Probing Thermally Activated Atomic and Nanocrystalline Defect Motion through Noise Processes in RuO$_2$ Nanowires
目前的纳米器件尺寸不断缩小，目的是延长摩尔定律。随着尺寸的不断缩小，不期望的动态缺陷，导致低频噪声和结构不稳定性，在限制小型化器件的最终性能和可靠性方面起着有害的作用。对缺陷动力学的良好理解和有意义的控制则成为根本和紧迫的问题。在这里，我们报告的观察热激活原子缺陷运动以及纳米晶体缺陷运动通过电噪声过程中的金属RuO $_2$金红石纳米线在室温下。首先，我们提取的能量分布函数和移动原子缺陷（氧空位）的数密度。其次，我们得到的几何尺寸，晶界结合强度，和弛豫时间的动态纳米晶体。我们的研究结果清楚地表明，一个强大的探针，有效的和非侵入性的表征纳米结构和纳米材料的机械硬度，击穿电流密度，和/或电阻噪声的定量信息是必不可少的。
2020-07-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Analytical modeling of orientation effects in random nanowire networks
由随机纳米线阵列制成的膜对于需要柔性透明导电膜的电子器件是有吸引力的选择。然而，到目前为止，还没有统一的理论来预测它们的电导率。特别是，取向分布对网络电导率的影响仍然知之甚少。我们提出了一个简化的随机纳米线网络电导率的分析模型，这是第一个准确地捕捉任意纳米线取向分布对电导率的影响。我们的模型是一个上限，并收敛到真正的电导率纳米线密度的增长。该模型用渐近更快的计算取代了蒙特卡洛采样，实际上可以比标准计算模型更快地计算。我们的近似的成功提供了新的理论洞察纳米线的取向如何影响电导率，照亮未来的研究方向。
2019-11-05 cond-mat.mes-hall
Thermal Conductivity of Graphene Laminate: Making Plastic Thermally Conductive
我们研究了沉积在聚对苯二甲酸乙二醇酯衬底上的石墨烯层压膜的热导率。研究了两种类型的石墨烯层压材料-沉积和压缩-以确定影响热传导最多的物理参数。使用光热拉曼技术和一组石墨烯层压体厚度为9至44微米的悬浮样品进行测量。发现石墨烯层压体的热导率在室温下在40 W/mK至90 W/mK的范围内。出乎意料地发现，石墨烯薄片的平均尺寸和排列是比石墨烯层压体的质量密度更重要的限定热传导的参数。在未压缩和压缩的层压板中，热导率随平均石墨烯片尺寸线性增加。由于更好的薄片对齐，对于相同的平均薄片尺寸，压缩的层压板具有更高的导热率。通过用薄石墨烯层压膜涂覆塑料材料，塑料材料的热导率提高高达600倍的可能性具有重要的实际意义。
2014-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermally driven two-magnet nano-oscillator with large spin-charge conversion
下一代自旋电子学应用所需的材料特性很难由一种候选材料满足。在这里，我们表明，通过结合绝缘和金属磁体，增强自旋电荷转换和节能热自旋电流可以实现。我们开发了一种由钇铁石榴石和坡莫合金双层组成的纳米线器件。界面温度梯度驱动纳米线磁化进入千兆赫频率的自动振荡。坡莫合金层的界面自旋耦合和磁阻将自旋动力学转化为相当大的微波信号。研究结果显示了高能效自旋电子器件的发展前景，并给出了在非均匀磁系统中实现磁振子凝聚的实验方案。
2019-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Thermal Diffusivity in Metallic Nanowire Aerogels
University of Tennessee（田纳西大学）；Georgetown University（乔治城大学）
本研究通过冷冻铸造和机械压实合成银/铜纳米线气凝胶，发现热扩散率强烈依赖线径且随密度增加反常降低近300倍，揭示其不能视为均匀块体材料，致密化仅压缩孔隙而保持导电网络拓扑。
2026-10-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-adiabatic spin torque investigated using thermally activated magnetic domain wall dynamics
利用透射电子显微镜，我们研究了室温下坡莫合金（Ni 80 Fe 20）纳米线中两个位置之间的畴壁（DWs）的热激活运动。我们表明，这种纯粹的热运动是很好地描述了阿罗修斯定律，允许描述的DW作为一个准粒子在一维潜在的景观。通过注入小电流，电势被修改，允许确定非绝热自旋扭矩：横向DW的非绝热系数为0.010 +/- 0.004，涡旋DW的非绝热系数为0.073 +/- 0.026。较大的值归因于存在较高的磁化梯度。
2010-05-07 cond-mat.mes-hall
Thermally and Molecularly Stimulated Relaxation of Hot Phonons in Suspended Carbon Nanotubes
研究了悬浮的金属单壁碳纳米管（SWNTs）在真空、不同气体和不同温度下的高偏压电输运特性。结果表明，悬浮纳米管中的非平衡光学声子效应随着环境温度的升高而减弱。悬浮单壁碳纳米管周围的气体分子有助于热声子的弛豫，并提供增强的电流沿纳米管流动。冻结在悬浮的单壁碳纳米管上的二氧化碳分子固体淬灭了非平衡声子效应。强烈的环境效应对纳米管中的高电流传输的发现对于一维纳米线的高性能纳米电子学应用是重要的。
2006-01-07 cond-mat.mes-hall
Correlations of mutual positions of charge density waves nodes in side-by-side placed InAs wires measured with scanning gate microscopy
我们调查的相互位置的电荷密度波节点在并排放置的InAs纳米线在存在的导电原子力显微镜尖端作为一个移动门在氦气温度下的相关性。扫描门显微镜扫描表明两条线的电荷密度波节点的位置相互关联。观察到节点位置的普遍相互移动和“晶格失配”缺陷。这些观察表明，库仑相互作用的电荷密度波在InAs纳米线的形成中的关键作用。
2015-04-24 cond-mat.mes-hall
Role of shape anisotropy on thermal gradient-driven domain wall dynamics in magnetic nanowires
本研究探究热梯度下不同形状各向异性磁性纳米线的畴壁动力学，揭示磁振子角动量传递机制，解释阻尼与畴壁速度的反常关系，为自旋电子器件研发提供参考。
2022-10-15 cond-mat.mes-hall
Raman spectroscopy and electrical properties of InAs nanowires with local oxidation enabled by substrate micro-trenches and laser irradiation
沿着砷化铟纳米线的热梯度是通过在支撑衬底中制造微沟槽和聚焦激光照射的组合来设计的。这允许在衍射极限的尺度上局部控制纳米线的热激活氧化反应。通过显微拉曼成像检测了氧化的局部性，发现结果与温度分布的数值模拟一致。将该技术应用于电子器件中的纳米线，局部氧化的纳米线保持导电，具有较低的电导率，如对于有效更薄的导电芯所预期的。
2016-01-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Hot Carrier Trapping Induced Negative Photoconductance in InAs Nanowires toward Novel Nonvolatile Memory
报道了一种新的砷化铟纳米线负光电导机制。光激发显著抑制电导率，增益高达10^5。NPC的起源归因于光辅助热电子俘获导致的传导通道耗尽，得到了栅电压阈值漂移和波长依赖性光电导测量的支持。扫描光电流显微镜排除了NPC起源于NW/金属接触的可能性，并揭示了竞争性的正光电导性。光照后的电导率恢复在低温下大大减慢，表明热激活的脱陷机制。在78 K时，电导的自发恢复被完全淬灭，从而导致可以通过光和栅极电压脉冲来切换的可逆存储器件。这种新颖的基于NPC的光电子学在光电探测和低功耗非易失性存储器中有着令人兴奋的应用。
2015-10-31 cond-mat.mes-hall
Dichotomy in short superconducting nanowires: thermal phase slippage vs. Coulomb blockade
准一维超导体或纳米线随着其直径的缩小而呈现出向非超导状态的转变。我们目前的测量超短纳米线（~40-190 nm长）在这个量子跃迁附近。所有处于超导相的导线的性质，即使是那些接近转变的导线，也可以用热激活的相位滑移来解释。纳米线在非超导相的行为符合介观正常金属导体相干输运的库仑阻塞理论。由此得出结论，量子跃迁发生在两个阶段之间：“真正的超导相”和“绝缘相”。没有发现中间的“金属”相。
2006-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Domain wall motion in ferromagnetic nanowires driven by a localized Gaussian thermal gradient
University of Rhode Island（罗德岛大学）；Khulna University（库尔纳大学）；University of Nebraska-Lincoln（内布拉斯加大学林肯分校）
研究铁磁纳米线中磁畴壁动力学，用随机朗道 - 里夫希茨 - 吉尔伯特方程，分析激光温度等因素对DW速度的影响，发现激光宽度和到DW距离可独立控制DW响应，有助于阐明热驱动机制及指导自旋电子存储器件热控策略。
2026-07-15 cond-mat.mes-hall
Thermally expanded graphite polyetherimide composite with superior electrical and thermal conductivity
热膨胀石墨（EG）聚合物复合材料具有成本低、电性能和热性能优异等优点，在现代热电子工业中具有很大的应用潜力。在这项研究中，我们报告了膨胀石墨聚醚酰亚胺（EG/PEID）复合材料已通过简单的溶液混合技术，增强低成本的EG填料到主体聚合物基体，聚醚酰亚胺（PEID）。该技术能够将3D石墨填料包含到聚合物基体中，保留膨胀石墨的蠕虫结构，从而在整个复合材料中形成连续的网络。结果表明，当EG含量为10wt%时，聚合物的电导率提高了约19个数量级，达到969 S/m。采用有效介质法的理论预测揭示了不完全导电界面和界面隧穿对复合材料电导率的影响。我们还报道了10wt%EG填料组合物复合材料表现出7.3W/mK的热导率（k）值，这意味着与纯PEID相比显著提高了30 - 70%。扫描电子显微镜（SEM）显示了填料和复合材料的形态，揭示了EG的保留结构，以发展聚合物和填料之间的导电通路。采用拉曼光谱、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱学（XPS）等分析方法研究了热膨胀前后EG填料的结构特性。总之，已经证明了溶液混合的简单制造路线可以实现出色的导电和导热EG/PEID复合材料，而不会损害EG填料结构的效率。膨胀石墨基聚合物复合材料在热能和电子工业中具有广泛的应用前景。
2022-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Abnormally High Thermal Conductivity in Fivefold Twinned Diamond Nanowires
五重孪晶（Fivefold Twins，5 FT）是一种常见的多重孪晶结构，发现于近200年前，通常会显著恶化纳米材料的热输运性能。本文报道了一种新型五重孪晶金刚石纳米线（5 FT-DNW）的反常热导率（$κ$）。5 FT边界缺陷有效地增强了5 FT-DNWs的$κ$，并且$κ$随横截面积（$\textit{S}$）非单调变化。在临界$\textit{S}$ = 7.1 nm $^{2}$以上，5 FT-DNW显示$κ$的恒定值，而在其以下，随着$\textit{S}$的降低，$κ$出现急剧增加。更重要的是，具有最小$\textit{S}$的5 FT-DNW显示出优于块状金刚石的$κ$。通过确定正常过程主导的散射事件，证明了声子流体动力学行为在具有小$\textit{S}$的5 FT-DNW的异常高的$κ$中起决定性作用。孪晶金刚石纳米线中的超输运声子流体动力学现象为高导热纳米材料的研究提供了一条新的途径。
2022-01-12 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Influence of high magnetic fields on superconducting transition of one-dimensional Nb and MoGe nanowires
研究了强磁场对直径为$\sim10$ nm的Nb和MoGe超导纳米线的影响。我们发现，Langer-Ambegaokar-McCumber-Halperin（LAMH）理论的热激活相位滑移是适用于广泛的磁场，并很好地描述了温度依赖性的线电阻，超过11个数量级。场依赖性的临界温度，$T_{c}$，从LAMH适合提取的是在良好的定量协议与理论的对破缺扰动，考虑到自旋和轨道的贡献。提取的自旋轨道散射时间与估计值$τ_{so}\simeq τ(\hbar c/ Ze^{2})^{4}$一致，其中$τ$是弹性散射时间，$Z$是原子序数。
2004-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Observation of thermally activated coherent magnon-magnon coupling in a magnonic hybrid system
该研究用微聚焦布里渊光散射在 YIG/Py 双层中观测热激活磁振子的相干强耦合，并通过与电激发检测对比揭示宽波矢混合机制。
2025-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chemical-Vapor-Deposited Graphene as a Thermally Conducting Coating
我们使用双扫描技术对由不同衬底（即SiO2、Al 2 O3和PET）支撑的单层化学气相沉积-CVD-石墨烯进行扫描热显微镜测量，以去除对通过空气和悬臂的热通量的贡献。然后，通过采用一个简单的集总元件模型，我们开发了一种新的方法，允许确定，通过多步数值分析，纳米厚度的导热涂层的等效热性能。在这种特定情况下，我们发现，对于垂直于石墨烯平面的热注入，我们的CVD石墨烯热等效于与衬底完美接触的电导率Keff=2.5 ± 0.3mK和厚度teff=3.5 ± 0.3nm的涂层材料。对于SiO2基板，我们还测量了由2和4个CVD单层制成的堆叠，并且我们发现，有效热导率随着层数的增加而增加，并且在技术上可实现的层数下，预期与一个数量级的更厚的金属薄膜的热导率相当。这项研究提供了一个强大的方法来表征石墨烯的热性能，鉴于几个热管理应用。
2019-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Thermal Activation and Quantum Field Emission in a Sketch-Based Oxide Nano Transistor
我们报告的直接测量的势垒和纳米线段之间的电子耦合的草图为基础的氧化物纳米晶体管（SketchFET）设备。在室温附近，开关由跨越由纳米线栅极控制的势垒的热激活来控制。低于T=150 K，观察到量子场发射的交叉，这是敏感的结构相变中的SrTiO 3层。这种直接测量源极-漏极和栅极-漏极能量势垒的方法对于室温逻辑和存储元件以及低温量子器件的发展至关重要。
2010-09-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Avoiding Dilution: Using Diffusion and Vision Transformers to resolve Majorana Features in Nanowires at High Temperature
Condensed Matter Theory Center and Joint Quantum Institute, Department of Physics, University of Maryland（马里兰大学凝聚态理论中心与联合量子研究所）；Department of Physics and Astronomy, Center for Materials Theory, Rutgers University（罗格斯大学物理与天文学系材料理论中心）；Department of Physics, University of Florida（佛罗里达大学物理系）
研究利用扩散和视觉变压器，通过生成高低温电导模拟并训练神经网络，从高温电导数据恢复和推断低温马约拉纳纳米线特征，为早期筛选不良器件提供实用途径，加速马约拉纳纳米线器件开发的实验反馈循环。
2026-07-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Liquid-Like Interfaces Mediate Structural Phase Transitions in Lead Halide Perovskites
结构相变的微观途径很难探测，因为它们发生在多个不同的时间和长度尺度上。使用$in$ $situ$纳米级阴极发光显微镜，我们可视化的热驱动过渡到钙钛矿相在数百个非钙钛矿相纳米线，解决了初始纳米级成核和随后的介观生长和量化的相传播的活化能。结合分子动力学的计算机模拟，我们揭示了转换不遵循一个简单的马氏体机制，并通过离子扩散通过两个结构之间的液体状界面进行。虽然阳离子是无序的，在这个液体状的区域，卤素离子保持实质性的空间相关性。我们发现，各向异性的晶体结构转化为更快的成核的钙钛矿相在纳米线的两端和更快的增长沿长的纳米线轴。这些结果代表了在纳米级操纵结构相设计材料性能的重要一步。
2019-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Hyperspectral electromechanical imaging at the nanoscale: Dynamical backaction, dissipation and quantum fluctuations
本文提出一种扫描纳米机械噪声显微平台，通过热反作用模型揭示单缺陷纳米线结构、热响应、耗散与涨落的关联，发现缺陷作为单涨落中心在电子束激发下产生由量子涨落主导的远离平衡振动状态。
2024-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Extremely High Thermal Conductivity of Aligned Polyacetylene Predicted using First-Principles-Informed United-Atom Force Field
聚合物的分子模拟依赖于精确的力场来描述原子间的相互作用。在这项工作中，我们使用第一性原理密度泛函理论（DFT）计算参数化的聚乙炔（PA），一个共轭聚合物的潜在的高热导率的联合原子力场。对DFT中不同的电子相关泛函进行了测试。明确描述了共轭聚合物主链中交替的单键和双键的键合相互作用，并分别对II类非谐函数进行了参数化。键角和二面角的相互作用也是非谐的，并对DFT能量表面参数化。利用所建立的力场进行分子动力学（MD）模拟，计算了PA单链和不同模拟畴长的PA晶体的热导率。结果表明，PA分子链和晶体的热导率都很高，且具有长度依赖性。在790 nm处，它们各自的热导率值为~480 Wm-1 K-1和~320 Wm-1 K-1，这相对高于聚乙烯（PE）的热导率，聚乙烯是迄今为止测量的最导热的聚合物纤维。
2020-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
