A Quieter State of Charge -- Ultra-Low-Noise Collective Current in Charge-Density-Wave Nanowires
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；California NanoSystems Institute, University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校加州纳米系统研究所）；University of Georgia（佐治亚大学）；Institute of High-Pressure Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院高压物理研究所）；University of California, Riverside（加州大学河滨分校）；Center for Quantum Science and Engineering, University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校量子科学与工程中心）
研究发现电荷密度波纳米线中存在超低噪声集体电流，其噪声谱密度随电流线性降低，表明相关电子传输中电流波动显著减少。
2026-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Flux-tunable supercurrent in full-shell nanowire Josephson junctions
该研究理论上分析了全壳纳米线约瑟夫森结的物理特性，发现临界超流可通过外加磁通调节，且不遵循Little-Parks调制，在真实纳米线半径下呈现台阶状变化，其位置由轨道横向通道的对称性决定。
2023-04-01 cond-mat.mes-hall
Multiple-Nanowire Superconducting Quantum Interference Devices: Critical Currents, Symmetries, and Vorticity Stability Regions
该研究提出多纳米线超导量子干涉器件模型，预测临界电流多值性、涡旋稳定性区域形状与对称性，并揭示完美二极管效应条件。
2025-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Collective spin excitations in bi-component magnonic crystals consisting of bi-layer Permalloy/Fe nanowires
在发展中的磁振子领域，通过具有不同磁性的材料的适当组合及其在亚微米尺度上的纳米结构来实现自旋波传播的剪裁是非常重要的。我们已经利用深紫外光刻，结合倾斜阴影沉积技术，制造紧密间隔的双层纳米线（NW）的阵列，间隔d=100 nm和周期a=440 nm，具有底部和顶部层分别由坡莫合金和铁制成。NW具有矩形截面（相等宽度的底层和上层）或L形截面（一半宽度的上层）。利用布里渊光散射技术测量了上述双层纳米线阵列中集体自旋波激发的频散，同时在倒易空间的三个布里渊区上垂直于线长扫描波矢量。对于矩形NW，最低频率基本模式，其特征在于跨NW宽度的动态磁化的幅度的准均匀分布，表现出相当大的和周期性的频率分散。类似的色散模式也存在于L形纳米线中，但模式振幅集中在纳米线的薄侧。分析了与上述基模相关的磁振子带的宽度和中心频率，表明两者都可以通过改变外加场来调谐。此外，对于L形的NW，它示出，也有第二色散模式，在较高的频率，其特征在于集中在NW的厚侧的振幅。这些实验结果已被定量再现的原始数值模型，其中包括二维格林函数的动态磁化和层间交换耦合层间的偶极场。
2016-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Josephson $φ_{0}$-junction in nanowire quantum dots
约瑟夫森效应描述了超导电流流过通过薄势垒连接两个超导引线的结[1]。该电流由引线之间的超导相位差$ϕ$驱动。在库珀对隧穿过程存在手征和时间反演对称性的情况下[2]，当$ϕ$消失时，电流严格为零。只有当这些潜在的对称性被打破时，$ϕ=0$的超电流才可能是有限的[3-5]。这对应于结的基态偏移不同于0或$π$的相位$ϕ_{0}$。在这里，我们报告这样的约瑟夫森$ϕ_{0}$结的基础上的纳米线量子点。我们使用量子干涉仪设备，以调查相位偏移和证明，$ϕ_{0}$可以控制的静电门控。我们的结果对超导磁通和相位定义的量子比特以及探索量子点系统中的拓扑超导性具有深远的意义。
2016-02-23 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Maximum Light Absorption in Laser-Field-Driven Growth of Highly Ordered Silicon Nanowire Arrays
School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学机械工程学院）
该研究以激光驱动硅纳米线生长为实验平台，证明远离平衡系统会自发选择最大化集体光吸收的周期性并形成长程有序阵列，为非平衡自组织理论提供可测量证据。
2025-10-16 cond-mat.mes-hall nlin.AO
Lattice Vibrational Modes in Si/Ge Core-shell Nanowires
采用第一性原理研究了Si/Ge核壳纳米线的晶格振动模式。除了量子限制之外，由核和壳之间的晶格失配引起的内部应变有助于特征光学模式的显著频率偏移。更重要的是，我们的模拟表明，这些频移可以通过拉曼散射实验检测到，提供了方便和无损的方法来获得核壳材料的结构信息。同时，另一种类型的集体模式，径向呼吸模式（RBM），被确定在硅芯/锗壳纳米线和它们的频率依赖性解释的弹性介质模型。
2012-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Persistent spin textures and currents in wurtzite nanowire-based quantum structures
我们探讨了纤锌矿半导体纳米线中电子的自旋和电荷性质，其中径向和轴向限制导致管状或环形量子结构。考虑到纤锌矿晶格引起的自旋轨道相互作用以及径向电势梯度，我们解析地导出了相应的低维哈密顿量。它表明，由此产生的管状自旋轨道哈密顿允许构建自旋状态，是持久的时间和强大的对无序。我们发现，这些特殊的情况下，其特征在于在光学电导率谱，这使得一个明确的实验验证的独特功能。在这两种类型的量子结构中，我们讨论了发生的持续电荷和自旋电流的轴向磁场和费米能量的依赖性，显示出清晰的电子子带结构的指纹。在这里，自旋保持对称性在某些自旋流张量分量的消失中变得明显。我们的分析描述涉及的光学电导率和持续电流的带结构特性，允许推导出自旋轨道系数和其他带参数的测量的独特功能。
2020-05-08 cond-mat.mes-hall
Novel topological insulators from crystalline symmetries
我们通过回顾三个有代表性的理论例子，讨论了空间对称性保护的拓扑绝缘体研究的最新进展。在三维中，这些物质状态的特征通常是在尊重保护空间对称性的表面处存在无间隙边界状态。我们讨论了这些拓扑状态的外观在晶体中可以忽略不计的自旋-轨道耦合和四重旋转对称，以及在镜像对称晶体具有相当大的自旋-轨道相互作用的特点是所谓的镜像陈数。最后，我们还讨论了一维绝缘体中类似的拓扑晶态，如纳米线或原子链，具有镜像对称性。在那里，非平凡拓扑的主要物理结果是量子化端电荷的存在。
2018-10-30 cond-mat.mes-hall
Long-range non-Coulombic electron-electron interactions between coupled LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ nanowires
LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$系统表现出不寻常的磁性和超导行为所产生的电子-电子相互作用，其物理起源还没有很好地理解。量子输运技术，特别是那些涉及介观几何形状，可以提供深入了解这些相互作用。在这里，我们报告的LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$纳米线，测量通过摩擦阻力的现象，其中电流通过一个纳米线引起附近的电隔离的纳米线的电压的远程电子-电子相互作用的证据。由库仑相互作用介导的摩擦阻力预计随线间分离指数衰减，但与LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$纳米线系统，它被发现是几乎独立的分离。用三根平行导线进行的摩擦阻力实验表明，即使在存在电接地的中心导线的情况下，也存在长距离摩擦耦合。总的来说，这些结果提供了一个新的长程非库仑电子-电子相互作用的证据，不同于任何以前报道的半导体系统。
2018-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum fluctuations and phase coherence in superconducting nanowires
超导纳米线的量子行为可能主要取决于所采用的实验装置。在这里，我们调查的设置，使通过平衡超导电流跨越任意段的导线，而不限制其超导相的波动。该系统的低温物理性质是由集体类声等离子体激发和量子相位滑移的综合效应决定的。在$T=0$处，导线表现出两个量子相变，两者都由无量纲导线阻抗$g$控制。含有$g>16$的较粗导线保持超导性，而含有$g<2$的最细导线中的超导电流完全被量子涨落破坏。与$2<g<16$的中间阶段的特点是由两个不同的相关长度展示超导的行为在较短的尺度结合消失的超导响应在长尺度极限。
2019-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The Noise of the Charge Density Waves in NbSe$_3$ Nanowires -- Contributions of Electrons and Quantum Condensate
本研究通过分析NbSe$_3$纳米线在皮尔斯转变附近的噪声，分离了电子与电荷密度波凝聚态的贡献，发现脱钉时凝聚态噪声显著，且集体电流噪声随偏压增大而减小，展示了噪声谱学在低维量子材料研究中的价值。
2023-12-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
From kinetic to collective behavior in thermal transport on semiconductors and semiconductor nanostructures
我们提出了一个模型，深入到正常散射的半导体块体，微米和纳米尺度样品的热导率的作用。热导率作为温度的函数经历从动力学到集体制度的平滑过渡，这取决于正常散射事件的重要性。我们证明，在这个过渡，关键点，以适应实验数据是改变的方式来执行的平均散射率。我们将该模型应用于不同同位素组成的体硅，获得准确的拟合。在此基础上，我们仅引入有效尺寸作为附加参数，计算了硅薄膜和纳米线的热导率。该模型通过单个表达式提供了对热导率行为的更好预测，适用于所有温度和30 nm以上的尺寸。该模型避免了限制效应或量子效应的引入，使得在纳米系统的热导率研究中建立经典理论的极限。
2014-02-14 cond-mat.mes-hall
Symmetry characterization of the collective modes of the phase diagram of the $ν=0$ quantum Hall state in graphene: Mean-field and spontaneously broken symmetries
我们致力于研究双层石墨烯中$ν=0$量子霍尔态的平均场相图和相应的中性集体模的计算，推广了最近文献中的结果.具体来说，我们提供了一个详细的分类的完整的轨道谷自旋结构的集体模式，并表明，相变的特点是单重态模式的轨道赝自旋，这是独立的库仑强度和遭受强烈的多体修正在低动量的短程相互作用。我们描述的对称性破缺机制的相变的Goldstone模式的谷自旋结构。对于剩余的相边界，我们证明了相关的精确$SO(5)$对称性存在于零塞曼能量和层间电压生存作为一个较弱的平均场对称性的Hartree-Fock方程。我们扩展了以前的结果，双层石墨烯单层的情况下。最后，我们表明，考虑到朗道水平混合通过筛选不修改上述解释的物理图像。
2017-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Symmetries and collective excitations in large superconducting circuits
电路的吸引力在于它们的模块化和易于制造。基于简单构建块的工具箱，电路提供了一个强大的框架，通过将电路元件组合成更大的网络来实现新的功能。模块化在多大程度上适用于量子线路是一个悬而未决的问题--量子电路是由超导材料制成的，其中电压和电流由量子物理定律控制。如果能够实现，较大电路网络中的量子相干性对于量子信息处理的进步具有巨大的潜力，包括对退相干的拓扑保护。在这里，我们提出的理论适合定量建模这样的大电路，并讨论其应用fluxonium设备。我们的方法利用电路所表现出的近似对称性，并使我们能够获得新的预测fluxonium设备的能谱，可以测试与当前的实验技术。
2012-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Symmetry-breaking signatures of multiple Majorana zero modes in one-dimensional spin-triplet superconductors
本文研究了准一维自旋三重态超导体中各种破缺微扰对实验测量特征（如电导和约瑟夫森响应）的影响。在本文的第一部分中，我们数值计算零和非零温度电导的准一维纳米线，主机多个马约拉纳零模式。在讨论s波Rashba纳米线的情况之后，我们转移到主要焦点，即，多通道自旋三重态超导体将栅极电压（其改变自旋-轨道耦合的对称性）以及磁场施加到纳米线，通过分裂多个马约拉纳零模式在不同对称类之间调谐系统。我们研究了在所有这些情况下，电导如何跟踪拓扑不变量和光谱。在论文的第二部分中，我们研究了对称性诱导谱破缺对约瑟夫森结Andreev谱的影响。与电导研究的情况类似，我们发现在具有镜像对称性和手征对称性的高度对称情况下，光谱显示多个零能量Andreev束缚态。
2021-09-30 cond-mat.mes-hall
Semiconductor nanowire metamaterial for broadband near-unity absorption
红外半导体近一吸收体的实现将为传感、健康、成像和量子信息科学中的应用提供新的能力，特别是在需要便携性的地方。通常，市售的便携式红外单光子探测器由体半导体制成，效率远低于1。在这里，我们设计了一种新型的半导体纳米线超材料，并表明，通过仔细安排InGaAs纳米线阵列，并通过控制它们的形状，我们表现出在室温下的近单位吸收效率。我们的实验表明，在前所未有的波长范围从900 nm到1500 nm的平均测量效率为93%（模拟平均效率为97%）。我们进一步表明，近单位吸收的结果从集体响应的纳米线超材料，起源于耦合到泄漏谐振波导和横模。这些耦合机制导致光从顶部直接吸收，并且当光从一个纳米线散射到相邻纳米线时间接吸收。这项工作可能导致新一代量子探测器的开发，其在红外线中具有前所未有的宽带近单位吸收，同时在室温附近工作，适用于更广泛的应用。
2022-02-28 cond-mat.mes-hall physics.ins-det physics.optics
Engineered Chirality of One-Dimensional Nanowires
本文通过在LaAlO3/SrTiO3界面构建缺乏镜像对称性的手性电子势，实现一维手性纳米线，并观测到由工程化轴向自旋-轨道相互作用引起的振荡透射共振，为利用类比量子模拟研究手性与自旋极化电子输运关系提供了新平台。
2025-02-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Local Symmetries and Order-Disorder Transitions in Small Macroscopic Wigner Islands
讨论了局域有序性对小维格纳岛无序化的影响。第一个无序步骤是由时间关联函数证明的，并且与导致配置转变的个体激发相关联，该个体激发对局部对称性非常敏感。其次是另外两个过渡，对应于正交和径向扩散，其中个人和集体激发发挥了重要作用。最后，我们表明，相反的大系统，通常是通过林德曼标准的集体激发这样的小系统的重点，必须仔细，以清楚地确定在整个无序过程中的相对贡献。
2008-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Single plasmon transport in one dimensional nanowire
Université Bourgogne Europe, CNRS, Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne ICB UMR 6303（勃艮第欧洲大学，法国国家科学研究中心，勃艮第卡诺跨学科实验室）；Université Marie et Louis Pasteur, CNRS, Institut FEMTO-ST UMR 6174（玛丽和路易·巴斯德大学，法国国家科学研究中心，FEMTO-ST研究所）
提出统一理论框架，结合量子化电磁格林张量与有效非厄米哈密顿模型，研究一维纳米线中单等离激元输运，分析多发射器系统对反射透射谱的优化，实现低至2%的透射率和耦合损耗降低至三分之一。
2026-06-08 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Symmetry Content and Observation of Charged Collective Excitations for Graphene in Strong Magnetic Fields
我们发现，在强磁场中，部分填充朗道能级的石墨烯维持带电的集体激发，这是三粒子复合物的束缚态。其中一些状态是光学明亮的，可以在光谱实验中检测到，增强了目前对石墨烯中电子-电子相互作用的理解。除了石墨烯中的动力学SU（4）对称性之外，还可以使用几何对称性-非对易磁平移和广义旋转-对状态进行分类。从SU（4）对称性的观点来看，这种激发类似于两个夸克和一个反夸克qqqbar的束缚态。我们建立了一个味光学选择规则来识别实验研究的亮态。
2010-10-13 cond-mat.mes-hall
Charge detection of a quantum dot under different tunneling barrier symmetries and bias voltages
我们报告的实现耦合量子点（QD）系统包含两个单量子点在两个相邻的InAs纳米线。一个QD（传感器QD）用作电荷传感器以检测另一个QD（目标QD）中的电荷状态转变。我们研究了目标量子点的隧穿势垒不对称性对目标量子点电荷态跃迁探测可见性的影响。通过目标量子点的电子输运直接信号和传感器量子点的电荷态跃迁检测信号，同时测量了不同势垒栅电压配置下目标量子点的电荷稳定性图。我们发现，只有当目标量子点的隧穿势垒近似对称时，才能在传感器量子点的拉曼信号中观察到目标量子点完整的库仑金刚石边界和涉及目标量子点中激发态的输运过程.通过分析两种隧穿速率的比值对电子输运过程的影响，解释了这些现象。我们的结果表明，在构建电荷传感器集成量子点器件或量子比特时，考虑隧穿耦合的对称性是很重要的。
2021-05-24 cond-mat.mes-hall
First- and second-order gradient couplings to NV centers engineered by the geometric symmetry
具有一阶和二阶梯度的磁场被设计在几个机械控制的混合系统中。不同几何形状的载流纳米线由于其几何对称性可以产生可调的磁场梯度，从而产生与氮空位（NV）中心的各种耦合。例如，直的纳米线可以保证Jaynes-Cummings（JC）自旋-声子相互作用，并且可以指示朝向量子测量的应用的潜在路线。特别地，两条平行的直纳米线可以通过磁场的二阶梯度产生相干下转换自旋-声子相互作用，并且可以通过完全不同的磁性机制诱导反聚束声子对的束发射。这一研究工作将为NV在量子操纵、量子传感和精密测量等领域的应用提供进一步的理论支持。
2022-09-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Elementary Electronic Excitations in Graphene Nanoribbons
在无规相位近似下分析了石墨烯纳米带的集体模谱。在未掺杂的情况下，只有金属扶手椅型纳米带支持传播等离子体激元模式。这种模式的朗道阻尼示出通过单粒子波函数的手征性被抑制。我们认为，未掺杂的锯齿形纳米带不应该支持等离子体激元激发，因为与表面态，集体模式可能会衰减到一个广泛的连续的粒子-空穴激发。掺杂纳米带具有与半导体纳米线类似的性质，包括分散为$q\sqrt{-\ln qW}$的等离子体激元模式和在$q=2k_F$发散的静态介电响应。
2007-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Collective oscillations in quantum rings: a broken symmetry case
本文用密度泛函理论计算了二维小量子环中的基态和集体电子振荡。没有空间对称性施加的解决方案，并在最近的贡献，过渡到一个破缺对称性解决方案的内在参考系越来越窄的rings.The振荡是通过使用实时模拟解决。指出了对称性破缺解对谱的显著影响。
2000-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Energy Spectrum of Neutral Collective Excitations in Striped Hall States
研究了条纹霍尔态中的中性集体激发.在条纹霍尔态中，磁平移和旋转对称性自发破缺。利用对称性破缺与不破缺对应的电荷与电流的对易关系，证明了中性点无隙激励的存在性。在单模近似下，得到了半满朗道三能级中性集体激发谱。我们在谱中找到周期线节点。该谱与Hartree-Fock近似下的粒子-空穴激发谱进行了比较。
2002-06-26 cond-mat.mes-hall hep-th
Stimulated Raman Adiabatic Passage (STIRAP) as a Route to Achieving Optical Control in Plasmonics
采用自洽模型研究了三能级量子辐射体与等离子体系统耦合的光学性质。结果表明，受激拉曼绝热通过（STIRAP）技术可以成功地用于控制具有集体效应的杂化材料的光学性质，并在光-物质相互作用中发挥重要作用。我们考虑了一个核-壳纳米线组成的银核和耦合量子发射器的外壳，并利用STIRAP计划来控制这种系统的散射效率在频率和空间依赖的方式。在STIRAP诱导的粒子数向终态的转移发生后，核壳纳米线表现出两组Rabi分裂，Fano线型表明在等离子体近场驱动下两种不同原子跃迁之间存在强相互作用.
2012-08-24 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Collective excitations of a Bose-Einstein condensate of hard-core bosons and their mediated interactions: from two-body bound states to mediated superfluidity
本文研究硬核玻色子气体中集体激发的介导相互作用，发现其支持依赖于气体性质的两体束缚态，并在BKT理论框架下展示了超流参数和临界温度的可调性，为超冷气体和固态系统研究开辟新途径。
2023-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Collective Excitations and Stability of Nonequilibrium Polariton Supersolids
Abrikosov Center for Theoretical Physics, Moscow Center for Advanced Studies（莫斯科高级研究中心阿布里科索夫理论物理中心）；National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)（莫斯科工程物理国立研究核大学）；Russian Quantum Center, Skolkovo IC（俄罗斯量子中心斯科尔科沃创新中心）
研究非平衡极iton超流体中集体激发谱，揭示因自发破缺连续对称性而出现的无质量Nambu-Goldstone模，并探讨极iton相互作用对超流体稳定性的关键作用。
2026-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Dielectric environment mediated quantum screening of one dimensional electron gas
放松“无限均匀背景”假设，计算了一维半导体纳米线在介电环境中的介电响应函数。结果表明，高介电常数（高于半导体介电常数）的介电环境降低了纳米结构内部自由载流子的屏蔽作用，而低介电常数的介电环境增加了自由载流子之间的库仑相互作用，增强了屏蔽作用的强度。在长波长极限下，电子气的介电屏蔽和集体激发仅由环境而不是半导体决定。静态介电函数的行为是特别解决在一个特定的波矢q=2k_F;波矢普遍出现在电荷输运的纳米结构
2011-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
