Spin transfer torques in magnetic tunnel junctions
本章对磁性隧道结中的自旋转移矩进行了综述。在第一部分中，我们提出了一个概述的实验和理论研究，解决在磁性隧道结电流感生磁化激发。最显着的结果，并讨论了主要的可观察到的特性。最后对铁磁体中的自旋转移机制进行了描述。在第二部分中，发展了非晶势垒磁性隧道结中自旋输运的量子描述。自旋相关的反射，以及电子入射和自旋过滤的障碍的作用进行了说明。我们表明，这些机制引起的特定性质的自旋转移隧道结中，非常不同的金属自旋阀的情况下。在第三部分中，我们导出了磁性隧道结中自旋转移的理论观测特征，并讨论了这些结果的有效性，并与最近的实验结果进行了比较。为了结束本章，我们研究了半金属隧道结中的自旋转移机制，期望模仿MgO基磁性隧道结。
2008-02-26 cond-mat.mes-hall
Influence of image forces on the electron transport in ferroelectric tunnel junctions
研究了镜像力对铁电隧道结电导的影响。我们发现镜像力的影响是双重的：i）在非零偏压下，镜像力增强了对称隧道结中由于极化滞后引起的电阻效应; ii）镜像力产生了由于铁电势垒介电常数滞后引起的电阻效应。研究了铁电隧道结电导随温度的变化关系，发现镜像力导致电导随温度的强烈变化。
2017-04-06 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit induced anisotropy in the tunneling magnetoresistance of magnetic tunnel junctions
研究了自旋轨道相互作用对磁性隧道结隧穿磁电阻的影响。建立了一个模型，在该模型中，实验观察到的各向异性隧穿磁电阻（TAMR）的二重对称性源于Dresselhaus和Bychkov-Rashba自旋轨道耦合之间的干涉.偏压引起的Bychkov-Rashba自旋轨道耦合强度的变化可以导致TAMR的反转。理论计算与在外延Fe/GaAs/Au隧道结中观察到的TAMR符合得很好。
2007-05-20 cond-mat.mes-hall
Tunneling current spectroscopy of a nanostructure junction involving multiple energy levels
采用多能级Anderson模型模拟了具有任意数量单粒子能级的纳米结构隧道结系统。利用非平衡格林函数方法，对隧道电流进行了理论研究。得到了谱函数的闭合形式，并利用它分析了双势垒结中量子点或分子的复杂隧穿电流谱。我们还发现，当考虑到与相邻量子点的库仑相互作用时，在量子点隧道结中可以观察到负微分电导。
2007-02-05 cond-mat.mes-hall
Quantum Tunneling of the Magnetic Moment in the S/F/S Josephson ${\bm φ}_{\bf 0}$-Junction
我们表明，S/F/S约瑟夫森$φ_0$结允许检测宏观量子隧穿和量子振荡的磁矩通过测量交流电压在结。得到了与超导序参量相互作用重正化的隧道劈裂的精确表达式。它表明，磁隧穿可能成为冻结在一个足够大的$φ_0$。计算了有限欧姆电阻引起的磁矩量子振荡的品质因数。结果表明，在$φ_0$ -结中的磁隧穿率可以由超导电流控制，而不需要磁场。
2016-01-05 cond-mat.mes-hall
Magnetic field-enhanced spin filtering in rare-earth mononitride tunnel junctions
自旋过滤隧道结基于通过铁磁绝缘体的能带结构的交换分裂控制的上下自旋电子的选择性隧穿。因此，可以通过调节隧道势垒的交换强度来调谐自旋过滤器效率。我们已经观察到，磁场和偏置电压（电流）可以用来调节交换强度，从而自旋过滤器的效率与铁磁DyN和GdN隧道势垒隧道结。在具有DyN势垒的隧道结中，我们在11 K下获得了由于小的交换分裂（$ E_{ex}$）$\approx$ 5.6 meV的势垒高度（$Φ_0$）$\approx$ 60 meV的隧穿电子的$\sim$ 37 $\%$自旋极化。巨大的自旋过滤效率$\sim$ 97 $\%$被发现与GdN势垒的隧道结由于较大的$E_{ex}$ $\approx$ 47 meV。在存在施加的磁场的情况下，由于磁场依赖的交换分裂$ E_{ex}(H)$，势垒高度可以进一步分裂。在有磁场的情况下，DyN隧道结的自旋过滤效率可提高到$\sim$ 87 $\%$.这些隧道结的电和磁场调谐自旋过滤器效率为这些具有附加功能的器件的实际应用提供了机会。
2015-07-20 cond-mat.mes-hall
Quantum Phase Transitions in Dissipative Tunnel Junctions
研究了耗散隧道结的Ueda-Guinea模型。该模型考虑了与单电子隧穿相关的终态效应。量子相变出现，标志着绝缘（库仑阻塞）和导电相之间的边界。该系统进行了分析，大N技术，自洽谐波近似，和蒙特卡罗方法。
2003-01-21 cond-mat.mes-hall
Tunneling Magneto-Thermopower in Magnetic Tunnel Junctions
对磁性隧道结的热致自旋输运进行了理论研究。分析了隧道磁电阻的Slonczewski模型（及其极限情形Julliere模型）的热模拟，得到了结热电势和隧道磁热电势（TMT）的解析表达式。的分析模型进行了测试数值的特殊情况下的Al $_2$ O $_3$为基础的MTJ，我们分析的热电势和TMT的相对磁化方向的依赖关系，以及对势垒的高度和厚度。我们发现，在一定的势垒高度TMT消失，分离的区域的积极和消极的TMT。作为它的电学原型，这个热自旋输运模型应该作为一个唯象的基准分析实验和第一性原理计算的热功率在磁性隧道结。该解析表达式可作为利用结铁磁体的{ \it ab initio}能带结构数据对结的磁热电势的初步估计。
2013-10-29 cond-mat.mes-hall
Pinhole and tunneling conduction channels superimposed in magnetic tunnel junction: results and inferences
在氧化锰基隧穿器件中，研究了弹道沟道对磁隧道结隧穿导电沟道的影响。在具有针孔纳米接触的磁性隧道结中，在很宽的温度范围内观察到磁阻反转。隧道磁电阻在较高的偏压和温度下发生符号变化。这一现象归因于平行导电通道的形成，该平行导电通道由穿过针孔接触的自旋守恒弹道输运和穿过绝缘间隔层的自旋极化隧穿组成，其中针孔接触的透射概率接近于1，而绝缘间隔层的透射率较弱。这些结果似乎解决了关于铁磁纳米接触中的弹道磁阻的争议，并确立了弹道磁阻确实存在，即使先前的结果归因于磁致伸缩和静磁力相关的伪影。
2006-03-31 cond-mat.mes-hall
Tunnel junction as a noise probe
本文从理论上研究了噪声对隧道结$IV$曲线低偏压部分的影响。分析了高阻环境中附加结的散粒噪声对库仑阻塞约瑟夫森结的影响。散粒噪声的奇矩不对称性导致约瑟夫森结的$IV$曲线不对称。在通过噪声结的高电流下，$IV$曲线对电子计数统计非常敏感。该理论是广义的另一种类型的噪声（相位噪声的单色交流输入），在一个正常的库仑阻塞隧道结。分析了散粒噪声对超导约瑟夫森结在低阻抗环境中的$IV$曲线的影响。从这个效应中，可以获得关于电子隧穿导致散粒噪声的结所需的时间的信息。总之，分析表明，隧道结的$IV$曲线的低偏压部分可以是各种类型的噪声的敏感探针。
2005-09-12 cond-mat.mes-hall
Comment on "Influence of image forces on the electron transport in ferroelectric tunnel junctions"
Udalov和Beloborodov在最近的论文[Phys. Rev. B 95，134106（2017）; Phys. Rev. B 96，125425（2017）]中报告了图像力对铁电隧道结电导的强烈影响。特别是，作者指出，有增强的电阻效应，由于在对称隧道结在非零偏置的极化滞后。这一猜想似乎是一个突破-常识是相当大的影响，线性过电压偏置，只发生在非对称结。我们发现，图像力对铁电隧道结电导的影响是高度高估，由于忽略了特征铁电弛豫和电子隧穿时间之间的差异。我们认为，显着增强的电阻效应，从图像的力量，由于极化滞后在对称隧道结在非零偏压可能只会观察到通过势垒的慢电子隧穿。这同样适用于具有铁电势垒的磁性隧道结，也由Udalov等人考虑：对于典型的电子隧穿时间，由于图像力，磁电效应没有显著增加。Udalov和Beloborodov完全错过了自20世纪50年代以来像力理论的发展，他们忘记了电子在凝聚态物质中的运动速度比原子快得多。我们强调，考虑电荷隧穿的动力学效应可以带来新的见解铁电隧道结的物理。
2018-09-10 cond-mat.mes-hall
Engineering tunnel junctions on ballistic semiconductor nanowires
纳米线器件的典型测量依赖于端到端测量来揭示介观现象，例如量子化电导或库仑阻塞。然而，创建纳米级隧道结允许人们直接测量其他属性，如态密度或电子能量分布函数。在本文中，我们演示了如何实现均匀的隧道结的InSb纳米线，其中低侵入保存纳米线中的弹道输运。隧道结的效用是通过使用超导隧道探针，揭示非平衡性质的InSb纳米线的开放量子点制度的测量证明。在InSb纳米线上制造高质量隧道结的方法适用于其他III-V族纳米线，并允许新的工具来表征局域态密度。
2019-04-30 cond-mat.mes-hall
Characterization of All-Chromium Tunnel Junctions and Single Electron Tunneling Devices Fabricated by Direct-Writing Multilayer Technique
本文报道了用不同的直写多层膜技术制备的Cr/CrO_x/Cr隧道结和SET晶体管的制备和性能分析。在所有情况下，CrOx隧道势垒都是在环境条件下在空气中形成的。从单结的实验，有效的势垒高度和厚度的值。对于Cr/CrO_x/Cr SET晶体管，我们使用扫描透射电子显微镜对Si_3N_4膜衬底进行电子束曝光，获得了17 x 60 nm ^2的最小结面积。我们讨论了晶体管样品的电性能以及它们的噪声行为。
1999-07-06 cond-mat.mes-hall
Band-pass superlattice magnetic tunnel junctions
自旋电子学领域的重大科学和技术进展是基于三层磁性隧道结器件，其主要依赖于单势垒隧穿的物理学。虽然技术上相关的设备已经原型化，但单势垒隧穿的物理特性对磁性隧道结器件的性能造成了最终的限制。在这里，我们提出了一个新的路线走向高性能的磁性隧道结，使电子模拟的光学现象，如抗反射和法布里-珀罗共振。我们提出的器件的功能抗反射使超晶格异质结构夹在固定和自由铁磁体的磁性隧道结结构。我们的预测是基于非平衡格林函数自旋输运形式主义耦合自洽的Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski方程。由于在带通超晶格磁性隧道结器件中的带通自旋过滤的物理性质，与传统的三层磁性隧道结器件相比，我们展示了隧道磁阻（TMR $\approx5\times10^4\%$）的超高提升和近92%的自旋转移矩切换偏置抑制。我们合理化即兴自旋转移扭矩开关通过分析Slonczewski自旋电流传输谱。这里提出的概念的证明可以导致下一代自旋电子器件设计收获超晶格异质结构的丰富物理和利用自旋电子光学现象的类似物。
2019-11-13 cond-mat.mes-hall
Primary tunnel junction thermometry
我们描述的概念和实验演示的基础上，一个单一的隧道结嵌入在四个阵列的结的四探针测量的主要测温。我们表明，在这种配置中，随机样本的具体和环境相关的错误可以避免。该方法将温度与玻耳兹曼常量直接联系起来，为今后温度的定义和正式温标的实现奠定了基础。
2008-08-01 cond-mat.mes-hall
Effect of the shot-noise on a Coulomb blockaded single Josephson junction
我们研究了高阻抗环境中介观约瑟夫森结的库仑阻塞是如何被相邻结的散粒噪声抑制的。所提出的理论分析是相位相关理论在非高斯噪声情况下的推广。非高斯噪声的不对称性应导致电导最小值从零电压和棘轮效应（在零电压下的非零电流）的偏移，这已经在实验中观察到。分析表明，在高阻抗环境中，库仑阻塞隧道结可以作为一种有效的噪声检测器。
2004-09-09 cond-mat.mes-hall
Construction of van der Waals magnetic tunnel junction using ferromagnetic layered dichalcogenide
我们研究了铁磁层状二硫属化合物Fe0.25TaS2的微机械剥离和范德华（vdW）组装。在Fe 0.25TaS2的Fe插层平面处的vdW层间耦合允许薄片的剥离。通过干转移方法在解理晶体表面之间构建了vdW结。我们观察隧道磁阻在所得到的结下施加垂直于平面的外部磁场，证明通过VDW结的铁磁层状材料之间的自旋极化隧穿。
2015-09-11 cond-mat.mes-hall
Quantum fluctuations of the current in a tunnel junction at optical frequencies
我们通过探测频率为$ν<eV/h$的光子，研究了偏置隧道结发射红外辐射的起源机制。为了解决该状态，偏置电压$V$超过1伏，并且隧道势垒的电势分布被驱动远离其平衡态。因此，结的$I(V)$特性是强非线性的。在光学频率下，通过结的输运不能简单地用直流电流来表示，并且电流波动不再由波动耗散关系来描述。考虑到能量和电压的依赖关系的隧道结的传输在Landauer-Büttiker散射的方法，我们实验证明，光子发射的结果从隧道势垒内的电流的波动。
2017-11-02 cond-mat.mes-hall
Combination of equilibrium and non-equilibrium carrier statistics into an atomistic quantum transport model for tunneling hetero-junctions
隧穿异质结（THJ）通常在靠近隧道结的区域产生限制态，这显著影响其输运性质。这种效应的精确数值模拟需要结合通过隧道结的非平衡相干量子输运，以及由诱导量子阱中的强散射引起的准平衡统计。在这项工作中，提出了一种新的原子模型，包括这两个影响：在THJ周围的区域和相干隧穿的强散射。新模型与氮化物THJ的实验测量结果相当吻合，为THJ基器件的性能预测和设计提供了一个有效的工程工具。
2017-02-04 cond-mat.mes-hall
Cooper pair tunneling in junctions of singlet quantum Hall states and superconductors
我们提出了一个霍尔条和超导铅的隧道结，观察到单重分数量子霍尔边缘态的库珀对隧穿。这些隧道结提供了一种自然的手段，提取的自旋极化和状态的填充因子的精确信息。其中一个装置的低能量区由一个新的量子纠缠不动点控制。
2004-12-23 cond-mat.mes-hall
Laterally proximized aluminum tunnel junctions
这封信介绍了一种新技术，使使用高品质的氧化铝隧道势垒与正常的金属电极在低温下制造的结的实验。利用反邻近效应，通过与正常金属电极的干净横向连接来降低铝点的超导电性。为了证明这种方法的有效性，完全正常状态的单电子晶体管（SET）和正常的金属-绝缘体-超导体（NIS）结应用接近铝结制造。的交界处的运输特性是类似的，从标准的理论模型，定期SET和NIS交界处。
2011-04-15 cond-mat.mes-hall
Tunnel magnetoresistance and temperature related effects in magnetic tunnel junctions with embedded nanoparticles
在量子弹道模型的范围内，计算了嵌入纳米颗粒的磁性隧道结的隧道磁电阻随温度的变化关系。在双势垒方法范围内模拟了电子通过NP的隧道传输，并将其集成到磁点状接触模型中。详细探讨了谐振TMR条件和温度影响。此外，在近藤温度附近的铅-隧穿细胞-铅模型的范围内，讨论了温度诱导共振条件的可能原因。我们还发现，重新分配的电压降变得至关重要，在这个模型中。此外，直接隧穿在总隧穿厚度达5-6 nm的量子系统中起主导作用，并且不可忽略。因此，库仑阻塞模型不能解释近藤诱导的纳米尺寸隧道结中的TMR异常。
2016-03-25 cond-mat.mes-hall
Carbon Nanotube Based Magnetic Tunnel Junctions
对碳纳米管磁性隧道结中的自旋相干量子输运进行了理论研究。自旋阀效应被发现的金属，扶手椅管，与磁导比范围高达20%。由于纳米管结的有限长度，传输由谐振传输主导。磁性隧道结被发现具有明显不同的传输行为取决于管的长度是否与3N+1规则相称，其中N是沿着纳米管长度的基本碳重复单元的数量。
2000-02-13 cond-mat.mes-hall
Superpoissonian shot noise in organic magnetic tunnel junctions
有机分子最近已经彻底改变了制造新的自旋电子器件的方法。尽管进行了大量的研究，但隧穿电子通过有机势垒的统计数据仍然不清楚。在这里，我们研究电导和散粒噪声在磁性隧道结与PTCDA障碍几纳米厚。对于结中的电子隧穿制度，与磁阻比在10和40\%之间，我们观察到superpoissonian散粒噪声。的Fano因子超过1.5-2倍的最大值报告的磁性隧道结与无机障碍，表明自旋相关的聚束隧穿。我们解释了我们的主要研究结果的模型，其中包括隧道通过两个级别（或多级）系统，起源于界面键的PTCDA分子。我们的研究结果表明，当电子隧穿有机势垒时，界面在控制散粒噪声中起着重要的作用。
2015-01-22 cond-mat.mes-hall
Strain sensing with sub-micron sized Al-AlOx-Al tunnel junctions
我们展示了一种局部应变传感方法的纳米结构的基础上的金属铝隧道结与AlOx障碍。在薄氮化硅膜的顶部上制造结，该膜用附接到刚性悬臂的AFM尖端致动。响应于所施加的应变（应变计因子），观察到隧穿电阻的大的相对变化，高达值37。这有助于低至~10^{-7}的局部静态应变变化测量。
2009-06-23 cond-mat.mes-hall
Tunneling magnetoresistance of Fe/ZnSe (001) single- and double-barrier junctions as a function of interface structure
在这篇文章中，我们计算了自旋相关的弹道和相干输运通过外延Fe/ZnSe（001）简单和双磁隧道结与两种不同的界面终端：Zn终止和Se终止。的结的电子结构是由第二近邻{ \it spd}紧束缚哈密顿参数化为{ \it从头计算能带结构，而电导和隧道磁阻计算内Landauer的形式主义。计算是在零偏置电压下进行的，并且是能量的函数。我们显示和讨论的界面结构上的自旋相关的运输通过简单和双隧道结的影响。
2008-10-02 cond-mat.mes-hall
Spin current through a tunnel junction
我们推导了自旋电流通过隧道势垒的多体格林函数的表达式。自旋电流有两个贡献。一个可以与角动量转移的自旋极化电荷电流穿过结。如果在隧道结的两侧上存在由于自旋累积或铁磁有序而导致的磁矩，则存在与磁矩之间的交换耦合相关的第二贡献。
2004-11-22 cond-mat.mes-hall
Tunneling Anisotropic Thermopower and Seebeck Effects in Magnetic Tunnel Junctions
研究了由铁磁电极、锌半导体和正常金属组成的磁性隧道结的各向异性磁热功率（TAMT）和各向异性自旋塞贝克（TASS）效应。我们开发了一个理论模型，用于描述的依赖性的热致隧穿电流在MTJ上的铁磁层的磁化的面内取向。该模型考虑了这些系统中存在的特定Bychkov-Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用，这是我们在TAMT和TASS中发现的$C_{2v}$对称性的原因。
2013-09-13 cond-mat.mes-hall
Observation of shot-noise-induced asymmetry in the Coulomb blockaded Josephson junction
本文研究了散粒噪声对单个介观约瑟夫森结IV曲线的影响。我们观察到随着散粒噪声功率的增加，约瑟夫森结的零偏压电导线性增强。此外，IV曲线变得越来越不对称。对非对称性的分析表明，散粒噪声的非高斯特性对库珀对的库仑阻塞有很大的影响。
2004-10-04 cond-mat.mes-hall
Spin-Dependent Coulomb Blockade in Ferromagnet/Normal-Metal/Ferromagnet Double Tunnel Junctions
我们从理论上研究了铁磁/正常金属/铁磁双隧道结中自旋相关的输运，特别是在库仑阻塞区的共隧穿。当铁磁电极中的磁化方向反平行时，共隧穿引起的自旋积累挤压了库仑阻塞区。在压缩库仑阻塞区之外，我们提出了一个新的反常区，其中一个自旋带中的顺序隧穿被库仑阻塞抑制，而另一个自旋带中的顺序隧穿不被抑制。在该区域中，隧道磁阻作为偏置电压的函数振荡。计算了隧道磁电阻和自旋积累量的温度依赖性。
1998-09-03 cond-mat.mes-hall
Current Noise in Tunnel Junctions
我们研究了由电压源驱动的隧道结中的电流波动。经由提供结的电磁环境的阻抗将电压施加到隧穿元件。我们使用电路理论来关联的结的引线中流动的电流的波动与由环境阻抗和隧道电流的波动产生的电压波动。电流波动的频谱被发现由三个部分组成：一项所产生的环境约翰逊-奈奎斯特噪声，一项由于隧道电流的散粒噪声和第三项描述这两个噪声源之间的互相关。我们的唯象理论再现了以前的结果的基础上的动力学库仑阻塞的哈密顿模型，并提供了一个简单的理解的电流波动谱的电路理论和平均电流的属性。给出了通过谐振器驱动的隧道结的具体结果。
2016-07-13 cond-mat.mes-hall
Tunneling Anisotropic Magnetoresistance in Ferroelectric Tunnel Junctions
利用一个简单的量子力学模型，研究了具有铁磁电极和铁电势垒层的铁电隧道结中的隧穿各向异性磁电阻（TAMR）效应，这种自发极化引起Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合（SOC）.对于模型的实际参数，我们预测可通过实验测量的TAMR相当大。对于具有不同功函数的非对称FTJ，内建电场影响SOC参数，导致TAMR依赖于铁电极化方向。极化转换引起的SOC变化影响隧道电导，揭示了隧道电阻的新机制。这些结果证明了FTJ的新功能，可以通过实验探索并用于电子设备。
2019-05-31 cond-mat.mes-hall
Cooling of suspended nanostructures with tunnel junctions
我们已经调查了电子冷却悬浮纳米线与SINIS隧道结冷却器。悬浮的样品由通过四个窄（$\sim$ 200 nm）桥悬浮的独立式纳米线组成。我们比较了两种不同的冷却器设计用于冷却悬浮纳米线。我们证明，冷却的纳米线是可能的，一个适当的SINIS冷却器设计。
2009-01-20 cond-mat.mes-hall
Control of Coulomb blockade in a mesoscopic Josephson junction using single electron tunneling
我们研究了一个介观约瑟夫森结（JJ）嵌入在一个由一个大的偏置电阻和一个正常的金属-超导隧道结（NIS）组成的环境中的电路。JJ的有效库仑阻塞可以由通过NIS结的隧穿电流控制，从而产生类似晶体管的特性。我们表明，使用相位相关理论和数值模拟，大量的电流增益与低电流噪声（$i_{n}\lesssim 1$ fA/ $\sqrt{\text{Hz}}$）和噪声温度（$\lesssim $ 0.1 K）可以实现。我们的数值模拟和实验结果之间取得了良好的协议。
2003-11-04 cond-mat.mes-hall
Magnetothermopower and magnon-assisted transport in ferromagnetic tunnel junctions
基于磁振子辅助隧穿过程，提出了两种铁磁金属间介观隧道结中的热电势模型。在我们的模型中，热电势是在两个磁振子浴之间的热平衡过程中产生的，由电子介导。我们预测一个特别大的热电势效应的情况下，两个半金属铁磁体之间的结与反平行极化，$S_{AP} \sim - (k_B/e)$，相反，$S_{P} \approx 0$的平行配置。
2002-02-26 cond-mat.mes-hall
Effects of nonorthogonality in the time-dependent current through tunnel junctions
一种理论技术，它允许包括从非正交的电子状态的贡献，在连接到隧道结的引线推导。该理论被应用到一个单一的势垒隧穿结构和一个简单的表达式的随时间变化的隧穿电流推导出明确的依赖的重叠。的重叠被证明是必要的隧道电流的更好的定量描述，我们的理论再现实验结果大大优于标准方法。
2001-11-30 cond-mat.mes-hall
Measurement of Counting Statistics of Electron Transport in a Tunnel Junction
我们提出了测量的电压偏置隧道结中的电流随时间的波动。我们能够同时提取隧道电流计数统计的前三个时刻。第二和第三时刻的详细比较表明，计数统计准确地描述了泊松分布预期的自发电流波动，由于电子电荷的离散性，实现在隧道传输中可以忽略不计的耦合到环境。
2005-05-05 cond-mat.mes-hall
Coulomb blockade for an oscillating tunnel junction
我们考虑在固定电极和振荡电极之间形成的隧道结。电荷在结电容器上的积累在纳米机械振荡器上感应出力。该结是电压偏置的，并与阻抗$Z(ω)$串联连接。我们讨论了振荡器的存在如何改变库仑阻塞的图象。机械振子的量子涨落改变了$I$ - $V$特性，特别是在强库仑阻塞极限下.我们表明，振荡器可以考虑通过一个简单的修改电路的有效阻抗。我们详细讨论了单个电感$Z(ω)=iLω$和恒定电阻$Z(ω)=R$的情况。只要稍加修改，该理论也适用于隧道极限下约瑟夫森结的非相干输运。
2008-06-03 cond-mat.mes-hall
Theory of Zero-Bias Anomaly in Magnetic Tunnel Junctions: Inelastic Tunneling via Impurities
利用闭合时间路径积分方法，我们非微扰地研究了磁性隧道结中电子通过势垒中磁性杂质的非弹性隧穿并伴随声子发射。声子发射谱密度表现出幂律的红外奇异性$\simω^{-(1-g)}$，其中$g$为无量纲的电子-声子耦合。结果，隧穿电导$G(V)$随着偏置电压$| V|$增加为$G(V)-G(0)\sim| V|^{2g}$，对于$g\le 0.5$，在V=0处表现出斜率的不连续性。该理论可以再现实验中广泛观察到的隧道电阻和磁电阻零偏异常的尖点和非尖点特征。
2004-08-26 cond-mat.mes-hall
Nonclassical Photon-Assisted Transport in Superconducting Tunnel Junctions
该理论研究将超导约瑟夫森隧道结与非经典电磁环境结合，推广经典输运现象至量子区，发现可借助超流分析完整重构电磁环境量子态，突破普通隧道结的局限。
2025-07-30 cond-mat.mes-hall
Renormalization of the Coulomb blockade gap due to extended tunneling in nanoscopic junctions
在这项工作中，我们讨论了有限程电子-电子相互作用和有限程隧道效应对超小型隧道结输运性质的综合影响。我们发现，库仑阻塞现象是深刻的影响之间的相互作用的几何形状和屏蔽性能的接触。特别是，如果相互作用范围小于隧穿区的大小，则出现“弱相关”机制，其中库仑阻塞间隙$\D$显著减小。在这种情况下，$\D$不是简单地由结的常规充电能量给出，因为它被电子在延伸接触上隧穿所需的能量强烈地重整化。
2012-07-23 cond-mat.mes-hall
Shot noise detection in hBN-based tunnel junctions
采用原子级薄的六方氮化硼作为隧穿势垒，制备了高质量的Au/hBN/Au隧穿器件。所有的隧道结都显示出几个k $Ω$ / $μ$ m $^{2}$量级的隧穿电阻。在小偏压下的欧姆I-V曲线没有共振的迹象表明缺陷的稀疏性。在这些器件中测量了调谐电流散粒噪声，过量散粒噪声与理论预期一致。这些结果表明，原子级薄的hBN是一种优良的隧道势垒，特别是对于散粒噪声特性的研究，这可以使隧道态密度和散粒噪声光谱在更复杂系统的研究。
2017-04-17 cond-mat.mes-hall
Large Tunneling Anisotropic Magneto-Seebeck Effect in a CoPt|MgO|Pt Tunnel Junction
本文利用相干输运理论研究了CoPt |MgO| Pt隧道结中的隧穿各向异性磁塞贝克效应。为了比较，我们还研究了CoPt |MgO|中的隧穿磁塞贝克效应。我们发现，磁塞贝克比的CoPt |MgO| Pt超过CoPt |MgO| CoPt的小势垒厚度，在室温下达到175%。这一结果提供了一个鲜明的对比，磁阻，其行为相反的所有势垒厚度和设备之间的差异由一个数量级。在这里，磁阻是由改变隧道结的磁化结构所引起的传输差异引起的。磁塞贝克效应的结果，而不是在能量相关的传输的不对称性的变化。我们报告说，这种差异的起源允许CoPt |MgO| Pt具有很强的热磁输运各向异性。
2014-04-22 cond-mat.mes-hall
Distribution of Transmitted Charge through an Ultrasmall Double-Tunnel Junction
电荷通过超小双结的传输被认为是库仑效应，但在零温度。我们构造了一个描述电荷传输几率随时间发展的方程，并用递推关系求解该方程。并与无充电效应的双结进行了比较。
1997-07-18 cond-mat.mes-hall
Wireless communication between two magnetic tunnel junctions acting as oscillator and diode
磁性隧道结是具有微波产生和检测能力的纳米自旋电子器件。在这里，我们使用的整流效应称为“自旋二极管”的磁性隧道结无线检测微波发射的另一个结中的自动振荡制度。我们表明，在接收结端测量的整流自旋二极管电压可以根据每个结中独立测量的自振荡和自旋二极管光谱来重建。最后，我们适应自振子模型的情况下，自旋力矩振荡器和自旋力矩二极管，我们表明，准确地再现实验观察到的功能。这些结果将有助于设计基于自旋电子纳米器件的微波通信电路和芯片。
2020-02-19 cond-mat.mes-hall
Coulomb Blockade and Coherent Single-Cooper-Pair Tunneling in Single Josephson Junctions
我们测量了小电容单约瑟夫森结在低温（T < 0.04 K）下的电流-电压特性，其中单结与电磁环境之间的耦合强度由一维直流SQUID阵列控制。当SQUID阵列的零偏电阻远高于量子电阻h/e^2 = 26 kohm时，我们清楚地观察到库珀对隧穿的库仑阻塞，甚至出现了负微分电阻区。负微分电阻是单个约瑟夫森结中相干单库珀对隧穿的证据。
2001-05-28 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable electroresistance in a sliding ferroelectric tunnel junction
本文研究以滑动范德华铁电体为势垒、石墨烯为电极的隧道结，发现其电致电阻可通过偏压和栅压调控，并用考虑石墨烯量子电容的隧穿模型解释了该行为。
2025-04-11 cond-mat.mes-hall
Observation of Strong Coulomb Blockade in Resistively Isolated Tunnel Junctions
我们测量了温度范围为60 mK的连续隔离（R_{Isol} >> h/e^{2}）隧道结中的库仑阻塞电流$We report measurements of the Coulomb-blockade current in resistively isolated ($ R_{Isol} \gg h/e^{2}）$温度范围为60 mK < T <230 mK的隧道结，其中充电能量E_{c}远大于热能。获得了高达10^{4} R_{T}（裸结的隧道电阻）的零偏置电阻R_{0}。对于eV << E_{c}，给定R_{Isol}标度的I-V曲线作为V/T的函数，其中\propto V^{α（R_{Isol}）}在V的范围内。数据与包括环境效应的隧穿率的数值计算吻合良好。
1998-06-03 cond-mat.mes-hall
Diffusive model of current-in-plane-tunneling in double magnetic tunnel junctions
本文提出了一个描述双势垒磁性隧道结中扩散区电流面内隧穿输运的模型。我们的研究表明，具体的功能出现在双路口，介绍了两个典型的长度尺度。该模型可用于测量双势垒磁性隧道结的未图案化堆叠中的两个势垒的磁阻和电阻面积积。
2012-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Coherent Destruction of Coulomb Blockade Peaks in Molecular Junctions
在库仑阻塞机制下研究了单分子结中的相干电子输运。传输相位和概率计算与各种接触对称性的交界处。一个戏剧性的抑制的库仑阻塞峰预测的交界处的多个原子轨道的分子耦合到一个单一的电极，虽然充电步骤不受影响。
2010-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Ex-situ Tunnel Junction Process Technique Characterized by Coulomb Blockade Thermometry
我们研究了一种晶圆级隧道结制造方法，其中等离子体蚀刻通过覆盖底部Al电极的介电层限定隧道结区域。通过氧化结区中的底部电极来形成非原位隧道势垒。在150 mm晶片上的室温电阻映射给出了隧道结电阻的局部偏差值，其低于7.5%，平均值为1.3%。的偏差进一步调查的设备，其中有一个隧道结连接到四个阵列组成的N结（N = 41，结直径700 nm）的子-1 K测量。微分电导是在单结和阵列库仑阻塞温度计工作模式下测量的。通过将实验数据与理论模型拟合，我们发现对于2N+1结阵列，局部隧道结电阻偏差的上限为~ 5%。该值与由我们的实验装置的精度定义的最小可检测偏差具有相同的量级。
2010-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin injection and magnetoresistance in ferromagnet/superconductor/ferromagnet tunnel junctions
本文从理论上研究了铁磁/超导/铁磁双势垒隧道结中的自旋相关输运。自旋极化隧穿电流导致超导体中的自旋不平衡。由此产生的非平衡自旋密度抑制的超导电性与隧道电流的增加。我们重点研究了双隧道结中的非对称性对自旋注入的影响，其中隧道结的势垒高度和铁磁体的自旋极化不同，并讨论了非对称结中超导性是如何被抑制的。我们的研究结果解释了最近的实验结果的临界电流抑制高$T_c$ SC的自旋注入。
1999-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electroluminescence and multi-photon effects in a resonator driven by a tunnel junction
我们考虑一个传输线谐振器，它是由电子隧穿通过电压偏置隧道结驱动。利用极化子基下的Born-Markovian量子主方程，研究了谐振腔的非平衡光子态和发射光谱以及隧道结中的输运电流及其噪声谱的性质。当隧道结对谐振腔的反作用强度和谐振腔的衰减速率相近时，电致发光得到优化，具有最大的峰高和窄的线宽。由于共振腔与隧道结之间的强耦合，在输运电流的噪声谱中出现了多光子效应。
2014-07-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Finite Size Scaling Behavior of Dissipative Tunnel Junctions
本文用量子蒙特卡罗方法计算了耗散非超导隧道结电导随温度的变化。有限尺寸标度方法被用来证明欧姆隧道结中没有相干输运。然而，在亚欧姆隧道结中发现了相干和非相干行为之间的量子相变。临界电导与温度无关，临界指数$ν$和$η$与Kosterlitz的重整化群结果一致.
1997-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
