Tunnel Magnetoresistance in Self-Assemblies of Exchange Coupled Core/Shell Nanoparticles
报道了自组装核壳结构Fe $_3$ O $_4$ /Co $_{1-x}$ Zn $_x$ Fe $_2$ O $_4$纳米粒子（$0\leq x\leq 1$）器件中隧道磁电阻（TMR）的精确控制.通过壳层中Co $^{2+}$的含量来调节磁各向异性，提供了一种精确的工具来控制TMR的双态之间的切换场。以这种方式，可以设想软/硬和硬/软核/壳配置的不同组合，用于优化具有所需磁输运响应的器件。
2020-05-21 cond-mat.mes-hall
Morphological instability of core-shell metallic nanoparticles
具有核-壳结构的双金属纳米粒子（通常称为纳米合金）在光学、催化、磁学和生物医学等领域有着特殊的应用。尽管在应用中的广泛兴趣，这些纳米粒子的结构稳定的物理因素仍然不清楚在很大程度上，特别是对于几何结构和化学有序模式之间的关系。在这里，进行全局优化搜索，以挑选出最稳定的化学有序模式对应的最重要的几何结构，为一系列的弱混溶系统，包括AgCu，AgNi，AgCo和AuCo。计算结果表明：（i）纳米合金的整体几何结构与内核的形状和位置密切相关，（ii）在二十面体纳米颗粒中可以得到中心核，而在晶体或十面体纳米颗粒中不能得到中心核，形成不对称的准Janus形貌;（iii）在二十面体纳米颗粒中，当核超过临界尺寸时，产生新型的形态不稳定性，使核不对称并将其向纳米颗粒表面延伸;（iv）在二十面体纳米合金中可以获得多中心图案。二十面体纳米合金的核心不稳定性和薄膜生长中发生的Sttranski-Krastanov不稳定性之间的相似性和差异进行了讨论。所有这些问题对于设计策略以实现芯的有效涂层是至关重要的。
2013-04-15 cond-mat.mes-hall
Mechanical modulation of single-electron tunneling through molecular-assembled metallic nanoparticles
我们提出了一个单电子隧穿纳米机械双势垒隧穿结形成使用振动扫描纳米探针和金属纳米粒子连接到金属衬底通过分子桥的微观研究。我们通过振动纳米探针上的隧穿电流、位移电流和电荷感应静电力来分析单电子在纳米粒子上的运动。我们证明了机械单电子旋转栅门效应通过应用该理论的金纳米粒子连接到金基板通过烷烃二硫醇分子桥和探测的振动铂尖。
2004-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microscopic theory of single-electron tunneling through molecular-assembled metallic nanoparticles
我们提出了一个微观理论的单电子隧穿通过金属纳米粒子连接到电极通过分子桥。它结合了电子输运通过分子结的理论与纳米粒子上的充电动力学的描述。我们应用该理论研究单电子隧穿通过金纳米颗粒连接到金电极通过两个代表性的苯为基础的分子。我们使用基于第一性原理的非平衡格林函数理论计算了纳米颗粒和连接分子之间的电荷转移引起的纳米颗粒上的背景电荷、分子结的电容和电阻。我们证明了各种各样的传输特性，可以通过“工程”的金属分子相互作用。
2003-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of Exchange-type Zero-bias Anomaly on Single Electron Tunnelling of Au Nanoparticles
使用低温扫描隧道显微镜和扫描隧道光谱，我们测量了孤立的Au纳米粒子的半径为1.4 nm的单电子隧穿。在隧穿电导谱中观察到零偏压附近存在一个能隙Δ V2 e/C（C为Au粒子的电容），随后在负偏压和正偏压下出现一系列电压宽度为ECe/C的离散单电子隧穿峰。考虑到电子交换相互作用对Au纳米粒子单电子隧穿的影响，很好地解释了实验数据。零偏压附近的隧穿峰被交换型零偏压反常所抑制，导致带隙Δ V2 EC。
2011-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-Noise and Damping in Individual Metallic Ferromagnetic Nanoparticles
我们介绍了一个高度敏感和相对简单的技术来观察单个镍纳米粒子的磁化运动，在毫开尔文温度下的电子隧穿电荷传感的基础上。通过纳米粒子的顺序电子隧穿驱动非平衡磁化动力学，这引起了我们实时测量的有效电荷噪声。在自由自旋扩散区，电子和磁化强度处于细致平衡状态，我们观察到磁阻尼时间随磁场的变化呈现出一个峰值，其最长阻尼时间为$\simeq 10$ ~ ms。
2017-11-14 cond-mat.mes-hall
Anomalous tunnel magnetoresistance and spin transfer torque in magnetic tunnel junctions with embedded nanoparticles
在量子弹道模型的范围内计算了纳米颗粒嵌入磁性隧道结中的隧道磁阻效应。进行了模拟的电子隧穿通过绝缘层内的方法的双势垒子系统并联连接到单势垒一个嵌入的磁性和磁性纳米粒子。该模型适用于面内磁化和垂直磁化的MTJ。我们还计算了自旋转移矩（STT）与磁性纳米粒子的MTJ中施加的电压的平面内分量，并确定其值可以远远大于在单势垒系统（SBS）相同的隧穿厚度。报道的模拟再现实验数据的TMR抑制和峰值状TMR异常在低电压文献中提供。
2016-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Minimum Anisotropy of a Magnetic Nanoparticle out of Equilibrium
在这篇文章中，我们研究了在单一的纳米粒子的Ni，Py=Ni $_{0.8}$ Fe $_{0.2}$，Co，和Fe，体积$15\pm 6$ nm $^3$，在4.2 K温度下，使用顺序电子隧穿。我们在名义上相同的样品的集合中测量电流与磁场的关系，并获得磁滞的丰度。当Ni：Py：Co：Fe=4，：50，：100，：100（%）时，磁滞回线丰度随金属的不同而变化，与静磁各向异性和磁晶各向异性有很好的相关性。在这些金属之间的磁滞丰度的突变建议的概念，最小磁各向异性所需的磁滞，这是发现为$\approx 13$ meV。最小的各向异性解释的剩余磁化噪声所产生的自旋-轨道扭矩由顺序电子隧穿。磁滞丰度弱依赖于通过纳米颗粒的隧穿电流，我们归因于电流依赖性阻尼。
2015-10-19 cond-mat.mes-hall
Effects of Spin-Orbit Interactions on Tunneling via Discrete Energy Levels in Metal Nanoparticles
铝纳米颗粒内自旋轨道散射的存在通过以下方式影响颗粒内离散能级的测量：（1）将有效g因子降低到自由电子值2以下，（2）导致作为主导上自旋和主导下自旋能级之间的磁场的函数的避免的交叉，以及（3）在由隧穿共振传输的电流量中引入依赖于磁场的变化。所有这三种效应都可以通过考虑一个简单的哈密顿量来统一理解。在零磁场下，含4%金杂质的超导铝纳米粒子的自旋轨道散射对超导能隙没有显著影响，但我们认为它确实改变了磁场下超导转变的性质.
1999-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunnel magnetoresistance in magnetic tunnel junctions with embedded nanoparticles
在本文中，我们尝试的理论模型的磁性隧道结嵌入磁性和磁性纳米粒子（NP）。一些异常的隧道磁阻（TMR）效应，在相关的实验中观察到的，可以很容易地在我们的模型中模拟：我们发现，抑制TMR幅度和TMR符号反转效应在小电压有关的电子动量态的NP位于绝缘层内。所有这些TMR行为都可以在隧穿模型中解释，其中NP被模拟为量子阱（QW）。相干（直接）双势垒隧穿优于单势垒隧穿。TMR抑制的起源是自旋极化电子处于最低QW态之一的量子化角透明度。这种现象被归类为量子化的电导制度，由于限制几何。
2015-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Light-induced injection of hot carriers from gold nanoparticles to carbon wire bundles
本研究观察到金纳米颗粒间碳链阵列在激光照射下隧穿电流增强，源于表面等离激元衰变产生的热载流子注入，可用于单光子发射和光伏应用。
2023-05-12 cond-mat.mes-hall
Experimental observation of thermal fluctuations in single superconducting Pb nanoparticles through tunneling measurements
超导纳米结构物理中的一个重要问题是零维极限下热涨落对超导性的作用。在这里，我们探测超导性的演变作为温度和颗粒尺寸的函数在单个，孤立的铅纳米粒子。精确确定每个纳米颗粒的大小和形状使我们的系统成为一个很好的模型，可以定量比较实验结果与理论预测。特别地，我们研究了热涨落（TF）对这些纳米颗粒中的隧穿态密度（DOS）和超导能隙（D）的作用。对于最小的颗粒，h <13 nm，我们清楚地观察到一个有限的能隙超过Tc产生一个“临界区”。我们明确表明，通过定量的理论计算，这些偏离平均场的预测是由TF。此外，对于T << Tc，其中TF可以忽略不计，并且典型的尺寸低于20 nm，我们表明D随着颗粒尺寸的减小而逐渐减小。这一结果是由一个理论模型，其中包括有限尺寸效应和零温度的平均场形式主义的领导阶修正。
2011-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Detection of HIV-1 antigen based on magnetic tunnel junction sensor and magnetic nanoparticles
近年来，有证据表明，新感染艾滋病毒的人在知道自己的艾滋病毒状况之前就传播了病毒。识别艾滋病毒抗体阴性（窗口期）感染早期的个体仍然是一个问题。在新感染的个体中，HIV抗原p24通常在HIV抗体产生前7-10天存在于其血清或血浆中。在抗体产生开始后，p24抗原结合到免疫复合物中。这意味着血清/血浆中可检测的p24抗原是短暂的，并且它们的量在pg/ml范围内。因此，需要具有高灵敏度的快速定量生物检测系统来实现早期疾病诊断。具有超高灵敏度的磁阻生物传感器在这一领域具有巨大的潜力。在这项研究中，使用氧化镁为基础的磁性隧道结（MTJ）传感器和20纳米磁性纳米粒子的p24检测分析报告。
2016-08-12 cond-mat.mes-hall physics.bio-ph
Ab-initio approach for gap plasmonics
间隙等离子体处理在形成间隙的两个金属纳米颗粒之间的狭窄区域中的表面等离子体的性质。对于亚纳米间隙距离，电子可以在纳米颗粒之间隧穿，导致新的电荷转移等离子体的出现。通过在间隙区域内引入具有隧道导电性的人造材料，这些在量子校正模型内方便地描述。在这里，我们开发了一种方法来计算这样的隧道电导率的第一性原理框架内的密度泛函理论，并将我们的方法应用到一个jeldom模型代表钠。我们表明，在红外和光学频率的隧道电导率的频率依赖性可以显着比以前认为的更复杂。
2016-09-28 cond-mat.mes-hall
Magnetotransport in Fe3O4 nanoparticle arrays dominated by non-collinear surface spins
研究了单分散磁铁矿纳米颗粒阵列中的磁输运随退火温度的变化。随着粒子间距的减小，电荷输运机制从热辅助粒子间隧穿转变为粒子内Fe位之间的跳跃。尽管存在这种差异，但作为场的函数的磁阻（MR）表现出由非共线表面自旋主导的普遍存在的行为。所有MR作为场的函数可以通过Langevin函数精确拟合。
2021-10-10 cond-mat.mes-hall
Measurement of discrete energy-level spectra in individual chemically-synthesized gold nanoparticles
我们从单个化学合成的金纳米颗粒形成单电子晶体管，直径为5-15 nm，有机分子单层作为隧道势垒。这些设备使我们能够测量单个金纳米粒子的离散电子能级，这些纳米粒子通过化学合成在其组成、大小和形状上得到了很好的定义。我们发现，纳米粒子是非磁性的，并考虑到强自旋轨道耦合的随机矩阵理论的预测符合良好的光谱。
2008-12-17 cond-mat.mes-hall
Renormalization of the tunnel splitting in a rotating nanomagnet
我们研究了具有双轴各向异性的磁性纳米粒子中的自旋隧穿，该纳米粒子可以绕其各向异性轴自由旋转。耦合运动方程的精确瞬子被发现连接退化的经典能量极小值。我们发现，粒子的机械自由重整化磁各向异性，并增加隧道分裂。
2010-11-13 cond-mat.mes-hall
Comment on "Magnetic Relaxations of Antiferromagnetic Nanoparticles in Magnetic Fields"
我们已经在铁蛋白中进行了Mamiya等人提出的场冷却方法和数据分析（Phys.Rev.Lett. 88，67202（2002）在T = 5 K下进行，以便检查这些反铁磁纳米颗粒的时间磁弛豫作为磁场的函数。我们发现，在T = 5 K时，铁蛋白中的弛豫在没有磁场的情况下更快，与先前在铁蛋白中观察到的零场共振自旋量子隧穿（Phys.Rev.Lett. 79，1754（1997）。
2002-03-05 cond-mat.mes-hall
Effect of Coulomb carrier drag and terahertz plasma instability in p+-p-i-n-n+ graphene tunneling transistor structures
我们评估了由于带间隧穿而在耗尽i区产生的弹道电子和空穴对门控n区和p区中的电子和空穴的库仑拖曳对p+-p-i-n-n+石墨烯隧穿晶体管结构（GTTS）的电流-电压特性和阻抗的影响。拖曳导致在门控n-和p-区中的电流放大以及放大的拖曳电流和注入的隧穿电流之间的正反馈。足够强的阻力可以导致GTTS阻抗的负实部，从而使得等离子体不稳定性和等离子体振荡在太赫兹（THz）频率范围内的自激发成为可能。这种效应可能用于产生太赫兹辐射。
2021-09-02 cond-mat.mes-hall
Macroscopic Quantum Coherence in a Magnetic Nanoparticle Above the Surface of a Superconductor
我们研究了超导体表面上单畴粒子中磁矩的宏观量子隧穿。这样的设置允许人们操纵能垒的高度，保持基态的简并性。计算了超导体中的隧穿振幅和耗散效应。
2000-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
A Two Rotor Model with spin for magnetic Nanoparticles
我们认为，对于某些种类的磁性纳米粒子的宏观自旋可以有一个非零的转动惯量，然后轨道角动量。我们表示这样的纳米粒子由两个相互作用的刚性转子，其中一个具有较大的自旋连接到身体，即由双转子模型与自旋。通过该模型，我们可以统一描述纳米粒子自由和粘在弹性或刚性基体中的情况。我们评估后一种情况下，在一些现实的假设下，我们得到的结果在封闭的形式的磁化率。热跳跃和纯量子跳跃之间的交叉发生在比纯量子隧穿变得重要的温度高得多的温度下。与一些实验数据的比较进行了概述。
2014-04-19 cond-mat.mes-hall
Classical and quantum magnetisation reversal studied in single nanometer-sized particles and clusters using micro-SQUIDs
综述了介观系统中磁矩量子隧穿实验的最新进展。重点将放在单个纳米粒子的测量上。这些纳米磁体允许人们测试经典和量子行为之间的边界。使用微型SQUID磁强计，等待时间，开关场和电报噪声测量明确显示，足够小的单晶纳米粒子的磁化反转是由一个模型的热激活在一个单一的能量障碍。绝缘BaFeO纳米粒子的结果显示出强烈的偏差，从这个模型低于0.4 K，同意在低耗散制度的宏观量子隧穿理论。
1999-12-07 cond-mat.mes-hall
Designable electron transport features in one-dimensional arrays of metallic nanoparticles: Monte Carlo study of the relation between shape and transport
我们研究了金属纳米颗粒线性阵列中的电流和散粒噪声，并明确考虑了它们的离散电子光谱。声子辅助隧穿和耗散效应的单个纳米粒子被纳入以及。电容矩阵，它确定了经典的库仑相互作用的电容模型内的数值计算从一个现实的几何形状。一个自适应的Monte Carlo算法，使我们能够模拟半经典框架内的单电子输运性质的系统的大小。我们提出了几种与几何形状和单电子能级间距有关的效应，例如负微分电导（NDC）效应。因此，这些效应可以通过选择纳米颗粒的尺寸和排列来设计。
2005-06-13 cond-mat.mes-hall
Catalytic sub-surface etching of nanoscale channels in graphite
石墨的催化氢化最近引起了新的关注，作为石墨烯纳米图案化和制备石墨烯纳米带的途径。这些报告显示，金属纳米颗粒沿着结晶学Z字形或扶手椅方向各向异性地蚀刻石墨或石墨烯的表面层<11-20><1010>。在石墨烯上，蚀刻方向可以受到外部磁场或衬底的影响。在这里，我们报告的次表面蚀刻的高取向热解石墨（HOPG）的镍纳米粒子，形成一个网络的隧道，如SEM和STM。在这种新的纳米多孔形式的石墨中，顶层在隧道顶部向内弯曲，而它们的局部态密度基本保持不变。石墨中的工程纳米多孔隧道网络允许进一步的化学修饰，并可能在存储或传感中找到应用。
2012-07-06 cond-mat.mes-hall
Ultrafast inertia-free switching of double magnetic tunnel junctions
本文研究双磁隧道结存储单元中磁性纳米粒子在自旋极化电流和弱磁场下的超快无惯性切换，确定了100皮秒范围内最小功耗的脉冲参数，为高性能非易失性存储器提供新方案。
2023-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Evidence for a quantum-spin-Hall phase in graphene decorated with Bi2Te3 nanoparticles
石墨烯器件中量子自旋霍尔效应的实现一直是一个突出的挑战，可以追溯到拓扑绝缘体领域的开始。石墨烯极弱的自旋轨道耦合--源于碳的低质量--构成了主要的障碍。我们从实验和理论上研究了通过用稀Bi 2 Te 3纳米颗粒随机装饰来增强石墨烯中的自旋轨道耦合。值得注意的是，多终端电阻测量表明存在的螺旋边缘状态的量子自旋霍尔相位的特性，磁场和温度依赖的电阻峰值，X射线光电子能谱，扫描隧道光谱，和第一性原理计算进一步支持这种情况。这些观察结果突出了石墨烯基量子自旋霍尔平台中自旋电子学和量子信息应用的途径。
2018-10-16 cond-mat.mes-hall
Huge enhancement of the magnetoresistance in nanoparticle arrays
我们发现，充电效应和非平衡自旋积累之间的相互作用有一个显着的效果，通过一个阵列的纳米结构连接到铁磁电极的电流。作为偏置电压的函数的电流中的大的振荡显示为电极的磁化的平行取向。这些振荡起源于通过阵列的自旋势的不均匀性，并且与自旋累积中的振荡相关。在反平行取向下，自旋势是均匀的，不出现振荡，这种灵敏度使得隧穿磁电阻比单岛情况下大大增强，为提高纳米器件的自旋响应开辟了新的途径。
2010-10-06 cond-mat.mes-hall
Stochastic dynamics of magnetization in a ferromagnetic nanoparticle out of equilibrium
我们考虑一个小的金属粒子（量子点）的铁磁性作为斯通纳不稳定性的结果出现。当粒子连接到电极时，粒子和电极之间的电子交换导致粒子磁化方向的温度和偏压驱动的布朗运动。在一定的条件下，这种布朗运动可以用随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程来描述。作为其应用的一个例子，我们计算的频率依赖的磁化率的粒子在一个恒定的外部磁场，这是相关的铁磁共振测量。
2008-09-16 cond-mat.mes-hall
Tunable Spin Filtering through an Aluminum Nanoparticle
通过与两个铁磁体隧道接触的Al纳米颗粒的自旋极化电流被测量为所施加的磁场的方向的函数。纳米粒子沿着由磁场指定的方向过滤注入电子的自旋。滤波的特征场尺度对应于自旋退相时间的下限$8ns$。自旋极化电流与外加电压的关系逐步增加，证实了自旋弛豫时间仅在纳米颗粒的基态和低位激发态中较长。
2008-09-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Modelling Electron Spin Accumulation in a Metallic Nanoparticle
提出了一个通过金属纳米颗粒的离散能级描述自旋极化电流的模型，该金属纳米颗粒与两个铁磁引线具有强非对称隧道接触。在没有自旋弛豫的情况下，该模型导致纳米颗粒中的自旋累积，自旋向上和自旋向下电子的化学势之间的差（$Δμ$）与电流和Julliere隧道磁阻成比例。考虑到能量依赖的自旋弛豫速率$Ω(ω)$，当$|e|Ω(Δμ)$等于通过纳米颗粒的自旋极化电流时，作为偏置电压（$V$）的函数的$Δμ$表现出从线性到弱得多的依赖性的交叉。假设自旋弛豫通过电子-声子发射和Elliot-Yafet机制发生，模型导致从线性到$V^{1/5}$依赖性的交叉。交叉解释了最近的测量结果的饱和度的自旋极化电流与$V$在铝纳米粒子，并导致自旋弛豫率的$\approx 1.6 MHz$在铝纳米粒子的直径$6nm$，一个能级间距的能量差的过渡。
2008-09-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Kinetic Monte Carlo Model of Breakup of Nanowires into Chains of Nanoparticles
一个动力学蒙特卡罗方法被应用到研究的纳米线的形状不稳定性，导致他们打破成链的纳米粒子。我们的方法可以用来探索动力学特征的过程中，对应的实验结果，但不能解释的连续机制，让人想起描述的高原瑞利不稳定性液体射流。例如，我们观察到长寿命的哑铃型碎片和其他典型的非液体射流特性的过程中，以及确认观察到的晶格取向依赖的单晶纳米线的破碎过程。我们提供的过程动力学的快照，并详细说明了的的终末效应，以及对所得纳米粒子的形态。
2017-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Exceptionally Strong Spin-Transfer in Single Ni Nanoparticles
本文研究了在0.06 K温度下单个纳米尺度Ni颗粒中通过离散电子盒能级进行电子输运的自旋转移效率。在强磁场中，通过测量能级塞曼分裂的幅度来估计自旋转移率。我们发现，自旋和电荷转移率是可比的，证明显着增强的自旋转移效率相比，在较大的磁铁。在低磁场中，我们发现了额外的能量分裂，证明了自旋转移速率远高于电荷转移速率。这种效应是用强的介观自旋-轨道力矩来解释的，这些力矩是响应于顺序的电子隧穿而施加在磁化上的。
2015-10-29 cond-mat.mes-hall
Trapping and electrical characterization of single core/shell iron-based nanoparticles in self-aligned nanogaps
我们报告的制造和测量的铂自对准纳米间隙设备包含立方体铁（核）/氧化铁（壳）纳米粒子（NP）的两个平均不同的尺寸（13和17 nm）。纳米粒子通过集束枪技术沉积。通过比较沉积前后的电流-电压特性（I-Vs）来证明它们在纳米间隙上的捕获。在低温下，I-V可以很好地拟合Korotkov和Nazarov库仑阻塞模型，该模型捕获了偏置电压增加时单电子隧穿和隧道势垒抑制的共存。因此，测量结果表明，库仑阻塞的设备可以与纳米粒子簇源，这扩展了现有的可能性，以制造这样的设备，其中它是非常具有挑战性的，以减少通常的NP团聚的溶液方法。
2019-11-12 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Thermal Relaxation Rates of Magnetic Nanoparticles in the Presence of Magnetic Fields and Spin-Transfer Effects
我们已经测量了一个热不稳定的铁磁纳米粒子纳入磁性隧道结（MTJ）的弛豫时间作为施加的磁场，电压V（-0.38 V < V < +0.26 V），和温度（283 K< T< 363 K）的函数。通过分析一个修改后的Néel-Brown形式主义的框架内的结果，我们确定的纳米粒子的有效尝试时间，也在平面和平面外的自旋扭矩的偏置依赖性。由于面内扭矩和与电压成二次关系的“类场”扭矩的显著贡献，有效温度与电压存在显著的线性修改。这里提出的方法不需要复杂的器件加热或校准程序模型，而是直接测量温度、场和电压如何影响双态系统的能量分布和热波动。这些结果对未来纳米级磁性随机存取存储器元件的设计具有重要意义，并提供了一种简单的方法来确定其他MTJ器件结构中的这些参数。
2011-07-25 cond-mat.mes-hall
Vibrational Instability due to Coherent Tunneling of Electrons
研究了单电子晶体管两引线间量子点的机械振动与量子点中电子通过单能级的相干隧穿之间的耦合效应。我们已经发现，超过一定的临界值的偏置电压的动态不稳定性发生和机械振动的点发展成一个稳定的极限环。计算了这种晶体管的电流-电压特性，它们似乎与Park等人最近对单$C_{60}$分子晶体管的实验结果相当吻合。（Nature { \bf 407，}（2000）57）。
2002-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Interaction between an Isotropic Nanoparticle and Drifting Electrons in a Quantum Well
研究了由各向同性纳米粒子和具有量子阱的半导体异质结构组成的混合系统。纳米粒子被认为是在外部电场极化。的混合动力系统的理论模型得到证实和制定。得到了模型方程的精确解。在混合系统中的电荷振荡的频率和它们的阻尼由于偶极-等离子体相互作用被发现，阻尼机制是类似的朗道阻尼。分析了二维电子气中浓度扰动的时空行为，研究了纳米粒子的极化振荡。纳米粒子在非零电子漂移速度下的激发极化具有复杂的动力学过程。特别地，偏振矢量沿着三个频率色散分支中的两个的椭圆轨迹循环。如果电流由于施加的电场而流过量子阱，则混合系统中振荡的阻尼被它们随时间的增长所取代，这对应于系统的电不稳定性。混合系统中的新现象可用于通过电流激发纳米颗粒的发射，并在太赫兹光谱范围内电激发发射。
2012-06-21 cond-mat.mes-hall
Transport in a Single Self-Doped Nanocrystal
解决单个纳米粒子在红外线中的光学特性特别具有挑战性，因此需要开发用于表征该光谱范围内纳米粒子电导谱的替代方法。在这里，我们描述了一种有效的方法，在芯片电路上制造单个纳米颗粒隧道结。我们将这种方法应用于窄禁带的硒化汞纳米颗粒，其能带结构结合了体半金属的反转特性与量子限制和自掺杂。在调整栅极偏压时，测量揭示了光谱中存在两个能隙。较宽的带隙来自带间带隙，而较窄的带隙来自带内跃迁。后者接近零的栅极电压的观察证实了在单粒子水平的纳米粒子的掺杂特性，这是完全符合合奏光学和传输测量。最后，我们探讨了单个量子点内的光输运，并证明了一个大的光增益机制导致的光电门。
2017-10-14 cond-mat.mes-hall
Magnetization quantum tunneling at excited levels for a biaxial spin system in an arbitrarily directed magnetic field
理论上研究了双轴晶体对称的单畴铁磁纳米粒子在ZX平面内以任意角度置于外磁场中时，激发能级间磁化强度矢量的量子隧穿.的隧穿频率和衰减率的温度依赖性清楚地显示为每种情况下。
2000-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Tunneling of correlated electrons in ultra high magnetic field
研究了在超高磁场（超量子极限）中电子-电子相互作用对金属隧穿的影响。的相互作用的范围被发现有决定性的影响，无论是在基态的场致不稳定性的性质和系统的性能在相应的间隙以上的能量。对于短程排斥相互作用，隧穿主要由耦合常数的重整化决定，最终导致电荷密度波不稳定性。对于长程相互作用，存在一个中间能量范围，其中电导服从幂律标度形式，类似于一维Luttinger液体。该指数是磁场相关的，更令人惊讶的是，可以是正的或负的，即。例如，与其非相互作用值相比，相互作用可以抑制或增强隧穿电导。在带隙附近的能量处，标度分解并且隧穿再次由不稳定性主导，在这种情况下是（各向异性）维格纳晶体不稳定性。
2002-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic response of energy levels of superconducting nanoparticles with spin-orbit scattering
在单电子隧道能谱实验中提取了超小金属颗粒的离散能级。我们研究了这些能级在自旋轨道散射和配对关联存在下对外部磁场的响应。特别是，我们调查$g$ -因素和水平曲率参数化，分别在磁场依赖的多粒子能级的粮食的线性和二次项。这两个量在自旋轨道散射的存在下都表现出能级到能级的波动。我们发现，$g$ -因素的分布是不受配对相互作用和水平曲率的分布是敏感的配对相关性，即使在最小的颗粒，其中的配对间隙小于平均单粒子的水平间距。我们提出在磁场中的能级曲率作为探测隧道光谱实验中的配对关联的工具。
2015-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con nucl-th
Electromechanical instability in suspended carbon nanotubes
我们从理论上研究了自由悬浮的碳纳米管的机电性能时，电流注入管使用扫描隧道显微镜。我们表明，如果偏置电压超过耗散相关的阈值，可能会发生类似穿梭机的机电不稳定性。不稳定性导致碳纳米管弯曲模式的大幅振动，这改变了系统的电流-电压特性。
2005-03-19 cond-mat.mes-hall
Time-resolved spin-torque switching in MgO-based perpendicularly magnetized tunnel junctions
研究了垂直磁化隧道结（pMTJ）中ns量级的自旋力矩感应开关。虽然开关电压与宏自旋不稳定性阈值相匹配，但反转的电签名表明各种尺寸的结中存在畴壁。在反平行（AP）到平行（P）的切换中，成核阶段之后是壁以40 m/s的平均速度通过样品的不可逆流动，其中来回振荡运动指示Walker传播状态。一个模型与一个单壁局部响应的自旋扭矩再现的基本动力学签名的逆转。P到AP的转变具有复杂的动力学，具有动力学反向跳跃，其概率随电压增加。我们把这种反向跳跃归因于名义上固定层的不稳定性。
2016-02-02 cond-mat.mes-hall
Moiré induced organization of size-selected Pt clusters soft landed on epitaxial graphene
二维六边形阵列的Pt纳米粒子（1.45 nm的直径）已获得通过沉积的预成型和大小选择的Pt 80纳米粒子在石墨烯上。这种原始的自组织是在室温下由外延生长在Ir（111）表面上的石墨烯的2D周期性起伏（莫尔图案）诱导的。利用扫描隧道显微镜、掠入射X射线散射等技术对Pt团簇的形貌和组织进行了表征，并研究了退火过程中的结构演变。软着陆的集群仍然是准球形的，很大一部分似乎是固定在特定的莫尔网站。有组织的集群的比例的定量测定表明，所获得的几乎球形的纳米粒子的六边形阵列是稳定的高达650 K，这是一个强的集群表面相互作用的指示。
2014-12-01 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit scattering in superconducting nanoparticles
本文综述了混沌金属纳米粒子中的相互作用效应。它们的单粒子哈密顿量由适当的随机矩阵系综描述，而主导的相互作用项在单粒子基的变化下是不变的。在没有自旋-轨道散射的情况下，非平凡不变量由配对相互作用和铁磁交换相互作用组成，配对相互作用导致体中的超导性。自旋轨道散射破坏了自旋旋转不变性，当它足够强时，唯一占主导地位的非平凡相互作用是配对相互作用。我们讨论了如何离散能级的纳米粒子（这可以在单电子隧道光谱实验中测量）的磁响应的影响，这种配对相关性，以及它如何可以提供一个签名的配对相关性。我们还考虑了纳米粒子的自旋磁化率，并讨论了自旋轨道散射如何改变这个观察到的配对相关的签名。
2016-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Verwey transition in single magnetite nanoparticles
我们提出了一个隧道光谱研究的电子光谱的单一磁铁矿\chemform{Fe_3O_4}纳米粒子之间的纳米间距的电极被困。Verwey转变在电流电压特性中被清楚地识别，其中我们发现转变温度是电场依赖的。数据表明，在高能量，$\varepsilon \sim 0.6eV$，这可以归因于极化子状态的局域态的存在。在低能量下，态密度（DOS）被抑制在Verwey转变的方法。在Verwey跃迁之下，在光谱中观察到能隙$Δ\sim 300meV$。相反，在高温阶段没有观察到间隙，这意味着在这个阶段的电子输运可能是由于极化子跳跃与激活的迁移率。
2014-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-torque switching mechanisms of perpendicular magnetic tunnel junctions nanopillars
理解垂直磁化的磁性隧道结纳米柱中由自旋转移矩引起的磁化动力学及其对材料参数的依赖性对于优化器件性能至关重要。在这里，我们提出了一个微磁学研究的自旋扭矩开关在盘形元件作为自由层的交换常数和磁盘直径的函数。开关一般发生1）增长的磁化进动幅度在元件中心; 2）的不稳定性，其中的反转区域移动到磁盘边缘，形成一个磁畴壁;和3）的磁畴壁的运动在整个元件。对于大直径和小交换，步骤1导致具有经历漂移不稳定性的完全反转核心的液滴（步骤2）。而在相反的情况下（小直径和大交换），在步骤2发生之前，盘的中心区域没有完全反转。微磁结构的起源被证明是磁盘的非均匀退磁场。更快、更一致和更节能的切换发生在更大的交换机和更小的磁盘直径上，显示了提高设备性能的途径。
2020-03-31 cond-mat.mes-hall
The Effect of Varying Co layer thickness on the Time-Temperature Characteristics of Co/Sb Semimetal Embedded Magnetic Nanoparticles
我们报告不同的钴厚度的Co/Sb多层样品的电阻随温度变化的时间衰减的效果。我们发现，对于一个给定的温度，5倍的变化，在Co厚度产生100倍的变化，电阻的特征衰减时间。我们发现，特征衰减时间，作为温度的函数，遵循阿耳忒弥斯定律。在沉积过程中，Co在Sb上以Volmer-Weber或Stranski-Krastanov生长模式演化成单畴磁性纳米颗粒。然后将该亚稳态包裹在2.5 nm的Sb中，产生嵌入的纳米颗粒系统。在样品老化（在给定温度下退火足够的时间以完成电阻衰减）之前和老化之后进行的扫描隧道显微镜（STM）测量显示，这些纳米颗粒在老化期间经历形态转变。这些转变导致磁化强度和电阻的明确的时间依赖性衰减，使这种材料成为电子时间-温度传感器的优秀候选者。
2014-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large spatial Schrodinger cat using a levitated ferrimagnetic nanoparticle
叠加原理是量子力学的主要原理之一。尽管它是反直觉的，但它已经用电子、光子、原子和分子进行了实验验证。然而，使用纳米或微米颗粒的类似实验演示是不存在的。在这封信中，利用宏观量子相干性和量子隧穿，我们提出了一个实验，使用悬浮的磁性纳米粒子来证明这种效果。结果表明，$20~$ nm亚铁磁性钇铁石榴石（YIG）纳米粒子的离域波包之间的空间间隔可以达到$5~$ $μ$ m.我们认为，这种大的空间分离可以用来测试不同的修改，如崩溃模型的标准量子力学。此外，我们表明，空间叠加的核壳结构，一个YIG核和一个非磁性的二氧化硅壳，可以用来探测量子引力。
2020-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Coulomb blockade based field-effect transistors exploiting stripe-shaped channel geometries of self-assembled metal nanoparticles
金属纳米颗粒为构建具有新功能和改进性能的基本电子器件提供了可能性。由于小体积和由此产生的低自电容，每个单个纳米颗粒表现出高充电能量。因此，在传输实验期间出现库仑能隙，该能隙可以通过电场移位，从而允许每当相邻粒子的能级匹配时进行电荷传输。因此，器件的状态在导通和非导通之间顺序地改变，而不是像半导体中那样从导通到夹断的仅仅一个转变。为了利用场效应晶体管的这种行为，有必要使用均匀的纳米颗粒有序阵列，由明确定义的隧道势垒分隔。在这项工作中，CoPt纳米粒子与窄尺寸分布的合成胶体化学。这些颗粒通过可扩展的Langmuir-Blodgett技术沉积在具有预图案化金电极的Si/SiO2衬底上，作为有序的均匀单层。所得到的纳米颗粒阵列限于长度和宽度可调的条带。在具有有限数量的导电路径的这种限定的沟道中，电流可以由栅极电压精确地控制。在150 K的温度下观察到明显的库仑振荡。使用这种系统作为场效应晶体管产生前所未有的振荡电流调制，开/关比约为70%。
2016-06-02 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Spin tunneling of trigonal and hexagonal ferromagnets in an arbitrarily directed magnetic field
从理论上研究了单畴铁磁纳米颗粒在$ZX$平面内以任意角度置于外磁场中时磁化矢量的量子隧穿。我们考虑的磁晶各向异性三角和六方晶体对称性，分别。利用自旋相干态路径积分表象中的瞬子技术，计算了不同角度范围外磁场（$θ_{H}=π/2$，$π/2\llθ_{H}\llπ$和$θ_{H}=π$）下的隧道分裂、隧道速率和势垒下限的交叉温度.结果表明，隧道劈裂、隧穿速率和交叉温度与外加磁场的方向有着明显的依赖关系，这为纳米尺度单畴铁磁体中的磁量子隧穿提供了一种可能的实验验证.
2000-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Effect of Electromigration on Onset of Morphological Instability of a Nanowire
本文研究了电场作用下基底上纳米线的形态不稳定性，通过解析和数值方法发现更强的电场会加速不稳定性并缩短最危险波长，而反转电场极性可抑制纳米线断裂并获得稳定化临界电场值。
2023-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Theory of interaction-dependent instability in quantum detection by means of Luttinger liquid tunnel junction: a rigorous theorem
研究了Luttinger液体量子点接触（QPC）中电荷-量子比特库仑相互作用引起的低温退相干。研究了Luttinger液体QPC的量子探测特性。它示出，在低温限制各自的微扰退相干和信息时标的获取都趋于发散，因此，阴影这样的量子系统的低温量子检测的真实画面。本文证明了两个关于任意Luttinger液体隧道哈密顿量的Keldysh轮廓有序T指数的精确重幂的一般数学陈述（S定理和S引理）。作为结果，退相干和获取信息的时间尺度，以及QPC量子探测器的效率率精确计算，并显示出有一个显着的依赖于在QPC的一维引线的电子之间的排斥相互作用。在值$ g_{cr}(T) $附近发现QPC量子检测器效率$ Q $随着$ g $的增加而突然降低，这代表了在确定的足够低的温度$ T_{cr}(g) $下任何Luttinger液体QPC量子检测器的所有量子检测过程的相互作用相关不稳定性的指纹。这些影响背后的原因进行了讨论。此外，还表明这种低温检测不稳定性效应能够解释两个公知实验中预期的和观察到的退相干时间尺度之间的大的不清楚的失配（J.Gorman，D. G. Hasko，D. A. Williams，Phys.Rev.Lett.，95，090502（2005）; K.D.Petersson，J.R.Petta，H.Lu，A.C.Gossard，Phys.Rev.Lett.，105，246804（2010）…
2018-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el math-ph
