Polarization bistability and resultant spin rings in semiconductor microcavities
与半导体微腔的下极化激元分支谐振的泵浦激光的传输被示出为高度依赖于泵浦的圆偏振度。极化激元-极化激元相互作用的自旋相关各向异性允许通过改变泵浦功率来控制内部极化。观察到由于偏振双稳性而产生的空间图案，即具有高度圆偏振的自旋环的形成。基于自旋相关的Gross-Pitaevskii方程的唯象模型提供了一个很好的描述实验结果。包含与非相干激子库，它提供了自旋无关的极化激元模式的蓝移的相互作用，被认为是必不可少的。
2010-07-21 cond-mat.mes-hall
Integrated quantized electronics: a semiconductor quantized voltage source
超导体中的约瑟夫森效应将量子化的输出电压f = f \cdot（h/2 e）与电子电荷的自然常数e、普朗克常数h和激发频率f联系起来，在电学量子精密测量中有重要应用。此外，半导体通常应用于利用量子霍尔效应的电量子精密测量中。然而，尽管它们在例如集成电路中有广泛的进一步应用，但从未获得由半导体器件产生的量化电压。在此，我们报告了产生量化电压\cdot（h/e）的半导体量化电压源。它是基于一个集成的量子化电路的一个单一的电子泵工作在泵频率f和量子霍尔器件单片集成串联。预期若干\muV的输出电压可使用本技术按数量级缩放。该设备可能会打开一条通往量子三角形闭合的新途径。此外，它代表了一个通用的电量子参考，允许使用单个设备基于基本常数生成电压、电流和电阻这三个最相关的电单位的量化值。
2011-03-09 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
Rectification in mesoscopic AC-gated semiconductor devices
我们测量的整流直流电流时产生的3端半导体器件与栅极相关的电导与交流栅极电压驱动。当直流源极-漏极偏置电压、直流栅极电压和交流栅极电压的幅度变化时，整流电流表现出令人惊讶的复杂行为。我们得到很好的协议，我们的数据和模型的基础上简单的假设，在很宽的频率范围内的杂散阻抗的样品芯片。这种方法适用于许多类型的实验，其中涉及交流门控的非线性器件，并在一个不可取的整流贡献的测量信号存在。最后，我们评估了小整流电流流动的可调势垒电子泵夹断制度。对于100 pA的泵浦电流，这些电流至多是泵浦电流的$10^{-12}$。这一结果是令人鼓舞的可调屏障泵的发展，作为当前的标准。
2018-09-27 cond-mat.mes-hall
A topological quantum pump in serpentine-shaped semiconducting narrow channels
我们提出并从理论上分析了一个一维的固态电子设置，作为一个拓扑电荷泵在完全没有叠加振荡本地电压。该系统由一个半导体窄通道与强大的Rashba自旋轨道相互作用图案中尺度蛇形形状。一个旋转的平面磁场作为外部交流扰动，并与Rashba自旋轨道相互作用，这是调制的几何曲率的电子通道，以实现拓扑泵浦协议最初介绍了一个全新的方式。我们期望在我们的介观量子器件中精确泵浦电荷与量子精密测量目的相关。
2018-06-12 cond-mat.mes-hall
Silicon charge pump operation limit above and below liquid helium temperature
本文研究硅 MOS 电子泵在最高 14 K 下的温度效应，发现液氦温度以下其不确定度受隧穿限制，表明 $^4$He 低温系统即可实现高精度量子电流标准。
2023-09-12 cond-mat.mes-hall
Towards single-electron metrology
我们回顾了单电子输运（SET）器件在计量学中的适用性。他们设想的作用作为一个高精度的电气标准的基础进行了概述，并在其他标准的背景下进行了讨论。单电子晶体管，旋转门和泵的工作原理进行了解释，这些设备的基本限制进行了详细讨论。我们描述了各种物理机制，影响设备的不确定性和审查的分析和数值方法需要计算的内在不确定性和优化的制造和操作参数。最近的实验结果进行了评估，并与理论预测进行比较。虽然理论和实验之间存在差异，但内在的不确定性已经足够小，可以开始为第一个基于SET的PSNR应用做准备。
1999-08-16 cond-mat.mes-hall
Optically controllable magnetism in atomically thin semiconductors
二维层状材料中的电子态可以表现出各种各样的相关相，包括维格纳晶体、莫特绝缘体、电荷密度波和超导性。最近的实验和理论研究表明，铁磁相可以存在于电子掺杂的过渡金属二硫属化物（TMD）半导体中，但在零磁场下的稳定磁性状态一直无法检测到。在这里，我们的实验表明，介观铁磁秩序可以产生和控制的单层WSe 2在零施加磁场的局部光泵浦。在空间分辨泵浦探测实验中，我们利用激子态的偏振分辨反射率作为载流子自旋极化的探测器。当样品是电子掺杂的密度$n_e = 10^{12} cm^{-2}$，我们观察到，一个本地的，圆偏振，微瓦功率的光泵打破了等效铁磁自旋配置之间的对称性，并创建磁秩序，其延伸到介观区域大至8 μ m × 5 μ m，由样品的边缘和折叠的2D半导体。磁序的实验特征是从激子态反射的圆二色性（CD），在共振波长处的幅度超过20%。泵的螺旋度决定了磁状态的取向，磁状态可以沿着两个主平面外轴对齐。与先前在2D材料中需要非局部的、缓慢变化的磁场来操纵磁相的研究相比，所展示的利用局部和可调谐光泵浦来控制远程磁性和相应的强CD的能力是高度通用的。这一发现将解锁新的基于TMD的自旋和光学技术，并实现对二维电子气（2DEG）中相关电子相位的复杂控制。
2021-08-12 cond-mat.mes-hall
Optical detection of long electron spin transport lengths in a monolayer semiconductor
使用空间分辨光学泵浦探测实验，我们测量的横向运输自旋/谷极化电子在很长的距离（几十微米）在一个单一的WSe 2单层。通过使用圆偏振光局部泵浦2D电子的费米海到高度的自旋/谷偏振（高达75%），电子偏振的横向扩散可以经由由空间分离和线偏振的探测激光诱导的光致发光来映射。高达25%的自旋谷极化，观察到在泵浦探测分离高达20微米。特征自旋/谷扩散长度为18 +/- 3微米，揭示在低温下。温度、泵浦螺旋度、泵浦强度和电子密度的依赖性突出了自旋弛豫时间和泵浦效率对具有自旋谷锁定的单层半导体中极化电子输运所起的关键作用。
2022-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theoretical backgrounds of nonlinear THz spectroscopy of semiconductor superlattices
我们考虑在探测和泵浦场的相称频率的最一般情况下，在双色电场作用下，半导体超晶格的单个微带中的太赫兹吸收和增益。利用玻尔兹曼输运方程的精确解，我们表明，在小信号限制的吸收公式总是包含两个不同的条款有关的参数和非相干相互作用的微带电子与交变泵场。这为在不切换到负微分电导状态的情况下控制THz增益提供了理论背景。出于教学的原因，我们详细介绍了公式的推导。
2008-11-10 cond-mat.mes-hall
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
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
Readout of relaxation rates by nonadiabatic pumping spectroscopy
我们提出了非绝热电荷泵作为一种方法来访问不同的电荷弛豫率以及双量子点设置中的激发轨道态的弛豫率，基于极端尺寸有限的量子点和掺杂剂系统。速率是以与平台区良好分离的方式获得的，当比较反向驱动循环的稳态电流时发生。这产生独立于任何拟合参数的可靠读数。重要的是，非绝热泵浦光谱基本上利用了与这些设备的操作通常采用的相同的驱动方案。我们提供了一个详细的分析读出方案的工作原理以及可能的错误，从而证明其广泛的适用性。弛豫速率的精确知识与时间相关操作设备的实现高度相关，例如用于计量的电子泵或量子信息中的量子位。
2016-02-09 cond-mat.mes-hall
Manipulation of a two-photon pump in superconductor - semiconductor heterostructures
我们研究了夹在两个超导导线之间的pn结的光子统计、纠缠和压缩，并表明这种电驱动的光子泵产生了相关和纠缠的光子对。特别是，我们证明了在正交振幅的发射光的波动的压缩可以通过改变超导体的序参量的相对相位来操纵。这揭示了超导态的宏观相干性如何被用来调整双光子态的性质。
2014-03-13 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Full loss compensation in hybrid plasmonic waveguides under electrical pumping
表面等离子体激元（SPP）为突破衍射极限和设计纳米级光学元件提供了机会，但其实际应用受到金属中高欧姆损耗的阻碍。在这里，我们提出了一种新的方法，在深亚波长金属-绝缘体-半导体波导几何结构的电泵浦下的有效SPP放大，并在非常低的泵浦电流密度为0.8 kA/cm $^2$的情况下，在红外线中的SPP传播损耗的数字证明充分补偿。该值比先前的研究低一个数量级，这是由于金属和半导体之间的薄绝缘体层，其允许少数载流子的注入并阻止多数载流子，从而将漏电流降低到接近零。所提出的结果提供洞察无损SPP引导和未来高密度纳米光子和光电电路的发展。
2015-01-15 cond-mat.mes-hall
Inverse-phase Rabi oscillations in semiconductor microcavities
实验研究了嵌入InGaAs量子阱的半导体微腔非稳态瞬态信号的振荡。由于微腔样品中强激子-光子耦合（拉比振荡），振荡作为上下极化激元模式之间的量子拍频的结果而发生。光谱分辨信号的登记允许单独观察两个极化激元模式的本征频率处的振荡。令人惊讶的是，在较低和较高的极化激元模式下测量到的振荡具有相反的相位。我们从理论上证明了反相振荡是由泵浦引起的极化激元Hopfield系数的修改引起的，极化激元Hopfield系数决定了每个极化模式中激子和光子分量的比例。这种行为是光-物质耦合态的量子拍频的基本特征。相比之下，在没有微腔的量子阱异质结构中对纯激子态进行的参考泵浦-探测实验揭示了在不同激子能级处测量的泵浦-探测信号的同相振荡。
2016-12-12 cond-mat.mes-hall
Theory of x-ray scattering from optically pumped excitons in atomically thin semiconductors
Technische Universität Berlin（柏林工业大学）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步辐射中心）；Universität Hamburg（汉堡大学）
本文提出利用非弹性x射线散射研究mesoscopic准粒子内部电荷分布的新框架，探讨光泵激子对过渡金属二硫化物x射线散射光谱的贡献。
2026-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Bichromatic four-wave mixing and quadrature-squeezing from biexcitons in atomically thin semiconductor microcavities
非线性光学效应如四波混频和压缩光的产生在光学器件和光源中是普遍存在的。半导体微腔中双光子敏感束缚双激子的共振非线性效应是研究低光功率器件的一个重要平台。由于在原子薄的半导体中特别强的库仑相互作用，这些材料具有强束缚的双激子并且在电磁波谱的可见频率范围内工作。为了从光学器件中产生的光中去除强泵浦激光或同时激发非简并极化激元，需要具有两个光谱分离的泵浦激光器的双色泵浦配置。本文从理论上研究了双色泵浦原子薄半导体微腔中的自发四波混频和正交压缩。我们探讨了两种不同的配置，分别支持从极化激元到束缚双激子的简并和非简并散射。我们发现，这些配置导致产生强烈的单模和双模正交压缩光。
2022-11-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ultrafast supercontinuum fiber-laser based pump-probe scanning MOKE microscope for the investigation of electron spin dynamics in semiconductors at cryogenic temperatures with picosecond time and micrometer spatial resolution
我们描述了一个双色泵浦-探测扫描磁光克尔效应（MOKE）显微镜，我们已经开发的研究在低温下的半导体中的电子自旋现象与皮秒的时间和微米的空间分辨率。我们的显微镜的关键创新是使用超快“白光”超连续光纤激光源，它提供了整个可见光和近红外光谱范围的访问。我们的克尔显微镜允许独立选择激发和检测能量，同时避免了同步两个单独的皮秒激光系统的脉冲序列的必要性。独立调谐泵浦和探测波长的能力使得能够研究激发能对光致电子自旋动力学的影响。我们演示了皮秒实空间成像的光激发电子自旋包在（110）GaAs量子阱样品的扩散膨胀，以说明仪器的能力。
2013-10-11 cond-mat.mes-hall physics.ins-det physics.optics
Exciton condensation in semiconductor quantum wells in nonuniform electric field
研究了在金属电极上有圆形窗口的情况下，在横向电场作用下半导体双量子阱中激子密度分布的结构现象。结果表明，存在激子凝聚相，激子凝聚相的自由能可用唯象朗道模型描述。对于激子密度的测定，传统的相变理论被用于有限的激子寿命的情况下产生的，存在的泵浦和非均匀性的系统。结果表明，在高激子密度下，出现了不同类型的结构：周期性分布的激子凝聚相岛或凝聚相环。分析了泵浦、窗口尺寸和温度对结构性能的影响。所得结果与实验数据吻合较好。
2007-02-16 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
Nonlocal pure spin current injection via quantum pumping and crossed Andreev reflection
提出了一种基于绝热抽运和正交垂直/Andreev反射的纯自旋流注入器。该装置由三端铁磁体-超导体-半导体系统组成，其中纯自旋电流注入到半导体中，该半导体在远离铁磁体的相干长度内耦合到超导体，使得交叉正常/Andreev反射现象能够操作。量子抽运是通过电磁调制铁磁导线的两个独立参数，即磁化强度和铁磁体与超导体之间的耦合强度来诱导的。正常/Andreev反射和交叉正常/Andreev反射之间的竞争，两者都由泵浦引起，导致纯自旋电流非局部注入到半导体中。最后讨论了该装置的实验实现。
2005-07-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Time-resolved and continuous-wave optical spin pumping of semiconductor quantum wells
报道了CdTe/（Cd，Mg）Te半导体量子阱中驻留电子的全光自旋抽运和探测的实验和理论研究。双色Hanle-MOKE技术（基于连续波激发）和时间分辨克尔旋转的共振自旋放大制度（基于脉冲激发）提供了一个互补的电子自旋弛豫时间的测量。通过光谱和温度依赖性研究了电子局域化对长寿命自旋相干性的影响。各种情况下的自旋极化产生（通过trion和激子状态）进行了分析和连续波和脉冲激发之间的差异被认为是。讨论了$g$因子的非均匀分布和各向异性自旋弛豫时间对测量结果的影响。
2008-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Quantum charge pumping in graphene-based devices: When lattice defects do help
量子电荷泵，量子相干产生的直流电流在零偏置通过时间相关的电位，提供了杰出的机会，计量和新器件的发展。石墨烯的长电子相干时间和高质量的晶体结构可以为这种量子泵提供合适的构建块。在这里，我们专注于通过石墨烯纳米带在法布里-珀罗制度的绝热量子泵浦突出缺陷的关键作用，通过使用原子模拟。我们发现，即使是一个单一的缺陷添加到原始结构可能会产生两个数量级的增加，在泵送的电荷。
2013-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microscopic dynamics of electron hopping in a semiconductor quantum well probed by spin-dependent photon echoes
利用自旋相关的光子回波结合抽运-探测克尔旋转研究了CdTe/（Cd，Mg）Te量子阱中电子自旋在跳跃区的微观输运。我们表明，独立的特定的自旋弛豫机制，跳跃的居民电子导致光子回波衰减时间的缩短，而横向自旋弛豫时间从泵探测瞬态评估增加由于自旋动力学的波动有效磁场的晶格核的运动变窄。
2019-07-30 cond-mat.mes-hall
Optical Orientation in Ferromagnet/Semiconductor Hybrids
讨论了铁磁/半导体混合结构中半导体电子的光抽运物理。光学取向的半导体电子检测铁磁膜的磁性状态。反过来，混合物的铁磁性可以在半导体的帮助下进行光学控制。铁磁体/半导体界面附近的自旋-自旋相互作用在光读出和铁磁性操纵中起着至关重要的作用。
2008-03-31 cond-mat.mes-hall
Single-Hole Pump in Germanium
单电荷泵是基于量子的单位安培标准的主要候选者，因为它们可以产生精确和量化的电流。为了在操作的准确性和速度方面接近MEMS的要求，在过去的十年中，一直关注基于MEMS的设备。使用各种半导体材料可以测试电荷泵器件的通用性，这是计量学非常理想的演示，GaAs和Si泵处于这些测试的最前沿。在这里，我们展示了泵浦可以在尚未开发的半导体中实现，即锗。我们实现了一个可调势垒量子点静电限定在Ge/SiGe异质结界面的单孔泵。我们观察到量化的电流高原通过驱动系统与一个单一的正弦驱动高达100 MHz的频率。原型的操作受到多个点的意外形成的影响，可能是由于无序电位和随机电荷波动。我们建议直接改进的制造工艺，以提高泵的特性，在未来的实验。
2021-05-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Parallel pumping of electrons
我们提出了同时操作的10个单电子旋转门导致一个数量级的电流水平增加到100 pA。我们对器件均匀性和背景电荷稳定性的分析表明，并行化可以在不影响量子精密测量对精度和电流水平的严格要求的情况下进行。此外，我们还讨论了偏置电荷不稳定性如何限制单电子旋转门的集成规模。
2009-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-adiabatic quantized charge pumping with tunable-barrier quantum dots: a review of current progress
在奈米电子电路中，对个别载流子的精确操控，是其最基本量子特性--元电荷的普适性与不变性--实际应用的基础。电荷泵从控制连接到源极和漏极引线的纳米结构的参数的周期性外部调制产生净电流;在量化泵浦的状态中，电流作为控制参数的函数以$q_e f$的步长变化，其中$q_e$是电子电荷，并且$f$是调制频率。近年来，基于具有可调隧道势垒的半导体量子点的稳健且精确的量子化电荷泵已经被开发出来。这些器件允许在许多数量级上调制点和引线之间的电荷交换速率，并且能够捕获远离与引线平衡的精确数量的电子。相应的非绝热泵浦协议集中在理解与电荷加载、捕获和释放相关联的泵浦循环的单独部分。本文综述了基于可调势垒量子点的量子化电荷泵的实现、模型和计量学应用。
2015-07-29 cond-mat.mes-hall
Room-Temperature Quantum-Confined Stark Effect in Atomically Thin Semiconductor
电场控制下过渡金属二硫属化物单分子膜中的二维激子动力学是当前凝聚态物理的研究热点。我们已经实验研究了光谱和时间特性的A-激子在二硒化钼（MoSe 2）单层下的垂直，直流电场在室温下的控制变化。通过使用稳态和时间分辨的光致发光光谱，我们已经观察到直流场诱导的光谱位移和线宽加宽，这是一致的激子的非辐射寿命缩短，由于场诱导的解离。我们讨论的影响，在纳米尺度计量和探索，光电子技术的基础上分层，二维半导体的未来发展的结果。
2018-02-08 cond-mat.mes-hall
Spin pumping through quantum dots
我们提出了通过相互作用的量子点绝热或非绝热泵浦电子来产生自旋电流的方案。这种方案的吸引力在于可以通过控制量子点性质的栅极电压来调节泵浦特性。的计算是基于系统的扰动膨胀的隧道耦合强度和泵浦频率，表示在一个图形的实时技术。特别关注的是纯自旋泵的可能性，即，在没有电荷流的情况下抽运自旋流。
2013-11-28 cond-mat.mes-hall
Valley Hall Transport of Photon-Dressed Quasiparticles in 2D Dirac Semiconductors
本文提出了一个强近共振电磁场作用下二维狄拉克半导体中光伏谷相关的霍尔效应理论。我们的理论捕捉和阐明的影响，场诱导的共振带间跃迁和非平衡载流子动力学的谷霍尔运输光子打扮准粒子。泵浦场的非微扰重整化效应体现在光子修饰准粒子的动力学中，其具有由{动力学间隙$δ_η$（$η$是谷指数）}表征的准能谱，其强烈依赖于场的振幅和极化。非平衡载流子分布函数由泵浦场频率$ω$以及带内弛豫时间$τ$与带间复合时间$τ_{\mathrm{rec}}$的比值决定。当（I）所有的弛豫过程都可以忽略时，（II）$τ\ll τ_{\mathrm{rec}}$和（III）$τ\gg τ_{\mathrm{rec}}$，我们得到了三个区域的解析结果，并显示了相应的对$δ_η$和$ω$的渐近依赖性.然后，我们将我们的理论应用到二维过渡金属dichalcogenides，并发现一个强烈的增强谷依赖霍尔电导率的泵浦场频率接近之间的自旋分辨的传导和价带在两个山谷的对过渡能。
2018-08-08 cond-mat.mes-hall
Ignition and formation dynamics of a polariton condensate on a semiconductor microcavity pillar
对半导体微腔柱中极化激元光参量振荡器（OPO）的点燃和衰减进行了实验研究。连续波激光泵浦，准相位匹配条件下，和非共振，2 ps长的脉冲探针的组合，使我们能够获得系统的完整动力学。探测器的到达引起极化子发射的蓝移，使OPO过程与泵浦共振，这触发了OPO过程。我们的时间分辨的极化子OPO信号发射超过1纳秒的实空间和动量空间。我们充分表征的光谱层析成像技术的OPO信号的发射。我们的解释是支持基于激子和光子的二维耦合Gross-Pitaevskii方程的理论模拟。
2014-10-22 cond-mat.mes-hall
Model of fragmentation of the exciton inner ring in semiconductor quantum wells
解释了在量子阱区域（内环区域）中间接激子密度分布的非均匀结构的出现。由于激子之间的相互作用，激子凝聚相的形成导致结构（碎裂）的发生。这种结构的形成与激子有限寿命和泵浦的存在引起的系统的非等性有关。该结构以凝聚相的一组岛或圈的形状出现。这种结构类型取决于泵浦强度和激光光斑的大小，并随着温度的升高而消失。研究了在减小光斑中心距离的条件下，由不同激光光斑产生的两种结构的合并。
2016-09-01 cond-mat.mes-hall
Adiabatic quantum pumping in graphene NIS junctions
我们研究了单层石墨烯中正常金属-绝缘体-超导体（NIS）结的绝热量子抽运。泵浦电流是由两个栅极电压的周期性调制产生的，分别施加到绝缘区和超导区。在双线性响应制度和在一个薄的高绝缘屏障的限制，我们发现，超导体的存在下，增强了每模式的泵浦电流的一个因素4在共振。与类似半导体NIS结中的泵浦电流相比，谐振具有$π/2$相位差。我们还预测实验上可区分的石墨烯NIS结的泵浦电流和隧穿电导之间的差异。
2011-02-04 cond-mat.mes-hall
Towards quantized current arbitrary waveform synthesis
利用半导体非绝热单电子泵产生交流调制的量子化电流波形。在标准操作中，单电子泵产生I = ef的量化输出电流，其中e是电子的电荷，f是泵频率。f的适当频率调制允许产生具有不同特性的交流调制输出电流。通过对f进行正弦和锯齿状调制，得到了调制频率为kHz、峰值电流高达100 pA的调制量化电流波形。这种交流量化电流源可以找到从精密交流计量到片上信号生成的应用。
2013-03-22 cond-mat.mes-hall
Giga-Hertz quantized charge pumping in bottom gate defined InAs nanowire quantum dots
半导体纳米线（NW）是一种多功能、高度可调的材料平台，是纳米尺度和量子物理学许多新发展的核心。在这里，我们展示了电荷泵，即，单个电子在高达$1.3\,$ GHz的频率下通过InAs NW量子点（QD）器件的受控传输。QD在NW中由一系列局部底栅以现有技术的器件几何形状静电感应。单个栅极的周期性调制足以获得与调制频率成比例的直流电流。直流偏置、调制幅度和局部栅极上的栅极电压可以用于控制每个周期传送的电荷数量。InAs纳米线中的电荷泵不仅与作为当前标准的计量学相关，而且还开辟了通过单电子光谱和相关实验来研究各种奇异状态物质（例如Majorana模式）的机会。
2015-09-04 cond-mat.mes-hall
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
Electron-nuclei spin dynamics in II-VI semiconductor quantum dots
本文报道了调制掺杂的单电子CdTe/ZnTe量子点中光致核自旋极化的动力学性质。在光致发光激发光谱中识别了热trion（在$P$ -壳层中具有电子的带电激子$X^-$）的精细结构。当量子点处于比热三重态更高的激发能量时，在时间分辨光抽运实验中观察到光致发光的负极化率、驻留电子的光抽运和动态核自旋极化（DNSP）的建立. $X^-$发射的极化率的时间和磁场依赖性允许探测光泵激状态中DNSP形成的动力学。我们证明了使用时间分辨的测量，在B= 0 T的DNSP的创建有效地防止纵向自旋弛豫所造成的波动的核自旋浴的电子。DNSP在高激发强度下建立在微秒范围内。在$B=0T$处观察到DNSP的约10微秒的弛豫时间，并且在几毫特斯拉的磁场下显著增加。我们讨论的机制负责在这个系统中的稀释核自旋的快速初始化和放松。
2012-04-06 cond-mat.mes-hall
Optical Stark metrology of CdSe quantum dots: Reconciling the size-dependent oscillator strength with theory
$k\cdot p$有效质量近似（EMA）预测大的，几乎与尺寸无关的激子振子强度在量子限制半导体。然而，实验报告已经得出结论，在强限制的CdSe NQD中的最低能量（1S $_{3/2}$ 1S $_{\text{e}}$）激子的总振子强度是小的并且强烈地依赖于尺寸。利用光学Stark效应，我们证明了CdSe NQD中1S $_{3/2}$ 1S $_{\text{e}}$激子吸收峰的振子强度符合EMA的预测.这些振子强度使得对应于超过100 T的飞秒伪磁场的螺旋选择性不饱和斯塔克位移成为可能。
2017-03-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Advances toward high-accuracy gigahertz operation of tunable-barrier single-hole pumps in silicon
本文研究了硅单空穴泵的高精度操作，通过温度依赖性测量和动态栅极补偿技术提升性能，实现了错误率下限约0.01 ppm的吉赫兹操作，为量子电流标准和量子器件应用提供了卓越方案。
2023-10-02 cond-mat.mes-hall
Energy-efficient spin injector into semiconductors driven by elastic waves
自旋不平衡在半导体中的产生对于许多自旋电子器件的功能是至关重要的。自旋注入器到半导体中的有吸引力的设计是基于来自旋进铁磁体的自旋泵浦，通常由微波磁场激发，导致器件的高功耗。在这里，我们从理论上描述了一个自旋注入器，大大减少了能量损失，其中的磁动力学是由注入到铁磁半导体异质结构的弹性波激发。为了证明这样的注入器的有效运作，我们进行微磁弹性模拟的耦合的弹性和磁性动力学在Ni膜和Ni/GaAs双层。对于厚Ni膜，它示出，单色声波产生具有相同的频率和波长的自旋波，其在几微米的距离上传播的激励频率接近铁磁共振的频率。Ni/GaAs双层膜的模拟与Ni厚度的注入的声波的波长相媲美，展示了在Ni/GaAs界面的稳态磁化旋进的发展。这种进动的振幅在Ni厚度处具有最大值，相当于弹性波波长的四分之三，这可以通过分析模型来解释。利用Ni/GaAs界面处磁化进动的模拟数据，我们计算了注入GaAs的自旋电流，并通过求解自旋扩散方程计算了其中的自旋积累。然后通过拉普拉斯方程的数值解确定由自旋流和逆自旋霍尔效应产生的电信号。结果表明，这些交流信号的振幅足够大的实验测量，这表明一个有效的声学驱动自旋抽运到GaAs。
2020-12-17 cond-mat.mes-hall
Quantum derivatives and high-frequency gain in semiconductor superlattices
推导了微波泵浦下半导体超晶格对太赫兹波场小信号吸收的差分公式。我们给出了一个透明的几何解释，这些公式，允许搜索的最佳条件的增益只采用一个简单的定性分析。我们的理论方法提供了一个强有力的工具，在交流驱动的半导体超晶格中找到准静态和动态制度之间的对应关系。
2006-02-23 cond-mat.mes-hall
Background-free quantum frequency conversion of single photons from a semiconductor quantum dot
我们展示了从外延生长的InAs量子点的单光子的无背景量子频率转换。\approx 980 nm处的单光子与1550 nm附近的泵浦激光器在双极化的锂酸盐（PPLN）波导内组合，产生\approx 600 nm处的单光子。泵浦和信号波长之间的大的红色失谐确保了几乎无背景的转换，避免了诸如PPLN晶体中的反斯托克斯拉曼散射泵浦光子的上转换的过程。在转换之前和之后对单光子流进行二阶相关测量，确认在频率转换过程中光子统计的保留。
2012-05-10 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Extraction of many-body configurations from nonlinear absorption in semiconductor quantum wells
详细的电子多体配置提取定量测量的时间分辨的非线性吸收光谱的共振激发GaAs量子阱。微观理论将观察到的光谱变化归因于电子-空穴等离子体、激子和极化效应的独特混合物。只有在共圆泵浦-探测条件下才能观察到强的瞬态增益，这归因于泵浦诱导相干性向探测的转移。
2009-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Theory of deeply subwavelength electromagnetic structuring of semiconductors due to thermal-ionization instability
A.V. Gaponov-Grekhov Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院阿·瓦·加蓬诺夫-格列霍夫应用物理研究所）
该研究建立电离辅助不稳定性理论，阐明半导体表面热失控与衍射近场弱化的竞争机制，推导的解析表达式可描述强太赫兹辐射制备硅深亚波长结构的周期及相关依赖关系。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ultrafast optical excitation of magnons in 2D antiferromagnetic semiconductors via spin torque mediated by unbound electron-hole pairs and excitons: Signatures in magnonic charge pumping
Department of Physics and Astronomy, University of Delaware（特拉华大学物理与天文学系）
本研究通过自旋扭矩机制，揭示了飞秒激光脉冲在二维反铁磁半导体中激发磁子并产生电荷电流的过程，为磁子电荷泵提供了新的探测方法。
2026-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Photon trains and lasing : The periodically pumped quantum dot
我们提出用表面声波泵浦半导体量子点，该表面声波传递交替的电子和空穴的周期性序列。与良好的光学腔相结合，这种规则的泵浦可能需要反聚束和亚泊松光子统计。在坏腔极限中，将产生一列等间距的光子训练。
1998-03-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum resistance metrology in graphene
我们已经在1 $μ$ m宽的石墨烯霍尔条中进行了量子霍尔电阻的表征。$ν=\pm 2$量子霍尔平台中心的纵向电阻率在20 m $Ω$至2 $μ$ A的测量噪声内消失。我们的研究结果表明，这些平台的量化是在实验的不确定性（15 ppm为1.5 $ μ$ A电流）等于在传统的半导体。本实验的主要限制是在量子霍尔制度中的相对高的接触电阻，导致电压触点上的噪声显著增加，并且当施加高电流时样品加热。
2008-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Suppressed absolute negative conductance and generation of high-frequency radiation in semiconductor superlattices
我们发现，在半导体超晶格中的空间电荷不稳定性（电场域）是由小的恒定和大的交变电场诱导的绝对负电导的属性。我们提出了有效的方法来抑制这种破坏性的现象，以获得在微波和太赫兹频率在室温下工作的设备中产生。我们从理论上证明了一个无偏的超晶格与适度的掺杂受到微波泵浦场提供了一个强大的增益在第三，第五，第七等谐波的泵浦频率在抑制域的条件下。
2006-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Optomechanical lasing and domain walls driven by exciton-phonon interactions
本文从理论上研究了强非线性条件下平面半导体纳米结构中光泵激子与声波的相互作用。我们开始与多模光机械激光制度的光泵频率{以上}激子共振和演示宽带混沌激光光谱。我们还预测形成的光机械非线性驱动的光泵激子共振{以下}的传播光机械畴壁。域壁的稳定性条件进行了分析研究，并与直接数值模拟。我们的结果适用于非线性声传播的量子阱阵列或在平面上的布拉格半导体微腔托管激子极化激元。
2021-07-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantum metrology with a single spin-$3/2$ defect in silicon carbide
我们表明，实现量子传感与特殊的灵敏度和空间分辨率可以使用自旋3/2半导体缺陷态。我们说明了这一点，使用硅单空位深中心在六角SiC的基础上，我们严格推导出这个缺陷的基态和它的电子和光学性质。对于一个单一的$\textrm{V}_{\textrm{Si}}^-$缺陷，我们得到的磁场灵敏度能够检测到个人的核磁矩。我们还表明，它的零场分裂有一个特殊的应变和温度的敏感性，在技术上理想的近红外窗口的生物系统。本文提出的概念和检测方案也适用于其它半自旋多重态（$S\geq 3/2$）点缺陷。
2016-12-05 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Parametric Inversion of Spin Currents in Semiconductor Microcavities
光学自旋霍尔效应导致形成反对称实空间极化图案，从而形成自旋电流。在本文中，我们表明，激子极化激元参数散射允许我们扭转这些电流的符号。本文描述了强耦合微腔的脉冲共振激发。脉冲的能量被设置为接近极化激元色散的激子点，并且实空间中的聚焦填充环上的倒易空间。当泵浦功率低于参量散射阈值时，注入的极化激元在TE和TM分裂诱导的有效磁场中的传播产生正常的光学自旋霍尔效应。在保持相同的输入偏振态但增加泵浦强度的情况下，在整个弹性圆上触发了向闲频态和信号态的参量散射。注入的粒子向这些状态散射，同时在整个平面上径向传播，在非线性过程中相对于泵浦获得交叉线性偏振。最终，极化激元在有效场中的传播导致光学自旋霍尔效应，但这次具有反转的极化域。
2012-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.optics
Gauge-invariant theory of optical response to THz pulses in s-wave and ($s$+$p$)-wave superconducting semiconductor quantum wells
利用规范不变的光学Bloch方程，研究了s波和（$s$ + $p$）波超导半导体量子阱对THz脉冲的光学响应，其中明确保留了超导中的规范结构.通过规范变换，不仅可以实现准粒子动力学的微观描述，而且还包括了凝聚体的动力学，自然地包含了超流速度和有效化学势。我们发现，超流速度本身可以有助于泵的准粒子（泵效应），其变化率作为驱动场驱动准粒子（驱动效应）。具体地说，驱动效应有助于准粒子阻塞区的形成，从而直接抑制了库珀对的反常关联。我们发现，泵浦和驱动效应都有助于振荡的希格斯模式的两倍的光场的频率。结果表明，只要被驱动的超导动量小于费米动量，驱动效应对Higgs模激发的贡献就占主导地位。这与文献中Liouville或Bloch方程中忽略了驱动效应而只考虑泵浦效应的结论不同，而且在规范不变的光学Bloch方程中，电荷中性条件是基于电荷的双分量模型{ \em一致地}考虑的，其中准粒子的电荷不平衡会引起有效化学势的涨落。......
2017-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
