Multiplexed Charge-locking Device for Large Arrays of Quantum Devices
我们提出了一种形成和控制大阵列的门定义的量子器件的方法。该方法使用了一种新的，片上，多路复用的电荷锁定系统，并有助于克服在低温恒温器测量系统中可用的电线的数量所施加的限制。介绍了两种设备创新。首先，多路复用器设计，其利用分裂门以允许多路复用器在每个分支处划分三个或更多路。其次，我们描述了一种设备架构，利用多路复用器型的计划，以锁定到栅电极上的电荷。该设计允许访问和控制其总数超过可用电触点的栅极，并能够形成、调制和测量大型量子器件阵列。我们利用这些创新的n型GaAs/AlGaAs衬底上制造的设备，并调查锁定到栅极上的电荷的稳定性。通过测量由器件中的浮栅形成的单个量子点的库仑阻塞峰来示出概念验证。浮栅每小时漂移约一个库仑振荡。
2014-08-21 cond-mat.mes-hall
Enhancing single-parameter quantum charge pumping in carbon-based devices
我们提出了一个理论研究的量子电荷泵与一个单一的交流栅极应用到石墨烯纳米带和碳纳米管操作与低电阻接触。通过结合Floquet理论与格林函数的形式主义，我们表明，泵浦电流可以调谐和增强了两个数量级的适当选择的设备长度，栅极电压强度和驱动频率和幅度。这些结果为增强这些碳基器件中的泵浦电流提供了一种有前途的替代方案。
2011-08-09 cond-mat.mes-hall
Background charge fluctuation in a GaAs quantum dot device
通过测量GaAs量子点中单电子隧穿电流的1/f噪声，研究了量子点中背景电荷的涨落。电流噪声被理解为限制势和隧穿势垒的波动。估计的电位波动几乎随温度线性增加，这与1/f噪声的简单模型是一致的。我们发现当电子被注入到量子点的激发态时，涨落增加得很小。
2004-07-09 cond-mat.mes-hall
Charge sensitivity enhancement via mechanical oscillation in suspended carbon nanotube devices
由单壁碳纳米管（SWNT）制成的单电子晶体管（SET）可以作为高灵敏度的电荷检测器操作，其灵敏度达到与金属射频SET（rf-SET）相当的水平。在这里，我们演示了如何可以通过使用单壁碳纳米管量子点的机械振荡来提高器件的电荷灵敏度。为了优化电荷灵敏度$δQ$，我们将机械谐振器驱动到远至非线性区域并将其偏置到其中机械三阶非线性被抵消的操作点。这样，在探测频率为$\sim$ 1.3 kHz时，我们将$δQ$从静态情况下的6 $μe/\sqrt{\textrm{Hz}}$增强到0.97 $μe/\sqrt{\textrm{Hz}}$。
2018-03-10 cond-mat.mes-hall
Spin-to-Charge Conversion in 2D Electron Gas and Single-layer Graphene Devices
我们研究的自旋电荷转换出现从一个介观器件连接到多个终端。得到了低温下两种弹道混沌量子点的自旋电荷转换特征系数的解析表达式。我们进行了分析图解计算的二维电子气和单层石墨烯的普遍制度，具有强的自旋轨道相互作用的普遍制度。此外，我们的分析结果证实了数值模拟。最后，我们将我们的分析结果与最近的实验措施联系起来，对它们之间的明显差异给出了概念上的解释。
2017-12-13 cond-mat.mes-hall
Unidirectional ripplopolaron charge transport in a three-terminal microchannel device
我们研究了超流氦表面电子通过微通道结构的输运，在微通道结构中电荷流分成两个分支，一个是直线流动，另一个是90度转弯。根据欧姆定律，流入每个支路的电荷数应该相等。然而，当电子被表面激发（涟漪）修饰以形成具有足够大有效质量的极化子状粒子时，由于动量守恒，所有电荷都遵循直线路径。这种表面波诱导的传输类似于半导体2DEG中耦合到表面声波的电子的运动。
2020-03-21 cond-mat.mes-hall
Spin and charge transport in graphene-based spin transport devices with Co/MgO spin injection and spin detection electrodes
在这篇综述中，我们讨论了基于石墨烯的单层和少层自旋阀器件的自旋和电荷输运性质。我们给出了在设备制造领域的挑战和最新进展的概述，并更详细地讨论了我们的两种制造方法，导致明显不同的设备性能。在第一类器件中，Co/MgO电极直接沉积在石墨烯上，这导致粗糙的MgO-Co界面，并有利于在整个MgO层中形成导电针孔。我们发现，接触电阻面积积（R $_c$ A）是自旋输运性质的基准，因为它的规模与测量的自旋寿命在这些设备中表明，接触引起的自旋退相是自旋输运的瓶颈，即使在具有大R $_c$ A值的设备。在第二类器件中，Co/MgO电极首先被图案化到硅衬底上。随后，将石墨烯-hBN异质结构直接转移到这些预图案化电极上，这提供了改善的界面性质。这可以通过在室温下产生超过20000 cm $^2$ /（Vs）的电荷载流子迁移率和高达3.7 ns的自旋寿命的电荷和自旋输运性质的强烈增强来看出。我们讨论了几个缺点，在确定这两个数量复杂的分析外在和内在的自旋散射机制。此外，我们表明，接触可以是第二个电荷中性点的起源在栅极相关的电阻测量，这是由底层的石墨烯层的量子电容的影响。
2015-06-24 cond-mat.mes-hall
GHz bandwidth electro-optics of a single self-assembled quantum dot in a charge-tunable device
利用InGaAs量子点的光学响应，研究了嵌入在小型化电荷可调器件中的单个InGaAs量子点对GHz带宽电脉冲的响应。量子点的响应时间为1.0 \pm 0.1 ns的特点是通过几种不同的测量技术，演示GHz带宽的电气控制。此外，一种新的光学检测技术的基础上的共振电子-空穴对产生的杂交区域被用来充分映射所经历的量子点的电压脉冲，在这种情况下，显示一个简单的指数上升。
2011-11-25 cond-mat.mes-hall
In situ reduction of charge noise in GaAs/AlGaAs Schottky-gated devices
我们发现，绝缘静电门可以用来强烈抑制无处不在的背景电荷噪声肖特基栅GaAs/AlGaAs器件。通过一个2-D自洽模拟的导带分布，我们表明，这一观察结果可以解释为减少泄漏的电子从肖特基栅极到半导体通过肖特基势垒，符合“偏置冷却”的效果。在噪声降低时，噪声功率谱通常从洛伦兹型变为$1/f$型。通过比较不同Al含量的晶片，我们排除了DX中心在电荷噪声中起主导作用。
2008-12-03 cond-mat.mes-hall
Conductance fluctuations in graphene devices with superconducting contacts in different charge density regimes
研究了单层石墨烯器件中超导源极和漏极接触由铝制成的电导波动（CF）。CF被认为是增强超导性的1.4至2倍。CF的这种（接近）加倍指示相位相干长度为l_phi >= L/2。与以前的工作相比，我们发现一个相对较弱的依赖CF上的栅极电压，因此对载流子密度。我们还证明了CF在电荷中性点处的大小与串联电阻R_C密切相关，需要减去串联电阻R_C。
2011-08-23 cond-mat.mes-hall
Transport and Capacitance properties of Charge Density Wave in few layer 2H-TaS2 Devices
我们仔细研究了少层电荷密度波（CDW）2 H-TaS 2器件的输运和电容特性。不同器件的CDW转变温度和阈值电压不同，这归因于这些基于少层2 H-TaS 2薄片的微器件的层间相互作用和不均匀的局部缺陷。在我们的实验中，2 H-TaS_2器件在低温下观察到半导体性质而不是金属性质。对于存在CDW的不同测量器件，相对阈值电压的温度依赖性可以缩放到（1- T / Tr）^0.5 +delta，其中delta=0.08。同时进行电导-电压和电容-电压测量。在很低的交流有源电压下，我们发现这两种测量的磁滞回线完全匹配。我们的结果指出，电容-电压测量也可以用来确定CDW的阈值脱钉电压，这为我们研究CDW提供了一种新的方法。
2014-07-10 cond-mat.mes-hall
Charge Trapping Dynamics in PbS Colloidal Quantum Dot Photovoltaic Devices
基于溶液处理的胶体量子点（QD）的太阳能电池的效率受到器件的活性层中的差的电荷传输的限制，这源于由QD表面缺陷提供的多个捕获位点。我们应用最近开发的超快电光技术，泵推光电流光谱，阐明PbS胶体量子点光伏器件在工作条件下的电荷捕获动力学。我们发现量子点在0.2-0.5 eV区域的红外光诱导吸收部分与不动电荷有关，这些电荷在我们的实验中可以被光学解陷。使用这种吸收作为探针，我们观察到，早期的捕获动力学强烈依赖于用于量子点钝化的配体的性质，而它仅轻微依赖于电子接受层的性质。我们发现，弱束缚态，具有0.2 eV的光子激活能，填充瞬间光激发。这表明光生态显示出固有的束缚态特征，可以说类似于有机光伏材料中的电荷转移态形成。在~0.1-10 ns的时间尺度上观察到较深陷阱（激活能0.3-0.5 eV）的顺序布居，表明大部分载流子捕获仅发生在大量电荷弛豫/传输之后。该研究揭示了纳米晶光电子器件对电荷俘获动力学的不同贡献，为量子点太阳能电池的开发提供了一个有用的工具。
2013-10-07 cond-mat.mes-hall
Dirac-point photocurrents due to photothermoelectric effect in non-uniform graphene devices
Q. Ma等人[1]最近报道了在具有非均匀几何形状的石墨烯器件中与电荷中性相关的强光电流，他们将其解释为在电荷中性下通过电子-电子碰撞的动量非弛豫性质增强的固有光响应。在这里，我们认为，载流子密度的梯度引起光电效应（PTE），该光电效应在电荷中性附近，即在pn结处强烈地达到峰值，并且由于边缘电容，这种pn结自然地出现在石墨烯器件的边缘处。使用已知参数，在存在电荷密度梯度的情况下的PTE效应预测了非均匀石墨烯器件中的光响应的符号、空间分布、栅极电压依赖性和温度依赖性，包括预测观察到的远离电荷中性的信号的符号变化，以及非单调的温度依赖性，这两者都不能通过石墨烯中的固有光电流来解释。我们提出了未来的实验，这可能会解开的PTE和固有的光电流在石墨烯器件的贡献。
2019-05-14 cond-mat.mes-hall
Bipolar Charge Plasma Transistor: A Novel Three Terminal Device
利用二维模拟探索了一种独特的形成横向双极电荷等离子体晶体管（BCPT）的方法。采用不同的金属功函数电极在未掺杂的SOI上诱导n型和p型电荷等离子体层，形成横向NPN晶体管的发射极、基极和集电极区。该器件的电特性进行了模拟，并与传统掺杂的横向双极结型晶体管具有相同的尺寸进行了比较。我们的模拟结果表明，BCPT的概念将帮助我们实现一个优越的双极晶体管的高电流增益相比，传统的BJT。这种BCPT概念适用于克服掺杂问题，如掺杂剂激活和高热预算，这是超薄SOI结构中的严重问题。
2012-03-26 cond-mat.mes-hall
Charge transport through image charged stabilized states in a single molecule single electron transistor device
本文对一种新的分子电荷输运机制进行了详细的理论描述，该机制适用于固体器件中两个宏观电极之间的单分子电荷输运。电子和静电相互作用的Hubbard型模型表明，金属电极的紧密接近可以允许电子从电极直接隧穿到分子上的非常局部的图像电荷稳定状态。由于这种机制，可以在通常不允许分子HOMO-LUMO间隙被横向的能量尺度内访问异常大量的氧化还原态。通过合理的参数设置，可以获得与最近的实验值的良好拟合。理论模型还被用来搜索这种效果的物理边界，它被发现，一个相当狭窄的几何空间是可用于新的机制是有效的：在特定的情况下，oligophenylenevinylene分子最近在这样的设备中探索的几个原子在终端苯环需要在范德华距离的电极，以使该机制是有效的。该模型预测，化学吸附的终端苯环太金电极将阻碍图像电荷效应非常显着，因为分子被推离电极的共价巯基-金键。
2005-03-21 cond-mat.mes-hall
Strain Controlled Spin and Charge Pumping in Graphene Devices via Spin-orbit Coupled Barriers
我们从理论上提出了一种基于石墨烯的绝热量子泵，具有受应变影响的内在自旋轨道耦合（SOC），其中两个时间相关的外在自旋轨道耦合势垒驱动自旋和电荷电流。我们研究了三种不同的操作模式，其中i）位置，ii）化学势，和iii）SOC的两个障碍周期性振荡，并在其平衡态的相位。我们的研究结果表明，在很大程度上依赖于所考虑的操作模式的寄生泵浦电流的幅度。我们发现，这样的设备以最高的效率和更广泛的参数范围内的障碍化学势驱动的量子泵。我们的结果还表明，通过引入应变的系统，可以抑制或增强的电荷和自旋电流分别取决于应变方向。
2017-02-01 cond-mat.mes-hall
Charge transport in nanoscale vertical organic semiconductor pillar devices
我们报告的纳米级垂直柱结构，将有机半导体聚（3-己基噻吩）（P3 HT）的叠层的电荷输运测量。厚度低至5 nm的P3 HT层使用楔形转移轻轻地顶部接触，产生承载高电流密度（高达$10^6$ A/m $^2$）的高度可再现、稳健的纳米级结。电流-电压数据建模证明了出色的空穴注入。这项工作开辟了通往纳米级，超短通道有机晶体管的高频和高电流密度操作的途径。
2017-01-13 cond-mat.mes-hall
Charge nonconservation of molecular devices in the presence of a nonlocal potential
在分子器件系统中，当存在非局域势时，电荷守恒一般不能满足，文献中对电流的传统定义进行了修正以解决这一问题。然而，我们证明，不守恒是由于无效的传统定义的电流，但分别源于不适当的近似电子-电子相互作用和不适当的定义电流使用伪波函数的赝势实现。在这项工作中，我们提出了一个非局域势的相互作用，以满足电荷守恒，并给出了讨论时，赝势参与的电流计算。作为应用的一个例子，我们进一步提出了双势垒模型的计算结果。
2019-09-20 cond-mat.mes-hall
Electromotive entrainment of charge and heat currents in graphene
Center for Computation and Theory of Soft Materials, Robert R. McCormick School of Engineering and Applied Science, Northwestern University（西北大学麦考密克工程与应用科学学院软物质计算与理论中心）；Department of Physics, University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校物理系）；Department of Physics, University of Washington（华盛顿大学物理系）
本研究提出了一种水动力学理论，用于描述石墨烯中由行波诱导的电荷和热量电流，揭示了电荷中性点和非电荷中性点下的不同传输机制。
2026-10-28 cond-mat.mes-hall
Spatial distribution of electrons on a superfluid helium charge-coupled device
漂浮在超流氦表面的电子被认为是有希望的移动自旋量子比特。用标准硅工艺制造的三个微米宽的通道通过毛细管作用填充有超流氦。光致发射电子由施加到下方栅极的电压保持。栅极连接为三相电荷耦合器件（CCD）。从每个通道大约一个电子开始，在对$10^9$像素计时时不会出现可检测的传输错误。一个沟道及其相关的栅极垂直于另一个120，提供了可以在其他沟道之间传输电子的CCD。该垂直通道不仅显示出有效的电子输运，而且还用作测量120个平行通道中电子占据的均匀性的方法。
2011-10-02 cond-mat.mes-hall
Charge-noise-free Lateral Quantum Dot Devices with Undoped Si/SiGe Wafer
我们使用未掺杂的Si/SiGe晶片在单层MOS结构中开发量子点。通过在表面栅极上施加正偏压，电子在Si沟道中积累。测量了清晰的库仑金刚石和双点电荷稳定图。跟踪电流的时间波动，我们应用傅里叶变换分析。噪声信号的功率谱与频率成反比，并且不同于在掺杂晶片中制造的量子点已知的反比二次行为。我们的研究结果表明，掺杂晶片的电荷噪声源与2DEG掺杂剂有关。
2013-11-12 cond-mat.mes-hall
Selective Optical Charge Generation, Storage and Readout in a Single Self Assembled Quantum Dot
我们报道了单量子点电荷存储器件的研究。该设备允许选择性的光学充电的一个单一的点与电子，这些电荷的存储时间尺度远长于微秒和可靠的光学读出的电荷占用使用时间选通光致发光技术。该装置使我们能够直接调查在高电场超过4 μ s的时间尺度的电子依赖于电场的隧穿逃逸动力学。结果表明，这种结构和测量技术可以用来研究微秒时间尺度上的单量子点的电荷和自旋动力学。
2009-01-20 cond-mat.mes-hall
Surface currents in Hall devices
为了研究霍尔器件的定态，采用了变分法。根据基尔霍夫-亥姆霍兹最小散热原理，研究了电荷积累、电势和电流。一个简单的表达式的状态下的最小功率耗散-对应于零横向电流和谐波化学势-推导。它示出了一个纵向的表面电流成比例的电荷积累是流动的边缘附近的设备。电荷积累和表面电流在德拜-费米长度的数量级的距离上限定了边界层。
2019-08-17 cond-mat.mes-hall
Conditions for the generation of spin currents in spin-Hall devices
本文基于最小耗散原理研究了自旋霍尔器件的非平衡定态。我们表明，对于一个大的顺磁体与自旋轨道相互作用，在霍尔酒吧几何形状的情况下，最小耗散功率的原则，防止产生横向自旋和电荷电流，而在科尔比诺磁盘几何形状的情况下，可以产生横向电流。更一般地说，我们表明，电荷积累阻止固定自旋电荷电流转换。
2016-09-13 cond-mat.mes-hall
Charge Fractionalization in a Kondo Device
我们研究了Iftikhar等人在最近的实验中实现双通道Kondo临界点的电荷Kondo器件的非平衡输运。通过计算临界点附近低电压下的电流和散粒噪声，我们得到了一个通用的Fano因子$e^*/e=1/2$。我们确定基本的输运过程携带半整数电荷量子数的出现费米子的弱散射。这形成了非费米液体中分馏的实验指纹，与自旋近藤设备相比，可以在高温下观察到。
2017-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Origin of electrical noise near charge neutrality in dual gated graphene device
本文通过双栅hBN封装石墨烯器件研究低频1/f噪声，发现噪声峰出现在电荷不均匀性区域，并证明电荷中性点附近噪声来源于电荷数与迁移率涨落的共同作用。
2023-09-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum charge sensing using a semiconductor device based on $δ$-layer tunnel junctions
本文提出并验证了一种基于APAM制备的半导体高掺杂$δ$-层隧道结的纳米电荷传感器，利用电流变化检测近结电荷，在低电荷浓度下显著优于传统FET传感器，并将其归因于强导带量子化。
2025-05-14 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Understanding polarization vs. charge dynamics effects in ferroelectric-carbon nanotube devices
为了优化多功能碳纳米管-铁电器件的性能，有必要了解极化和电荷动力学对其性能的影响。直接比较铁电Pb（Zr0.2Ti0.8）O3和介电SrTiO 3场效应晶体管，我们表明，这两种效应强烈竞争，瞬态电荷动力学最初掩盖高达40%的铁电场效应。因此，对于应用来说，关键是最大限度地提高铁电膜的质量和与碳纳米管的界面，以充分利用可切换的极化。
2013-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum charge pumping in graphene-based devices: When lattice defects do help
量子电荷泵，量子相干产生的直流电流在零偏置通过时间相关的电位，提供了杰出的机会，计量和新器件的发展。石墨烯的长电子相干时间和高质量的晶体结构可以为这种量子泵提供合适的构建块。在这里，我们专注于通过石墨烯纳米带在法布里-珀罗制度的绝热量子泵浦突出缺陷的关键作用，通过使用原子模拟。我们发现，即使是一个单一的缺陷添加到原始结构可能会产生两个数量级的增加，在泵送的电荷。
2013-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of device design on charge offset drift in Si/SiO$_2$ single electron devices
我们测量了Si/SiO $_2$单电子器件（SED）的低频时间不稳定性，称为电荷偏移漂移，有和没有一个整体的多晶硅顶栅。我们发现，与多晶硅顶栅的SED具有显着更少的电荷偏移漂移，表现出更少的孤立跳跃和一个稳定的平均值的波动减少了两个因素。所观察到的减少可以通过缺陷和量子点之间的互电容$C_m$的静电减少以及由于顶栅导致的总缺陷电容$C_d$的增加来解释。这些结果偏离了公认的理解，即SED中的电荷偏移漂移水平由固有材料特性决定，也迫使考虑器件设计。我们希望这些结果是重要的，在发展中的应用，从量子信息计量学或任何地方的电荷噪声或器件的可集成性是一个挑战的SED。
2018-07-11 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Charge Imbalance and Crossed Andreev reflection in Py/Ta Devices
横向自旋阀几何结构器件中的交叉Andreev反射是最近相当感兴趣的一个方面，特别是关于库珀对分裂实验以实现固态量子纠缠。在这项工作中，设备制造的两个铁磁坡莫合金（Py）电极接触的覆盖垂直的超导钽电极，可变的横向面内偏移的预期BCS超导相干长度$ξ_0$。实验电输运测量的本地和非本地的导电，显示的非本地或交叉Andreev反射的超导态在低温下除了非本地效应发散T $\rightarrow$ T $_c$归因于非本地电荷不平衡的特性。
2012-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tracing out Correlated Chern Insulators in Magic Angle Twisted Bilayer Graphene
魔角扭曲双层石墨烯（MATBG）表现出一系列源自强电子-电子相互作用的相关现象。这些相互作用使得当$ \pm 1, \pm 2, \pm 3$电子占据每个莫尔晶胞时，费米面极易重构，并导致相关绝缘相、超导相和铁磁相的形成。虽然一些相已被证明携带一个非零的陈数，当地的微观性质和拓扑特征的许多其他阶段仍然难以捉摸。在这里，我们介绍了一套新的技术，铰链上的扫描隧道显微镜（STM）映射出的拓扑相位MATBG出现在有限的磁场。通过以下的演变的局域态密度（LDOS）在费米能级与静电掺杂和磁场，我们可视化的本地朗道扇形图，使我们能够直接分配陈数到所有观察到的阶段。我们发现存在的六个拓扑相位产生的整数填充在有限领域，其起源涉及到级联的相关性驱动的破坏性的过渡。空间分辨和电子密度调谐的LDOS图进一步揭示了这些拓扑相位只能在魔角值周围的小范围内形成。微观起源和极端敏感性扭转角区分这些拓扑相位附近观察到的电荷中性朗道水平。此外，我们观察到，即使是在低场采取的电荷中性朗道光谱是相当大的修改相互作用，并表现出意想不到的分裂之间的零朗道水平，可以大到${\sim }\,3-5$毫电子伏。我们的研究结果表明，强的电子相互作用如何影响的能带结构的MATBG，并导致形成相关使能的拓扑相。
2020-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Charge-based re-programmable logic device with built-in memory: New era in molecular electronics
我们提出了一个新的建议，设计基于电荷的逻辑器件，考虑一个循环的分子，可以编程和重新编程不同的功能逻辑操作和适当的设计数据存储以及。其关键思想是基于不对称的分子-电极界面结构下的偏置诱导的循环电流的出现，即使当偏置关闭时也不会消散。我们的结果是有效的参数值的范围很广，并提供了一个推动存储机制，可重构计算，基于电荷的逻辑功能和其他纳米级的应用领域。
2018-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On Injection in Intrinsic Single-Carrier Devices
通过考虑作为注入势垒高度的函数的单载流子器件的界面电荷载流子密度的变化，并将其与具有欧姆接触的器件的平衡、背景电荷载流子密度进行比较，我们计算出当这些势垒预期限制注入时的简单条件，从而显著影响器件中的空间电荷限制电流。我们表明，这些条件取决于器件的温度，半导体的相对介电常数，和有效的态密度，但最重要的是被探测的半导体膜的厚度。这是根据以前的观察和类似的推导表达式时，缺陷影响单载波器件。本文所述的条件可用于帮助设计用于不受注入限制的空间电荷限制电流测量的单载流子器件。
2022-10-24 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Radio-frequency methods for Majorana-based quantum devices: fast charge sensing and phase diagram mapping
射频（RF）反射测量是在混合超导体纳米线系统中实现的，该系统设计用于探测马约拉纳零模。提出了两种方法。在第一种方法中，基于混合晶体管的器件是谐振电路的一部分，允许测量电导作为几个栅极电压的函数，比使用传统的低频锁定方法快40倍。在第二，纳米线器件电容耦合到附近的RF单电子晶体管从一个单独的纳米线，允许RF检测的电荷，包括仅电荷测量的交叉从2e岛间电荷跃迁在零磁场到1e跃迁在轴向磁场以上0.6 T，其中拓扑状态是预期的。单电子传感器在1 μs的测量时间内产生超过3的信噪比和99.8%的可见度。
2019-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Probing single-electron scattering through a non-Fermi liquid charge-Kondo device
本文提出在嵌入马赫-曾德尔干涉仪的电荷近藤器件中直接观测多通道近藤模型的亚幺正单电子散射，并给出阿哈罗诺夫-玻姆振荡可见度与相位随通道数及耦合不对称性的详细预测。
2023-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Time-resolved pure spin fractionalization and spin-charge separation in helical Luttinger liquid based devices
螺旋Luttinger液体，出现在二维拓扑绝缘体的边缘，代表了一维系统的一个新的范例，在那里可以研究奇特的量子现象。最近的实验电荷分馏的动机，我们提出了一个设置的基础上螺旋Luttinger液体，允许时间分辨，除了电荷分馏，也自旋-电荷分离和纯自旋分馏。这是由于自旋动量锁定和相互作用的共同存在。我们表明，电时间分辨测量可以揭示电荷和自旋性质，避免了需要的磁性材料。虽然具有挑战性，但所提出的设置可以用当今的技术实现，促进螺旋液体作为有趣的游乐场来探索一维相互作用的影响。
2015-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Total Ionizing Dose Effects on Threshold Switching in 1T-Tantalum Disulfide Charge-Density-Wave Devices
1 T多型的TaS 2表现出电压触发的阈值开关作为一个相变的结果，从几乎相称的不相称的电荷密度波状态。持续高于室温的阈值切换可用于各种电子设备，例如，压控振荡器我们评估的总电离剂量响应的薄膜1 T-TaS 2在剂量高达1 Mrad（SiO2）。辐照后阈值电压变化小于2%，在整个辐照序列中观察到持续的自维持振荡。辐射硬度归因于1 T-TaS 2的高本征载流子浓度在两个阶段，导致阈值开关。这些结果表明，电荷密度波器件，实现与薄膜的1 T-TaS 2，是有前途的应用在高辐射环境。
2017-10-18 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Rapid Charge Stability Diagram Generation from Device-level Modeling of Semiconductor Quantum Dots
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；Joint Quantum Institute, University of Maryland（马里兰大学联合量子研究所）
本研究结合MDMM方法与自动调优程序，通过少量自洽模拟及FCI能量计算参数化哈伯德模型，低成本快速生成半导体量子点器件电荷稳定图，可扩展至多架构，与实验数据定性一致。
2026-08-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Multi-level charge fluctuations in a Si/SiGe double quantum dot device
Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）；University of Rochester（罗切斯特大学）
研究Si/SiGe双量子点器件中多级电荷波动的特性及其对器件性能的影响，通过模型比较确定最佳波动器模型并估计门电压灵敏度。
2026-01-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tunable charge-trap memory based on few-layer MoS2
具有高\k介电材料的电荷陷阱存储器被认为是下一代存储器件的有希望的候选者。石墨烯、二硫化钼等超薄层状二维材料因其新颖的物理性质和在电子器件中的潜在应用而受到广泛关注。在这里，我们报告的双栅电荷陷阱存储器件组成的几层二硫化钼沟道和三维（3D）的Al 2 O3/HfO 2/Al 2 O3电荷陷阱栅堆叠。由于HfO 2中电子和空穴的非凡捕获能力，MoS 2存储器件表现出前所未有的超过20 V的存储窗口。更重要的是，背栅的窗口大小可以有效地从15.6 V调整到21 V;编程/擦除电流比可以达到104，远远超过Si基闪存，这允许多位信息存储。此外，该器件显示出170 cm 2 V-1 s-1的高迁移率，数百次循环的良好耐久性和10年后约28%的电荷损失的稳定保留，这大大低于以往报道的MoS 2闪存。二维材料与传统的高\k电荷陷阱栅极叠层的组合开辟了新颖的非易失性存储器器件的令人兴奋的领域。
2014-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-Frequency Noise Spectroscopy of Charge-Density-Wave Phase Transitions in Vertical Quasi-2D Devices
我们报告的结果，关于电子输运在垂直准二维层状1 T-TaS 2电荷密度波器件。低频噪声谱被用来作为一种工具，研究在室温以下的准二维材料的跨平面的电特性的变化。噪声谱密度在与电阻阶跃紧密匹配的温度下显示出强峰-变化超过一个数量级。一些噪声峰出现的温度下的相称的接近相称的电荷密度波过渡，可能表明存在争议的“隐藏”相变。这些结果证实了潜在的噪音光谱的电子输运和相变在新材料的调查。
2019-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge-spin conversion signal in WTe2 van der Waals hybrid devices with a geometrical design
在拓扑半金属中通过电荷-自旋转换有效地产生和控制自旋极化对于未来的自旋电子学和量子技术是期望的。在这里，我们报告了在具有几何设计的Weyl半金属候选WTe 2混合石墨烯器件中测量的电荷-自旋转换（CSC）信号。值得注意的是，石墨烯自旋阀通道上的WTe 2的几何角度产生对对称和反对称CSC信号分量的贡献。在不同的栅极电压和铁磁体磁化强度下的CSC信号的自旋进动测量显示了室温下WTe 2中CSC的鲁棒性。这些结果对异质结器件的设计和二维自旋电子学电路的结构设计具有一定的指导意义。
2020-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electrical-Field Modulation of the Charge-Density-Wave Quantum Condensate in h-BN/NbS$_3$ Heterostructure Devices
本文研究了顶栅h-BN/NbS$_3$异质结器件中电场对准一维NbS$_3$纳米线电荷密度波量子凝聚体的调控，发现栅压可逆调节滑移凝聚体集体电流，为量子材料电子应用提供依据。
2023-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Depinning of the Charge-Density Waves in Quasi-2D 1T-TaS2 Devices Operating at Room Temperature
本文结合差分I-V测量与低频噪声谱，研究室温1T-TaS2薄膜中近公度电荷密度波脱钉，揭示其无电流突增且阈值电场远高于准一维材料的机制。
2021-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Topological insulator single-electron transistors for charge sensing applications
University of Cologne（科隆大学）
本文提出基于拓扑绝缘体的单电子晶体管作为兼容磁场的电荷传感装置，通过观察电荷稳定性图中的清晰库仑钻石确认电荷量子化和单电子传输，揭示了拓扑绝缘体晶体管对附近电荷的敏感性。
2026-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-Equilibrium Charge Dynamics in Majorana-Josephson Devices
我们研究了引入Majorana束缚态的影响，由一个接近的半导体纳米线的拓扑制度，到电流偏置的电容约瑟夫森结，从而增加离域状态下的超导能隙。我们发现，这定性地改变了系统的电荷动力学，减少布洛赫振荡的作用，并导致单粒子隧道效应占主导地位。我们充分表征由此产生的电荷动态和相关的电压和电流信号。我们的工作揭示了静态和时变驾驶模式下丰富的行为景观。这可以直接归因于马约拉纳束缚态的存在，其用作电荷传输的途径并使马约拉纳-约瑟夫森器件能够非平衡激发。
2018-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electrical charge state manipulation of single silicon vacancies in a silicon carbide quantum optoelectronic device
具有长寿命自旋的色心是量子传感和量子信息应用的既定平台。色心存在于不同的电荷状态中，它们中的每一个都具有不同的光学和自旋性质。量子技术的应用需要能够访问和稳定每个特定任务的电荷状态。在这里，我们调查的电荷状态操纵的个别硅空位在碳化硅，一个系统，最近显示了一个独特的组合的长自旋相干时间和超稳定的自旋选择性光学跃迁。特别是，我们展示了电荷状态切换通过施加到颜色中心的偏置在一个集成的碳化硅光电器件。我们表明，所定义的掺杂分布和其他缺陷在设备中的分布的电子环境中起着关键作用的电荷状态控制。我们的实验结果和数值模拟的证据表明，控制这些复杂的相互作用，在一定条件下，可以提高光子发射率。这些发现开辟了确定性控制的自旋活性的颜色中心的量子技术的电荷状态的方式，并提供了新的技术，用于监测掺杂分布和电压传感的微观设备。
2019-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Electrical Gating of the Charge-Density-Wave Phases in Quasi-2D h-BN/1T-TaS$_2$ Devices
我们报道了h-BN覆盖的三端1 T-TaS $_2$异质结器件中电荷密度波相位和电流的电门控。它表明，栅极偏置的应用程序可以转移与近相称和不相称的电荷密度波相位之间的过渡的源漏电流-电压滞后。在扫描栅极电压时，滞后的演变和电流中突然尖峰的存在表明，该效应是电效应而不是自加热。我们把门控归因于电场对栅极电介质附近的原子平面中的相称电荷密度波域的影响。近公度和非公度电荷密度波相位之间的转变可以由源漏电流和静电栅引起。由于电荷密度波相位在室温下在1 T-TaS 2中是持久的，因此当按比例缩小到单个相称域和几个原子平面厚度的尺寸时，可以设想这种器件的存储器应用。
2022-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Current Oscillations in Quasi-2D Charge-Density-Wave 1T-TaS2 Devices: Revisiting the "Narrow Band Noise" Concept
本文报道了准二维（2D）1 T-TaS 2电荷密度波器件中的电流振荡现象。振荡的MHz频率范围和振荡频率对电流的线性依赖关系非常类似于“窄带噪声”，这在经典的块状准一维（1D）三硫属化物电荷密度波材料中经常观察到。在大块准一维材料中，“窄带噪声”被解释为电荷密度波滑动的直接证据。尽管有相似之处，我们认为，在准二维1 T-TaS 2的MHz振荡的性质是不同的“窄带噪声。“对偏置条件和电流的分析表明，所观察到的振荡与电流不稳定性有关，这是由于电压引起的从几乎相称的电荷密度波相位到不相称的电荷密度波相位的转变。
2020-02-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Proton-Irradiation-Immune Electronics Implemented with Two-Dimensional Charge-Density-Wave Devices
质子辐射损伤是近地轨道、深空和高能物理设施中电子器件的重要失效机制。质子可引起电离损伤和原子位移，导致器件退化和故障。电子屏蔽增加了系统的重量和成本，但并不能消除高能质子产生的破坏性单粒子事件。基于半导体的现代电子产品--即使是那些专门设计用于抗辐射的半导体--仍然非常容易受到质子的破坏。在这里，我们证明了具有准二维（2D）1 T-TaS 2通道的室温（RT）电荷密度波（CDW）器件对1.8 MeV质子轰击（注量至少为10^14 H+ cm ^2）具有显著的免疫力。这些2D CDW器件的电流-电压I-V特性不会由于质子辐照而改变，与大多数常规半导体器件或其他2D器件形成鲜明对比。在低频噪声谱中仅发现可忽略不计的变化。这些“全金属”CDW器件的抗辐射性可归因于它们的双端子设计、有源沟道的准2D性质以及所利用的CDW相中的高浓度的载流子。这种设备能够在很宽的温度范围内工作，可以构成未来空间电子设备、粒子加速器和其他辐射环境的关键部分。
2019-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Charge-4e and charge-6e flux quantization and higher charge superconductivity in kagome superconductor ring devices
本研究在CsV₃Sb₅笼目超导体介观环器件中观测到h/4e、h/6e多电荷磁通量子化现象，首次为更高电荷超导电性的存在提供实验证据，深化了对笼目超导体电子序的认知。
2024-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Impact of quantized vibrations on the efficiency of interfacial charge separation in photovoltaic devices
我们表明，在施主-受主界面的电荷分离是一个复杂的过程，是由电子-空穴对的库仑束缚和部分弛豫由于量子化声子的联合作用控制。联合电子振动量子动力学研究表明，高能量的振动灵敏地调整作为时间和注入能量的函数的电荷转移概率，由于极化子的形成。这些结果对于有机和量子点光致发光材料以及生物光捕获复合物中能量传递的优化具有重要意义。
2014-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
