Ultrashort Carbon Nanotubes with Luminescent Color Centers are Bright NIR-II Nano-Emitters
本文报道长度远小于100 nm的色心功能化超短碳纳米管在NIR-II窗口具有惊人亮度，单管量子产率可达20%，并展示了其在厚脑组织中的高分辨率三维纳米成像应用。
2025-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Ultrashort Pulses for Far-Field Nanoscopy
我们表明，超短脉冲可以被聚焦，在一个特定的瞬间，与其光谱宽度相关的波长给定的光斑大小。对于阿秒脉冲，该光斑尺寸在纳米尺度内。然后我们证明了一个二能级系统在与一个谱宽大于跃迁频率的超短脉冲相互作用后可以被激发，并且激发几率不依赖于场的振幅，而是依赖于场的强度。后者使激发轮廓具有与超短脉冲相同的光斑尺寸。这种不寻常的现象是由超快光-物质相互作用机制中的量子电动力学引起的，因为通常被忽略的描述与自由电磁模式相互作用的反向旋转项对于使激发概率非零至关重要，并且取决于场强。这些结果表明，相干阿秒脉冲的训练可用于激发具有纳米级分辨率的荧光标记。检测荧光后发出的光-或任何其他用于检测激发的方法-可以导致远场光纳米显微镜的新方案。
2016-08-30 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Theory for absorption of ultrashort laser pulses by spheroidal metallic nanoparticles
本文提出了在表面等离子体激元激发区，金属微粒在不同脉宽的超短激光脉冲辐照下对电场和磁场能量的吸收理论。对于扁球形或长球形的颗粒，已经发现吸收的能量依赖于许多因素，包括颗粒半径、形状偏离球形的程度、脉冲持续时间、颗粒上磁场的取向、载波频率的大小，以及激光的载波频率相对于球形粒子中的表面等离子体激元激发的频率的偏移值。在自由电子通过的长度大于颗粒尺寸时，可感知的吸收增长。现象学和动力学的方法进行了比较。
2011-07-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quasiclassical theory of non-adiabatic tunneling in nanocontacts induced by phase-controlled ultrashort light pulses
我们从理论上研究了超短超宽带光脉冲驱动的金属纳米接触之间的自由空间或介电纳米间隙的隧穿。为了这个目的，我们开发了一个依赖于时间的准经典理论是特别适合于描述在非绝热制度的隧穿过程，当这个过程可以显着影响的光子吸收的电子移动在经典的禁止区域。首先，研究了理想半周期脉冲驱动的情况。对于不同的接触之间的距离，我们分析的主要解决方案具有准经典的波包的隧穿电子和倏逝波的电子密度的形式。对于这些解决方案中的每一个，所得到的隧穿概率被确定与该方法固有的指数精度。我们确定了两个隧穿制度之间的交叉对应于两个解决方案的依赖于场强和相互接触的距离，可以观察到在相应的行为的隧穿概率。其次，考虑到现实的时间配置文件的几个飞秒脉冲，我们表明，通过纳米间隙的电子输运的首选方向可以通过改变载波包络相位的脉冲，在协议最近的实验结果和数值模拟。我们发现的隧道概率的解析表达式，确定由此产生的电荷转移依赖于脉冲参数。此外，我们确定的时间偏移的出射电子的轨迹相对于依赖于脉冲相位的激光场的峰值，并说明当隧道过程中的非对称性字符是特别重要的。
2020-11-30 cond-mat.mes-hall
Calculation of the electronic structure near the tip of a graphitic nanocone
在早期的工作中，石墨纳米锥的电子结构的长距离的尖端进行了研究。在这里，我们调查的行为，给定的纳米结构附近的尖端，在我们的方法中需要包括π轨道的杂交。在这种情况下，必须将π轨道能量的曲率依赖性强加到模型中。为此目的，我们使用的近似有效的相应参数的小值。我们考虑不同数量的五边形缺陷的尖端。这种电子在纳米锥尖端上的定位可以作为电子显微镜的实际应用。
2015-11-09 cond-mat.mes-hall
Carbon nanotubes as a tip calibration standard for electrostatic scanning probe microscopies
扫描表面电位显微镜（SSPM）是表征小尺寸电特性的最广泛使用的技术之一。适用性SSPM和相关的静电扫描探针显微镜成像的潜在分布在有源微和纳米电子器件需要尖端表面对比度转移的定量知识。在这里，我们展示了实用的碳纳米管为基础的电路来表征静电扫描探针显微镜（SPM）的尖端的几何特性。根据实验观察，微分尖表面电容的解析形式。
2002-06-24 cond-mat.mes-hall
Atomic force microscope nanolithography of graphene: cuts, pseudo-cuts and tip current measurements
我们研究了单层和双层石墨烯的原子力显微镜纳米光刻。原位尖端电流测量表明，石墨烯的切割不是电流驱动的。使用传输测量和扫描电子显微镜的组合，我们表明，虽然伴随着尖端电流的缺口出现在石墨烯晶格的尖端电压的范围内，真正的削减的特征在于由一个强大的减少尖端电流高于阈值电压。该技术的可靠性和灵活性通过分辨率低至15 nm的石墨烯纳米器件的制造、测量、修改和重新测量来证明。
2011-02-14 cond-mat.mes-hall
A tip-based source of femtosecond electron pulses at 30keV
我们提出了一个纳米级的光电子源，优化超短脉冲持续时间和时间分辨衍射实验非常适合。安装在抑制器提取器电极配置中的钨尖端允许在枪出口处产生30 keV的电子脉冲，估计脉冲持续时间为37 fs。我们推断的脉冲持续时间从粒子跟踪模拟，这是在良好的协议与实验测量的电子光学特性的源。我们还展示了飞秒激光触发操作。除了短的电子脉冲持续时间，尖端为基础的源预计将具有大的横向相干性，以及纳米发射度。
2013-03-10 cond-mat.mes-hall physics.acc-ph physics.ins-det
Pulse force nanolithography on hard surfaces using atomic force microscopy with a sharp single-crystal diamond tip
提出了基于AFM的纳米光刻技术。该方法使得能够利用尖锐尖端进行快速逐点压痕。当与单晶金刚石刀头串联使用时，这种技术可以在硬材料（如硅或金属）中形成高纵横比的凹槽。给出了在Si表面上制作的间距为30-100 nm、深度为5-32 nm的沟槽阵列的实例。对63 nm厚的金属磁性薄膜进行了切割实验。通过使用磁力显微镜来研究所得到的结构。
2013-12-03 cond-mat.mes-hall
A robust, fiber-coupled scanning probe magnetometer using electron spins at the tip of a diamond nanobeam
本文提出一种基于光纤耦合金刚石纳米梁尖端NV自旋的磁成像探针，通过倾斜离子注入和光纤粘合实现鲁棒可移动设计，并验证了对载流导线磁场的成像能力，为量子材料与生物样本研究提供新途径。
2024-07-22 cond-mat.mes-hall
Leakage radiation microscopy of surface plasmons launched by a nanodiamond-based tip
薄的金膜的泄漏辐射显微镜展示了附接到光学尖端的顶点上的荧光金刚石纳米颗粒的集合作为有效的近场表面等离子体激元发射器的能力。在近场扫描光学显微镜中实现基于纳米金刚石的尖端将允许对发射位置进行精确控制，从而为扫描等离子体开辟道路。
2011-06-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Scanning-gate-induced effects in nonlinear transport through nanostructures
我们研究了扫描栅尖对纳米结构非线性量子输运性质的影响。一般来说，我们预测，在反射对称样品的电流-电压特性的对称性被打破的尖端诱导整流电导校正。此外，在量子点接触（QPC）的情况下，尖端引起的整流项成为主导相比，在大尖端QPC距离的线性电导的变化。弱尖探测QPC模型的突然收缩的计算表明，这些影响是实验观察。
2014-03-17 cond-mat.mes-hall
Scanning gate microscopy in graphene nanostructures
系统地研究了石墨烯纳米带和纳米收缩体在扫描栅显微镜针尖作用下的电导。使用非侵入性探头的散射方法，由尖端电位扰动引起的第一和第二阶电导校正明确表示在未扰动结构的散射状态。数值计算证实了微扰的结果，表明二阶项占主导地位的电导平台，表现出普遍的扶手椅石墨烯带的标度律。对于更强的提示，在特定的探针电位的宽度和强度超出了微扰制度，电导修正揭示了外观的共振起源于状态下被困的提示。扶手椅金属条的零横向能量模式被示出为对探针的长程静电势不敏感。对于在条带上定义的纳米收缩，扫描门显微镜允许洞察电导量化的击穿。一阶校正一般占主导地位，在低尖端强度，而费米能量与微弱的电导平台，二阶校正成为占主导地位的相对较小的潜在尖端强度。根据部分局域态密度的空间依赖性，最大的尖端效应发生在收缩的中心部分，靠近边缘。纳米带和nanoconstrictions与锯齿形的边缘表现出类似的反应，在扶手椅纳米结构的情况下，除了当谷间耦合诱导的尖端电位破坏手性边缘状态。
2023-02-17 cond-mat.mes-hall
Adaptive tip-enhanced nano-spectroscopy
尖端增强纳米光谱和成像，如尖端增强光致发光（TEPL），尖端增强拉曼光谱（TERS），和其他，已成为不可或缺的材料科学的单分子研究。然而，这些技术由于缺乏对尖端顶点结构的纳米级控制而遭受不一致的性能，这通常导致不可再现的光谱、空间和偏振分辨成像。而不是完善尖端制造来解决这个问题，我们追求的是通过自适应光学优化尖端顶点处的纳米光学矢量场的逆方法。具体而言，我们展示了激发场的动态波前整形，以有效地将光耦合到尖端，并自适应地控制增强的灵敏度和偏振控制的TEPL和TERS，其性能超过了传统尖端制造和最佳激发偏振所能实现的性能。采用序列反馈算法，我们实现了WSe $_2$单层的4.4 $\times$ 10 $^4$倍TEPL增强，其比没有波前整形的正常TEPL强度大>2 $\times$，以及迄今报道的过渡金属二硫属化物（TMD）单层的最大等离子体增强PL强度。此外，与动态近场偏振控制的TERS，我们展示了灿烂甲酚蓝（BCB）分子的构象异质性的调查，以及可控的观察，由于一个大的梯度场效应的红外活性模式。因此，自适应尖端增强光谱和成像提供了一种新的系统方法，使光学纳米成像更强大，通用，广泛部署的计算纳米。
2020-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Effects of Tip-Nanotube Interactions on Atomic Force Microscopy Imaging of Carbon Nanotubes
我们研究原子力显微镜（AFM）的提示和单个碳纳米管（CNT）支持SiO2之间的范德华（VDW）相互作用的效果。分子动力学（MD）模拟揭示了如何碳纳米管变形在AFM测量过程中，不考虑AFM针尖材料。单（双）壁CNT的表观高度可用于估计其直径高达~2 nm（~3 nm），但对于更大的直径，CNT横截面不再是圆形的。我们的模拟进行了比较，从AFM测量和共振拉曼光谱获得的CNT尺寸，具有良好的协议较小的CNT直径。在一般情况下，大直径碳纳米管的AFM测量必须小心解释，但该方法的可靠性得到改善，如果知识的数量的碳纳米管壁是available-able，或者如果额外的验证（例如，通过光学技术）可以获得。
2012-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nano-optical imaging of monolayer MoSe2 using tip-enhanced photoluminescence
二维过渡金属二硫属化物（TMD）的带隙调谐是制备新型光电子器件的关键。高分辨率的光致发光（PL）显微镜是需要准确的带隙特性。我们进行了尖端增强的光致发光（TEPL）测量单层MoSe 2与纳米级的空间分辨率，提供了一个改进的表征的带隙与地形相比，传统的远场光谱。我们还观察到PL位移的边缘和TEPL增强因子的空间依赖性进行了研究。
2017-04-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nanoparticle manipulation with a carbon fiber tip in an electron microscope for $μ$-SQUID magnetometry
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）；Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, IRIG-PHELIQS（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国国家科学研究中心、格勒诺布尔理工学院、IRIG-PHELIQS）；Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut Néel（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国国家科学研究中心、格勒诺布尔理工学院、尼尔研究所）
本文报道了一种基于碳纤维尖端的纳米操控系统，可在扫描电子显微镜中实现单个纳米颗粒的表面定位，并成功将Fe₃O₄磁性纳米颗粒置于微米级超导量子干涉器件上以探测其磁性。
2026-05-28 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Ultrashort electron wavepackets via frequency-comb synthesis
本文提出利用频率梳合成洛伦兹电压脉冲来产生超短电子波包，在二维电子气费米海上实现了迄今最短的27皮秒电子脉冲，为超快量子动力学研究和飞行电子量子比特实现奠定基础。
2023-10-31 cond-mat.mes-hall
Femtosecond Laser Induced Resonant Tunneling in an Individual Quantum Dot Attached to a Nanotip
量子化的奈米物体提供了无数令人兴奋的可能性，可以操控影响光子学、奈米电子学和量子信息的电子和光。在这种情况下，超短激光脉冲与纳米尖端和场致发射相结合，允许更新纳米表征和控制电子动力学，具有前所未有的空间和时间分辨率，达到飞秒甚至阿秒制度。在这些实验中，一个关键的缺失是尚未观察到量子化能级的特征。我们结合原位纳米结构化的纳米尖和超短激光脉冲激发诱导多光子激发和电子发射从一个单一的量子化的纳米物体附着在一个金属纳米尖的顶点。飞秒诱导隧穿通过定义良好的本地化的限制状态，是可调的能量被证明。这铺平了道路的发展超快操纵电子发射从孤立的纳米物体，包括立体固定的单个分子和高亮度，超快，相干单电子源的量子光学实验。
2021-02-24 cond-mat.mes-hall
Optical Control of Young's Type Double-slit Interferometer for Laser-induced Electron Emission from a Nano-tip
真空中电子的干涉实验可以阐明基础物理学的量子和纳米尺度性质。干涉实验需要两个相干波，这可以通过使用双缝分裂单个相干波来产生。如果狭缝边缘间距大于狭缝处的相干宽度，则不会出现干涉。在这里，我们采用的变化，在表面势垒的顶部的钨纳米尖作为狭缝，并实现了光学控制的双缝，其中的分离和打开和关闭的两个狭缝可以分别通过调节超短激光脉冲的强度和偏振控制。使用这种技术，我们已经证明了两个电子波之间的干扰发射的尖端顶点，干扰从来没有观察到这种技术之前，因为大的狭缝边缘分离。我们的研究结果铺平了道路简单的时间分辨电子全息，例如分子吸附物采用纳米尖端和屏幕。
2017-10-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spin-orbit interaction in the graphitic nanocone
导出了具有曲率诱导自旋轨道耦合的纳米锥的哈密顿量。研究了曲率诱导的自旋轨道耦合对石墨纳米锥电子性质的影响。计算了不同数量的五角缺陷在纳米锥尖端的能谱。结果表明，自旋轨道相互作用对石墨纳米锥的局域态密度有很大的影响。这种影响取决于存在于纳米锥的尖端处的缺陷的数量。这种性质可以应用于原子力显微镜的探针的建设。
2015-11-09 cond-mat.mes-hall
Tip-gating Effect in Scanning Impedance Microscopy of Nanoelectronic Devices
用扫描门显微镜和扫描阻抗显微镜（SIM）研究了半导体单壁碳纳米管中的电子输运。根据探头电位，SIM可以在侵入性和非侵入性模式下进行。高分辨率成像的缺陷时，探针作为一个本地门，同时作为一个静电探针的本地电位。一类弱缺陷变得可观察，即使它们位于强缺陷附近。讨论了针尖选通扫描阻抗显微镜的成像机理。
2002-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Near-Field Plasmonic Behavior of Au/Pd Nanocrystals with Pd-Rich Tips
使用纳米空间分辨率的电子能量损失谱（EELS），能量色散X射线光谱（EDS），和阴极发光（CL）映射，我们证明，金合金含有一个贫穷的等离子体金属（Pd），但可以维持多个大小相关的局部表面等离子体共振，并观察强场增强在Pd丰富的提示，其中的组合物实际上是最不利于等离子体。这些Au/Pd星状纳米晶体也参与了衬底和粒子间的耦合，解开EELS倾斜系列。
2015-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Nanoscale structuring of tungsten tip yields most coherent electron point-source
这份报告展示了有史以来报道的最具空间相干性的电子源。测量到14.3 +/-0.5度的相干角，表明使用89.5V的提取电压的1.7 +/-0.6埃的虚拟源尺寸。使用空间受限的场辅助氮蚀刻来制作所研究的纳米尖端，所述氮蚀刻从尖端顶点的外围去除材料，从而产生尖锐的、氮化钨稳定的高纵横比源。在低能电子点源显微镜中，以碳纳米管束为样品，通过全息测量，推导出了相干特性。使用虚源尺寸和发射电流，归一化到100 kV的亮度为7.9 × 10^8 A/sr cm ^2。
2013-06-13 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Nanotube-based scanning rotational microscope
设计了一种扫描旋转显微镜的方案。该方案是基于同时使用碳纳米管作为探针尖端和作为螺栓/螺母对，其将两个压电致动器的平移位移转换成探针尖端的纯旋转。第一性原理计算的显微镜的可移动和旋转部分之间的相互作用能量确认其操作的能力。具有化学功能化纳米管尖端的扫描旋转显微镜可用于研究单个分子或分子与表面之间的相互作用如何取决于它们的相对取向。
2012-04-24 cond-mat.mes-hall
Nanolithography by non-contact AFM induced local oxidation : Fabrication of tunneling barriers suitable for single electron devices
我们研究局部氧化诱导的动态原子力显微镜（AFM），通常称为轻敲模式AFM。这使得导致尖端变钝的场致力最小化，并且使我们能够使用非常精细的尖端。我们能够制造Ti/TiOx线栅与18 nm的周期和良好定义的隔离障碍小到15 nm。这些结显示出非线性的电流-电压特性和指数依赖的电导上的氧化物的宽度，表明隧道作为主导的导电机制。从电导势垒宽度的依赖性，我们得到的势垒高度为178毫电子伏。不同尖端几何形状的横向场分布的数值计算允许为最局部化的电场设计最佳尖端。电子束沉积（EBD）技术使得实际生产所需几何形状的尖端成为可能。
1998-05-27 cond-mat.mes-hall
Femtosecond nonlinear ultrasonics in gold probed with ultrashort surface plasmons
由超快时间尺度上的晶格振动引起的基本相互作用对于现代纳米科学和技术变得越来越重要。在太赫兹频率范围内和整个布里渊区的声学声子的物理性质的实验访问是至关重要的理解电和热传输固体及其化合物。在这里，我们报告的产生和非线性传播的巨型（1%）声应变脉冲的混合金/钴双层结构探测超快表面等离子体干涉。这种新技术允许任意超快声学瞬态的明确表征。在晶体金层中传播距离为100 nm之后，巨大的声脉冲已经经历了实质性的非线性整形。与Korteveg-de Vries模型的良好一致性表明，未来在室温下金属中纳米尺度的定量非线性飞秒太赫兹超声。
2012-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Hybrid tip-enhanced nano-spectroscopy and -imaging of monolayer WSe2 with local strain control
许多种类的二维（2D）材料已经成为新型电子和光学器件的潜在平台。然而，物理性能的强烈影响的纳米异质性的形式的边缘，晶界，和成核位点。利用尖端增强拉曼散射（TERS）和光致发光（TEPL）纳米光谱和成像，我们研究了相关的物理气相沉积（PVD）生长的单层WSe 2的激子性质的影响。在<15 nm的空间分辨率下，我们解决了PL光谱强度的非局部纳米级相关性，并与预期的激子扩散长度相关的晶体边缘和内部孪晶界的位移。通过主动原子力尖相互作用，我们可以控制纳米尺度上的晶体应变，并以可逆（高达24 meV的位移）和不可逆（高达48 meV的位移）的方式调整局部带隙。这使我们能够区分应变的影响，从占主导地位的影响，在不同的结构异质性的PL修改的缺陷。因此，混合纳米光学和纳米机械成像和光谱学使得能够系统地研究层状2D材料中的结构和机械自由度与纳米级电子和光学性质的耦合。
2016-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
A nanoscale vacuum-tube diode triggered by few-cycle laser pulses
我们提出并演示了一种由几个周期的近红外激光脉冲触发的纳米级真空管二极管。它代表了一种基于光场的超快电子器件，利用两个金属纳米尖端表面的近场光学增强。两个尖端中较尖锐的尖端显示出较强的场增强，导致其表面的光电发射产额较大。峰值强度为$4.7\times 10^{11}$ W/cm $^2$的一个激光脉冲触发来自较尖锐阴极尖端的${\sim }16$电子的光电发射，而来自较钝阳极尖端的发射被$19$ dB抑制到每脉冲${\sim }0.2$电子。因此，两个尖端之间的激光触发电流表现出整流行为，类似于经典的真空管二极管。根据发射电子的动能和针尖之间的距离，估计这种激光触发纳米级二极管的总操作时间小于1 ps。
2019-05-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
A robust tip-less positioning device for near-field investigations: Press and Roll Scan (PROscan)
扫描探针显微镜扫描和操纵样品表面附近的尖锐尖端。用于稳定尖端和样品之间的分离的反馈机制的有限带宽使得脆弱的纳米级尖端非常容易受到机械不稳定性的影响。我们提出，演示和表征一种新的替代设备的基础上膨胀的薄基板对第二基板和滚动它们相对于彼此。我们通过将金纳米颗粒和半导体量子点放置在两个相对的基底上，并以纳米精度定位它们，以增强荧光强度和发射速率，展示了这种方法的强大功能。我们展示了系统的被动机械稳定性超过一个小时。在这项工作中提出的设计概念在各种其他情况下，纳米级的功能必须定位，并保持彼此接近接触的承诺。
2022-03-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dependence of transport through carbon nanotubes on local Coulomb potential
在本文中，我们提出的氦温度输运测量通过碳纳米管使用AFM导电针尖作为移动门的结果。在半导体纳米管中，我们观察到随着AFM针尖位置的变化，电导峰的位移。这个结果可以用盒子中的粒子量子模型来解释。在高质量的金属纳米管中，我们观察到局部库仑势不会破坏能级的四重简并。
2006-08-03 cond-mat.mes-hall
Multi-tip near-field scanning thermal microscopy
提出了一个理论来描述在近场区的热通量的相互作用的纳米发射器在真空中或以上的固体表面保持在不同的温度。我们表明，这种热能可以集中，甚至放大的斑点，比那些获得一个单一的热源。我们还证明了使用特定的几何配置局部泵热的可能性。这些身体效应为多尖端近场扫描热显微镜铺平了道路，该显微镜可以在纳米级热管理，热辅助数据记录，纳米级热成像，热容测量和纳米物体的红外光谱等领域中找到广泛的应用。
2019-12-05 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
The tunneling conductance between a superconducting STM tip and an out-of-equilibrium carbon nanotube
计算了超导STM针尖与Luttinger液体之间的电流和微分电导。对于无限大的单沟道LL，当相互作用弱于临界值时，隧穿电导中的SC相干峰得以保留，而当相互作用强相互作用（g <0.38）时，SC相干峰消失并被尖点特征所取代.对于一个有限尺寸的导线与非相互作用的铅接触，我们发现，然而，即使是非常强的相互作用强相互作用的峰值恢复。在存在源极-漏极电压的情况下，峰/尖点分裂，并且分裂等于电压。在零温度下，即使非常强相互作用也不会将两个峰涂抹成更宽的峰;这意味着Y. F. Chen et.等（Phys. Rev. Lett. 102，036804（2009））不排除碳纳米管中存在强相互作用。
2009-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Molecular dynamics of cleavage and flake formation during the interaction of a graphite surface with a rigid nanoasperity
计算机实验石墨表面和刚性金字塔nanoasperity的摩擦力显微镜尖端之间的相互作用，当它被带到接近和从石墨样品撤回。使用Brenner势描述石墨烯层中的共价原子键，并从Lennard-Jones势导出尖端-碳力。对于层间相互作用，使用具有局部法线的注册表相关势。系统的行为进行了研究的条件下，不同幅度的尖端样品的相互作用和压痕率。纳米粗糙体和碳原子之间的强作用力促进石墨表面的裂解。剥离岛e.当高粘性尖端相对于表面以低速率移动时，观察到上石墨层的完全去除，而高速率导致形成附着到尖端的小薄片。所得结果对进一步认识石墨的超润滑性有一定的参考价值。
2010-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Tilted potential induced coupling of localized states in a graphene nanoconstriction
我们使用低温扫描探针显微镜的带电尖端来扰动通过石墨烯纳米收缩的传输。地图的电导作为一个功能的尖端位置显示同心晕，并通过以下的扩展与背栅电压的晕，我们能够确定一个细长的域的nanoconstriction在那里他们起源。的透射共振的振幅调制与尖端诱导电位的梯度，我们分析这在本地化状态之间的修改后的耦合。
2010-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interaction of scanning probes with semiconductor nanocrystals; Physical mechanism and basis for near field optical imaging
我们研究了金属和半导体原子力显微镜（AFM）针尖附近的单半导体双量子点（NC）的光致发光（PL）的改变。尖端的存在通过干涉改变了发射器的辐射衰减速率，并通过能量传递到尖端材料打开了有效的非辐射衰减通道。这些效应导致发射器的PL强度的淬灭（或增强），作为其与相互作用尖端的距离的函数。我们利用这种高度距离依赖效应来实现高分辨率光学成像的对比度机制。通过与InAs NC的化学功能化，将AFM针尖优化为能量受体，以实现低至30 nm的光学分辨率。所提出的实验方案提供了高分辨率的光学信息，同时保持传统的AFM成像的好处。我们直接测量单个NC的PL强度作为尖端距离的函数。我们的结果与描述振荡偶极子与平面镜相互作用的经典理论模型的计算结果吻合得很好。
2005-11-27 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph physics.optics
Thermal runaway of metal nano-tips during intense electron emission
当电子发射尖端经受非常高的电场时，甚至在超高真空条件下也形成等离子体。这种现象，被称为真空电弧，导致灾难性的表面改性，并构成了一个主要的限制因素，不仅为现代电子源，但也为许多大规模的应用，如粒子加速器，聚变反应堆等，虽然真空电弧已被彻底研究，物理机制，导致从强烈的电子发射等离子体点火仍不清楚。在这篇文章中，我们给出了深刻的见解原子尺度的过程发生在金属纳米尖在激烈的场发射条件下。我们使用多尺度原子模拟，同时包括场诱导力，电子发射与有限尺寸和空间电荷效应，诺丁汉和焦耳加热。我们发现，当一个足够高的电场施加到尖端，发射产生的热量部分熔化它和场诱导力拉长和锐化它。这启动了一个正反馈热失控过程，最终导致蒸发的大部分尖端。报道的机制可以解释引发等离子体所需的中性原子的起源，这是解释真空电弧点火所需的一个缺失的关键过程。我们的模拟提供了一个定量描述的条件下导致失控，这将是有价值的场发射应用和真空电弧研究。
2018-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Crack-tip Plasticity and Intrinsic Toughening in Nano-sized Brittle Amorphous Carbon
大多数整体脆性材料由于缺乏内在的增韧机制，如裂纹前缘附近的塑性，容易因裂纹而失效。因此，大多数的努力，以减轻脆性陶瓷的突然故障一直集中在发展外在的增韧机制，阻碍裂纹扩展后的尖端，如纤维桥接。在这项工作中，我们的实验表明，即使在脆性的单片陶瓷材料，如类金刚石碳（DLC），当其外部尺寸降低到亚微米级的内在韧化。这种独特的现象归因于小样品中裂纹驱动力的降低，这反过来又使它们能够承受足够高的应力以激活局部原子塑性。通过纳米力学拉伸和弯曲实验，电子能量损失谱分析，和应力分布计算的有限元方法，我们证实，与sp3到sp2再杂化的局部原子塑性是负责的内在增韧。
2019-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transient adhesion and conductance phenomena in initial nanoscale mechanical contacts between dissimilar metals
我们报告了与针尖润湿相关的瞬态粘附和电导现象，这些现象是由清洁的W（111）针尖压入Au（111）表面产生的机械接触中产生的。结合原子力显微镜和扫描隧道显微镜进行压痕和图像残留的印象在超高真空。在这些实验中使用的~7 nm半径的尖端的制备和其特征在于，在同一仪器中的场离子显微镜。钨尖端的第一个压痕显示出比随后的压痕更大的电导和拉脱粘合力。在~30个压痕到~1.7 nm的深度后，最大电导和粘附力达到稳态值，比它们的初始值小约12倍和6倍。还进行了W（111）针尖到Cu（100）中的压痕，以研究不同衬底的针尖润湿现象的普遍性。我们提出了一个模型，从接触力学的考虑，定量再现观察到的衰减率的电导和附着力下降的1/E衰减常数为9-14压痕周期。结果表明，压痕尖端的表面成分起着重要的作用，在定义的机械和电气性能的压痕接触。
2013-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Femtosecond laser-induced electron emission from nanodiamond-coated tungsten needle tips
我们提出了飞秒激光诱导电子发射从纳米金刚石涂层钨针尖。基于飞秒激光脉冲的短暂性，电子可以在从红外（1932 nm）到紫外（235 nm）的波长下被光激发，因为多光子激发在整个光谱范围内变得有效。根据激光波长的不同，我们发现了不同的主要发射通道，这些通道由发射电子所需的光子数来确定。基于钨和纳米金刚石之间的能带对准，相关的发射通道可以被识别为金刚石及其石墨边界中的特定跃迁。正是初始状态和最终状态（即金刚石能带结构中的体或表面附近、直接或间接激发）的特征、提供激发能的光子数和激光脉冲的峰值强度的组合决定了光电发射的主要激发通道。氢封端的纳米金刚石涂层的具体特征是其负电子亲和力，其显著降低了功函数，并且能够在没有能量势垒的情况下从导带最小值有效发射到真空中。这些提示的属性是令人鼓舞的，它们作为激光触发的电子源的应用，如超快电子显微镜和衍射和新的光子学为基础的激光加速器。发射是稳定的聚束电荷高达400电子每激光脉冲。我们推断出归一化发射度< 0.20 nmrad，归一化亮度> $1.2 \cdot 10^{12} \text{A} \text{ m}^{-2} \text{ sr}^{-1}$ .
2019-09-27 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Tip-induced excitonic luminescence nanoscopy of an atomically-resolved van der Waals heterostructure
利用低温扫描隧道显微镜以原子级分辨率探测范德华异质结构的本征发光，揭示了激子发射随纳米环境变化的规律，为原子尺度理解与控制莫尔超晶格光电现象奠定基础。
2022-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Reconfigurable Oxide Nanoelectronics by Tip-induced Electron Delocalization
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Jiangxi Normal University（江西师范大学）
本文提出一种无水cAFM光刻方法，用于在真空和极低温环境下实现非易失性可重构纳米界面极化子-电子液相转变，结合第一性原理计算和漂移扩散模型揭示了尖端控制的氧空位电迁移作用。
2026-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
