Tunneling probe-based characterisation of the sp${}^3$ dangling bond on the H-C(100):$2\times1$ surface
Australian National University（澳大利亚国立大学）；Queensland University of Technology（昆士兰科技大学）；La Trobe University（拉筹伯大学）；Quantum Brilliance Pty Ltd（量子卓越有限公司）
本研究提出了一种基于隧道探针的技术，用于识别钻石表面的sp³悬空键，为量子技术的发展提供了实验和理论框架。
2026-10-01 cond-mat.mes-hall
Optimizing surface defects for atomic-scale electronics: Si dangling bonds
利用扫描隧道显微镜探测表面缺陷是原子尺度电子学和量子信息技术应用的一个有前途的平台。使用第一性原理计算，我们演示了如何设计氢化Si（100）表面上的悬挂键（DB）缺陷，这会产生可用于原子级器件的孤立杂质态。特别是，我们表明，样品厚度和双轴应变可以作为控制参数来设计DB缺陷的电子性能。而在厚的Si样品中，中性DB状态与体价带共振，双金属样品（1-2 nm）导致间隙中的隔离杂质状态;对于DB对和DB线观察到类似的行为。应变进一步将DB与价带隔离，应变响应严重依赖于样品厚度。这些发现为电子和量子信息应用提供了调整表面缺陷性质的新方法。最后，我们提出了一个一致的和统一的解释，在文献中提出的DB缺陷氢化硅表面，合理化不同的实验和模拟之间的明显差异。
2017-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermally-induced crossover from 2D to 1D behavior in an array of atomic wires: silicon dangling-bond solitons in Si(553)-Au
亚单层量的Au在密集阶梯状Si（553）表面上的自组装产生了间隔1.5 nm的紧密间隔的\atomic线阵列。在低温下，在台阶边缘处的台阶和硅悬挂键的行之间的电荷转移导致具有x3周期性的悬挂键的行内的电荷有序状态。悬空键之间的相互作用导致它们排列成完全二维（2D）阵列，相邻步骤之间具有中心注册。我们发现，随着温度的升高，孤子缺陷内的每个步骤的边缘。孤子的浓度随着温度的升高而升高，并最终通过解耦台阶边缘而破坏2D阶，从而将系统的有效维数降低到1D。这种从高维度到低维度的交叉是出乎意料的，实际上，与其他系统中的行为相反。
2019-11-26 cond-mat.mes-hall
Antiferromagnetic ordering of dangling-bond electrons at the stepped Si(001) surface
利用第一性原理密度泛函计算，我们探讨了在Si（001）表面重新键合的$D_B$台阶上磁有序的可能性。重新键合的$D_B$步骤包含三重协调的Si原子可以被视为一维悬挂键（DB）线沿台阶边缘。我们发现，硅原子组成的台阶边缘的位移向上和向下交替由于Jahn-Teller-like扭曲，但是，如果Si二聚体的平台上被钝化的H原子，反铁磁（AFM）秩序可以稳定在台阶边缘的抑制Jahn-Teller-like扭曲。我们还发现随着DB线长度的减小，原子力显微镜的能量优先性比Jahn-Teller类畸变的能量优先性以振荡的方式增强，显示出所谓的量子尺寸效应。
2013-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Surface dangling bond states and band-lineups in hydrogen-terminated Si, Ge, and Ge/Si nanowires
我们报道了对直径在1 ~ 2 nm之间的氢封端的Si和Ge纳米线、Ge/Si纳米线异质结构以及Si和Ge（111）表面的表面悬挂键（SDB）态的电子性质的从头算研究。我们发现SDB态的电荷跃迁能级e（+/-）在真空能级以下4.3 +/-0.1eV处是Si和Ge线以及Si/Ge异质结构之间的共同能量参考。对孤立原子的e（+/-）的计算表明，这个几乎恒定的值是一个可解释的原子性质。
2010-09-29 cond-mat.mes-hall
PoisSolver: a Tool for Modelling Silicon Dangling Bond Clocking Networks
硅悬挂键（SiDBs）制造的进步揭示了一个潜在的平台，时钟场耦合纳米计算结构。这项工作介绍PoisSolver，有限元模拟器调查时钟SiDB系统中的SiQAD设计工具。三个时钟方案借用量子点元胞自动机以前的工作进行检查，作为潜在的构建模块的一般时钟框架SiDB电路。这些时钟方案在SiQAD中实现，并且使用几何不可知的方法来执行功率估计以验证每个时钟方案。发现使用14 nm技术节点的时钟方案在1 GHz时耗散10-100 uW cm-2，在1 THz时耗散1-10 W cm-2。
2020-02-24 cond-mat.mes-hall
Characterizing the rate and coherence of single-electron tunneling between two dangling bonds on the surface of silicon
我们设计了一个方案，以表征隧穿的一对隧道耦合悬空键共享的硅表面上的多余的电子-有效地一个两级系统。理论估计表明，隧穿应该是高度一致的，但太快了，无法用任何传统技术测量。相反，我们的方法是测量我们的悬挂键对的时间平均的电荷分布的电容耦合原子力显微镜的尖端在两个悬挂键之间的表面平行的静电势偏置和可调谐的中红外激光能够诱导拉比振荡系统中的存在。在非共振激光器中，由于偏压的作用，悬挂键对中的时间平均电荷分布是不对称的。然而，当激光器与偏置对中的相干电子隧穿共振时，理论预测时间平均电荷分布变得对称。这种共振对称效应不仅可以揭示隧穿速率，而且可以揭示系统中单电子动力学的退相干性质和退相干速率。
2014-01-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum interference and contact effects in dangling bond loops on H-Si(100) surfaces
我们进行电子结构和量子输运的悬挂键环H-钝化的Si（100）表面和连接到碳纳米管引线的研究。我们的模型回路直和曲折的拓扑结构，以及与不同的长度与一个有效的密度泛函为基础的紧束缚电子结构的方法（DFTB）。改变环的长度或引线耦合位置，我们会由于电子干涉而引起透射率的急剧变化。取决于环内发生的是相长干涉还是相消干涉，我们可以显著地改变几个数量级的输运性质。这些结果提出了一种方法来设计具有高传输特性的封闭电子驱动纳米电路，并利用干扰效应来控制它们。
2015-06-23 cond-mat.mes-hall
Environmental Modeling of Silicon Dangling Bond QCA Wires
量子元胞自动机（QCA）电路与其环境的相互作用引起其量子态的跃迁，这可能导致计算错误。这些相互作用的性质取决于电路的具体物理实现。在硅悬挂键QCA的情况下，环境相互作用的一个通道是在硅晶格中的悬挂键单元和纵向声子之间。在存在这种环境相互作用的情况下，短的4单元线模拟示出了在液氮温度下的可靠操作，然而模拟和理论论证表明，从热平衡操作的长线容易受到沿其长度的单元极化的指数衰减的影响，而不管时钟分区。量子退火被建议作为一种技术，使QCA线到它们的基态之前的信息传输，以规避这个问题。
2018-01-24 cond-mat.mes-hall nlin.CG physics.app-ph
Dangling bonds and magnetism of grain boundaries in graphene
采用原子Monte Carlo和分子动力学模拟结合密度泛函（SIESTA）方法研究了石墨烯中含有悬挂键的晶界（DBGB）.选择最稳定的配置，并分析其结构的晶界位错。结果表明，以五边形、八边形和七边形（5-8-7缺陷）为核心的晶界位错是DBGB的典型结构元素，其能量相对较低。用密度泛函方法研究了DBGB的电子能谱和磁性。结果表明，5-8-7缺陷是磁性的，氢化后其磁矩仍然存在。研究了氢化和面外变形对DBGB磁性能的影响。
2012-02-24 cond-mat.mes-hall
Multiple Silicon Atom Artificial Molecules
我们提出了在氢终止的Si（100）表面上的悬挂键链的线性合奏，图案化的表面晶格所允许的最接近的间隔排列。局域态密度图在空间上延伸的电压范围内的紧密耦合的实体揭示了丰富的能量和空间变化的电子状态。这些人造分子表现出由组成原子的共价相互作用产生的集体电子状态。悬挂键链结构的一个明显的静电扰动是由负悬挂键的紧密放置引起的。这样引起的电子变化被完全消除了，矛盾的是，通过添加第二个悬挂键。
2016-07-20 cond-mat.mes-hall
Atomic White-Out: Enabling Atomic Circuitry Through Mechanically Induced Bonding of Single Hydrogen Atoms to a Silicon Surface
我们报道了机械诱导硅-氢共价键的形成及其在工程纳米电子器件中的应用。利用非接触式原子力显微镜（NC-AFM）的针尖，可以垂直操纵单个氢原子。当施加局部电子激发时，单个氢原子从氢钝化表面解吸，并且可以转移到尖端顶点，如从频移曲线中的独特签名所证明的。在隧道电子和电场的情况下，在0 V的扫描探针显微镜结中，在尖端顶点处的氢原子被带到非常接近硅悬挂键，诱导硅-氢共价键的机械形成和悬挂键的钝化。功能化的尖端被用来表征硅悬挂键的氢-硅表面上，被证明是增强扫描隧道显微镜（STM）的对比度，并允许NC-AFM成像与原子和化学键的对比度。通过实例，我们展示了这种原子尺度的机械操作技术在基于表面悬挂键的纳米电子器件的新兴技术工程中的重要性。
2017-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Theory of Non-equilibrium Single Electron Dynamics in STM Imaging of Dangling Bonds on a Hydrogenated Silicon Surface
在氢化硅表面上的悬挂键（DBs）的制造和扫描隧道显微镜（STM）成像过程中，我们始终观察到特定成像条件下孤立DBs周围的晕状特征。这些围绕着单个或小组的DBs，具有异常尖锐的边缘，并且不能用传统的STM理论来解释。在这里，我们调查的性质，这些功能的全面的三维模型的弹性和非弹性电荷转移附近的DB。我们的基本发现是，非平衡电流通过本地化的电子状态的DB确定的DB的充电状态。这种局部电荷扭曲了硅样品的电子能带，这反过来又影响了附近的STM电流，导致晕圈效应。研究了不同成像条件和样品特性对DBs STM图像的影响。
2011-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Infrared band strengths of dangling OH features in amorphous water at 20 K
本研究针对低温下非晶态水悬空OH键谱带强度缺失的问题，采用红外多角度入射分辨光谱法定量了20 K下两类悬空OH特征及CO吸附后新特征的谱带强度，助力星际冰表面结构研究与JWST观测解读。
2024-07-10 astro-ph.EP astro-ph.GA cond-mat.mes-hall
Boundary conditions for the electronic structure of finite-extent, embedded semiconductor nanostructures
嵌入在主体材料中的有限范围半导体纳米结构的建模需要在有限模拟域中对边界进行数值处理。在紧束缚经验模型中，研究了三种边界条件对InAs点自组装的影响：周期性边界条件，提高表面原子轨道能量，提高表面悬挂键能量.周期性边界条件需要一个光滑的边界，因此比两个非周期性边界条件更大的GaAs缓冲区。在非周期性条件之间，悬挂键能量移动比轨道能量移动更有效，就消除间隙中间的非物理表面态而言。大于5 eV的悬挂键能移有效地消除了所有的中间带隙表面状态，并导致内部状态是高度不敏感的能量偏移的变化。
2003-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room Temperature Microsecond Coherence of Silicon Dangling Bonds
本文通过密度泛函理论与多频脉冲电检测磁共振谱结合，发现氢化非晶硅中悬挂键俘获电子后形成魔角状准二维亚稳态自旋对，将室温自旋相干时间延长至微秒级，为硅基量子传感奠定基础。
2024-02-26 cond-mat.mes-hall
Chirality-Dependent Growth Rate of Carbon Nanotubes - A Theoretical Study
我们考虑几何约束的碳原子的边缘生长的纳米管。管的生长是通过悬挂键从扶手椅形转变为锯齿形，反之亦然。我们发现，生长速率取决于边缘结构（手性），悬挂键转换的能量障碍，和生长温度。计算的手性分布来自这个最低限度的理论显示出令人惊讶的良好协议与实验。我们的想法意味着碳纳米管的手性分布可以通过外部参数的影响。
2012-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Simulating Charged Defects in Silicon Dangling Bond Logic Systems to Evaluate Logic Robustness
本文提出将固定电荷缺陷仿真纳入SiDB基态模型并在SiQAD中实现，通过复现实验验证精度，进而研究逻辑门对邻近缺陷的最小间距容限，为逻辑鲁棒性研究奠定基础。
2023-08-08 cond-mat.mes-hall
Engineering topological surface-states: HgS, HgSe and HgTe
使用密度泛函电子结构计算，我们建立的后果表面终止和修改保护表面状态的metacinnabar（β-HgS）。我们发现在（110）面狄拉克锥是各向同性的，并且与价带分离很好，而在（001）面狄拉克锥是高度各向异性的。我们表明，各向异性被修改的表面钝化，因为拓扑表面状态包括悬挂键的贡献。这种悬挂键存在于整个HgX类（X = S、Se或Te）的所有纯表面上，并直接影响狄拉克锥的性质。表面修改也改变了空间位置（深度和衰减长度）的拓扑保护的边缘状态，使他们的光电发射数据的解释是必不可少的。
2013-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
$(111)$ surface states of SnTe
拓扑绝缘体的表征和应用关键取决于其被保护的表面态，然而，这些表面态可能被平凡的悬挂键态的存在所掩盖。我们的第一原理计算表明，这是原始的$(111)$表面的SnTe的情况。然而，当悬挂键态在适当的化学吸附中被钝化时，预测的表面态展开。我们进一步提取了未折叠的$\barΓ$ -和$\bar M$ -表面态的各向异性费米速度、穿透长度和各向异性自旋织构，这与http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.86.081303 Phys.Rev.B86，081303（R）中的理论一致。更重要的是，这种化学吸附方案提供了一个外部控制的相对能量的不同狄拉克节点，这是特别可取的多谷运输。
2014-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomic Defect-Aware Physical Design of Silicon Dangling Bond Logic on the H-Si(100)2x1 Surface
本文针对硅悬挂键电路制造中的原子级表面缺陷问题，提出了一种缺陷感知的自动布局与布线算法，通过结合实验数据生成抗缺陷的稳健设计，并量化了实现规模化所需的缺陷率阈值。
2023-11-17 cond-mat.mes-hall cs.ET physics.app-ph
Time-Resolved Single Dopant Charge Dynamics in Silicon
随着半导体器件的最终小型化的临近，必须澄清单一掺杂剂的影响。除了提供对传统设备的功能和局限性的洞察之外，这些信息还能够识别新的设备概念。研究单一掺杂剂需要亚纳米的空间分辨率，使扫描隧道显微镜成为理想的工具。然而，掺杂剂动力学涉及发生在纳秒时间尺度的过程，对实验构成了重大挑战。在这里，我们使用时间分辨扫描隧道显微镜和光谱探测和研究运输通过硅上的悬挂键之前，系统放松或调整，以适应所施加的电场。原子分辨，电子泵探测扫描隧道显微镜允许前所未有的，定量测量时间分辨单掺杂剂电离动力学。通过表面悬挂键的隧道使得测量信号变得可行，否则信号太弱而无法检测。测量单个掺杂剂的不同电离和中和速率，并确定控制这些速率的物理过程。
2016-10-26 cond-mat.mes-hall
Electronic Structures of Atomic Silicon Dimer Wires as a Function of Length
本文通过STM与密度泛函理论研究了Si(100)表面由1至5个硅二聚体组成的原子线的电子结构，发现每个二聚体向带隙贡献一个空态并向价带贡献一个占据态，其耦合形成导电通路，且短线的结构与动力学特性与37二聚体长线相似。
2024-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Silicon Atomic Quantum Dots Enable Beyond-CMOS Electronics
我们回顾了我们最近在硅表面上构建原子级量子点元胞自动机电路的工作。我们的结构单元由H-Si（001）表面上的硅悬挂键组成，其已被证明是量子点。首先讨论了悬挂键的制备、实验成像和带电特性。然后，我们将展示如何精确组装这些点，以形成人工分子。这种复杂的结构可以用作具有定制光学特性的系统、量子点元胞自动机的电路元件和量子计算。宏观原子连接的考虑进行了讨论。
2013-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Self healing of vacancy defects in single layer graphene and silicene
利用第一性原理计算研究了石墨烯和硅烯中空位缺陷的自修复机制。我们研究了吸附原子的吸附、扩散、空位的形成，揭示了单层石墨烯和硅烯的单、双和三空位愈合的原子机制。硅原子吸附在硅烯的顶位上，通过推动下面的一个硅原子形成哑铃状结构。石墨烯中的单空位的非对称重构是通过两个悬挂键的重新键合和通过剩余的不饱和悬挂键获得显著的磁矩而引起的。在硅烯中，围绕单个空位的三个二重配位原子通过重新键合变为四重配位原子。通过新键形成获得的能量成为重建的驱动力。在外界原子的供给下，石墨烯的空位缺陷在完全愈合的同时，硅烯空位在愈合的过程中会形成Stone-Wales缺陷。通过重构空位缺陷来改变悬浮的单层石墨烯和硅烯的电子和磁性。
2013-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Giant Surface Charge Density of Graphene Resolved From Scanning Tunneling Microscopy and First-Principles Theory
在这项工作中，系统的恒偏置，变电流扫描隧道显微镜（STM）的测量和STM模拟从密度泛函理论，产生关键的洞察到石墨烯中的电子的空间结构。石墨烯和石墨之间的基本比较，显示石墨烯的表面电荷密度是石墨的300%。此外，模拟STM图像显示，高电流STM更好地解决了石墨烯蜂窝键合结构，因为发生在最顶端的悬挂键轨道的收缩。
2015-02-09 cond-mat.mes-hall
Autonomous Scanning Probe Microscopy in-situ Tip Conditioning through Machine Learning
原子尺度的表征和操作与扫描探针显微镜依赖于使用原子尖锐的探针。在这里，我们提出了基于机器学习的自动化方法来自动检测和修复扫描隧道显微镜探针的质量。作为一个模型系统，我们采用这些技术在技术上相关的氢封端的硅表面，训练网络识别异常的表面悬挂键的外观。在测试的机器学习方法中，卷积神经网络的准确率最高，在97%的测试案例中实现了对降级提示的积极识别。通过采用多点比较和多数表决，该方法的准确性提高到99%以上。这里描述的方法可以很容易地推广到其他材料系统和纳米成像技术。
2018-03-23 cond-mat.mes-hall
SiQAD: A Design and Simulation Tool for Atomic Silicon Quantum Dot Circuits
本文介绍了SiQAD，一个计算机辅助设计工具，使快速设计和模拟的原子硅悬挂键量子点图案的计算逻辑能力。包括几个模拟工具，每一个都能够告知设计师他们的设计的各个方面：一个基态电子配置发现者，一个非平衡电子动力学模拟器，和一个电势景观求解器与时钟电极的支持。模拟已经与过去的实验结果进行了比较，以告知电子布居估计和动态行为。新的逻辑门适合于这个平台已被设计和模拟，并已被证明的时钟线。这项工作为探索硅原子悬挂键量子点电路广阔而肥沃的设计空间铺平了道路。
2018-08-14 cond-mat.mes-hall
Single Electron Dynamics of an Atomic Silicon Quantum Dot on the H-Si(100) 2x1 Surface
本文报道了在H-Si（100）2x 1表面上直接观察到的单原子悬挂键（DB）的单电子带电现象。扫描隧道显微镜的尖端被放置在DB附近，作为单个电子敏感电荷检测器。三个不同的悬挂键，正，中性和负的电荷状态，被辨别出来。从数据中提取电荷状态概率，并分析电流轨迹揭示了特征单电子充电动力学。填充率被发现呈指数衰减与增加尖端DB分离，但不是一个函数的样品偏置，而排空率显示一个非常弱的依赖于尖端位置，但强烈依赖于样品偏置，与原子量子点隧道耦合到尖端的一侧和体硅的另一侧的概念一致。
2014-01-30 cond-mat.mes-hall
Radical-free dynamic nuclear polarization using electronic defects in silicon
直接动态核极化的1H核在冷冻水和水-乙醇的混合物证明使用硅纳米粒子作为极化剂。在硅表面附近的悬挂键网站的电子自旋被确定为源的核超极化。这种新的极化方法为表面工程纳米结构的制造开辟了新的途径，以创建高核自旋极化的解决方案，而不引入污染的自由基，并为吸附到表面上的分子的研究。
2012-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural Control of Atomic Silicon Wires
本研究首次在氢化Si(100)表面制备了可变长度硅悬挂键二聚体线，通过STM探针在低温下实现了对其翻转的精准控制，并验证了其作为可重写二进制存储元件和随机数生成器的潜力。
2025-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Characterizing $S=3/2$ AKLT Hamiltonian with Scanning Tunneling Spectroscopy
本研究提出两种基于扫描隧道显微镜非弹性隧道谱（IETS-STM）的方法，分别通过非平衡测量二聚体激发态能量和探测边缘悬挂自旋，来评估有限尺寸系统是否实现了 AKLT Hamiltonian。
2025-03-06 cond-mat.mes-hall
Modern polarization theory yields surface bound charge associated with spontaneous polarization of bulk. However, understanding polarization in nano systems also requires a proper treatment of charge transfer between surface dangling bonds. Here, we develop a real-space approach for total polarization and apply it to wurtzite semiconductors and BaTiO3 perovskite. First-principles calculations utilizing this approach not only yield spontaneous bulk polarization in agreement with Berry phase calculations, but also uncover phenomena specific to nano systems. As an example, we show surface passiva…
2021-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning the thermal conductivity of silicon nanowires by surface passivation
本研究通过大规模分子动力学模拟，提出以表面过剩能为指导用氢/氧钝化硅纳米线悬挂键的方法，实现了通过表面覆盖浓度调控其热导率，并揭示了刚度变化的调控机制。
2024-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Role of surface termination in realizing well-isolated topological surface states within the bulk band gap in TlBiSe$_2$ and TlBiTe$_2$
与TlBiSe $_2$和TlBiTe $_2$的平坦（极性）Se/Te-或Tl-终止表面相关的电子结构被预测为不仅具有狄拉克锥态，而且具有费米能附近的平凡悬挂键态。然而，后者，平凡的状态从来没有观察到在光电发射测量。为了解决这一矛盾，我们进行了{ \it从头计算}的各种表面的TlBiSe $_2$和TlBiTe $_2$。发现在表面原子层中具有相等数量的Se/Te和Tl原子的粗糙非极性表面破坏了平凡的悬挂键态，仅在体能隙中留下狄拉克锥态。计算结果与TlBiSe $_2$和TlBiTe $_2$中相应的色散关系符合得很好.我们还表明，在平坦的情况下，Se终止，高指数（221）和（112）表面的TlBiSe $_2$，平凡的表面态转移大力低于狄拉克节点，并成为良好的分离狄拉克锥态。
2016-02-06 cond-mat.mes-hall
High Electron Mobility in Epitaxial Graphene on 4H-SiC(0001) via post-growth annealing under hydrogen
我们研究了在4 H-SiC（0001）上外延单层石墨烯的磁输运性质，该石墨烯是通过在Ar中常压石墨化，然后进行H2插层而生长的。我们直接证明了在石墨烯/SiC（0001）界面处饱和Si悬挂键以实现高载流子迁移率的重要性。成功消除Si悬空键后，载流子迁移率在0.3 K时从3 000 cm^2/Vs增加到> 11 000 cm^2/Vs。此外，石墨烯的电子浓度往往会从几个10^12 cm^-2下降到小于10^12 cm^-2。对于一个典型的大（30 × 280 μ m^2）霍尔棒，我们报道了在朗道能级填充因子nu = 2，6，10，14时，在0.3 K下观察到的整数量子霍尔态，其横向电阻平台发展良好. 42和Shubnikov de Haas振荡。在这样的器件中，在nu=2、19 T和0.3 K下的霍尔态量子化可以是非常鲁棒的：对于高达250 uA的测量电流，电子传输中的耗散可以保持非常低，纵向电阻率低于5 mOhm。这在计量学应用方面是非常有前途的。
2014-03-20 cond-mat.mes-hall
Zone-resolved photoelectronic scoping of the local bonding and electronic dynamics at the graphite skin with and without atomic vacancy and the associated graphene edge states
区带分辨光电子能谱学（ZPS）使我们能够获得局域的定量信息，从而证实了我们对有和无原子空位缺陷的石墨表面成键和电子动力学的理论预期。ZPS研究显示：i）孤立碳原子的1 s能级位于282.57 eV处，在金刚石块体形成时，其深移1.32 eV; ii）与块体金刚石中的C-C键相比，石墨表面键收缩18%，能量增加165%;表面C 1 s能量从孤立碳原子的1 s能级深移2.08 eV;缺陷键短约26%，强约215%，结合能位移约2.85 eV.当空位形成时，在C1 s能级以下1.28eV处出现一个极化峰。结合扫描隧道显微镜/光谱观测和密度泛函理论计算，ZPS测量首次阐明了原子空位或石墨烯锯齿形边缘处的石墨Dirac-Fermi极化子是由欠配位诱导的局部致密化和成键电子的量子俘获引起的未成对悬挂键电子的极化引起的.
2011-09-19 cond-mat.mes-hall
Resolving and Tuning Carrier Capture Rates at a Single Silicon Atom Gap State
我们报告调整载流子捕获事件在一个单一的悬挂键（DB）midgap状态通过改变衬底温度，掺杂类型和掺杂浓度。采用全电子时间分辨扫描隧道显微镜（TR-STM）直接测量纳秒时间尺度上的载流子俘获率。一个特征性的负微分电阻（NDR）功能是显而易见的，在扫描隧道显微镜（STM）和扫描隧道光谱（STS）的测量DBs的n型和p型掺杂样品。据发现，一个共同的模型占两个观察。原子特定的开尔文探针力显微镜（KPFM）的测量证实了充满活力的位置DB的电荷跃迁水平，证实STS的研究。结果表明，在不同的尖端诱导场的DB可以提供从两个不同的水库：体导带和/或价带。我们测量的填充和排空率的DBs的能量制度，其中电子提供的散装价带。通过在DB附近添加点电荷，库仑相互作用被证明可以改变所观察到的STS和NDR功能。
2017-11-01 cond-mat.mes-hall
Interactions between two C60 molecules measured by scanning probe microscopies
利用扫描隧道显微镜和原子力显微镜对Cu（111）表面的C60分子进行了探针研究。当两个分子的一个[6，6]键面对另一个分子的一个六边形时，观察到最大吸引力。包括参数化范德华相互作用的密度泛函理论计算证实了观察结果。
2017-04-27 cond-mat.mes-hall
Electronic and structural characterization of divacancies in irradiated graphene
我们提供了一个碳双空位，一个基本的，但几乎未开发的点缺陷在石墨烯的彻底研究。低温扫描隧道显微镜（STM）成像的不同衬底上的辐照石墨烯使我们能够识别一个共同的双重对称点缺陷。我们的第一性原理计算揭示，这种类型的缺陷的结构容纳在由两个五边形和一个八角形形成的重排原子网络中的两个相邻的缺失原子，没有悬挂键。扫描隧道光谱（STS）测量的双空位产生在接近理想的石墨烯显示的电子光谱占主导地位的空态共振，这是归因于自旋简并的$π$ -电子性质的近平带。虽然计算的电子结构排除了双空位周围磁矩的形成，但费米能级附近电子共振的产生揭示了双空位作为用于调节石墨烯系统中电子输运性质的关键点缺陷。
2011-12-23 cond-mat.mes-hall
We performed a combined study of the (001)-cleavage plane of lanthanum hexaboride (LaB$_\text{6}$) using scanning tunneling microscopy (STM) and density functional theory (DFT). Experimentally, we found a (2$\times$1) reconstructed surface on a local scale. The reconstruction is only short-range ordered and tends to order perpendicularly to step edges. At larger distances from surface steps, the reconstruction evolves to a labyrinth-like pattern. These findings are supported by low-energy electron diffraction (LEED) experiments. Slab calculations within the framework of DFT shows that the atom…
2020-08-25 cond-mat.mes-hall
On the connection between structural distortion and magnetism in graphene with a single vacancy
采用基于密度泛函理论的第一性原理计算研究了含单空位石墨烯的结构畸变与磁性出现之间的关系.我们的结果表明，在空位周围形成了一个局部畸变，两个原子键的重建和一个悬挂键保留在邻近空位的第三个原子上。然后对第三个原子可能的面外位移进行了系统的研究，以确定它对系统磁特征的影响。基态被明确地发现是磁性的和平面的，自旋分辨的$σ$和$π$带对总磁矩有贡献。然而，我们还发现，如果第三原子从石墨烯平面的初始位移高于最小阈值，则可以实现亚稳态解，这导致非平面几何形状和非磁性状态。
2012-11-12 cond-mat.mes-hall
Quantum Friction in Nanomechanical Oscillators at Millikelvin Temperatures
我们报告的兆赫兹范围内，暂停，单晶纳米机械振荡器的耗散的低温测量。在毫开尔文温度下，耗散（逆品质因数）和共振频率的偏移显示可再现的功能，类似于在无序玻璃中的声音衰减实验中观察到的那些，并且与由单晶硅制造的较大微机械振荡器中的测量结果一致。我们的单晶纳米机械结构中的耗散主要由内部量子摩擦决定，这是由于估计大约有50个两级系统，它们代表了表面上的悬挂键和体缺陷。
2006-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
