Temperature and Voltage Driven Tunable Metal-Insulator Transition in Individual $W_{x}V_{1-x}O_{2}$ nanowires
传输测量结果在个别$W_{x}V_{1-x}O_{2}$纳米线与不同程度的$W$掺杂。在这些线中观察到突然的热驱动金属-绝缘体转变（MIT），并且转变温度以-（48-56）K/ $at.%W$的显著速率随着$W$含量的增加而降低，这表明体相图的显著改变。这些纳米线也可以通过电压驱动的MIT驱动，并研究了绝缘体到金属和金属到绝缘体开关的温度依赖性。当从绝缘体驱动到金属时，发生MIT的阈值电压遵循指数温度依赖性（$V_{TH\uparrow}\propto\exp(\nicefrac{-T}{T_{0}})) $），而从金属驱动到绝缘体时，阈值电压遵循$V_{TH\downarrow}\propto\sqrt{T_{c}-T}$，并讨论了这些结果的含义。
2010-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Helical Luttinger liquid in topological insulator nanowires
推导并分析了强拓扑绝缘体构成的圆柱形纳米线中电子相互作用的有效低能理论。三种不同的方法提供了一个一致的图片的能带结构，其中表面状态内形成的散装间隙对应于一维带索引的总角动量。当半整数磁通量穿过纳米线时，我们发现了一种强关联的螺旋Luttinger液体，它在拓扑上受到了弱无序的保护。我们描述了如何运输实验可以检测到这种状态。
2010-06-23 cond-mat.mes-hall
Transport Properties of Topological Insulators Films and Nanowires
近几年来，人们对拓扑绝缘体的研究和认识发展迅速。本文在简要总结了拓扑绝缘体的发展历史后，重点介绍了拓扑绝缘体薄膜和纳米线输运实验的最新进展。一些量子现象，包括弱反局域化，Aharonov玻姆效应和Shubnikov de Haas振荡，在这些纳米结构中观察到的描述。此外，超导邻近效应的电子输运证据，以及在拓扑绝缘体/超导体混合结构的异常电阻增强包括在内。
2013-05-28 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent scattering induced negative magnetoresistance in topological insulator Bi2Te3 nanowires
新材料中的负磁电阻效应的研究是近年来自旋电子学研究的前沿。在这里，我们报告的Bi 2 Te 3拓扑绝缘体（TI）纳米线在超低温（20 mK）的温度相关的负磁阻的实验观察。在纵向磁场作用下，随着温度的升高，样品的磁阻由负变正。我们观察到一个很大的负磁电阻，在8 T时达到-22%。负磁阻和正磁阻之间的相互作用可以理解为失相和自旋轨道散射时间尺度之间的竞争。基于密度泛函理论框架下的第一性原理计算，我们证明了用于制备纳米线的Ga+离子铣削过程中的无序（替代）在Bi 2 Te 3晶体中诱导了局域磁矩，从而导致表面和体电子的自旋相关散射。这些实验结果表明，在纳米自旋电子学应用的基础上的纵向磁电阻在TI的显着进步。我们的实验结果表明，大的负纵向磁电阻在三维TI的进一步表明，轴向异常是一个普遍的现象，在一般的三维金属。
2019-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-selective tunneling from nanowires of the candidate topological Kondo insulator SmB6
将相对论物理学引入量子隧穿可以导致奇异的行为，例如通过克莱因隧穿的完美传输。在这里，我们探测自旋动量锁定的相对论费米子的隧穿特性的设计和实施的隧穿几何，利用纳米线的拓扑近藤绝缘体候选人，SmB 6。将纳米线连接到扫描隧道显微镜针尖的末端，并用于在Neel温度为~50 K的反铁磁体Fe 1.03Te中成像双共线条纹自旋序。在10 K以上，随着拓扑表面态的抑制，反铁磁条纹变得不可见.我们进一步证明了自旋极化的方向与隧穿方向有关。我们的技术建立SmB 6纳米线作为自旋极化电流的理想管道。
2022-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-momentum locking induced non-local voltage in topological insulator nanowire
拓扑绝缘体中载流子的动量和自旋由于强的自旋轨道耦合而被限制为相互垂直。我们通过磁性隧道结电极注入自旋极化电子，研究了Sb 2 Te 3拓扑绝缘体纳米线的这种独特的自旋动量锁定特性。非局部电压测量表现出相对于垂直于纳米线沟道施加的磁场的对称性，这与缺乏自旋动量锁定的沟道中的非局部测量的对称性显著不同。与传统的非局部自旋阀形成鲜明对比，所有磁性接触到Sb 2 Te 3纳米线的磁矩的同时反转改变了非局部电压。这种不寻常的对称性是Sb 2 Te 3纳米线表面态的自旋-动量锁定的明显特征。
2020-09-18 cond-mat.mes-hall
Kondo-like zero-bias conductance anomaly in a three-dimensional topological insulator nanowire
拓扑纳米线中的零偏异常最近引起了人们的极大关注，因为它们可能是马约拉纳模式的签名。然而，纳米线中的零偏置峰还有许多其他可能的起源，例如，弱局域化、Andreev束缚态或近藤效应。在这里，我们讨论的观察微分电导峰在零偏置电压在非超导电子输运通过三维拓扑绝缘体纳米线。零偏压电导峰显示出对数温度依赖性，并且经常与磁场线性分裂，这两者都是量子点中近藤效应的特征。在这里，我们描述了零偏置峰，并讨论了它们的起源。
2015-10-07 cond-mat.mes-hall
Superconductor-insulator transition in capacitively coupled superconducting nanowires
研究了具有增殖量子相位滑移的超导纳米线中超导体-绝缘体的量子相变。我们推导了一组耦合Berezinskiii-Kosterlitz-Thouless类重整化群方程，证明了其中一根导线中的量子相位滑移之间的相互作用由于在另一根导线中传播的等离子体模式的影响而得到修改。结果，在每个导线中的超导体-绝缘体相变不仅由其自身的参数控制，而且还由相邻导线的参数以及互电容控制。我们认为，超导纳米线与适当选择的参数可能会变成绝缘，一旦他们被带到足够接近对方。
2020-11-16 cond-mat.mes-hall
In-surface confinement of topological insulator nanowire surface states
用NEMO 5的原子20带紧束缚功能解决了[110]和[001] Bi2Te3纳米线的能带结构。理论分析结果表明：目前流行的所有拓扑绝缘体导线表面等效的假设是不恰当的。化学性质不同的导线表面的费米速度显著不同，这产生了有效的表面限制电位。因此，拓扑绝缘体表面状态偏好特定的表面。因此，必须仔细设计实验，不要探测不利于表面态（低态密度）的表面，从而对TI效应不敏感。
2016-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Thermoelectric current in topological insulator nanowires with impurities
在本文中，我们考虑在零电压偏置下，通过保持纳米线上的温度差产生的充电电流。对于拓扑绝缘体纳米线，在垂直磁场中，随着一端温度的升高，电流可以改变符号。在这里，我们研究如何这种热电电流的符号反转取决于磁场和杂质如何影响的热电电流的大小。我们认为标量和磁性杂质，并表明它们对电流的影响是非常相似的，虽然磁性杂质似乎是更有效地减少效果。对于中等杂质浓度，符号反转持续存在。
2018-04-15 cond-mat.mes-hall
Photocurrent measurements in topological insulator $\text{Bi}_2\text{Se}_3$ nanowires
圆光电流是自旋光电子学中一种很有前途的新方法。迄今为止，这种电流仅在拓扑绝缘体薄片或延伸膜中感应。目前尚不清楚它们是否可以在纳米器件中产生。在本文中，我们证明了在$\text{Bi}_2\text{Se}_3$纳米线的圆形光电流的产生。每个纳米线显示拓扑表面状态。在这里，我们通过驱动光波产生并区分不同的光电流贡献。我们通过控制激光的偏振态，将环形光电流从热塞贝克效应中分离出来。结果表明，纳米线中存在自旋极化的表面狄拉克电子流，这是由自旋动量锁定和自旋轨道效应引起的。在这封信中描述的第二个光电流贡献是由热塞贝克效应引起的。通过扫描光电流，它可以在空间上被解析;在反转沿纳米线的梯度方向时，光电流改变其符号，并且靠近金触点，不同光电流贡献的幅度受到接近触点的影响。在纳米线的中心，金接触/拓扑绝缘体堆叠的影响消失，自旋极化电流沿纳米线保持恒定。这为在拓扑绝缘体纳米线和纳米自旋轨道电子学的混合结构中产生全光自旋电流开辟了新的途径。
2020-05-07 cond-mat.mes-hall
Floquet metal to insulator phase transitions in semiconductor nanowires
我们研究了半导体纳米线在强共振时间周期驱动下的稳态。稳态产生于电子-声子散射、电子-空穴通过光致发射的复合和俄歇散射过程之间的平衡。我们表明，调整驱动场的强度驱动电子空穴金属（EHM）相和Floquet绝缘体（FI）相之间的过渡。我们研究控制这种转变的临界点。EHM到FI的转变可以通过监测密度-密度响应函数中与EHM相的费米动量相关的峰的存在来观察，而FI相中不存在。我们的研究结果可能有助于指导未来的研究对诱导新的非平衡态阶段的物质周期性驱动。
2019-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Superconductor-insulator transition in nanowires and nanowire arrays
超导纳米线是约瑟夫森结的双重元件，量子相位滑移过程取代了库珀对的隧穿。当量子相位滑移幅度ES远小于感应能量EL时，纳米线作为超导电感器响应。当电感性能量很小时，响应是电容性的。交叉在低温下作为ES/EL的函数进行了讨论，并与早期的实验结果进行了比较。对于一维和二维阵列的纳米线量子相变预计作为ES/EL的函数。它们可以通过均匀的磁阻挫来调谐。
2014-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Pentagonal nanowires from topological crystalline insulators: a platform for intrinsic core-shell nanowires and higher-order topology
International Research Centre MagTop, Institute of Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理研究所磁顶国际研究中心）；Institute for Advanced Study, Shenzhen University（深圳大学高等研究院）；Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-SPIN), Unitá di Ricerca presso Terzi c/o Universitá “G. D’Annunzio”（意大利国家研究委员会（CNR-SPIN）第泽齐研究单元/阿布鲁佐大学）
本研究通过实验和计算揭示了五边形拓扑晶体绝缘体纳米线的形成机制，展示了其作为高阶拓扑和分数电荷平台的潜力。
2024-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of magnetotransport in shaped topological insulator nanowires
我们表明，形状的拓扑绝缘体（TI）纳米线，即，使其横截面半径沿导线长度变化，可以被调谐到一些不同的运输制度时，沉浸在一个均匀的同轴磁场。这与广泛研究的具有恒定横截面的管状纳米线形成对比，并且是由于狄拉克表面载流子的磁约束。在平坦的2D系统中，这样的限制需要非均匀磁场，而对于标准尺寸的成形纳米线，$B\sim\,1$ T量级的均匀场就足够了。我们把最近的工作[Kozlovsky等人，物理修订版信函124，126804（2020）]中，并将其扩展到更广泛的背景中，以处理具有任意径向轮廓的轴对称线几何形状。哑铃形TI纳米线被用作通过收缩传输的范例，并且被示出为可调谐成五种不同的传输机制：（i）电导阶跃，（ii）共振传输，（iii）电流抑制，（iv）库仑阻塞，以及（v）通过三重量子点传输。通过调制同轴磁场的强度来实现状态之间的切换，并且不需要导线横截面的严格轴对称。因此，它应该是可观察到的TI纳米线制造可用的实验技术。
2020-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Electronic confinement of surface states in a topological insulator nanowire
我们分析了拓扑绝缘体纳米线模型中电子表面态的限制。自旋动量锁定在表面状态减少了不必要的反向散射的存在下，非磁性的障碍，并被称为抵消本地化的某些值的磁通量线程线。我们表明，有意的背散射可以诱导在纳米线收缩的存在下的一系列条件。我们提出了一个几何纳米线，涉及两个收缩，并表明这些地区形成有效的障碍，允许形成一个量子点。我们分析了零温度非相互作用的电子输运通过设备使用的Landauer-Büttiker方法，并显示如何外部施加的磁通量平行的纳米线和静电门可以用来控制的量子点的光谱和电子输运通过表面状态的模型设备。
2022-06-28 cond-mat.mes-hall
Topotaxial Mutual-Exchange Growth of Magnetic Zintl Eu$_3$In$_2$As$_4$ Nanowires with Axion Insulator Classification
本文提出一种固态拓扑相互交换方法，将Wurtzite InAs纳米线转化为Zintl相Eu$_3$In$_2$As$_4$纳米线，并证实其反铁磁性与轴子绝缘体特性，为探索复杂磁拓扑态及合成其他奇异化合物纳米线开辟了新路径。
2024-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fabry-Pérot interferometry with gate-tunable 3D topological insulator nanowires
三维拓扑绝缘体（3D TI）纳米线表现出各种有趣的磁输运性质，这些性质可以归因于它们的自旋动量锁定表面态，如准弹道输运和Aharonov-Bohm振荡。在这里，我们专注于3D TI纳米线的输运特性与门控部分，形成一个电子法布里-珀罗（FP）干涉仪，可以调整作为一个表面态过滤器或能量障碍。通过调整线的选通部分的载流子密度和长度，可以控制干涉图案，并且纳米线可以对于某些拓扑表面状态输入模式变得完全透明，同时完全过滤掉其他模式。我们还考虑了FP干扰与外部磁场的相互作用，利用该磁场可以诱导Klein隧穿，以及门控部分的横向不对称性，例如，由于顶部栅结构，其显示与Rashba纳米线的有趣类比。由于其丰富的电导现象，我们提出了一个3D TI纳米线与门控部分作为一个理想的设置为一个详细的输运为基础的表征3D TI纳米线的表面状态附近的狄拉克点，这可能是有用的实现3D TI纳米线为基础的拓扑超导性和马约拉纳束缚态。
2021-09-05 cond-mat.mes-hall
Quantum electrical transport properties of topological insulator Bi2Te3 nanowires
在磁输运研究中，我们研究了拓扑绝缘体Bi 2 Te 3纳米线表面电子的量子输运性质。尽管纳米线是通过使用相对粗糙的电化学沉积方法合成的，但由于高度相干的表面电子通道，观察到0和pi相的清晰Aharonov-Bohm振荡。振荡幅度与温度呈指数关系，表明相位相干长度L_phi与温度成反比，与准弹道系统一样。此外，一个弱的反本地化分析的表面通道，通过使用一维本地化理论，使成功提取的表面贡献的磁导数据，提供了支持的温度依赖性的L_phi。
2015-10-31 cond-mat.mes-hall
Towards searching for Majorana fermions in topological insulator nanowires
发展一种门可调、可扩展、拓扑可保护的超电流量子比特并将其集成到量子线路中对于量子信息技术和拓扑现象领域的应用至关重要。在这里，我们建议，纳米混合超导晶体管，超导量子类似物的晶体管，由拓扑绝缘体纳米线将是一个有前途的平台，前所未有的控制超电流的大小和电流相位关系，通过施加电压的栅极电极。我们相信，我们的实验设计将有助于探测拓扑绝缘体纳米线中的Majorana态，并建立拓扑超流量子比特的固态平台。
2019-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum confinement of the Dirac surface states in topological-insulator nanowires
三维（3D）拓扑绝缘体（TI）的非平凡拓扑决定了无隙狄拉克表面态的出现。有趣的是，当将3D TI制成纳米线时，由于量子限制，在狄拉克点处打开了一个间隙，导致了奇特的狄拉克子能带结构。该间隙可用于，例如，基于TI的未来马约拉纳量子比特。此外，这些狄拉克子带可以由磁通量操纵，并且是产生稳定的马约拉纳零模（MZM）的理想平台，其在拓扑量子计算中起关键作用。然而，到目前为止，还没有直接的证据，在TI纳米线的狄拉克子带。在这里，我们表明，通过生长非常薄（$\sim$ 40 nm直径）的体绝缘拓扑绝缘体（Bi $_{1-x}$ Sb $_x$）$_2$ Te $_3$的纳米线，并通过调整其化学势的狄拉克点与门控，可以明确地识别狄拉克子能带结构。具体而言，栅极可调四端器件上测得的电阻被发现呈现非等距峰作为栅极电压的函数，我们理论上证明这是量子限制狄拉克表面态的独特签名。这些TI纳米线开辟了解决拓扑介观物理学的道路，并最终通过$s$波超导体接近时的马约拉纳物理学。
2019-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Semiconductor - Ferromagnetic Insulator - Superconductor Nanowires: Stray Field and Exchange Field
本文制备并研究 InAs/EuS/Al 半导体–铁磁绝缘体–超导体纳米线异质结构，揭示其外延匹配、单磁畴杂散场调控及硬超导能隙与磁交换场特征。
2019-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Topological superconductivity in nanowires proximate to a diffusive superconductor-magnetic insulator bilayer
我们研究半导体纳米线耦合到一个双层的无序超导体和磁性绝缘体，最近的实验报告可能的马约拉纳零模式签名在相关架构的动机。具体来说，我们追求一个准经典Usadel方程的方法，对待超导性的双层自洽存在的自旋轨道散射，磁杂质散射，和塞曼分裂诱导的磁性绝缘体和一个补充的应用领域。在这个框架内，我们探讨工程拓扑超导性的纳米线接近双层的前景。我们发现，磁绝缘体诱导的塞曼分裂，通过超导体单独介导，不能诱导拓扑相，因为超导性的破坏（即，Clogston极限）抢占了所需的制度，其中纳米线的塞曼能量超过了诱导的配对强度。然而，这种塞曼分裂确实降低了获得拓扑相变所需的临界施加场，其中与磁性绝缘体的磁化反向平行的场具有最佳效果。最后，我们表明，磁性杂质散射降低了拓扑相位，和自旋轨道散射，如果存在于超导体中，推的Clogston限制到更高的领域，但同时增加了临界外加场强。
2021-04-08 cond-mat.mes-hall
Proximity-induced superconductivity in (Bi$_{1-x}$Sb$_x$)$_2$Te$_3$ topological-insulator nanowires
当拓扑绝缘体被制成纳米线时，拓扑结构和尺寸量子化之间的相互作用产生了奇特的一维态，其能量色散可以被外场操纵。在邻近诱导的超导性的存在下，这些1D状态提供了一个可调的平台马约拉纳零模式。虽然这种奇特的一维态的存在已被实验证实，但在拓扑绝缘体纳米线中实现强大的邻近诱导超导性仍然是一个挑战。本文报道了基于（Bi $_{1-x}$ Sb $_x$）$_2$ Te $_3$（BST）薄膜的超导拓扑绝缘体纳米线的制备。当两个矩形钯垫以100- 200 nm的间隔沉积在BST薄膜上时，垫下方的BST被转化为超导体，在垫之间留下BST纳米线。我们发现，界面是外延的，并具有高的电子透明度，导致一个强大的超导诱导BST纳米线。由于其合适的几何形状的门调谐，这个平台是有前途的马约拉纳零模式的未来研究。
2022-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Jackiw-Rebbi zero modes in non-uniform topological insulator nanowire
我们从理论上研究了非均匀拓扑绝缘体纳米线中Jackiw-Rebbi零模的出现及其电导特征。我们将非均匀纳米线建模为两个不同半径的圆柱形纳米线之间的结。在线长远大于其半径的极限下，由于径向约束，纳米线的表面态分裂成沿圆柱轴传播的一维Dirac模。在这些狄拉克模式中的每一个中的质量间隙的符号由对应于电子围绕圆柱轴的旋转运动的角动量量子数决定。通过圆柱形纳米线施加外部磁通量使我们能够将整个结的质量间隙从正值调整到负值。由于这种由外磁场控制的磁通可调带反转，可以使Jackiw-Rebbi零模在结处出现或消失。我们计算了拓扑绝缘体纳米线结的微分电导，并表明在Jackiw-Rebbi模式存在下，在零能量（零偏压）处出现了量子化电导峰。
2019-08-19 cond-mat.mes-hall
Aharonov-Bohm Oscillations in a Quasi-Ballistic 3D Topological Insulator Nanowire
在三维拓扑绝缘体（3D TI）纳米线中，通过无隙表面态发生输运，其中自旋垂直于动量固定[1-6]。因此，环绕表面的载流子获得πBerry相位，这被预测为在最低能量的1D表面子带中打开间隙。通过纳米线插入h/2 e的磁通量（Φ）应消除Berry相并恢复无间隙1D模式[7-8]。然而，这种特征在迄今为止报道的运输实验中一直缺失[9-11]。在这里，我们报告的测量机械剥离的三维TI纳米线，表现出阿哈罗诺夫-玻姆振荡与拓扑表面传输一致。使用低掺杂的准弹道器件，我们可以观察到在最低子带（即狄拉克点）附近，在Φ = 0时电导最小，在Φ = h/2 e时电导最大，达到e^2/h，以及输运的载流子密度依赖性。
2014-09-17 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
Nanomechanical characterization of quantum interference in a topological insulator nanowire
石墨烯和拓扑绝缘体（TI）中二维无带隙狄拉克费米子的发现引发了对其独特电子性质应用的广泛研究。三维绝缘体中的无隙表面态表明了具有非平凡Z2不变量的物质的独特拓扑相，该不变量可以通过角分辨光电子能谱或磁阻量子振荡来验证。在TI纳米线中，无带隙表面态在电导中表现出Aharonov-Bohm（AB）振荡，这种量子干涉效应伴随着传输中横向一维模式数量的变化。因此，虽然这种纳米线的态密度（DOS）预计会显示这种AB振荡，但这种效应尚未观察到。在这里，我们采用纳米力学测量，揭示AB振荡的拓扑绝缘体的DOS。所研究的TI纳米线是嵌入在电路中的机电谐振器，并且来自DOS振荡的量子电容效应调制电路电容，从而改变弹性常数以产生机械谐振频率偏移。纳米机械谐振器的小的有效电容和高的品质因数促进了从表面态DOS的量子电容效应的检测，因此本技术可以扩展到研究纳米尺度的各种量子材料。
2019-02-08 cond-mat.mes-hall
Flux-driven delocalization transition in disordered topological insulator nanowires
Ben-Gurion University of the Negev（内盖夫本-古里安大学）
研究无序拓扑绝缘体纳米线中轴向磁通驱动的退局域化转变，通过计算电导提取局域化长度，发现临界指数ν=2，与整数量子霍尔转变不同。
2026-06-12 cond-mat.mes-hall
Majorana Fermions in Proximity-coupled Topological Insulator Nanowires
一个拓扑绝缘体纳米线，邻近耦合到一个普通的体s波超导体和受到纵向施加的磁场，实现了一个一维拓扑超导体与未成对的马约拉纳费米子定位在两端。这种情况发生在广泛的条件下，并且构成了在固态系统中最容易实现的难以捉摸的马约拉纳粒子的物理实现。
2011-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anisotropic transport properties in prismatic topological insulator nanowires
研究棱柱拓扑绝缘体纳米线在横向磁场中的各向异性输运，提出通过旋转磁场测量电导可区分横截面形状，并揭示子带结构。
2024-05-06 cond-mat.mes-hall
Macroscopic Quantum Tunneling in Superconducting Junctions of β-Ag$_{2}$Se Topological Insulator Nanowire
报道了β-Ag $_{2}$ Se拓扑绝缘体（TI）纳米线与Al超导电极接触的超导结的制备和电输运性质。临界电流的温度依赖性表明，超导结属于短结和扩散制度。作为窄结的特征，临界电流随着磁场的增加而单调减小。开关电流的随机分布表现出宏观量子隧穿行为，在T = 0.8K之前都是稳定的。我们的观察表明，基于TI晶体管的约瑟夫森结可能是一个有前途的构建块的纳米混合超导量子比特的发展。
2017-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity-induced supercurrent through topological insulator based nanowires for quantum computation studies
在拓扑绝缘体表面态中，邻近诱导超导能隙被预测为容错量子计算中急需的Majorana费米子的宿主。最近理论上提出的拓扑量子计算架构通过Majoranas是基于Kitaev的一维量子线的大型网络，这对当前基于单纳米线的器件的可扩展性提出了巨大的实验挑战。在这里，我们解决了这个问题，通过实现强大的超导性的结制造的拓扑绝缘体Bi2Se3纳米线接近耦合到传统的s波超导W电极。铣削技术在纳米尺度上具有制造任何所需形状和结构的巨大潜力，因此可以有效地用于将现有的基于单纳米线的设计按比例放大为基于纳米线的网络架构。我们证明了弹道拓扑表面态在长Bi2Se3结中传播具有高IcRN产物的长程邻近诱导超导有序中的主导作用。大的上临界磁场，超过了Escherasekhar Clogston极限表明存在强大的超导秩序与自旋三重态库珀配对。还观察到非常规的IcRN产物对纳米线结的宽度的逆依赖性。
2018-11-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Mesoscopic Phonon Transmission through a Nanowire-Bulk Contact
我们计算了频率依赖的介观声学声子传输概率通过突变结之间的半无限，一维圆柱形量子线和三维体绝缘体，使用微扰技术，是有效的在低频。系统采用弹性理论描述，所有自由表面均采用无摩擦边界条件。在低频极限下，传输概率随频率的平方而消失，传输由纵向通道主导，纵向通道在块状固体表面产生弹性辐射的非线性源。因此，在温度立方处，非电耦合到块状绝缘体的平衡导线之间的热导应随温度而消失。
2004-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Aharonov-Bohm oscillations in disordered topological insulator nanowires
在拓扑绝缘体的金属表面处的电子输运的直接特征是在Bi_2Se_3纳米线的最近研究中观察到的Aharonov-Bohm振荡[Peng等人，自然之母。9，225（2010）]，其中发现电导作为通过导线的磁通量$ϕ$的函数振荡，具有一个通量量子$ϕ_0=h/e$的周期和在零通量处的最大电导。这似乎既不符合扩散理论，也不符合弹道理论，扩散理论预测的周期为半个通量量子，弹道理论在最简单的形式中预测的周期为$ϕ_0$，但在零通量时由于拓扑绝缘体中的非平凡贝里相而达到最小值。我们展示了电导的h/e和h/2 e通量振荡如何依赖于掺杂和无序强度，为实验提供了可能的解释，并讨论了进一步的实验，可以验证该理论。
2010-10-07 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
Electronic transport properties of topological insulator films and low dimensional superconductors
本文综述了近年来拓扑绝缘体和超导纳米线及超导薄膜的研究进展。本文报道了用输运测量方法在TI薄膜中发现的电子-电子相互作用（EEI）、弱反局域化（WAL）和各向异性磁电阻（AMR）效应。然后，介绍了超导薄膜、桥和纳米线的输运性质以及非超导纳米线中的邻近效应。最后，TI和超导体（SC）之间的相互作用进行了讨论。
2013-10-28 cond-mat.mes-hall
Superconducting diode effect due to magnetochiral anisotropy in topological insulator and Rashba nanowires
超导体的临界电流可以取决于当反转和时间反转对称性都被破坏时由于磁手征各向异性而导致的电流流动的方向，这种效应被称为超导（SC）二极管效应。在这里，我们考虑一维（1D）系统，其中超导性是通过邻近效应诱导。在拓扑绝缘体和Rashba纳米线中，由于沿自旋极化轴并垂直于纳米线施加的磁场引起的SC二极管效应提供了在超导体存在下的反转对称性破缺的量度。此外，SC二极管效应对平行于纳米线施加的磁场的附加分量以及对化学势的位置的强烈依赖性可用于检测器件处于预期出现向拓扑超导性的相变的参数空间的区域中。
2022-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Crossed Andreev reflection in topological insulator nanowire T-junctions
数值研究了超导体与拓扑绝缘体纳米线T结中的交叉Andreev反射。我们进行逼真的模拟的基础上的3D BHZ模型和比较的结果与有效的2D表面模型，其计算成本要低得多。这两种方法都表明，CAR应该在很宽的参数范围内清楚地观察到，包括在更有限的范围内的完美CAR。此外，它可以由磁场控制，并且对无序具有鲁棒性。我们有效的2D实现允许对微米尺寸的系统建模，这是典型的实验设置，但对于3D模型来说计算量太大。
2020-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Conductance Spectroscopy of Majorana Zero Modes in Superconductor-Magnetic Insulating Nanowire Hybrid Systems
最近，人们对超导体-磁绝缘体混合Rashba纳米线装置产生了兴趣，该装置可能在较小的外部塞曼场处承载马约拉纳零模式。使用非平衡格林函数技术，我们开发了一个量子输运模型，占准粒子动力学之间的相互作用，在超导体-磁性绝缘体双层结构和通过Rashba纳米线的运输过程。我们提供了一个三端设置的分析，以探测清洁和无序纳米线的本地和非本地电导。我们揭示了能隙的闭合和重新打开，随后出现了近零能态，这可以归因于清洁极限中的拓扑零模。在无序势的存在下，平凡的Andreev束缚态可能会形成让人想起拓扑零模式的签名。我们的研究结果提供了基于运输的制度，支持在这些混合系统中形成的马约拉纳模式的分析，同时调查设备上的混乱的影响。
2023-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Weyl Semimetal from the Honeycomb Array of Topological Insulator Nanowires
我们发现，孤立的Weyl节点可以出现在一个系统中的并行拓扑绝缘体纳米线排列在蜂窝状的方式。这介绍了另一个理论的例子拓扑半金属相与一对以上的外尔节点，由于其简单的形式的哈密顿量，它可以用来研究各种有趣的现象与此相关联。我们的结果强调，根据分离的Weyl节点的拓扑电磁响应可能会出现或可能不会出现，两对可能有整体抵消净异常霍尔电导率的贡献。
2012-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Perfect transmission and Aharanov-Bohm oscillations in topological insulator nanowires with nonuniform cross section
拓扑绝缘体纳米线具有均匀的截面，结合一个磁通量，可以托管一个完美的传输模式和马约拉纳零模式。在这里，我们考虑纳米线与波纹表面--具体地说，线与圆形截面的半径变化沿其轴--和计算其输运性质。在零掺杂时，手征对称性将干净的线（无杂质）置于AIII对称类中，这导致$\mathbb{Z}$拓扑分类。穿过导线的磁通量在拓扑上不同的绝缘相之间调谐，在相变处获得完美的传输。我们推导出一个解析表达式的确切通量值的过渡。掺杂和无序都破坏了手征对称性和完美的透射。在有限的掺杂，表面波纹和无序的相互作用与磁通量修改量子干涉，使Aharonov-Bohm振荡的幅度随着磁通量的增加而降低，与具有均匀表面的线相比，它是磁通量无关的。
2020-01-09 cond-mat.mes-hall
Stability of Majorana modes in Coulomb-disordered topological insulator nanowires
本研究通过数值模拟证明，超导近邻效应可有效屏蔽拓扑绝缘体纳米线中的库仑无序，从而在现实杂质浓度下实现鲁棒的Majorana零能模，为拓扑量子计算提供可行方案。
2025-03-28 cond-mat.mes-hall
One-dimensional Dirac modes in the core of a pentagonal topological crystalline insulator nanowire
Institute of Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理研究所）
该研究针对五边形拓扑晶体绝缘体纳米线，通过紧束缚与多轨道计算，揭示其核心及表面的一维狄拉克模式，证实其可作为空间分离螺旋通道的实验实现体系。
2026-08-07 cond-mat.mes-hall
Dispersive readout of reconfigurable ambipolar quantum dots in a silicon-on-insulator nanowire
我们报告了双极栅极定义的量子点在绝缘体上硅（SOI）纳米线制造使用定制的互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺。双极性是通过在本征硅沟道上将栅极延伸到高度掺杂的n型和p型端子来实现的。我们利用的能力，提供双极载流子水库的硅通道，以证明能够重新配置定义，与相同的电极，双量子点与空穴或电子。我们使用基于栅极的反射计来感测电子和空穴双量子点的点间电荷跃迁（IDT），实现了电子（空穴）的最小积分时间为160（100）$μ$ s。我们的研究结果提出了一个机会，结合在一个单一的设备，电子自旋的长相干时间与电可控的孔自旋在硅。
2020-09-29 cond-mat.mes-hall
Phase diagram and phonon-induced backscattering in topological insulator nanowires
我们提出了一个有效的清洁圆柱形拓扑绝缘体纳米线的电子-声子耦合效应的低能理论。声学声子模型由各向同性弹性连续介质理论与无应力边界条件。我们考虑到声子和螺旋表面狄拉克费米子之间的变形势耦合，也包括电子-电子相互作用的玻色化方法。对于半整数值的磁通量$Φ_B$沿导线，低能量理论承认一个精确的解决方案，因为拓扑保护机制，然后排除声子诱导的$2k_F$ -背散射过程。我们确定的零温度相图，并确定一个政权占主导地位的超导配对的表面状态。作为例子，我们考虑碲化汞纳米线的相图。我们还确定了声子诱导的电阻率，在那里我们找到一个二次依赖于磁通偏差$δΦ_B$从最近的半整数值。
2020-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Plasmons in topological insulator cylindrical nanowires
本文对拓扑绝缘体纳米线中的狄拉克磁等离子体激元进行了理论分析。我们讨论了一个圆柱形的几何形状，贝里相位效应诱导开放的间隙在中性点。考虑到表面电子波函数在以前的论文中介绍和内的随机相位近似，我们提供了一个解析形式的动态结构因子。色散和光谱权重的狄拉克等离子体的研究与不同的圆柱体的半径，表面掺杂，和外部磁场的强度。我们发现，在零表面掺杂，带间阻尼类等离子体激元激发形成在表面和生存在低电子表面掺杂（$\sim 10^{10} cm^{-2} $）。然后，我们指出，当外加接近半量子通量的磁场时，等离子体激元激发对Berry相隙闭合是敏感的。实际上，在施加磁场时，在较低能量下观察到明确的磁等离子体峰。最后，表面掺杂的增加诱导从阻尼带间到尖锐带内磁等离子体激元的交叉，如对于大半径和掺杂（$\sim 10^{12} cm^{-2}$）所预期的，其接近二维表面的适当极限。
2017-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Aharanov-Bohm oscillations and perfectly transmitted mode in amorphous topological insulator nanowires
KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut Néel（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国国家科学研究中心、格勒诺布尔理工学院、内埃尔研究所）；Donostia International Physics Center (DIPC)（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯克，巴斯克科学基金会）
研究非晶拓扑绝缘体纳米线中Aharonov-Bohm振荡和完美传输模式的稳定性，揭示其在不同非晶性下的输运行为及拓扑相变机制。
2026-02-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Finite-size effects in cylindrical topological insulators
我们提出了一个由三维拓扑绝缘体制成的纳米线的理论研究。体拓扑绝缘体由连续模型哈密顿量描述，圆柱形纳米线的几何形状由硬壁边界条件建模。我们提供了长期方程的系统的本征值（包括体和表面状态）和能量本征函数的分析形式。我们描述了如何修改有限尺寸效应的表面状态的圆柱。特别是，我们提供了一个$1/R$展开的表面态的能量高达二阶。波函数的解析形式的知识使得能够计算任何单粒子算子的矩阵元素。特别是，我们计算的矩阵元的光学偶极子运营商，它描述了光吸收和发射，治疗内和带间跃迁在同一个立足点。光学跃迁的选择规则要求平行于纳米线轴的线性动量守恒，以及平行于纳米线轴的总角动量投影中$0$或$\pm 1$的变化。光跃迁矩阵元的大小受纳米线的有限半径的强烈影响。
2020-03-03 cond-mat.mes-hall
Magnetically Tuned Metal-Insulator Transition in LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ Nanowire Arrays
本文在 LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ 界面构建可调耦合的纳米线阵列，发现磁调谐金属-绝缘体转变，并提出耦合双线最小模型解释其机制，为关联材料奇异行为的类比量子模拟提供平台。
2025-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
$4π$-periodic supercurrent tuned by an axial magnetic flux in topological insulator nanowires
拓扑绝缘体（TI）纳米线与传统超导体相邻被提出作为实现拓扑超导性和马约拉纳零模（MZM）的可调谐平台。使用轴向磁通量$Φ$来完成调谐，其允许将系统从$Φ=0$处的平凡变换到当半个磁通量量子$Φ_0/2$穿过导线的横截面时的拓扑非平凡。在这里，我们探讨了预期的拓扑转变在TI线为基础的约瑟夫森结作为磁通量的函数，通过探测的$4π$周期分数的超导，这被认为是一个指标的拓扑超导性。我们的数据表明，这种$4π$ -周期性的超电流是在较低的磁场主要是平凡的起源，但在磁场以上的$\simΦ_{0}/4$拓扑$4π$ -周期性的超电流接管。
2021-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Metallization and proximity superconductivity in topological insulator nanowires
由拓扑绝缘体（TI）纳米线与超导层接近构成的异质结构提供了实现拓扑超导性和相关的马约拉纳束缚态（MBS）的有希望的途径。在这里，我们研究这样的一个$s$波超导体和TI纳米线之间的薄层耦合所造成的影响。我们发现，有一个独特的现象所产生的金属化状态的TI纳米线的超导体。在强耦合限制，需要诱导一个大的超导配对电位，我们发现，金属化的结果在TI纳米线的子带（$\sim 20$毫电子伏）的移位，以及它导致一个小的减少子带间隙的大小打开的磁场平行于纳米线轴。令人惊讶的是，我们发现TI纳米线中的金属化效应也是有益的。最值得注意的是，与超导体的耦合在靠近与超导体的界面的TI纳米线的部分中引起电势，这破坏了反转对称性并且在有限动量下提升了子带内的状态的自旋简并性。因此，与超导体的耦合可以产生或增强子带分裂，这是实现拓扑超导性的关键。这与半导体形成鲜明对比，在半导体中，金属化效应总是减少由自旋轨道耦合引起的等效子带分裂。我们还发现，在某些几何形状的金属化效应可以减少所需的临界磁进入拓扑阶段。我们得出结论，与半导体不同，TI纳米线中发生的金属化效应可以相对容易地减轻，例如通过修改所附超导体的几何形状或通过补偿TI材料。
2022-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Intertwined topological phases in TaAs2 nanowires with giant magnetoresistance and quantum coherent surface transport
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）
TaAs2纳米线中交织的拓扑相通过巨磁阻抗和量子相干表面传输揭示了拓扑非平凡输运特性。
2024-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The impact of metallic contacts on spin-polarized photocurrents in topological insulator $\text{Bi}_2\text{Se}_3$ nanowires
近年来，一种新的量子相--拓扑绝缘体在各种材料中得到了生动的研究。其独特的能带结构允许基于圆形光电流效应的自旋极化电流的光学产生和控制。在本文中，我们通过驱动光波的偏振态来产生和区分不同的光电流贡献。我们讨论了螺旋度相关的自旋极化电流和极化无关的热电流的空间分辨地图，专注于拓扑绝缘体/金属接触界面的影响。我们观察到两个电流的贡献显着增强的电流值在拓扑绝缘体/金属接触界面，而且偶极分布的自旋极化电流接近接触。我们讨论了热电压作为一个三材料塞贝克效应的一般行为，并解释了由空间电荷区域的拓扑绝缘体/金属接触界面中产生的光电子的加速增强值。此外，我们解释了温度梯度与自旋能斯特效应作为一个可能的起源的增强和偶极子样分布的自旋极化电流。
2021-01-22 cond-mat.mes-hall
