Field-effect-induced two-dimensional electron gas utilizing modulation doping for improved ohmic contacts
调制掺杂的AlGaAs/GaAs异质结构被广泛用于纳米结构中量子输运的研究，但与远程电离掺杂剂相关的电荷波动经常产生有害影响。如果能够克服某些挑战，则电场诱导的载波系统提供了有吸引力的替代方案。我们展示了一种场效应晶体管，其中有源沟道局部没有调制掺杂，但硅掺杂剂原子保留在欧姆接触区，以促进可靠的低电阻接触。高质量的二维电子气是由场效应引起的，并且在很宽的密度范围内是可调的。器件的设计，制造，和低温（T= 0.3K）运输数据的报告。
2014-05-06 cond-mat.mes-hall
Electric field modulation of Schottky barrier height in graphene/MoSe2 van der Waals heterointerface
我们展示了一种基于石墨烯/MoSe 2范德华（vdW）异质结的垂直场效应晶体管。石墨烯和MoSe 2之间的vdW界面表现出理想因子约为1.3的肖特基势垒，表明高质量界面。由于石墨烯中的低态密度，石墨烯中的费米能级的位置可以通过外部电场强烈地调制。因此，石墨烯/MoSe 2 vdW界面处的肖特基势垒高度也被调制。我们展示了10^5的大电流开-关比。这些结果表明石墨烯/MoSe 2 vdW异质结构在电子应用中具有潜在的高性能。
2015-07-18 cond-mat.mes-hall
Understanding contact gating in Schottky barrier transistors from 2D channels
本文提出了一种新的双路径模型来定量解释背栅肖特基势垒场效应晶体管（SB-FET）的亚阈值特性。该模型集成了SB-FET的“传统”模型与接触门控现象-一种显著影响背栅场效应晶体管源极载流子注入的效应。通过与大量具有不同通道厚度的背栅WSe 2器件的实验特性进行仔细比较，验证了双路径模型。我们的研究结果被认为是至关重要的定量分析的许多三端装置与体通道。
2017-09-14 cond-mat.mes-hall
Systematic investigation of electrical contact barriers between different electrode metals and layered GeSe
对于基于GeSe的电子和光电子器件，良好的电接触对于实现高器件性能和探索GeSe的本征物理是非常重要的。本文利用变温输运测量和电子发射理论，系统地研究了GeSe与Al、Ag、Ti、Au、Pt和Pd六种常用电极金属之间的接触势垒高度。这些金属覆盖了广泛的功函数（从~ 3.6 eV到~ 5.7 eV）。我们的研究表明，金形成的最好的接触的价带的GeSe，即使金不具有最高的功函数之间的金属研究。这种行为明显偏离了Schottky-Mott理论的预期，并表明金属和GeSe之间的界面处的细节的重要性。
2019-01-10 cond-mat.mes-hall
Admittance and Nonlinear Transport in Quantum Wires, Point Contacts, and Resonant Tunneling Barriers
本文讨论了介观导体的导纳（交流电导）和非线性I-V特性。我们的方法是基于广义的散射方法，现在包括（远程）库仑相互作用的影响。我们讨论了带有杂质和邻近门的导线的导纳。我们扩展了量子点接触的低频导纳的讨论，以研究用于形成接触的栅极的影响。本文讨论了共振双势垒结构的非线性I-V特性，并讨论了双势垒在较大频率范围内的导纳。我们的方法强调整体保守的电荷（规范不变性）和电流守恒和由此产生的导纳矩阵和非线性输运系数的总和规则。
1996-10-03 cond-mat.mes-hall
Highly Sensitive Gas and Temperature Sensor Based on Conductance Modulation in Graphene with Multiple Magnetic Barriers
推导了有限温度下磁垒阵列调制石墨烯的电子和输运性质。在周期性阵列的情况下，发现了源于量子干涉效应的显著电导间隙。当在阵列中插入结构缺陷时，高电导的尖锐缺陷模式出现在电导间隙内。这些模式可以通过在缺陷区域中的局部掺杂而移位，从而导致对粘附在石墨烯片上的化学分子的感测。在一般情况下，它被发现的灵敏度是强烈依赖于温度，由于平滑的缺陷引起的峰值和运输间隙。然而，这种温度依赖性提供了亚mK温度感测分辨率的附加能力，从而为超灵敏组合电化学-量热感测提供了机会。
2015-04-29 cond-mat.mes-hall
Spin filtering in a magnetic barrier structure: in-plane spin orientation
本文用转移矩阵方法研究了二维电子气系统中自旋通过各种几何形状磁垒的弹道输运。虽然以前的大多数研究都集中在垂直于二维电子气平面的磁势垒的影响，我们集中在磁势垒平行于平面的情况下。我们表明，共振振荡发生在传输概率没有静电势调制，这是一个重要的组成部分，在普通的平面外磁势垒的情况下。面内磁势垒结构的透射概率根据势垒的数量以及根据施加在磁势垒区域中的静电势调制而急剧变化。使用一个混合模型组成的超导体，铁磁体，和一个二维的电子气平面，我们表明，它可以作为一个很好的面内取向的自旋选择器，它可以完全通过电调制操作，没有任何磁控制。
2014-03-01 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
Super-giant magnetoresistance at room-temperature in copper nanowires due to magnetic field modulation of potential barrier heights at nanowire-contact interfaces
在39 mT磁场下，我们在与Au接触垫接触的Cu纳米线中观察到了超巨（~ 10，000，000%）负磁电阻效应。在这些纳米线中，由于Cu氧化导致在Cu和Au之间形成铜氧化物层，因此在两个Cu/Au界面处形成势垒。当电子隧穿通过这些势垒和/或在这些势垒上方电子发射时，电流流动。由于洛伦兹力的作用，横向于沿着导线的电流方向施加的磁场使电子朝向导线的一个边缘偏转，从而导致电子在该边缘处积聚而在另一边缘处耗尽。这降低了积累边缘的势垒，并提高了耗尽边缘的势垒，导致室温下的超巨磁阻。
2016-07-24 cond-mat.mes-hall
Schottky barrier and contact resistance of InSb nanowire field effect transistors
了解半导体纳米线（NW）场效应晶体管（FET）的电接触特性在采用半导体纳米线作为未来纳米电子器件的构建模块和基础物理问题的研究中起着至关重要的作用。在这里，我们报告的Ti/Au，一种广泛使用的接触金属组合，通过两个探针和四探针传输测量个别InSb纳米线的接触特性的研究。我们发现，肖特基势垒的高度$Φ_{\rm{SB}}\sim20\ \rm{meV}$是存在于金属InSb NW接口，其有效高度是栅极可调。在InSb NWFET的接触电阻（$R_{\rm{c}}$）也分析了在低温下的磁输运测量。发现$R_{\rm{c}}$在开态下表现出明显的磁场依赖性特征，即在起始场$B_{\rm{c}}$之后，随着磁场的增加，$R_{\rm{c}}$强烈地增加。一个定性的图片，考虑到在NW的子带的磁人口减少提供解释的观察。我们的研究结果为Ti/Au-InSb纳米线界面存在肖特基势垒提供了坚实的实验证据，并可作为设计和制造新型InSb纳米线基纳米电子器件和量子器件的基础。
2016-05-27 cond-mat.mes-hall
Large spin accumulation voltages in epitaxial Mn5Ge3 contacts on Ge without oxide tunnel barrier
采用三端Hanle效应测量方法研究了高质量Mn_5Ge_3/n型Ge外延肖特基接触中的自旋注入。在200 K以下观测到了清晰的Hanle信号和反转Hanle信号，这些信号具有自旋积累和自旋进动的特征。引人注目的是，观察到的自旋电压是几个数量级大于自旋注入和扩散自旋输运理论预测。由于器件没有氧化物隧道势垒，理论和实验之间的差异不能用与氧化物或氧化物/半导体界面相关的局域态中经常调用的自旋积累来解释。因此，所观察到的自旋电压必须源自Ge本身，无论是从Ge体带或其耗尽区的自旋。
2014-10-16 cond-mat.mes-hall
Comments on "Spin-dependent tunneling through a symmetric semiconductor barrier: The Dresselhaus effect"
在最近的论文[Phys.Rev.B72，153314（2005）]中，在接触中的$k^{3}$ -Dresselhaus项和电流算符的完整形式被认为是通过对称势垒的自旋相关隧穿。作者发现，电流算符的完整形式对自旋极化的影响比最初想象的要大得多。在这篇评论中，我们将表明他们对另一个问题的处理，即联系人中的$k^{3}$ -Dresselhaus术语是不正确的。他们提出的接触解根本不服从薛定谔方程。在这方面，我们也评论的定义和自旋极化的适用性与自旋轨道耦合接触。
2010-04-07 cond-mat.mes-hall
Contact Induced Spin Relaxation in Graphene Spin Valves with Al2O3 and MgO Tunnel Barriers
我们通过系统地比较自旋吸收，其他接触诱导效应（例如边缘场等），以及具有MgO阻挡层、Al2O3阻挡层和透明接触的石墨烯自旋阀的体自旋弛豫。我们得到的有效自旋寿命拟合Hanle自旋进动数据与两个模型，包括或不包括自旋吸收的影响。结果表明，额外的接触引起的自旋弛豫以外的自旋吸收占主导地位的接触效果。对于隧穿接触，我们发现合理的协议之间的两个模型的中位数差异约20%的MgO和10%的Al2O3。
2015-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ohmic contacts to 2D semiconductors through van der Waals bonding
高接触电阻阻碍了基于MX2（M = Mo，W; X = S，Se，Te）二维半导体器件的发展。在MX2/金属接触处形成的界面态钉扎费米能级，特别是导致p型接触的相当大的肖特基势垒。我们表明，（i）一个可以通过覆盖的金属由2D层，这是范德华键合到MX2层，和（ii）一个可以选择的缓冲层，这样，它产生一个p型接触肖特基势垒高度为零的界面状态。我们确定了可能的缓冲层，如石墨烯，单层的h-BN，或具有高电子亲和力的氧化物层，如MoO 3。最优雅的解决方案是具有高功函数的金属M 'X'2层。吸附在金属上的NbS 2单层产生高功函数接触，而与金属无关，这为所有MX2层提供了无势垒接触。
2016-01-09 cond-mat.mes-hall
Tunnel barrier design in donor nanostructures defined by hydrogen-resist lithography
四端施主量子点（QD）被用来表征简并掺杂的纳米级接触之间的势垒。量子点是通过在Si（001）上的氢抗蚀剂光刻结合由磷化氢进行的$n$型掺杂来制造的。四个接触与中心6 nm $\times$ 6 nm QD岛具有不同的间隔（$d$ = 9、12、16和29 nm），导致不同的隧道和电容耦合。低温运输测量库仑阻塞（CB）制度被用来表征这些隧道障碍。我们发现，附近的窄掺杂剂引线的顶点的场增强是一个重要的效果，影响在CB运输制度的势垒击穿和隧道电流的大小。从CB-光谱测量，我们提取的QD和四个接触之间的互电容，其比例与接触分离$d$成反比。的电容是在良好的协议与从图案的几何形状计算的数值在氢抗蚀剂。我们表明，通过工程的源漏隧穿势垒是不对称的，我们得到了一个更简单的量子点，它可以直接链接到轨道单粒子谱的激发态谱。
2016-02-08 cond-mat.mes-hall
Metal contacts in carbon nanotube field effect transistors: Beyond the Schottky barrier paradigm
碳纳米管场效应晶体管的观察到的性能进行检查使用第一性原理量子输运计算。我们专注于Au和Pd电极与开放式半导体纳米管的电接触的性质和作用，使表面的化学接触通过接触原子构型的大规模弛豫充分发展。我们提出了第一个直接的数值证据，钯接触表现出完美的透明度，空穴注入，而不是金接触。另一方面，它们各自的肖特基势垒高度对于实际接触模型来说相当相似。这些发现与迄今为止报道的实验数据基本一致，并且表明肖特基接触不仅仅是被动欧姆接触，而是主动影响器件的I-V行为。
2007-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Double well heterostructures for electric modulation of light
提出了用势垒分隔的双量子阱系统实现光开关和光调制。该系统具有高运行速度和大调制深度的潜力。
2021-02-01 cond-mat.mes-hall
Polaron spin echo envelope modulations in an organic semiconducting polymer
介绍了半导体$π$共轭聚合物中极化子的电子自旋回波包络调制（ESEEM）谱的理论处理。极化子和质子自旋之间的接触超精细耦合和偶极相互作用被发现在ESEEM谱中有明显的贡献。然而，由于这两个贡献是非常紧密的间隔，偶极的贡献是占主导地位的，接触超精细相互作用的检测是困难的。为了解决这个问题，提出了一种选择性探测接触超精细和偶极相互作用的方法，并建立了一种探测极化子接触超精细相互作用的方法。分析了极化子随机跳跃引起的ESEEM衰减，验证了该方法对这种衰减的鲁棒性。此外，这种衰减与极化子的输运性质有关，为极化子输运提供了辅助探针。
2016-09-09 cond-mat.mes-hall
Bilayer h-BN Barriers for Tunneling Contacts in Fully-Encapsulated Monolayer $\mathbf{MoSe_2}$ Field-Effect Transistors
基于二维半导体（2D SC）的电子和自旋电子器件的性能在很大程度上取决于金属/SC电接触的质量和电阻，以及SC沟道的固有特性的保持。直接金属/SC相互作用的结果在高阻接触，由于形成大的肖特基势垒和显着影响的2D SC的属性。在这项工作中，我们解决这两个重要的问题，在单层$\mathrm{MoSe_2}$场效应晶体管（FET）。我们用六方氮化硼（h-BN）封装$\mathrm{MoSe_2}$通道，在金属/SC界面处使用双层h-BN。双层h-BN消除了金属/$\mathrm{MoSe_2}$的化学相互作用，保留了$\mathrm{MoSe_2}$的电学性质，并通过防止费米能级钉扎来降低接触电阻。我们研究了单层$\mathrm{MoSe_2}$ FET中的电输运，即使在室温下也能产生接近本征电子迁移率（$\approx 26\ \mathrm{cm^2 V^{-1} s^{-1}}$）的电输运。此外，我们实验研究了通过金属/h-BN/$\mathrm{MoSe_2}$隧道接触的电荷传输，我们明确表明，h-BN的介电双层提供了高效的门控（调谐费米能）的$\mathrm{MoSe_2}$沟道在接触区，即使在小的偏压。此外，我们提供了一个理论模型，允许理解和再现的接触的实验$I-V$特性。这些观察给出了对金属/h-BN/2D SC异质结构的电学行为的洞察，并引入双层h-BN作为允许低能量电荷…
2018-06-23 cond-mat.mes-hall
Asymmetric Schottky Contacts in Bilayer MoS2 Field Effect Transistors
讨论了CVD合成双层MoS 2沟道和Ti肖特基接触的背栅场效应晶体管的高偏置电特性。我们发现，氧化钛接触MoS 2形成整流结的肖特基势垒高度为0.3至0.5 eV。为了解释晶体管的整流输出特性，我们提出了一个基于两个稍微不对称的背靠背肖特基势垒的模型，其中最高电流来自于在电强制结处的镜像力势垒降低，而反向电流是由于接地结处的肖特基势垒限制注入。该器件在5 mWcm-2白光LED光下实现了大于2.5 AW-1的光响应度。通过比较两个和四个探针的测量，我们表明，滞后和持久的光电导所表现出的晶体管的特点的MoS 2通道，而不是Ti/MoS 2接口的影响。
2018-08-06 cond-mat.mes-hall
Dependences of the Transport Scattering Time and Quantum Lifetime on the Two-Dimensional Electron Gas Density in Modulation-Doped Single GaAs Quantum Wells with AlAs/GaAs Short-Period Superlattice Barriers
本文研究了具有AlAs/GaAs短周期超晶格势垒的调制掺杂GaAs单量子阱中输运散射时间τt、量子寿命τq及其比值τt/τq与电子气密度ne的关系。的实验依赖性的电子散射与一个有效的二维浓度n*R和背景杂质的三维浓度nB的远程电离的捐助者解释。得到的表达式为n*R（ne），包括本地化在AlAs层的X-谷电子的贡献，由远程施主的随机电位的散射抑制。结果表明，当ne超过某一临界值nec时，实验观察到的τt和τq的突然增加与n*R的减小有关。可以确定的是，在电子密度ne > nec时观察到的τt/τq的下降是因为在这个二维系统中背景杂质的随机势的散射随着n*R的减小而限制了τt的增加，而不是τq的增加。
2021-01-04 cond-mat.mes-hall
Shielded Ohmic Contact (ShOC) Rectifier: A New Metal-Semiconductor Device with Excellent Forward and Reverse Characteristics
我们报告了一种新的结构，称为屏蔽欧姆接触（ShOC）整流器，它利用沟槽填充高势垒金属屏蔽欧姆接触在反向偏置。当器件正向偏置时，欧姆接触以低正向压降导通。然而，当反向偏置时，欧姆接触被高势垒肖特基接触完全屏蔽，导致低反向漏电流。二维数值模拟是用来评估和解释的优越性能的建议ShOC整流器。
2010-08-21 cond-mat.mes-hall
Canonical Schottky barrier heights of the transition metal dichalcogenide monolayers in contact with a metal
过渡金属二硫属化物（$MX_{2}$，其中$M$ =Mo、W和$X$ =S、Se、Te）单层对于纳米级水平的半导体应用是高度关注的;这种关注是由于它们的直接带隙和高电荷迁移率。在这方面，深入了解相关的肖特基势垒高度，与$MX_{2}$片到新的低维金属-半导体结的结合，是至关重要的。在此，我们生成并提供肖特基势垒高度行为的分析，以解释金属诱导的间隙状态的概念。特别是，目前的调查集中在估计的电荷中性水平直接采用的主要理论模型，$i.e.$的细胞平均格林函数形式主义相结合的复杂能带结构技术。本文给出的结果将电荷中性水平放置在中间带隙附近;这与以前的报道一致，并且类似于三维半导体的行为。计算的典型肖特基势垒高度也被发现是在协议与其他计算和实验值的情况下，半导体和金属接触的电负性之间的差异是小的。此外，自旋-轨道效应的影响被认为是在这里，并支持肖特基势垒高度具有金属诱导的间隙状态衍生的字符，无论是否考虑自旋-轨道耦合相互作用。本报告中提出的结果构成了一个直接和重要的验证金属诱导的间隙状态的重要性，在解释所观察到的肖特基势垒高度在$MX_{2}$ -金属结的行为。
2018-02-21 cond-mat.mes-hall
Non-linear frequency and amplitude modulation of a nano-contact spin torque oscillator
我们研究了纳米接触自旋力矩振荡器的电流控制调制。研究了频率非线性的三种主要不同情况（$d^{2}f/dI^{2}_{dc}$为零、正和负）。标准的非线性调频理论能够准确地描述调制过程中的频移。然而，调制边带的功率仅与基于组合非线性频率和幅度调制的最近理论的计算一致。
2010-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Formation and anisotropic magnetoresistance of Co/Pt nano-contacts through aluminum oxide barrier
在Co/AlO $_x$ -NOL/Pt薄膜叠层中，采用离子辅助氧化法制备了AlO $_x$纳米氧化物层（NOL），观察了纳米接触中的各向异性磁电阻（AMR）。NC形成的分析基于\emph{in situ}导电原子力显微镜和透射电子显微镜。根据来自Al污染的NC的纯度，我们在室温下观察到高达29%的AMR比率。
2013-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical Contacts to Carbon Nanotubes Down to 1nm in Diameter
发现铑（Rh）与钯（Pd）在与直径d > ~ 1.6 nm的单壁碳纳米管（SWNT）形成近欧姆电接触方面类似。Rh或Pd与d < ~ 1.6 nm的半导体单壁碳纳米管（S-SWNT）之间存在不可忽略的正肖特基势垒（SB）。在Rh和Pd接触的情况下，SWNT场效应晶体管（FET）的特性和接触处的SB高度在很大程度上是基于SWNT直径可预测的，而器件之间没有随机变化。令人惊讶的是，与金属SWNT（M-SWNT）的电接触似乎也是直径依赖性的，特别是对于小SWNT。欧姆接触对于直径< ~ 1.0 nm的M-SWNT来说是困难的，这可能是由于隧道势垒。
2005-08-31 cond-mat.mes-hall
Conductance modulation in Weyl semimetals with tilted energy dispersion without a band gap
通过考虑电子通过具有一维电磁势垒的p-n-p结的传输，研究了具有倾斜能量色散的Weyl半金属的隧穿电导.在同时存在电磁势垒的情况下，我们发现在没有带隙的情况下，可以借助于倾斜的能量色散产生大的电导带隙。这种效应的起源是势垒边界处的电子波矢的偏移，其由i）由电势引起的伪磁场，即，一个新发现的特征，这是唯一可能的材料拥有倾斜的能量分散，ii）真正的磁场感应铁磁层沉积在顶部的系统。我们使用现实的势垒结构适用于当前的纳米技术和分析的隧穿电导的温度依赖性。这里提出的新方法可以解决拓扑半金属中可能的晶体管应用的主要问题，即，不存在正常的背散射和无隙能带结构。
2017-01-05 cond-mat.mes-hall
The Effect of Ramsauer Type Transmission Resonances on the Conductance Modulation of Spin Interferometers
利用平均场方法研究了基于Rashba自旋轨道耦合效应的栅控半导体自旋干涉仪的电导调制。电导调制被发现主要是由于Ramsauer型传输共振，而不是在典型的结构中的Rashba效应。这是因为在干涉仪的接触处由于接触材料和半导体之间的大势垒和有效质量失配而产生显著的反射。因此，除非特别注意消除这些反射，否则任何观察到的自旋干涉仪的电导调制都可能起源于拉姆绍尔共振（与自旋无关），而不是拉什巴效应。
2003-01-06 cond-mat.mes-hall
Modeling a Schottky-barrier carbon nanotube field-effect transistor with ferromagnetic contacts
在这项研究中，肖特基势垒碳纳米管场效应晶体管（CNT-FET）的模型，铁磁接触，已经开发。重点分析了电流-电压特性以及散粒噪声和热噪声。该方法是基于紧束缚模型和非平衡格林函数技术。计算表明，在室温下，CNT FET的散粒噪声在亚阈值区为泊松分布，而在栅压和漏/源压升高区，Fano因子大大降低.此外，输运性质强烈地依赖于源极和漏极接触中的相对磁化取向。特别地，观察到相当大的隧道磁阻，其绝对值可以超过50%。
2007-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Contact-induced charge contributions to non-local spin transport measurements in Co/MgO/graphene devices
最近，已经表明石墨烯基非局域自旋阀结构中的氧化物势垒可能是自旋输运的瓶颈。势垒可以在电自旋注入期间或之后立即引起自旋退相，这限制了自旋输运参数，例如整个器件的自旋寿命。一个重要的任务是评估在制造的设备中的自旋注入和检测接触的氧化物势垒的质量。为了解决这个问题，我们讨论了空间不均匀的氧化物屏障，特别是在非本地测量的石墨烯/MgO/Co自旋阀器件的背景信号的障碍内的导电针孔的影响。通过对具有非铁磁电极的设备的模拟和参考测量，我们证明了背景信号可以由通过氧化物阻挡层的不均匀电流引起。作为一个主要的结果，我们证明了存在的电荷积累旁边的实际自旋积累信号在非本地电压测量，这可以解释由载流子的重新分配由一个垂直的磁场类似于经典的霍尔效应。此外，我们提出了系统的研究的低频非本地交流电压信号的相位，这是测量在非本地自旋测量时，应用交流锁定技术。这一阶段在非定域自旋输运的分析中一直被忽略。我们表明，这个阶段是另一个标志的均匀性的MgO自旋注入和检测障碍。我们链接背栅依赖的变化的相位之间的相互作用的氧化物势垒的电容的量子电容的石墨烯。
2014-12-19 cond-mat.mes-hall
Contact doping, Klein tunneling, and asymmetry of shot noise in suspended graphene
石墨烯中的电输运的固有不对称性归因于穿过由正电荷区域和负电荷区域之间的$\textit{pn}$ -界面限定的势垒的克莱因隧穿。通过结合电导和散粒噪声实验，我们确定了高品质的悬浮样品与Au/Cr/Au接触的隧穿势垒（高度和斜率）的主要特征。我们观察到在载流子密度$|n_{\rm G}|=0.3-4 \cdot 10^{11}$ cm $^{-2}$处的悬浮石墨烯的狄拉克点上的不对称电阻$R_{\textrm{odd}}=100-70$ $Ω$，而Fano因子在$F_{\textrm{odd}} \sim 0.03 - 0.1$范围内显示非单调不对称性。我们的研究结果同意与狄拉克方程的梯形障碍的基础上的分析计算。模型和数据之间的比较产生隧穿的势垒高度，估计的厚度的$\textit{pn}$界面$d < 20$ nm，和接触区掺杂对应的费米能级偏移$\sim - 18$毫电子伏。金属接触下费米能级的钉扎强度以接触电容$C_c=19 \times 10^{-6}$ F/cm $^2$来表征。此外，我们表明，对应于狄拉克点的栅极电压是由背栅材料和石墨烯之间的功函数差。
2015-09-13 cond-mat.mes-hall
Schottky barriers, emission regimes and contact resistances in 2H-1T' MoS$_2$ lateral metal-semiconductor junctions from first-principles
采用非平衡格林函数方法研究了场效应晶体管中二维沟道接触的2 H-1 T ' MoS $_2$横向金属-半导体（M-S）结的有限偏压输运性质.结果表明：（a）尽管线偶极子和平面偶极子的静电特性不同，但在二维和三维M-S结中，肖特基势垒高度对掺杂和外加偏压的响应是相似的;（b）2 H-1 T ' MoS $_2$横向结不受费米能级钉扎的影响;（c）扶手椅型界面具有比平面型更好的接触特性。Z字形界面，（d）与$p$沟道的1 T '接触将呈现相对于$n$沟道降低4-10倍的接触电阻，以及（e）与中间掺杂的$n$（$p$）沟道的接触在场（电子）发射状态下操作。我们还提供了一个改进的程序，以实验确定在2D材料结的发射制度。
2020-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Sensitivity of the Power Spectra of Magnetization Fluctuations in Low Barrier Nanomagnets to Barrier Height Modulation and Defects
具有热能量级的小形状各向异性能垒的纳米磁体具有随时间随机波动的不稳定磁化。它们最近已经成为随机计算和机器学习的有前途的硬件平台，因为随机磁化状态可以用于概率比特。在这里，我们已经研究了磁化波动的统计（例如功率谱密度）如何受到（i）纳米磁体的势垒高度的适度变化和（ii）结构缺陷的存在的影响，以评估计算平台的鲁棒性。我们发现，功率谱密度是相对不敏感的温和的势垒高度的变化，也相对不敏感的存在下，小的局部缺陷。然而，扩展（离域）缺陷，如厚度变化的纳米磁体的一个显着的分数，影响功率谱密度非常显着。因此，形状的小变化（导致势垒高度的小变化）或小的局部缺陷是相对无害和可容忍的，但纳米磁体厚度的显著变化不是。因此，对于随机计算应用，必须保持对纳米磁体厚度的严格控制。
2019-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
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
Transmission-phase of an electron in a quantum point contact
首次计算了电子通过量子点接触（QPC）的传输相位。QPC被认为是在鞍点近似中的单电子图片。当电子能量接近势垒高度时，透射相位与能量成线性关系。线性相关系数随势垒高度与曲率之比的增加而增加。我们比较计算的传输相位与第一次实验测量的相位。
2014-03-10 cond-mat.mes-hall
Role of MgO barriers for spin and charge transport in Co/MgO/graphene non-local spin-valve devices
我们研究了单层和双层石墨烯非局域自旋阀器件中的自旋和电荷输运。类似于以前的双层石墨烯的研究，我们观察到的自旋寿命在我们的单层设备的载流子迁移率的逆依赖。这种普遍趋势仅在具有大接触电阻的器件中观察到。此外，我们观察到的第二个狄拉克峰的设备具有长的自旋寿命。这是由于触点下方的电荷传输造成的。相反，所有具有低欧姆接触电阻的器件仅表现出单个狄拉克峰。此外，自旋寿命显著降低，表明在电极下方发生额外的自旋退相。
2013-09-25 cond-mat.mes-hall
Towards barrier free contact to MoS2 using graphene electrodes
本文提出以石墨烯作为可调费米能级的背电极，实现与单层及多层 MoS2 的零势垒欧姆透明接触，并据此观测两端 MIT、获得超过 1300 cm²/Vs 的非本征场效应迁移率。
2014-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Formation of quantum dots in MoS2 with cryogenic Bi contacts and intrinsic Schottky barriers
本文利用 Bi 与多层 MoS2 形成低温欧姆接触，并借助 MoS2/Au 界面本征肖特基势垒构建和调控量子点，在低温下观测到库仑菱形。
2022-10-21 cond-mat.mes-hall
Thickness Scaling Effect on Interfacial Barrier and Electrical Contact to Two-Dimensional MoS2 Layers
了解金属电极和低维半导体之间的界面电性质对于基础科学和实际应用都是必不可少的。在这里，我们报告的观察厚度减少引起的电接触在Au/MoS 2接口的交叉。对于厚于5层的MoS 2，接触电阻率随着MoS 2厚度的减小而略微减小。相比之下，接触电阻率急剧增加，减少二硫化钼厚度低于5层，主要是由量子限制效应。据发现，界面势垒可以精细地定制从0.3到0.6 eV，仅通过改变二硫化钼的厚度。绘制了完整的能级排列演化图，阐明了厚度标度效应。剪裁界面特性与沟道厚度的发现代表了一种有用的方法控制金属/半导体界面，这可能会导致概念上的创新功能。
2015-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Realization of independent contacts in barrier-separated InAs/GaSb quantum wells
用分子束外延技术生长了InAs/GaSb双量子阱结构，中间用100 μ m的AlSb中间势垒隔开。我们报告了一种纳米结构技术，利用表面费米能级钉扎位置在InAs $[E_f^s(\rm InAs)]$实现独立的电接触到每个井。特别地，通过选择性地向下蚀刻到InAs来实现与上部InAs量子阱的单独欧姆接触，而通过耗尽方法获得与下部GaSb量子阱的接触。对于后者，上部InAs量子阱被覆盖有剩余的2-3 nm InAs层的顶部蚀刻沟槽局部夹断。作为相对低的$E_f^s(\rm InAs)$的结果，施加负偏置栅极电势将在GaSb中产生导电空穴沟道，并因此产生与下量子阱的单独欧姆接触。这种方法证明了与实验和支持的自洽带弯曲计算。一些分别探测库仑和隧道耦合的InAs/GaSb系统的实验现在变得容易。
2023-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magneto-mechanical interplay in spin-polarized point contacts
我们研究了铁磁原子点接触中磁性动力学和结构动力学之间的相互作用。特别是，我们看看原子弛豫的能量势垒的磁畴壁迁移的效果，并在磁状态的机械力和结构弛豫的效果。我们观察到由于原子弛豫高达200%的势垒高度的变化，这表明结构和磁自由度之间的耦合非常强。相反的相互作用是弱的，即磁状态对平衡或非平衡载流条件下的结构弛豫几乎没有影响。
2006-01-10 cond-mat.mes-hall
Optimization of ohmic contacts to n-type GaAs nanowires
III-V族纳米线由于其适用于光电量子技术应用而被广泛研究。然而，它们的小尺寸和载体与导线表面的空间分离使得电接触困难。通过对$n$掺杂GaAs纳米线扩散形成欧姆接触的系统研究，提出了一套制备Pd/Ge/Au欧姆接触的最佳退火工艺参数。我们可重复地实现了$\sim2\times10^{-7}\,Ω\text{cm}^2$在室温下的低比接触电阻，在$T\simeq4.2\,$ K下高出一个数量级。我们提供了一个唯象模型来描述作为扩散参数的函数的接触电阻。采用传输矩阵法，数值研究了肖特基势垒对接触电阻的影响。我们的研究结果表明，接触电阻可以预测使用各种障碍的形状，但进一步了解结构特性将需要一个完整的微观理解的复杂的扩散过程。
2018-06-08 cond-mat.mes-hall
Quantum tunneling and defect-induced transport modulation in twisted bilayer graphene superlattices
Multidisciplinary Research and Innovation Laboratory, EMAFI team, Polydisciplinary Faculty, Sultan Moulay Slimane University（苏丹穆莱·斯莱曼大学多学科创新研究实验室）；Advanced Laboratory in Industrial Engineering and Logistics (LARILE) National School of Electrical and Mechanical Engineering, Hassan II University（哈桑二世大学电气机械工程学院工业工程与物流高级实验室）
研究双层石墨烯超晶格中量子隧穿与缺陷诱导输运调制，揭示扭角和缺陷对传输特性的影响，提出扭角可调的纳米电子器件新可能。
2026-01-06 cond-mat.mes-hall
Accurate Extraction of Schottky Barrier Height and Universality of Fermi Level De-pinning of van der Waals Contacts
由于费米能级钉扎（FLP），金属-半导体接触界面导致肖特基势垒高度（SBH），其通常难以调节。这使得使用相同的金属有效地注入电子和空穴变得具有挑战性-这是包括发光器件和互补逻辑在内的多种应用的基本要求。有趣的是，在脱钉范德华（vdW）接触的肖特基-莫特极限中调制SBH变得可能。然而，准确提取SBH对于充分利用这些接触至关重要。在这项工作中，我们提出了一个简单的技术，以准确地估计SBH在VDW接触界面，通过规避与SBH提取的几个模糊性。使用这种技术在几个vdW接触，包括金属2 H-TaSe $_2$，半金属石墨烯，和简并掺杂的半导体SnSe $_2$，我们证明，vdW接触表现出普遍的脱钉扎性质。vdW接触的优异双极载流子注入特性在两个应用中得到证明（以Au接触作为参考），即（a）使用少层石墨烯（FLG）接触从单层WS $_2$的脉冲电致发光，以及（b）使用2 H-TaSe $_2$接触在nFET和pFET模式中向WS $_2$和WSe $_2$沟道的有效载流子注入。
2021-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Tunneling Spectroscopy of Two-Dimensional Materials Based on Via Contacts
介绍了一种基于通孔接触的范德华异质结平面隧穿结构，即金属接触嵌入六方氮化硼（$h$ BN）的通孔中。我们使用基于通孔的隧穿方法研究了两种不同的二维材料NbSe $_2$和石墨烯的单粒子态密度。在NbSe $_2$器件中，我们表征了0，1和2层的$h$ BN的势垒厚度的势垒强度和界面无序，并研究了隧道接触面积的依赖性下降到$(44 \pm 14)^2 $ nm $^2$。对于0层$h$ BN器件，我们证明了一个交叉从扩散点接触的小接触面积的限制。在石墨烯中，我们表明，减少隧道势垒的厚度和面积可以抑制由于声子辅助隧穿和缺陷的$h$ BN势垒的影响。这种基于通孔的架构克服了其他平面隧道设计的局限性，并从各种2D材料中产生高质量，超洁净的隧道结构。
2022-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electron interferometer formed with a scanning probe tip and quantum point contact
我们展示了在二维电子气中量子点接触（QPC）和扫描栅显微镜（SGM）针尖之间的电子干涉仪。QPC和SGM尖端充当损耗腔的反射屏障;因此，通过系统的电导作为QPC和SGM尖端之间的距离的函数而变化。我们表征如何温度，电子波长，腔长，QPC屏障的反射率影响的干涉仪。我们报告棋盘格干涉图案附近的QPC和，当注入电子以上或以下的费米能量，退相的影响。
2010-09-19 cond-mat.mes-hall
Nature of carrier injection in metal/2D semiconductor interface and its implications to the limits of contact resistance
过渡金属二硫属化合物（TMDC）单层膜具有优异的电学和光学性质。然而，这些二维（2D）器件的性能往往受到金属接触界面提供的大电阻的限制。到目前为止，从金属到2D TMDC层的载流子注入机制仍然不清楚，肖特基势垒高度（SBH）和接触电阻（Rc）的报道差异很大，特别是在单层极限下。在本工作中，我们采用理论和实验相结合的方法，在Au和Ni接触的单层MoS_2器件中得出以下结论：（i）载流子通过两个势垒的级联注入源极接触-势垒高度由金属和TMDC层之间的相互作用程度决定;（ii）由于注入势垒的多维性，传统的Richardson方程变得无效，利用Bardeen-Tersoff理论，我们导出了描述这种复合势垒的Richardson方程的适当形式;（iii）我们提出了一种新的传输长度法（TLM）的SBH提取方法，可靠地提取SBH通过消除任何混杂效应的温度依赖性的沟道电阻变化;（iv）我们推导出的兰道极限的接触电阻在这样的设备中实现。将极限与实验获得的接触电阻进行比较，发现技术改进的空间很大。
2017-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coulomb blockade of strongly coupled quantum dots studied via bosonization of a channel with a finite barrier
通过点接触耦合的一对量子点可以表现出库仑阻塞效应，该效应反映了量子点的总能量中的振荡项，该振荡项的值取决于量子点上的电子总数是偶数还是奇数。相对于未耦合点的裸库仑阻塞能量，与该奇偶交替相关联的有效能量减小了因子（1-f），该因子随着点间耦合的增加而减小。当点间电子运动的透射系数与能量无关并且对于点接触内的所有通道（假设未耦合）都相同时，因子（1-f）具有仅由通道的数量和每个单独通道的无量纲电导g确定的普适值。本文研究了当透射系数在裸库仑阻塞能尺度上变化时对（1-f）普适值的修正。我们考虑一个模型，其中的点接触是由一个单一的轨道通道包含一个抛物线势垒，我们计算的领先修正（1-f）的单通道（自旋分裂）和双通道（自旋简并）的点接触的限制，其中的单轨道通道几乎是完全开放的。通过推广以前使用的玻色子化技术，我们发现，对于一个给定的无量纲电导g值，（1-f）的值相对于零厚度势垒的值增加，但在我们的计算适用的区域中，增加的绝对值很小。
2001-09-07 cond-mat.mes-hall
Lateral spin injection and detection through electrodeposited Fe/GaAs contacts
实现自旋极化电子有效注入半导体的努力，是开发利用电子自旋自由度的电子器件的关键先决条件，迄今为止取得了有限的成功。在这里，我们报告的横向自旋注入和检测通过电沉积Fe/GaAs隧道接触的实验研究。我们证明了自旋注入效率两个数量级高于通过超高真空方法制造的最先进的接触，包括MgO或Al 2 O3隧道势垒。为了解释这种增强，我们建议，铁氧化物层，形成在Fe/GaAs界面电沉积过程中，是磁性的，作为隧道势垒与自旋相关的高度，提出量子自旋输运计算这样的系统。这一偶然发现大大提高了效率的自旋注入到GaAs通过电沉积接触介绍了一个有前途的新方向，为实际的半导体自旋电子器件的发展。
2012-12-02 cond-mat.mes-hall
Oxidized-monolayer Tunneling Barrier for Strong Fermi-level Depinning in Layered InSe Transistors
在基于二维半导体的场效应晶体管和光电子器件中，金属-半导体结是决定器件性能的关键因素之一。界面能隙态引起的费米能级钉扎效应严重限制了结特性的可调谐性，包括势垒高度和接触电阻。一个隧道接触方案已被提出来解决FL钉扎问题的金属-2D-半导体结，而实验实现仍然是难以捉摸的。在这里，我们表明，氧化单层启用隧穿势垒可以实现一个显着的FL脱钉在硒化铟（InSe）晶体管，表现出0.5的大钉扎因子和高度调制的肖特基势垒高度。FL脱钉可以归因于作为高质量隧穿接触的结果的金属和无序诱导的间隙状态的抑制。结构表征表明均匀和原子级薄的表面氧化层固有的范德瓦尔斯材料和原子级尖锐的氧化物-2D-半导体界面的性质。此外，通过有效地降低肖特基势垒高度，我们实现了2160厘米$^2$ /Vs的电子迁移率和65 meV的接触势垒在两端InSe晶体管。在具有氧化单层的高迁移率InSe晶体管中实现强FL脱钉提供了一种可行的策略，以在先进的电子学和光电子学的接触工程中利用层状半导体。
2019-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Prospects of Zero Schottky Barrier Height in a Graphene Inserted MoS2-Metal Interface
源极/漏极接触处的低肖特基势垒高度（SBH）对于在基于原子层MoS 2沟道的场效应晶体管中实现高驱动电流是必不可少的。采用诸如选择具有适当功函数的金属和化学掺杂的方法来改善从接触电极到沟道的载流子注入，并减轻MoS 2和金属之间的SBH。最近的实验表明，当石墨烯层插入金属板（Ti和Ni）和MoS 2之间时，SBH显著减少。然而，这一现象的物理或化学起源尚未明确。在这项工作中，密度泛函理论（DFT）模拟进行，采用赝势与非常高的基组得到的见解的金属和单层二硫化钼之间的电荷转移通过插入的石墨烯层。我们对16种不同界面的原子模拟涉及5种不同的金属（Ti，Ag，Ru，Au和Pt）显示：（i）SBH的这种降低在各种金属中不一致，相反，在Au和Pt的情况下观察到SBH的增加;（ii）与MoS 2-金属界面不同，在任何MoS 2-石墨烯-金属系统中，MoS 2的投影色散保持不变，能量轴上的能带发生偏移。(iii)适当选择金属（例如，Ru）可以在石墨烯插入的MoS 2-金属接触中表现出欧姆性质。这些理解将提供一个方向，在开发高性能的晶体管，涉及异质原子层作为接触电极。
2015-12-29 cond-mat.mes-hall
van der Waals Bonded Co/h-BN Contacts to Ultrathin Black Phosphorus Devices
由于2D六方氮化硼（h-BN）的化学惰性，很少的原子层h-BN通常用于封装空气敏感的2D晶体，例如黑磷（BP）。然而，h-BN对肖特基势垒高度、掺杂和接触电阻的影响并不为人所知。在这里，我们调查这些影响，通过制造h-BN封装的BP晶体管与钴（Co）接触。与直接Co接触的p型BP器件形成鲜明对比，我们观察到在Co/BP界面插入h-BN后的强n型导电。第一性原理计算表明，这种差异源于Co/h-BN界面处的界面偶极子比Co/BP界面大得多，这降低了Co/h-BN接触的功函数。Co/h-BN接触具有低接触电阻（~ 4.5 k-ohm），并且无肖特基势垒。这使我们能够探测高电子迁移率（4，200 cm 2/Vs），并观察绝缘体-金属转变，即使在双端测量几何结构下。
2017-08-17 cond-mat.mes-hall
Electronic magnetization of a quantum point contact measured by nuclear magnetic resonance
报道了一种基于核磁共振（NMR）谱的量子点接触（QPC）的电子磁化强度测量方法。我们发现在面内磁场作用下，通过测量QPC电导可以检测到NMR信号。这使得有可能测量，从奈特位移的NMR光谱，电子磁化的QPC只包含几个电子自旋。磁化强度随QPC势垒高度平滑变化，并在0.5 $\times$ $2e^2/h$的电导平台处达到峰值。所观察到的功能很好地捕获的模型计算假设一个光滑的势垒，支持无束缚态起源的0.7结构。
2015-06-17 cond-mat.mes-hall
The influence of phonon thermal conductivity on thermoelectric figure of merit of bulk nanostructured materials with tunneling contacts
被认为是一种复合材料，它由导电纳米粒子分离的隧穿电介质势垒。从理论上研究了介质基体的声子热导率对该复合材料热电优值的影响。的范围内的值和障碍参数，可以导致热电优值大于统一的估计。讨论了空间电荷和隧穿势垒电流-电压关系的非线性对隧穿势垒电流-电压关系的影响。
2012-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
