电过程可以用涨落诱导隧穿（FIT）导电理论很好地描述。结合我们以前的工作（Lin { \it et al.}，Nanotechnology { \bf 19}，365201（2008）），其中通过精细电子束光刻制造纳米接触，我们的研究证明了FIT模型在表征电子纳米接触中的一般有效性。
2011-08-17 cond-mat.mes-hall
Catalytic Formation of Narrow Nb Nanowires inside Carbon Nanotubes
我们提出了一种以前未探索的方法来形成Nb纳米线从NbCl $_3$分子内的碳纳米管（CNT）。我们已经研究了这个反应的从头算密度泛函计算，发现它是催化促进石墨碳的存在下。我们的研究结果表明，NbCl $_3$在CNT上的化学吸附伴随着~0.5个电子的电荷转移到纳米管壁，这显著地削弱了Nb-Cl键。我们发现Nb的bcc结构不受CNT内纳米线的小直径的影响。我们还确定了纳米线和周围纳米管之间的强共价键，其伴随着从表面Nb原子到纳米管的<0.5e的类似电荷转移。在受限的几何结构中，体Nb在E $_F$处的大电子态密度没有太大变化，这表明Nb的超窄纳米线可以保持其超导行为，并在准一维几何结构中形成约瑟夫森结，同时被包围的CNT结构保护免受环境影响。
2019-12-06 cond-mat.mes-hall
