Bound States in Nanoscale Graphene Quantum Dots in a Continuous Graphene Sheet
人们已经做了大量的努力来在石墨烯单层中捕获无质量的狄拉克费米子，但是到目前为止，在连续的石墨烯片中仅实现了准束缚态。在这里，我们演示了在连续的石墨烯片中实现纳米级石墨烯量子点（GQD）的束缚态。GQD通过圆形边界与周围的连续石墨烯片电子隔离，所述圆形边界由石墨烯和衬底之间的强耦合产生。通过使用扫描隧道显微镜（STM），我们观察到单电子充电状态的GQD，被视为库仑振荡的隧道电导。通过调节STM针尖-样品距离，观察到GQD的单电子隧穿在库仑阻塞区和库仑阶梯区之间的演化。局部电子密度的空间图揭示了GQD内部的同心环，每个环对应于隧穿光谱的单个库仑振荡。这些结果明确地表明，电子被完全捕获在纳米级GQD内。
2017-02-10 cond-mat.mes-hall
Tuning the onset voltage of resonant tunneling through InAs quantum dots by growth parameters
我们研究了镶嵌在共振隧穿二极管中的自组装InAs量子点的基态能量与尺寸的关系。在电流-电压特性中观察到的个别电流阶跃归因于经由个别InAs量子点的基态的共振单电子隧穿。所观察到的第一步的起始电压被示出系统地从200 mV降低到0，随着InAs覆盖率的增加。我们与此相关的覆盖范围依赖的尺寸生长在AlAs上的InAs点。原子力显微照片和参考样品的光致发光实验证实了这一结果。
2002-10-17 cond-mat.mes-hall
Voltage-driven transition from steady-state fluctuations to phase-transition noise in nanoscale VO$_2$ devices
Budapest University of Technology and Economics（布达佩斯技术与经济大学）；University of Augsburg（奥格斯堡大学）；HUN-REN-BME Condensed Matter Research Group（匈牙利研究与教育网络-布达佩斯技术与经济大学凝聚态研究组）；Institute of Technical Physics and Materials Science, HUN-REN Centre for Energy Research（匈牙利研究与教育网络能源研究中心技术物理与材料科学研究所）
通过噪声谱和二维电阻网络模拟，研究纳米VO$_2$莫特忆阻器中电致金属-绝缘体相变，发现相变点附近相对电流噪声增强一个数量级，源于逾渗阈值附近增强的相位涨落，且前驱电流波动与阈值电压变异性一致。
2026-06-01 cond-mat.mes-hall
Voltage Dependence of Spin Polarized Tunneling
介观自旋阀被用来确定在有限电压下从铁磁过渡金属隧穿和进入铁磁过渡金属的电子的有效自旋极化。铁磁体（FM）的隧穿自旋极化随偏压缓慢减小，但当电子隧穿进入FM时，随偏压减小得更快，甚至发生反转.偏压依赖的自由电子模型表明，在前一种情况下，电子起源于FM的费米能级附近，具有较大的极化，而在后一种情况下，电子隧穿进入热电子态，极化显著减小.符号的变化归因于通过隧道势垒的电子波函数的详细匹配。
2004-07-19 cond-mat.mes-hall
Voltage-Controlled Magnonic Spin Tunneling Junction
我们从理论上研究了有效的交换相互作用，$J_\mathrm{eff}$，介导的导电电子内的金属间隔，在存在的偏置电压，夹在两个铁磁绝缘体。在紧束缚模型的基础上，我们给出了$J_\mathrm{eff}$的电压和间隔层厚度的依赖关系，并证明了其可控性。我们也提出一种兼具场效电晶体与非挥发性记忆体功能的新型磁振子元件。
2019-11-28 cond-mat.mes-hall
Transition Voltage Spectroscopy and the Nature of Vacuum Tunneling
过渡电压谱（TVS）已被提出作为一种工具来分析电荷通过分子结的传输。我们将TVS扩展到Au-真空-Au结，研究了低温真空中洁净电极的跃迁电压V_t（d）与距离的关系。这一方面为分子结的V_t（d）测量提供了重要的参考。另一方面，我们表明，TVS形成了一个简单而强大的测试真空隧道模型。
2011-01-10 cond-mat.mes-hall
Voltage-controlled tunneling anisotropic magneto-resistance of a ferromagnetic $p^{++}$-(Ga,Mn)As/$n^{+}$-GaAs Zener-Esaki diode
在大的温度和电压范围内，在垂直磁场作用下，单个$p^{++}$ -（Ga，Mn）As/ $n^{+}$ -GaAs Zener-Esaki二极管表现出大的隧穿各向异性磁阻效应.在施加的偏压下，隧道结的透明度被修改，允许连续地调整隧道和欧姆制度之间的各向异性传输特性。此外，还观察到各向异性隧穿磁电阻的非对称偏压依赖性：反向偏压突出了全部（Ga，Mn）As价带态的贡献，而正向偏压只探测部分态密度，揭示了两个子带的相反贡献.
2005-09-02 cond-mat.mes-hall
Inverse Tunneling Magnetoresistance in nanoscale Magnetic Tunnel Junctions
本文报道了窄沟道中自旋极化输运的反TMR效应的理论研究。在弱隧穿极限下，我们发现了通常的正TMR。当传输概率变大接近于一时，TMR改变其符号。我们的结果可能与针孔或量子点接触的磁性隧道结有关。
2005-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ferromagnetic tunneling junctions at low voltages: elastic versus inelastic scattering at $T=0 K$
在本文中，我们分析了在低电压下的磁隧道结的磁电阻的不同贡献。随着电压的电阻下降的相当大的一部分可以归因于状态密度和势垒传输与偏置的变化。然而，我们发现在零偏压下观察到的异常和在非常小的电压下的磁阻行为，指向非弹性磁振子辅助隧穿的贡献。后者由传输参数$T^{J}$描述，其比弹性电流的直接传输$T^{d}$小一个或两个数量级。我们的理论是在极好的协议与实验数据，产生的估计值的$T^{J}$的顺序$T^{d}$ / $T^{J}$ ~ 40。
2003-12-23 cond-mat.mes-hall
Design of Atomically Precise Nanoscale Negative Differential Resistance Devices
将器件尺寸缩小到纳米范围对传统器件设计提出了重大挑战，这是由于纳米级尺寸上的潜在电流泄漏以及在处理原子级组件时保持再现性的需要。在这里，我们研究基于原子级精确的石墨烯纳米带的负微分电阻（NDR）器件。传统的双势垒共振隧穿二极管NDR结构的计算评估揭示了原子尺度上的重要问题，即需要在实现高峰值电流的同时最大限度地减少引线之间的隧穿电流。我们提出了一种新的器件结构，包括多个短段，使高电流的电子水平跨段对齐，同时扩大引线之间的隧穿距离。建议的结构可以建立与原子精度使用扫描隧道显微镜（STM）的尖端在合成扶手椅纳米粒子的中间阶段。还提出了在界面处的带对准的实验评估和所制造的器件的有源部分的STM图像。这种理论与实验相结合的方法为设计具有原子精度的纳米级器件开辟了新的途径。
2018-10-19 cond-mat.mes-hall
In-situ nanoscale transport measurements on monoatomic metal films by low-temperature scanning tunneling potentiometry
本研究开发低温扫描隧道电位计，实现Si(111)上单原子金属薄膜的原位纳米尺度输运测量，消除热与DOS非线性伪影，提取表面输运电化学势。
2025-05-27 cond-mat.mes-hall
Hybrid straintronics and voltage-controlled-magnetic-anisotropy: Precessional switching of a perpendicular anisotropy magneto-tunneling junction without a magnetic field
我们提出了一种全电实现的进动切换的垂直磁各向异性磁隧道结（p-MTJ）为基础的触发存储器单元，其中数据写入电压控制的磁各向异性（VCMA），而不需要在平面内的磁场。MTJ的软层是两相（磁致伸缩/压电）多铁性的，其被电加应力以产生有效的平面内磁场，当独立地调节VCMA电压脉冲持续时间和应力持续时间以获得高切换概率时，磁化围绕该平面内磁场旋进以完成翻转。设计了一种与交叉结构兼容的高密度双端节能电池。
2017-03-27 cond-mat.mes-hall
Manipulating the Voltage Dependence of Tunneling Spin Torques
磁隧道结中的电压驱动自旋转移力矩为设计用于存储器和可重编程逻辑应用的先进自旋器件提供了一个出色的工具。转矩的非线性电压依赖性对电流驱动的磁化动力学和器件性能具有直接影响。在简要概述了迄今为止在隧道结中的自旋力矩的理论描述中所取得的进展之后，我提出了不同的方法来改变和控制自旋力矩的两个分量的偏置依赖性。工程结（势垒和电极）结构的不对称性或控制自旋积累的自由层的分布提供了有前途的工具，设计有效的自旋器件。
2012-07-22 cond-mat.mes-hall
Voltage-driven v.s. Current-driven Spin Torque in Anisotropic Tunneling Junctions
本文从理论上研究了在界面自旋轨道相互作用（SOI）存在的情况下，磁性隧道结中的非平衡自旋输运。界面SOI产生形式为{ \bf T}= T_{||} { \bf M}x（{ \bf z}x{ \bf M}）+ T_{\bot} { \bf z}x{ \bf M}的自旋力矩，即使在没有外部自旋极化器的情况下。对于厚且大的隧道势垒，扭矩减小到垂直分量$T_{\bot}$，其可以通过在绝缘体两端施加电压来电调谐。在薄且低的隧道势垒的极限下，出现面内扭矩$T_{||}$，与隧道电流密度成正比。磁性器件的实验影响进行了讨论。
2011-10-16 cond-mat.mes-hall
Resistive Switching and Voltage Induced Modulation of Tunneling Magnetoresistance in Nanosized Perpendicular Organic Spin Valves
制备了纳米尺度的多功能垂直有机自旋阀。基于La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_3$ /Alq $_3$ /Co三层的器件显示高达4-5个数量级的电阻转换和高达~ 70%的磁阻，当施加电压脉冲时，后者甚至改变符号。这种现象的组合通常在多铁性隧道结中观察到，其中它归因于铁磁体和铁电材料之间的磁电耦合。模拟表明，这里的开关起源于La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_3$表面的改性。这种改性影响了载流子的隧穿，从而影响了在有机层中的针孔处发生的电阻和隧穿磁阻。
2016-10-26 cond-mat.mes-hall
Observation of a Nanoscale Metallic Dot Self-Consistently Coupled to a Two-Level System
我们已经观察到一个50 nm的Bi点在库仑阻塞制度的异常输运性质。在一定的栅压范围内，低偏压下的库仑阻塞峰被抑制，高偏压下的电流出现明显的结构。我们建议的点的状态是确定自洽与附近的两个级别的系统（TLS），它是静电耦合的状态。当栅极电压被扫描时，基态在TLS的状态之间交替，导致在低偏压下跳过库仑阻塞峰。在固定的栅极电压和高偏置下，可以通过由TLS的动态切换连接的激发态的级联来发生输运。
1999-06-02 cond-mat.mes-hall
Plasmons in nanoscale metal junctions: optical rectification and thermometry
我们同时使用电子输运和光学特性的测量，揭示了新的信息，电子和光学过程中制造的电迁移纳米结。通过比较电子隧穿和光电流，我们可以推断出由结的等离子体激元响应产生的光频电势差。结合测量的隧穿电导，我们可以确定结内的局部增强电场。在含有分子的类似结构中，反斯托克斯和斯托克斯拉曼发射使我们能够推断出有效的局部振动和电子温度作为直流电流的函数，检查纳米尺度上的加热和耗散。
2011-07-06 cond-mat.mes-hall
Klein tunneling of the electronic states in the gate voltage modulated skyrmion crystal
School of Physics and Optoelectronics, South China University of Technology（华南理工大学物理与光电学院）
研究展示了Skyrmion晶体中电子态的Klein隧穿现象，通过格林函数技术计算了电子穿过静电势垒的传输概率，揭示了其与石墨烯相似的拓扑性质。
2021-05-16 cond-mat.mes-hall
A Two Dimensional Tunneling Resistance Transmission Line Model for Nanoscale Parallel Electrical Contacts
接触电阻和电流拥挤对于纳米级电接触是重要的。在本文中，我们提出了一个自洽的模型来描述部分重叠的平行接触，沿接触长度变化的接触电阻率。对于由薄绝缘间隙分隔的接触元件之间形成的平行隧穿接触，我们研究了势垒高度和隧穿电流沿接触长度的局部电压依赖性变化，通过求解集总电路传输线模型（TLM）方程耦合隧穿电流自洽。的电流和电压分布沿平行隧穿接触和他们的整体接触电阻进行了详细分析，对于各种输入电压，电接触尺寸，和材料特性（即功函数，薄层电阻的接触构件，和绝缘层的介电常数）。研究发现，当隧穿层厚度变小或外加电压变大时，现有的一维隧穿结模型变得不可靠。在这些制度中，所提出的自洽模型可以提供一个更准确的评估的平行隧道接触。这项工作提供了设计的见解，和潜在的工程，纳米级的电接触与控制电流分布和接触电阻，通过工程空间变化的接触层的属性和几何形状。
2019-12-21 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Nanoscale control of LaAlO3/SrTiO3 metal-insulator transition using ultra-low-voltage electron-beam lithography
University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
通过超低电压电子束光刻技术实现对LaAlO3/SrTiO3界面金属-绝缘体转变的精确调控，并在低温下观察到超导行为。
2020-08-29 cond-mat.mes-hall
Theoretical Description of Scanning Tunneling Potentiometry
为了满足对宏观样品实验解释依据的日益增长的需求，提出了扫描隧道电位法（STP）测量的理论描述。基于一个启发式的理解STP提供，以促进理论理解，总隧道电流相关的密度矩阵的样品中导出的一般框架内的量子输运。所测量的电位电压被隐含地确定为使隧穿电流为零所需的电压。在一定的假设下，给出了测量电压的显式表达式，并讨论了极限情况下连接到以前的结果。还讨论了进一步用局部密度矩阵来表述理论的必要性。
2011-03-22 cond-mat.mes-hall
Interplay of Peltier and Seebeck effects in nanoscale nonlocal spin valves
实验研究了热电效应在纳米尺度非局域自旋阀器件中的作用。有限元热电模型的开发，以计算所产生的塞贝克电压由于珀尔帖和焦耳加热的设备。通过非局部测量一、二、三次谐波电压响应，对模型进行了实验验证。结果表明，Peltier效应和Seebeck效应的组合对非局域基线电阻有显著贡献。此外，我们发现，二次和三次谐波响应信号可以归因于焦耳加热和塞贝克系数和电阻率的温度依赖性。
2010-04-01 cond-mat.mes-hall
Lifetime of metastable states in resonant tunneling structures
我们研究了在电流-电压特性呈现双稳态的情况下，电子通过双势垒共振隧穿结构的输运。在这种状态下，其中一个状态是亚稳态，系统最终会从亚稳态切换到稳态。我们表明，平均开关时间呈指数增长的电压从其边界值到跨器件调谐到的dielectric区域。在小面积的样品中，我们发现寿命的对数与电压（从其边界值测量）的3/2次方成比例，而在较大的样品中，寿命的对数与电压成线性比例。
2002-09-20 cond-mat.mes-hall
Periodicity of resonant tunneling current induced by the Stark resonances in semiconductor nanowire
研究了双势垒结构半导体纳米线斯塔克共振对电子流的影响。基于计算的电流-电压特性，我们已经表明，共振隧穿电流是间隔层的宽度的周期函数。我们还表明，源极-漏极电压和施加到位于纳米线附近的栅极的电压的同时变化导致作为源极-漏极和栅极电压的函数的共振隧穿电流的几乎周期性变化。共振隧穿电流的周期性是由斯塔克共振态的形成引起的。如果我们改变作用在纳米线中的电场，斯塔克态周期性地从输运窗口获得能量，并以周期性的方式增强隧穿电流。我们已经发现，源漏电压标度上的谐振电流峰之间的分离可以通过斯塔克态量子数的缓慢增加的线性函数来描述。这使我们能够识别负责增强共振隧穿的量子态。本文提出了一种半导体双势垒异质结构斯塔克共振的实验观测方法。
2013-05-10 cond-mat.mes-hall
Scanning tunneling microscopy and spectroscopy of nanoscale twisted bilayer graphene
纳米级扭曲双层石墨烯（TBG）是非常不稳定的，并且会以低得多的能量将其结构转变为Bernal（或AB堆叠）双层。因此，纳米TBG的缺乏使其电学性质至今无法在实验中得到验证。在这项工作中，一个特殊的限制TBG中获得的两个连续的错位石墨烯片的重叠区域。TBG的受限区域的宽度从约22 nm逐渐变化到0 nm。利用扫描隧道显微镜，我们仔细研究了纳米TBG的结构和电子性质。我们的结果表明，纳米级TBG的平移对称性破缺对低能电子性质（包括扭转诱导的范霍夫奇异性（VHS）和局域态密度的空间调制）产生了强烈的影响。然而，当TBG的宽度减小到只有一个莫尔斑时，VHS能量以上的电子性质几乎不受量子限制的影响。
2017-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transverse tunneling current through guanine traps in DNA
研究了DNA中电子或空穴陷阱的横向隧穿电流与电流-电压的关系。电荷在陷阱位置之间的跳跃和电荷-声子耦合导致了I-V曲线的阶梯结构。对于DNA分子的典型参数，可以从I-V依赖性中提取DNA陷阱的能量特性，即，对于小的栅极电压，声子频率和对于大的栅极电压，跳变积分可以从I-V曲线中的台阶的位置得到。极化子态的形成也导致在陷阱的不同位置之间的隧穿电流的重新分配。
2005-08-19 cond-mat.mes-hall
Cryogenic microwave source based on nanoscale tunnel junctions
我们实验上实现了一个非相干微波源驱动的电压控制的量子隧穿电子通过纳米正常的金属-绝缘体-超导体结耦合到一个谐振器。我们观察到的电子能量直接转换成微波光子通过测量从谐振器发射的微波辐射的功率谱。演示的总输出功率超过2.5 K的热辐射，虽然光子和电子水库是在亚开尔文温度。输出功率的测量在很宽的偏置电压范围内定量地与理论模型一致，提供了关于电控光子产生的信息。所开发的光子源与低温电子器件完全兼容，并提供了方便的原位电子控制的光子发射率与预定的频率，而不依赖于加热正常金属组件的固有电压波动，也不遭受不必要的耗散在室温电缆。除了在微波光子学中的潜在应用外，我们的研究结果还为最近发现的量子电路制冷机的工作原理提供了补充验证。
2016-12-20 cond-mat.mes-hall
Double injection, resonant-tunneling recombination, and current-voltage characteristics in double-graphene-layer structures
我们评估了与未栅控和栅控双层石墨烯（GL）结构中的层间跃迁相关的复合对电子和空穴注入的影响。利用所提出的模型，我们推导出的空间分布的电子和空穴的费米能量和能隙之间的狄拉克点的GLS，以及它们的依赖于偏置和栅极电压的解析表达式。并计算了其电流-电压特性。该模型是基于自洽电场作用下的电子和空穴输运的流体动力学方程。结果表明，在未掺杂的双GL结构与弱散射的电子和空穴的无序，费米能和能隙几乎是恒定的整个主要部分的GL，虽然它们的值强烈地依赖于电压和复合参数。相反，电子和空穴散射无序导致实质上的非均匀性。共振GL间隧穿使得能够提供N形电流-电压特性，只要GL足够短。电流最大值的宽度远大于隧穿共振的加宽。在具有较长GL的双GL结构中，N形特性转变为Z形特性。所得结果与\cite{1}的实验观察相符，对基于双GL结构的场效应晶体管和太赫兹激光器等器件的设计和优化具有重要的指导意义.
2013-12-18 cond-mat.mes-hall
Scanning Tunneling Thermometry
纳米尺度系统的温度成像是一个具有无数潜在技术应用的基本问题。例如，纳米级冷点可用于点冷却电子元件，而热点可用于精确激活化学或生物反应。更重要的是，对量子相干导体中的温度场进行成像可以提供关于最小尺度下的热流和耗散的丰富信息。然而，尽管技术取得了重大进展，但温度成像的空间分辨率仍然在几纳米范围内。在这里，我们提出了一种方法来映射电子温度的变化，在操作纳米级导体仅仅依靠电隧道电流测量。扫描隧穿温度计由于其在隧穿状态下的操作，将能够映射亚埃温度变化，从而将扫描测温的分辨率提高约两个数量级。
2019-01-26 cond-mat.mes-hall
Sequential tunneling in doped superlattices: Fingerprints of impurity bands and photon-assisted tunneling
本文对弱耦合掺杂超晶格中的电输运进行了理论和实验研究。我们的计算显示出负微分电导率在足够高的电场的所有掺杂。在低掺杂的样品中，杂质带的存在大大改变了电流-电压特性，我们发现了两个不同的电流峰，其相对高度随电子温度而变化。这些发现可以解释在低掺杂样品中观察到的不同峰的电流-电压特性与外部太赫兹辐射。从我们的微观输运模型，我们得到定量协议的实验电流-电压特性，而不使用任何拟合参数。我们的实验数据和理论都表明，绝对负电导在自由电子激光源的宽频率范围内持续存在。
1997-09-17 cond-mat.mes-hall
Dynamical Coulomb blockade of tunnel junctions driven by alternating voltages
将动态库仑阻塞理论推广到由随时间变化的电压驱动的隧穿元件。它示出，对于标准的设置，其中外部电压通过阻抗施加到隧道结，时间相关的驱动需要由所施加的电压的电磁环境的模式的激励。需要扩展用于交流驱动电路的先前方法以考虑驱动浴槽模式。一个酉变换也涉及的电磁环境的变量，它允许分裂的时间依赖性从哈密顿在没有隧道。这大大简化了基于将隧穿哈密顿量视为微扰的微扰理论计算。特别是，在隧道结的引线中流动的平均电流进行了研究。明确的结果给出的情况下，所施加的电压与恒定的直流部分和正弦交流部分。建立了与标准的恒电压动态库仑阻塞理论的联系。结果表明，交流电压源揭示了显着的电磁环境所造成的附加效应。交流驱动器械中动态库仑阻塞的标志是电磁环境对电流高次谐波的抑制。所提出的理论基本上适用于所有由交流电压驱动的隧穿器件。
2015-12-21 cond-mat.mes-hall
Plasmon-assisted resonant tunneling in graphene-based heterostructures
我们发展了石墨烯-绝缘体-石墨烯异质结构中电子隧穿伴随载流子-载流子散射的理论。由于库仑相互作用的动态屏蔽作用，如果传递的能量和动量与表面等离子体的能量和动量相对应，则散射辅助隧穿会共振增强。我们揭示了这种等离子体辅助隧穿的石墨烯隧道结的电流-电压曲线和等离子体发射光谱的可能的实验表现。我们发现，非弹性电流和等离子体激元发射率有尖锐的峰值电压提供相等的能量，动量和群速度的等离子体激元和层间单粒子激发。这种共振的强度，我们称之为等离子体共振，受到层间扭曲和等离子体寿命的限制。等离子体激元辅助隧穿的开始也可以通过在低温下的结$I(V)$曲线中的尖点来标记，并且这种隧穿的阈值电压弱地依赖于载流子密度并且在层间扭曲的存在下持续。
2017-06-16 cond-mat.mes-hall
Quantum theory of tunneling magnetoresistance in GaMnAs/GaAs/GaMnAs heterostructures
利用包含自旋分裂效应的稀磁半导体量子理论，研究了GaMnAs/GaAs/GaMnAs异质结的隧穿磁电阻（TMR）与势垒厚度、温度和外加电压的关系.当一个GaAs单层（$\approx$ 0.565 nm）用作隧道势垒时，在零温度下获得了大于65%的TMR比。随着势垒厚度和外加电压的增加，TMR比迅速减小，但在高电压和低厚度下，TMR先增大后减小。我们的模型计算很好地解释了最近的实验观测的主要特点。
2006-07-31 cond-mat.mes-hall
Charge detection of a quantum dot under different tunneling barrier symmetries and bias voltages
我们报告的实现耦合量子点（QD）系统包含两个单量子点在两个相邻的InAs纳米线。一个QD（传感器QD）用作电荷传感器以检测另一个QD（目标QD）中的电荷状态转变。我们研究了目标量子点的隧穿势垒不对称性对目标量子点电荷态跃迁探测可见性的影响。通过目标量子点的电子输运直接信号和传感器量子点的电荷态跃迁检测信号，同时测量了不同势垒栅电压配置下目标量子点的电荷稳定性图。我们发现，只有当目标量子点的隧穿势垒近似对称时，才能在传感器量子点的拉曼信号中观察到目标量子点完整的库仑金刚石边界和涉及目标量子点中激发态的输运过程.通过分析两种隧穿速率的比值对电子输运过程的影响，解释了这些现象。我们的结果表明，在构建电荷传感器集成量子点器件或量子比特时，考虑隧穿耦合的对称性是很重要的。
2021-05-24 cond-mat.mes-hall
Influence of the magnetic material on tunneling magnetoresistance and spin-transfer torque in tunnel junctions: Ab initio studies
用从头算方法研究了FeCo/MgO/FeCo隧道结的隧穿磁电阻和自旋转移矩随Co掺杂浓度和偏压的变化关系。我们发现，隧道磁电阻随Co浓度与以前的计算相矛盾，但与最近的实验一致。这种依赖性从合金的体性能解释。通过使用合金中的无序的现实描述，我们可以表明，即使是少量的无序导致隧道磁阻急剧下降。这为计算值和测量值之间的差异提供了定量解释。的自旋转移力矩示出了一个线性的电压依赖性的面内组件和二次的面外组件的所有浓度在小的偏置电压。特别地，面内扭矩的线性斜率与浓度无关。对于高偏置电压的面内扭矩显示出很强的非线性偏离的线性斜率高钴浓度。这是解释从相同的效果，其中管理隧道磁阻。
2013-06-27 cond-mat.mes-hall
Concurrent conductance and transition voltage spectroscopy study of scanning tunneling microscopy vacuum junctions. Does it unravel new physics?
我们表明，电导（$G$）和过渡电压（$V_t$）光谱数据的标准真空纳米间隙在前一篇论文中所报道的Sotthewes \emph{et al}不能理解的框架内现有的理论/模型，无论现实的影响被纳入。然而，如果我们包括额外的（“虚”）电流，则可以解释$G$和$V_t$对纳米间隙尺寸$d$的依赖性的趋势。虚电流非常小。因此，与虚电流相关的效应只能在较大的$d$下才能被揭示，其中虚电流变得与隧穿电流相当或克服隧穿电流。虽然我们不能解开这个幽灵的贡献的起源，我们可以参考实验$G$ -和$V_t$ -数据报告的分子结，表现出相似性，目前认为真空纳米结。分析与通过跳跃传输的机制相关的显着困难，我们推测分子结中也可能存在幽灵贡献。
2015-09-18 cond-mat.mes-hall
Lateral tunneling through the controlled barrier between edge channels in a two-dimentional electron system
我们研究了横向隧穿通过栅极电压控制的障碍，这是由于部分消除的施主层的异质结构沿一个很好的带使用原子力显微镜，在门控二维电子系统的耗尽诱导的边缘之间的边缘通道。对于一个足够高的障碍，一个典型的电流-电压特性被发现是强烈不对称的，并包括，除了一个积极的隧道分支，对应于溢出的障碍的电流的负分支。我们建立的势垒高度线性依赖于栅极电压和磁场，我们描述的数据在最外边缘通道之间的电子隧穿。
1999-05-12 cond-mat.mes-hall
Shell filling in non-linear magneto-tunneling spectroscopy of vertical quantum dots
我们报道了在单个GaAs垂直量子点中进行的非线性磁隧穿实验。我们表明，在低电压偏置下的导电可以是一个光谱工具的基态和第一激发态的几个电子的点。增加电压，观察到一个大的共振峰，并归因于隧穿更高的激发态的准连续。
1998-10-08 cond-mat.mes-hall
Effect of air confinement on thermal contact resistance in nanoscale heat transfer
我们在此报告的压力依赖于Wollaston线热探头和样品之间的接触热阻（Rc）的分析模型的框架内进行评估。本文研究了在1 Pa ~ 10 e5 Pa的不同气压下，Wollaston丝热探针与纳米尺度样品之间的热传递。我们利用扫描热显微镜（SThM）的热分析两个样品，熔融石英（SiO2）和钛（Ti），具有不同的热导率。记录热探针的输出电压差（Δ V），该输出电压差在离接触输出电压（Voc）和接触输出电压（Vic）之间。结果表明，随着空气压力的增加，传热量增加，导热系数越高，传热量越大。我们还提出了一个分析模型的基础上归一化的输出电压差，以提取探针样品的接触热阻。在~1.8e7 K/W ~14.3e7 K/W范围内的Rc值验证了所提出的分析模型。进一步的分析表明，探针和样品之间的接触热阻随着空气压力的增加而减小。这种行为被解释为通过封闭空气的热传递对接触热阻的贡献。此外，在热失配行为的背景下，也证明了Rc的签名，这是通过使用声学失配模型（AMM）和扩散失配模型（DMM）的研究。
2017-10-26 cond-mat.mes-hall
Shot noise in resonant tunneling through a zero-dimensional state with a complex energy spectrum
我们研究了GaAs/AlGaAs共振隧穿结构在偏压下的噪声特性，其中电流特性由单电子隧穿决定。我们在耦合二态系统的框架下讨论了散粒噪声的抑制。对于大的偏置电压，我们观察到超泊松散粒噪声的Fano因子$α\approx 10$的值。
2004-02-13 cond-mat.mes-hall
Nanoscale atomic waveguides with suspended carbon nanotubes
我们提出了一种实验上可行的实现一维超冷原子气体在纳米磁波导由单双钳悬浮碳纳米管形成。我们发现，所有常见的退相干和原子损失机制都很小，保证了陷阱的稳定运行。由于碳纳米管中极大的电流密度在空间上是均匀的，我们提出的架构可以克服原子云碎片化的问题。添加第二纳米线允许创建具有适度隧穿势垒的双阱电势，这对于隧穿和干涉实验是期望的，具有隧穿距离在纳米范围内的优点。
2005-11-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
From stochastic single atomic switch to nanoscale resistive memory device
固态离子导体是下一代非易失性计算机存储器元件的良好候选者。这样的器件必须在合理的电压和电流值下显示出可再现的电阻切换，即使按比例缩小到纳米尺寸。在这里，我们研究的开关特性之间创建的钨尖和银膜覆盖的薄离子导体层的纳米结。原子大小的结显示出壮观的电流感应开关特性，但开关电压的大小和开关的方向对于不同的结随机变化。相比之下，对于直径为几纳米的稍大的结，观察到明确定义的、可再现的切换行为，这与离子导体表面层中纳米级通道的形成和破坏相关。我们的研究结果定义了一个可靠的离子纳米开关，这是远低于最近的光刻技术的分辨率低尺寸限制为3 nm。
2011-04-22 cond-mat.mes-hall
Biased Nanoscale Contact as Active Element for Electrically Driven Plasmonic Nanoantenna
电驱动的光学天线可以用作在光学频率下操作的电磁辐射的紧凑源。在最广泛探索的配置中，当跨隧穿间隙施加偏置电压时，由结构的金属部分之间的电子隧穿产生辐射。我们建议使用弹道纳米收缩作为支持等离子体模式的光学天线的馈电元件，而不是依赖于间隙中固有的低效非弹性光发射。我们讨论了负责光发射的基本机制，并表明，与这样的纳米级接触，可以达到量子效率的数量级大于标准的发光隧道结构。
2018-05-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Magnetic Anisotropy Variations and Non-Equilibrium Tunneling in a Cobalt Nanoparticle
我们提出了详细的测量的离散电子隧穿能级谱内纳米尺度的钴粒子作为磁场和栅极电压的函数，以这种方式探测单个量子多体本征态内的铁磁样品。观测到的能级之间的变化表明，一个粒子内的不同量子态受到不同的磁各向异性能的影响。栅极电压的研究表明，低能量的隧道谱显着影响的非平衡自旋激发的存在下。
2001-08-09 cond-mat.mes-hall
Theory of the tunneling resonances of the bilayer electron systems in strong magnetic field
我们发展了一个理论，在双层电子系统中观察到的异常层间电导峰在nu=1。我们的模型表明，在零偏压的峰值的大小迅速减少面内磁场的增加，但其位置是不变的。I-V特性在小电压下是线性的，与实验观察一致。此外，我们作出定量预测的层间电导峰的位置变化与面内磁场在高电压。最后，我们预测新的双稳态行为在中间电压。
2002-08-13 cond-mat.mes-hall
Current-voltage characteristics of graphene devices: interplay between Zener-Klein tunneling and defects
我们报告了一个理论/实验研究的电流-电压特性（I-V）的石墨烯器件附近的狄拉克点。I-V可以用幂律（I \propto V^α，其中1< α<= 1.5）来描述。当迁移率较低时，指数较高。这种超线性的I-V解释在Zener-Klein运输，即不同能带之间的隧道，和缺陷散射之间的相互作用。令人惊讶的是，Zener-Klein隧穿通过缺陷的存在而变得可见。
2010-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric-Field Control of Quantum Tunneling Regimes in Focused He-Ion-Beam-Irradiated Oxide Interfaces
CNR-SPIN（意大利国家研究委员会自旋物理学研究所）；University of Naples Federico II（那不勒斯费德里科二世大学）；Physikalisches Institut, Center for Quantum Science (CQ) and LISA+, University of Tübingen（蒂宾根大学物理学院量子科学中心与LISA+）；Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA), CSIC–Universidad de Zaragoza（阿拉贡纳米科学与材料研究所（CSIC-萨拉戈萨大学））；Physikalisches Institut, University of Tübingen（蒂宾根大学物理学院）
通过聚焦氦离子束辐照氧化物界面，实现二维电子系统隧道场效应晶体管的制备，利用电场调控实现量子隧穿态的精准控制，为复杂氧化物界面功能工程提供新方法。
2026-04-24 cond-mat.mes-hall
Nanoscale Electrostatic Control of Oxide Interfaces
我们开发了一个强大的和通用的平台，通过图案化的顶栅在氧化物界面定义纳米结构。以LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$为模型体系，研究了电子在导电界面纳米尺度区域的可控静电约束。出色的栅极响应、超低漏电流和长期稳定性使我们能够在室温至50 mK的不同器件几何形状下进行各种研究。使用分裂栅器件，我们证明了形成一个狭窄的导电沟道，其宽度可以通过施加适当的栅极电压可控地减少。我们还表明，一个单一的窄门可以用来诱导局部超导绝缘过渡。此外，在超导制度中，我们看到了门电压控制约瑟夫森效应的迹象。
2015-03-19 cond-mat.mes-hall
Repeatable Room Temperature Negative Differential Conductance in GaN/AlN Resonant Tunneling Diodes
采用分子束外延技术在市售GAN衬底（0001）面上生长了GAN/AlN双势垒共振隧穿异质结构。共振隧穿二极管的制作，室温下的电流-电压测量揭示了一个负微分电导区的存在下，正向偏压的峰值电流密度为~6.4 $kA/cm^2$和峰谷电流比为~1.3。反向偏置操作呈现出与异质结构中存在的极化场密切相关的特征导通阈值电压。一个分析静电模型的开发，以捕捉独特的功能极性异质结为基础的共振隧穿二极管的谐振和阈值电压的设计参数和极化场的函数。随后的测量证实了负电导的可重复性，并表明III族氮化物隧穿异质结构能够在室温下实现稳健的共振传输。
2016-06-26 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic effects in tunneling between parallel quantum wires
我们考虑一个相位相干系统的两个平行的量子线耦合通过隧道势垒的有限长度。在这种情况下，即使在扩散极限下，一旦耦合区的长度L超过由隧穿设置的特征长度尺度L_t，通常的隧穿微扰处理也失败了。扩展的隧穿势垒引起的散射问题的精确解使我们能够计算作为施加电压和磁场的函数的隧穿电导。我们考虑到由于施加电压的量子线的充电效应，并发现这些是重要的一维到一维隧穿传输。
2001-06-06 cond-mat.mes-hall
Spin-valve Effect in Nanoscale Si-based Devices
基于硅（Si）的自旋MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）被认为是利用半导体器件中的自旋自由度的低功耗电子器件的构建块。本文综述了纳米硅基自旋阀器件中自旋输运的最新研究成果，这对实现纳米自旋MOSFET具有重要意义。我们的研究结果表明，弹道输运在获得高自旋相关的输出电压的纳米硅自旋阀器件的重要性。
2018-12-26 cond-mat.mes-hall
Effect of Low-Frequency Signal On Nanoscale Memristor Device
在本报告中，我们研究了低频信号对纳米级忆阻器件的影响。研究了频率在2~10 Hz范围内变化时对电流-电压特性、时域状态变量、电荷-磁通量关系、忆阻-电荷关系、忆阻-电压特性和忆阻-磁通量关系的影响。结果清楚地表明，输入刺激的频率在器件动力学中起着重要的作用。
2017-10-13 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Decoherence of an entangled state of a strongly-correlated double quantum dot structure through tunneling processes
我们考虑由Anderson-impuritymodel描述的两个量子点，每个点一个电子。我们工作的目标是研究局域在量子点中的两个电子之间的最大纠缠态的衰变。我们制备了一个完美的单线态系统，然后隧道耦合的点之一，导致非平衡动力学。我们确定两种情况：如果引线经受足够大的电压，从而经受有限的电流，则直接隧穿过程导致退相干，并且纠缠以及自旋相关性以指数方式快速衰减。在零电压或小电压和超过混合价态制度，虚拟隧穿过程占主导地位，并导致较慢的损失的相干性。我们分析了这个问题，通过研究的自旋关联和并发使用两种技术，即含时密度矩阵重整化群方法和主方程方法的实时动力学。从这两种方法的结果是在直接隧穿制度的情况下，其中的点是弱隧道耦合的引线在很好的协议。我们提出了一个定量分析的自旋关联和并发的隧穿率，相互作用强度和电压的函数的衰减率。
2014-12-02 cond-mat.mes-hall
Nanoscale tunnel field effect transistor based on a complex oxide lateral heterostructure
我们展示了一个隧道场效应晶体管的基础上，从$\mathrm{LaAlO_3/SrTiO_3}$电子气图案化的横向异质结构。电荷通过隧穿从$\mathrm{LaAlO_3}$ / $\mathrm{SrTiO_3}$接触注入，并且通过绝缘$\mathrm{SrTiO_3}$的窄沟道的电流经由静电侧栅极控制。在低温和高温下测量了漏源I/V曲线。该晶体管表现出强电场和温度依赖性行为，具有高达$10\:\mathrm{mV/decade}$小的陡峭亚阈值斜率%和高达$g_m\approx 22 \: \mathrm{μA/V}$的介电常数。一个完全一致的输运模型的漏源隧穿再现测得的陡峭的亚阈值斜率。
2019-04-23 cond-mat.mes-hall
