Electron counting in a silicon single-electron pump
我们报告的电子计数实验中的硅金属氧化物半导体量子点架构已被证明产生超过80 pA的不确定性低于百万分之30的量化电流。使用电容耦合单电子晶体管对泵入储存点的电子进行单次检测。对于n = 0，1，2，3和4，我们提取每个泵浦周期n个电子的转移的全概率分布。我们发现，从计数实验中提取的概率与直流测量在很宽的范围内的泵的直流电化学势的协议。电子计数技术也被用来确认提高稳健性的泵机制与增加静电约束的量子点。
2015-09-25 cond-mat.mes-hall
Spin pumping into two-dimensional electron systems
利用散射理论研究了自旋泵注入单层石墨烯和铁磁接触的二维电子气中的自旋电流。注入石墨烯的自旋电流与注入2DEG的自旋电流非常不同，这是因为受到克莱因隧穿的重要影响。
2016-09-30 cond-mat.mes-hall
Single-electron turnstile pumping with high frequencies
在这封信中，我们提出了一个理论分析，单电子泵浦操作在一个大的驱动频率范围内通过随时间变化的隧道势垒控制的外部栅极电压。我们发现，单电子旋转门的工作频率低于由平均电子隧穿率决定的特征频率。当驱动频率大于电子隧穿的特征频率时，分数电子泵浦作为量子相干性隧穿效应而发生。
2011-08-30 cond-mat.mes-hall
Evidence for universality of tunable-barrier electron pumps
本文综述了半导体可调谐势垒电子泵在棘轮模式下的精密测量结果。对五种不同设计的泵的七项研究报告了泵电流的测量结果，相对总的不确定度约为$10^{-6}$或更少，结合泵的电子捕获的理论模型，这些实验数据显示出令人鼓舞的证据，泵根据一个通用的机制，独立的设备设计的细节。泵电流对控制参数变化的鲁棒性的证据处于更初步的阶段，但也令人鼓舞，两项研究报告了泵电流对$\sim\!5 \times 10^{-7}$至$\sim\!2 \times 10^{-6}$范围内的三个或更多参数的鲁棒性。这篇评论强调了需要一个商定的协议，调整电子泵的最佳操作，以及更严格的评估，在广泛的泵设计的鲁棒性。
2019-04-23 cond-mat.mes-hall
A coherent double-quantum-dot electron pump
研究了由非对称双量子点组成的电子泵在零偏压下受电磁辐射时的输运特性。根据泵浦周期中中间态的能量，电子可以通过顺序隧穿非相干地或通过共隧穿相干地转移通过点。通过系统的直流传输可以由所施加的辐射的频率来控制。我们专注于共振隧穿峰的泵浦电流是有趣的实验观察。
1997-07-30 cond-mat.mes-hall
Non-adiabatic pumping of single electrons affected by magnetic fields
研究了垂直磁场作用下AlGaAs/GaAs异质结构中动态量子点对分立电荷的非绝热抽运。将GHz范围内的振荡电压施加到两个顶栅中的一个，穿过窄导线并限制量子点，导致栅极特性中的量化泵浦电流平台。泵浦单个电子的机制可以追溯到进入和离开点的各种隧穿过程。将该理论推广到多电子情形，可以方便地研究外加磁场中的抽运特性。以这种方式，提取了泵浦偶数或奇数电子之间的性质上不同的行为。
2009-09-15 cond-mat.mes-hall
Binding energy of exciton complexes determined by the tunneling current of single electron transistor under optical pumping
本文从理论上研究了单电子晶体管在光抽运下的隧穿电流。研究发现，光泵浦产生的量子点中的空穴为电子从发射极隧穿到集电极提供了新的通道。因此，电子可以通过额外的通道隧穿量子点，其特征在于激子，trion和双激子状态。激子复合物的结合能可以由库仑振荡隧穿电流来确定。
2005-04-22 cond-mat.mes-hall
Dynamics of a single-atom electron pump
基于孤立杂质原子的单电子泵最近已经在实验上得到证实。在这些装置中，原子的库仑势产生具有大的充电能量和相当大的轨道能级间距的局部电子状态，从而实现稳健的电荷捕获过程。在这些单原子泵中，限制势几乎不受系统周期性驱动的影响。这与经常使用的栅极定义的量子点泵相反，对于栅极定义的量子点泵，强烈的时间依赖性电势导致显著不同的电荷泵浦过程。在这里，我们描述的行为和性能的原子，单参数，电子泵。这是通过考虑一个电子在嵌入硅双栅晶体管的磷原子上的加载、隔离和卸载来完成的。原子泵的最重要的特征是其非常孤立的基态，其可以通过高得多的激发态的快速加载和随后的快速弛豫过程来填充。这导致泵浦精度的显著增加，并且与由于非绝热激发而对量子点泵浦观察到的激发态的不利作用相反。的泵浦性能作为掺杂剂的位置的函数进行了研究，揭示了对预期的原子位置的变化鲁棒的泵浦行为。
2016-07-29 cond-mat.mes-hall
Stabilization of a two-dimensional quantum electron solid in perpendicular magnetic fields
本文研究了垂直磁场对SiGe/Si/SiGe量子阱中二维电子系统的影响，发现磁场能显著降低双阈值电压并提高电子密度，从而稳定量子电子固体。
2025-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dopant-controlled single-electron pumping through a metallic island
我们研究了一种基于全耗尽绝缘体上硅技术的混合金属岛/单掺杂电子泵。中心金属岛和引线之间的电子转移是由通过势垒中的单磷掺杂剂的共振隧穿控制的。势垒上方的顶栅用于控制谐振条件。在门电路上施加射频信号，实现了非绝热量子化电子抽运。一个简单的确定性模型，并通过比较测量与模拟确认。
2016-03-01 cond-mat.mes-hall
Landau Level Single-Electron Pumping
本文首次研究强磁场下指栅-分裂栅单电子泵浦，发现泵浦平台长度随磁场呈Shubnikov-de Haas式振荡，并提出新理论以确定俘获能量、朗道能级展宽和量子寿命等关键参数。
2025-01-02 cond-mat.mes-hall
An electron jet pump: The Venturi effect of a Fermi liquid
在非平衡输运机制下，研究了基于二维电子系统的三端器件。受激电子随冷的费米海散射，并将能量和动量传递给其他电子。类似于水喷射泵的几何形状用于创建用于电子的喷射泵。由于其现象学上的相似性，我们将观察到的行为命名为“电子文丘里效应”。
2011-06-01 cond-mat.mes-hall
The single electron R-pump: first experiment
我们制作并测试了单电子R泵，即一个三结铝电路与芯片上的铬电阻。我们发现，由于电阻的存在（R > h/e^2 = 25.8 kOhm），R泵中电子转移的精度可以接近10^-8的水平。本文报道了用PTB研制的R泵进行的初步实验结果。
2000-01-14 cond-mat.mes-hall
Information-to-energy conversion in an electron pump
我们提出并分析了一种基于单电子泵的麦克斯韦妖的可能实现方案。我们表明，测量的电荷状态的泵和反馈控制的栅极电压导致对偏置电压的电子的净流量，理想情况下，没有工作的系统上完成的栅极控制。在测量中获得的信息将热波动转化为自由能。我们推导出实现这种转换所需的检测器反作用和测量时间的条件。
2011-08-27 cond-mat.mes-hall
Scalable Parallel Single-Electron Pumps in Silicon with Split-Source Control in the Nanoampere Regime
提出一种基于分裂源极电极的可扩展并行单电子泵方法，通过调节源极电压在2.1 GHz下实现超过2 nA的电流，为高精度量子电流标准开辟新路径。
2025-04-24 cond-mat.mes-hall
Non-adiabatic Rectification and Current Reversal in Electron Pumps
通过纳米尺度器件泵浦电子是纳米科学领域的一项引人注目的成就，具有广泛的应用。为了优化泵的性能，必须在高频率下运行泵。我们考虑了快速周期驱动对通过量子点的平均电荷转移的影响。我们表明，它是可以扭转的平均电流扫描驱动频率。与此相关，我们观察到高频平均电流的整流。由于这两种效应都非常强大，正如谐波驱动的分析结果所证实的那样，它们提供了一种控制电子泵的新方法。
2012-01-30 cond-mat.mes-hall
Rectification of displacement currents in an adiabatic electron pump
由量子点的两个独立栅极电压的周期性变化产生的交流位移电流的整流可以导致在频率上线性的直流电压。这种整流位移电流的存在可以解释在最近由Switkes等人[Science 283，1905（1999）]对绝热量子电子泵的测量中观察到的磁场对称性。
2000-12-14 cond-mat.mes-hall
Pump-probe scheme for electron-photon dynamics in hybrid conductor-cavity systems
最近的实验纳米导体耦合到微波腔提出了前景输运研究的电子-光子相互作用的深量子制度。本文提出了一种泵浦-探测方案来研究双量子点-腔系统中单个电子-光子激发的瞬态动力学。泵浦到系统中的激发通过双点处的电荷隧穿而衰减，实时探测。我们调查理论上的短时间的电荷转移统计在点，周期性泵浦，并表明，这使得获得真空拉比振荡以及激发动力学中存在的双点退相和弛豫。
2014-02-06 cond-mat.mes-hall
Gigahertz Single-Electron Pumping Mediated by Parasitic States
在量子精密测量中，半导体单电子泵用于产生精确的电流，最终目标是实现新兴的安培量子标准。基于静电定义的可调谐量子点（QD）的泵迄今为止在结合快速和准确的电荷转移方面表现出最有前途的性能。然而，在超过约1GHz的频率下，精度通常会降低。最近，基于耦合到陷阱状态的QD的混合泵由于更紧密的静电约束而导致传输速率增加。在这里，我们在硅中操作的混合电子泵通过将QD耦合到多个寄生状态而获得，并实现高达几千兆赫兹的鲁棒电流量化。我们表明，电子捕获的保真度取决于寄生状态成为可用于加载的序列，从而在不同的频率依赖的功能，在泵浦电流。
2018-06-27 cond-mat.mes-hall
Effects of interaction on an adiabatic quantum electron pump
研究了绝热量子电子泵中电子间相互作用对电荷泵抽运的影响。抽运是通过屏障系统，屏障的高度发生几何变形。（弱）相互作用的影响引入通过重整化群流的散射矩阵和泵浦电荷示出{ \it总是}接近量子化值在低温或长的长度尺度。泵浦电荷的最大值由势垒的数量设置，并由$Q_{\rm max} = n_b -1$给出。传输和泵浦电荷之间的相关性进行了研究，看看有多少传输被包围的泵浦轮廓。在低温下的泵浦电荷的（整数）值由泵浦轮廓所包围的透射最大值的数量确定。在有限温度下导致泵浦电荷的非量化值的耗散与温度（$Q-Q_{\rm int} \propto T^{2α}$）或与系统尺寸（$Q-Q_{\rm int} \propto L_s^{-2α}$）成幂律比例，其中$α$是相互作用的量度，并且在$T=0 ~(L_s=\infty)$处消失。对于双势垒系统，我们的结果与Luttinger液体中泵浦电荷的量子化一致。
2004-10-01 cond-mat.mes-hall
Correlated two-electron transport: a principle for a novel charge pump
通过考虑一个相关的两个电子输运过程（TET）和使用的Keldysh非平衡格林函数形式主义的图解分析，我们讨论了一种新的电荷泵，载流子泵从一个接触与低化学势的另一个接触与较高的电位。TET过程涉及两个相关的入射电子相互散射和交换能量。该过程可以显著地影响充电电流密度，并且它涉及引线的费米液体的高空态和/或低填充态。
2002-12-06 cond-mat.mes-hall
Non-adiabatic electron charge pumping in coupled semiconductor quantum dots
讨论了在三个耦合量子点的体系中实现非绝热电子抽运的可能性。我们发现，由于非绝热非平衡过程，中间量子点的能级位置发生周期性变化，导致平均隧穿电流出现非零。相同的原理可以用于制造基于非稳态非平衡电流的一类新的半导体电子器件。作为一个例子，我们提出了一个纳米量子发射器与非稳态反能级占领实现电子泵。
2011-12-26 cond-mat.mes-hall
Error detection in a tunable-barrier electron pump
我们测量的平均电子数加载到一个静电定义的量子点（QD）作为一个可调势垒电子泵操作，使用点接触（PC）电荷传感器1微米远离QD。电子数的测量探针的QD加载动态，即使在限制的慢栅电压上升时间，当泵浦电流太小，无法测量。使用模拟，我们表明，与优化的QD-PC耦合，实验可以使单次测量的量子点中的电子数量具有足够高的保真度，以测试的误差率的电子泵与高精度。
2018-09-26 cond-mat.mes-hall
Quantum pumping of electrons by a moving modulated potential
量子泵浦在未来的微米和纳米技术中具有巨大的应用潜力。它的主要特点，无耗散电荷传输，理论上可能通过几种不同的机制。然而，由于没有明确的验证已被实验证明，问题是找到一个可行的机制泵仍然开放。本文研究了具有含时势垒的一维电子波导中的量子泵浦。通过解析和数值求解含时薛定谔方程，分析了利用高度和位置均为谐波变化的势垒对电子的量子抽运.泵浦电荷的线性响应理论分析建模，包括两个贡献。第一，电子从缓慢穿过物质波的电势上散射，其贡献与电势的平移速度无关。第二，多普勒频移散射事件引起的速度依赖的贡献，这是发现在一般情况下是小的相比，第一个。的高度和位置的振荡之间的相对相位被发现是决定在何种程度上的贡献是存在的因素。
2008-01-02 cond-mat.mes-hall
Electronic pumping of heat without charge transfer
提出了在没有净电荷转移的情况下电子介导的热泵送机制。它可以在耦合到外部电势的电荷中性电子系统（例如石墨烯）中实现。在这种泵送循环中的热量流动不会伴随着沿系统的电压积累，这提供了优于传统热电冷却设置的优点。研究了弱无序流体动力学区的热泵效率和热通量大小。在一个原始系统中，即使对于一个无穷小的泵势，热通量仍然是有限的。特别地，对于以速度$c$移动的行波形式的势，泵送是完美的;电子液体的全部热含量以速度$c$平流。对于一般的泵浦循环，热通量由循环几何形状和无序强度决定。
2021-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Thermal-error regime in high-accuracy gigahertz single-electron pumping
基于半导体量子点的单电子泵是新兴的电流量子标准的有希望的候选者。它们可以在纳秒时间尺度内以百万分之一（ppm）的精度传输离散电荷。在这里，我们采用了金属氧化物半导体硅量子点，实验证明高精度千兆赫兹单电子泵浦的制度，其中被困在点的电子数是由在水库铅的热分布。在可追溯到初级电压和电阻标准的测量中，在没有磁场的情况下由\mbox{$1$-GHz}正弦波驱动的量化平台上的平均泵电流等于$ef$的理想值，测量不确定度低至$0.27$ ~ppm。
2017-11-13 cond-mat.mes-hall
Spin-polarized hot electron transport versus spin pumping mediated by local heating
一个“玩具模型”-旨在捕捉基本的物理-提出了共同描述自旋极化热电子输运和自旋泵驱动的局部加热。这两个过程都有助于在激光激发的磁性异质结构中产生自旋电流。该模型用于直接比较两个贡献。自旋极化的热电子电流被建模为一个与自旋相关的激发和弛豫计划的热电子的一代。在衰变时，热电子的多余能量被转移到热化电子浴。升高的电子温度导致电子-磁振子散射过程的速率增加，并产生自旋的局部积累。这个过程被称为局部加热自旋泵。通过（界面）电子输运，有效地将累积的自旋从铁磁系统中驱逐出去。在我们的模型中，注入的自旋电流是占主导地位的贡献所产生的自旋泵，而热电子自旋电流保持相对较小。我们推导出，这种观察是有关的费米温度和居里温度之间的比率，我们展示了其他基本参数发挥作用。
2022-08-30 cond-mat.mes-hall
Robust operation of a GaAs tunable barrier electron pump
我们展示了砷化镓可调势垒单电子泵的稳健运行，工作温度为$1.3$ ~K，泵浦频率为$500$ ~MHz，精度为百万分之一。电流量化的准确性作为多个控制参数的函数进行了研究，并且鲁棒的高原被视为三个控制栅极电压和RF驱动功率的函数。电子捕获被发现是在衰变级联，而不是热加宽制度。在不需要昂贵制冷的高温下观察到稳定的平台是验证可调屏障泵作为实用当前标准的重要一步。
2018-09-28 cond-mat.mes-hall
Floquet scattering in parametric electron pumps
提出了一种参量电子泵的Floquet散射方法，并与Brouwer的绝热散射方法[Phys.Rev.B58，R10135（1998）]进行了比较，该方法适用于两个谐波振荡δ函数势垒的简单散射模型。对于小强度的振荡势，这两种方法给出了完全相同的结果，而对于大强度的振荡势，这两种方法明显偏离彼此。利用由Floquet散射矩阵得到的Wigner延迟时间讨论了绝热理论的正确性。
2002-08-06 cond-mat.mes-hall
Coulomb collisions of hot and cold single electrons in series-coupled silicon single-electron pumps
本研究在硅中制作了两个串联耦合的可调势垒单电子泵，通过注入热单电子使其与冷单电子发生库仑碰撞，观察并验证了由充电效应引起的电子弹出和过剩电流现象，为硅中飞行单电子的量子操控迈出重要一步。
2023-03-30 cond-mat.mes-hall
A two-atom electron pump
单原子晶体管的制造为基于单掺杂剂的电子学铺平了道路。最近，通过耦合两个这样的设备，以电学方式测量单个掺杂剂的光谱。未来纳米电子学的下一步是在两种掺杂剂上操纵单个电子。在这里，我们演示了电子泵通过两个磷捐助者在串联注入硅纳米线。虽然量子化泵浦实现在低频绝热制度，我们观察到显着的功能时，在较高的频率的电荷转移是由不同的隧道速率的限制。量子态之间的过渡建模涉及朗道-齐纳过渡，允许详细再现在非绝热制度中观察到的特征签名。
2012-12-05 cond-mat.mes-hall
An Adiabatic Quantum Electron Pump
本文报道了一种量子抽运机制，它响应于开放量子点中限制势的周期性形变而产生直流电流或电压。在零电流偏置下产生的电压在两个使电势变形的交流电压之间的相位差中是正弦的，并且随着外部参数（例如磁场）的微小变化而在幅度和方向上显示出随机波动。泵送响应的幅度随着变形的频率线性增加。还研究了抽运对变形强度、温度和时间反演对称性破缺的影响。
1999-04-16 cond-mat.mes-hall
Pipeline model of a Fermi-sea electron pump
使用带偏移的两个引线之间的电子泵驱动的本地振荡电压示出，以增加泵电流显着。电子传输的结构表明存在占主导地位的非弹性通道，我们称之为管道。这允许制定一个简单的模型，给出了一个物理帐户的数值结果为一个现实的设备。光谱分析表明，泵电流进行的散射状态的初始能量在费米海深处，而不是在其表面，从而呈现的效果对温度不敏感。我们表明，这是兼容的费米面附近的电流流动的引线。
2000-07-18 cond-mat.mes-hall
Electromotive force and internal resistance of an electron pump
本文提出了电子泵电动势和内阻的散射理论。仅用两个参数表征器件性能需要假设电路内的非相干多重散射和在给定方向上移动的电子之间的完全热化。电动势被证明与驱动频率的数量级（以自然单位表示）。在开放的设置中，电动势增加到储存器之间的电压差以驱动电流，两者都面临着在均匀宽度的闭合电路的情况下不存在的接触电阻。
2003-08-13 cond-mat.mes-hall
Electron pumping in graphene mechanical resonators
石墨烯中高频振动和金属传输的结合使其成为纳米机电设备的独特材料。在这封信中，我们表明，石墨烯为基础的纳米机电设备非常适合电荷泵，由于其传输系数的静电势和机械变形的扰动的敏感性，与潜在的新型小规模设备与有用的应用。
2012-03-02 cond-mat.mes-hall
Hydrodynamic pumping of a quantum Fermi liquid in a semiconductor heterostructure
我们从实验和理论上描述了费米液体中电子-电子相互作用产生的流体动力学泵浦机制。观察到扫过孔径的电子束从该孔径泵浦载流子。实验上，泵浦效应在连接到孔径的引线中感应出电流，或者感应出与从引线提取的载流子相对应的电压信号。不同的几何形状显示的效果，这项工作详细讨论了一个实验几何。理论上，玻尔兹曼方程的解，包括电子-电子碰撞积分，表明注入电子引起的电势在注入电子主流附近的区域变为正。因此，排斥库仑相互作用导致费米液体中的吸引力、泵送力。这里所描述的泵送机制示出的伯努利泵送效应在经典液体中是定性不同的。
2003-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Different quantization mechanisms in single-electron pumps driven by surface acoustic waves
研究了声表面波驱动单电子泵中的声电流。我们发现，在一定的参数范围内，两组不同的量化步骤占主导地位的声电电流与栅电压特性。在某些情况下，两种类型的量化阶跃虽然在不同的电流值下同时出现，就好像它们彼此叠加一样。这可能表明声电电流的两种独立的量子化机制。
2006-11-08 cond-mat.mes-hall
Pumping properties of the hybrid single-electron transistor in dissipative environment
研究了高欧姆环境下普通金属/超导体混合单电子晶体管的抽运特性。两个3微米长的CrOx微带电阻器，其总电阻R= 80千欧姆，被放置在该混合装置附近。在低MHz范围内观察到泵浦的实质性改善和子隙泄漏的减少。在0.1-1GHz的较高频率下，与参考裸器件相比，由于增强的阻尼和电子加热导致的隧穿减慢对泵浦产生负面影响。
2009-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Design and operation of CMOS-compatible electron pumps fabricated with optical lithography
我们报告CMOS兼容的量子化电流源（电子泵）制造的纳米线（NW）上300毫米SOI晶片。与其他基于Al、GaAs或Si的金属或半导体泵不同，制造不依赖于电子束光刻。该结构由纳米线上串联的两个栅极组成，与SOI纳米线工艺的唯一区别在于长（40 nm）的氮化物间隔物。结果，单个硅化岛在栅极之间被隔离，并且由于该岛的小尺寸和电容，在低温下传输由库仑阻塞主导。操作和性能相当于电子束光刻的设备被证明在非绝热泵浦制度，泵浦频率高达300 MHz。我们还确定和模型签名的电荷陷阱影响电荷泵在绝热制度。在接近28FDSOI技术的过程中，量化电流参考的可用性可能会引发这些泵的新应用，并允许将它们与低温CMOS电路共同集成，例如在新兴的量子比特接口领域。
2016-12-30 cond-mat.mes-hall
Coulomb blockade and cotunneling in single electron circuits with on-chip resistors: towards the implementation of R-pump
我们报告了Al单电子结构的研究，该结构配备了R > Rk = h/e^2 = 25.8 kOhm的微型（8 μ m长）片上Cr电阻。通过测量单结结构中的库仑阻塞，我们评估了电阻器每单位长度的自电容，c = 62 aF/um。我们证明了在晶体管样品中的共隧穿电流在库仑阻塞制度服从幂律，$I \propto V^{3+(R/R_k)}$，预测由Odintsov，Bubanja和Schön的晶体管具有纯欧姆电阻引线。提出了带片上电阻的三结单电子泵的概念。我们证明了在现有技术条件下实现电子转移相对精度为10^{-8}的R泵是完全可行的。
1999-12-02 cond-mat.mes-hall
Modeling of a tunable-barrier non-adiabatic electron pump beyond the decay cascade model
推广了量子点退耦阶段由背隧误差控制的可调势垒非绝热电子泵的电荷俘获统计的级联衰减模型。控制准确的陷阱电荷量子化的热机制和动力学机制之间的竞争的能量尺度进行了讨论。提出了一个包含量子点重新布居误差的经验拟合公式，并在一个可精确求解的速率方程模型下进行了检验。
2014-02-04 cond-mat.mes-hall
An improved 2.5 GHz electron pump: single-electron transport through shallow-etched point contacts driven by surface acoustic waves
我们提出了一个2.5 GHz的电子泵的基础上的量子化声电流驱动的表面声波（SAW）通过浅蚀刻点接触的GaAs/AlGaAs异质结的实验研究。在低温下，并与一个额外的反向传播的SAW束，高达n = 20电流平台在I=nef可以解决，其中n是一个整数，电子电荷，和f的SAW频率。在最佳情况下，0.40 nA处第一个平台的精度估计为dI/I = +/- 25 ppm，栅极电压为0.25 mV，这比以前的结果更好。
2003-11-04 cond-mat.mes-hall
Tunnelling current and emission spectrum of a single electron transistor under optical pumping
本文对单电子晶体管在光抽运下的隧穿电流和发射光谱进行了理论研究。计算是在两个能级的Anderson模型中通过Keldysh格林函数方法进行的。发现光抽运产生的量子点中的空穴为电子从发射极到集电极的隧穿提供了新的通道。因此，电子可以通过额外的通道隧穿量子点，其特征在于激子，trion和双激子状态。结果表明，隧穿电流随栅压的变化呈现一系列尖峰，尖峰间距可以用来确定激子结合能和电子-电子库仑排斥能。此外，我们发现，与在量子点中形成的激子复合物中的电子-空穴复合相关联的单光子发射可以通过电学和光学两种方式来控制。
2005-06-01 cond-mat.mes-hall
Full Counting Statistics of a Non-adiabatic Electron Pump
研究了单能级量子点在周期性调制参数下的非绝热电荷泵效应。利用量子主方程方法得到了系统的全计数统计。我们发现一个三项概率分布的电荷转移，这充分描述了反转的泵浦电流通过扫描驱动频率。此外，我们推导出电流和噪声的运动方程，并解决了两个不同的驱动方案的数值。两者都显示出有趣的功能，可以充分分析，由于简单和通用的模型研究。
2015-08-17 cond-mat.mes-hall
A hybrid metal/semiconductor electron pump for quantum metrology
能够以足够的精度提供高于100 pA电流的电子泵很可能成为安培可能的新量子定义的直接验证。此外，它们对于完成量子三角形实验至关重要，该实验测试对将e和h、电子电荷和普朗克常量与电压、电阻和电流联系起来的量子关系的可能修正。我们在这里提出的单岛混合金属/半导体晶体管泵，结合了简单和效率的库仑阻塞的金属与硅开关的卓越性能。在650 MHz和0.5K的鲁棒和简单的泵浦。在1.4mV的电压偏置范围内获得的泵浦电流与计算值的相对偏差为5e-4，完全在测量设置的1.5e-3不确定度范围内。可以执行多电荷泵浦。完全集成在工业CMOS工艺中的简单设计使其成为国家测量机构实现和共享未来量子安培的理想选择。
2013-03-26 cond-mat.mes-hall
Topological Single Electron Pumping Assisted by Majorana Fermions
提出了一种基于马约拉纳费米子拓扑性质的单电子抽运方法。该装置由一个量子点和四个通过收缩结连接的纳米拓扑超导体（TS）组成，附加的涡旋位于TS环中。操作是由在收缩结的栅极电压。利用Bogloliubov-de Gennes方程进行了模拟，成功地证明了开关操作过程中的量子保护。
2013-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonadiabatic Electron Pumping: Maximal Current with Minimal Noise
研究了非绝热交流驱动下开放双量子点系统中泵浦电流的噪声特性。接近双点系统的内部谐振的驱动频率标志着最佳工作点，在该最佳工作点处，泵电流呈现最大值，而其噪声功率具有非常低的最小值。行波近似提供了电流及其噪声功率的解析表达式，并允许优化噪声特性。分析结果进行了比较，从Floquet运输理论的数值结果。
2005-09-22 cond-mat.mes-hall
Towards a quantum representation of the ampere using single electron pumps
电子泵通过对单个电子的受控操作产生宏观电流。尽管在过去的25年里，人们对量子电流标准进行了深入的研究，但事实证明，制造快速准确的量子电子泵是极其困难的。在这里，我们证明了半导体量子点泵的精度可以显着提高通过使用专门设计的栅极驱动波形。我们的泵可以产生高达150 pA的电流，相当于每秒近10亿个电子，实验证明电流精度优于百万分之1.2（ppm），并且基于模型拟合数据的强有力证据表明，真正的精度接近0.01 ppm。这种类型的泵是一个有前途的候选人，进一步发展为实现国际单位制基本单位安培，根据一个固定值的元电荷的安培重新定义。
2012-07-10 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
High-resolution error detection in the capture process of a single-electron pump
半导体量子点中电子的动态俘获是量子化电荷泵的关键步骤。在这项工作中，我们使用量子点接触（QPC）电荷传感器来研究在GaAs异质结中形成的量子点的电子捕获过程中的错误。使用两步测量协议来补偿QPC电流中的$1/f$噪声，并且重复该协议超过$10^{6}$次，我们能够解决具有$10^{-6}$阶概率的误差。对于所研究的样品，单电子捕获受到每百万次循环中$\sim30$中的误差的影响，而双电子捕获进行超过$10^6$次，只有一个误差。对于单电子捕获中的错误，我们检测到未能捕获电子和捕获两个电子。电子计数测量是研究非平衡电荷捕获动力学的有价值的工具，并且是验证半导体电子泵的可编程精度所必需的。
2018-09-26 cond-mat.mes-hall
Microwave stabilization of edge transport and zero-resistance states
边缘通道对磁场作用下二维电子气中的电子输运起着至关重要的作用。通常认为沿边缘的弹道输运仅发生在具有低填充因子的量子区域中。我们表明，微波场可以稳定的边缘轨迹，即使在半经典制度导致纵向电阻消失。这种机制给出了一个明确的物理解释所观察到的零电阻状态。
2009-05-05 cond-mat.mes-hall
A time-dependent approach to electron pumping in open quantum systems
我们提出了一种含时的方法来研究量子泵器件中电子的运动。被占据的单粒子态被实时传播并用于计算局部电子密度和电流。本计算方案的优点在于，需要相同的计算工作来模拟单色、多色和非周期性驱动。此外，初始状态的依赖性和历史的影响，自然占。这种方法也可以嵌入到含时密度泛函理论的框架中，以包括电子-电子相互作用。在周期驱动的特殊情况下，我们将Floquet理论与非平衡格林函数相结合，得到了泵浦电流的非弹性传输概率的一般表达式。后一个结果用于在长时间限制中对我们的传播方案进行基准测试。最后，我们讨论了基于Floquet的计划的局限性，并建议我们的方法作为一种可能的方式来超越它们。
2007-01-12 cond-mat.mes-hall
Non-adiabatic single-electron pump in a dopant-free GaAs/AlGaAs 2DEG
在无掺杂的GaAs二维电子气（2DEG）中，利用非绝热单电子泵实现了量子化电荷泵。无掺杂剂的III-V族平台允许双极器件，例如p-i-n结，其可以与这样的泵组合以形成电驱动的单光子源。我们的泵浦工作频率高达0.95 GHz，并在宽松的实验条件下实现了卓越的性能：零磁场和温度高达5 K的单栅极泵浦，由简单的RF正弦波形驱动。拟合到一个通用的衰减级联模型产生的品质因数值$δ$，比较有利的报告调制掺杂GaAs泵在类似的条件下工作。这里报道的器件已经适用于光电子应用，并且通过进一步改进可以提供一种不需要亚开尔文温度和高磁场的电流标准。
2021-09-16 cond-mat.mes-hall
Nonadiabatic electron heat pump
我们研究了一种基于电子通过空间非对称谐振结构在交流驱动下的能量选择性传输的金属导体吸热机制。这种量子冰箱可以在零净电子电流下工作，因为它通过两个能量对称的非弹性通道用冷电子取代热电子。我们提出了一个特定的异质结的数值结果，并讨论了一般趋势。我们还探讨了条件下，冷却速率可能会接近由量子的冷却功率给出的极限。
2007-09-06 cond-mat.mes-hall
Linear Response Conductance of Metallic Single Electron Pump
本文利用路径积分蒙特卡洛方法计算金属单电子泵的线性响应电导，成功描述了低温下库仑阻塞与量子涨落现象，并与实验电导结果吻合。
2025-03-11 cond-mat.mes-hall
