Cooling mechanisms in molecular conduction junctions
虽然载流欧姆导体的加热是这种系统中传导的扩散性质的明显结果，但最近在一些分子传导结中报道了电流诱导冷却。在本文中，我们证明了简单的模型下施加偏压冷却分子结的可能性，并讨论了这种效果的几种机制。我们的模型的特征是单电子在电极之间隧穿，电极由自由电子库表示，通过一个以电子能级、核振动及其结构为特征的系统。我们认为冷却mechasims导致从（a）冷却的一个电极表面的隧穿诱导耗尽的高能电子;（b）冷却的相干亚共振电子输运类似于原子激光诱导冷却和（c）的非相干模拟过程（b）-冷却驱动激活运输。在前两种情况下使用的结输运的非平衡格林函数制定，而主方程的方法应用在第三个分析。
2009-05-17 cond-mat.mes-hall
Controlling charge transport mechanisms in molecular junctions: Distilling thermally-induced hopping from coherent-resonant conduction
在两种不同的机制下，分子结的电导可能强烈地依赖于温度，而弱地依赖于分子长度：相位相干共振传导，电荷通过离域分子轨道进行，和非相干热辅助多步跳跃。而在相干传导的情况下，温度依赖性来自于金属电极中费米分布的加宽，在后一种情况下，它对应于结上的电子振动相互作用效应。与蒸馏的热激活的跳跃组件的目的，从而暴露内在的电子振动相互作用的结的现象，我们建议的分子结的设计与“间隔”，扩展锚定基团的作用，以过滤出相位相干的共振电子。具体来说，我们研究了固定间隙和可变间隙的结，包括隧道块的电导，在边界处的间隔。使用数值模拟和分析的考虑，我们表明，在我们的设计，谐振传导被抑制。因此，电导由两种（而不是三种）机制主导：超交换（深隧穿）和多步热诱导跳跃。我们进一步分析了以A：T块作为隧道势垒的DNA连接。在这里，我们表明，电导是不敏感的G：C碱基对的数量在边界处。这表明，在这样的序列中揭示的隧道跳跃交叉真正对应于A：T势垒的属性。
2017-01-31 cond-mat.mes-hall
Hopping conduction in strongly insulating states of a diffusive bent quantum Hall junction
在整数填充因子的弯曲量子霍尔结的输运研究表明，在较高的领域强绝缘状态。在本文中，我们分析了作为温度T和直流偏置V的函数的强绝缘行为，为了分类的本地化机制负责的绝缘状态。温度依赖性表明，从激活的最近邻跳跃在较高的T到可变范围的跳跃传导在较低的T的交叉。的基础温度电场的依赖性是一致的一维可变范围跳跃传导。我们观察到几乎相同的行为在填充因子1和2，并讨论如何弯曲量子霍尔结电导似乎是独立的体自旋状态。比较了包含或忽略相互作用的一维变程跳跃的各种模型，它们都与无序耦合反向传播量子霍尔边的基本模型一致.
2008-07-15 cond-mat.mes-hall
Site-dependent conduction channel transmission in atomic-scale superconducting junctions
利用扫描隧道显微镜，我们再现性地获得了超导体-超导体原子点接触的电导谱，这些点接触形成在衬底的不同原子位置上。通过分析多次Andreev反射引起的次谐波特征，得到了传导通道数及其透射概率的空间分布。结果发现，通道的数量和传输概率强烈地依赖于一个原子的网站，在那里形成的接触。我们还揭示了如何从隧道到接触制度的导电通道和他们的传输概率演变。约瑟夫森电流也表现出原子位置依赖性，这是解释的位置相关的传输概率。我们的研究结果表明，在最终限制导体的导电通道中的原子几何形状的实验第一次至关重要的作用。
2015-06-18 cond-mat.mes-hall
Photon-Assisted Tunneling through Molecular Conduction Junctions with Graphene Electrodes
石墨烯电极为分子传导纳米结中的金属接触提供了合适的替代方案。在这里，我们建议使用石墨烯电极作为有效的光子辅助隧道通过分子传导纳米结的平台。我们预测在频率为$ω$的外部电磁场的作用下，与石墨烯无带隙光谱的修改相关的边带能量$\sim n\hbarω$（$n$是整数）处评估的急剧增加的电流。使用掺杂的石墨烯电极的一个侧面益处是与石墨烯电极或分子桥中发生的过程相关的光电流的偏振控制。后一个过程伴随着石墨烯片中的表面等离子体激元激发，这使得它们更有效。我们的研究结果说明了石墨烯接触在分子电子学中相干控制光电流的潜力，支持单分子器件的可能性。
2013-09-13 cond-mat.mes-hall
Simultaneous measurements of electronic conduction and Raman response in molecular junctions
通过单个分子的电子传导受到分子电子结构以及其他极难评估的信息的影响，例如键合几何形状和化学环境。由于缺乏独立的诊断技术，长期以来一直阻碍着单分子电导研究。我们报告的电导和拉曼光谱的纳米结用于单分子电子实验的同时测量。闪烁和光谱扩散的拉曼响应的对巯基苯胺和氟化oligophenylyne乙炔相关的时间与电子电导的变化。时域有限差分计算证实，这些相关性不导致从电导修改拉曼增强。因此，这些观察结果强烈暗示，在这些可批量生产的纳米结构中，单个分子的多模态传感是可能的。
2008-01-29 cond-mat.mes-hall
On the widths of Stokes lines in Raman scattering from molecules adsorbed at metal surfaces and in molecular conduction junctions
在一个通用的模型中，我们分析了表面增强拉曼散射（SERS）的斯托克斯线宽嵌入分子作为桥梁在分子结。我们确定了四个主要贡献的非共振斯托克斯信号，并表明，在零电压偏置（也属于标准的SERS实验的情况）和低偏置结只有一个这些贡献是明显的。该分量的线宽由分子振动弛豫速率确定，当相关分子电子能量远离金属费米能时，分子振动弛豫速率由与基本玻色子热环境的相互作用主导。当分子电子能级接近金属费米能级时，它增加，从而由于分子中的电子-空穴（eh）激发而打开额外的振动弛豫通道。拉曼信号的其他贡献，相当宽的线宽，可以成为重要的在较大的结偏置。
2016-03-26 cond-mat.mes-hall
Nonlinear charge transport in redox molecular junctions: a Marcus perspective
氧化还原分子结是涉及分子桥的多于一种氧化态的分子传导结。这种性质来自于分子瞬时定位传输电子的能力，这意味着相对较弱的分子-引线耦合，并且在许多情况下，电子转移的马库斯理论的有效性。在这里，我们研究的影响，这种连接的非线性传输特性的这种属性。我们得到了一个解析解的积分方程，描述分子传导的马库斯动力学制度，并使用它在不同的物理限制来预测金属-分子-金属结的非线性传输的一些重要功能。特别是，传导，整流和负微分电阻可以在与过量分子电荷的不同局部化性质相关的两个不同传导通道之间的相互作用的不同制度中获得，而无需关于分子桥的电子结构的特定假设。预测的行为显示在实验中通常观察到的温度依赖性。所提出的模型的有效性和方法来测试其预测和实施隐含的控制策略进行了讨论
2013-06-20 cond-mat.mes-hall
Irreversibility and hysteresis in redox molecular conduction junctions
在这项工作中，我们提出并讨论了氧化还原分子结的理论模型，占最近观察到的非线性电荷传输现象，如滞后和滞后负微分电阻（NDR）。此类模型的一个定义特征是涉及至少两个传导通道--一个决定桥的电荷状态之间转变的慢通道和一个主导其传导的快通道。使用马库斯理论的异质电子转移（ET）在金属分子界面，我们确定和描述不同的制度的非线性传导通过氧化还原分子桥，其中转移电荷可以高度本地化周围的氧化还原部分。这种定位及其通过周围介质的极化和/或构象变化的稳定化可以导致电流响应动力学与电压扫描的时间尺度的解耦（即，电流不动态地跟随电压），因此导致该响应中的记忆（热力学不可逆性）的出现，其通过电流-电压循环中的滞后来表现。在标准伏安法中，这种不可逆性导致电流峰值沿着正向和反向电压扫描的相对移位。指出了这些现象的共同根源，并给出了阈值电压扫描速率的表达式。此外，该理论被扩展到（a）分析不同的方式，通过这种现象表现在单扫描周期和系综平均这样的周期，和（b）检查量子效应在快速传输通道。
2013-06-20 cond-mat.mes-hall
Single-atom control of the optoelectronic response in sub-nanometric cavities
通过从头算含时密度泛函理论计算进行了一个原型的混合等离子体装置（两个金属纳米颗粒桥接的一个原子结），我们证明了强烈的相互作用之间的光诱导激发局域表面等离子体和电子输运通过单原子。这种相互作用对结的原子轨道非常敏感。因此，我们展示了仅通过改变器件中的单个原子就可以实现双重调谐（等离子体响应和光生电流）的可能性。
2019-03-20 cond-mat.mes-hall physics.atm-clus physics.optics
Infrared detector based on conduction band intersubband transitions in a heterojunction between two quantum wires
本文研究了基于半导体量子线结导带子带间跃迁的红外探测器的可行性。我们表明，通过改变导线的半径，它是可能的工程师的能带结构的结，这将有利于创建和检测光电流。所提出的概念还允许基于具有不同半径的线阵列的宽带检测。
2005-08-05 cond-mat.mes-hall
Electrical transport through single-molecule junctions: from molecular orbitals to conduction channels
我们提出了一个原子理论的电子传输通过单个有机分子，再现了在最近的实验中观察到的电流-电压特性的重要功能。我们跟踪这些功能的起源在分子的电子结构和它们的本地原子环境。我们演示了传导通道如何从分子轨道中产生，并阐明了各个轨道的特定属性决定了它们对电流的贡献。
2001-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pseudo-diffusive conduction at the Dirac point of a normal-superconductor junction in graphene
已知连接两个正常金属触点的石墨烯弹道带（宽度W>>长度L）在电荷中性的狄拉克点处具有4 e ^{2}/pi h的最小电导率。我们计算如果两个接触中的一个变成超导体会发生什么。当在正常超导体（NS）界面处的Andreev反射增加远离狄拉克点的弹道电导时，我们发现最小电导率保持不变。这被解释为狄拉克点处伪扩散传导的表现。作为对弹道系统结果的推广，我们给出了石墨烯中任意无序正常超导结的电导GNS与两个接触都处于正常状态时电导值G N之间的关系。
2006-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Special electronic structures and quantum conduction of B/P co-doping carbon nanotubes under electric field using the first principle
采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理方法研究了硼（B）/磷（P）掺杂的单壁碳纳米管（B-PSWNTs）。计算了Mayer键级、能带结构、电子密度和态密度。结果表明，B-PSWNTs具有不同于BN纳米管的特殊能带结构，硼磷共掺杂打破了B-PSWNTs的对称结构，使金属碳纳米管转变为半导体。详细研究了B-PSWNTs中的成键形式。此外，还计算了B-PSWNT异质结的Mulliken电荷布居和量子电导，研究了B-PSWNT异质结的量子输运特性。发现这种异质结中pn结的位置随外加电场的增大而改变，表现出二极管的特性。
2011-08-12 cond-mat.mes-hall
Quantum Transport With Two Interacting Conduction Channels
的传导结模型，其特征在于两个相互耦合的通道，强烈不同的耦合到引线的传输特性进行了研究。这种类型的模型描述了分子氧化还原结（其中弱耦合到引线的水平控制分子电荷，而强耦合的水平控制分子传导），以及电子计数设备，其中点接触中的电流对附近量子点的充电状态敏感。在这里，我们考虑的情况下，在强耦合通道中的传输必须描述量子力学（覆盖顺序隧穿和共隧穿之间的全部范围），而通过弱耦合通道的传导是一个顺序的过程，可以通过一个简单的主方程来描述。我们比较了一个完整的量子计算的结果的基础上的赝粒子非平衡格林函数方法从一个近似的混合量子经典计算，其中通道之间的相关性被考虑到通过平均速率或平均能量。我们发现，对于稳态电流，基于平均速率的近似在大多数电压制度下都能很好地工作，只有在充电的阈值处才有明显的偏离全量子结果。这些偏差是重要的准确描述的负微分导电行为，往往在这个阈值附近的氧化还原分子结的特点。
2013-06-20 cond-mat.mes-hall
Electronic Conduction Through Monolayer Amorphous Carbon Nano-Junctions
在分子电子传导中，奇异的晶格形态往往会引起奇异的行为。在2D系统中，石墨烯是一个值得注意的例子。最近，合成了一种稳定的无定形石墨烯，称为单层无定形碳（MAC）。MAC提出了一系列关于障碍对传导的影响的新问题。在这封信中，我们通过MAC纳米碎片进行相干电子传输的整体级计算分析，以寻找定义特征。我们的分析，依赖于半经验哈密顿（Pariser-Parr-Pople）和Landauer理论，表明在MAC中的费米能（$E_F$）附近的状态继承了石墨烯纳米碎片中类似表面态的部分特征。远离$E_F$，电流由一组离域态携带，这些离域态在能带边缘过渡到绝缘内部态的子集。最后，我们还发现前线轨道之间的量子干涉是MAC纳米碎片的一个共同特征。
2021-12-10 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Ferroelectric Domain Patterning Controlled Schottky Junction State in Monolayer MoS$_2$
我们利用扫描探针控制的铁电顶层的畴图案化诱导单层MOS $_2$的导电特性之间的晶体管和结态的非易失性调制。在畴壁的存在下，MoS $_2$表现出整流的I-V，这是很好地描述了的电子发射模型。感应肖特基势垒高度在0.38 ~ 0.57 eV范围内变化，可通过SiO $_2$全局背栅进行调节，而调节范围敏感地依赖于导带尾陷阱态。我们的工作指出了一条新的路线，以实现范德华材料的可编程功能，并揭示了这些混合系统中的关键性能限制因素。
2017-06-01 cond-mat.mes-hall
Reconciling perturbative approaches in phonon assisted transport junctions
我们提出了一致的结果，分子导电使用两个中心互补的方法：非平衡格林函数技术和量子主方程方法。我们的模型描述了电子在施主-受主结中的传导，其中电子转移耦合到核运动，由谐波振动模式建模。这种初级模式进一步耦合到次级声子模式，即热浴。假设弱的电子-声子耦合，但任意大的分子-金属杂化，我们计算几个非平衡输运量：平均声子数的主模式，电荷电流统计。我们进一步提出的标度关系的累积量有效的大电压制度。我们的分析表明，非平衡格林函数技术和量子主方程方法可以制定出一致的，考虑到相应的散射过程。
2015-12-06 cond-mat.mes-hall
Cooperative effects in inelastic tunneling
近年来，人们对分子导电中分子间效应的几个方面进行了研究。这些实验和理论研究，在几个设置的分子传导结，集中在电流-电压特性，通常是由这种结的弹性传输特性为主。在本文中，我们解决合作分子间的非弹性隧穿信号计算简单的通用模型，这样的系统。我们发现，即使直接分子间相互作用可以忽略不计，非弹性光谱中的峰高可能会受到这种合作效应的影响。这一发现表明，将实验结果与单分子结的计算结果进行比较时应该小心。
2013-06-20 cond-mat.mes-hall
Thermal rectification in carbon nanotube intramolecular junctions: Molecular dynamics calculations
用分子动力学方法研究了（n，0）/（2n，0）分子内结中的热传导。研究发现，热传导是不对称的，即热传输优选地在一个方向上。这种现象也称为热整流。整流对连接部分的详细结构依赖性较弱，但对温度梯度依赖性较强。我们还研究了管半径和分子内结长度对整流的影响。我们的研究表明，拉应力可以增加矫正。解释了整流的物理机制。
2007-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Molecular transport junctions: Current from electronic excitations in the leads
使用一个包含两个能级桥的模型连接自由电子库，我们表明，耦合的分子桥的电子-空穴激发的引线可以显着影响通过分子junctions.In某些情况下，例如，表现出强电荷转移跃迁的分子的源漏电流，从电子-空穴激发的贡献可以超过Landauer弹性电流和主导所观察到的导电。
2005-11-17 cond-mat.mes-hall
Cooperative effects in molecular conduction
目前关于分子间相互作用对分子导电性影响的实验研究和理论研究似乎是相互矛盾的。特别是，一些实验结果，例如，界面束缚电子的二维自由粒子特征的观察表明了强的分子间相互作用，而其它观察表明了传导性质的附加特征。在本文中，我们使用一个通用的紧束缚模型与物理动机的参数选择，以研究这个问题。该模型包括直接的分子间相互作用，以及通过金属相互作用，可以精确地解决产生光谱特性（表面态密度）和传输特性（传输系数和电流-电压行为）的单分子结，分子岛和分子层。我们发现线性缩放的导电性能与导电分子的数量在结的特征在于分子层时，探针（STM尖端）地址不同数量的分子，然而，每个分子的传导可以显着不同的孤立的单个分子。当一个连接涉及不同大小的有限分子岛时，线性缩放仅在超过某个分子岛大小（几十个分子的数量级）的情况下发生。目前观察到的线性标度行为的影响进行了讨论。
2007-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graph-Based Kirchhoff Modeling of Non-Ohmic Electron Transport in Self-Assembled Nanonecklace Networks
University of Nebraska--Lincoln（内布拉斯加大学林肯分校）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）
研究自组装纳米项链网络中非欧姆电子传输机制，用基于图的基尔霍夫框架建模，可独立改变相关参数，再现非欧姆响应，揭示行为根源，为工程集体传输提供设计工具。
2026-11-03 cond-mat.mes-hall cs.CE physics.comp-ph
Mechanical control of vibrational states in single-molecule junctions
我们报告的非弹性电子隧穿光谱测量进行了单分子纳入一个机械可控的Au和Pt电极的断裂结在低温下。在这里，我们建立了一个单分子结的分子构象和导电性能之间的相关性。我们表明，通过单分子的电导至关重要地取决于接触材料和配置凭借其机械和电气性能。我们的研究结果证明，通过单分子的电荷传输可以通过改变分子构象（例如，反或偏）和接触材料。
2010-11-14 cond-mat.mes-hall
Fe- and Co-based magnetic tunnel junctions with AlN and ZnO spacers
AlN和ZnO是两种广泛应用于显示器行业的宽带隙半导体，它们以纤锌矿结构结晶，这有利于形成紧密堆积的普通铁磁体的外延界面。在这里，我们探讨这些半导体材料的磁性隧道结绝缘屏障。特别地，{ \it ab initio}量子输运代码{ \it Smeagol}用于对$X$ [111]/ $Y$ [0001]/ $X$ [111]（$X=$ Co和Fe、$Y=$ AlN和ZnO）结族进行建模。这两种半导体显示具有$p$轨道特征的价带顶，而导带底具有$s$型对称性。禁带中沿[0001]方向的最小复带衰减系数与$Δ_1$对称性相关，并在二维布里渊区的$Γ$点处跨带隙连接。该特征使得能够进行自旋过滤并且可以导致大的隧穿磁阻。在一般情况下，我们发现，钴基结呈现有限的自旋过滤和小的磁阻在低偏压下，因为两个自旋子带交叉的费米能级与$Δ_1$对称性。这与Fe的情况形成对比，其中仅少数$Δ_1$谱带可用。然而，即使在Fe的情况下，在低偏压下的磁阻的幅度仍然相对较小，主要是由于远离$Γ$点并且通过具有不同于$Δ_1$的对称性的复杂带的传导。唯一的例外是Fe/AlN/Fe结，我们预测在低偏压下的磁阻约为1，000\%。
2022-01-26 cond-mat.mes-hall
Molecular Transport Junctions: Vibrational Effects
介绍（2）实验背景：测试床（8）理论方法：微观模型（10）电子-声子耦合（14）时间和能量尺度（15）理论方法（19）数值计算（28）非相干与相干输运（28）非弹性隧穿光谱：实验背景（31）理论考虑：弱耦合极限（36）理论考虑：中强耦合（41）近似方案的比较（48）IETS中的不对称性（51）IETS信号中的下降的起源（53）计算方法（56）电子-电子（e-e）相互作用的影响（63）噪声（66）非线性电导现象（73）加热和热传导：一般考虑（77）发热（81）热传导（85）结温（88）电流感应反应（91）总结和展望（91）
2006-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electron hopping heat transport in molecules
本文从理论上研究了分子传导结中由热梯度下电子转移引起的热传输性质，发现其受分子桥电子结构、长度及环境耦合影响，常偏离傅里叶定律，且在适当设计的系统中电子跳跃热导率与单分子器件实测值相近。
2023-03-08 cond-mat.mes-hall
Decoupling environmental modes from tunneling electrons in a partially wet phase molecular mechanically controllable break junction
本文提出了在环境条件下的量子效应。苯二硫醇（BDT）分子或四氢呋喃（THF）分子用作从机械可控断裂结桥接金电极的阻挡分子。很长时间以来，人们都知道结的环境与传导耦合。利用微观流体层，实际上可以影响这种耦合。电极-分子-电极结构衬有THF流体的微观层，也称为部分湿相。这有效地将电极-分子-电极系统与该系统外部的环境模式解耦。对相干性和量子干涉的影响是例外的。
2021-09-21 cond-mat.mes-hall
Andreev scattering in nanoscopic junctions at high magnetic fields
我们报告的测量多个Andreev共振在原子大小的点接触下的磁场高于体临界场，超导性被限制在一个介观区域附近的接触的两个超导纳米结构的铅。在这种类型的接触的导电通道的数量少，允许通过整个字段范围与理论进行定量比较。我们详细讨论了我们的结构，其中正常的散装电极诱导邻近效应到介观超导部分的物理性质。
1999-07-16 cond-mat.mes-hall
Electrically tunable interfacial thermal conduction via electronic structure engineering in ${Au}$/$Bi_{1-x}$$Sb_{x}$ topological insulators
The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Korea Institute of Science and Technology (KIST)（韩国科学技术院）；Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）；Pohang University of Science and Technology (POSTECH)（浦项科技大学）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；E. O. Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
本研究通过电子结构工程实现电可调界面热传导，为拓扑界面态在热传导中的作用提供实验证据，展示电流注入可可逆调制热传导，为固态界面热流主动控制提供新方法。
2026-07-07 cond-mat.mes-hall
Vibrational Heat Transport in Molecular Junctions
我们回顾了分子结几何中振动能量转移的研究，包括一个分子桥接两个热库，固体或大的化合物。这种设置是感兴趣的分子电子学，热电和纳米声学的应用，并解决经典和量子传输理论中的基本问题。计算表明，系统的大小，无序，结构，维数，内部非谐性，接触相互作用和量子相干效应，是相互作用的因素，以确定主要的机制（弹道/扩散），有效性（差/好）和功能性（线性/非线性）的热传导在纳米级。本文综述了分子结中量子传热的最新实验和相关计算。我们叙述的Landauer方法，适合弹性（谐波）声子输运的研究，并概述了技术，将分子非谐性。理论方法与例子一起说明达到控制振动热传导分子的挑战。
2015-06-30 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Conduction mechanisms in biphenyl-dithiol single-molecule junctions
基于密度泛函理论计算，我们报道了一系列新近合成的联苯二硫醇分子的单分子电荷输运性质的详细研究[D. Vonlanthen等人，Angew.化学成分：Int.Ed.48，8886（2009）; A. Mishchenko等人，Nano Lett. 10，156（2010）]。两个苯环之间的扭转角θ，以及因此π共轭的程度，由烷基链和甲基侧基控制。我们考虑了三种不同的配位几何形状，即顶-顶，桥-桥，和空心-空心的终端硫原子绑定到一个，两个和三个金表面原子，分别。我们的计算表明，不同的配位几何形状引起的电导变化的一个数量级为同一分子。不考虑配位几何形状，电荷输运计算预测的电导，这是由我们的实验测量证实的cos^{2} π的依赖性。我们观察到，通过联苯二硫醇的计算传输通常由π电子形成的单个传输本征通道主导。在我们的理论中，只有对于共轭完全破缺的单个分子，我们才发现了中空-中空型接触的理想通道简并性。
2012-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin currents and magnetoresistance of graphene-based magnetic junctions
利用紧束缚近似和非平衡格林函数方法，研究了由锯齿形或扶手椅形界面的石墨烯薄片（GF）分隔的两个铁磁（FM）电极组成的平面磁性结中的相干自旋相关输运.结果表明，电子传导强烈地依赖于GF和FM电极之间的接触几何形状。在锯齿形界面的情况下，结表现出自旋阀效应与高磁阻（MR）的比率，并显示负微分电阻功能的一个单一的自旋通道在正的栅极电压。在扶手椅界面的情况下，电流-电压特性在低偏置电压下线性表现，因此，两个自旋通道都处于低MR比的开启状态。
2009-03-03 cond-mat.mes-hall
Electronic and optical properties of electromigrated molecular junctions
电迁移纳米结已被证明是非常有用的研究在单分子尺度上的电子输运。然而，确认传导精确地通过感兴趣的分子而不是一些污染物或金属纳米颗粒仍然是一个持续的挑战，通常需要对许多设备进行统计分析。我们回顾如何在纯粹的电子和光学测量的传输机制可以用来推断有关的纳米结配置的信息。电子对光激发的响应特别具有启发性。我们简要地讨论了表面增强拉曼光谱在这样的交界处，并提出了新的结果表明，由于光整流的电流可以提供一种手段，估计当地的电场在交界处，由于照明。
2008-02-26 cond-mat.mes-hall
The nature of the electrical conduction in ferromagnetic atomic-size contacts: insights from shot noise measurements and theoretical simulations
为了阐明铁磁原子接触中自旋相关电子输运的性质，本文对由3d铁磁材料Fe、Co和Ni组成的金属原子接触的电导和散粒噪声进行了实验和理论研究.为了比较，我们也给出了贵金属Cu的相应结果。电导和散粒噪声测量，使用低温断裂结设置进行，表明在这些铁磁纳米线中：（i）没有任何种类的电导量子化，（ii）传输由几个部分开放的传导通道主导，即使在单原子接触的情况下，和（iii）大接触的Fano因子饱和到明显不同于单价金属的值。我们合理化这些意见的帮助下，结合分子动力学模拟的理论方法来描述的结形成与非平衡格林函数技术计算的传输特性内的Landauer-Buettiker框架。我们的理论方法成功地再现了所有的基本实验结果，它表明，所有的观察可以追溯到这样一个事实，即少数自旋电子的d带在通过铁磁原子大小的接触输运中发挥了重要作用。这些d带引起任何接触尺寸的部分开放的导电通道，这反过来自然导致上述不同的观察结果。因此，从我们的结果的合奏出现的这些纳米铁磁线的运输图片显然是在差异与既定的传导机制，管理宏观铁磁线的运输，其中d带是负责的磁性，但不参加电荷流。
2015-12-08 cond-mat.mes-hall
Tuning of Weyl point emergence in multi-terminal Josephson junctions using quantum point contacts
针对四端约瑟夫森结的外尔点调控问题，研究引入量子点接触调节导电通道数，发现增加通道数可提升外尔点出现概率，通道不平衡会抑制该提升效应。
2025-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Effects of vibrational anharmonicity on molecular electronic conduction and thermoelectric efficiency
我们研究了非弹性振动辅助的电荷转移效应在两个网站的分子结，专注于签名的振动非谐性的电特性和热电响应的结。我们考虑三种类型的振荡器：谐波，非谐波莫尔斯允许键离解，谐波四次，模仿禁闭潜力。使用量子主方程方法，这是微扰的电子振动相互作用，我们发现，（非弹性）的电导和热导可以在很大程度上受到振动势的性质。与此相反，塞贝克系数，热电品质因数，和热电效率超出线性响应，隐藏这一信息，表现出相当弱的灵敏度振动非谐性。我们的工作表明，非谐波（多体）效应，相应的电流-电压特性，是对热电性能的影响不大。
2016-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Reconfigurable p-n Junction Diodes and the Photovoltaic Effect in Exfoliated MoS2 Films
实现诸如pn结的基本半导体器件对于在诸如MoS 2的新兴平面材料中开发薄膜和光电技术是必要的。在这项工作中，静电掺杂埋栅被用来研究剥离的二硫化钼薄片中的pn结的电子和光电性能。创建一个可控的掺杂梯度的设备导致在单层和双层二硫化钼薄片的光伏效应的观察。对于较厚的薄片，强的双极传导使得能够实现具有整流电流-电压特性的完全可重构的pn结二极管，并且二极管理想因子低至1.6。的光伏效应的光谱响应示出的预测的带隙跃迁的签名。对于第一激子跃迁，在单层和体器件之间观察到>4kBT的位移，表明激子库仑相互作用的厚度依赖性。
2014-03-21 cond-mat.mes-hall
Spin-polarized transport in magnetic tunnel junctions with ZnTe barriers
制备了具有宽禁带半导体ZnTe势垒的磁性隧道结。在室温下，在Fe/ZnTe/Fe结中观察到非常低的势垒高度和相当大的磁阻。非线性I-V特性曲线证实了所观察到的磁电阻是由于自旋相关的隧穿效应。温度依赖的研究表明，结的总电导主要是由直接隧穿，只有一小部分从跳跃传导通过内部的障碍缺陷态。
2022-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal conduction and interface effects in nanoscale Fermi-Pasta-Ulam conductors
我们进行经典的非平衡分子动力学模拟计算热流通过连接两个较大的水库微观交界处。与以前的工作相比，我们还包括在模拟区域中的水库，研究体纳米结构界面和体电导的影响。标量Fermi-Pasta-Ulam（FPU）模型被用来描述非谐相互作用的影响，在一个简单的方式。接近结的温度分布在低温极限示出表现出强的方向性功能，当温度升高时淡出。模拟的FPU链和两个散装区域也示出，以消除非单调的温度变化发现更简单的几何形状和模型。我们表明，足够大的水库，在链中的温度分布不依赖于在边界处使用的热化的细节。
2012-08-16 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
How to distinguish between interacting and noninteracting molecules in tunnel junctions
最近的实验表明，通过二茂铁基分子结的导电温度控制。在这里，我们检查的结果，鉴于确定的手段，以区分运输通过单粒子分子水平或通过运输渠道分裂库仑排斥。这两种传输机制是类似的分子结给出的相似性分子intralevelenance和充电能量。我们提出了一个实验测试的方法来确定主要的运输过程。通过施加一个磁场的分子，我们观察到，一个相互作用的理论预测移动的电导共振的分子，而在非相互作用的情况下，每个共振分裂成两个峰。相互作用模型很好地解释了我们在基于二茂铁的单分子结中获得的实验结果，其中电荷简并峰在施加7特斯拉磁场的作用下发生位移（但不分裂）。这种方法对于正确表征分子隧道结的输运性质是有用的。
2018-01-23 cond-mat.mes-hall
Crossed Andreev Reflection in InSb Flake Josephson Junctions
研究了InSb薄片约瑟夫森结中的超导量子干涉。发现超导量子干涉图样的振幅和周期性存在奇偶效应，有趣的是，这种图样的出现与薄片两端导电增强相一致，这是从降低栅压下测量SQUID图样推断出来的。我们确定了特定的晶体面的边缘增强传导，并确认这通过测量多个设备。此外，我们认为奇偶效应是由于交叉Andreev反射，一个过程中，一个库珀对分裂的两个边缘和重组在相反的接触。一个完全的$h/e$周期SQUID模式，以及奇偶效应和奇偶效应的观察，证实了这一结论。交叉Andreev反射可以用来创造物质的拓扑状态，或者对空间分离的库珀对的非局域自旋纠缠进行实验。
2019-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
N-P-N Bipolar Action in Junctionless Nanowire TFET: Physical Operation of a Modified Current Mechanism for Low Power Applications
在本文中，我们研究了在无结纳米线隧道场效应晶体管（BJN-TFET）的源极侧实现n-p-n双极晶体管作用的技术的器件物理。在导通状态下，电子从源极的价带隧穿到沟道的导带增强了空穴浓度以及源极区中的电势，这通过正向偏置基极-发射极结来驱动内置BJT晶体管，其中源极充当p型区。由于JN-TFET的急剧开关和高BJT电流增益，整体性能得到改善，包括有利的高通态电流（2.17*10-6 A/um），以及在低电源电压下低于60 mV/dec的亚阈值摆幅（~ 50 mV/dec）。这种方法修改了目前的机制，触发BJT，并使所提出的结构更有吸引力的缩放要求，在未来的低功耗应用。
2016-09-25 cond-mat.mes-hall
Coherent laser control of the current through molecular junctions
利用主方程方法研究了在含时外场作用下，电子隧穿通过由两个引线弱耦合的单点模拟的分子结的过程。在外场偏置电压小、载流子频率高的情况下，观察到隧穿相干破坏现象，即对于一定的外场参数，通过分子结的电流完全消失。在以前的研究中，孤立和开放的多站点系统内的隧穿被抑制;这里显示，单个站点和电子库（即引线）之间的隧穿也可以被抑制。对于更大的偏置电压的电流不会消失，因为更多的隧穿通道参与电子传导，我们还观察到光子辅助隧穿，导致步骤的电流-电压特性。所描述的现象不仅表现为单色场，但也为激光脉冲，因此可用于超快光学开关的电流通过分子结。
2007-08-25 cond-mat.mes-hall
Voltage dependence of Landau-Lifshitz-Gilbert damping of a spin in a current driven tunnel junction
本文提出了在外加电压$V$作用下，与两个引线中的传导电子耦合的结中的局域自旋${\vec S}$的Landau-Lifshitz-Gilbert阻尼$α$理论.我们发现阻尼项的电压依赖性反映了态密度的能量依赖性。我们发现这种效应与电压成线性关系，并受引线的粒子-空穴不对称性的控制。
2006-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Molecular Dynamics Simulations of Heat Conduction in Nanostructures: Effect of Heat Bath
我们系统地研究了分子动力学模拟中热浴对纳米结构中热传导的影响，以硅纳米线和硅/锗纳米结为例。研究发现，需要多层Nosé-Hoover热浴才能减小边界处的温度跃变，而只需单层Langevin热浴就足以产生具有小边界温度跃变的线性温度分布。此外，建议Nosé-Hoover和Langevin热浴的热浴参数的中间值，以便在均质材料中实现正确的温度分布和热导率。此外，Si/Ge热二极管的热整流比明显依赖于Nosé-Hoover热浴参数的选择，这可能导致非物理结果。朗之万热浴法在较大的热浴参数范围内能得到与实验一致的结果，因此推荐使用。
2010-05-25 cond-mat.mes-hall
Can Seebeck coefficient identify quantum interference in molecular conduction?
我们期待的表现形式的量子干涉效应的Seebeck系数的分子结，当电子电导表现出明显的相消干涉功能，由于准简并电子状态的存在下，不同的空间对称性。我们通过考虑电子输运的三个单独的限制来进行分析：相干的，完全去相的，和遭受分子振动的非弹性散射。我们发现，虽然电导显示强大的签名的底层传输机制：破坏性的量子干涉功能在相干的情况下，在非弹性极限的热激活特性，塞贝克系数隐藏的电子动力学的细节，而它鲁棒地揭示了信息的能量特性的结。在不同的输运极限下，我们给出了系统的电子电导和热电势随温度、门电压和杂化能的变化关系，并对具有不同空间对称性的准简并轨道的共轭分子进行了分析.
2014-12-18 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Self-consistent model of spin accumulation magnetoresistance in ferromagnet-insulator-semiconductor tunnel junctions
在实验中，由于偏置电流从极化铁磁体隧穿而导致的顺磁半导体中的自旋积累表现为小的附加自旋相关电阻。我们描述了一个严格的模型，将电化学势分裂，自旋相关的注入电流，和施加的电压，可以用来模拟这个所谓的“3 T”信号作为温度，掺杂，铁磁体体自旋极化，隧道势垒功能和传导非线性，和结电压偏置的函数之间的必要的自洽性。
2014-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Highly Conducting pi-Conjugated Molecular Junctions Covalently Bonded to Gold Electrodes
我们使用基于断裂结技术的扫描隧道显微镜测量通过与Au金属电极直接Au-C共价键结合的单个共轭分子的电子电导。我们从以三甲基锡端基封端的分子开始，三甲基锡端基原位裂解，导致在碳骨架和金金属电极之间形成直接的共价σ键。本研究中使用的分子碳骨架由共轭π系统组成，其在每个末端上具有一个末端亚甲基，其键合到电极，实现电极与π系统的大电子耦合。用1，4-二亚甲基苯的原型例子形成的结显示接近一个电导量子（G 0 = 2 e2/h）的电导。结与亚甲基封端的oligophenyls与两个至四个苯基单元形成的电导显示出一百倍的增加与胺连接的oligophenyls形成的结相比。这些较长的低聚苯基的导电机制是隧穿，因为它们表现出与低聚物长度的电导指数依赖性。此外，基于密度泛函理论的Au-亚二甲苯-Au结的计算显示出近共振传输，对于较长的低聚物具有隧穿交叉。
2011-10-03 cond-mat.mes-hall
Charge transport in molecular junctions: From tunneling to hopping with the probe technique
我们证明了一个简单的唯象方法可以用来模拟周围环境引起的热效应下的分子导线中的电子传导。这种“Landauer-Büttiker探针技术”可以正确地复制不同的传输机制：相位相干非共振隧穿，弹道行为和跳跃传导，以提供与实验一致的结果。具体来说，我们的模拟与探针方法恢复以下中心特征的分子线中的电荷转移：（i）短导线的电导下降与分子长度呈指数关系，隧道（超交换）机制的表现。跳跃动力学超越了长导线中的超交换，表现出类似欧姆的行为。(ii)在非共振情况下，弱的失相效应促进电荷转移。在大的失相下，电导被抑制。(iii)在足够高的温度下，$k_BT/ε_B>1/25$，其中$ε_B$作为分子势垒高度，电流通过热激活（Arrhenius）因子增强。然而，这种增强发生在相干和非相干电子，它并不容易表明潜在的机制。(iv)在有限偏压下，退相效应阻碍共振情况下的传导。我们进一步表明，记忆（非马尔可夫）的影响，可以实现内的Landauer-Büttiker的探测技术，以模拟电子与结构化环境的相互作用。最后，我们研究了共轭分子线中电子转移的实验结果，并表明我们的计算方法可以合理地再现报道的值，提供机械信息。
2015-05-04 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Nano-Cross-Junction Effect on Phonon Transport in Silicon-Nanowire-Cages
声子的波动效应可以使热传导的可控性超过表面和界面处的粒子散射。在这项工作中，我们提出了一类新的3D纳米结构：由纳米交叉结（NCJ）连接的硅纳米线（SiNW）组成的硅纳米线笼（SiNWC）结构。我们进行了平衡分子动力学（MD）模拟，并发现一个超低值的热导率的SiNWC，0.173 Wm-1 K-1，这是一个订单低于SiNWs。通过进一步的模态分析和原子格林函数计算，我们确定，大的减少是由于显着的声子本地化引起的声子本地化的声子本地共振和杂交在结部分在广泛的声子模式。与声子晶体不同，这种局域化效应不需要笼是周期性的，并且可以在更容易合成的结构中实现，例如以随机取向的SiNW网络的形式。
2016-10-10 cond-mat.mes-hall
Quantum oscillation of magnetoresistance in tunneling junctions with a nonmagnetic spacer
从理论上研究了隧道磁电阻（TMR）随间隔层厚度变化的量子振荡。这种振荡最近被观察到在隧道结与金属间隔在势垒电极界面。结果表明，动量选择由于绝缘势垒和传导通过量子阱状态的间隔，介导的扩散散射引起的障碍，是必要的功能，以解释所观察到的周期的TMR比的振荡和其渐近值厚隔离。
2002-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Single-Level Tunnel Model to Account for Electrical Transport through Single Molecule- and Self-Assembled Monolayer-based Junctions
我们提出了一个理论分析，旨在了解分子隧道结中的导电。我们专注于讨论的有效性相干与非相干的理论公式为单级隧穿解释实验结果在广泛的实验条件下，包括测量单个分子连接的电迁移单电子晶体管和结的自组装单层（SAM）的分子夹在两个宏观接触之间的引线。我们表明，通过一个单一的水平在固态结（无溶剂）的运输的限制，使相干和非相干隧穿形式主义无法区分时，只有一个水平参与运输。与湿电化学中的Marcus弛豫过程类似，描述电极中电子占据能量的费米分布的热加宽解释了隧穿电流对温度的指数依赖性。我们证明，一个单级隧道模型令人满意地解释了实验结果，在三个不同的分子结（单分子和SAM为基础的）形成的二茂铁为基础的分子。除其他外，我们使用该模型来映射的静电势分布在EGaIn为基础的SAM结中，其中二茂铁单元被放置在不同的位置内的分子，我们发现，电屏蔽引起一个强烈的非线性剖面整个结。
2016-06-02 cond-mat.mes-hall
Beyond Marcus theory and the Landauer-Buttiker approach in molecular junctions. II. A self-consistent Born approach
Marcus和Landauer-Buttiker通过分子结进行电荷传输的方法描述了两种截然不同的电子传导机制。在以前的工作中，我们已经表明，这些电荷输运理论可以统一在单能级的情况下，通过将寿命加宽到二阶量子主方程。在这里，我们通过本着自洽的玻恩近似的精神纳入寿命加宽来扩展我们之前的处理。通过比较这两种理论的数值收敛的层次方程的运动（HEOM）的结果，我们表明，我们的新的自洽的方法纠正我们早期的框架，特别是在相对较强的电子振动耦合的情况下存在的缺点。我们还讨论的情况下，在这里开发的理论简化到我们早期的工作中开发的广义理论。最后，通过考虑我们新的自洽处理的高温极限，我们展示了如何寿命展宽也可以自洽地纳入马库斯理论。总的来说，我们证明了自洽的方法构成了一个更准确的描述分子传导，同时保留了我们早期框架的概念简单。
2020-01-20 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
