Valley and spin accumulation in ballistic and hydrodynamic channels
谷和自旋霍尔效应和由此产生的谷和自旋极化的积累的理论是由二维半导体制成的超净通道中的电子平均自由程,由于残留的障碍或声子超过通道宽度。弹道和流体动力学制度的电子输运进行了研究。极化积累是由反常速度、侧跳和斜散射效应的相互作用决定的。在流体动力学制度,其中电子-电子散射是占主导地位的,谷和自旋电流的产生和耗散的电子-电子碰撞考虑。累积极化强度及其空间分布强烈依赖于传输机制。极化是更大的流体动力学制度相比,弹道的。由于侧跳和斜散射机制,在通道边缘附近出现显著的谷和自旋极化。
2021-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Spin Accumulation in the Electron Transport with Rashba Interaction
研究了在Rashba相互作用影响下二维电子在窄沟道中的非平衡输运。通过在格林函数中引入合适的寿命,可以计算从弹道区到扩散区的平均自旋值。结果表明,自旋积累是自旋流和无序的综合作用。在扩散机制中,无序提供了一种阻止自旋电流并产生自旋累积的机制。在弹道状态下,自旋更加分散,没有明确的迹象。进一步的研究表明,铁磁自旋-自旋相互作用的加入增加了边缘附近的自旋积累。
2006-09-02 cond-mat.mes-hall
Spin Hall Effect and Spin Orbit coupling in Ballistic Nanojunctions
我们提出了一个新的自旋过滤方案的基础上存在的自旋轨道相互作用的纳米交叉,采用弹道纳米结图案化的二维电子气。我们表明,通过一个弹道X结图案化的二维电子气与自旋轨道耦合(SOC)的纵向非极化电流的流动诱导自旋积累,这两个横向探针具有相反的符号。这种自旋积累对应于在结中流动的横向纯自旋电流,是这种纳米结构中自旋霍尔效应的主要可观察特征。我们基准的两种不同类型的自旋轨道相互作用的影响。第一个($α$ -SOC)是由于界面电场将电子限制在二维层中,而第二个($β$ -SOC)对应于由横向限制电势产生的相互作用。
2007-07-24 cond-mat.mes-hall
A generalized enhanced Fourier law and underlying connections to major frameworks for quasi-ballistic phonon transport
一个增强的傅立叶定律(EFL),占准弹道声子输运效应的制定完全在物理观测量方面,来自玻尔兹曼输运方程,假设一个灰色人口的准弹道声子模式。将该方程推广到任意声子布居。其他声子输运模型的广义EFL和广义EFL和其他模型之间的连接进行了分析,揭示了文献中报道的看似不同的模型的本质统一。
2016-02-10 cond-mat.mes-hall
Two-Parameter Quasi-Ballistic Transport Model for Nanoscale Transistors
我们表明,通过增加只有两个拟合参数的纯弹道输运模型,我们可以准确地表征纳米MOSFET的电流-电压特性。该模型是弹道模型(J.Appl.Phys.76,4879(1994))的扩展,并且包括传输概率和漏极-沟道耦合电容器。后一个参数导致理论RON显著大于先前预测的RON。为了验证我们的模型,我们制作了不同沟道长度的n沟道MOSFET。我们显示这些参数的长度依赖性,以支持我们的设备的准弹道描述。
2018-08-30 cond-mat.mes-hall
Quasi-one-dimensional ballistic ring in crossed high-frequency electric fields
研究了在平行于环平面的两个高频电场驱动下准一维弹道环中的电子动力学。计算了平均偶极矩和发射强度。发射偏振与其中一个场的方向一致。一种可能性的极化切换到垂直方向的变化下,在字段的振幅和频率。
2004-04-26 cond-mat.mes-hall
Spin-Hall Effect in Chiral Electron Systems: from Semiconductor Heterostructures to Topological Insulators
介观自旋-霍尔效应现象表现为在弹道导体的边缘或更一般地在具有变化的电子密度的区域中的非平衡自旋积累(由电流驱动)。本文回顾了我们最近对具有Rashba/Dresselhaus自旋轨道相互作用的弹道二维半导体异质结构中自旋积累的研究结果,并将以前发展的方法推广到预测三维拓扑绝缘体表面自旋-霍尔效应的存在.新的自旋-霍尔效应的主要区别在于它的大小,预计比半导体异质结构中的强得多。这是因为在半导体中,由于小的自旋-轨道相互作用而出现自旋累积,而自旋-轨道构成拓扑绝缘体的哈密顿量中的主导项。
2009-12-23 cond-mat.mes-hall
Quasi ballistic magnetization reversal
我们证明了一个准弹道切换的磁化在微观mag-neto电阻存储单元。利用时间分辨的磁输运方法,我们跟踪了自旋阀单元自由层磁化在横向磁场脉冲作用下的大角度进动。在180度旋进旋转之后停止场脉冲导致磁化反转,反转时间短至165 ps。这种开关模式代表了场致磁化反转的基本超快极限。
2002-07-31 cond-mat.mes-hall
Quantized charge pumping by surface acoustic waves in ballistic quasi-1D channels
采用严格可解的紧束缚模型,研究了弹道式准一维量子信道中声表面波诱导电子的绝热抽运。负责声电电流量子化的单电子自由度与传输共振有关。我们研究了实验可控参数(SAW功率,栅极电压,源漏偏置,振幅和相位的次级SAW光束)上的声电电流的平台状结构的影响。结果与现有的实验观察结果一致。
2004-02-24 cond-mat.mes-hall
Quasi-ballistic transport of Dirac fermions in a Bi2Se3 nanowire
在弱无序极限下研究了三维拓扑绝缘体Bi 2Se 3介观纳米线中Dirac费米子的量子相干输运.在非常低的温度下,许多谐波在Aharonov-Bohm振荡的傅里叶变换中被证明,揭示了表面态的长相位相干长度。值得注意的是,从它们的指数温度依赖性,我们推断出一个不寻常的1/T的相位相干长度的幂律。这种退相干对于与环境动力学弱耦合的准弹道费米子是典型的。
2012-12-12 cond-mat.mes-hall
Reduction of the effective thermal conductivity by circulation of the quasi-ballistic heat-flux
对于空间均匀且与温度无关的热导率,傅立叶传热定律预测了无卷曲的热通量。在准弹道声子输运制度中,傅立叶定律失效,从玻尔兹曼输运方程开始,已经证明热通量的本构关系包含具有零发散和非零旋度的螺线管(循环)项。在本文中,我们展示了如何减少有效的热导率的材料的尺寸在相同的尺度上的声子平均自由程,利用螺线管项的本构关系。
2016-02-01 cond-mat.mes-hall
Spin-Hall Effect: From the Ballistic to the Diffusive Regime
自旋-霍尔效应近年来引起了人们的广泛关注,其核心问题是这种效应是由于内禀自旋-轨道相互作用还是由于外禀杂质的自旋非对称散射。本文的目的是阐明这个问题,使用一种新的方法的基础上的非平衡格林函数(NEGF)的形式主义,它允许我们去不断从弹道扩散的限制,我们提出了近似的解析表达式,描述我们的结果相当不错。我们的模型表明,自旋积累成正比的电流,即使在干净的弹道样品应观察到。我们进一步表现出良好的定量协议与最近的实验观察GaAs表明,这些可以理解的内在效应驱动的Rashba相互作用,虽然实验ZnSe可能有不同的起源。
2007-04-15 cond-mat.mes-hall
On the solenoidal heat-flux in quasi-ballistic thermal conduction
声子的玻尔兹曼输运方程是直接用热通量的形式通过迭代和球谐展开的二阶截断来改写的。这个过程显示的热通量在一个明确的坐标不变的形式,并导致自然分解成两个组件,即螺线管组件除了通常的无旋组件。螺线管的热通量显式示出的出现,通过应用热通量方程的直圆柱。这些发现是重要的声子谐振器的上下文中,利用强准弹道热输运最近报道在室温下的硅膜。
2015-09-13 cond-mat.mes-hall
Relativistic stable processes in quasi-ballistic heat conduction in thin film semiconductors
在这篇文章中,我们展示了如何相对论α稳定过程可以用来解释半导体中的准弹道热传导。这是一种能较好地拟合超快激光加热合金实验结果的方法。它还提供了一个连接到丰富的文献费曼-卡茨形式主义和随机过程,过渡到一个稳定的列维过程在短时间和长度尺度的布朗运动在更大的尺度。在早期的论文中,这种转变被启发式截断Lévy分布捕获。严格的Feynman-Kac的方法是用来获得尖锐的界限的过渡核。未来的方向进行了简要讨论。
2019-07-29 cond-mat.mes-hall
Gate-tuned Aharonov-Bohm interference of surface states in a quasi-ballistic Dirac semimetal nanowire
本文报道了在准弹道Cd_3As_2纳米线中观察到的表面载流子的拓扑保护输运,该纳米线足够薄,使得自旋织构的表面载流子形成一维子带,即使没有磁场,也表现出电导随栅极电压的振荡.通过连续调节栅压,可以使Aharonov-Bohm振荡的π相移周期性地出现或消失。这种由Berry相位引起的π相移证明了表面态的拓扑性质,四端非局域测量进一步揭示了表面态的拓扑保护输运.
2017-07-17 cond-mat.mes-hall
High-Field, Quasi-Ballistic Transport in Short Carbon Nanotubes
通过电子输运实验和理论研究了具有Pd欧姆接触的单壁碳纳米管,其长度从几微米到10 nm。声学声子散射的平均自由程估计为lap~300 nm,光学声子散射的平均自由程估计为lop~15 nm。通过非常短(~10 nm)的纳米管的运输是免费的显着的声学和光学声子散射,因此弹道和准弹道分别在低和高偏置电压的限制。高达70 uA的高电流可以流过短纳米管。短纳米管在高场的最终电击穿的可能机制进行了讨论。这里提出的结果具有重要的意义,高性能的纳米管晶体管和互连。
2004-01-26 cond-mat.mes-hall
A novel transient heat conduction phenomenon to distinguish the hydrodynamic and (quasi) ballistic phonon transport
以前的研究预测傅立叶热传导定律的失败,由于存在的波浪状传播的热量与有限的传播速度。这种非傅立叶热传输现象可以出现在流体动力学和(准)弹道制度。因此,仅通过该现象不容易清楚地区分这两个非傅立叶区域。本文基于Callaway模型下的声子玻尔兹曼输运方程,研究了均匀热系统中的瞬态热传播。给定一个准一维或准二维(三维)均匀环境温度的模拟,在初始时刻,在高温中心突然加入一个热源,然后热量从中心向外传播。数值结果表明,在准二(三)维模拟中,在一定的时间和空间范围内,瞬态温度将低于流体动力学区域的初始温度最低值。这种现象只出现在正常散射主导热传导时。此外,它消失在准一维模拟。在具有时变热源的热系统中也观察到类似的现象。这种新的瞬态热传播现象的流体动力学声子输运区别于(准)弹道声子输运。
2021-08-04 cond-mat.mes-hall
Quasi-ballistic transport in HgTe quantum-well nanostructures
研究了高迁移率碲化汞量子阱结构的输运特性。使用特殊的光致抗蚀剂和Ti掩模,其允许制造特征尺寸低至0.45 $μ$ m的器件。在这些结构中的弹道效应的运输性能占主导地位的证据。半经典电子轨迹的蒙特卡罗模拟与实验结果吻合较好。
2003-07-01 cond-mat.mes-hall
Modeling quasi-ballistic transient thermal transport with spatially sinusoidal heating: a McKelvey-Shockley flux approach
弹道声子效应产生于与平均自由程相当的长度尺度上,导致非扩散热流并改变材料的热性质。精确捕获非扩散传输物理的简单理论模型对于实验分析、技术设计和提供物理见解是有价值的。在这项工作中,我们利用和扩展的McKelvey-Shockley(McK-S)通量方法,一个简单而准确的框架,调查提交给一个空间正弦加热分布的瞬态声子输运的弹道效应,模拟瞬态热光栅。我们首先通过扩展以前的McK-S公式,包括非弹性散射,然后获得在单声子能量的情况下(灰色近似)的解析解,并显示这种方法可以很容易地支持一个完整的声子色散和平均自由程分布。计算结果与实验数据一致,并与扩散和弱准弹道输运体系中声子玻尔兹曼输运方程的解进行了比较。我们讨论了弹道和非平衡物理的作用,并表明,非弹性散射是关键检索热方程解的扩散限制。总的来说,McK-S通量方法,它采取的扩散方程的形式,被证明是一个简单而准确的框架,适用于从弹道扩散运输制度。
2017-04-20 cond-mat.mes-hall
Aperiodic conductivity oscillations in quasi-ballistic graphene heterojunctions
我们观察到电导振荡与非周期性的间距,只有一侧的隧道电流在双栅石墨烯场效应晶体管与n-p-n型势垒。发现这些晶体的间距和宽度与纯Farbry-Perot型干涉不一致,但与将其归因于通过准束缚杂质态的共振隧穿的理论预测定量一致。这一观察结果可以被理解为石墨烯异质结中克莱因隧穿的另一个特征,并且对于基于石墨烯的纳米电子器件的未来开发和建模具有重要意义。
2010-09-08 cond-mat.mes-hall
2D Rutherford-Like Scattering in Ballistic Nanodevices
纳米器件中的弹道注入是一个复杂的过程,其中电子可以被传输或反射,从而引入与其他量化电导的偏差。在这种情况下,量子环(QR)表现为模型几何:在半经典的观点中,大多数电子会反弹到中心QR反点,这会大大降低注入效率。由于卢瑟福散射的类比,我们表明,一个本地的部分耗尽的QR接近边缘的antidot可以反直观地缓解弹道电子注入。相反,局部电荷积累可以将半经典轨迹集中在硬壁电位上,并强烈增强反射回铅。对弹道QR的扫描门实验和对同一器件的电导的模拟是一致的,并且一致表明该效应与扰动强度和费米能量之间的比率成正比。我们的观察令人惊讶地符合简单的卢瑟福形式主义在二维的经典极限。
2018-04-06 cond-mat.mes-hall
Quasiclassical Theory of the Josephson Effect in Ballistic Graphene Junctions
在准经典格林函数理论的框架下研究了弹道石墨烯系统中的稳态约瑟夫森效应。反映了石墨烯最终的二维性,包含石墨烯片的约瑟夫森结体现了我们所说的平面约瑟夫森结,其中超导电极部分覆盖二维石墨烯层,实现与其平面接触。在有效质量近似下,我们导出了约瑟夫森电流的一般公式,揭示了平面约瑟夫森结中超导邻近效应的特征。相同类型的分析同样适用于单层、双层和任意$N$层情况。
2012-08-16 cond-mat.mes-hall
S-shaped current-voltage characteristics of n+-i-n-n+ graphene field-effect transistors due the Coulomb drag of quasi-equilibrium electrons by ballistic electrons
我们证明了弹道电子注入到横向n $^+$ -i-n-n $^+$石墨烯场效应晶体管(G-FET)中的二维电子等离子体中可能会导致由于线性电子色散系统中的伽利略和洛伦兹不变性的破坏而导致的准平衡电子的大量库仑拖曳。这种效应可以导致S形的电流-电压特性(IV)。所得到的负微分电导率实现了可以用于实现电压开关器件的磁滞效应和电流抑制。由于IV的强非线性,G-FET可以用于有效的频率倍增和太赫兹辐射的检测。
2021-07-14 cond-mat.mes-hall
Channel Interference in a Quasi Ballistic Aharonov-Bohm Experiment
本文介绍了电子波通过一个在其中一个分支上带有门的二维电子气环的传输实验。观察到磁导振荡,并且当扫描栅极电压时,Aharanov-Bohm信号的相位在0和pi之间交替。通过傅里叶变换,揭示了电压的主要周期,该周期对应于连续横模之间的能量间隔,理论模型包括连续横模之间的随机相移,再现了实验的基本特征。
1997-01-22 cond-mat.mes-hall
Supercurrent through a spin-split quasi-ballistic point contact in an InAs nanowire
研究了Ta基超导电极与InAs纳米线接触时的超导邻近效应。使用本地底栅,我们控制沿纳米线的潜在景观,调整其电导准弹道制度。在高磁场($B$)下,我们观察到与前两个自旋极化一维模相关的近似量子化电导平台。对于$B < 1$ T,超导性的发生伴随着相当大的电荷本地化的发展,导致0.7型电导异常。在这个制度中,邻近超电流表现出不寻常的,非单调的$B$的依赖。我们解释这一发现的近藤效应之间的竞争,占主导地位的近$B=0$,和塞曼效应,强制执行自旋极化和出现的$π$相移的约瑟夫森关系在较高的$B$。
2018-01-05 cond-mat.mes-hall
Schottky-like barrier characterization of field-effect transistors with multiple quasi-ballistic channels
通过适用于多个一维沟道的基于Landauer-Büttiker的提取方法(LBM),在不同的碳纳米管和纳米线器件技术上评估了场效应晶体管(FET)中由金属接触和多个一维(1D)准弹道沟道形成的界面处的势垒高度。提取方法产生的有效肖特基势垒高度和栅极耦合系数的值,在量子电容极限的设备工作的指标。新的LBM为基础的方法拥抱在1D电子学的机制相比,传统的活化能方法不考虑这种影响。与新方法相比,后一种方法低估了金属-沟道界面处的势垒高度。提出了一种基于位移栅器件的测试结构,该结构基于数值器件模拟结果,以提高该方法的精度。
2022-07-11 cond-mat.mes-hall
Spin Seebeck effect and ballistic transport of quasi-acoustic magnons in room-temperature yttrium iron garnet films
研究了不同厚度的镀铂钇铁石榴石(YIG)薄膜中纵向自旋塞贝克效应(LSSE)产生的自旋电流的瞬态行为。通过脉冲微波加热Pt层诱导LSSE,并使用相同层中的逆自旋霍尔效应电测量自旋电流。我们证明了LSSE的时间演化是由触发YIG/Pt界面附近热磁振子通量的热梯度的演化决定的。这些磁振子在YIG膜内以恒定的群速度弹道运动,而它们的数量在有效传播长度内呈指数衰减。能量在20 K以上的磁振子的弹道飞行是其几乎线性色散定律的结果,类似于声学声子。通过拟合随时间变化的LSSE信号,不同的膜厚度变化几乎一个数量级,我们发现,有效的传播长度实际上是独立的YIG膜厚度。我们认为这一事实的强有力的支持弹道输运方案-准声学磁振子在室温YIG的弹道传播。
2018-02-26 cond-mat.mes-hall
Fundamental quantum and relativistic formulation of thermal noise and linear conductance in an 1D quasi-particle ensemble under ballistic transport-regime
研究弹道输运区一维准粒子系综中热噪声与线性电导的量子及相对论效应,提出普适准粒子方法,并用黑体腔内光子气体精确解释原子线光谱及精细结构常数。
2025-10-16 cond-mat.mes-hall
Quasi-ballistic heat conduction due to Lévy phonon flights in silicon nanowires
解决散热问题是硅基微电子的未来。解决方案可能在于称为弹道热传导的纳米级现象,这意味着在不加热导体的情况下进行热传导。但是,试图证明这一现象的实验是有争议的和稀缺的,而其机制在受限的纳米结构尚未得到充分理解。在这里,我们实验证明准弹道热传导硅纳米线(NW)。我们发现,弹道是最强的短NW在低温下,但减弱NW长度或温度的增加。然而,即使在室温下,准弹道热传导在短纳米线中仍然可见。为了更好地理解这种现象,我们探测声子飞行的方向性和长度。我们的实验和模拟表明,准弹道声子输运在NW边界之间的短飞行和长的弹道跳跃沿NW的Lévy步行。
2018-09-26 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Aharonov-Bohm Oscillations in a Quasi-Ballistic 3D Topological Insulator Nanowire
在三维拓扑绝缘体(3D TI)纳米线中,通过无隙表面态发生输运,其中自旋垂直于动量固定[1-6]。因此,环绕表面的载流子获得πBerry相位,这被预测为在最低能量的1D表面子带中打开间隙。通过纳米线插入h/2 e的磁通量(Φ)应消除Berry相并恢复无间隙1D模式[7-8]。然而,这种特征在迄今为止报道的运输实验中一直缺失[9-11]。在这里,我们报告的测量机械剥离的三维TI纳米线,表现出阿哈罗诺夫-玻姆振荡与拓扑表面传输一致。使用低掺杂的准弹道器件,我们可以观察到在最低子带(即狄拉克点)附近,在Φ = 0时电导最小,在Φ = h/2 e时电导最大,达到e^2/h,以及输运的载流子密度依赖性。
2014-09-17 cond-mat.mes-hall
Observation of quasi-ballistic thermal transport of surface phonon-polaritons over hundreds of micrometres
热载体的长距离传播对于微电子中的有效散热是必不可少的。然而,在介电纳米材料中,主要的热载体-声子-只能以弹道方式传播数百纳米,这限制了它们的热传导效率。理论预测,表面声子极化激元(SPhPs)可以克服这一限制,并在数百微米内传导热量而不耗散。在这项工作中,我们通过实验证明了这种长距离的热传输SPhPs。使用3 $ω$技术,我们测量了不同的加热器-传感器距离(100和200 $μ$ m),膜厚度(30 - 200 nm)和温度(300 - 400 K)的SiN纳米膜的面内热导率。我们发现,与厚膜相比,薄的纳米膜支持热传导SPhPs,证明了随着温度的增加,在热导率。值得注意的是,在距离加热器200 $μ$ m处测得的热导率始终高于在距离加热器100 $μ$ m处测得的热导率。这一结果表明,SPhPs的热传导在至少数百微米的范围内是准弹道的。因此,我们的研究结果表明,SPhPs可以增强极性纳米膜中的散热,并在热管理,近场辐射和极化电子学中找到应用。
2021-07-12 cond-mat.mes-hall
Topological Phononic Crystal on the Scale of Quasi-Ballistic Phonon Transport
本研究利用一维Su-Schrieffer-Heeger模型拓扑声子晶体,实验验证了准弹道声子输运尺度下的热行为与拓扑界面态理论预期一致,为波与扩散现象的统一控制铺平道路。
2025-09-16 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Electron transport in quasi-ballistic FETs subjected to a magnetic field
研究磁场作用下短通道FET的准弹道电子输运,分析了电流-电压特性和磁阻,发现高弹道性器件在非线性状态下磁阻显著更大,为纳米器件开发提供参考。
2024-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-sites quantum island in the quasi-ballistic regime
量子霍尔边缘沟道可以与金属区域组合以使电子分离并形成相关杂质模型。我们研究了一个最小的设备,这是最近已经实验实现的,有两个浮岛连接到三个边缘通道通过量子点接触在整数量子霍尔制度。在量子点接触的高透明度下,我们建立了到边界sine-Gordon模型的映射,从而揭示了量子临界点的本质。我们推导出从这个映射的电导和噪声的普遍表达式,与实验结果一致,并讨论了近藤筛选每个单独的岛屿和它们之间的电子的合作转移之间的竞争。我们进一步预测,在有限的电压偏置操作的设备产生分数电荷$e^* =e/3$,并提出了一个概括的$N$岛的分数电荷$e^* =e/(N+1)$。
2022-04-18 cond-mat.mes-hall
Enhanced spin accumulation in a superconductor
采用横向铁磁隧道结阵列注入和探测铝超导带材中的非平衡准粒子自旋分布,带材的宽度和厚度保持在铝中准粒子自旋扩散长度以下,利用探测器在多个平行和反平行磁状态下的非局域测量来原位确定准粒子自旋扩散长度。在超导状态下的自旋积累的一个非常大的增加相比,在正常状态下观察到的,是由于减少准粒子人口的开放的间隙低于转变温度。
2006-02-14 cond-mat.mes-hall
Quasi-one-dimensional ballistic ring in the field of circularly polarized electromagnetic wave
研究了准一维弹道环中电子在沿环平面法线传播的圆极化电磁场作用下的动力学行为。计算来自环的平均发射强度。环中电子平均角速度的大小和方向取决于入射波参数。发现在一定条件下,环平均偶极矩可以保持不变。环辐射光谱中的高次谐波增强的可能性。
2004-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear transport and noise thermometry in quasi-classical ballistic point contacts
研究了GaAs中低密度高质量二维电子系统中准经典点接触的非线性输运和非平衡电流噪声。在PC两端的偏置电压$V$不太高的情况下,噪声温度由焦耳热功率确定,并且几乎与PC电阻无关,PC电阻可能与电子系统的自加热相关联。这种普遍接受的情况在增加$V$时会发生故障,我们观察到额外的噪声伴随着PC的差分电阻的大幅下降。额外噪声的谱密度与PC $δS\approx2F^*|eδI|\sim V^2$中的非线性电流贡献大致成比例,具有有效Fano因子$F^*<1$,这表明涉及随机散射过程。发现小的垂直磁场抑制$δI$和$δS$。我们的观察结果是一致的一个概念的拖拽机制介导的电子-电子散射的准经典PC的铅的非线性输运。
2014-10-09 cond-mat.mes-hall
Lévy flights in quantum transport in quasi-ballistic wires
数值研究了具有粗糙边界的纯金属导线(准弹道导线)的电导涨落、局域化和李雅普诺夫指数的统计特性。我们发现,电导波动的相关能与样品尺寸成比例,表明Lévy飞行的作用。磁场的应用使Lévy刮板偏转,从而减小定位长度。这种偏转也打破了几何磁通抵消和恢复通常的Aharonov-Bohm型磁导波动。
1999-02-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Noise suppression due to long-range Coulomb interaction: Crossover between diffusive and ballistic transport regimes
我们提出了一个蒙特卡罗分析的散粒噪声抑制由于在半导体样品的长程库仑相互作用下的扩散和弹道输运制度之间的交叉。通过改变碰撞之间的平均时间,我们发现,在弹道制度下观察到的强抑制持续准弹道条件下,被洗出来时,一个完整的扩散制度达到之前。
1997-10-06 cond-mat.mes-hall
Zero-bias anomaly and Kondo-assisted quasi-ballistic 2D transport
介观准弹道二维电子系统的非平衡输运测量表明,费米能附近的微分电导增强。在非常低的温度下,这种零偏异常分裂,导致在低能量下线性输运的抑制。我们还观察到在低能量下的非平衡特性的标度,这类似于两态系统的电子散射,在双通道Kondo模型的框架下解决。详细的样品到样品的再现性表明在无约束的2D系统中的低电子密度制度的内在现象。
2005-06-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Theory of planar quasiballistic Josephson junctions
Moscow Institute of Physics and Technology(莫斯科物理技术学院);HSE University(高等经济大学);All-Russian Research Institute of Automatics n.a. N.L. Dukhov (VNIIA)(N.L. 杜霍夫全俄自动学研究所)
本文提出了一种用于平面准准 ballistic 约瑟夫森结的理论框架,分析了多端口设置中结的强耦合特性,并解释了实验观测中的关键现象。
2026-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Analytical model of nanowire FETs in a partially ballistic or dissipative transport regime
在纳米晶体管中,由漂移扩散模型描述的完全弹道情况和准平衡情况之间的中间输运状态仍然是一个开放的建模问题。已经提出了问题的分析方法,基于引入后向散射系数,或数值方法,包括在蒙特卡洛解的玻尔兹曼输运方程或在量子输运描述中引入耗散。在本文中,我们提出了一个非常简单的分析模型,无缝地覆盖整个范围内的通用准一维场效应晶体管的传输制度,并将其应用到硅纳米线晶体管。该模型基于将通用晶体管描述为串联的弹道纳米线晶体管的链,或者描述为在势垒区中操作的弹道晶体管和漂移扩散晶体管的系列。作为一个额外的结果,我们发现的流动性和平均自由程之间的关系,有深刻的后果,在纳米器件的运输的理解。
2009-10-05 cond-mat.mes-hall
Strongly anisotropic ballistic magnetoresistance in compact three-dimensional semiconducting nanoarchitectures
我们从理论上建立,在半导体双层或多层薄膜系统卷起成紧凑的准一维纳米结构,弹道磁阻是非常各向异性:电导强烈依赖于外部施加的磁场的方向。这种现象源于卷曲纳米管的弯曲开放几何形状,这导致了穿过费米能的准一维磁性子带的数量的可调谐性。这一现象的实验意义是由一个相当大的各向异性,规模与绕组数的倒数,并持续到一个临界温度,可以通过增加外部磁场的强度或曲率曲率半径的特征,强烈增强,并可以达到室温。
2014-12-03 cond-mat.mes-hall
Theory of quasi-ballistic FET: steady-state regime and low-frequency noise
我们提出了准弹道FET的稳态制度和低频噪声的理论分析。的噪声分析是基于朗之万的方法,它占的微观来源的波动源于通道内电子散射。的载流子浓度,速度和静电势的局部波动,以及它们沿通道的分布的一般公式被发现作为施加的电压/电流的函数。两个电路制度与稳定的电流和稳定的电压。比较了不同弹道性能器件的噪声强度。我们认为,所提出的分析,使更好地理解物理的电子输运和波动准弹道FET,改善其理论描述,可以是有用的器件模拟和设计。
2022-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Ballistic spin-polarized transport and Rashba spin precession in semiconductor nanowires
我们提出了数值计算的弹道自旋输运性质的准一维线中存在的自旋轨道(Rashba)相互作用。一个紧束缚模拟的Rashba哈密顿模型的Rashba效应。通过改变Rashba耦合的鲁棒性和线的宽度,识别弱耦合和强耦合制度。完美的电子自旋调制被发现前政权,无论入射费米能量和模式数。然而,在后者中,自旋电导具有很强的能量依赖性,由于一个非平凡的子带混合诱导的强Rashba耦合。这将意味着在较高温度和源极-漏极电压下对自旋调制的强烈抑制。结果可能是相关的准一维自旋晶体管器件的实现。
2001-05-03 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation dynamics of quasiclassical electrons in ballistic quantum dots with strong spin-orbit coupling
利用路径积分方法模拟了半经典区域中Rashba自旋轨道相互作用对混沌和规则量子点自旋演化的影响。自旋极化动力学已被发现是显着不同的D 'yakonov-Perel'(DP)自旋弛豫体系统。在经典混沌系统和规则系统中,长时间自旋演化也有一个重要的区别。在前一种情况下,自旋极化弛豫到零的弛豫时间远大于DP弛豫,而在后一种情况下,它演变到一个时间无关的剩余值。基于Rashba SOI的Schroedinger方程的精确解的自旋演化的量子力学分析证实了对圆点的经典模拟的结果,预计这在一般规则系统中是有效的。相反,在混沌点中自旋弛豫到零与量子力学的预期相矛盾。这标志着在半经典模拟中错过的介观回波效应的重要性。
2004-05-11 cond-mat.mes-hall
Coulomb electron drag mechanism of terahertz plasma instability in n+-i-n-n+ graphene FETs with ballistic injection
我们预测了横向n+-i-n-n+$石墨烯场效应晶体管(G-FET)中由于等离子体不稳定性引起的太赫兹(THz)振荡的自激发。这种不稳定性与注入的弹道电子对栅控沟道中准平衡电子的库仑拖曳有关,导致放大的拖曳电子电流和注入电流之间的正反馈。当拖曳效应足够强时,等离子体激发出现。拖曳效率和等离子体频率由准平衡电子费米能量(即,其密度)。太赫兹等离子体振荡自激发的条件可以在室温下实现具有现实结构参数的G-FET中,使得潜在的基于G-FET的辐射源能够用于太赫兹应用。
2021-06-29 cond-mat.mes-hall
Semi-Classical Monte Carlo Simulation of Contact Geometry, Orientation, and Ideality on Nano-scale Si and III-V n-channel FinFETs in the Quasi-Ballistic Limit
采用量子校正半经典蒙特卡罗方法研究了接触几何形状和理想性对InGaAs和Si纳米级n沟道FinFET性能的影响。说明性的端部,鞍/槽,并提出了源极/漏极接触建模,并与理想的transmittance和减少transmittance更符合实验接触电阻率。远离平衡简并统计,量子限制效应的载流子分布在真实空间和能量谷之间,准弹道输运无法通过漂移扩散和流体动力学模拟,散射机制和接触几何形状不容易通过非平衡格林函数模拟访问的地址。对硅$\langle \hbox{110} \rangle$沟道器件、Si $\langle \hbox{100} \rangle$沟道器件、具有常规报道的能量谷偏移的多谷(MV)InGaAs器件以及理想化的$Γ$ -仅谷$\left( Γ\right)$ InGaAs器件进行建模。模拟的硅器件表现出相对有限的性能退化,由于非理想的接触透射率,更有限的敏感性接触几何形状与非理想的接触透射率,和一些接触相关的优势,硅$\langle \hbox{110} \rangle$沟道器件。相比之下,模拟的InGaAs器件对接触几何形状和理想性以及外围谷的能量偏移高度敏感。这说明了后一种灵敏度,模拟的$Γ$ -InGaAs器件在具有完美透射参考端接触的峰值折射率方面优于所有其他器件两倍或更多倍,而硅器件在具有非理想透射率的所有接触几何形状方面优于$Γ$ -InGaAs,并且MV…
2019-03-28 cond-mat.mes-hall
Multiscale Phonon Conduction in Nanostructured Materials Predicted by Bulk Thermal Conductivity Accumulation Function
我们开发了一个计算框架,玻尔兹曼输运方程的基础上,具有计算的能力,在任何几何形状的纳米结构材料的热输运作为唯一的输入的体积热导率累积函数。我们的方法的主要优点是双重的。首先,虽然大多数材料的散射时间和色散曲线是未知的,但声子平均自由程分布可以通过实验直接获得。因此,与频率依赖方法相比,可以模拟更广泛的材料。其次,当声子色散可从第一性原理计算,我们的方法允许一个容易地包括整个布里渊区的计算,而不离散的声子频率的所有极化,大大减少了计算工作量。此外,在推导出我们模型的弹道和扩散极限后,我们开发了一个多尺度方案,该方案将不同尺度的声子输运耦合起来,从而能够有效地模拟具有宽声子平均自由程分布的材料。在我们验证了我们的模型对频率依赖的方法,我们将该方法应用到多孔硅膜,并找到良好的协议与实验中尺度孔。通过研究未开发的纳米结构材料中的热传输,我们的方法有可能推进高效热电器件。
2014-10-16 cond-mat.mes-hall
Charge migration mechanisms in the DNA at finite temperature revisited; from quasi-ballistic to subdiffusive transport
在Peyrard-Bishop-Holstein模型的框架内研究了DNA中的各种电荷迁移机制,该模型已被广泛用于解决该大分子中的电荷动力学。为了分析这些机制,我们考虑电子和振动子系统的波动的特征尺寸和时间尺度。它示出,特别是,由于在这些时间尺度的显着差异极化子的形成是不可能在很宽的温度范围内。我们证明了在低温下电子输运可以是准弹道的。对于高温,我们提出了一种替代极化电荷迁移机制:波动辅助的,其中电子动力学是由相对缓慢的波动的振动子系统。我们还认为,所讨论的方法和机制可能是相关的其他有机大分子系统,如共轭聚合物和分子聚集体。
2018-03-18 cond-mat.mes-hall physics.bio-ph
Ballistic injection terahertz plasma instability in graphene n+-i-n-n+ field-effect transistors and lateral diodes
我们分析了石墨烯n+-i-n-n+场效应晶体管(GFET)和横向二极管(GLD)的操作与弹道电子注入到n区。注入的弹道电子的动量转移可能导致n区准平衡电子的有效库仑阻力以及GFET和GLD中的等离子体不稳定性。这种不稳定性使得太赫兹辐射的产生成为可能。所获得的结果可以用于优化的结构考虑不同的设备,特别是太赫兹发射器。
2021-10-20 cond-mat.mes-hall
Effects of scattering area shape on spin conductance in a four-terminal spin-Hall setup
研究了具有Rasbha自旋轨道耦合的弹道和准弹道二维电子系统的自旋电导。该系统具有四端子几何结构,在与引线的连接处具有圆角。发现在弹道系统中,由尖角到圆角,能量依赖的自旋电导从相对平坦的曲线变为一系列极小值和极大值的曲线。还发现,当通过修改终端角的圆度来改变终端区域的大小时,横向自旋电导中的最大值和最小值在能量上发生偏移。这种转变是由于更小(更大)的终端面积增加(减少)的能量。这些结果也被发现是相当稳定的准弹道系统。
2011-11-07 cond-mat.mes-hall
Phase Distribution in a Disordered Chain and the Emergence of a Two-parameter Scaling in the Quasi-ballistic to the Mildly Localized Regime
研究了一维无序系统随长度变化时不同结构下复反射系数的相位分布及其对四探针电阻$R_4$分布的影响。固定($L \to \infty$)相位分布几乎总是强烈不均匀的,并且通常是双峰的,它们的分离随着无序强度的增加而代数地衰减,最终在无限强的无序下产生单个窄峰。进一步在相位分布仍然随长度演变的长度范围中(即,在准弹道到轻度局部区域中),相位分布影响电阻的分布,使得$log(1+R_4)$的平均值和方差独立地随着长度以不同的指数发散。作为$L \to \infty$,这两个指数变得相同(统一)。显然,这些事实意味着两个相关的参数在准弹道的轻度本地化制度的缩放最终跨越到一个参数的缩放在强本地化制度。
1997-10-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Mesoscopic fluctuations of Coulomb drag between quasi-ballistic 1D-wires
已知准弹道一维量子线的电导率约为2e^2/h,样品间的波动很小。本文研究了两种库仑耦合准弹道丝的G_12,我们考虑库仑阻力几何。结果表明,G_12的涨落与对角电导G_ii的涨落有很大的不同:涨落很大,甚至可以超过平均值,这意味着可能存在诱导拖曳流的反转。我们报告了大量的数值模拟阐明的波动,相关和不相关的障碍。我们还提出了分析参数,这充分说明了观察到的趋势数值。
2001-11-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall