Nanoscale Conductivity Imaging of Correlated Electronic States in WSe2/WS2 Moiré Superlattices
我们报道了利用微波阻抗显微镜对角取向WSe 2/WS 2异质结构中相关电子态的纳米电导成像。非接触式微波探头使我们能够观察到莫特绝缘状态与一个孔每个莫尔单位细胞，持续温度高达150 K，与其他表征技术一致。此外，我们确定第一次莫特绝缘状态在一个电子每个莫尔晶胞。在异质双层区域中直接可视化了相关态的明显不均匀性，这表明莫尔超晶格势或静电掺杂中存在局部紊乱。我们的工作提供了重要的见解二维莫尔系统下降到微观水平。
2020-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic materials with nanoscale curved geometries
对电子纳米材料的研究最近已经看到越来越多的关注与非传统的弯曲几何形状的结构的合成，包括在平面系统中的弯曲线和通过卷起纳米膜获得的三维架构。这些几何形状的列入导致了一系列新的影响，无论是从形状驱动的电子运动的修改或从电子和磁性的固有变化，由于特殊的约束效应的预测和观察。此外，由于固体中机电耦合的重要作用，曲率产生的局部应变也会引发新现象的出现。在这里，我们回顾了最近的事态发展，发现这些形状，限制和应变诱导的曲率效应在纳米尺度，并讨论其潜在的用途在电子和自旋电子器件。
2022-09-14 cond-mat.mes-hall
Vibrational and electronic heating in nanoscale junctions
理解和控制热流是纳米电子学的一个主要挑战。当一个结被光或电荷的流动驱动而脱离平衡时，振动和电子的自由度一般不再由单一的温度来描述[1-6]。此外，表征稳态振动和电子分布{ \it in situ}极具挑战性。在这里，我们表明，表面增强拉曼发射可用于确定在用分子装饰的偏置金属纳米级结中振动模式和流动电子的有效温度[7]。分子振动通过光激发[8]和直流电流[9]显示出模式特定的泵浦，有效温度超过几百开尔文。反斯托克斯电子拉曼发射\cite [10，11]表明，在几百mV的偏置电压下，电子有效温度也增加到其无电流值的三倍。虽然精确的有效温度依赖于模型，但作为偏置条件的函数的趋势是稳健的，并且允许与纳米级加热理论进行直接比较。
2011-06-28 cond-mat.mes-hall
Nanoscale Quantum Calorimetry with Electronic Temperature Fluctuations
受纳米系统中快速和超灵敏测温技术的最新发展的启发，我们研究了亚毫电子伏能量范围内单个热脉冲的量子量热检测。我们提出了一种混合超导注入量热仪设置，与注入的脉冲的能量进行隧穿电子。在微观上处理所有的热传递事件，我们分析了量热计温度波动的统计数据，并推导出准确测量热脉冲能量的条件。我们的结果为新型基础量子热力学实验铺平了道路，包括单个微波光子的量热检测。
2018-05-07 cond-mat.mes-hall
Thermal and Electrical Currents in Nanoscale Electronic Interferometers
本文从理论上研究了由两个量子点组成的电子干涉仪中的热输运问题，每个量子点都有一个可调的单电子态，它们分别连接到两个不同温度的引线上，由于量子干涉，通过其中一个量子点的热流与温度梯度方向相反。一股过剩的热流流过另一个点。虽然局部地，热量从冷流到热，但在全局上，热力学第二定律没有被违反，因为与通过整个装置的热传递相关的熵产生仍然是正的。温度梯度还感应出循环电流，这使得干涉仪被磁极化。
2004-03-26 cond-mat.mes-hall
Electronic and magnetic influences of a stacking fault in cobalt nanoscale islands on the Ag(111) surface
利用自旋极化扫描隧道显微镜和光谱仪，我们在Ag（111）表面上发现了垂直磁化和面内磁化的钴纳米岛共存，以及莫尔条纹振幅与岛的磁化方向的关系，莫尔条纹强度大的岛表现为垂直磁化，莫尔条纹强度小的岛表现为面内磁化.密度泛函理论计算再现了这种关系，并解释了钴的本征hcp堆垛层中具有fcc堆垛层错的两种类型的岛之间的差异。
2015-05-15 cond-mat.mes-hall
Electronic Structure and Transport in Graphene/Haeckelite Hybrids: An {\em Ab Initio} Study
我们结合{ \em ab initio}密度泛函理论（DFT）的结构研究与DFT为基础的非平衡格林函数计算，探讨非六方环的存在如何影响石墨结构中的电子输运。我们发现，无限的单层，有限宽度的纳米带和纳米管形成的5-8 haeckelite只有5-和8-元环通常比他们的石墨烯为基础的同行更导电。完美的石墨结构中存在的海克石缺陷线，CVD生长的石墨烯中的晶界的模型，增加了电子导电性，并使其高度各向异性。
2015-02-25 cond-mat.mes-hall
Plasmons in nanoscale metal junctions: optical rectification and thermometry
我们同时使用电子输运和光学特性的测量，揭示了新的信息，电子和光学过程中制造的电迁移纳米结。通过比较电子隧穿和光电流，我们可以推断出由结的等离子体激元响应产生的光频电势差。结合测量的隧穿电导，我们可以确定结内的局部增强电场。在含有分子的类似结构中，反斯托克斯和斯托克斯拉曼发射使我们能够推断出有效的局部振动和电子温度作为直流电流的函数，检查纳米尺度上的加热和耗散。
2011-07-06 cond-mat.mes-hall
Visualizing nanoscale electronic band alignment at the La$_{2/3}$Ca$_{1/3}$MnO$_{3}$/Nb:SrTiO$_{3}$ interface
利用截面扫描隧道显微镜和光谱（XSTM/S）研究了La $_{2/3}$ Ca $_{1/3}$ MnO $_{3}$ /Nb掺杂SrTiO $_{3}$复合氧化物界面的能带排列.通过受控的横截面断裂过程，在不可裂解的钙钛矿材料中，晶胞高台阶在薄膜和衬底之间的界面附近持续存在。利用XSTM/S可以直观地观察到材料力学和电学性质的突变。利用STM的DOS变化作为探针，绘制出异质界面上的电子能带排列图，为直接测量复杂氧化物界面的电子性质提供了一种新的方法。
2010-07-02 cond-mat.mes-hall
Measuring geometric phases of scattering states in nanoscale electronic devices
我们展示了如何一个新的量子特性，几何相位，与散射态可以在纳米电子器件中展出。我们提出了一个实验，使用干涉直接测量新的几何相位的效果。该装置包括一个双光路干涉仪，该干涉仪是从用于测量电子穿过量子点（QD）时的相位演化的干涉仪改造而来的。量子点上的栅极电压可以以类似于观察量子绝热电荷泵的方式周期性地变化。当在器件两端施加小偏压时，由于几何相位引起的干扰导致漏极中收集的电流振荡。我们说明的几何相位的例子从阿贝尔和非阿贝尔规范潜力的效果。
2003-11-04 cond-mat.mes-hall
Low Temperature Nanoscale Electronic Transport on the MoS_2 surface
在低温（30 K）和超高真空条件下，用双探针法测量了二硫化钼（MoS_2）表面的电子输运。两个扫描隧道显微镜针尖被精确地定位在隧道接触中以测量表面电流-电压特性。尖端之间的间隔可控地变化，并使用高分辨率扫描电子显微镜测量。在探针间距为50 nm时测得MoS_2表面的电子能隙（E_S）为1.4eV。此外，在电子间隙外测量的双探针电阻显示出具有双探针分离的2D样行为。
2013-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlling the macroscopic electrical properties of reduced graphene oxide by nanoscale writing of electronic channels
所有碳电子产品的吸引力源于其所有同素异形体的物理特性。该方案也具有独特的挑战，如带隙的可调谐性，掺杂和缺陷控制的可变性。在这里，我们探索了扫描探针尖端诱导的氧化石墨烯（GO）的纳米级还原的技术，其在绝缘GO背景上使导电的、富含sp2的石墨区域成核。直接写入的灵活性通过宏观控制参数对带隙的减小程度和可调谐性进行控制来补充。使用表面电位法，通过光谱、温度和偏压依赖性电传输研究所制造的还原- GO通道和随后的器件，并与空间分辨的电子性质相关。载流子局域化效应的存在，诱导的相位分离的sp2/sp3域，和大的局部电场波动被反映在非线性传输通过的通道。一起的结果表明，一个复杂的传输现象，这可能是不同的主导隧穿，可变范围跳跃或激活取决于材料的电子状态。
2020-09-25 cond-mat.mes-hall
Ab-initio calculation of all-optical time-resolved calorimetry of nanosized systems: Evidence of nanosecond-decoupling of electron and phonon temperatures
在300 ~ 1.5K温度范围内，研究了超短激光脉冲在纳米尺度系统（即全光时间分辨纳米量热法）中诱导的热动力学。我们报告从头计算描述的温度依赖性的电子-声子相互作用的Cu纳米盘支持在Si上。电子和声子的温度被发现在10 K，这是两个数量级的过量相对于标准的低温运输实验中发现的ns时间尺度上去耦。通过解释我们的结果背后的物理学，我们提出了一种替代路线，通过用时域实验取代传统实验的mK温度要求，来彻底改变纳米级系统中电子-声子解耦机制的现有知识。
2010-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
A hands-on laboratory and computational experience for nanoscale materials, devices and systems education for electronics, spintronics and optoelectronics
为了提高本科生和研究生的纳米材料，器件和系统的工程教育，我们报告了一个多学科课程的基础上集成的理论，动手实验室和动手计算到一个单一的课程。动手实验室模块涵盖纳米材料的各个维度以及在逻辑，记忆和能量收集中的应用。在动手计算练习中，学生模拟材料和器件特性，在某些情况下，设计实验工艺流程来制造和表征器件和系统。这样的课程不仅培养学生在纳米科学和纳米工程的多学科合作活动，但也为他们准备好未来的学术或工业追求在这一领域。
2013-03-26 cond-mat.mes-hall
Nanoscale Sr$_2$IrO$_4$ Freestanding Thin-Films for Flexible Electronics
Department of Physics and Astronomy, University of Kentucky（肯塔基大学物理与天文学系）；Department of Materials Science and Engineering, The Ohio State University（俄亥俄州立大学材料科学与工程系）；Department of Physics, Pusan National University（釜山国立大学物理系）；Advanced Photon Source, Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室先进光子源）
本研究通过水溶性牺牲层制备纳米Sr2IrO4自支撑薄膜，其结构与光学性质保持优异，为柔性层状氧化物电子器件提供了新途径。
2026-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nanoscale Mapping of Nanosecond Time-scale Electro-Mechanical Phenomena in Graphene NEMS
二维（2D）材料的原子薄层，如石墨烯，MoS 2和h-BN，由于其高度理想的电子，机械，光学和热传输特性，具有作为传感器和电子器件的巨大潜力。特别是它们的极高刚度、抗拉强度和低密度允许高频电子器件、谐振器和超灵敏检测器为缩小电子器件和纳米机电系统（NEMS）提供现实的途径。虽然可以使用现有的电子或扫描探针显微镜方法研究2D材料的纳米级形态和电子特性，但不能容易地探索ns和更短时间尺度上的时间依赖性现象。在这里，我们使用外差原理来达到这个ns的时间尺度，并创建一个局部纳米探针的静电感应驱动的石墨烯谐振器，振幅灵敏度下降到pm范围和时间灵敏度在ns范围内。我们实验观察到的响应时间为20-120 ns的谐振器与光束长度为180 nm至2.5 μ m的理论预测，这样的NEMS设备。
2015-09-02 cond-mat.mes-hall
First-Principles conductance of nanoscale junctions from the polarizability of finite systems
纳米级电结的电导的计算方法扩展到从头计算的电子结构方法，并适用于现实模型的金属线和断裂结的钠和金。该方法是系统可控和收敛的，并可以直接扩展到包括更复杂的过程和相互作用。重要问题的顺序，其中采取的热力学和静态（小字段）的限制进行了澄清，并通过比较模型系统的特点进一步。
2008-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
OpenBTE: a Solver for ab-initio Phonon Transport in Multidimensional Structures
在纳米尺度上控制热流对于包括热能收集和热管理在内的若干应用是关键的。然而，工程纳米结构是具有挑战性的，因为声子边界的相互作用，而不是考虑傅立叶定律，必须考虑。非扩散模型，如玻尔兹曼输运方程（BTE），已被成功地用于捕捉复杂结构中的尺寸效应;然而，它们的广泛应用受到该领域开源求解器有限的阻碍。我们填补了这一空白，引入OpenBTE，一个有效的求解器的稳态声子BTE在多维结构。该工具与第一性原理计算接口，因此无需拟合参数即可解锁热相关属性的计算。作为一个例子，我们采用OpenBTE计算的温度和通量的地图，以及模式分辨，有效的热导率的硅膜具有无限和有限的厚度。通过解锁快速的纳米级热传输模拟，OpenBTE可能有助于加速热能应用的纳米材料设计。
2021-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fourier Magnetic Imaging with Nanoscale Resolution and Compressed Sensing Speed-up using Electronic Spins in Diamond
使用金刚石中的氮空位（NV）色心的光学检测的磁共振是用于纳米级磁场成像的主要模式，因为其提供单电子自旋灵敏度、优于1 nm的三维分辨率以及在环境条件下对广泛的物理和生物样品的适用性。然而，迄今为止，NV-金刚石磁成像已经使用实空间技术来执行，实空间技术要么被光学衍射限制到250 nm分辨率，要么需要缓慢的逐点扫描以获得纳米级分辨率，例如，使用原子力显微镜、磁性尖端或超分辨率光学成像。在这里，我们介绍了一种替代技术的傅立叶磁成像使用NV-金刚石。与传统的磁共振成像（MRI）类似，我们采用脉冲磁场梯度对波数或k空间中NV电子自旋的空间信息进行相位编码，然后进行快速傅立叶变换，以产生具有纳米级分辨率、宽视场（FOV）和压缩传感加速的实空间图像。
2014-09-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Ab initio results for the electronic structure of C_50Cl_10
本文采用从头算密度泛函理论（DFT）计算了C_（50）Cl_（10）的电子性质。与不稳定的C_50相比，C_50Cl_10具有较小的t_lu（LUMO）- h_u（HOMO）能隙和较高的总自由能，而C_50Cl_10的氯原子带使C_50Cl_10的能隙增大到接近C_60的能隙，总自由能降低。我们还研究了笼间分离对无限周期C_50Cl_10链的能带结构的影响，发现在C_60 - C_60最接近距离之外的分离存在高度分散。
2004-05-13 cond-mat.mes-hall
Scanning tunneling microscopy and spectroscopy of nanoscale twisted bilayer graphene
纳米级扭曲双层石墨烯（TBG）是非常不稳定的，并且会以低得多的能量将其结构转变为Bernal（或AB堆叠）双层。因此，纳米TBG的缺乏使其电学性质至今无法在实验中得到验证。在这项工作中，一个特殊的限制TBG中获得的两个连续的错位石墨烯片的重叠区域。TBG的受限区域的宽度从约22 nm逐渐变化到0 nm。利用扫描隧道显微镜，我们仔细研究了纳米TBG的结构和电子性质。我们的结果表明，纳米级TBG的平移对称性破缺对低能电子性质（包括扭转诱导的范霍夫奇异性（VHS）和局域态密度的空间调制）产生了强烈的影响。然而，当TBG的宽度减小到只有一个莫尔斑时，VHS能量以上的电子性质几乎不受量子限制的影响。
2017-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron turbulence at nanoscale junctions
通过纳米结构的电子输运可以部分地使用来自经典流体动力学的概念来表征。因此，人们自然会问，这种类比可以进行到什么程度，以及电子液体是否可以表现出非线性动力学效应，如湍流。在这里，我们提出了一个从头算研究的电子动力学纳米结，揭示了后者确实表现出的行为非常类似的经典流体。特别是，我们发现，从层流到湍流的过渡发生与增加电流，对应于增加雷诺数。这些结果揭示了电子动力学的意想不到的功能，并阐明了我们的理解纳米系统的输运性质的新光。
2007-03-02 cond-mat.mes-hall
Quantum sensing of nanoscale electronic phase segregation
Jožef Stefan Institute（约瑟夫·斯特凡研究所）；Centre for Science at Extreme Conditions and School of Chemistry, University of Edinburgh（爱丁堡大学极端条件科学中心与化学学院）；Fakulteta za matematiko in fiziko, Univerza v Ljubljani（卢布尔雅那大学数学与物理学院）
利用纳米金刚石中的氮空位中心量子磁力计探测Mn掺杂CaFe$_3$O$_5$粉末的纳米尺度静动态磁场，通过ODMR谱和自旋晶格弛豫率测量揭示了弱铁磁转变附近的电子相分离现象。
2026-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum thermodynamics of nanoscale thermoelectrics and electronic devices
这个小审查的目的是作为一个简短的介绍电子流在纳米结构。它的目的是为那些对量子系统的热力学感兴趣但对纳米结构知之甚少的人提供这个主题的简要概述。我们特别强调在稳态下工作的设备，例如简单的热电，但也提到循环驱动的热机。我们的目标不是完整或严格，而是用几页纸来概述主题中的一些主要思想。
2018-10-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nanoscale force sensor and actuator with carbon-nanotube network
纳米致动器在当今日益萎缩的电子工业中发挥着重要作用，其中系统级芯片方法用于集成多功能系统和设备。传感器、执行器、信息处理和存储的集成已经变得非常重要，在亚微米尺度上更是如此。在这里，我们利用垂直排列的碳纳米管森林结合到压电基板上，以提供纳米级的力和驱动在同一平台上的传感。这是利用纳米材料的功能性整合两种重要功能的示范。这在包括太空探索、便携式消费电子产品、嵌入式系统等的许多领域中具有直接效用。
2016-10-11 cond-mat.mes-hall
{\it Ab initio} approach to the lattice softening of an Al slab driven by collective electronic excitations after ultrashort laser pulse irradiation
超短激光脉冲技术的最新进展在基础物理和工业领域都有着广泛的应用。在这项工作中，$ab$ $initio$分子动力学模拟的基础上的时间依赖的密度泛函理论揭示了一个稳定的减速的晶格畸变传播的铝板与激光脉冲强度的增加。原子间力的分析表明，谐波项和非谐性的非单调增长显着减少。这种行为的特点是空间非均匀力屏蔽等离子体激元，这是从玻恩-奥本海默分子动力学失踪，是一致的激光诱导的周期性结构图案化的当前解释。这一工作为修正非平衡系统的声子性质提供了一个半定量的判据。
2019-03-28 cond-mat.mes-hall
Electronic measurements of entropy in meso- and nanoscale systems
本综述针对小尺度系统传统熵测量方法的局限，概述了基于电荷、电导、热电流的介观量子系统熵的电子学直接测量方法，讨论其理论背景与适用范围，并展望未来方向。
2022-10-24 cond-mat.mes-hall
GEANT4 Simulation of Nuclear Interaction Induced Soft Errors in Digital Nanoscale Electronics: Interrelation Between Proton and Heavy Ion Impacts
本文提出了一种基于重离子感生单粒子翻转截面数据的质子感生软错误率的简单自洽模拟方法。该方法依赖于GEANT 4辅助的核相互作用产生的次级粒子LET谱的蒙特卡罗模拟。该方法已被验证与相关的空间质子和重离子的飞行中的软错误率数据。提出了一种近似的解析关系，并验证了这两种类型的实验数据之间的快速重新计算。
2017-10-13 cond-mat.mes-hall physics.ins-det physics.space-ph
Electronic Transport in Monolayer Graphene with Extreme Physical Deformation: ab Initio Density Functional Calculation
采用从头算第一性原理计算研究了单层石墨烯在极端物理弯曲至90 o角时的电子输运性质。讨论了台阶高度、曲率半径和弯曲角度等关键结构参数对石墨烯片输运性质的影响。局域态密度表明，物理弯曲引起的能态变化是高度局域化的。据观察，具有广泛的几何构型的弯曲石墨烯的输运性质是不敏感的低能量透射谱中的结构变形，即使在弯曲的极端情况下。研究结果支持石墨烯凭借其出色的机电鲁棒性，可以在光电子、柔性电子、OLED和3D电子芯片等一系列应用中作为可行的材料平台。
2011-01-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nanoscale Electronic Phase Separation Driven by Fe-site Ordering in Fe\textsubscript{5-x}GeTe\textsubscript{2}
Indian Institute of Technology Delhi（印度德里理工学院）；S. N. Bose National Centre for Basic Sciences（S.N.玻色基础科学国家中心）；Indian Institute of Science Education and Research Bhopal（印度科学教育研究学院博帕尔分校）
研究揭示Fe位有序驱动纳米尺度电子相分离，通过扫描隧道显微镜和理论计算揭示电子结构与磁体性能的微观联系。
2026-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio calculations for electronic and optical properties of Er$_{\rm W}$ defects in tungsten disulfide
采用从头算方法研究了Er原子取代W原子后，单层二硫化钨（WS $_2$）中Er $_{\rm W}$的电子和光学性质.缺陷通常在半导体的电子和光学性质的定制中起重要作用。我们发现，中性Er缺陷导致局域缺陷态（LDS）的能带结构，由于Er的f-轨道状态，这反过来又引起急剧的转变，在平面内和平面外的光学吸收光谱，$α_{\parallel}$和$α_{\perp}$。我们确定在3 $μ$ m，1.5 $μ$ m，1.2 $μ$ m，920 nm，780 nm，660 nm和550 nm的光学跃迁起源于Er $_{\rm W}$缺陷态。为了提供一个清晰的描述的光学吸收光谱，我们使用群论推导出LDS之间的光学选择规则的$α_{\parallel}$和$α_{\perp}$。
2021-05-02 cond-mat.mes-hall
Nanoscale strain manipulation of smectic susceptibility in kagome superconductors
本文利用扫描隧道显微镜谱学成像研究笼目超导体AV3Sb5中应变对单向电荷密度波的影响，发现近晶电子指向矢与应变方向存在纳米尺度解耦，揭示了CDW相中较弱的近晶-弹性耦合，并与铁基超导体中的向列-弹性耦合形成对比。
2023-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ab-initio formulation of the 4-point conductance of interacting electronic systems
我们推导了一般量子结的四点电导的密度响应函数表达式。我们的配方使我们能够表明，具有几何收缩和/或不透明的障碍的相互作用的电子系统的4点电导变得相同的宏观可测量的2点电导。在时间相关的密度泛函理论的制定导致直接识别的功能形式的交换相关内核是重要的电导。我们证明了我们的公式的实际implementationof金属真空金属界面。
2007-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Heat-Driven Electron-Motion in a Nanoscale Electronic Circuit
通过拖曳实验研究了两个电隔离的准一维电导线之间的相互作用。在这项工作中，我们通过实验证明了在一个无偏（拖动）线，这是从与相邻的偏置（驱动）线的相互作用的结果产生的电流。拖曳流的方向取决于一维导线的长度与障碍物在拖曳导线中的位置之间的关系。当我们在驱动线中额外形成势垒时，拖曳电流的方向由两个势垒的相对位置决定。我们解释这种行为的电子激发的声子介导的相互作用的两条线在存在的电子散射内的驱动线。
2021-10-26 cond-mat.mes-hall
Direct electronic measurement of Peltier cooling and heating in graphene
热电效应允许从废热产生电力以及冷却和加热的电气控制。值得注意的是，这些效应对费米能周围的态密度的不对称性也非常敏感，因此可以作为纳米级电子结构扭曲的探针。在这里，我们认为二维石墨烯作为一种优秀的纳米碳材料，探索电子和热传输现象之间的相互作用，通过提出一个直接和定量测量的Peltier组件的电子冷却和加热的石墨烯。由于包括纳米级温度计的架构，我们检测到的Peltier组件调制高达15 mK的电流为20 $μ$ A在室温下，并观察到电子和空穴制度的Peltier冷却和加热之间的完全逆转。这种基本的热力学性质是研究二维材料中纳米级热电输运的补充工具。
2016-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Real-Time Time-Dependent Density Functional Theory Implementation of Electronic Circular Dichroism Applied to Nanoscale Metal-Organic Clusters
电子圆二色谱（ECD）是一种在分子水平上研究手性性质的有效光谱方法。通常使用的线性响应时间依赖密度泛函理论（LR-TDDFT）框架的ECD计算对于大型系统来说可能是非常昂贵的。为了缓解这个问题，我们在这里提出了一个ECD实现的投影仪增强波方法的实时传播TDDFT（RT-TDDFT）框架中的开源GPAW代码。我们的实现支持本地原子基集和实空间有限差分表示的波函数。我们基准我们的实施对现有的LR-TDDFT实施GPAW的小手性分子。然后，我们证明了我们的本地原子基组实施的效率为一个大的混合纳米团簇。
2020-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Nanoscale patterning of quasiparticle band alignment
控制具有不同电子结构的材料之间的原子尺度界面对于大多数电子器件的设计和制造至关重要。在二维（2D）材料的情况下，仅通过局部地施加不同的垂直偏置电压，甚至可以在单个均匀片材内实现不同的电子结构。实际上，已经提出，可以通过将2D材料放置在适当预图案化的衬底上，利用2D材料经由带对准、筛选或杂交对其环境的敏感性，来实现单片中的纳米级电子图案化。在这里，我们利用碳化硅上固有的纳米结构的单层（SL）和双层（BL）石墨烯来横向调节范德华异质结构中的相邻SL二硫化钨（WS $_2$）的静电门控。电子能带排列映射在能量和动量空间使用角分辨光电发射与空间分辨率为500纳米（nanoARPES）的顺序。我们发现，SL WS $_2$带偏移跟踪底层SL和BL石墨烯的功函数，并且我们将这种变化与观察到的SL WS $_2$的激子和trion发光的横向图案相关联，从而展示了在纳米级的光电特性的最终控制。
2019-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
In situ characterisation of nanoscale electromechanical properties of quasi-two-dimensional MoS2 and MoO3
通过局部应变工程精确操纵二维过渡金属二硫属化物和氧化物（TMD& O）的电子能带结构是利用其独特特性用于电子学、光电子学和纳机电系统（NEMS）应用的令人兴奋的途径。这项工作的实验表明，机械诱导的电转换可以在准2D二硫化钼（MoS2）和三氧化钼（MoO3）使用原位电纳米压痕技术工程。它示出，局部应变在这样的准二维层可以诱导载流子输运的改变，从而改变它们的导电行为。这种应变效应提供了一个潜在的工具，用于精确地操纵2D TMD& O的电子输运性质，并了解这种层状材料中原子电子态的相互作用。
2015-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate Coupling to Nanoscale Electronics
单分子电子器件的实现，其中纳米级分子连接到宏观引线，需要可再现地产生高度有序的纳米级间隙，其中感兴趣的分子静电耦合到附近的栅电极。了解分子-栅极耦合如何取决于关键参数对于开发高性能器件至关重要。在这里，我们直接解决这个问题，提出了二维和三维有限元静电模拟的电极的几何形状形成使用新兴的制造技术。我们量化这些设备固有的栅极耦合，探索被认为是相关的这些设备的参数的作用。这些因素包括所用电介质的厚度和性质，以及由于不同器件几何形状而产生的栅极屏蔽。在单分子（~ 1 nm）尺度下，我们发现器件的几何形状对栅耦合的影响比介电常数和绝缘层的厚度更大。与设想的典型均匀纳米间隙电极几何形状相比，我们发现非均匀锥形电极在栅极耦合方面产生显著的三个数量级的改善。我们还发现，在锥形几何结构的分子通道的极化率的作品，以增强栅极耦合。
2009-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab initio current-induced molecular dynamics
我们将基于密度泛函理论的从头计算分子动力学（AIMD）方法推广到电子系统中存在电流的非平衡情形。动力学处理使用半经典的广义朗之万方程。我们演示了如何充分的非谐描述的原子间的力量是重要的，以了解电流感应加热和能量分布在频率和真实空间。
2019-12-24 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Ab initio GW electron-electron interaction effects in Quantum Transport
我们提出了一个从头算方法，电子输运纳米系统，其中包括通过GW近似的电子相关性。相对于基于密度泛函理论的Landauer方法，我们在非平衡格林函数理论框架下引入了准粒子电子结构。我们采用平衡态非自洽的$G^0W^0$自能，同时考虑了完全非厄米性和动力学效应。该方法被应用到一个实际的系统，一个金单原子链。相对于DFT的结果，电导分布的修改和减少的扩散和相干性损失的影响。线性响应电导特性与实验结果一致。
2006-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Deep-Learning Density Functional Theory Hamiltonian for Efficient ab initio Electronic-Structure Calculation
密度泛函理论（DFT）和深度学习方法的结合有可能彻底改变现代计算材料科学。在这里，我们开发了一种深度神经网络方法来表示晶体材料的DFT哈密顿量（DeepH），旨在绕过DFT的计算要求高的自洽场迭代，并大大提高从头计算电子结构计算的效率。提出了一种利用局部性处理DFT哈密顿矩阵的高维性和规范（或旋转）协方差的通用框架，并通过用于深度学习的消息传递神经网络实现。DeepH方法的高精度、高效率和良好的可移植性被普遍证明适用于各种材料体系和物理性质。该方法提供了一个解决DFT的准确性和效率的困境，并开辟了探索大规模材料系统的机会，证明了一个有前途的应用研究扭曲的范德华材料。
2022-05-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
