Controllable valley and spin transports in ferromagnetic silicene junctions
我们研究正常/铁磁/正常硅烯结中的电荷、谷和自旋输运。我们发现，在这个结的电荷，谷，和自旋电导振荡与铁磁硅烯的长度。还发现，通过这个结的电流是谷和自旋极化由于谷和自旋自由度之间的耦合，和谷和自旋极化可以通过局部施加的栅极电压进行调谐。特别地，我们发现通过施加电场，完全谷和自旋极化电流。我们还得到了观察到全谷电流和自旋极化电流的条件。
2013-06-12 cond-mat.mes-hall
Massless Dirac Fermions Trapping in a Quasi-one-dimensional npn Junction of a Continuous Graphene Monolayer
石墨烯中的无质量狄拉克费米子为实现克莱因悖论提供了前所未有的机会，克莱因悖论是相对论粒子最奇异和最引人注目的性质之一。在开创性的理论工作[Katsnelson等人，Nat.Phys.2620（2006）]中，预测了无质量的狄拉克费米子可以在垂直入射下无阻碍地穿过一维（1D）势垒。这样的结果似乎排除了通过使用1D势垒在石墨烯中限制无质量的狄拉克费米子。在这里，我们证明，实验和理论上，无质量狄拉克费米子可以被困在准一维npn结的连续石墨烯单层。由于无质量狄拉克费米子在n-p结边界处的高度各向异性传输（石墨烯中所谓的克莱因隧穿），以大斜角入射的电荷载流子将以高概率从结的一个边缘反射，并继续从相对边缘反弹。因此，这些电子在有限的时间内被捕获，在准一维npn结中形成准束缚态。被视为明显的共振的准束缚态被探测，并且从这些状态产生的量子干涉图案在我们的扫描隧道显微镜测量中直接可视化。
2017-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically controlled crossover between $2π$- and $4π$-Josephson effects through topologically-confined channels in silicene
我们提出了一种可调拓扑约瑟夫森结在硅烯静电门可以切换之间的平凡和拓扑结。这些方面是一个可调的相变的拓扑限制谷手征态从自旋简并到自旋螺旋制度的结果。我们计算Andreev束缚态在这样的结分析使用低能量近似的紧束缚模型的硅烯在接近s波超导体，以及在数值上的短和长结制度，并在存在谷间散射。结合拓扑平凡和非平凡的地区，我们展示了如何谷间散射可以有效地打开和关闭内的约瑟夫森结。这构成了一个拓扑约瑟夫森结与电可调准粒子中毒源。
2018-08-08 cond-mat.mes-hall
Transport through a monolayer-tube junction: sheet-to-tube spin current in silicene
本文提出利用隧穿矩阵元计算单层片与管之间电子流的方法，研究硅烯片到硅烯管的自旋流，发现其随管周长振荡，并因C3对称性破缺出现面外自旋流。
2024-01-13 cond-mat.mes-hall
Conductance, Valley and Spin polarization and Tunnelling magneto-resistance in ferromagnetic-normal-ferromagnetic junctions of silicene
研究了由正常硅烯和铁磁硅烯组成的硅烯结中的电荷电导、自旋极化和谷极化以及隧道磁阻效应。我们显示了不同的功能的平行和反平行自旋配置和TMR的电导，作为铁磁-正常铁磁（FNF）结是由外部电场调谐。我们分析的行为的电荷电导和谷和自旋极化的不同的自旋在两个谷的独立电导和能带结构的铁磁硅烯和显示的电导是如何影响的传播状态消失在一个或另一个谷。特别地，与石墨烯不同，在两个谷处的能带结构独立地受到铁磁区域中的自旋的影响，并且导致非零，并且在某些参数状态下，纯谷和自旋极化，其可以通过外部电场来调谐。我们还研究了在正常硅烯区域中TMR相对于势垒（自旋无关和自旋相关势垒）的强度的振荡行为，并注意到在某些参数范围内，TMR甚至可以从正值变为负值，作为外部电场的函数。
2016-01-14 cond-mat.mes-hall
Spin-filtered and Spatially Distinguishable Crossed Andreev Reflection in a Silicene-Superconductor Junction
本文从理论上研究了在交换磁场作用下，超导体与硅烯纳米粒子之间的量子输运。我们发现，对于一个狭窄的纳米尺度的硅烯，显着的交叉Andreev反射（与一个分数$>50\%$）可以诱导的弹性共隧穿的能量窗口，通过破坏系统的一些对称性。由于电子对交换场的能量响应对于相反的自旋是相反的，因此这些传输通道可以很好地自旋极化。此外，由于拓扑边缘状态的螺旋度守恒，这三个传输通道在设备的三个不同位置空间上分离，使它们在实验上是可区分的。这种交叉Andreev反射是通过消逝模式在相对边缘之间的非局域量子干涉。如果将两个不同相位的超导引线连接到硅烯纳米管的两个边缘，交叉Andreev反射可以呈现Josephson型振荡，具有最大分数$\sim 100\%$。
2016-10-25 cond-mat.mes-hall
Strain control of real-and lattice-spin currents in a silicene junction
研究了硅基结中受应变控制的实自旋电流和晶格自旋电流，在应变势垒中施加化学势、垂直电场和圆偏振光。我们发现，结产生应变滤波效应与实（或晶格）自旋电流的完美应变控制。(i)通过在无圆偏振光的情况下施加电场，我们证明了总电流是由纯晶格自旋上（或下）电子携带的。(ii)当圆偏振光照射到硅烯片上而不施加电场时，总电流由纯实自旋上（或下）电子携带，该电子可通过应变调谐。高电导峰与纯实（或晶格）自旋电流的情况下II（或I）发生在特定的应变量，产生应变过滤效果。由于纯实（或晶格）自旋电流的过滤应变的幅度可以通过改变化学势来调节。增加应变势垒的厚度可以提高灵敏度。值得注意的是，（iii）当施加垂直电场和圆偏振光时，总电流由三种可通过应变调谐的电子基团携带。这可能导致可控数量的电子物质传输。该结果表明，硅基结中的应变过滤效应与石墨烯结中的应变过滤效应完全不同。我们的工作揭示了硅烯作为纳米机电器件和自旋谷电子应用的潜力。
2017-06-18 cond-mat.mes-hall
Photoenhanced spin/valley polarization and tunneling magnetoresistance in ferromagnetic-normal-ferromagnetic silicene junction
我们从理论上证明了一种简单的方法，通过在非共振区向第二铁磁区施加圆偏振光，可以显著增强铁磁-正铁磁（FNF）硅烯结中的自旋/谷极化和隧道磁阻（TMR）.我们证明了在一定的光强范围内可以实现完全自旋极化电流。在光的存在下增加入射能量将诱导完美的自旋极化从正到负或反之亦然的转变，这取决于FNF结的磁性配置（平行或反平行）。另外，在圆偏振光作用下，谷偏振对电场非常敏感，即使交错电场远小于交换电场，也能获得理想的谷偏振。本文最重要的结果是：在正常区，圆偏振光诱导的理想自旋极化和100% TMR与势垒高度完全无关。此外，当光的偏振方向改变时，可以观察到TMR的符号反转。还报道了观察100%TMR的条件。我们的研究结果对FNF硅烯结的实际应用，特别是在自旋电子学中的应用有一定的参考价值。
2016-05-10 cond-mat.mes-hall
Electronic transport through a silicene-based zigzag and armchair junction
利用密度泛函理论和非平衡格林函数方法，对几种ZAZ型SiNR结（一种由锯齿形和扶手椅型硅烯纳米带组成的类似硅烯分子结）的输运性质进行了理论研究.结果表明，三种系统的微分电导均按5-ZAZ>4-ZAZ>3-ZAZ的顺序减小，特别是只有3-ZAZ SiNR在一定的偏压范围内出现负微分电阻。为了阐明负折射现象的机理，我们详细讨论了透射谱和分子投影自洽哈密顿态。
2016-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin- and valley-dependent transport through arrays of ferromagnetic silicene junctions
研究了在交换场$M$和高度$U$或深度$-U$可调势作用下，Dirac费米子在硅烯中通过宽度为$d$的势垒阵列的弹道输运.作为$U$或$M$的函数的自旋和谷分辨电导在远离狄拉克点（DP）处呈现共振，并且在接近狄拉克点处呈现明显的下降，当施加临界电场$E_z$时，该下降变成间隙。该间隙通过增加势垒的数量而变宽，并且可以用于实现电流的电场控制的开关。DP附近电流的自旋$p_s$和谷$p_v$极化随$E_z$或$M$的增加而增加，在一定值下可达100%.这些领域的范围扩大显着增加障碍的数量。此外，$p_s$和$p_v$随着势垒或阱之间的间隔而几乎周期性地振荡，并且可以通过反转$M$来反转。
2015-11-06 cond-mat.mes-hall
Nearly pure spin-valley sideband tunneling in silicene: effect of interplay of time periodic potential barrier and spin-valley-dependent Dirac mass
研究了硅基N-TP-N结中重狄拉克费米子隧穿时间周期势的行为，其中Ns为正常硅区，TP为时间周期势垒.由于TP中产生的Floquet边带的存在，费米子会吸收或发射光子。预测了近乎完美的自旋谷边带滤波。仅施加交换场导致仅吸收单个光子的电子几乎完全被允许隧穿通过大电场的结。反转电场方向可以选择所允许的电子的自旋，在只施加非共振圆偏振光的情况下，只允许吸收自旋向上的单个光子的电子几乎完全隧穿结。还通过反转电场的方向来选择谷。可控边带信道可以适用于基于边带的自旋谷电子学。
2019-09-10 cond-mat.mes-hall
Spin and valley transports in junctions of Dirac fermions
我们研究了硅烯和拓扑晶体绝缘体组成的结中的自旋和谷输运。我们考虑正常/磁性/正常狄拉克金属结的栅电极连接到磁性区域。在正常/反铁磁/正常硅烯结中，我们表明，通过这个结的电流是谷和自旋极化由于谷和自旋自由度之间的耦合，和谷和自旋极化可以通过局部应用的栅极电压进行调谐。特别地，我们发现了一个充分的谷和自旋极化电流通过施加电场。在正常/铁磁/正常拓扑晶体绝缘体结与铁磁段中的应变引起的，我们研究谷分辨电导和澄清谷极化源于应变和交换场出现在这个结。研究发现，通过改变铁磁区的磁化方向和电势，可以控制四个谷自由度中占主导地位的谷贡献。我们还审查正常/铁磁/正常石墨烯结中的自旋输运，以及正常/铁磁/正常硅烯结中的自旋和谷输运进行比较。
2014-06-04 cond-mat.mes-hall
Superconducting Proximity Effect in Silicene: Spin-Valley Polarized Andreev Reflection, Non-Local Transport, and Supercurrent
我们从理论上研究了硅烯中的超导邻近效应，其中具有质量可调的狄拉克费米子（带隙），并计算了正常/超导（N/S）硅烯结的电导，N/S/N结的非局域电导以及S/N/S结中的超导电流.结果表明，由于硅烯的屈曲结构，通过外加电场可以有效地控制由局域和非局域Andreev反射组成的输运过程.特别是，我们证明，它是可能的，以获得一个完全的自旋谷极化交叉Andreev反射过程中没有任何污染的弹性cotunneling或本地Andreev反射，在形成鲜明对比的普通金属。研究还表明，S/N/S结中的超导电流可以完全自旋谷极化，并且可以通过外加电场进行控制。
2013-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson effect in silicene-based SNS Josephson junction: Andreev reflection and free energy
研究了在垂直电场和非共振圆偏振光作用下，掺杂无偏硅烯超导体-正常超导体结（SNS）中的约瑟夫森效应.研究了亚能隙输运过程中的Andreev反射（包括回射和镜面反射）、自由能、Josephson效应的反转以及$ϕ_{0}$结的出现.与铁磁-超导体界面相反，即使在干净界面和没有费米波矢失配的情况下，NS界面中的Andreev反射也是完全的。本文指出了自由度的动态极化对$0-π$跃迁和$ϕ_{0}$结的产生所起的重要作用。衬底中带电杂质的散射影响体中的输运性质以及谷弛豫，这可以通过宏观波函数来考虑。在短结极限下，讨论了Andreev能级和自由能的近似结果。除了紧束缚模型的低能限制外，只要间距模型远大于超导能隙，就需要考虑有限尺寸效应。
2018-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electrical Transport in High Quality Graphene pnp Junctions
我们制造和研究高品质的石墨烯器件与非接触，悬浮的顶栅，并证明形成的石墨烯pnp结可调的极性和掺杂水平。器件电阻显示出明显的振荡在npn制度，所产生的两个pn接口之间的孔的法布里-珀罗干涉。在高磁场下，我们观察到定义良好的量子霍尔平台，这可以令人满意地符合基于器件的纵横比的理论计算。
2009-07-20 cond-mat.mes-hall
Quantum charge pumping through resonant crossed Andreev reflection in superconducting hybrid junction of Silicene
本文在散射矩阵理论框架下研究了硅烯在正常-绝缘体-超导体-绝缘体-正常（NISIN）体系中的绝热量子电荷泵现象。在假设薄势垒极限的条件下，我们考虑了两个势垒（$χ_{1}$和$χ_{2}$）的强度作为绝热区的两个泵浦参数。在这种几何结构中，我们得到交叉Andreev反射（CAR）的概率单位在$χ_{1}$ - $χ_{2}$平面没有伴随的传输或弹性共隧穿（CT）。通过施加垂直于硅烯片的外部电场和正常硅烯区域的化学势的变化，在狄拉克点处的带隙的可调谐性，打开了通过我们的设置实现完美的CAR或传输过程的可能性。这种共振行为是周期性的势垒强度。我们分析了NISIN结构中的泵浦电荷随泵浦强度和入射电子角度的变化。我们表明，大（$Q\sim2e$）泵浦电荷，可以通过我们的几何形状时，泵浦轮廓包围在泵浦参数空间的CAR或传输共振。我们讨论了我们的理论预测可能的实验可行性。
2017-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Large magnetoresistance dips and perfect spin-valley filter induced by topological phase transitions in silicene
本研究在硅烯N/TB/N/TB/N结中，通过电场、交换场和圆偏振光调控拓扑相变，实现四组自旋-谷电流的完美滤波，并发现大磁阻凹陷，揭示了硅烯在自旋-谷电子学中的应用潜力。
2017-08-24 cond-mat.mes-hall
Thermal conductance by Dirac fermions in a normal-insulator-superconductor junction of silicene
从理论上研究了薄势垒和厚势垒条件下硅烯正常-绝缘体-超导体结的热导特性。我们发现，虽然热导显示传统的指数依赖于温度，它表现出一个非平凡的振荡依赖于势垒区的强度。通过外部电场的热导的可调谐性也进行了研究。此外，我们还研究了掺杂浓度对热导率的影响。在薄势垒极限下，当正常硅烯区的掺杂浓度较小时，热导随势垒强度的振荡周期为$π/2$。另一方面，随着掺杂浓度的增加，周期逐渐转变为$π$。这种掺杂的热响应的周期性的变化可以是一个可能的探针，以确定从镜面到逆Andreev反射狄拉克材料中的交叉。在厚势垒极限下，热导率随势垒厚度$d$和势垒高度$V_0$而振荡，而振荡周期依赖于$V_0$.然而，振幅的振荡，不像在隧穿电导，逐渐衰减的势垒厚度的增加为任意高度$V_0$在高掺杂制度。我们讨论我们的结果的实验相关性。
2016-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electronic resistances of multilayered two-dimensional crystal junctions
我们进行了逐层的调查，以了解电子输运跨越金属绝缘体金属结。采用第一性原理密度泛函理论，在广义梯度近似下，研究了结的界面结构。我们发现，作为一个功能的晶体层的数量计算的多层硅烯结的传输系数衰减慢得多，比BN为基础的结。我们重新审视了电子输运的半经典玻尔兹曼理论，并应用到多层硅烯和BN为基础的结。在高透射率区的计算电阻小于由Landauer公式提供的电阻。随着势垒厚度的增加，玻尔兹曼公式和朗道公式的结果趋于一致。我们提供了一个上限的透射系数低于该值，Landauer方法变得有效。定量地，当传输系数低于每个通道的$ \sim 0.05 $时，由用于计算电阻的Landauer公式引入的误差可以忽略。此外，我们发现结的电阻并不完全由平均透射率决定，还与第一布里渊区的透射率分布有关。
2015-06-03 cond-mat.mes-hall
Electronic transport and the related anomalous effects in silicene-like hexagonal lattice
我们研究了由于Berry修正和相当大的扰动在类硅六方晶格系统中的反常效应。研究了周期Bloch带系统中与电磁场有关的Berry曲率，特别是在量子反常Hall相中，诱导的横向反常速度引起了本征Hall电导（不加顶点修正）.探测到了与反常速度项有关的量子反常霍尔效应，包括带避交叉效应和产生的特殊带隙。%{任意子的扩大伽利略对称性与霍尔效应} Berry曲率对拓扑自旋输运的影响%{相对论电子的拓扑自旋输运} %{Skyrmion泡运动的反常方向}以及自旋电流诱导的Skyrmion自旋织构运动在量子自旋霍尔效应与量子反常霍尔效应之间的差异.由于硅烯涉及到轨道自由度，轨道磁矩和轨道磁化强度对硅烯的电子输运性质有重要的影响，本文探讨了硅烯的光诱导量子自旋和谷霍尔效应，以及单层MoS 2中的轨道磁化强度。利用电场诱导的Rashba耦合研究了硅烯在Josephon结中的电子隧穿特性，并讨论了Berry相的反常效应。我们的研究结果对基于类硅拓扑绝缘体的自旋电子学和谷电子学的应用具有重要意义。
2018-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical and Thermal conductance through a Nodal Surface Semimetal-Insulator-Superconductor junction
Netaji Mahavidyalaya（纳塔吉大学）；Ramakrishna Mission Vidyamandira（罗摩克里希那使命维迪亚曼迪拉）；Aghorekamini Prakashchandra Mahavidyalaya（阿戈雷卡米尼·普拉卡尚德拉大学）
研究拓扑节点表面半金属-绝缘体-超导体结的电和热导通行为，揭示其周期性导电特性及与传统结的差异。
2026-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Transport signatures of Majorana bound states in superconducting hybrid structures
在这篇小综述中，我们概述了最近的实验和理论进展的创建，表征和操纵的Majorana束缚态（MBSs）的超导体（SC）混合结构。在对更广泛的领域进行介绍性概述之后，我们特别关注我们最近在这个方向上的四个项目。我们表明，出现的Fano共振的微分电导在一个正常的铅马约拉纳纳米线量子点设置可以利用，以确定如果一个单一的MBS是由正常的铅和量子点提供的实验测试的非局域性的MBS接触。在第二个项目中，在$s$ -波SC-马约拉纳纳米线约瑟夫森结（JJ）中隧道耦合到两个MBS导致MBS对平衡约瑟夫森电流的有限贡献，直接探测马约拉纳对的局部自旋单重态贡献。然后，我们将我们的重点从MBSs形成在纳米线系统中的MBSs形成在拓扑JJ。在具有邻近感生超导性的单层屈曲硅烯中，可以使用两个局部电场来调谐拓扑平凡和拓扑非平凡区域之间的结。在Corbino几何拓扑约瑟夫森结中，位于约瑟夫森涡旋中的两个MBS可以沿着JJ旋转，并且在此过程中，将在JJ的相位差中周期性地交换。耦合到JJ的金属尖端中的隧穿电流显示出两个MBS的任意子编织相的迹象。
2020-07-09 cond-mat.mes-hall
