A Quantum Mechanical Approach for the Simulation of Si/SiO2 Interface Roughness Scattering in Silicon Nanowire Transistors
在这项工作中，我们提出了一个量子力学方法模拟硅纳米线晶体管（SNWT）中的Si/SiO2界面粗糙度散射。模拟域离散与三维（3D）有限元网格，并直接实现的Si/SiO2界面粗糙度的微观结构。采用非平衡格林函数法和耦合模空间法求解了开边界条件下的三维薛定谔方程。通过用有限元法求解三维泊松方程，对器件中的三维静电进行了严格处理。虽然我们主要集中在本文的计算技术，在SNWTs的SRS的物理和它对设备特性的影响也进行了简要的讨论。
2004-12-05 cond-mat.mes-hall
Phonon localization in surface-roughness dominated nanowires
近年来，在热电的背景下，声子在纳米材料中可能的局部化的研究已经变得重要，其中声子局部化可以降低热导率，从而提高热电器件的效率。然而，尽管付出了巨大的努力，声子局域化尚未在实际材料中实验观察到。在这里，我们建议，表面粗糙度为主的纳米线是理想的候选人，观察声子的本地化，并显示数值的热脉冲注入在一个给定的点所产生的能量的空间和时间的演变显示出明确的签名声子本地化。我们认为，同样的配置可能允许实验观察声子的本地化。我们的研究结果证实了普遍性的表面粗糙度占主导地位的政权提出的，这使我们能够表征的强度由一个单一的参数相结合的线的宽度，以及平均高度的线和它的相关长度的混乱。
2019-04-19 cond-mat.mes-hall
Surface-Roughness-Limited Mean Free Path in Si Nanowire FETs
利用非平衡格林函数方法，用非微扰方法计算了受表面粗糙散射（SRS）限制的硅纳米线场效应晶体管的平均自由程（MFP）。确定了与通道长度有限性相关的入射散射效应，并提出了在MFP计算中消除入射散射效应的方法。MFP的行为相对于沟道长度（L），沟道宽度（W），和均方根（RMS）的表面粗糙度进行了广泛的研究。我们的主要发现是，单个参数RMS/W可以用作SRS效应强度的良好衡量标准，并且MFP的总体特征由该参数决定。特别地，MFP随着RMS/W的增加而指数地减小，并且MFP相对于栅极电场显示出明显不同的行为，这取决于由RMS/W测量的SRS效应的强度是小于还是大于0.06。
2013-04-20 cond-mat.mes-hall
Modeling and tackling resistivity scaling in metal nanowires
为研究金属纳米线的电阻率标度效应，提出了一种描述晶界和表面粗糙散射的多子带Boltzmann输运方程的自洽解析解.分析了不同的散射机制及其统计参数的影响。而不是一个简单的幂律关系的高度或宽度的纳米线的电阻率，图片似乎是更复杂的量子力学散射和量子化效应，特别是表面粗糙度散射。
2015-09-14 cond-mat.mes-hall
Quantum Transport Length Scales in Silicon-based Semiconducting Nanowires: Surface Roughness Effects
我们报告的理论研究的量子电荷输运的原子模型的硅纳米线与表面粗糙度为基础的障碍。根据纳米线的功能（长度，粗糙度分布）的各种导电制度进行了探讨，通过使用有效的实空间阶N计算方法的库博-格林伍德和Landauer-Buttiker运输框架。的弹性平均自由程，电荷迁移率和本地化长度的定量估计作为表面粗糙度无序的相关长度的函数进行。所获得的电荷迁移率的值以及比较与最高性能的未掺杂纳米线的实验估计。此外，平均自由程和本地化长度之间的无偏关系的局限性进行了概述。
2008-01-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Electron relaxation times and resistivity in metallic nanowires due to tilted grain boundary planes
我们计算了不同参数的倾斜晶界的电阻率的贡献，在亚10纳米直径的金属纳米线。用玻尔兹曼输运方程和费米黄金法则得到了正确的弛豫时间。弛豫时间的标准近似方案被证明失败时，晶界倾斜被认为是。晶界以相同角度倾斜或随机倾斜会导致电阻率降低。
2015-09-14 cond-mat.mes-hall
Impact of Phonon Surface Roughness Scattering on Thermal Conductivity of Thin Si Nanowires
提出了一种计算直径D < 100 nm的硅纳米线的表面粗糙度限制热导率的新方法。一个依赖于频率的声子散射率计算从微扰理论和相关的描述的表面通过均方根粗糙度高度Δ和自协方差长度L。利用全声子色散关系，我们发现热导率与直径和粗糙度的二次关系为（D/Δ）^2。计算结果表明，在宽的直径和温度范围（25-350 K）内，计算结果与实验数据非常吻合，并成功地预测了粗蚀刻的50 nm硅纳米线在室温下的极低热导率为2 W.m^{-1}.K^{-1}。
2009-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Resistivity noise in crystalline magnetic nanowires and its implications to domain formation and kinetics
我们已经调查了随时间变化的电阻波动，或噪声，在高品质的结晶磁性纳米线内的纳米多孔模板。噪声随温度和磁场的增加而呈指数增加，并在Neel-Brown框架内根据畴壁脱钉进行了分析。噪声的频率依赖性也表明在较高温度下从非扩散动力学到长程扩散的交叉，以及强的集体脱钉，这在磁电子器件中实现这些纳米线时需要考虑。
2009-08-02 cond-mat.mes-hall
Effects of Interface Roughness Scattering on Radio Frequency Performance of Silicon Nanowire Transistors
分析了n型硅纳米线晶体管（SiNWT）中原子级界面粗糙度对射频性能的影响。采用基于sp3d5s？* 的三维全带量子输运模拟方法，对界面粗糙度散射进行了统计研究。紧约束模型当SiNWT的直径按比例缩小到3nm以下时，IRS导致截止频率的显著降低。粗糙表面引起的导带边的起伏导致电子通过模失配反射。这种效应降低了电子的速度，从而大大降低了截止频率。
2011-11-15 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Universality of phonon transport in surface-roughness dominated nanowires
我们从理论和数值两方面分析了具有表面粗糙度的二维纳米线的热导率\k{appa}随温度的变化。虽然每个样品的特征在于三个独立的参数-线的直径（宽度），相关长度和强度的表面张力-我们的理论预测，存在一个普遍的制度，其中\k{appa}是一个功能的所有三个模型参数的单一组合。声学声子在细导线中传播的数值模拟证实了这种普遍性，并预测\k{appa}对直径d的d 1/2依赖性。
2018-02-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Resistivity scaling and electron relaxation times in metallic nanowires
我们研究了纳米尺寸金属线由于表面粗糙度和晶界的电阻率缩放，目前的主要原因，在纳米尺度的互连电子散射。电阻率已得到与玻尔兹曼输运方程，采用弛豫时间近似（RTA）的分布函数和导电电子的有效质量近似。弛豫时间的精确计算，使用费米的黄金法则，导致在一个正确的弛豫时间为每个子带状态有助于运输。一般来说，弛豫时间强烈依赖于子带状态，这在以前的工作方法中仍然不清楚。电阻率缩放得到不同的粗糙度和晶界属性，显示出很大的差异，缩放行为和弛豫时间。我们的模型清楚地表明，电阻率主要由晶界散射，很容易超过表面粗糙度的贡献的10倍。
2015-06-09 cond-mat.mes-hall
Theoretical study of scattering in graphene ribbons in the presence of structural and atomistic edge roughness
我们研究了电荷掺杂的石墨烯带和边缘不完善的纳米带的扩散电子输运性质。我们考虑不同的制度的边缘散射，从宽的石墨烯带（部分）扩散边缘散射带大的宽度变化和纳米带原子边缘粗糙度。对于后者，我们介绍了一种基于赝势的方法，允许原子的治疗的能带结构和散射势，在自洽的解决方案的玻尔兹曼输运方程内的弛豫时间近似，并考虑到边缘粗糙度的属性和统计。所得的电阻率强烈地依赖于带的取向，Z字形（扶手椅）带显示最小（最大）的电阻率和中间带取向表现出中间电阻率值。结果还显示出清晰的电阻率峰值，对应于由于约束诱导的子带量子化的态密度的峰值，除了扶手椅边缘带，其表现出非常强的宽度依赖性，因为它们的claromatic行为。此外，我们确定了一个强大的相互作用之间的相对位置的两个山谷的石墨烯沿运输方向，原子的边缘粗糙度的相关配置文件，和手性谷模式，导致一个特殊的强烈抑制电阻率制度，最明显的锯齿形取向。
2019-02-07 cond-mat.mes-hall
Influence of quantum-mechanical boundary roughness resistance on copper nanolines
铜纳米线制造工艺通常被用作先进的电子器件中的互连。铜电阻率由于限制而增加到高于体电阻值，从而损害性能。最近的电子输运测量清楚地表现出这种效果的纳米线，其宽度范围在80和500 nm之间，在低温和室温下。考虑电子表面和晶界散射的半经典模型的有限尺寸效应的解释，但拟合不捕捉强线宽依赖的数据低于100 nm。这封信解释了如何从量子力学的表面粗糙度效应，开始有助于强烈的线条窄于平均自由程。这种类型的粗糙度散射将有助于未来20 nm的互连电阻率增加40%。
2009-06-19 cond-mat.mes-hall
Full 3D Quantum Transport Simulation of Atomistic Interface Roughness in Silicon Nanowire FETs
采用基于原子sp3d5s * 紧束缚模型的全三维量子输运模拟器，数值研究了界面粗糙散射（IRS）对硅纳米线场效应晶体管（NWFET）性能的影响.硅和二氧化硅层之间的界面是使用实验得出的自协方差函数（ACVF）在真实空间原子表示中生成的。氧化物层是仿照虚拟晶体近似（VCA）使用虚构的二氧化硅原子。<110>取向的纳米线具有不同的直径和随机产生的表面配置进行了研究。实验观察到的导通电流和阈值电压定量捕获的仿真模型。迁移率降低由于IRS研究通过定性比较的模拟结果与实验结果。
2011-02-03 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph quant-ph
Dependence of resistivity on surface profile in nanoscale metal films and wires
我们扩展纳米线表面散射的量子模型，将体电阻率和提取的表达式增加电阻率由于表面粗糙度。为了了解如何提高电导率，我们计算电导率从表面粗糙度的各个波长的退化，并显示如何将这些可以卷积到任意表面的电阻率。我们审查测量铜膜，并得出结论，在短波长（小于100 nm）的粗糙度占主导地位的散射，主要是镜面散射应实现RMS粗糙度低于约0.7 nm。
2007-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Universal features of phonon transport in nanowires with correlated surface roughness
在有意粗糙化的硅纳米线（SiNW）中实验观察到的超低热导率$κ$在声子蒙特卡罗模拟中再现，其中指数相关的真实空间粗糙表面类似于测量[J.Lim，K. Hippalgaonkar，S. C. Andrews，A. Majumdar和P. Yang，Nano Lett. 12，2475（2012）]。通用功能的热输运揭示$κ$作为一个功能的归一化几何平均自由程$\barλ$（$0<\barλ<1$）的扩散（Casimir）限制对应于$\barλ=1/2$。$κ$与$\barλ$在低至中等粗糙度（高$\barλ$）下呈指数关系，其中内部散射随机中断声子在SiNW上的反弹，而在高粗糙度（低$\barλ$）下呈线性关系，其中同一表面处的多次散射事件导致超低的非晶极限热导率。
2015-06-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Analytic solution of Ando's surface roughness model with finite domain distribution functions
Ando的表面粗糙度模型应用于金属纳米线，并扩展到小粗糙度尺寸和无限势垒极限近似的波函数重叠，如Prange-Nee近似。准确和快速的模拟仍然可以执行，而不调用这些重叠近似平均粗糙度轮廓使用有限域分布函数，以获得散射率的解析解。模拟表明，重叠近似，而预测的电阻率同意或多或少与我们的新方法，估计不佳的基本散射率。所有的方法表明，在费米能级的左，右移动的电子之间的动量间隙，超过临界动量间隙，引起电阻率大幅下降。
2015-09-29 cond-mat.mes-hall
Electron Transport in Silicon Nanowires: The Role of Acoustic Phonon Confinement and Surface Roughness Scattering
我们研究了电子和声学声子约束对被SiO $_2$包围并被门控的薄方形硅纳米线（SiNWs）的低场电子迁移率的影响。我们采用自洽泊松薛定谔蒙特卡罗求解器，占散射由于声学声子（限制和散装），谷间声子，和Si/SiO $_2$表面粗糙度。所考虑的线具有在3 $\times$ 3 nm $^2$和8 $\times$ 8 nm $^2$之间的横截面。对于较大的导线，正如预期的那样，迁移率对来自栅极的横向场的依赖性是明显的。在低横向场，声子散射占主导地位，从封闭的声学声子散射的结果在约10%的流动性减少相对于体声子近似。随着导线横截面的减小，电子迁移率下降，因为电子-声学声子和电子-表面粗糙度散射率的有害增加掩盖了有益的体积反转和子带调制。对于薄于5 $\times$ 5 nm $^2$的线，表面粗糙度散射占主导地位，而不管施加的横向场，并导致电子迁移率随着SiNW截面的减小而单调减小。
2008-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependent electrical resistivity of a single strand of ferromagnetic single crystalline nanowire
在3 K-300 K温度范围内，用四探针法测量了直径为55 nm的单股铁磁镍纳米线的电阻率。所用的金属丝是化学纯的，是高质量的取向单晶样品，其中与温度无关的剩余电阻率主要由表面散射决定。精确的温度依赖性电阻率（$ρ$）的评估，使我们能够确定定量的电子-声子的贡献（其特征在于德拜温度$θ_R$），以及自旋波的贡献，这是显着抑制尺寸减小。
2009-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Domain wall pinning and interaction in rough cylindrical nanowires
研究了具有粗糙表面的圆柱形纳米线中磁畴壁（DW）对之间的相互作用和径向压缩钉扎。有人发现，径向收缩创建一个对称的钉扎势阱，与变化的斜率时，DW是位于缺口外。表面变形引起的钉扎电位以及动态钉扎的不对称性。畴壁的退钉扎场一般随表面粗糙度的增加而减小。钉扎在径向收缩处的DW为平行线中的自由DW创建钉扎势阱。我们确定，被困绑定DW状态出现以上的脱钉阈值和表面粗糙度有利于被困绑定DW状态在平行线。
2015-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon-induced magnetoresistivity of Weyl semimetal nanowires
我们研究了无无序圆柱形外尔半金属纳米线的纵向磁输运。我们的理论包括一个磁通量$Φ$穿透纳米线和捕获有限曲率的费米弧表面布里渊区通过一个边界角$α$。电子背散射声学声子通过变形势导致有限的电阻率，我们评估通过半经典玻尔兹曼方法。我们发现，低能量的运输是由表面状态，其中运输观测是高度敏感的角度$α$和Aharonov-Bohm相位由于$Φ$。一般的子带色散关系允许一对或两对费米点。在后一种情况下，节点内反向散射是可能的，这意味着比单个费米点对更大的参数电阻率。其结果是，大的和突然的电阻率变化发生在一个给定的子带中的费米点对不同数量的参数区域分离的过渡点。
2021-10-11 cond-mat.mes-hall
The theory of GMR and TMR in segmented magnetic nanowires
我们计算了由两个铁磁段组成的分段纳米线的电阻率和巨磁电阻（GMR）。考虑到由于纳米线横截面小的电子运动的量子化; s-d电子散射引起自旋向上和自旋向下的s-电子的不同平均自由程。计算的电阻率和GMR振荡作为纳米线的横截面的函数，由于在费米动量的d-电子与相反的自旋的差异。GMR可以达到比对于无限横截面的“线”获得的值高得多的值（即，多层）。类似地，我们通过用绝缘体间隔物代替顺磁间隔物来计算了隧道磁电阻（TMR）。
2000-02-21 cond-mat.mes-hall
Nanowire Breakup via a Morphological Instability Enhanced by Surface Electromigration
本文利用连续介质模型计算了轴向电场下单晶纳米线的轴对称形态演化，发现电迁移和更大的表面粗糙度会缩短纳米线断裂时间并增加最终生成的颗粒数量。
2023-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
Nanomolding single-crystalline CoIn3 and RhIn3 nanowires
本研究通过热机械纳米模塑成功合成单晶CoIn3和RhIn3纳米线，克服了金属间化合物纳米结构化的挑战，并首次报道了CoIn3的电阻率值。
2025-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Metal MoP Nanowire for Interconnect
随着尺寸的减小，Cu互连的电阻不断增加，这是集成电路在7 nm技术节点之后继续缩小规模的主要挑战，因为它导致计算中不可接受的信号延迟和功耗。铜的电阻率增加，由于在纳米尺度下的互连的表面和晶界处的电子散射。拓扑半金属，由于其拓扑保护的表面状态和抑制电子背散射，是有前途的材料候选人，有可能取代目前的铜互连作为低电阻互连。在这里，我们报告有吸引力的拓扑金属钼磷纳米线的电阻率缩放，并表明电阻率值低于500 nm $^2$横截面面积的铜互连。更重要的是，我们证明了MoP纳米线的尺寸缩放，在线路电阻与总横截面积方面，优于有效的Cu和无阻挡层的Ru互连，这表明MoP是一个有吸引力的解决方案，目前的缩放挑战的Cu互连。
2022-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependence of the resistance of metallic nanowires (diameter $\geq$ 15 nm): Applicability of Bloch-Grüneisen theorem
我们在4.2K-300 K的温度范围内测量了直径为15 nm-200 nm的Ag和Cu纳米线的电阻（和电阻率），具体目的是评估Bloch-Grüneisen公式在这些纳米线中的电子声子电阻率的适用性。通过电沉积在聚合物模板内生长线。我们发现所有样品的电阻在T=4.2K时都达到一个剩余值，并且在整个温度范围内电阻随温度的变化都符合Bloch-Grüneisen公式，并有一个明确的输运德拜温度（$Θ_{R}$）。对于直径为15 nm的Ag纳米线，从拟合获得的德拜温度的值位于体值的8%以内，而对于相同直径的Cu纳米线，德拜温度显著小于体值。发现纳米线中的电子-声子耦合常数（通过$α_{el-ph}$或$α_{R}$测量）具有与本体相同的值。随着金属丝直径的减小，金属丝的电阻率增加。导线电阻率的这种增加可能归因于传导电子的表面散射。镜面反射率p估计为约0.5。观察到的结果使我们能够从电阻准确地获得双折射率，并为我们提供了一种获得测量阵列（在模板内生长）内的确切导线数量的方法。
2006-07-26 cond-mat.mes-hall
Validity criteria for Fermi's golden rule scattering rates applied to metallic nanowires
费米的黄金法则支持移动载流子在各种固体中传播的研究，是计算其散射率的标准工具。因此，它提供了一个微扰估计下的隐式假设，即相互作用的哈密顿量，导致散射事件的影响是足够小的。为了检查这一假设的有效性，我们提出了一个通用的框架，以获得简单的有效性标准，以评估是否可以信任的散射率的系统正在考虑中，其统计特性，如平均尺寸，电子密度，杂质密度等。我们推导出具体的有效性标准金属纳米线与传导电子填充一个单一的抛物带进行不同的弹性散射机制：杂质，晶界和表面粗糙度。
2016-06-22 cond-mat.mes-hall
Atomistic simulations of heat transport in real-scale silicon nanowire devices
利用原子晶格动力学和散射理论，我们研究了纳米器件的热输运的10 nm厚的硅纳米线，从10到100 nm长，夹在两个散装水库。我们发现，在设备中的热传输显着不同的悬浮延长纳米线，由于声子散射在接触界面。我们发现，热传导和声子输运制度可以调整从弹道扩散通过改变纳米线的表面粗糙度和它们的长度。在含有短晶体线的器件中，声子隧穿发生并增强了超过单个接触的电导。
2012-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Vapor-liquid-solid growth of serrated GaN nanowires: Shape selection driven by kinetic frustration
化合物半导体纳米线是几种纳米电子器件的有前途的构建块，但无法可靠地控制其生长形态是一个主要的挑战。在这里，我们报告了金催化的气液固（VLS）生长的GAN纳米线的控制生长方向，表面极性和表面粗糙度。我们开发了一个理论模型，涉及的生长形式的动力学挫折引起的V（N）/III（Ga）的比例在整个生长纳米线前的变化。模型预测验证的趋势所引起的系统变化的催化剂颗粒尺寸和加工条件的生长形态。我们的研究所强调的形状选择的原则铺平了道路，技术相关的化合物半导体纳米线的形态控制。
2013-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large enhancement in hole velocity and mobility in p-type [110] and [111] silicon nanowires by cross section scaling: An atomistic analysis
计算了直径从D=12nm到D=3nm的p型纳米线在[100]、[110]和[111]输运方向上的迁移率。原子紧束缚模型被用来计算NW电子结构。线性玻尔兹曼输运理论，包括声子和表面粗糙度散射（SRS）机制，用于迁移率计算。我们发现当[110]纳米线的直径缩小到D=3nm时，可以实现大的迁移率增强（4倍的数量级），甚至更多的[111]纳米线的直径缩小到D=3nm。这种增强源于色散曲率的增加，因此随着直径的缩放，孔速度增加。随着直径的减小，这种好处可以补偿SRS引起的流动性降低。另一方面，[100] NW的移动性与其他两个NW方向相比是最低的，并且还随着直径尺度而受到影响。我们描述的能带结构工程技术是各向异性体能带的一般特征，并且也可以应用于2D薄体层以及其他沟道材料。
2010-11-11 cond-mat.mes-hall
Surface-dominant transport in Weyl semimetal NbAs nanowires for next-generation interconnects
本研究通过热机械纳米成型合成了直径最小40 nm的单晶Weyl半金属NbAs纳米线，其室温电阻率低至9.7 +/- 1.6 microOhm-cm，归因于表面主导导电，展现出高击穿电流密度和热导率，有望成为超越铜基限制的下一代互连材料。
2025-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Quantum Interference in Silicon 1D Quasi-Ballistic Junctionless Nanowire Field Effect Transistors
我们研究了8 nm直径的Si无结纳米线场效应晶体管的低温输运与一个环绕式栅极和两个不同的激活掺杂浓度的自顶向下技术制造。首先，我们从器件中提取器件几何形状的本征栅极电容，该器件在13 mK下显示出库仑阻塞，在6 V的栅极电压范围内具有超过500个库仑峰，表明在整个纳米线沟道中形成了单个岛。在另外两个器件中，掺杂Si：P $4\times10^{19}\,\text{cm}^{-3}$和$2\times10^{20}\,\text{cm}^{-3}$，我们观察到量子干涉，并使用提取的栅极耦合来确定主导能量尺度和相应的平均自由路径。对于较高掺杂的器件，分析产生$4\pm2\,\text{nm}$的平均自由程，其在平均掺杂剂间距的量级上，并且表明在未活化或活化的掺杂剂上的散射。对于具有$4\times10^{19}\,\text{cm}^{-3}$的活化掺杂剂密度的器件，量子干涉效应表明$10\pm2\,\text{nm}$的平均自由程，其与纳米线宽度相当，因此是准弹道输运。通用电导波动的温度依赖性分析表明，在低于1.9 K的温度下，纳米线长度以上的相干长度，以及在更高温度下，来自1D电子-电子相互作用的退相干。的迁移率是有限的散射杂质，而不是预期的表面粗糙度散射的纳米线直径更大或可比的费米波长。因此，我们的测量提供了洞察的性能限制，从占主导地位的散射和退相机制，在技术相关的硅器件的几何…
2018-02-20 cond-mat.mes-hall
Transport in Fermi Liquids Confined by Rough Walls
我目前的费米液体的热导率的理论计算3He局限于板的厚度为100 nm的顺序。的限制表面的粗糙度的影响直接包括在表面粗糙度功率谱，这可以通过实验确定。在低温下的运输是有限的粗糙表面散射和演变成已知的高温极限散装通过一个异常的制度，其中非弹性准粒子散射和弹性散射的粗糙表面共存。我展示了导热系数的初步计算。这些研究是适用于在金属纳米线的电传输的背景下，以及实验，探测液体3He在平板几何形状的超流相图。
2019-11-19 cond-mat.mes-hall
3D versus 2D domain wall interaction in ideal and rough nanowires
利用微磁学模拟研究了平面（2D）和圆柱形（3D）纳米线中横向磁畴壁（TDWs）之间的相互作用。我们发现，在完美的和表面变形的电线的自由TDWs的行为不同，作为3D TDWs结合成亚稳态的平均寿命为300 ns取决于粗糙度，而2D TDWs不由于2D形状各向异性。当2D和3D TDW被钉扎在人工收缩处时，它们的行为相似，因为它们主要通过偶极场相互作用。这种静磁相互作用可以用多极展开的点电荷模型来描述。在表面变形金属丝中，随着退钉扎场的减小，相互作用变得更加复杂，动力学钉扎会导致局部共振。这会强烈影响基于DW的设备中TDW的控制。
2015-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resistivity of Graphene Nanoribbon Interconnects
石墨烯纳米取向的互连制造，和提取的电阻率相比，铜。结果表明，在给定线宽（18nm<W<52nm）下，GNR的平均电阻率约为Cu丝的3倍，而最佳GNR的电阻率与Cu丝相当。的导电性被发现是有限的杂质散射以及LER散射，作为一个结果，最好的报告GNR电阻率是3倍的限制所施加的基板声子散射。这项研究表明，即使是中等质量的石墨烯纳米线也有可能超过Cu用作片上互连。
2009-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optimizing the growth conditions of Al mirrors for superconducting nanowire single-photon detectors
本文通过优化溅射参数制备出粗糙度低于1 nm的高质量铝薄膜，并将其集成到超导单光子探测器中，使780 nm处探测效率从40%提升至70%。
2023-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Encapsulated Nanowires: Boosting Electronic Transport in Carbon Nanotubes
由于大量光学声子的散射，金属碳纳米管（CNT）的电导率相对于偏置电压迅速饱和。这些主要散射体在原始CNT中的衰减太慢而不能抵消在高电压偏压下增加的产生速率。我们证明，从第一原理，封装的一维原子链内的单壁碳纳米管可以增强衰减的“热”声子提供额外的通道热化。对于具有包封铍的示例系统，声子群体生长的平静使金属CNT的电阻率降低51%。
2017-02-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Breakdown Current Density in BN-Capped Quasi-1D TaSe3 Metallic Nanowires: Prospects of Interconnect Applications
我们报告的调查结果的载流能力的纳米线制成的准一维范德华金属三硒化钽覆盖准二维氮化硼。化学气相传输方法，然后化学和机械剥离，用于制造毫米长的TaSe 3线的横向尺寸在20至70 nm的范围内。电气测量表明，TaSe 3/h-BN纳米线异质结构的击穿电流密度超过10 MA/cm 2，比铜的击穿电流密度高出一个数量级。一些器件表现出有趣的台阶状击穿，这可以用纳米线的原子线束结构来解释。TaSe 3的准一维单晶性质导致低表面粗糙度和不存在晶界;这些特征可能使这些线的横向尺寸缩小到几nm范围内。这些结果表明，准一维范德瓦尔斯金属具有潜在的应用在最终缩小的本地互连。
2016-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Plasmonic switching in Au functionalized GaN nanowires in the realm of surface plasmon polatriton propagation: A single nanowire switching device
报道了Au纳米颗粒功能化半导体GAN（Au-GaN）纳米线的光响应，用于使用532激发的光开关。采用催化剂辅助化学气相沉积技术生长了宽带隙GAN纳米线，并通过化学方法进行了Au功能化。Au-GaN纳米线显示出Au纳米团簇在550 nm附近的表面等离子体共振（SPR）模式以及GAN在365 nm附近的特征带。观察到的光学开关的Au-GaN纳米线的子带隙激发532 nm的表面等离子体激元辅助传输的电子在系统中的可能作用。在不存在使用325 nm激发的光开关的情况下，排除了带传导的作用，325 nm激发的能量高于室温下GAN的约3.4 eV（365 nm）的报道带隙。随着粒子间的分离，有限量的Au的带间贡献起着重要的作用。开关器件也成功地测试了一个单一的GAN纳米线功能化与金纳米团簇。对于单个GAN纳米线中的载流子的表面等离子体激元辅助电输运，测量到0.05欧姆-cm的电阻率值。
2015-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scaling Law of Confined Spin-Hall Effect
我们结合量子尺寸效应来研究非本征自旋霍尔效应。一个Lippmann-Schwinger形式的理论方法，占量子限制和表面粗糙度散射，被开发来计算自旋霍尔和纵向的双折射率和自旋霍尔角。量子限制的存在导致非本征自旋霍尔电阻率$ρ_{sH}$和纵向电荷电阻率$ρ$之间的线性关系$ρ_{sH}=αρ+β$。线性项$αρ$源自侧跳，常数$β$是由于斜散射。这明显偏离了体导体中普遍接受的标度律$ρ_{sH}=aρ^2+bρ$。因此，我们呼吁谨慎解释实验数据时，应用标度律。
2014-07-31 cond-mat.mes-hall
On the probability of quantum phase slips in superconducting nanowires
本文讨论了量子涨落驱动下超导导线中超电流的衰减机制。我们认为，动量守恒强烈抑制了这种衰变的概率，并估计了两个衰变通道的速率：由于无序引起的凝聚体的潜在散射和由于正常分量的存在引起的等离子体模的衰减，即，欧姆损耗。我们发现，虽然这两种机制产生非零衰减率，它们的值太小，提供任何实质性的贡献的电阻率的电线。然而，与后一种机制相关的速率要大得多，并且在适当的条件下，耗散可能导致量子相变的明显增强。
2012-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Surface preparation and patterning by nano imprint lithography for the selective area growth of GaAs nanowires on Si(111)
在Si（111）衬底上选择性区域生长高垂直产率的Ga辅助GaAs纳米线仍然是一个挑战。在这里，我们探讨不同的表面制备和它们的影响NW生长的分子束外延。我们发现，在超纯水中煮沸的基板导致的垂直的纳米线（实现80%）的电子束光刻（EBL）图案化的基板上生长的产量显着提高。然而，我们把这种改进归因于掩模开口中衬底的原子粗糙度的降低。在此基础上，我们将我们的生长结果转移到衬底处理的技术，使大阵列，纳米压印光刻（NIL）的有效图案化。为了获得小于50 nm的孔尺寸，我们结合了传统的NIL工艺与间接图案转移（NIL-IPT）技术。因此，我们实现了更小的孔尺寸比以前报道的传统的NIL和生长结果，这些EBL图案化基板上实现的。
2017-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microstructure-Dependent Particulate Filtration using Multifunctional Metallic Nanowire Foams
本研究开发了基于多孔金属纳米线泡沫的多功能过滤平台，探究微观结构对深亚微米颗粒过滤性能的影响，发现纳米线密度、直径等因素关键决定PM₀.₃捕获效率，且铜泡沫具备超高效抗菌性，为优化高效多功能过滤介质提供了新方向。
2024-07-20 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Superconductor-to-Metal Transitions in Dissipative Chains of Mesoscopic Grains and Nanowires
分析了介观超导晶粒链中量子涨落和耗散的相互作用，并将结果应用于纳米线。结果表明，在一维并联约瑟夫森结阵列中，晶粒内的超导正常电荷弛豫起着重要的作用。在零温度下，可以存在两个超导相，主要取决于耗散的强度。在完全超导相（FSC）中，每个晶粒都是超导的，并且与耗散传导的耦合是重要的。在SC* 相中，耗散在长波长处是不相关的。这两个超导相与正常金属相之间的相变可以是局部的也可以是全局的，具有丰富而复杂的临界性质。这些都是从弱耦合和强耦合重整化群分析中推断出来的。在中间温度下，在超导体到正常相变附近，存在超金属行为的区域，其中电阻率首先随着温度降低而逐渐减小，然后随着温度进一步降低而最终增大。链的约瑟夫森结的结果扩展到连续的超导纳米线和微妙的问题，这些是否可以表现出FSC相被认为是。在其他系统中的超导体-金属过渡的潜在相关性也进行了讨论。
2005-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electron transport in quantum wire superlattices
利用非平衡格林函数理论研究了横向受限半导体超晶格中的电子输运。输运性质的纳米线超晶格的不同直径的计算，从量子点超晶格制度的量子阱超晶格制度。散射过程中，由于电子-声子耦合，声子非谐性，带电杂质，表面和界面粗糙度和合金无序包括在微观基础上。弹性散射机制的处理超出了自洽玻恩近似的部分相干的方式。运输沿超晶格的性质显着依赖于横向维度。在量子线制度，电子速度场特性的预测偏离强烈的标准江崎津形式，由于与光学声子的整数和分数的共振，具有明显的电流峰值。
2014-04-24 cond-mat.mes-hall
Model-based study of a nanowire heating and dynamic axisymmetric necking by surface electromigration
本文建立耦合温度与半径非线性动力学的模型，研究表面电迁移下纳米线颈缩中的温度尖峰反馈效应，并给出保持固态的参数条件及尺寸对断裂处温度的影响。
2025-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci math-ph
Spin dependent scattering of a domain-wall of controlled size
磁电阻测量CPP的几何形状已进行单电沉积的Co纳米线交换偏置一侧溅射的非晶GdCo层。这种几何形状允许在Co线中稳定单个畴壁，其厚度可以通过外部磁场控制。比较磁化强度，电阻率和磁阻的研究，单一的钴纳米线，钆钴层，和耦合系统，提供了证据的额外贡献的磁阻时，畴壁被压缩的磁场。当畴壁厚度小于自旋扩散长度时，这种贡献被解释为畴壁内的自旋相关散射。
1999-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of boundary roughness on the attenuation of specular phonon reflection in graphene
本文通过原子格林函数模拟验证了Ogilvy公式在预测石墨烯边界粗糙度对声子镜面反射衰减方面的准确性，并发现了短波长声子在大相关长度下的最小镜面度规律。
2024-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Compact chromium oxide thin film resistors for use in nanoscale quantum circuits
我们报告的一系列薄氧化铬薄膜的电特性，直流溅射生长，以评估其适用性作为纳米电子学芯片电阻。通过增加氧掺杂的水平，氧化铬膜的室温方块电阻从28 $Ω/ \square$变化到32.6k $Ω/ \square$。研究了在液氦中冷却到4.2K时电阻的变化;在4.2K时，薄层电阻随组分从65 $Ω/ \square$到20 G以上$Ω/ \square$而变化。所有测量的膜在所有测量的温度下显示欧姆行为。对于用于使用硅纳米线进行量子相位滑移测量的片上器件，需要硅纳米线和氧化铬之间的界面。通过表征界面接触电阻，我们发现金中间层是有利的：氧化铬-金界面的比接触电阻率为0.15 m $Ω$ cm $^2$，远低于直接氧化铬-硅界面的值65 m $Ω$ cm $^2$。我们的结论是，这些氧化铬薄膜是适合用于纳米级电路作为高价值的电阻器，与电阻率可调的氧含量。
2014-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Investigation of the Effect of Thermal-Induced Atomic Motion on the Conductance of Copper Thin Films
Binghamton University（宾汉姆顿大学）
本研究通过分子动力学模拟分析了热诱导原子运动对铜薄片导电性的影响，发现温度升高会增加原子位移和电阻，但对粗糙表面的影响较小。
2026-01-22 cond-mat.mes-hall
