Comparative study of the electron conduction in azulene and naphthalene
研究了甘菊环分子中电子传导的可能性,并与其异构体萘中的电子传导进行了比较。我们使用非平衡格林函数形式来测量系统中的电流作为外部电场的响应。同时,我们在相同的偏压窗口内,对电场进行了高斯计算,观察了外加偏压对系统波函数的影响。我们发现,尽管具有固有的给体-受体性质,但甘菊环的电导率比萘的电导率高,使体系处于更绝缘的状态。由于通过电荷转移的稳定性,该甘菊环系统可以被制造为非常有效的分子线。我们的计算显示了大量的设备应用的可能性,在纳米尺度的仪器中的甘菊环。
2008-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic non-linear conduction in the super-insulating state of thin TiN films
我们在实验上研究了TiN薄膜中超导体向绝缘体转变的绝缘侧的电输运。在温度T > 50 mK时,我们观察到一个Arrhenius型电导,其激活能依赖于样品尺寸。在高偏压下,电流-电压(I-V)特性显示大电流跳变到电子加热为主的制度。对于最大的样品,并且低于50 mK,我们观察到低偏置幂律I ~ V^α特性,其中指数α> 1随着温度的降低而快速增长,这是电荷Berezinskii-Kosterlitz-无电荷类型的结合-非结合交叉所期望的。
2010-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Conduction Electron Spin-Flipping at Sputtered Co(90)Fe(10)/Cu Interfaces
通过测量溅射坡莫合金基双交换偏置自旋阀中铁磁耦合[Co(90)Fe(10)/Cu]xn多层膜的电流垂直于平面(CPP)磁阻,我们确定参数delta[(Co(90)Fe(10))/Cu] = 0.19 +/-0.04,其将自旋翻转的概率P设定为Co(90)Fe(10)/Cu。Cu界面通过方程P = 1 - exp(-delta)。
2010-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge conduction in monolayer WTe2
二维拓扑绝缘体(2DTI)保证具有螺旋状的一维边缘模式,其中自旋被锁定到动量,产生量子自旋霍尔效应,并且在零磁场下禁止弹性背散射。没有单层材料已被证明是一个2DTI,但最近的Weyl半金属WTe2被预测成为一个2DTI在单层形式,如果散装间隙打开。在这里,我们报告说,在温度低于约100 K单层WTe2不成为绝缘在其内部,而边缘仍然进行。边缘传导强烈抑制面内磁场,是独立的栅极电压,除了由于零偏置异常,这降低了线性响应电导冷却增长的介观波动。双层WTe2在低温下也变得绝缘,但不显示边缘导电。这些观察结果中的许多与单层WTe2是2DTI一致。然而,对于低至150 nm的接触间距,低温边缘电导低于量化值,
2016-12-13 cond-mat.mes-hall
Tunable Quantum Hall Edge Conduction in Bilayer Graphene through Spin-Orbit Interaction
双层石墨烯,在由适当选择的衬底诱导的单侧自旋轨道相互作用(SOI)的存在下,被预测表现出非常规的量子霍尔态。新的状态出现,由于强烈的SOI诱导分裂的八个零朗道水平,这是强烈的层极化,完全或部分驻留在两个石墨烯层之一。特别地,meV尺度的Ising SOI足以在中等弱磁场$B \lesssim 10$ T下反转$n=0$和$n=1$轨道能级之间的朗道能级顺序。此外,当伊辛场与$B$场相反时,自旋极化能级的顺序也可以反转。我们表明,在这些条件下,三个不同的补偿电子-空穴阶段,具有相等的电子和空穴浓度,可以发生在$ν= 0$填充。三相具有不同的边缘电导率值。其中一个阶段特别有趣,因为它的边缘导电可以通过切换层间偏置的符号来打开和关闭。
2018-09-05 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
Localized states due to expulsion of resonant impurity levels from the continuum in bilayer graphene
研究了石墨烯双层膜在开隙偏压作用下的Anderson杂质问题。即使当杂质能级与带电子的连续谱重叠时,也会产生带隙局域态。只要与杂质的杂交发生在单层内,该效应强烈地依赖于所施加的偏压的极性。对于导带内的杂质能级,正偏置产生新的局部带隙内态。负偏置不会产生相同的结果,并导致杂质能级的简单加宽。运输的影响进行了讨论,包括门控近藤效应的可能性。
2012-08-18 cond-mat.mes-hall
Spin-Polarized STM for a Kondo adatom
我们研究了自旋极化扫描隧道显微镜(STM)针尖和带有近藤吸附原子的正常金属表面导电态之间的隧穿电导随偏压的变化关系。在Fano参数$q$的整个范围内研究了针尖-基质金属和针尖-吸附原子-基质金属导电路径之间的量子干涉。自旋极化的STM引起近藤峰的分裂和零偏异常的不对称性,这取决于侧向尖端-吸附原子距离。随着横向距离的增加,近藤峰分裂表现出强烈的抑制和自旋极化电导表现出标准的Fano-Kondo轮廓。
2008-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theory of High-Field Transports in Metallic Single-Wall Nanotubes
单个金属单壁碳纳米管在高偏压下表现出非欧姆输运行为。对于低电阻接触样品,微分电导dI/dV随偏压增加而增加,在$\sim$ 100 mV时达到最大值。随着偏置进一步增加,dI/dV急剧下降[Yao等人,物理修订信函84,2941(2000)]。偏置越高,系统以更正常(欧姆)的方式表现。这种所谓的零偏异常与温度有关(50- 150 K)。我们提出一个新的解释。在低于$\sim$ 150 K的温度下,石墨烯壁中存在超导电流。正常的传导电子流在壁外流动,受到声子和杂质的散射。沿管的电流感应循环磁场,并最终在足够高的偏压下破坏壁中的超电流,并恢复欧姆行为。如果采用流行的弹道电子模型,那么散射效应就无法讨论。
2012-04-18 cond-mat.mes-hall
Intermediate coherent-incoherent charge transport: DNA as a case study
利用Büttiker探针技术研究了金属-分子-金属结中的中间量子相干-非相干电荷输运机制。这个工具使我们能够包括在一个可控的方式不相干的影响,从而研究部分退相干影响电荷转移动力学的情况。受DNA分子中的中间相干-非相干电荷传导实验的启发[L. Xiang {\it et al.},7,221 - 226(2015)],我们关注两种代表性结构:交替(GC)$_n$和堆叠的G $_n$ C $_n$序列;后一种结构被认为支持G片段内的电荷离域,从而支持中间相干-非相干传导。我们从一个高度简化的一维紧束缚模型开始分析,同时通过Büttiker的探针引入环境效应。这种极小模型使我们能够获得基本的了解的运输机制,并得出分析结果的分子阻力在不同的限制。然后,我们使用一个更详细的阶梯模型哈密顿来表示双链DNA结构-与环境的影响捕获Büttiker的探针。我们发现,跳跃传导占主导地位的交替序列,而在堆叠序列电荷离域(可视化直接通过电子密度矩阵)支持显着的共振弹道电荷动力学的奇偶效应和电阻的弱距离依赖性反映。我们的分析表明,从极小模型中吸取的经验教训有助于解释DNA中的电荷动力学。
2016-07-28 cond-mat.mes-hall
Non-equilibrium dynamics of the Anderson impurity model
在近藤极限下研究了M沟道Anderson杂质模型(M= 1,2),在有限的偏压作用下,研究了M沟道Anderson杂质模型的导电电子库.使用非交叉近似(NCA),我们计算的局部光谱函数,微分电导,并在非零偏压的对称以及非对称耦合的杂质的铅的磁化率。我们描述了一个有效的程序来解决NCA积分方程,使我们能够达到远低于近藤尺度的温度。这使我们能够研究的缩放制度的电导依赖于偏置仅通过一个缩放功能。我们的结果适用于隧道结和点接触。我们提出了一个通用的公式,它允许一个去之间的两种情况下的隧道结和点接触。在双沟道情况下,将共形场论与NCA传导电子自能进行了比较。
1997-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Conduction Electron Scattering and Spin-Flipping at Sputtered Co/Ni Interfaces
电流垂直于平面的磁阻(CPP-MR)测量让我们量化传导电子散射和自旋翻转溅射铁磁/铁磁(F1/F2 = Co/Ni)接口,CPP-MR和自旋扭矩实验与垂直各向异性的重要后果。我们使用铁磁耦合([Ni/Co]xn)Ni多层膜和含有铁磁耦合插入物的基于Py的对称双交换偏置自旋阀(DEBSV)([Co/Ni]xn)Co或([Ni/Co]xn)Ni多层膜,导出Co/Ni界面电阻率AR(Co/Ni)(Up)= 0.03(+0.02)(-0.03)f-ohm-m^2和AR(Co/Ni)(向下)= 1.00 +/-0.07 f-ohm-m^2,界面自旋翻转参数δ(Co/Ni)= 0.35 +/-0.05。的特定电阻是一致的,与我们的无自由参数计算的界面厚度之间的2和4个单层(ML),这是符合预期的。
2010-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Trap-assisted space charge limited transport in short channel MoS2 transistor
我们提出了温度依赖的$I-V$测量短沟道MOS $_2$场效应器件在高源漏偏置。我们发现,虽然$I-V$特性是欧姆在低偏压下,导电成为空间电荷限制在高$V_{DS}$和存在的陷阱态的指数分布观察。还测定了与温度无关的临界漏源电压($V_c$)。由$V_c$定量计算陷阱态密度。本文还讨论了这些器件中陷阱指数分布的可能来源。
2013-08-22 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
Low Bias Negative Differential Resistance in Graphene Nanoribbon Superlattices
我们理论上研究了半导体扶手椅型石墨烯纳米晶(aGNR)超晶格(5 ~ 20个势垒)在低偏压(V_SD < 500 mV)下的弹道输运负微分电阻(NDR)。我们结合石墨烯的狄拉克哈密顿量与Landauer-Büttiker形式来计算通过系统的电流I_SD。我们发现发生负折射的三种不同的输运区域:(i)宽层的“经典”区域,通过该区域,跨带隙的输运被强烈抑制,由于不同层的带隙交叉,导致几乎为1的交替区域和作为V_SD的函数的零传输概率;(ii)由超晶格能带传导主导的量子区,随着V_SD的增加,能带态的错位引起电流抑制;和(iii)一个Wannier-Stark阶梯制度与电流峰值发生在交叉点的Wannier-Stark梯级从不同的阶梯。我们观察到NDR在电压偏置低至10 mV,具有高电流密度,使aGNR超晶格有吸引力的器件应用。
2011-11-10 cond-mat.mes-hall
Electron transport in dual-gated three-layer MoS$_2$
少层MoS $_2$的低能带结构与从光学到电子输运的各种实验有关。由于其复杂的多波段特性,其表征仍然具有挑战性。通过磁输运实验研究了双栅三层MoS $_2$的导带。总载流子密度通过施加在MoS $_2$与顶部和底部栅电极之间的电压来调谐。对于不对称偏置的顶栅和底栅,电子在最靠近正偏置电极的层中积累。这样,三层MoS $_2$可以被调整为像单层一样的电子行为。相反,在两个栅极上施加正电压导致所有三个层的占用。我们的分析Shubnikov-de Haas振荡起源于不同的频带,让我们属性的顶层和底层的相应的载流子密度。我们发现了一个双重的朗道能级简并为每个带,这表明导带的最小值位于第一布里渊区的$\pm K$点。这与零层不对称的能带结构计算相反,零层不对称的能带结构计算报告在$Q$点处的最小值。即使层间隧道耦合似乎离开低能量导带不受影响,我们观察到零层不对称的最外层之间的电子散射。由于自旋谷对称性,中间层保持去耦,这对于相邻层是反转的。当最外层的能带在能量上共振时,发生层间散射,导致增强的电阻和磁带间振荡。
2021-04-29 cond-mat.mes-hall
A Unified Phonon Interpretation for the Non-Fourier Heat Conduction by Non-equilibrium Molecular Dynamics Simulations
纳米约束引起了许多有趣的非傅立叶热传导现象,近年来已被广泛研究,如内部的非线性温度分布,接触附近的温度跳跃,和有限尺寸效应。然而,对这些现象的理解在过去二十年中一直是一个争论的问题。在这项工作中,我们展示了一个统一的声子解释的非傅立叶热传导,可以帮助理解这些现象的模式之间的模式对应的非平衡分子动力学(NEMD)模拟和模式分辨声子玻尔兹曼输运方程(BTE)。研究发现,纳米尺度声子输运特性,包括温度分布,热通量值和模态温度依赖于所施加的热库上的两个接触。我们的NEMD模拟表明,朗之万恒温器表现得像一个无限大的热库,并提供热平衡模式分辨的声子出口,而偏置的水库,例如,Nose-Hoover链恒温器和速度重标度方法的行为类似于非平衡声子出口。我们的解释清楚地表明,非傅立叶热输运现象起源于非扩散声子输运和声子热不平衡的组合。这项工作提供了一个清晰的理解纳米级的热传输,并可能指导在各种应用中的热传输的测量和控制。
2019-10-15 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Bias and temperature dependence of the 0.7 conductance anomaly in Quantum Point Contacts
通过测量差分电导随源漏和栅偏压以及温度的变化,研究了强约束刻蚀GaAs/GaAlAs量子点接触中0.7(2e^2/h)的电导异常。我们详细调查如何,对于一个给定的栅极电压,差分电导取决于有限的偏置电压,并找到一个所谓的自选通效应,我们纠正。零偏压下的0.7异常在有限偏压下平滑地演变为0.85(2e^2/h)的电导平台。改变栅极电压,在1.0和0.85(2e^2/h)平台之间的转变对于确定的偏置电压发生,其定义了依赖于栅极电压的能量差$Δ$。将该能量差与从低偏压下0.7反常的实验观察到的激活行为中提取的激活温度T_a进行比较。我们发现Δ= k_BTa,这支持了电导反常是由于通过两个传导通道传输的观点,其中一个子带边缘Δ低于化学势的通道随着温度的升高而变得热密度降低。
2000-05-03 cond-mat.mes-hall
Electronic structures of free-standing nanowires made from indirect bandgap semiconductor gallium phosphide
我们提出了一个独立的纳米线的电子结构的理论研究,由磷化镓(GaP)-一个III-V族半导体与间接体带隙。我们考虑了具有正方形和矩形截面的[001]取向GaP纳米线,以及具有六边形截面的[111]取向GaP纳米线。基于紧束缚模型,计算了纳米线的能带结构和波函数。对于[001]取向的GaP纳米线,其能带呈现出反交叉结构,而对于[111]取向的GaP纳米线,其能带呈现出交叉结构。在导带中观察到两个极小值,而价带的最大值总是在$Γ$ -点。利用双群理论分析了不同尺寸和方向的GaP纳米线的最低导带态和最高价带态的对称性。利用空间概率分布计算了纳米线的最低导带和最高价带的带态波函数。为了实际应用,我们拟合了纳米线中电子和空穴的限制能,得到了一个经验公式。
2016-06-08 cond-mat.mes-hall
Fabrication and characterisation of ambipolar devices on an undoped AlGaAs/GaAs heterostructure
我们制作了AlGaAs/GaAs异质结器件,其中导电沟道可以简单地通过改变栅极偏置的极性来填充电子或空穴。异质结构是完全未掺杂的,而载流子是静电感应的。我们使用这些设备进行直接比较的散射机制的二维(2D)电子($μ_\textrm{peak}=4\times10^6\textrm{cm}^2/\textrm{Vs}$)和空穴($μ_\textrm{peak}=0.8\times10^6\textrm{cm}^2/\textrm{Vs}$)在同一个导电沟道与名义上相同的障碍电位。我们发现电子和空穴散射之间的显着差异,空穴迁移率大大低于从简单的理论预期。
2012-04-03 cond-mat.mes-hall
Role of Nottingham effect in the heat transfer in extreme near-field regime
我们分析了在极端近场制度下,由真空间隙隔开的两种金属之间的热传递。在传导和辐射之间的这种交叉状态下,热交换是由光子、声子和电子隧穿介导的。我们量化的相对贡献,这些载体相对于两个机构之间的间隔距离和所施加的偏置电压。在存在弱偏压($V_{\rm b}<100$ ~mV)的情况下,电子和声子可以对接触附近的热传递做出相等的贡献,而光子的贡献变得可以忽略不计。另一方面,对于较大的偏置电压,电子起主导作用。此外,我们证明,根据这种偏置的大小,电子可以冷却或加热的热的身体诺丁汉效应。我们的研究结果强调了最近的实验结果在极端近场制度的热交换的一些不一致,并为未来的实验设定了路线图。
2023-03-21 cond-mat.mes-hall
Heat conduction in magnetic insulators via hybridization of acoustic phonons and spin-flip excitations
通过引入仅需Zeeman分裂和磁弹耦合的最小模型,论证声学声子与自旋翻转激发的杂化是顺磁绝缘体CsYbSe$_2$纵向热导率非单调磁场依赖性的原因,揭示了普适磁热输运现象。
2024-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Self-driven oscillation in Coulomb blockaded suspended carbon nanotubes
已知悬浮的碳纳米管在包括低温和高机械品质因数的某些条件下由于机电反馈而支持自驱动振荡。先前的报告确定了近藤或高偏压运输制度的这种振荡的签名。在这里,我们观察到自驱动的振荡,引起显着的传导,在正常的库仑阻塞低偏压运输。使用主方程模型,自驱动的结果强烈依赖于能量的电子隧穿,和偏置,栅极电压和温度上的传输功能的依赖关系被很好地再现。
2020-05-26 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Minimal realization of the Orbital Kondo effect in a Quantum Dot with two Leads
从理论上证明了无自旋电子通过量子点输运过程中的近藤效应。传导电子自旋的作用是由铅指数。如果在由单个电子占据的点中有两个接近的能级,则发生近藤效应。当温度超过近藤温度$T\gg T_K$时,如果能级恰好简并,则电导最大。而在零温度下,电导在SU(2)对称点处为零,但对于能级分裂$Δ\eps\sim T_K$的某个有限值,电导达到幺正极限$G = e^2/h$.引入自旋为1/2的电子和在点中具有两个简并轨道能级允许在耦合到两个引线的单个点中观察SU(4)近藤效应。
2007-04-18 cond-mat.mes-hall
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
Photoassisted tunneling from free-standing GaAs thin films into metallic surfaces
测量了由上述带隙光从背面激发的金表面与自支撑半导体薄膜之间的隧道光电流随外加偏压、隧道距离和激发光功率的变化。的结果进行了比较与模型的预测,其中包括偏置依赖的隧道势垒高度和偏置引起的表面复合速度的下降。结果表明:i)来自导带的隧穿光电流占主导地位; ii)在大的隧道距离下,电流的指数偏压依赖性由隧道势垒高度的指数偏压依赖性来解释,而在小的隧道距离下,表面复合速度的变化占主导地位。
2010-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bias-driven local density of states alterations and transport in ballistic molecular devices
我们研究动态非平衡电子充电现象在弹道分子器件在室温下,妥协他们的响应偏置和其性质是明显区别于静态肖特基型势垒。使用各种金属/半导体碳纳米管和烷烃二硫醇分子作为分子桥的活性部分,我们进行自洽量子输运计算下的非平衡格林函数形式主义耦合到一个三维泊松求解器的化学和静电相互描述。我们的研究结果勾画了一个特定的跟踪设备的局部状态密度和接触的电化学电位,可以有效地通过改变分子系统的电子结构的传导过程的条件之间的关系。这种变化与电子/声子散射效应无关,而其程度与系统的导电特性高度相关,从而导致具有半导体特性和对称质心配置的分子的固有电阻增加。
2008-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Band offset and negative compressibility in graphene-MoS2 heterostructures
我们使用电子输运来表征单层石墨烯-多层MoS 2异质结构。我们的样品显示双极特性和电导率饱和的电子分支,这标志着发病的二硫化钼导带人口。令人惊讶的是,一旦填充MoS 2,石墨烯中的载流子密度随着栅极偏压而降低,证明了MoS 2中的负可压缩性。我们能够解释我们的测量定量占无序和使用随机相位近似(RPA)的狄拉克和抛物线带二维电子气体的交换和相关能量。这种解释使我们能够提取MoS 2的导带边缘和石墨烯的狄拉克点之间的能量偏移。
2016-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electrical transport in two dimensional electron and hole gas on Si(001)-(2x1) surface
Si(001)-(2 $\times$ 1)表面是具有科学和应用价值的二维体系之一。它有两个表面态带(1)反键π * 带,具有受体态和(2)键π带,具有供体态。由于其不对称的二聚体重构,通过该表面的运输可以被认为是在两个不同的方向上,即沿着和垂直于成对的二聚体行。我们计算了这些表面态在平带条件下的零偏压电导,发现由于强轨道杂化,沿二聚体行方向的传导是显著的。我们还发现,在室温下的未钝化表面的表面电导是数量级高于体电导接近带边。因此,我们建议,通过这些表面状态的运输可能是占主导地位的导电机制,在最近报道的扫描隧道显微镜的硅纳米膜。我们还计算了平带条件下弱相互作用悬挂键线沿和垂直于二聚体行方向的零偏压电导,发现类似的趋势。扩展的休克尔理论用于电子结构的计算,这是基准与硅的GW近似,并已成功地应用于硅系统在过去。
2008-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intervalley coupling for interface-bound electrons in silicon: An effective mass study
硅中电子导带边缘的轨道简并性是涉及该主体材料中的电子自旋自由度的量子信息的存储和操纵的潜在障碍。在Si和势垒材料之间的界面附近可以减轻这种困难,其中谷间散射可以耦合传导基态中的状态,导致非简并轨道基态和第一激发态。实验发现,水平分裂有很强的样品依赖性,不同的接口和样品的数量级不同。在不同的系统中,导致这种耦合的基本物理机制得到解决。我们扩大我们最近的研究的基础上的有效质量的方法,将完整的平面波展开的布洛赫函数在导带最小值。从简单的Si/势垒模型中自然产生物理见解。特别是,我们提出了一个明确的比较,我们和不同的近似和形式主义在文献中采用,并建立这些近似在不同的物理场景中的适用性。
2011-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Localization under the effect of randomly distributed decoherence
研究了无序准一维量子系统中的电子输运。退相干是考虑到虚拟水库的空间分布,这代表了当地的相互作用的传导电子与他们的环境。我们表明,退相干分布上的运输有可观察到的影响。如果退相干库是随机分布的,没有空间相关性,最小程度的退相干是必要的,以获得欧姆传导。低于此阈值时,系统局域化,从而出现退相干驱动的金属-绝缘体相变,而对于均匀分布的退相干,任何有限程度的退相干都足以破坏局域化。因此,在无序的一维系统中,局域化的存在或不存在可以提供关于电子相位如何随机化的重要见解。
2014-02-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Vibrational features in inelastic electron tunneling spectra
对分子结的非弹性电子隧穿谱(IETS)实验进行了理论分析,给出了电流对电压的二阶导数随外加偏压的变化曲线。在非微扰计算方案,适用于任意参数的模型,我们认为在非共振区域的虚拟传导过程。在这里,我们研究了几个关键因素对IETS谱的影响:振动耦合的强度,声子能量,和设备的工作温度。它还表明,在IETS信号相对于偏置极性的弱不对称性得到的结果,强烈的不对称连接的电极。
2007-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Full counting statistics of vibrationally-assisted electronic conduction: transport and fluctuations of the thermoelectric efficiency
本文研究了具有电子-声子相互作用的电子传导结中电荷和能量输运的统计特性,特别是热电效率及其涨落。该系统包括供体和受体电子态,代表双位点分子或双量子点系统。通过两个分子位置的金属之间的电子转移耦合到一个特定的振动模式,该模式被认为是谐波或非谐波-截断(两态)光谱。考虑到这些模型,我们推导出电荷和能量转移的稳态累积生成函数,在电子-声子相互作用中校正到二阶,但在金属-分子耦合强度中精确到所有阶。这是通过使用非平衡格林函数方法(谐波模式)和动力学量子主方程方法(非谐波模式)。从累积量母函数出发,计算了电荷电流及其噪声和热电效率的大偏差函数。我们证明,在大偏压的充电电流,微分电导,和电流噪声可以识别能量和结构特性的结。我们进一步研究了作为热电发动机的结的操作,并表明,虽然宏观热电效率是无关紧要的模式(谐波或非谐波)的性质,效率波动确实反映了这一属性。
2015-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Field-free dual superconducting diode via photon-assisted interference
Istituto Nanoscienze-CNR(意大利国家研究委员会纳米科学研究所);NEST-SNS(新科学技术与纳米中心-比萨高等师范学院);Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM)(马德里材料科学研究所);Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)(西班牙国家科学研究委员会);Quantum Advanced Research Center (QuARC)(量子先进研究中心)
本研究提出基于常规Al/AlOx/Al隧道结和微波双谐波驱动的可重构双功能超导二极管,通过光子辅助干涉实现无场下超电流与准粒子整流,效率超越传统器件,并验证了“绝对二极管”概念。
2026-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fermi Liquid Theory of a Fermi Ring
我们研究了电子-电子相互作用对偏压石墨烯双层膜电子性质的影响。这个系统是一个具有传导带和价带的半导体,其特征是不寻常的“墨西哥帽”色散。我们专注于金属制度的化学势位于“墨西哥帽”的导带,导致一个拓扑非平凡的费米表面的形状的一个环。我们表明,由于费米表面的电子-电子相互作用的不寻常的拓扑结构大大增强。我们讨论了由于这种增强的铁磁相的不稳定性的可能性。我们计算的电子极化函数的随机相位近似,并表明,虽然在低能量的系统表现为费米液体(虽然奇特的弗里德尔振荡),在高频率时,它显示出一个高度异常的响应相比,普通金属。
2007-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Band structure of Si/Ge core-shell nanowires along [110] direction modulated by external uniaxial strain
采用第一性原理密度泛函理论计算了Si/Ge核壳纳米线沿[110]方向的应变调制电子性质。特别地,详细地探讨了导带/价带的能量色散关系。在Γ点处,单轴应变使两个带的能级发生显著变化,从而导致带隙发生明显变化。相反,当K矢量远离Γ时,导带/价带随应变的变化大大减小。另外,在足够的拉伸应变(~1%)下,Si/Ge核壳纳米线的价带边(VBE)从Γ向远离Γ的方向移动,这表明Si/Ge核壳纳米线的带隙经历了从直接带隙到间接带隙的转变。我们的研究进一步表明,载流子的有效质量也可以通过外部单轴应变来调节。空穴的有效质量随拉伸应变的增加而显著增加,而应变对电子的有效质量的影响很小。最后,从波函数的角度讨论了应变与导带/价带边的关系。
2011-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph