Graphene-hexagonal boron nitride resonant tunneling diodes as high-frequency oscillators
我们评估了两端石墨烯-hBN-石墨烯共振隧穿二极管作为高频振荡器的潜力，使用自洽量子输运和静电模拟来确定谐振电路中二极管的时间依赖性响应。我们量化了电流振荡的频率和功率如何取决于二极管和电路参数，包括石墨烯电极的掺杂、器件的几何形状、石墨烯晶格的排列和电路阻抗。我们的研究结果表明，频率高达几百GHz的电流振荡应该是可以实现的。
2016-03-22 cond-mat.mes-hall
Electron resonant tunneling through InAs/GaAs quantum dots embedded in a Schottky diode with an AlAs insertion layer
采用分子束外延技术制备了自组装InAs/GaAs量子点肖特基共振隧穿二极管。由于AlAs插入势垒的存在，有效地降低了热电流，在77 K的高温下观察到了电子在正向和反向偏压条件下通过量子点的共振隧穿.量子点的基态位于GaAs基体导带之下~0.19eV处。理论计算与实验数据相符合。
2007-12-06 cond-mat.mes-hall
Evidence For Heavy Hole and Light Hole Current Separation in P-Type Resonant Tunneling Diodes With Prewells
我们研究了空穴通过$AlAs/In_{.10}Ga_{.90}As$共振隧穿二极管的输运，该二极管在发射极中使用$In_xGa_{1-x}As$预阱，其中使用$x=0,.10,$和$.20$。数据显示，随着x的增加，峰值电流和谐振时的偏置增加，同时峰谷比也增加。我们解释这种增强隧穿由于约束（或本地化）的电荷在预阱和形成的直接重（轻）空穴重（轻）空穴传导通道的结果。
2000-05-24 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
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
Tunneling diodes under environmental effects
我们研究了单分子隧穿二极管对热环境影响的鲁棒性。二极管包括三个片段：边界处的两个不同的共轭化学基团，以及其间的饱和部分，破坏共轭。在这种设置中，位于共轭基团上的分子电子能级独立地随着施加的偏压而移动。而在正向极性的共振条件得到满足，提高电导，在相反的方向分子电子状态转移远离彼此，导致在小的隧穿电流。在不存在与热环境（包括例如内部振动、溶剂）的相互作用的情况下，精馏比达到三个数量级。我们引入退相干和非弹性耗散效应唯象，通过使用“电压探针”的方法。我们发现，当$γ_d \lesssim v$，与$γ_d$的电子与环境的相互作用能和$v$的隧道能量通过饱和的链接，二极管仍然是非常有效的，虽然整流比减少了2-4倍的相干限制。为了进一步提高分子二极管的整流比，我们提出了一个精致的设计，涉及四个轨道，在每个共轭部分的一对紧密间隔的状态。
2015-09-10 cond-mat.mes-hall
The Aharonov-Bohm-Casher ring-dot as a flux-tunable resonant tunneling diode
在Aharonov-Bohm磁通的作用下，介观环受到Rashba自旋轨道相互作用，并与相互作用的量子点顺序耦合，构成磁通可调隧道二极管.用非平衡格林函数方法分析电导，发现当2U > πΓ时，在改变Aharonov-Bohm通量时，量子点具有内禀双稳态，U为量子点的充电能，Γ为量子点的有效共振宽度。的双稳态特性进行了讨论，与自旋开关效应和逻辑存储器件的应用。
2008-05-18 cond-mat.mes-hall
Realization of a double barrier resonant tunneling diode for cavity polaritons
本文报道了利用一维腔体的横向图形化实现腔体极化激元的双势垒共振隧穿二极管。尖锐的传输共振时，证明发送到设备上的极化激元流。我们使用一个非共振的光束可以用来作为光闸和控制装置的传输。最后，我们的证据失真的传输配置文件时，去高密度制度，极化激元相互作用的签名。
2013-05-22 cond-mat.mes-hall
Shot-noise characteristics of triple-barrier resonant-tunneling diodes
实验发现，InAlAs-InGaAs-InAlAs三势垒谐振隧穿二极管（TBRTD）的散粒噪声散粒噪声在微分电导为正时减小到2 eI以上，在微分电导为负时增大到2 eI以上。这种行为，虽然定性类似于在双势垒二极管中发现的，但在重要细节上与它不同。在TBRTD中，噪声降低比半经典模型预测的要大得多，并且增强与负微分电导的强度无关。这些结果表明，多势垒异质结构的噪声特性的不完全的理解。
2004-12-22 cond-mat.mes-hall
Spin filter effect at room temperature in GaN/GaMnN ferromagnetic resonant tunneling diode
研究了发射极和量子阱层均为铁磁GaMnN材料的共振隧穿二极管在无外加磁场作用下的自旋电流极化。为此，我们应用自洽的Wigner-Poisson方法，研究了铁磁层中平行和反平行磁化排列的自旋极化效应。计算结果表明，反平行磁化对自旋过滤器的工作更为有利，在低温下产生全自旋电流极化，在室温下产生35%的自旋电流极化.
2013-01-28 cond-mat.mes-hall
Negative differential resistances with back gate-controlled lowest operation windows in graphene double barrier resonant tunneling diodes
本文从理论上研究了基于足够短和宽的石墨烯带的双势垒共振隧穿二极管中无质量和有质量狄拉克费米子的负微分电阻。在旋转赝自旋空间中计算的电流-电压特性表明，在无质量的情况下，NDR特性只在适当的结构参数下出现，并且峰谷电流比可以通过可调带隙指数地提高.值得注意的是，最低的NDR操作窗口几乎是无结构的，并且几乎可以完全由背栅控制，这可能在NDR器件中具有潜在的应用，其中操作窗口作为关键参数。
2013-03-09 cond-mat.mes-hall
Observation of Diode Behavior and Gate Voltage Control of Hybrid Plasmon-Phonon Polaritons in Graphene-Hexagonal Boron Nitride Heterostructures
二维光子材料中的光-物质相互作用使得自由空间辐射可以在亚波长尺度上被限制和控制。最值得注意的是，通过堆叠石墨烯（G）和六方氮化硼（hBN）获得的范德华异质结构可以提供混合双曲等离子体声子-极化激元（HP 3）。在这里，我们提出了一个极化激元二极管效应和低偏压控制的HP 3模式限制在G-hBN。使用宽带红外同步辐射耦合到一个散射型近场光学显微镜，我们发射HP 3波在两个hBN Reststrahlen带和观察的单向传播的HP 3模式在平面异质界面与不同衬底之间的过渡。通过电门控，我们进一步控制HP 3杂化，如扩展的Fano模型所描述的，修改连续石墨烯等离子体和hBN的离散双曲声子极化激元之间的耦合。这是第一次演示的单向控制的极化激元传播，在HP 3模式的反射/透射对称性的突破。因此，G-hBN和相关的双曲超材料纳米结构可以为片上纳米光学通信和计算的新型逻辑器件提供基础。
2017-11-02 cond-mat.mes-hall
Tunneling states in graphene heterostructures consisting of two different graphene superlattices
我们从理论上研究了石墨烯异质结构中的电子输运性质，这种异质结构是由两种不同的石墨烯超晶格组成的，具有一维周期势。结果表明，这种异质结构在禁带中存在一种特殊的隧穿态，在隧穿态能量附近，电子电导大大增强，Fano因子被强烈抑制.最后用布洛赫波展开法给出了产生隧穿态的赝自旋波阻抗匹配条件。
2011-02-24 cond-mat.mes-hall
Photon-Induced Suppression of Interlayer Tunneling in Van Der Waals Heterostructures
以石墨烯/{ \it h}-BN/石墨烯为例，发展了一个在强电磁场驱动下的范德华异质结构的层间隧穿理论.我们的理论预测，强反共振出现在偏置电压值等于光频率的整数倍。发现这些特征源自不同石墨烯层的Floquet边带之间的光子辅助共振隧穿跃迁，并且由于带内和带间隧穿跃迁的相互作用而对双带系统是独特的。我们的研究结果指出，在范德华异质结构中使用强电磁场隧穿局域化的可能性。
2018-12-27 cond-mat.mes-hall
Transport and noise in resonant tunneling diode using self-consistent Green function calculation
发展了一种研究一维纳米器件量子输运的完全自洽非平衡格林函数方法。对不同设计和不同温度下的共振隧穿二极管（RTD）进行了数值计算，得到了合理的电势和电子密度分布，以及传输系数和电流-电压特性。详细讨论了量子阱宽度、势垒厚度和温度对共振行为的影响。它还表明，在所使用的方法的框架内的电流噪声谱密度可以直接计算的相干和顺序隧穿模型。在定性与实验一致，得到的结果突出的作用，电荷相互作用，导致的波动的状态密度在井中，因此在负微分电导区的噪声增强。
2006-05-09 cond-mat.mes-hall
Large Current Modulation and Spin-Dependent Tunneling of Vertical Graphene/MoS$_{2}$ Heterostructures
垂直石墨烯异质结构已经通过使用量子隧穿被引入作为电子器件的替代架构。在这里，我们提出的电流开/关比的垂直石墨烯场效应晶体管的增强，通过使用扶手椅型石墨烯纳米管作为电极。此外，我们报告的石墨烯/二硫化钼异质结的自旋相关的隧穿电流。当夹在石墨烯电极之间的原子级薄的MoS 2层变得具有磁性时，具有不同自旋的狄拉克费米子会感受到隧道势垒的不同高度，从而导致自旋相关的隧道效应。我们的发现将通过提高器件性能和增加基于石墨烯的自旋电子学的可能性来发展目前用于电子器件的石墨烯异质结构。
2013-07-23 cond-mat.mes-hall
ReS2/h-BN/Graphene Heterostructure Based Multifunctional Devices: Tunnelling Diodes, FETs, Logic Gates & Memory
我们研究了一个二维（2D）异质结构组成的几层直接带隙ReS 2，一个薄的h-BN层和单层石墨烯应用于各种电子器件。具有二维（2D）范德华（vdW）异质结构的金属-绝缘体-半导体（MIS）型器件最近被研究为实现模拟和数字电子学中的各种多功能器件应用的重要组件。ReS 2/h-BN/graphene隧道二极管具有理想因子低、电特性与温度无关的光调谐整流特性。这些器件的性能类似于用于逻辑门应用的传统MIS型隧道二极管。此外，类似的垂直异质结构被示出为在具有低阈值电压的场效应晶体管和具有大存储器栅极的存储器器件中操作，以用于未来的多功能器件应用。
2020-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Platinum Disulfide (PtS2) and Silicon Pyramids: Efficient 2D/3D Heterojunctions Tunneling and Breakdown Diodes
由第10族TMDC，即具有本征层状结构的过渡金属二硫属化物构成的pn结还没有大量报道。本研究提出一种以机械剥离为基础的技术来制备PtS 2金字塔型矽pn结，以研究穿隧及击穿二极体。所展示的p-n二极管展现出高整流性能，在零栅极偏压下达到7.2 *10^4的整流比（If/Ir），理想因子为1.5。在不同温度（50 ~ 300 K）下，在击穿电压为-6 ~-1V的低反向偏压区观察到了齐纳隧穿现象，且为负温度系数。相反，对于较大的击穿电压范围（-15至-11 V），击穿电压随着温度的升高（150至300 K）而升高，表明温度系数为正。因此，这种现象归因于雪崩击穿。在可见光（500 nm）照射下，pn结显示出光伏特性，如高响应度（Rph）和光增益（G），分别为11.88 A/W和67.10。在70.32 mW/cm 2的光输入强度下，观察到开路电压（VOC）和短路电流（ISC）的最大值分别为4.5 V和10 uA。本研究结果显示PtS_2/pyramids Si pn结可应用于许多光电子学领域，包括光电池、齐纳隧穿二极管、雪崩击穿二极管和光电探测器。
2021-10-11 cond-mat.mes-hall
Negative terahertz conductivity at vertical carrier injection in a black-Arsenic-Phosphorus-Graphene heterostructure integrated with a light-emitting diode
我们提出并分析了异质结构，包括黑砷磷层（b-As $_{1-x}$ P $_x$ L）和石墨烯层（GL）集成与发光二极管（LED）。集成的b-As $_{1-x}$ P $_x$ L-GL-LED异质结构可以作为太赫兹（THz）激光器的有源部分，使用GL中的带间辐射跃迁。所提出的概念的可行性通过b-As $_{1-x}$ P $_x$ L中相对窄的能隙和与GL的适当能带对准的组合来实现。所讨论的器件的操作与由b-As $_{1-x}$ P $_x$ L中的LED发射的近红外辐射产生电子-空穴对、该层中的光生电子和空穴的冷却以及它们注入GL中相关联。由于b-As $_{1-x}$ PL的最小能隙能隙小于GL中光学声子的能量，因此注入GL可以导致GL中二维电子-空穴等离子体（2D-EHP）的相对弱的加热。在略低于室温的温度下，注入可以冷却2D-EHP。这有利于GL的带间布居数反转，增强其在THz范围内的负动态电导率，以及实现支持新型THz辐射源的光学和等离子体激元模式激光。
2019-01-30 cond-mat.mes-hall
Coherent tunneling and negative differential conductivity in graphene-hBN-graphene heterostructure
我们解决了石墨烯-hBN-石墨烯异质结构中的隧穿电流作为晶体之间的扭曲的函数。扭曲引起石墨烯层之间的跳跃幅度的调制，这提供了满足动量和能量守恒以及激活石墨烯电极之间的相干隧穿所需的额外动量。守恒定律将隧穿限制在波矢位于由两个动量和能量转移的狄拉克锥的交点定义的圆锥曲线上的状态。存在一个临界电压，在该临界电压下，两个量子点的交点为一条直线，并且联合态密度呈现最大值。这反映在隧穿电流的峰值和负微分电导率中。
2014-03-27 cond-mat.mes-hall
Effect of self-consistent electric field on characteristics of graphene p-i-n tunneling transit-time diodes
我们开发了一个器件模型的p-i-n隧穿渡越时间二极管的基础上，单和多个石墨烯层结构在反向偏置电压工作。石墨烯隧穿渡越时间二极管（GTUNNETT）的模型考虑了电子和空穴的带间隧穿产生及其在器件i截面中的弹道输运的特征，以及与传播的电子和空穴的电荷相关联的自洽电场的影响。使用开发的模型，我们计算的直流电流-电压特性和小信号交流频率依赖导纳的GTUNNETT结构参数的函数，特别是，石墨烯层的数量和周围介质的介电常数。结果表明，在一定的频率范围内，导纳实部可以为负。如所揭示的，如果i截面略短于1微米，则该范围对应于太赫兹频率。由于自洽电场的影响，GTUNNETT导纳在其实部为负的范围内的行为对石墨烯层数与介电常数之间的关系相当敏感。结果表明，优化结构的GTUNNETT可用于高效率的太赫兹振荡器。
2012-08-07 cond-mat.mes-hall
Defeating Broken Symmetry with Doping: Symmetric Resonant Tunneling in Noncentrosymetric Heterostructures
极性异质结中的共振隧穿输运与几何贝里相产生的极化场密切相关。在这些结构中，量子限制的结果不仅在一个离散的电子光谱，而且在内置的极化电荷表现出破坏反转对称沿运输方向。因此，电子相对于电流方向经历高度不对称的量子干涉效应。通过采用掺杂来对抗对称性破缺，我们确定性地控制通过GAN/AlN共振隧穿二极管的共振传输，并实验证明了在非中心对称双势垒电位的对称共振隧穿注入的恢复。
2023-03-15 cond-mat.mes-hall
Tunneling Spectroscopy of Graphene-Boron Nitride Heterostructures
我们报告的石墨烯隧道结的制造和测量使用六方氮化硼作为石墨烯和金属栅极之间的隧道势垒。与声子的相互作用和无序的存在改变了进入石墨烯的隧穿行为。我们提取了石墨烯的性质，并观察到多个声子增强的隧穿阈值。最后，在两个设备的测量性能的差异是用来阐明相互对比的先前结果的扫描隧道显微镜在石墨烯。
2011-08-12 cond-mat.mes-hall
Tunneling Devices with Perpendicular Magnetic Anisotropy Electrodes on Atomically Thin van der Waals Heterostructures
报道了范德华异质结隧穿器件中垂直铁磁电极的制备。我们发现MgO/Co/Pt薄膜在六方BN上表现出垂直磁各向异性（PMA），其易磁化轴垂直于衬底。真空退火增强了垂直各向异性。沿垂直方向的易轴持续到室温，Pt层厚度范围从1.5到5 nm。我们采用PMA电极在石墨烯和单层WSe 2上构建隧穿器件，其中在没有强肖特基势垒形成的情况下证明了自旋注入特性和场效应晶体管行为。
2017-10-30 cond-mat.mes-hall
Power and efficiency analysis of a realistic resonant tunneling diode thermoelectric
低维系统的状态密度的尖锐功能已被提出作为一种手段，以提高热电器件的效率。然而，提供可实现的最尖锐的状态密度的量子点系统遭受低功率输出，而体（3-D）热电器件在显示高功率输出的同时提供非常低的效率。在这里，我们分析了使用的共振隧穿二极管结构，结合了最好的两个方面，即，由于限制，有助于提高效率和大量的载流横模，提高总功率输出的有限带宽的态密度失真。我们表明，该设备可以实现高功率输出（$\sim 0.3$ MW $/m^2$）的效率为$\sim 40\%$的卡诺效率，由于这些横向动量态的贡献，在有限的带宽$kT/2$。然后，我们提供了一个详细的分析的物理电荷和热传输的见解寄生电流，降低效率。最后，共振隧穿二极管和具有可比带宽的量子点器件之间的比较揭示了类似的性能需要$\sim 10^{12}/cm^2$的超密集面量子点密度。
2014-07-01 cond-mat.mes-hall
Resonant tunneling and the quasiparticle lifetime in graphene/boron nitride/graphene heterostructures
由于面内动量的准精确守恒，准粒子在两个几乎对齐的石墨烯片之间的隧穿产生共振电流-电压特性。我们声称，在这一制度下，在石墨烯/氮化硼/石墨烯异质结构的垂直运输进行电子-电子相互作用和准粒子的二维电子系统在石墨烯的光谱功能的宝贵信息。我们提出了广泛的微观计算的隧穿光谱，包括准粒子寿命效应和阐明的参数范围（层间偏压，温度，扭曲角，和栅极电压）下，电子-电子相互作用物理出现。
2015-12-29 cond-mat.mes-hall
Coherent tunneling in an AlGaN/AlN/GaN heterojunction captured through an analogy with a MOS contact
由于其宽带隙，III-N材料可以表现出从半导体类到介电类的行为。通过金属/AlGaN/AlN/GAN二极管和MOS接触之间的类比，我们利用这种双重性质，并显示一个直接的路径来捕获氮化物系统的能带图。然后，我们应用透明度计算来描述一个III-N异质结二极管的正向导电制度，并证明它实现了隧道二极管，在其常规肖特基势垒二极管的名称相反。排除了热电子发射，相反，相干电子隧穿方案允许考虑在室温和更高温度下的传输。
2017-05-09 cond-mat.mes-hall
Electrical switching of spin-polarized light-emitting diodes based on a 2D CrI3/hBN/WSe2 heterostructure
本文展示了一种基于单层 WSe2/少层 CrI3 和 hBN 隧穿势垒的原子级厚度自旋发光二极管，通过静电场调控 CrI3 磁化，实现了电致发光圆偏振的高效电学调控和符号反转，为纳米尺度自旋光电器件提供了新平台。
2024-07-09 cond-mat.mes-hall
Intrinsic oscillations of spin current polarization in a paramagnetic resonant tunneling diode
用自洽Wigner-Poisson方法研究了顺磁共振隧穿二极管中自旋和时间相关的电子输运。基于计算的外磁场中的电流-电压特性，我们证明了在恒定偏压下，自旋上和自旋下的电流分量在两种不同的偏置电压下都呈现出太赫兹振荡。我们已经证明，自旋上（下）极化电流的振荡是由两个共振态之间的耦合引起的：一个位于发射区中产生的三角形量子阱中，第二个位于主量子阱中。我们还详细阐述了电流振荡的单电子模型，这证实了用Wigner-Poisson方法得到的结果。自旋电流振荡可以降低基于顺磁共振隧穿结构的自旋滤波器的有效性，并可用于设计能够在稳定偏置和恒定磁场下工作的自旋极化电流太赫兹振荡发生器。
2012-10-10 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent tunneling in semiconductor heterostructures with a magnetic layer
我们提出了一个理论，该理论描述的外观的光致发光（PL）的铁磁-半导体混合异质结构由于自旋相关的隧道的光激发载流子从量子阱到磁性层的圆偏振。该理论成功地解释了由InGaAs基量子阱（QW）和空间分离的Mn $δ$层组成的异质结构的时间分辨PL的实验数据。我们发现，PL的圆极化起源于动态自旋极化的电子由于自旋相关的泄漏从量子阱到Mn施主态分裂的交换场的铁磁Mn δ层。
2015-07-02 cond-mat.mes-hall
Emission and amplification of surface plasmons in resonant - tunneling van der Waals heterostructures
我们预测了石墨烯-绝缘体-石墨烯范德华异质结构中表面等离子体激元放大的一种新机制。放大发生在受激层间电子隧穿伴随着相干等离子体激元的发射。非局域高频隧穿电导率的量子力学计算表明，相对较小的隧穿指数可以通过强共振来补偿，这是由于相邻石墨烯层中具有共线动量的电子态之间的隧穿增强。通过对势垒层的优化选择，非弹性隧穿引起的表面等离子体激元增益可以补偿甚至超过Drude和带间吸收引起的损耗。表面等离子体激元的隧穿发射对石墨烯层的轻微扭曲是鲁棒的，并且可以解释在最近的实验中观察到的来自隧道耦合石墨烯层的电致发光。
2015-09-12 cond-mat.mes-hall
Ultimate sharpness of the tunneling resonance in vertical heterostructures
本研究揭示垂直异质结构中隧穿共振锐度的根本限制因素为接触耦合与能级隧穿劈裂，并指出在特定耦合条件下可实现最大电流，该行为可在石墨烯/六方氮化硼异质结构中观测。
2023-10-11 cond-mat.mes-hall
Theory of resonant tunneling in bilayer-graphene/hexagonal-boron-nitride heterostructures
本文提出了一种计算双层石墨烯之间垂直隧穿电流的理论，该双层石墨烯被一层薄的六方氮化硼绝缘层隔开，忽略了多体效应。结果使用的物理参数，使比较的理论与最近报道的实验结果。所观察到的共振隧穿和负微分电阻的电流-电压特性的静电诱导的带隙，栅极电压调制，带边附近的状态密度，和共振与上子带的条款解释。这些观察结果进行比较，从类似的异质结构与单层石墨烯形成的。
2015-03-02 cond-mat.mes-hall
Field-free Josephson diode effect in a d-wave superconductor heterostructure
本文研究由d波类超导体构成的S|N|S约瑟夫森结，通过打破π旋转对称性在无自旋轨道耦合条件下实现可调的无场约瑟夫森二极管效应，并提出该效应可作为非常规超导配对的探测手段。
2024-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Broken Symmetry Effects due to Polarization on Resonant Tunneling Transport in Double-Barrier Nitride Heterostructures
采用实验和理论相结合的方法，系统地研究了极性双势垒异质结构中的共振隧穿输运现象。在实验方面，GaN/AlN RTD的MBE生长。原位电子衍射被用来监测并入每个隧穿势垒的单层的数量。使用这种精确的外延控制在单层水平，我们证明了指数调制的共振隧穿电流作为势垒厚度的函数。峰值电压和特征阈值偏置都表现出对势垒厚度的依赖性，作为极性异质结构中存在的强电场的结果。为了进一步深入了解非对称隧穿注入，我们提出了一个极性异质结隧穿输运的解析理论。给出了考虑相干隧穿过程和有序隧穿过程贡献的共振隧穿电流的一般表达式。在将此理论应用于GaN/AlN RTD的情况下，其实验电流-电压特性在两个偏置极性上再现，隧穿电流跨越几个数量级。这种协议使我们能够阐明的作用所发挥的内部极化场的隧穿电流的大小和扩大的共振线的形状。在反向偏置下，我们确定了新的隧穿功能，源自高度衰减的共振隧穿现象，这是完全捕获我们的模型。我们的分析模型，提供了一个简单的表达式，揭示了极性RTD的设计参数和它的电流-电压特性之间的联系。这种新的理论铺平了道路极性共振隧穿器件的设计表现出高效的谐振电流注入和增强的隧穿动力学，在各种实际应用中所需的。
2023-03-15 cond-mat.mes-hall
Unusual Tunneling Characteristics of Double-quantum-well Heterostructures
我们报道了双In $_{0.53}$ Ga $_{0.47}$ As量子阱结构中的隧穿现象，这与传统的二维系统之间的隧穿的平行动量守恒图不一致。我们发现，隧穿电流主要取决于一个阱中的发射极和态之间的相关性，而不是由两个阱中的发射极和态之间的相关性决定。在主共振之前，首先观察到清晰的磁场依赖特征，对应于进入发射极附近阱的朗道能级的隧穿通道。这些事实提供了二维系统违反面内动量守恒的证据。
2004-07-15 cond-mat.mes-hall
Theory of digital magneto resistance in ferromagnetic resonant tunneling diodes
我们提出了一个由两个串联的共振隧穿二极管组成的铁磁自旋电子系统。一个二极管是双金属的，而另一个包括铁磁发射极和量子阱。使用自洽相干输运模型，我们表明，铁磁二极管的电流-电压特性可以强烈调制通过改变发射极和量子阱中的磁化的相对取向，分别。通过相对磁化角的连续变化，总电阻呈现离散跳变，实现数字磁阻。发射极的费米能级和相对磁化取向之间的相互作用允许在低电压下将铁磁二极管的电流电压特性从欧姆调整到负微分电阻状态。
2006-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
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
Simulation of Optimum values of device parameters to attain Peak to Valley current Ratio (PVCR) in Resonant tunneling diodes (RTD)
根据RTD的有效质量和势垒高度，提出了实现最高PVCR的最佳阱宽、势垒宽度和间隔层宽度的关系。最佳的间隔层被发现是与相应的有限量子阱的束缚态的de-Broglie波长的一半。提出的最佳参数的关系可以用来设计RTD的基础上，任何两个适当的材料，以获得最高的PVCR。研究了掺杂浓度对PVCR和峰值电流的影响。作为案例研究，我们考虑了GaAs/Ga 0.7Al 0.3As和GAN/Ga 0.7Al 0.3N RTD。使用基于传输矩阵方法的隧穿系数获得的电流密度考虑到由于材料中的介电常数的变化而引起的阱和势垒区中的电场的变化。
2020-05-07 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent resonant tunneling in ZnSe/ZnMnSe heterostructures
利用转移矩阵方法和有效质量近似，研究了在电场和磁场共同作用下，ZnSe/ZnMnSe/ZnSe/ZnMnSe/ZnSe结构中共振态对自旋输运的影响.数值计算结果表明，ZnMnSe层作为自旋滤波器，对电流有抑制作用.中心ZnSe层的厚度的变化移动的共振能级，并表现出在自旋电流密度的振荡行为。它还表明，在几何不对称的异质结构，其中两个ZnMnSe层具有不同的Mn浓度的隧穿电流的自旋极化，强烈地依赖于厚度和所施加的偏压。
2005-09-02 cond-mat.mes-hall
A multiband envelope function model for quantum transport in a tunneling diode
我们提出了一个简单的模型电子输运在半导体器件，表现出之间的导带和价带隧穿。该模型是在通常的布洛赫-瓦尼尔形式主义由k-展开，并制定了一组耦合方程的电子包络函数。它与文献中存在的其他模型的连接进行了讨论。作为一个应用，我们考虑的情况下，谐振带间调谐二极管，证明了该模型的能力，以重现预期的行为的电流作为一个功能的应用电压
2006-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strongly enhanced tunneling at total charge neutrality in double bilayer graphene-WSe$_2$ heterostructures
我们报告的实验观察到强烈增强的石墨烯双层之间的隧穿通过WSe $_2$障碍时，石墨烯双层填充相反极性和相同密度的载流子。随着温度的降低，增强的隧穿强度急剧增加，并且隧穿电流在1.5 K时表现出垂直开始作为层间电压的函数。在整体中性强烈增强隧穿显着偏离单粒子模型计算，否则匹配测得的隧穿电流-电压特性以及，并建议出现一个多体状态与凝聚的双层间激子时，电子和空穴的密度相等填充的两层。
2018-04-13 cond-mat.mes-hall
Nonlinear optical conductance from photon-assisted tunneling in a nanoantenna-coupled tunnel diode
超快光子辅助隧穿显示，导致大的非线性动态电流，可用于产生直流整流电流，以及从超表面耦合隧道二极管的高阶谐波响应。这种人工非线性介质可以在各种相容的抑制氧化物的纵向光学声子模式周围的红外中具有定制的共振，从而导致金属氧化物半导体隧道二极管中增强的电场限制。这为非线性现象的研究和设计提供了一条新的途径，将非线性敏感度的概念扩展到非线性电导和这些器件中的动态电流。
2019-11-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Scanning Tunneling Microscope Operating as a Spin-diode
我们从理论上研究了由一个铁磁扫描隧道显微镜（STM）针尖耦合到一个吸附原子（adatom）的系统中的自旋极化输运。电子可以直接从尖端隧穿到表面或通过吸附原子隧穿。由于针尖是铁磁性的，而主体表面（金属或半导体）是非磁性的，当吸附原子处于单占据状态时，我们得到了自旋二极管效应。当针尖靠近吸附原子时，这种效应导致直流偏压（V > 0）下的非极化电流和反向偏压（V < 0）下的极化电流。在非平衡Keldysh技术中，我们分析了针尖的横向位移和吸附原子内库仑相互作用对自旋二极管效应的影响。当针尖远离吸附原子时，自旋二极管效应消失，电流在V > 0和V < 0时都变得极化。我们还发现了吸附原子中上下自旋布居数的不平衡，这可以通过针尖位置和偏压来调节。最后，由于表面上的吸附物的存在下，我们观察到自旋分辨Friedel振荡的电流，这反映了振荡的子系统表面+吸附原子的计算LDOS。
2011-06-21 cond-mat.mes-hall
Tunneling spin current and spin diode behavior in bilayer system
研究了自旋轨道耦合双层系统中的相干隧穿自旋流。基于类连续性方程，我们讨论了隧穿电流的定义，并表明不同层的波函数之间的重叠有助于隧穿电流。我们研究了在掺杂杂质的情况下，隧穿自旋电流对面内电场的线性响应。当各层杂质势强度不同时，隧穿自旋电导随栅电压的变化呈现不对称性。
2008-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Curie temperature bistability in ferromagnetic semiconductor resonant tunneling diodes
我们预测了具有稀释铁磁半导体量子阱的双势垒共振隧穿结构的居里温度-电压特性的双稳态。我们的结论是基于静电学和弹道量子输运的模拟结合平均场论描述的铁磁性在稀磁半导体。
2005-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Experimental realization of single electron tunneling diode based on vertical graphene two-barrier junction
通常，石墨烯在其水平方向上用于设计新概念器件。在这里，我们报告了一个单电子隧穿二极管的基础上量子隧穿通过垂直石墨烯双势垒结。通过将扫描隧道显微镜（STM）尖端定位在沉积在石墨表面上的石墨烯纳米颗粒上方来形成结。由于双势垒结的不对称性，电子可以从针尖单向转移到石墨烯纳米管，但不能从石墨烯单向转移到针尖。这一结果为在垂直方向上设计新型石墨烯晶体管提供了有趣的机会。
2012-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically controlled emission from singlet and triplet exciton species in atomically thin light emitting diodes
激子是复合玻色子，可以具有自旋单重态和三重态。在通常的半导体中，如果没有额外的自旋翻转机制，三重态激子是效率极低的光发射体。过渡金属二硫属化物（TMD）具有大的自旋-轨道耦合，由于其将圆偏振光耦合到具有选择性谷和自旋$^{1-4}$的激子，因此对于谷电子应用特别感兴趣。在原子级薄的MoSe $_2$ /WSe $_2$ TMD范德华（vdW）异质结构中，vdW层的独特原子配准向层间激子$^{5,6}$提供准角动量，使得能够从否则暗的自旋三重态激子发射。在这里，我们报告电可调自旋单重态和三重态激子发射原子排列的TMD异质结构。我们确认自旋配置的发光激子采用磁场测量有效激子g因子。层间隧穿电流通过TMD vdW异质结构，使单重态和三重态激子发射的电产生在这个原子薄的PN结。我们证明了电荷注入产生的单重态和三重态激子之间的电调谐性。因此，原子薄的TMD异质结构发光二极管使得光电子器件能够通过控制原子堆叠登记来独立地配置自旋和谷量子态。
2020-12-07 cond-mat.mes-hall
Bias voltage controlled magnetization switch in ferromagnetic semiconductor resonant tunneling diodes
我们预测，居里温度的铁磁共振隧穿二极管会突然下降，约2倍，当下游的化学势低于量子阱共振能量。这个属性如下从基本量子输运理论的概念结合了平均场描述的稀磁半导体铁磁性。我们说明了这种效果，通过求解耦合非平衡格林函数，磁平均场，和静电泊松方程自洽预测的偏置电压和温度依赖的模型系统的磁化强度。
2004-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of current hysteresis on the spin polarization of current in a paramagnetic resonant tunneling diode
研究了基于Zn $_{1-x}$ Mn $_x$ Se/ZnBeSe异质结的顺磁共振隧穿二极管（RTD）中自旋相关的量子输运.本文采用Wigner-Poisson方法，假定两电流模型，计算了外磁场中自旋上升和自旋下降电子流的电流-电压特性、势能分布和电子密度分布。我们发现，-对于两个自旋极化电流-两种类型的电流滞后出现在电流-电压特性。第一类型的电流滞后发生在低于谐振电流峰值的偏置电压处，并且是由量子阱层中的电子的积累引起的。第二种类型的电流滞后出现在偏置电压以上的谐振电流峰值，是由在左接触区域中的准束缚态的创建和通过这个准束缚态的谐振隧穿引起的。这两种类型的电流滞后的物理解释进一步支持的分析计算的自洽电位分布和电子密度分布。基于这些结果，我们证明了在一定的偏置电压和磁场范围内，电流的自旋极化呈现出几乎完全自旋极化的平台行为。这一性质在自旋电子学中有很好的应用前景。
2011-03-02 cond-mat.mes-hall
A Simple View on Large-Signal Resonant-Tunneling-Diode Dynamics
本文提出一个基于相空间动力学轨迹的模型，用于精确描述大信号谐振隧穿二极管动力学，并证明其导纳可用通用构型但参数不同的简单RLRC等效电路表示。
2024-05-27 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Tunneling conductance of a metal-semiconductor heterostructure with Rashba effect
本文从理论上研究了具有Rashba自旋轨道耦合的金属-半导体混合结构的面内隧穿谱。我们发现电导谱中两个不同特征之间的能量间隔可以用来测量半导体的Rashba能量。我们还考虑了改变界面处自旋守恒和自旋翻转散射的概率对整体电导的影响。令人惊讶的是，在某些条件下，界面散射概率的增加实际上可以导致电导增加。特别地，在隧穿机制中，自旋翻转散射概率的增加增强了电导。研究还发现，界面散射对金属电导的自旋极化有很大影响，而对半导体电导的自旋极化影响不大。
2008-05-28 cond-mat.mes-hall
Tunneling spectroscopy of localized states of $\mathrm{WS}_2$ barriers in vertical van der Waals heterostructures
在过渡金属二硫属化物中，已发现缺陷起重要作用，影响掺杂、自旋谷弛豫动力学，并有助于自旋轨道耦合的邻近效应。在这里，我们研究了$\mathrm{WS}_2$中的局域态以及它们如何影响h-BN/石墨烯/ $\mathrm{WS}_2$ /金属的范德华异质结构的隧穿。所获得的电导图作为偏置和栅极电压的函数，揭示了单电子晶体管的行为（库仑阻塞）与丰富的一组传输功能，包括激发态和负微分电阻制度。施加垂直磁场，我们观察到的量子能级的能量和信息的本地化状态的轨道磁矩提取的移动。
2019-06-25 cond-mat.mes-hall
