Measuring the local quantum capacitance of graphene using a strongly coupled graphene nanoribbon
我们提出了一个范德瓦尔斯异质结构的电输运测量组成的石墨烯纳米晶分离的薄氮化硼层从微米级的石墨烯片。两层之间的相互作用进行了讨论，在筛选，或者，量子电容。可以通过施加栅极电压将带调谐到传输间隙中。多个网站的本地化电荷导致库仑阻塞的观察与以前的实验一致。由于带和石墨烯顶层片之间的强电容耦合，栅极电压中的库仑阻塞峰的演变可以用于获得局域态密度，从而获得石墨烯顶层的量子电容。空间变化的密度和掺杂被发现这是由于制造缺陷的电介质的空间变化。
2015-05-28 cond-mat.mes-hall
Quantum capacitance of an HgTe quantum well as an indicator of the topological phase
改变HgTe/CdTe异质结构中的量子阱宽度可以实现正常和反向半导体能带结构，使其成为研究二维（2D）拓扑绝缘体行为的原型系统。我们已经计算了零温度热力学态密度$D_\mathrm{T}$的电子掺杂的情况下，在这两个制度，治疗相互作用的Hartree-Fock近似。一个明显不同的行为的密度依赖性的$D_\mathrm{T}$被发现在倒置和正常的情况下，使它能够检测系统的拓扑顺序通过测量宏观可观的量子电容或电子压缩性。我们的研究结果建立了碲化汞量子阱中的二维电子系统作为独特的集体电子性质。
2016-06-02 cond-mat.mes-hall
Two Dimensional heterostructure and its application in efficient quantum energy storage
便携式微型储能微型超级电容器由于其电源和储能能力而备受关注，可替代超小型电子设备中的电池。具有高导电性和表面积的多孔和2D石墨纳米材料的制造意味着微型超级电容器的高性能。为了满足下一代快速增长的能源需求，我们报告了一种二维异质结构的EDLC（g-C $_3$ N $_4$）和赝电容（FeNi $_3$）的性能和设计，从而产生低离子扩散路径和基于其协同功能的突出电荷存储。这种异质结构系统显示出增强的量子电容（38%的增强），由于离域状态附近的费米能级。已经实现了19.21 mFcm $^{-2}$的面积电容、电容保持率（94%）、具有0.30的可充电能量密度的增强的功率密度（17倍）以及材料的稳定性（即使在1000次循环后没有任何明显的退化），这种智能异质结构充当用于设计高性能面内微型超级电容器的新平台。Wh.cm
2019-05-07 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Landau Levels of Topologically-Protected Surface States Probed by Dual-Gated Quantum Capacitance
体绝缘三维拓扑绝缘体（3D TI）在垂直磁场中的离散朗道能级（LL）谱表征了其表面态的狄拉克性质。尽管许多研究证明了拓扑表面态的量子霍尔效应（QHE），但作为量子态研究的基本电子量的LL能量的定量评估仍然有限。在这项工作中，我们探索的状态密度的LL通过测量量子电容（CQ）在一个真正的大块绝缘三维TI通过范德华异质结构配置。通过施加双栅极电压，我们访问各个表面态的LL并提取它们的化学势来量化每个表面的LL间距。我们计算了3D TI中两个不同的QH态，即无耗散（ν= +/-1）和耗散（ν= 0）态下的LLS能量。
2020-01-05 cond-mat.mes-hall
Voltage-tunable ferromagnetism in semimagnetic quantum dots with few particles: magnetic polarons and electrical capacitance
具有少量载流子的磁性半导体量子点代表了一个有趣的模型系统，其中铁磁相互作用可以通过电压来调节。通过设计掺杂量子点的几何形状，可以定制磁极化子的各向异性量子态。带孔盘状量子点中磁极化子态的强各向异性来自于价带的自旋分裂。量子点的结合能和自发磁化强度随粒子数的变化而振荡，反映了壳层结构。由于库仑相互作用，当量子点中空穴的总自旋最大时，磁极化子的最大结合能和自旋极化发生在洪德规则的范围内。随着量子点中粒子数量的增加以及对于某些轨道配置，铁磁状态变得特别稳定或者可能具有对称性破缺。在具有强铁磁相互作用的量子点中，基态可以随着温度的升高或交换相互作用的降低而经历从磁性到磁性的转变。磁极化子的特征温度和涨落依赖于壳层的结合能和简并度。少粒子磁性量子点的电容谱揭示了极化子态的形成。
2005-08-07 cond-mat.mes-hall
Capacitance-Voltage (C-V) Characterization of Graphene-Silicon Heterojunction Photodiodes
二维（2D）和三维（3D）材料的异质结构形成用于利用两类材料的性质的有效装置。石墨烯/硅（G/Si）肖特基二极管的光电特性已被广泛研究。在这里，我们介绍了一种方法来分析测量的电容-电压数据的G/Si肖特基二极管并联G/二氧化硅/Si（GIS）电容器。我们还证明了准确提取的内置电位（$Φ$ $_{bi}$）和肖特基势垒高度的测量数据独立的理查森常数。
2020-02-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Probing 2D Black Phosphorus by Quantum Capacitance Measurements
二维材料及其异质结构不仅在基础物理学领域，而且在电子学和光电学领域都有着广泛的应用。黑磷（BP）是这类材料中相对较新的添加物。其强的面内各向异性使BP成为制造概念上新型电子器件的独特材料。然而，在器件几何结构的BP的全局态密度（DOS）还没有被实验测量。在这里，我们报告的量子电容测量与电导测量的hBN保护的几层BP（$\sim$ 6层）的双栅场效应晶体管（FET）的几何形状。从我们的量子电容测量DOS进行比较与密度泛函理论（DFT）。我们的结果表明，由于带边附近的局域态的存在，量子电容的输运能隙比电导测量的小。局域态的存在下，证实了我们的温度依赖性电导率中看到的可变范围跳跃。在电子和空穴侧之间观察到大的不对称性。这种不对称性是由于BP的各向异性带色散。我们的测量建立了量子电容的独特性，在探测带边附近的局域态，迄今没有看到的电导测量。
2015-10-30 cond-mat.mes-hall
Fermion parity and quantum capacitance oscillation with partially separated Majorana and quasi-Majorana modes
本文研究了无序半导体超导体量子点系统中磁通诱导的量子电容振荡，发现该振荡不仅源于拓扑保护的马约拉纳零模，也可源于部分分离的马约拉纳模式或拓扑平庸相的准马约拉纳模式，指出仅观测到该振荡不足以证实拓扑马约拉纳零模的存在。
2025-05-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electrically inert h-BN/bilayer graphene interface in all-2D-heterostructure FETs
与传统半导体不同，双层石墨烯场效应晶体管（BLG-FET）对由于高k栅极叠层中的带电杂质引起的电势波动非常敏感，因为由外部垂直电场引起的两层之间的电势差是带隙开口背后的物理起源。BLG与层状h-BN绝缘体组装成范德华异质结构已被广泛认可，以实现优异的电输运性能。然而，在h-BN/BLG异质界面的载流子响应特性，控制器件的性能，尚未被揭示，由于不可避免的大寄生电容。在这项研究中，在石英衬底上的全二维异质结构BLG-FET中实现了~1 meV的电势波动的显着降低，这导致在20 K下在~90 meV的小带隙处将截止电流抑制到测量极限。通过电容测量，我们证明了在这种异质界面的电子陷阱/脱陷阱响应被抑制到不可检测的水平在测量频率范围内。电惰性的范德华异质界面为实现未来的BLG电子应用铺平了道路。
2018-09-16 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Theory of polar domains in moiré heterostructures
扭曲双层中非常规铁电行为的发现促使人们考虑将莫尔异质结构作为极性材料。然而，对所观察到的铁电性的性质和起源的误解表明，需要对莫尔异质结构的极性性质有更好的理论理解。本文提出并用第一性原理计算验证了所有的莫尔异质结构都具有离面莫尔极域（MPD）结构。在过渡金属二硫属化物双层膜中，由于整个莫尔超晶格中堆叠排列的变化而发生层间电荷转移，导致局部面外偶极矩，其中MPD的大小和形状由硫属原子主导。虽然所有异质结构中的MPD对莫尔周期敏感，但只有在同质双层中，它们才能用平面外电场调谐。解决了对莫尔异质结构中铁电性的误解，并提出了MPD可以被认为是铁电畴的唯一情况是通过均匀双层中的三分之一的单元格的全局范德华滑动。最后，提供了莫尔异质结的极性特性的一般理论讨论。
2022-09-19 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic Capacitance Oscillations
我们研究了介观腔的电容随费米能的变化，介观腔通过单个量子信道与金属接触和电容耦合到背栅。这种振荡依赖于腔中单能级的分布、相互作用强度和通过量子信道的传输几率。我们使用Hartree-Fock方法来排除自我交互。样品比电容振荡与电荷弛豫电阻形成鲜明对比，电荷弛豫电阻与电容一起定义RC时间，并且对于自旋极化电子，电荷弛豫电阻在半个电阻量子处被量子化。在最近的实验中，电容振荡和量子化电荷弛豫电阻都以非常清晰的方式出现。
2006-12-22 cond-mat.mes-hall
Spin polarization in Lateral two-dimensional Heterostructures
本文采用非平衡格林函数（NEGF）方法和三带紧束缚模型研究了$MoS(Se)_{2}-WS(Se)_{2}$过渡金属二硫族化物异质结中第一布里渊区边缘的自旋极化。尽管已经表明，该结构在特定的电子能量范围内没有显著的自旋极化，但是通过在金属原子片中施加横向电场，在样品上发光，并且在小的偏置电压下，可以在该结构中产生显著的自旋极化。此外，通过在引线之间施加适当的偏置电压和施加电场，即使在异质结上没有脱落光的情况下，也可以发现明显的自旋极化。
2021-03-24 cond-mat.mes-hall
Spin polarization of electrons by non-magnetic heterostructures : basics of spin-optics
我们提出利用自旋轨道相互作用强度不同的两个区域之间的横向界面，在门控二维半导体异质结构中自旋轨道电子。对于具有非零入射角的束，透射电子将分裂成以不同角度传播的两个自旋极化分量。我们分析了在这样的界面处的折射，并概述了过滤和控制电子自旋的基本方案。
2004-03-09 cond-mat.mes-hall
Valley-polarized quantum anomalous Hall effect in van der Waals heterostructures based on monolayer jacutingaite family materials
本文数值研究了单层水囊石族材料Pt $_{2}$ AX $_{3}$（A = Hg，Cd，Zn; X = S，Se，Te）的vanderWaals（vdW）异质结构中的一般谷极化和反常霍尔效应。我们对单层Pt $_{2}$ AX $_{3}$和二维铁磁绝缘体组成的vdW异质结构的原子、电子和拓扑性质进行了系统的研究。我们发现四种vdW异质结构都具有谷极化的量子反常霍尔相，即，Pt $_{2}$ HgS $_{3}$ /NiBr $_{2}$、Pt $_{2}$ HgSe $_{3}$ /CoBr $_{2}$、Pt $_{2}$ HgSe $_{3}$ /NiBr $_{2}$和Pt $_{2}$ ZnS $_{3}$ /CoBr $_{2}$中的最大谷分裂为134.2meV，Pt $_{2}$ HgS $_{3}$/NiBr $_{2}$中的相当大的全局带隙为58.8meV。我们的研究结果表明，一个理想的平台，实现应用拓扑谷电子。
2022-11-25 cond-mat.mes-hall
Current-induced spin polarization in isotropic k-cubed Rashba model: Theoretical study for p-doped semiconductor heterostructures and perovskite oxides interfaces
利用松原格林函数方法计算了自旋轨道耦合下外加电场诱导的非平衡自旋极化的温度依赖性。该模型的哈密顿量包括各向同性k立方形式的Rashba自旋轨道相互作用。这样的哈密顿量捕获在过渡金属氧化物的表面或界面处或在p-杂质半导体异质结构中的二维电子（空穴）气的电子和自旋性质。的诱导自旋极化的计算以及磁性电子/空穴气体。讨论了自旋极化率与Berry曲率的关系。
2017-11-21 cond-mat.mes-hall
Capacitance and conductance oscillations from electron tunneling into high energy levels of a quantum well in a p-i-n diode
利用分子束外延生长的GaAs/AlGaAs异质结，在p-i-n二极管中产生了两维电子气和空穴气，它们之间的距离只有几个nm。在这样的层间距离，激子的形成和可能的玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）是预期的。我们测量层之间的电容，发现它作为偏置电压的函数振荡。峰值超过几何电容高达两倍。振荡的令人惊讶的规则周期为10至30 mV的量级，并且与放置在势垒和p掺杂AlGaAs之间的GaAs层的厚度的倒数（在60和150 nm之间）成线性比例。振荡与共振电子隧穿进入充当量子阱的该GaAs层的高能级有关。我们认为，在这些水平的电子的长寿命的起源的大峰值的电容。讨论了电容振荡与BEC的可能关系。
2021-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Generation and control of spin-polarized photocurrents in GaMnAs heterostructures
计算了一种特殊设计的GaMnAs半导体异质结的光电流。结果表明，在红外范围内的能谱，其中所提出的结构是显着的自旋选择性的区域。对于这样的光子能量，产生的光电流是强烈的自旋极化。预测在结构的生长方向上应用相对小的静态偏置可以有效地逆转某些光子能量的自旋极化。这种行为表明了方便简单的开关机制的可能性。的物理基础的结果进行了研究和理解的自旋相关的性能出现从特定的潜在的配置文件的结构。
2013-11-14 cond-mat.mes-hall
Spin-polarizing properties of heterostructures with magnetic nano elements
本文研究了电子在两个磁化势垒上的一维共振和非共振散射问题。通过建立传输矩阵，精确计算了非共线磁化双磁垒系统的电子透射系数。计算了共振和非共振透射率下透射电子波的极化。势垒磁化方向的夹角可以显著提高和控制透射系数和自旋极化
2010-07-02 cond-mat.mes-hall
Optimal control of magnetization dynamics in ferromagnetic heterostructures by spin--polarized currents
研究了自旋极化电流通过自旋转移矩对铁磁-正常金属多层膜系统磁化强度的开关过程。我们使用自旋漂移扩散方程（SDDE）和Landau-Lifshitz-Gilbert方程（LLGE）来捕获异质结构的自旋密度和磁化强度的耦合动力学。推导出一个完全解析解的静态SDDE，我们得到一个准确的，强大的，快速的自洽模型的自旋分布和自旋转移力矩内一般铁磁/正常金属异质结构。利用最优控制理论，我们探讨了七层系统中分析器磁化的切换和反向切换过程。从高斯开始，我们确定了一个统一的电流脉冲轮廓，在指定的开关时间内完成这两个过程。
2010-10-06 cond-mat.mes-hall
Influence of molecular beam effusion cell quality on optical and electrical properties of quantum dots and quantum wells
近年来，利用高纯物质制备具有优异低噪声特性的量子点异质结构成为可能。我们提出了一个研究的分子束外延生长的量子阱和量子点与污染的铝蒸发池，它引入了大量的杂质，在光学和电学测量中的异常可察觉。我们描述了一种解决这个问题的方法，并发现，通过过热重新调节铝电池可以导致光致发光和电容-电压测量中的异常完全恢复，从而获得优异的低噪声异质结构。此外，我们还提出了一种利用电容-电压谱检测自组装量子点上光诱导陷阱电荷的方法。依赖于激发能的缺陷中心的电离导致电容-电压谱的偏移，其可用于通过1D能带结构模拟来确定光致陷阱电荷的电荷密度。该方法可以在常用的量子点二极管结构上进行。
2020-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polarity and spin-orbit coupling induced large interfacial exchange coupling an asymmetric charge transfer in iridate-manganite heterostructure
电荷转移在操纵过渡金属氧化物异质结构中的界面物理中特别重要。在这项工作中，我们已经制作了由极性3D LaMnO 3和非极性5D SrIrO 3的外延双层。系统的磁性测量揭示了一个意想不到的大交换偏置效应的双层，连同一个戏剧性的增强LaMnO 3的介电常数。基于第一性原理计算和X射线吸收光谱测量，发现这种强的界面磁耦合与LaMnO 3的极性性质和SrIrO 3中强的自旋轨道相互作用密切相关，共同驱动了不对称的界面电荷转移并导致界面自旋玻璃态的出现.我们的研究为过渡金属氧化物异质结构中的电荷转移提供了新的见解，并提供了一种新的手段来调整各种器件应用的界面交换耦合。
2019-04-11 cond-mat.mes-hall
Anomalous Corrections to Hall Resistivity of Spin-Polarized Two-Dimensional Holes in a GaAs/AlGaAs Heterostructure
研究了在小倾角平行磁场作用下自旋极化二维空穴的霍尔效应。霍尔电阻率随磁场的增加呈非线性增加，并呈现负修正。随着二维孔洞系统的垂直磁化强度的增加，异常负修正量增加。我们把这归因于自旋极化载流子在超导系统中的反常霍尔效应。电导率的反常修正对磁场表现出非单调的依赖性。
2009-09-09 cond-mat.mes-hall
Giant Zeeman splitting inducing near-unity valley polarization in van der Waals heterostructures
半导体过渡金属二硫属化物的单层表现出有趣的基础物理学的强耦合自旋和谷自由度的载流子。虽然利用这些特性进行信息处理的可能性刺激了对谷电子学概念的协同研究活动，但在单个单层中保持对自旋谷极化的控制被证明具有挑战性。一个有前途的替代路线探讨人工范德华异质结构中的II型能带排列。层间激子的形成结合了长载流子寿命和自旋谷锁定的优点。在这里，我们展示了直接磁操纵谷极化的WSe 2/MoSe 2异质结通过巨大的谷塞曼分裂层间过渡。值得注意的是，即使在非选择性注入后，所观察到的$g$因子与$-15$一样大，在磁场下诱导具有100 ns寿命的长寿命激子的接近统一的极化。对自旋谷物理的控制突出了新颖的人工设计的材料系统的特殊方面，以及它们对原子薄谷电子器件的承诺。
2017-04-07 cond-mat.mes-hall
Current-induced control of the polarization state in a polar metal based heterostructure SnSe/WTe$_2$
极性金属的概念为铁电体的电流诱导极化控制提供了新的途径。制备了SnSe/WTe $_2$异质结，实验研究了两种不同极化方向的铁电范德华材料之间的电荷输运。WTe $_2$是具有面外铁电极化的极性金属，而SnSe铁电半导体是面内极化的，因此在SnSe/WTe $_2$界面处应该预期复杂的极化结构。我们研究了$dI/dV(V)$曲线，它表现出尖锐的对称下降到零$dI/dV$微分电导在一些阈值偏置电压$\pm V_{th}$，这是近对称的偏置符号。虽然栅极电场太小而不能显著地影响载流子浓度，但是正阈值位置和负阈值位置对栅极电压敏感。此外，SnSe/WTe $_2$异质结构显示出凹入过渡到低导电$dI/dV=0$状态的突然变化的偏置电压，甚至低于阈值。对于单个SnSe或WTe $_2$薄片不能观察到这种行为，因此我们将其解释为SnSe/WTe $_2$界面耦合的结果。在这种情况下，SnSe/WTe $_2$界面处的电场的某个阈值足以驱动重叠区域中的初始SnSe面内偏振的90 ° $^\circ$变化。极化不匹配导致显著的界面电阻贡献，类似于载流子在畴壁上的散射。因此，我们证明了通过SnSe/WTe $_2$界面的电子输运的极化状态控制。
2022-04-04 cond-mat.mes-hall
Spontaneous Spin Polarized Currents in Superconductor-Ferromagnetic Metal Heterostructures
我们研究了半无限大超导体上薄铁磁金属层的一个简单的微观模型。我们发现，对于某些值的交换分裂，在铁磁侧，这种结构的基态功能自发诱导自旋极化电流。利用平均场论，这是自洽的对振幅$χ$，自旋极化$\vec{m}$和自发电流$\vec{j}_s$，我们表明，不仅有Andreev束缚态的铁磁体，但当它们的能量$E_n$接近零，他们支持平行于铁磁超导界面的自发电流。此外，我们证明了这些电流的自旋极化敏感地依赖于带填充。
2002-03-08 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent tunneling in semiconductor heterostructures with a magnetic layer
我们提出了一个理论，该理论描述的外观的光致发光（PL）的铁磁-半导体混合异质结构由于自旋相关的隧道的光激发载流子从量子阱到磁性层的圆偏振。该理论成功地解释了由InGaAs基量子阱（QW）和空间分离的Mn $δ$层组成的异质结构的时间分辨PL的实验数据。我们发现，PL的圆极化起源于动态自旋极化的电子由于自旋相关的泄漏从量子阱到Mn施主态分裂的交换场的铁磁Mn δ层。
2015-07-02 cond-mat.mes-hall
Current-induced spin polarization in topological insulator-graphene heterostructures
全电自旋电子学领域的进一步发展需要自旋输运通道与自旋注入器/发生器元件的成功集成。虽然随着石墨烯和相关2D材料的出现，高性能自旋通道材料是可用的，但纳米结构自旋发生器的使用仍然是一个主要挑战。对于后一个目的，特别有希望的是3D拓扑绝缘体，其2D表面态具有自旋-动量锁定的无质量狄拉克费米子。在这里，我们证明了自旋极化电流从拓扑绝缘体注入石墨烯，使其紧密耦合到一个超导Bi 2 Te 2Se纳米片内的范德华外延异质结构。自旋开关信号的大小与温度成反比，在~15 K的温度下都可以检测到。我们的研究结果确立了拓扑绝缘体作为自旋电子器件的未来组件，其中自旋操纵是通过纯电气手段实现的。
2016-03-29 cond-mat.mes-hall
Optoelectric spin injection in semiconductor heterostructures without ferromagnet
我们已经表明，电子自旋密度可以产生由直流电流流过$pn$结与嵌入的非对称量子阱。当传导电子的动量分布相对于自旋分裂价电子带中的空穴的动量分布发生偏移时，通过辐射电子-空穴复合在量子阱中产生自旋极化。当自旋极化从量子阱注入到$pn$结的$n$掺杂区时，出现自旋电流.从量子阱伴随的圆偏振光的发射可以用作自旋偏振检测器。
2001-08-21 cond-mat.mes-hall
Broken Symmetry Effects due to Polarization on Resonant Tunneling Transport in Double-Barrier Nitride Heterostructures
采用实验和理论相结合的方法，系统地研究了极性双势垒异质结构中的共振隧穿输运现象。在实验方面，GaN/AlN RTD的MBE生长。原位电子衍射被用来监测并入每个隧穿势垒的单层的数量。使用这种精确的外延控制在单层水平，我们证明了指数调制的共振隧穿电流作为势垒厚度的函数。峰值电压和特征阈值偏置都表现出对势垒厚度的依赖性，作为极性异质结构中存在的强电场的结果。为了进一步深入了解非对称隧穿注入，我们提出了一个极性异质结隧穿输运的解析理论。给出了考虑相干隧穿过程和有序隧穿过程贡献的共振隧穿电流的一般表达式。在将此理论应用于GaN/AlN RTD的情况下，其实验电流-电压特性在两个偏置极性上再现，隧穿电流跨越几个数量级。这种协议使我们能够阐明的作用所发挥的内部极化场的隧穿电流的大小和扩大的共振线的形状。在反向偏置下，我们确定了新的隧穿功能，源自高度衰减的共振隧穿现象，这是完全捕获我们的模型。我们的分析模型，提供了一个简单的表达式，揭示了极性RTD的设计参数和它的电流-电压特性之间的联系。这种新的理论铺平了道路极性共振隧穿器件的设计表现出高效的谐振电流注入和增强的隧穿动力学，在各种实际应用中所需的。
2023-03-15 cond-mat.mes-hall
Effect of spin-dependent tunneling and intervalley scattering in magnetic-semiconductor van der Waals heterostructures on exciton and trion polarization
Lomonosov Moscow State University（莫斯科罗蒙诺索夫国立大学）
本文研究了磁性半导体范德瓦尔斯异质结中自旋依赖隧道效应和谷散射对激子和三重态极化的影响，通过分析光致发光极化特性，揭示了自旋依赖的层间电荷转移和激子、三重态谷散射之间的相互作用，为远距离操控激子和三重态行为提供了新方法。
2026-05-19 cond-mat.mes-hall
Bias induced up to 100% spin-injection and detection polarizations in ferromagnet/bilayer-hBN/graphene/hBN heterostructures
我们研究自旋输运在一个完全hBN封装单层石墨烯范德华（vdW）异质结构，在室温下。双层hBN的顶层用作具有铁磁钴电极的石墨烯中的自旋注入和检测的隧道势垒。我们报告了在+0.6V的正偏压下高达50%（135%）的令人惊讶的大的和偏压诱导的（差分）自旋注入（检测）极化，以及在-0.4V的反向偏压下高达-70%（-60%）的符号反转极化。这证明了双层-hBN隧道势垒对于实际石墨烯自旋电子学应用的潜力。通过这种增强的自旋注入和检测极化，我们报告了一个记录的两端（反转）自旋阀信号高达800 $Ω$的磁阻比为2.7%，我们实现了高达4.1 meV的自旋积累。我们提出了如何进一步增加这些数字，为未来技术相关的石墨烯为基础的自旋电子器件。
2017-04-05 cond-mat.mes-hall
Electronic Origin of Linearly Polarized Emission in CdSe/CdS Dot-in-Rod Heterostructures
晶种的CdSe/CdS纳米棒沿棒主轴方向呈现出强烈的偏振发射。线极化的程度不能单独用介电效应来解释，存在一个额外的电子贡献，其性质至今尚未解决。利用多带k.p理论，分析了影响激子发射的几个因素的潜在影响，指出剪切应变是促进线性极化的主要电子机制。它有利于积极轻空穴激子重空穴的，通过变形势，并通过压电使它们的辐射复合更快。这种机制的影响是，线性发射可以通过在大的长形CdSe核周围生长长而薄的CdS壳来增强，这确实支持和合理化了最近的实验结果。与众所周知的介电效应一起，这些结果为通过专用结构设计控制棒中点中的线性偏振度铺平了道路。
2016-11-07 cond-mat.mes-hall
Spin Birefringence and Spin Polarized Transmission across p-wave Altermagnetic Heterostructure
College of Physics, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics（南京航空航天大学物理学院）
本文研究N/AM界面及N/AM/N异质结中的电子输运，揭示自旋双折射与全内反射现象，发现透射和极化随结长周期变化，交换场和自旋分裂强度显著影响自旋极化透射，为自旋电子器件奠定理论基础。
2026-10-01 cond-mat.mes-hall
Spin polarized electric currents in semiconductor heterostructures induced by microwave radiation
研究了（Cd，Mn）Te/（Cd，Mg）Te和InAs/（In，Ga）As量子阱在面内磁场作用下的微波辐射感生电流.电流的产生归因于微波辐射加热的电子的自旋相关的能量弛豫。弛豫在自旋向上和自旋向下的子带中产生相等且方向相反的电子流，从而产生纯自旋电流。磁场中的子带的塞曼分裂导致自旋流转换成自旋极化的电流。
2010-09-16 cond-mat.mes-hall
Polarization dependent Landau level crossing in a two-dimensional electron system in MgZnO/ZnO-heterostructure
我们报告的电输运测量在倾斜磁场的高迁移率的二维电子系统限制在MgZnO/ZnO异质界面。自旋分辨朗道能级（LLS）的多个交叉事件的观察使电子态序列的映射成为可能。我们进一步测量了零场下电子自旋极化率的重整化以及极化率对电子自旋极化率的依赖性。后者表现出对泡利自旋磁化率的偏离。结果，自旋分辨的LLS的交叉移动到更小的倾斜角，并且即使当磁场仅具有与2DES平面垂直的分量时，也不存在第一朗道能级符合事件。
2014-10-21 cond-mat.mes-hall
0D-2D Heterostructure for making very Large Quantum Registers using itinerant Bose-Einstein Condensate of Excitons
本研究在量子点-量子阱异质结构中观测到偏置依赖的激子巡游玻色-爱因斯坦凝聚，实现了宏观大量子态的实验调控，为制备含数百万激子量子比特的大量子寄存器提供了可行途径。
2023-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
An rf Quantum Capacitance Parametric Amplifier
本文提出并验证 QCPA，利用 GaAs 2DEG 的栅极可调量子电容实现射频放大，兼具高增益、低噪声、强磁场兼容和微瓦级功耗，可用于量子比特读出及射电天文。
2023-04-26 astro-ph.IM cond-mat.mes-hall quant-ph
A simple variational method for calculating energy and quantum capacitance of an electron gas with screened interactions
我们描述了一个变分过程计算的电子气的能量，其中的远程库仑相互作用被截断附近的金属栅极的屏蔽效应。我们使用这个程序来计算系统的量子电容作为电子密度和自旋极化的函数。该方法的准确性进行了验证，对公布的蒙特卡洛数据。结果与最近的一项实验相比是有利的。
2010-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Model of circular polarization dependence on Mn delta-layer position in LED heterostructures with InGaAs/GaAs quantum well
提出了具有InGaAs/GaAs量子阱的LED异质结构中Mn δ层位置的圆偏振依赖性的简单模型，能够相当准确地解释最近令人着迷的实验结果[S. V. Zaitsev等人，Physica E（2009），doi：10.1016/j.physe.2008.11.003]。该模型强调了注入的空穴和Mn自旋之间的位置相关的交换相互作用的作用，显着影响的磁场中的空穴能级分裂，导致强烈的变化的极化依赖性。讨论了注入空穴能量对应的有效温度和几何结构缺陷引起的展宽的作用。
2009-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The effect of electron dielectric response on the quantum capacitance of graphene in a strong magnetic field
当石墨烯被置于强磁场中时，石墨烯的量子电容可以是负的，这是电子之间位置相关性的明确实验特征。在这里，我们表明，石墨烯的量子电容也受到其介电极化率的强烈影响，这在磁场中是波矢量相关的。我们从理论和实验两方面研究了这种效应。我们开发了一个理论和数值计算程序来解释石墨烯的介电响应，并测量了氮化硼上高质量石墨烯电容器的量子电容。理论与实验结果吻合较好。
2013-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetotransport effects in polar versus non-polar SrTiO3 based heterostructures
对LaAlO 3/SrTiO 3界面和对称Nb掺杂SrTiO 3异质结构的面内磁场的各向异性磁电阻和负磁电阻进行了比较。这两种效应在LaAlO 3/SrTiO 3中特别强。我们分析了它们的温度，磁场和栅极电压的依赖关系，并发现它们产生于Rashba型自旋轨道耦合与磁散射体，有两个贡献，他们的潜力：自旋交换和库仑相互作用。原子自旋-轨道耦合足以解释Nb掺杂SrTiO 3中观察到的小效应。这些结果澄清了相互矛盾的传输解释SrTiO 3基异质结构。
2012-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin Control of Drifting Electrons using Local Nuclear Polarization in Ferromagnet/Semiconductor Heterostructures
我们展示了在GaAs沟道中局部控制移动电子自旋旋转的方法。当自旋被拖曳通过在MnAs/GaAs界面处产生的自旋极化核的区域时，光注入自旋的拉莫尔频率被调制。由原子核产生的有效场利用铁磁邻近极化效应进行光学或电学控制。自旋旋转也通过控制载流子穿过极化区域的时间来调谐。我们证明相干自旋旋转超过4 π弧度在运输过程中。
2010-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The effects of Mn concentration on spin-polarized transport through ZnSe/ZnMnSe/ZnSe heterostructures
研究了Mn浓度对具有单一顺磁层的稀磁半导体异质结构中弹道自旋极化输运的影响。利用实验数据拟合了零场导带偏移函数，发现自旋电流密度强烈依赖于Mn浓度。通过改变Mn浓度、顺磁层宽度和外加磁场，可以调节电子自旋极化和隧道磁阻的大小和符号。通过选择合适的Mn浓度和顺磁层宽度，输出电流的自旋极化度可以达到100%，器件可以用作自旋滤波器。
2006-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical manipulation of plasmon-phonon polaritons in heterostructures of graphene on biaxial crystals
天然各向异性晶体中的声子极化激元在红外纳米光学中有着巨大的应用前景。然而，这些极化激元的直接电控制是困难的，阻碍了有源极化激元器件的发展。本文提出了在双轴晶体（α-相三氧化钼）平板上石墨烯的异质结构，并从色散关系、等频线和量子自旋霍尔效应三个方面理论研究了与石墨烯费米能级相关的杂化等离子体-声子极化激元.我们证明了不同的等离子体声子极化激元模式的波长可调谐性和光学拓扑从开放（双曲线）到封闭（蝴蝶结状）等频率轮廓的增加的费米能级的石墨烯。此外，我们观察到等离子体声子极化激元的量子自旋可调霍尔效应，表现出通过费米能级调谐石墨烯的传播方向切换。我们的发现为新型电调谐极化激元器件和可编程量子光网络提供了机会。
2022-06-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Room-temperature polariton lasing in quantum heterostructure nanocavities
控制固态系统中的光-物质相互作用激发了大量的研究，以产生被称为激子-极化激元的玻色子准粒子，这需要激子和腔光子之间的强耦合。超低阈值相干光发射器可以通过激子-极化激元凝聚体的激光来实现，但这通常需要复杂的器件结构和低温。室温下工作的极化激元纳米激光器是相关研究的重要方向，不仅可以探索纳米尺度下的极化激元物理，而且在量子信息系统、全光逻辑门和超低阈值激光器等方面具有潜在的应用前景。然而，目前，室温极化激元纳米激光器的进展受到激子的热不稳定性和纳米腔固有的低品质因数的限制。在这里，我们展示了室温极化激元纳米激光器，通过设计宽禁带半导体异质结构纳米腔产生热稳定的激子与纳米腔光子耦合。由此产生的激子极化激元的拉比频率约为370毫电子伏的混合状态，使持久的极化激元激光到室温，有利于实现小型化和集成的极化激元系统。
2018-09-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Semiclassical Monte Carlo Model for In-Plane Transport of Spin-Polarized Electrons in III-V Heterostructures
研究了自旋极化电子在III-V族半导体量子阱中的面内输运。自旋动力学由自旋-轨道相互作用控制，该相互作用通过Dresselhaus（体不对称性）和Rashba（阱不对称性）机制产生。这种相互作用，由于其动量依赖性，导致自旋极化矢量的旋转，也产生有效的自旋退相。用密度矩阵方法描述电子自旋极化的演化，而电子的空间运动则用半经典方法处理。在77-300 K温度范围内进行了蒙特卡罗模拟。
2003-03-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electronic compressibility of layer polarized bilayer graphene
我们报告的双栅双层石墨烯的电容研究。测量的电容允许我们探测电子压缩性作为载流子密度、温度和施加的垂直电位移D的函数。随着D的增加而引起带隙，在电荷中性处的可压缩性最小值变得更深，但仍然有限，这表明在能隙内存在局域态。随温度变化的电容测量表明，压缩性是敏感的本征带隙。对于大的位移，一个额外的峰值出现在作为密度的函数的压缩性，对应于1维范霍夫奇点（vHs）的存在下，在带边所产生的四次双层石墨烯能带结构。对于D > 0，仅观察到电子的附加峰，而D < 0，仅观察到空穴的峰。这种不对称性可以用有限的层间分离来理解，并且可以用作层极化的直接探针。
2012-02-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Polarized Raman Analysis at Low Temperature to Examine Interface Phonons in InAs/GaAs_(1-x)Sb_x Quantum Dot Heterostructures
该研究利用低温偏振拉曼散射表征双层应变耦合 InAs/GaAs_(1-x)Sb_x 量子点异质结构的正常与界面声子，揭示 Sb 含量、模拟应变及频移之间的关联。
2024-09-15 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Nonlocal Scattering Matrix Description of Anisotropic Polar Heterostructures
极性晶体是中红外纳米光子学的一个有前途的平台，允许在晶格振荡中进行纳米级电磁能量约束。我们最近证明，在纳米极性系统的光学响应的局部描述失败，导致错误的预测模式频率和电磁场增强。本文推广了我们以前的工作，提出了平面、各向异性、层状极性介质异质结构的非局域光学响应的散射矩阵理论。我们采用的形式主义允许计算的反射和透射系数，以及导模谱。我们将我们的理论应用于复杂的AlN/GAN超晶格，证明了光子和声子模式之间的杂交所产生的光学响应的强非局域调谐。这些计算的数字代码提供在一个在线存储库中，作为一个工具，设计声子为基础的中红外光电子器件。
2020-08-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optically-patterned nuclear doughnuts in GaAs/MnAs heterostructures
我们展示了一个方案，在半导体/铁磁体异质结构的光学图案化核自旋极化。扫描时间分辨克尔旋转显微镜是用来成像的核自旋极化，结果时，GaAs/MnAs外延层照射具有高斯分布的聚焦激光。这些图像不是跟踪激光光斑的强度分布，而是揭示了核偏振形成具有圆对称性的环形横向结构，其中心处具有凹陷而不是峰值。
2004-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable spin and orbital polarization in SrTiO3-based heterostructures
本文推导了$\mathrm{LaAlO_3/SrTiO_3}$（LAO/STO）异质结中Rashba自旋轨道耦合（RSOC）的有效哈密顿量。我们推导出性质的解析表达式，例如，Rashba参数，有效质量，带边能量和轨道占有率，作为材料和可调异质结构参数的函数。虽然线性RSOC在$Γ$点附近占主导地位，但立方RSOC在较高能量的反交叉区域变得显著。我们发现，线性RSOC源于结构反转不对称（SIA），而立方项是由SIA和体积不对称引起的。此外，SOC的强度显示出一个惊人的依赖于可调异质结构参数，如STO的厚度和界面电场，这归因于附近的LAO/STO界面的量子限制效应。线性和立方RSOC的计算值与以前的实验结果一致。
2020-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Electrical Spin Injection in Ferromagnetic Semiconductor Heterostructures
在垂直偏置的（Ga，Mn）As基自旋偏振光发光二极管中观察到平行于和垂直于电荷输运的自旋输运效率的14倍各向异性。自旋极化是通过测量电致发光的极化从（In，Ga）As量子阱放置在距离d（20至420 nm）低于p型铁磁（Ga，Mn）As接触。此外，随着d减小，平行于生长方向的收集，测量到偏振从0.5%单调增加到7%，而垂直方向的面内偏振（~0.5%）保持不变。
2002-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spectrally Programmable Spin-Polarized Photocurrents in WSe$_2$-NiPS$_3$ Magnetic van der Waals Heterostructures
Bar-Ilan University（巴伊兰大学）；Technical University of Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）；Center for Advanced Systems Understanding, CASUS, HZDR（先进系统理解中心，CASUS，HZDR）；Yonsei University（延世大学）
该研究构建WSe₂-NiPS₃磁性范德瓦尔斯异质结构，利用光谱调谐实现无磁场的高自旋极化光电流产生，为光自旋电子器件提供了新平台。
2026-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric-field assisted optimal quantum transport of photo-excitations in polar heterostructures
过渡金属氧化物（TMO）异质结构是构建光子捕获器件的有希望的候选者，该光子捕获器件可以利用由光吸收产生的电荷激发的最佳量子输运。在这里，我们解决的明确作用的电场的光激发的量子输运性质的退相耦合到一个连续的状态作为一个水槽的一维链。我们表明，平均传输时间的水槽是优化的合适的值的耦合强度的水槽和电场，从而充分利用的相干增强效率的量子传输制度实现在几个单层TMO异质结构。与连续谱的最佳耦合保持与没有电场时的最佳耦合大致相同，并且是超辐射跃迁的特征。另一方面，最佳的电场，我们提供的估计使用的解析表达式是依赖于初始状态。
2019-10-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
