Optimizing thermoelectric efficiency of superlattice nanowires at room temperature
众所周知，薄纳米线的品质因数（$ZT$）可以在室温下显著增强，这是由于声子的边界散射的增加引起的声子热导的降低。可以预期的是，纳米线填充量子点（QD）的声子热导将进一步降低。在这里，我们考虑一个超晶格纳米线（SLNW）建模的线性链的强耦合量子点连接到电极。为了优化设计，我们研究了$ZT$对量子点能级（$E_0$）（相对于电极中的费米能级$E_F$）、点间耦合强度（$t_c$）、隧穿率（$Γ$）和温度$T$的依赖性。结果表明，在室温下，当$(E_0-E_F)/k_BT \approx 2.4$和$Γ=t_c$的量子点数目为$t_c/k_BT <0.5$时，SLNW的功率因数最大，且与量子点数目无关.通过使用合理的物理参数，我们表明，薄SLNW的横截面宽度接近$3~nm$有可能实现$ZT\ge3$。
2018-04-20 cond-mat.mes-hall
Micro-engineered CH$_3$NH$_3$PbI$_3$ nanowire/graphene phototransistor for low intensity light detection at room temperature
甲基碘化铅铵钙钛矿彻底改变了第三代固态太阳能电池领域，导致简单的太阳能电池结构1和高达20.1%的认证效率。最近，有机金属卤化物钙钛矿的独特的光捕获特性已被开发用于光电探测器，其中纯钙钛矿基器件和混合纳米结构的响应度分别达到约3.5 A/W和180 A/W。在这里，我们报告的第一个混合光电晶体管的光活性甲基铵碘化铅纳米线（以下简称MAPbI $_3$ NW）的网络的性能增强CVD生长的单层石墨烯。这些器件在可见光范围内显示出高达~ 2.6 × 10 $^6$ A/W的响应率，显示出作为室温单电子检测器的潜力。
2016-12-03 cond-mat.mes-hall
Room Temperature Device Performance of Electrodeposited InSb Nanowire Field Effect Transistors
在这项研究中，InSb纳米线已形成电沉积和集成到NW-FET。NW在多孔阳极氧化铝（PAA）模板中形成，其中PAA孔径约100 nm限定NW直径。分别在125 ℃和420 ℃下退火后，纳米线显示出InSb的锌掺杂晶体结构，如从X射线衍射和高分辨率透射电子显微镜所证实的。退火的纳米线用于制造纳米线场效应晶体管（NW-FET），每个纳米线场效应晶体管包含具有500 nm沟道长度的单个NW，并且通过掺杂Si晶片上的20 nm SiO2层进行选通。在氩气环境中在300 ℃下对NW-FET退火10分钟后，观察到晶体管特性，其中ION约为40 μ A（在背栅配置中，VDS = 1V），在晶体管操作的线性区域中ION/IOFF约为16 - 20，并且gd约为71 μ S。室温下，从样品中提取的场效应电子迁移率为~1200 cm 2 V-1 s-1。我们报告的高导通电流每纳米线相比，其他报道的NW-FET的背栅几何形状和电流饱和在低源漏电压。长沟道MOSFET模型不能很好地描述器件特性，但可以从速度饱和效应的角度定性地理解增强散射
2011-04-28 cond-mat.mes-hall
Monolithic InGaAs nanowire array lasers on silicon-on-insulator operating at room temperature
芯片级集成光源是广泛的光子学应用中的关键组件。III-V族半导体纳米线发射器由于其优异的材料特性、极其紧凑的尺寸以及直接在晶格失配的硅衬底上生长的能力而作为一种迷人的方法而受到关注。尽管纳米线发射器已经取得了显著的进展，但由于纳米线发射器与光子集成电路（PIC）集成的困难，其实际应用仍处于早期阶段。在这里，我们展示了第一次光泵III-V纳米线阵列激光器单片集成在绝缘体上硅（SOI）平台。纯单晶InGaAs/InGaP核/壳纳米线在SOI衬底上的选择性区域生长使纳米线阵列能够形成具有优异光学和结构特性的光子晶体纳米束腔，从而使激光器在室温下工作。我们还表明，纳米线阵列激光器有效地耦合SOI波导采用纳米外延预图案化的SOI平台上。这些结果为超紧凑和节能的光链路提供了一个新平台，并明确指出了实用和功能性纳米线激光器的方向。
2017-01-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optoelectronic characterisation of twisted germanium sulfide nanowires with experimental observation of intrinsic ferroelectricity
我们报告的光电特性的Eshelby扭曲的硫化锗（GeS）纳米线的铁电秩序在室温下的GeS，这是一个中心对称的分子的第一次实验观察。这些纳米线的化学组成和结构，证实了各种光谱，显微镜和衍射技术。此外，发现纳米线随时间稳定。从光电测量，我们发现，这些p型半导体GeS纳米线具有高达两个订单更高的载流子迁移率比GeS纳米片，并具有可持续的，强大的光开关性能。压电响应力显微镜显示了铁电材料的电滞回线和蝶形回线，证实了室温铁电性的存在。我们的观察表明，扭曲的GeS纳米线的特性可以用来制造高效的电传感器，光电探测器，数据存储器和柔性电子产品。
2020-09-18 cond-mat.mes-hall
Fringe field control of one-dimensional room temperature quantum transport in site controlled AlGaN/GaN lateral nanowires
我们已经证明了有效的边缘场控制的一维电子气（1-DEG）在AlGaN/GAN横向纳米线。纳米线的位置控制和形成的干法和各向异性湿法蚀刻的组合。纳米线尺寸被很好地控制，并且可以具有10 μ m/5 nm或更大的非常高的长/宽纵横比。输运由条纹门控制，并显示室温量子输运，其中1-D子带的逐渐填充表现为在晶体中的振荡。边缘栅的阈值电压耗尽的一维电子气被发现增加，增加漏极电压表示有效的控制1-DEG。除了传统的几何电容，考虑到量子电容的传输特性和边缘场操作的解释。讨论了纳米线宽度和边缘栅位置对器件性能的影响。
2016-06-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Polariton Bose-Einstein condensate at room temperature in a Al(Ga)N nanowire-dielectric microcavity with a spatial potential trap
在外延生长过程中，通过改变Al（Ga）N纳米线长度方向上的组分，在6.0 μm Al（Ga）N纳米线中形成了空间势阱。研究了室温下平面内嵌入单根纳米线的介质微腔的极化激元发射特性。在纳米线的Al（Ga）N端处提供激发，并且从纳米线的最低带隙GAN区域观察到极化激元发射。结果与在具有均匀GAN纳米线的相同微腔中测量的那些结果的比较，并且具有相同的激子-光子失谐，表明极化激元在它们穿过Al（Ga）N纳米线中的陷阱传输时蒸发冷却。极化激元发射的光谱特性、它们的动量分布、一阶空间相干性和极化激元冷却的时间分辨测量的测量提供了在室温下在纳米线的GAN区域中形成平衡的玻色-爱因斯坦凝聚体（固态系统中物质的独特状态）的强有力的证据。在没有空间势阱的GAN纳米线电介质微腔中不形成平衡冷凝物。
2012-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Observation of dielectrically confined excitons in ultrathin GaN nanowires up to room temperature
本研究制备了直径低至6 nm的裸GaN纳米线，利用其与真空的介电失配实现强介电限制激子，在室温下获得高辐射效率，为先进低维结构制备提供基础。
2024-01-30 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
High magnetic field reveals the nature of excitons in a single GaAs/AlAs core/shell nanowire
报道了单个锌掺杂GaAs/AlAs核/壳纳米线的磁光致发光测量。在低温下，在低功率（nW）激发下，观察到在1.507 eV的强发射线。在高磁场中进行的测量使我们能够在这种发射中检测到与缺陷对结合的激子相关的几条线。正如Kunzel和Ploog报道的那样，这种线以前在非常高质量的外延GaAs中观察到。这表明，我们的GaAs/AlAs核/壳纳米线的光学质量是最好的GaAs层生长的分子束外延。此外，即使在室温下也观察到强的自由激子发射。我们的纳米线在室温下的明亮的光发射应该为许多光电子器件应用开辟道路。
2013-05-13 cond-mat.mes-hall
Interplay of Rayleigh and Peierls Instabilities in Metallic Nanowires
在自由电子模型下对金属纳米线的量子力学稳定性进行了分析。的稳定性是由电子壳层效应的相互作用，由于表面张力的瑞利不稳定性，和Peierls不稳定性。虽然后者的效果限制了最大长度也为线与“魔术半径”，它被发现，纳米线在微米范围内可以在室温下是稳定的。
2003-12-09 cond-mat.mes-hall
Observation of electronic and atomic shell effects in gold nanowires
金纳米线的形成在真空中在室温下揭示了一个非常稳定的直径的周期性光谱。这被确定为类似于最近在低温下发现的碱金属的壳结构。金纳米线呈现出两种相互竞争的“神奇”系列稳定直径，一种由电子结构控制，另一种由原子堆积控制。
2005-04-25 cond-mat.mes-hall
Coexistence of strong and weak coupling in ZnO nanowire cavities
我们提出了一种高品质的二维腔结构的基础上，氧化锌纳米线涂有同心布拉格反射器。空间模式分布导致即使在室温下也同时出现弱耦合和强耦合状态。光致发光测量与FDTD模拟一致。此外，ZnO芯纳米线允许观察A-和B-激子基态共振之间的中间极化激元分支。此外，激光发射到室温下检测到的激发依赖的光致发光测量。
2016-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Modulating the electronic properties of graphdiyne nanoribbons
通过从头计算，提出Au、Cu、Fe、Ni和Pt吸附原子对石墨二炔纳米带（GDNRs）电子性质的调控作用。在室温下，宽为1~4 nm的GDNR是稳定的，即使在900 K下，Au、Cu、Fe、Ni和Pt等吸附原子从GDNR中逃逸的热速率也小于0.003原子/小时。根据计算，Au和Cu修饰的GDNRs是金属的，其载流子浓度在室温下接近石墨烯的载流子浓度，而Fe、Ni和Pt修饰的GDNRs是n型半导体，其杂质态低于费米能。在GDNR一侧掺杂Au、Cu或Fe原子构成的异质结可作为金属-半导体整流器，在1.0V时整流比分别为2.8、1.5或2.5。
2013-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of room temperature gate tunable quantum confinement effect in photodoped junctionless MOSFET
本研究在室温下通过光掺杂无结MOSFET观测到栅压可调的量子限制效应，提出子带占据机制并建立非平衡格林函数模型，实现半经典到量子域的切换。
2024-11-08 cond-mat.mes-hall
Ultrafast Green Single Photon Emission from an InGaN Quantum Dot-in-a-GaN Nanowire at Room Temperature
本研究采用PAMBE方法将InGaN量子点直径减小至激子玻尔半径以实现强横向限制并抑制内置电势，成功在室温下实现波长561 nm的超快绿色单光子发射，二阶相关函数低至0.11，载流子寿命775 ps。
2023-11-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electric Field Effect Thermoelectric Transport in Individual Silicon and Germanium/Silicon Nanowire
我们同时测量了电导和热电功率（TEP）的个别硅和锗/硅核/壳纳米线的场效应晶体管器件配置。随着外加栅压的变化，TEP表现出明显不同的行为，而电导分别表现出关断、亚阈值和饱和状态。在室温下，在硅器件的亚阈值区观察到峰值TEP值为$\sim 300 μ$ V/K。饱和TEP值的温度依赖性被用来估计Si纳米线的载流子掺杂。
2013-06-30 cond-mat.mes-hall
Design aspects of dual gate GaAs nanowire FET for room temperature charge qubit operation: A study on diameter and gate engineering
本文通过薛定谔–泊松与非平衡格林函数自洽模拟，研究双栅GaAs纳米线FET中直径和栅距对室温电荷量子比特调控、读出及退相干的影响，并给出几何优化窗口。
2023-04-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnetic control of flexible thermoelectric devices based on macroscopic 3D interconnected nanowire networks
热电中的自旋相关效应可用于设计更高效的制冷机，并为热能的收集提供新的有前途的应用。关键挑战是设计具有足够高效率和功率输出的结构和成分磁性材料系统，用于将热能转化为电能，反之亦然。在这里，大面积的3D互连的Co/Cu纳米线网络的制造被证明，从而使宏观电子元件的受控珀耳帖冷却与外部磁场。这种柔性的宏观器件克服了纳米级磁性结构由于发电能力不足而限制热管理应用的固有局限性。从适当设计的实验，大的自旋相关的Seebeck和Peltier系数$-9.4$ $μ$ V/K和$-2.8$ mV，在室温下，分别。Co/Cu纳米线网络在室温下的功率因数（$\sim7.5$ mW/K $^2$ m）大于现有热电材料（如BiTe合金）的功率因数，并且在很宽的温度范围内磁功率因数比达到约100%.通过利用柔性宏观纳米线网络的自旋相关热电性质实现热流的磁控制的验证为利用自旋自由度设计可成形热电冷却器奠定了基础。
2019-05-27 cond-mat.mes-hall
Structural and electrical characterization of hybrid metal-polypyrrole nanowires
我们在这里提出的混合金-聚吡咯-金和铂-聚吡咯-金纳米线的合成和结构表征一起从室温到非常低的温度下的电性能的研究。通过透射电子显微镜对金属-聚合物界面的仔细表征表明，底部和上部界面的结构和机械强度非常不同。变温电传输测量上进行多个纳米线-包含在聚碳酸酯模板-和单纳米线。我们的数据表明，三维莫特可变范围跳跃模型提供了一个完整的框架，在PPy纳米线的运输的理解，包括非线性的电流-电压特性和低温下的磁输运。
2011-12-20 cond-mat.mes-hall
The conductance of porphyrin-based molecular nanowires increases with length
高电导率分子纳米线是未来分子尺度电路非常理想的组件，但通常分子线充当隧道势垒，其电导率随长度呈指数衰减。在这里，我们证明了熔融低聚卟啉纳米线的电导可以是长度无关的或在室温下随长度增加。我们发现，这种负衰减是一个固有的属性，但它的表现形式取决于电极材料或锚基团的融合寡卟啉纳米线。这种非常理想的非经典行为表明了通过这种导线传输的量子性质。它的出现是因为随着长度的增加，电导衰减的趋势被HOMO-LUMO能隙的减小所补偿。我们的研究揭示了这些分子导线作为未来分子级电路互连的潜力。
2018-04-11 cond-mat.mes-hall
Spin dependent quantum transport effects in Cu nanowires
在这项工作中，我们研究了通过在空气中施加磁场使宏观铜线接触和脱离接触而产生的铜纳米线中的量子输运。在这里，我们表明，在室温下，在2 mT的磁场中，可以在Cu纳米线中看到70%的磁导效应。我们认为这种现象是由于大气中氧的吸附改变了电子能带结构并引入了自旋分裂导电通道而引起的自旋过滤的结果。这是一个显着的结果，因为大块铜是没有磁性的，它可能会提供一个新的视角，在追求自旋电子器件。
2003-04-30 cond-mat.mes-hall
Temperature dependent dynamics of photoexcited carriers of Si2Te3 nanowires
我们报告的光激发载流子在Si2Te3纳米线在不同的温度和激发功率的动力学的光学研究。以金为催化剂，采用化学气相沉积法在硅衬底上制备了Si2Te3纳米线。在低温和室温下，Si_2Te_3纳米线的光致发光光谱主要由与缺陷和表面态相关的发射主导。我们观察到光激发载流子的衰减时间在低温下很长（> 10 ns），在室温下变短（< 2 ns）。此外，载流子衰减时间在高激发速率下变得更快。光激发载流子衰减速率的加速表明在高温和高激发功率下的热猝灭以及非辐射复合。我们的研究结果已经定量阐明了对理解和控制Si2Te3纳米结构中的电子态的光电应用是重要的衰变机制。
2018-08-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Carrier Transport in High Mobility InAs Nanowire Junctionless Transistors
理解和模拟纳米线晶体管性能极限的能力是设计下一代器件的关键。在这里，我们报告的高迁移率结无栅全包围纳米线场效应晶体管的载流子迁移率在室温下达到2000 cm 2/V.s的研究。依赖于温度的运输测量揭示了激活运输在低温下由于表面捐助者，而在室温下的运输表现出扩散行为。从电导率数据中，提取的值的声速在InAs纳米线被发现是一个顺序小于散装。这种低声速归因于普遍出现在这些纳米线中的扩展的晶体缺陷。分析温度相关的迁移率数据，我们确定了关键的散射机制限制在这些纳米线的载流子传输。最后，使用这些散射模型，我们进行漂移扩散的纳米线场效应晶体管的输运模拟和比较与实验测量的设备性能。我们的器件建模提供了深入了解InAs纳米线晶体管的性能限制，并可用作基于MEMS的集成电路的预测方法。
2015-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
In-situ TEM observation of preferential amorphization in single crystal Si nanowire
利用透射电子显微镜原位研究了室温下单晶硅纳米线在聚焦电子束辐照下的纳米不稳定性。结果表明，随着电子注入剂量的增加，硅纳米线优先从表面向中心非晶化。相比之下，在Si纳米线的中心，非晶化似乎是不均匀的，并且伴随着晶粒的旋转和d间距的压缩而变得更加困难。我们提出的纳米曲率效应和高能束诱导的非热激活效应的概念可以很好地解释这种由电子束辐照引起的选择性优先非晶化，而经典的撞击机制和电子束加热效应似乎不足以解释这些过程。此外，研究结果揭示了硅纳米线和硅薄膜在聚焦电子束辐照下非晶化的差异。此外，这些发现对未来基于硅宝石的器件的纳米稳定性和纳米加工具有重要意义。
2017-12-08 cond-mat.mes-hall
Anomalous heat conduction in a carbon nanowire: Molecular dynamics calculations
采用分子动力学方法研究了一种准一维材料--有限长碳纳米线（CNW）插入单壁碳纳米管（SWNT）中的热传导问题。结果表明，碳纳米线的热导率$κ$在室温下很高，且随着碳纳米线链长的增加，热导率的发散性增大。
2007-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependence of electrical and thermal conduction in single silver nanowire
银纳米线在柔性电子器件、太阳能电池、透明电极等领域具有巨大的应用潜力。研究单根银纳米线的热输运和电输运性质是一项重要的基础工作。在这项工作中，在一个单独的银纳米线的热和电输运的特点是到35 K的稳态电热技术。结果表明，在室温下，电阻率增加约4倍，与它的本体对应物相比。用Bloch-Grüneisen公式拟合了银纳米线的电阻率随温度变化曲线，发现银纳米线的德拜温度（151 K）比体银的德拜温度（235 K）低36%，证实了较强的声子软化。在室温下，其热导率比其体相对应物的热导率降低了55%，并且这种降低随着温度的降低而变得更大。为了解释银纳米线和块体银的热导率（\k{appa}）~温度（T）的相反趋势，使用统一的热阻率来阐明电子散射机制。银纳米线具有较大的剩余统一热阻率，而体银的剩余统一热阻率几乎为零。相同的变化趋势表明，银纳米线和块体银共享相同的声子-电子散射机制。此外，由于声子辅助的电子能量转移跨越晶界，发现银纳米线的洛伦兹数远大于体银的洛伦兹数，并随着温度的降低而降低。
2014-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Voltage tunable quantum dot array by patterned Ge-nanowire based metal-oxide-semiconductor (MOS) devices
半导体量子点（QD）被认为是广泛的先进和新兴技术的主要单元，包括电子学、光电子学、光电子学和生物传感应用以及基于q比特的量子信息处理领域。这种量子点适合于几种新的器件应用，因为它们具有独特的性质，即限制载流子三维地产生离散的量子态。然而，在实践中实现这样的量子点表现出严重的挑战，关于其在阵列中的制造具有所需的可扩展性和可重复性以及在室温下对量子态的控制。在这种情况下，目前的工作报告的高度缩放的Ge纳米线（半径~25 nm）的垂直金属氧化物半导体器件，可以在室温下作为电压可调量子点的阵列的制造。这种纳米线中的电子在径向方向上经历几何限制，然而，它们可以通过调节所施加的偏压而被轴向限制，以便操纵量子态。这种电子的量子限制已经从在相对低的频率（200 kHz）下的室温电容-电压（C-V）特性中的阶跃状响应中得到证实。已经观察到每个这样的步骤包括占据~6个电子电荷的量化态的卷积。这种载流子限制的细节进行了分析，在目前的工作中，通过理论建模的非平衡格林函数（NEGF）形式主义的基础上的设备的输运特性。
2020-11-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spectroscopic evidence for spin-polarized edge states in graphitic Si nanowires
Si（553）-Au表面上的台阶边缘在低温下经历1 × 3重构，这最近被理论上解释为在该邻近表面上的石墨Si纳米线边缘处的自旋极化硅原子的x3排序。这个预测的磁性基态有一个清晰的光谱特征--在费米能级以上0.5 eV处的硅阶边态--这是由强交换分裂引起的，因此如果没有自旋极化就不会发生。在这里，我们报告这些纳米线的空间分辨扫描隧道光谱数据。在低温下，我们发现在每三个台阶边缘硅原子上方0.5 eV处有一个空态，与理论预测的自旋极化基态非常一致。这种自旋极化状态的生存到室温下的自旋的位置迅速波动之间的所有Si台阶边缘网站。
2014-01-21 cond-mat.mes-hall
High resolution spectroscopy and narrow resonances from InGaN quantum dots in GaN nanowires
报道了GAN纳米线中InGaN量子点系综的高分辨相干非线性光谱。数据显示，在低温下，由于铟波动效应的不均匀加宽，共振激光场和量子点激子之间存在明显的类原子相互作用，这在线性吸收光谱中难以观察到。我们发现，非线性信号在室温下持续强烈。稳健的类原子室温响应表明，这种材料可以作为拟议的激子应用的平台，而无需低温。
2016-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Probing a spin transfer controlled magnetic nanowire with a single nitrogen-vacancy spin in bulk diamond
金刚石中氮空位（NV）中心的点状性质和精致的磁场敏感性可以提供关于磁性纳米电路内部工作的信息，与传统的传输技术互补。在这里，我们使用一个单一的NV散装钻石探测杂散场的铁磁纳米线控制的自旋转移（ST）扭矩。我们首先报告一个明确的测量ST调谐，参数驱动，大振幅磁振荡。与此同时，我们证明了这种磁振荡可以直接驱动NV自旋跃迁，提供了一种潜在的新的控制手段。最后，我们使用NV作为局部噪声温度计，观察杂散场噪声的强ST阻尼，与从室温到$\sim$ 150 K的磁冷却一致。
2018-07-12 cond-mat.mes-hall
Ultrathin GaN Nanowires: Electronic, Thermal, and Thermoelectric Properties
我们提出了一个全面的计算研究的电子，热，和热电（TE）特性的氮化镓纳米线（NW）在很宽的范围内的厚度（3- 9 nm），掺杂密度（$10^{18}$ -$10^{20}$ cm $^{-3}$），和温度（300- 1000 K）。我们基于系综Monte Carlo输运模拟结合泊松方程和薛定谔方程的自洽解计算了低场电子迁移率。我们使用弛豫时间近似和Poisson-Schrodinger解算器来计算电子塞贝克系数和热导率。晶格热导率的计算使用声子系综蒙特卡罗模拟，与高斯自相关函数描述的真实空间粗糙表面。在整个温度范围内，塞贝克系数增加，而晶格热导率随着线截面的减小而减小，这两者都预示着薄GAN纳米线的TE应用。然而，在室温下，这些好处最终克服了表面粗糙度散射的电子迁移率在非常薄的纳米线的不利影响。最高的室温$ZT$为0.2的4 nm厚的纳米线，而进一步缩小退化。相反，在1000 K，由于极性光学声子散射和多个子带的优势，电子迁移率随NW厚度的变化很弱，有助于运输，所以$ZT$随着限制的增加而增加，达到0.8最佳掺杂的3 nm厚的纳米线。当温度超过1000 K时，GAN纳米线的$ZT$会随着温度的升高而增加，这进一步强调了它们对高温TE应用的适用性。
2014-05-20 cond-mat.mes-hall
Using ultra-thin parylene films as an organic gate insulator in nanowire field-effect transistors
我们报道了纳米线场效应晶体管的发展，其特点是超薄聚对二甲苯薄膜作为聚合物栅极绝缘体。聚对二甲苯的室温气相沉积是使用原子层沉积在高温下制备的氧化物绝缘体的有吸引力的替代方案。我们讨论了我们定制的聚对二甲苯沉积系统，该系统专为在垂直放置在生长衬底上或水平放置在器件衬底上的III-V族纳米线上可靠和可控地沉积<100 nm厚的聚对二甲苯薄膜而设计。前一种情况下，共形涂层纳米线，我们用来生产功能$Ω$栅和栅全包围结构。这些器件在室温下的亚阈值摆幅低至140 mV/dec，开/关比超过$10^3$。对于栅极全包围结构，我们开发了一种新的制造策略，克服了以前的横向缠绕栅极纳米线晶体管的一些限制。最后，我们表明，聚对二甲苯可以沉积在化学处理的纳米线表面，一个功能一般不可能与氧化物产生的原子层沉积由于表面的“自清洁”效应。我们的研究结果突出了聚对二甲苯作为纳米级电子器件中替代超薄绝缘体的潜力，由于聚对二甲苯的良好生物相容性，其潜在应用扩展到纳米生物电子学。
2018-09-27 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Coaxial GaAs/(In,Ga)As dot-in-a-well nanowire heterostructures for electrically driven infrared light generation on Si in the telecommunication O band
核-壳GaAs基纳米线单片集成在Si上构成了一类有前途的纳米结构，可以使光发射器快速内部和芯片内的光学连接。我们提出并制备了一种新型的同轴GaAs/（In，Ga）As点阱纳米线异质结构，以实现在Si透明区的自发发射，这对于Si光子学的应用至关重要。具体而言，我们实现了室温下发射在1.27 $μ$ m的电信O波段。基于扫描透射电子显微镜的结构分析证明了异质结构中量子点的存在。利用阴极发光和光致发光光谱研究了这些纳米线结构的自发发射。载流子向更大量子点的热再分布解释了在室温下实现的长波长发射。最后，为了证明所提出的纳米线异质结构作为单片集成在Si上的电驱动发光体的可行性，制造了在1.26 $μ$ m处表现出室温电致发光的发光二极管。
2019-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Spin Polarized Transport in Core Shell Nanowire of Silicon and Germanium
采用半经典蒙特卡罗模拟方法研究了超薄Si核/Ge壳和Ge核/Si壳纳米线体系中自旋极化电子输运性质。纳米线中电子自旋的退极化主要是由D 'yakonov-Perel退相（DP机制）和Elliott-Yafet退相（EY机制）引起的。我们研究了Si芯/Ge壳纳米线中超薄硅芯直径和Ge芯/Si壳纳米线中锗芯直径对自旋退相的影响。自旋退相长度随芯直径的变化（从1 nm到9 nm）表明，在Si-芯/Ge-壳纳米线中，自旋退相长度随Si-芯直径的增加而增加，在Ge-芯/Si-壳纳米线中，自旋退相长度随Ge-芯直径的增加而减小。然后我们研究了自旋退相长度随外加横向电场（20 kV/cm ~ 100 kV/cm）的变化。在电场依赖性研究中，我们发现自旋退相长度与外加电场的依赖性很弱。最后，我们研究了在4 ~ 377 K范围内自旋退相长度随温度的变化。在模拟研究中，我们发现Si核/Ge壳和Ge核/Si壳纳米线体系的自旋退相长度都表现出强烈的温度依赖性，并且在室温范围内，自旋退相长度随着温度的降低而增加。
2016-04-12 cond-mat.mes-hall
Uniform e-beam irradiation-induced athermal straightening of axially curved amorphous SiOx nanowire
利用透射电子显微镜在室温下原位研究了均匀电子束辐照诱导的非晶SiOx纳米线（a-SiOx NW）的再成形。结果表明，随着辐照时间的增加，轴向直的NW保持其完美的直圆柱状丝的形状，并表现出连续均匀的径向收缩。相反，轴向弯曲的NW迅速变直，并伴随着均匀的轴向收缩和均匀的径向膨胀。预计这样的研究，特别是对轴向弯曲的NW的矫直具有重要意义的纳米级处理和未来的NW为基础的结构或设备的稳定性。更重要的是，研究结果表明，传统的撞击机制和电子束加热效应是不足以解释这些过程，而我们提出的纳米曲率效应和高能束诱导的非热激活效应明显占主导地位的过程。
2017-07-28 cond-mat.mes-hall
Fractional Skyrmion Tubes in Chiral-Interfaced Three-Dimensional Magnetic Nanowires
该研究通过3D打印双螺旋纳米线，在室温零磁场下实现分数布洛赫斯格明子管，并展示其磁重构能力，为拓扑自旋电子学提供新途径。
2024-12-18 cond-mat.mes-hall
Electrostatically actuated silicon-based nanomechanical switch at room temperature
我们展示了一种硅基高频纳米机械器件，能够在室温下可控地在两种状态之间切换。该设备使用了纳米机械谐振器，在滞后非线性制度中具有两个不同的状态。与以前的工作相比，我们证明了室温下的静电驱动和传感的开关器件与100%的保真度通过相位调制的驱动信号。这种相位调制器件可以用作与硅电路集成在片上的低功耗高速机械开关。
2009-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photoinduced superconducting nanowires in Gd-Ba-Cu-O films
本文报道了用光掺杂法制备GdBa_2Cu_3 O {6.5}薄膜的高温超导线材。利用光学近场探针在室温下激发系统中的载流子。光生电子的捕获限定了CuO平面中的导电空穴的限制电位。空间分辨反射率测量显示光生纳米线为~ 250 nm宽。在电子捕获之前的电子扩散被认为是导致观察到的线的宽度的原因。
1998-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
One-Dimensional Hole Gas in Germanium/Silicon Nanowire Heterostructures
二维电子和空穴气体系统，通过平面衬底上的能带结构设计和外延生长，已经成为基础凝聚态研究和高性能器件的关键平台。通过在一维（1D）纳米结构衬底上的受控生长来类似地开发一维（1D）电子或空穴气系统，这可以开辟超越现有碳纳米管和纳米线系统的机会，但尚未实现。在这里，我们报告的合成和传输研究的基础上的一个独立的锗/硅（Ge/Si）核/壳纳米线异质结构的一维空穴气体系统。室温下的电输运测量结果清楚地表明，在未掺杂的Ge/Si纳米线异质结构的空穴积累，在对照实验上的单组分纳米线。低温研究表明，当Si壳层作为Ge沟道中空穴气的隧道势垒时，可以很好地控制库仑阻塞振荡。通过热退火也可再现地实现与空穴气的透明接触。在这样的设备中，我们观察到电导量子化在低温下，对应于弹道输运通过1D子带，其中测得的子带能量间距与计算的圆柱形限制潜力。此外，我们观察到一个0.7的结构，这已被归因于自发自旋极化，这表明这种现象在相互作用的一维系统的普遍性。最后，电导表现出很小的温度依赖性，符合我们的计算减少背散射在这个一维系统，并表明，即使在室温下的运输是弹道。
2005-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effective thermal conductivity of rectangular nanowires based on phonon hydrodynamics
建立了矩形截面纳米线热输运的数学模型。通过求解Guyer-Krumhansl流体动力学方程的热通量与滑移边界条件的纳米线的有效热导率在一个范围内的温度和横截面的纵横比的表达式。我们的研究结果表明，方形纳米线传输热能更有效地比矩形纳米线，由于边界之间的最佳分离。然而，发现圆形纳米线甚至比方形纳米线更有效，这是由于在截面中缺少角，这局部地减少了热通量并抑制了热传导。通过使用温度相关的滑移系数，我们表明，该模型能够准确地捕获从Si纳米线获得的有效热导率的实验数据，表明声子流体力学是一个强大的框架，即使在室温下也可以应用于纳米系统。
2018-06-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Thermoelectric properties of the bismuth telluride nanowires in the constant-relaxation-time approximation
采用各向异性有效质量方法，在抛物带近似下研究了[110]和[015]两种生长方向的碲化铋纳米线的电子结构.电子和空穴的有效质量张量的六个山谷的组件计算两个生长方向。对于正方形纳米线，在77 ~ 500 K的温度范围内，在恒定弛豫时间近似下，研究了Seebeck系数、电子热导率和电导率以及优值ZT与纳米线厚度和过剩空穴浓度的关系.对于厚度小于30 nm的正方形纳米线，载流子限制起着至关重要的作用。限制降低了载流子浓度和热导率，但增加了塞贝克系数的最大值相比，多余的空穴（杂质）。方向[015]的约束效应比方向[110]的约束效应更强，这是由于这些方向的载流子质量差异。载流子限制增加了ZT的最大值，并将其向高温移动。对于具有生长方向[110]的p型碲化铋纳米线，在温度310 K、390 K、480 K和纳米线厚度30 nm、15 nm和7 nm下，优值的最大值相应地等于1.3、1.6和2.8。在室温下，优值分别等于1.2、1.3和1.7。
2008-08-18 cond-mat.mes-hall
Electron microscopy probing electron-photon interactions in SiC nanowires with ultra-wide energy and momentum match
纳米材料通常可以捕获光并与其强烈相互作用，从而导致许多光子器件应用。光-物质相互作用的研究通常采用光学光谱技术，但其存在衍射受限、动量传递微小、激发/探测不连续等局限性。本文利用扫描透射电子显微镜-电子能量损失谱（STEM-EELS）技术，利用超宽的能量和动量匹配和亚纳米空间分辨率，研究了单根SiC纳米线的光学微腔共振谱。同时激发和探测到纵向法布里-珀罗（FP）共振模和横向回音壁模（WGM），其光谱范围从近红外（~ 1.2 μm）到紫外（~ 0.2 μm），动量传递范围可达108 cm{^{-1}}。纳米线的共振光谱的尺寸效应也被揭示。此外，共振EELS的纳米尺度的衰减长度被揭示，这是由SiC纳米线中的强局域化的电子-光子相互作用。这一工作为研究单根纳米线结构的光共振光谱和介电纳米结构中光-物质相互作用提供了一种新的方法，也为利用光子结构调制自由电子提供了一种新的途径.
2022-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
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
Thermoelectric properties of electrically gated bismuth telluride nanowires
我们从理论上研究了垂直电场对本征、n型和p型碲化铋纳米线随生长方向的热电性能的影响[110]。用谱方法自洽求解薛定谔方程和泊松方程组，计算了电子结构和波函数。泊松方程的预测-校正方法中的牛顿-拉夫逊法求解。在我们的分析中考虑了电子-电子交换-关联相互作用.在77 ~ 500 K的温度范围内，在恒定弛豫时间近似下研究了Seebeck系数、热导率、电子（空穴）浓度和热电优值与纳米线厚度、栅电压和过剩空穴（电子）浓度的关系.计算结果表明，外加垂直电场可使7 - 15 nm碲化铋纳米线的Seebeck系数提高近2倍，ZT提高一个数量级。在室温下，对于实际宽度的纳米线，在外部垂直电场的作用下，ZT可以达到高达3.4的值。所得结果为在较宽的温度范围内大幅度提高热电优值开辟了一条全新的途径。
2009-11-30 cond-mat.mes-hall
Atomistic calculation of the thermoelectric properties of Si nanowires
在0 ~ 1000 K的温度范围内计算了1.6 nm厚[100]晶向Si正方形纳米线的热电性质，并考虑了原子间的电子-声子相互作用.在我们的模型中，[010]和[001]面被氢钝化，并且在纳米线表面存在Si-Si二聚体。电子结构采用sp^3自旋轨道耦合原子第二近邻紧束缚模型计算。声子色散计算Brenner型的价力场模型。本文提出了一个从次近邻紧束缚模型计算电子-声子矩阵元的方案。基于费米黄金法则，将电子和声子本征态结合起来，得到了电子-声子跃迁速率。弹性和非弹性散射过程都考虑在内。利用Orthomin迭代法得到的线性化Boltzmann输运方程的解计算了输运特性的温度依赖性。在室温下，电子迁移率为195 cm ^2/（Vs），并随温度升高而增加，而浓度为n=10^19 cm^-3的n型掺杂的电子迁移率ZT达到0.38。
2014-06-27 cond-mat.mes-hall
Plasmon induced resonant effects on the optical properties of Ag-decorated ZnSe nanowires
在这项工作中，我们介绍了如何通过ZnSe纳米线侧壁上存在的银纳米颗粒来改变ZnSe纳米线的光学性质。特别是，我们表明，低温发光的ZnSe纳米线改变其形状，增强声子副本的杂质相关的重组和影响的上升和衰减时间的瞬态吸收漂白在室温下，前者的增加和后者的减少。相比之下，金纳米颗粒的沉积在ZnSe纳米线上不改变样品的光学性质。我们建议，这些实验观察的机制是通过Foerster相互作用的基础上，银纳米粒子的局部表面等离子体共振（LSPR）光谱重叠的吸收和发射的ZnSe，而金LSPR不通过能量转移。
2020-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Universal conductance fluctuations in indium tin oxide nanowires
从0.26 K到$\sim 25$ K，在弱无序氧化铟锡纳米线中观察到了与磁场相关的普适电导涨落（UCF）.随着温度的降低，涨落幅度增加，在$T \lesssim 1$ K时达到$e^2/h$的一部分。UCF图案的形状被发现是非常敏感的样品的热循环到室温，这会导致不可逆的杂质重新配置。另一方面，UCF幅度对热循环不敏感。我们测量的均方根UCF幅度的温度依赖性与现有的理论[C。W. Beenakker和H. van Houten，Phys.Rev.B \textbf{37}，6544（1988）]。一个显着的差异被发现，这似乎意味着，实验的UCF的不切断的热扩散长度$L_T$，如预期的理论预测时，$L_T < L_φ$，其中$L_φ$是电子退相长度。近似的电子退相长度推断UCF的幅度，并与提取的弱本地化磁阻研究。观察到合理的半定量协议。
2012-02-07 cond-mat.mes-hall
Thermal Activation and Quantum Field Emission in a Sketch-Based Oxide Nano Transistor
我们报告的直接测量的势垒和纳米线段之间的电子耦合的草图为基础的氧化物纳米晶体管（SketchFET）设备。在室温附近，开关由跨越由纳米线栅极控制的势垒的热激活来控制。低于T=150 K，观察到量子场发射的交叉，这是敏感的结构相变中的SrTiO 3层。这种直接测量源极-漏极和栅极-漏极能量势垒的方法对于室温逻辑和存储元件以及低温量子器件的发展至关重要。
2010-09-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Improving the electrical conductivity of Pt nanowires deposited by focused electron beam induced deposition using thermal annealing
Texas State University（德克萨斯州立大学）
通过热退火显著提升FEBID沉积铂纳米线的电导率，使其在极低温下具备良好的导电性能，为毫开尔文温度下的纳米电子器件提供新可能。
2026-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Possible evidence of non-Fermi liquid behavior from quasi-one-dimensional indium nanowires
报道了在室温下从Si（111）-7 $\times$ 7表面自组装的准一维铟（In）纳米线中观察到的非费米液体（NFL）的可能证据。使用高分辨率的电子能量损失谱，我们已经测量了在纳米线中的低能量intrasubband等离子体激元激发的能量和宽度色散。我们观察到的能量动量色散$ω$（q）在低q极限完全由NFL理论和随机相位近似预测。然而，用指数$α$ =1.40 $\pm$ 0.24测量的不寻常的非分析宽度色散$ζ(q) \sim q^α$，仅由NFL理论理解。这种低能量激发的异常宽度分散可以探测非理想1D相互作用电子系统的NFL特征，尽管显著抑制了自旋-电荷分离（$\leq$ 40 meV）。
2010-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Dual Operation of Gate-All-Around Silicon Nanowires at Cryogenic Temperatures: FET and Quantum Dot
本文研究栅极全环绕硅纳米线MOSFET在低至1.7 K下的电学特性，证明其可同时作为高性能晶体管和系统性形成量子点的平台，为硅自旋量子比特与经典控制电路共集成提供器件基础。
2023-12-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quasi-ballistic heat conduction due to Lévy phonon flights in silicon nanowires
解决散热问题是硅基微电子的未来。解决方案可能在于称为弹道热传导的纳米级现象，这意味着在不加热导体的情况下进行热传导。但是，试图证明这一现象的实验是有争议的和稀缺的，而其机制在受限的纳米结构尚未得到充分理解。在这里，我们实验证明准弹道热传导硅纳米线（NW）。我们发现，弹道是最强的短NW在低温下，但减弱NW长度或温度的增加。然而，即使在室温下，准弹道热传导在短纳米线中仍然可见。为了更好地理解这种现象，我们探测声子飞行的方向性和长度。我们的实验和模拟表明，准弹道声子输运在NW边界之间的短飞行和长的弹道跳跃沿NW的Lévy步行。
2018-09-26 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Assessment of AlGaN/AlN superlattices on GaN nanowires as active region of electron-pumped ultraviolet sources
在本文中，我们描述了400 nm长（88周期）的AlxGa 1-xN/AlN（0 < x < 0.1）量子点超晶格的设计和表征自组装GAN纳米线上的电子泵紫外光源的应用。纳米线上的GAN/AlN超晶格的光学性能进行了比较，与平面GAN/AlN超晶格的发射体GAN衬底上沿N极性和金属极性晶轴具有相同的周期性和厚度。纳米线样品是不太敏感的非辐射复合比平面层，达到内部量子效率（IQE）在室温下超过60%，即使在低注入条件下。IQE在更高的激发功率密度下保持稳定，最高可达50 kW/cm 2。我们证明，纳米线超晶格是足够长的收集电子-空穴对所产生的电子束与加速电压VA = 5千伏。在这样的VA下，从纳米线系综发射的光在恒定电子束激发下不显示任何猝灭的迹象（在分钟尺度上针对约8 kW/cm 2的激发功率密度进行测试）。改变点/势垒厚度比和点中的Al含量，纳米线的峰值发射可以在340至258 nm的范围内调谐。关键词：GAN，氮化铝，纳米线，紫外线
2019-11-29 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Statistical analysis of Ni nanowires breaking processes: a numerical simulation study
对镍纳米线的断裂行为进行了统计分析。使用分子动力学模拟，我们已经确定了时间演化的纳米线原子结构和它的最小截面（Sm（t））。积累了数千个独立的断裂事件，Sm直方图被建立并用于研究温度，晶体拉伸方向和初始纳米线尺寸的影响。在断裂过程的最后阶段的单体，二聚体和更复杂的结构的比例进行计算，发现不同的纳米线的取向和尺寸所获得的结果之间的重要差异。观察到三种主要情况。(A)[111]拉伸方向和大的纳米线尺寸：在断裂之前，纳米线从更复杂的结构演变为单体和二聚体;在断裂过程中呈现出良好有序的结构。(B)沿[100]和[110]方向拉伸的大纳米线：系统主要从复杂结构中断裂（发现单体和二聚体的概率较低），在断裂过程中存在无序区域;在室温下，Sm=5附近出现巨大的直方图峰，显示存在长交错的五边形Ni线，具有... - 5-1-5-...结构(C)初始线材尺寸小：尺寸效应独立于温度和拉伸方向。最后，单体和二聚体周围的局部结构不依赖于拉伸方向。这些配置不同于那些通常选择在静态研究电导。
2007-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
