Probing confined phonon modes by transport through a nanowire double quantum dot
半导体纳米线的强径向约束导致电子和声子能谱的改变。我们分析了半导体纳米线中栅定义的双量子点中电子和声子系统的量子限制效应之间相互作用的电流响应。我们表明，两个量子点之间的非弹性跃迁的电流谱可以作为一个实验探针的限制声子环境。由此产生的离散峰结构的测量解释的理论建模的限制声子模式的频谱，其中的压电耦合是至关重要的。
2010-02-15 cond-mat.mes-hall
Thermal Conductivity Inhibition in Phonon Engineered Core-Shell Cross-Section Modulated Si/Ge Nanowires
我们已经从理论上证明了核壳结构Si/Ge纳米线的截面调制和声学失配的结合可以导致热导率的急剧降低。我们的计算，利用两种不同的模型-五参数Born-von Karman和六参数价力场-的晶格振动，表明Si/Ge截面调制纳米线的室温热导率几乎是三个数量级低于体硅。在调制的纳米线的热通量被抑制了一个数量级相比，通用的硅纳米线。这种效应被解释为修改的声子谱在调制纳米线导致的声子群速度和本地化的某些声子模式在窄或宽的纳米线段的减少。在纳米线中实现热导率抑制而没有额外的表面粗糙度，并且因此潜在地减少了电子输运的降解。我们的研究结果表明，声学失配的截面调制纳米线的热电应用是有前途的候选人。
2013-05-16 cond-mat.mes-hall
Absorbing/Emitting Phonons with one dimensional MOSFETs
我们认为纳米线的场效应晶体管器件配置。将每个纳米线模拟为具有随机位势的一维晶格，研究了当电子输运是由于声子辅助的局域态间跃迁时，纳米线电子与衬底声子之间的热交换.用金属栅极移动纳米线导带会引起不同的行为。当费米势位于能带中心附近时，偏置电压引起沿着纳米线随机波动的小的局部热交换。当其位于带边缘之一时，偏置电压产生热流，该热流主要在纳米线的一个边界附近从衬底朝向纳米线流动，并且在另一边界附近以相反方向流动。这为亚微米尺度的热管理开辟了有趣的前景：平行栅纳米线阵列可用于声子发射/吸收的场控制。
2015-07-27 cond-mat.mes-hall
Direct Observation of Propagating Gigahertz Coherent Guided Acoustic Phonons in Free Standing Single Copper Nanowires
我们报告千兆赫兹声学声子波导在独立的单铜纳米线研究飞秒瞬态反射率测量。在Pochhammer和Chree方程的半解析解的基础上讨论了结果。所产生的高斯波包的两种不同的模式的扩展推导出解析和样品反射率的观察到的振荡进行比较。这些实验提供了一种独特的方式来独立地获得几何和材料特性。这种在单个纳米物体中直接观察相干引导声学声子的方法也是迈向纳米横向尺寸声学换能器和纳米线热性质综合研究的第一步。
2015-11-10 cond-mat.mes-hall
Polar optical phonons in core-shell semiconductor nanowires
利用唯象连续介质模型，得到了半导体核壳纳米线的长波长极性光学振动模。导出了解空间的基，并通过施加适当的边界条件，得到了耦合和非耦合模态的超越方程。我们的结果被应用到研究的GaAs-GaP核-壳纳米线，我们数值计算的极性光学模式，分析的作用，应变的振动特性的这种纳米系统。
2013-06-24 cond-mat.mes-hall
Zero-Phonon Line Broadening and Satellite Peaks in Nanowire Quantum Dots: The Role of Piezoelectric Coupling
我们研究了催化生长GaAs纳米线中声子模的一维特性对嵌入量子点吸收光谱的影响，重点研究了压电耦合的贡献.在一般情况下，降低维数的声子导致光谱侧峰和零声子线加宽，由于能量最低的（声学）声子模式。虽然变形势主要耦合到径向模式，但压电相互作用也可以强烈耦合到轴向特征的模式，从而导致额外的吸收特征。压电耦合对零声子线的贡献可以忽略不计。
2008-11-11 cond-mat.mes-hall
Directional and dynamic modulation of the optical emission of an individual GaAs nanowire using surface acoustic waves
我们报告的光学实验上进行个别砷化镓纳米线和manipulation其时间发射特性，使用表面声波。我们发现一个显着的，特征抑制的发射强度的表面声波传播对齐的轴的纳米线。此外，我们证明，这种淬火是动态的，因为它显示了明显的调制的表面声波的局部相位调谐。这些影响被强烈地减少了SAW施加在垂直于纳米线的轴的方向上，由于其固有的一维几何形状。我们解决了一个完全动态调制的纳米线发射高达678 MHz的纳米线的物理性质不受限制。
2014-10-08 cond-mat.mes-hall
Quantized Thermal Conductance of Nanowires at Room Temperature due to Surface Phonon-Polaritons
基于Landauer公式，我们证明了由于表面声子-极化激元沿极性纳米线的传播而产生的热导与材料特性无关，并由Pi^2kB^2T/3 h给出。这些能量载体的巨大传播长度确定了这种量子化不仅适用于远小于1 K的温度，就像电子和声子的情况一样，而且适用于与室温相当的温度，这可以显着促进其在纳米级电子学和光子学的热管理中的观察和应用。
2013-12-06 cond-mat.mes-hall
Acoustically regulated optical emission dynamics from quantum dot-like emission centers in GaN/InGaN nanowire heterostructures
我们报道了声表面波对GAN/InGaN纳米线量子点光发射动力学影响的实验研究。我们采用频闪光学激发与时间积分或时间分辨的光致发光检测。在没有声波的情况下，发射光谱揭示了起源于被探测的纳米线量子点中的中性激子和双激子的复合的特征。当纳米线受到传播的声波的扰动时，嵌入的量子点会产生周期性的应变，其激子跃迁会受到声-机耦合的调制。根据所涉及的光学跃迁的复合寿命，我们可以解决声学驱动的辐射过程在时间尺度上定义的声学周期。在高声学振幅下，我们还观察到传输的声波波形中的失真，这反映在我们的传感器量子点的时间相关的光谱响应中。此外，在激子和双激子发射的时间衰减期间观察到的相关强度振荡表明声压电场对量子点电荷布居的影响。目前的结果是相关的动态光谱和时间控制的光子发射在III族氮化物半导体异质结构。
2019-02-21 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
Electron-phonon coupling and longitudinal mechanical-mode cooling in a metallic nanowire
本文研究了细悬金属线中的电子-声子耦合，其中声子模被限制在一维，而电子的行为是三维的。明确的理论结果相关的已知的散装性能。我们发现，纵向振动模式可以通过电子隧道制冷冷却远低于浴温度提供的机械品质因数的模式是足够高的。所得结果适用于可行的实验配置。
2007-10-01 cond-mat.mes-hall
Calculation of Confined Phonon Spectrum in Narrow Silicon Nanowires using the Valence Force Field Method
我们研究了限制效应对边长为1- 10 nm的超窄硅纳米线声子性质的影响。采用改进的价力场方法计算声子色散，得到了声子的态密度、传输函数、声速、弹道热导率和边界散射限制的扩散热导率。我们发现，声子色散和弹道热导的结构，即输运方向和限制尺寸的几何特征的函数。声子群速度和热导率可以根据通道的几何特征而变化两个因子。纳米<110>线具有最高的群速度和热导率，而<111>最低的。因此，沟<111>道是基于Si纳米线的热电器件的最合适的取向，因为它也具有大的功率因数。我们的研究结果可能是有用的热输运设计的硅基器件的热电和热管理应用。
2013-04-04 cond-mat.mes-hall
Nano-Cross-Junction Effect on Phonon Transport in Silicon-Nanowire-Cages
声子的波动效应可以使热传导的可控性超过表面和界面处的粒子散射。在这项工作中，我们提出了一类新的3D纳米结构：由纳米交叉结（NCJ）连接的硅纳米线（SiNW）组成的硅纳米线笼（SiNWC）结构。我们进行了平衡分子动力学（MD）模拟，并发现一个超低值的热导率的SiNWC，0.173 Wm-1 K-1，这是一个订单低于SiNWs。通过进一步的模态分析和原子格林函数计算，我们确定，大的减少是由于显着的声子本地化引起的声子本地化的声子本地共振和杂交在结部分在广泛的声子模式。与声子晶体不同，这种局域化效应不需要笼是周期性的，并且可以在更容易合成的结构中实现，例如以随机取向的SiNW网络的形式。
2016-10-10 cond-mat.mes-hall
Electron- and phonon transport in silicon nanowires: an atomistic approach to thermoelectric properties
我们计算电子和声子传输在薄无序硅纳米线。我们的原子的方法是基于紧束缚和经验的潜在的电子和声子系统的描述，分别。表面无序建模包括表面硅空位。结果表明，平均声子和电子传输通过长SiNWs包含许多空缺，可以准确地估计使用最近提出的平均方法[物理评论Lett. 99，076803（2007）]。我们将这种平均方法应用于直径范围为1-3 nm的表面无序SiNW，以计算热电优值ZT。结果发现，声子传输的影响更多的空位比电子传输导致无序线的热电性能的增加，在定性与最近的实验。在直径为2nm的强无序取向丝中发现最大的ZT>3<111>。
2008-10-30 cond-mat.mes-hall
Electron-phonon deformation potential interaction in core-shell Ge-Si and Si-Ge nanowires
我们解决了非极性核壳圆柱形纳米线（NWs）的情况下的电子-声子变形势（DP）相互作用的哈密顿量的一般表达式。基于光学模的长程唯象连续模型，考虑体声子色散，研究了Ge-Si和Si-Ge纳米线的电子-声子耦合强度的尺寸依赖性和应变诱导位移.我们推导出解析的DP电子-声子哈密顿量和报告的频率核心模式和振动振幅的一些数值结果。我们的方法允许明确识别的应变和约束效应。我们探讨了这些核-壳结构的结构参数的模式频率和空穴-DP散射率的依赖关系，这些核-壳结构构成了这些新型纳米系统的表征和器件应用的基本工具。
2014-10-01 cond-mat.mes-hall
Influence of cross-section geometry and wire orientation on the phonon shifts in ultra-scaled Si nanowires
工程的截面形状和尺寸的超尺度硅纳米线（SiNWs）提供了一个有吸引力的方式来调整其结构特性。利用修正的价力场模型计算了圆形、六边形、正方形和三角形硅纳米线的声学和光学声子位移。声学声子蓝移（声学硬化）和光学声子红移（光学软化）显示出对硅纳米线的截面形状和尺寸的强烈依赖性。三角形的硅纳米线具有最小的结构对称性所揭示的分裂的简并弯曲声子模式和显示最小的声硬化和最大的光硬化。声硬化，在所有的硅纳米线，是由于减少的截面尺寸的内部和表面原子之间的振动能量分布的差异。光学软化归因于声子群速度的降低和振动能量密度在内部原子上的局域化。虽然声学声子位移显示出很强的线取向依赖性，光学声子软化是独立的线取向。
2011-06-10 cond-mat.mes-hall
Heat flow in InAs/InP heterostructure nanowires
电子和声子之间的热传递在未来基于纳米线的器件的热管理中起着关键作用，但只有少数实验测量纳米线中的电子-声子（e-ph）耦合。在这里，我们结合实验温度测量的InAs/InP异质结构纳米线系统与有限元建模（FEM），以提取信息的热流介导的E-PH耦合。我们发现，在我们的系统中的电子和声子的温度是高度耦合的，即使在温度低至2 K。此外，我们发现的证据表明，通常的幂律温度依赖的电子-声子耦合可能无法正确地描述耦合在纳米线，并表明这一结果是一致的，与以前的研究类似的一维电子系统。我们还比较了所观察到的E-PH耦合的强度的理论分析的E-PH相互作用在InAs纳米线，这预测了一个显着较弱的耦合强度比实验观察到的。
2012-09-22 cond-mat.mes-hall
Non-equilibrium phonon transport in surface-roughness dominated nanowires
实验观察到的表面粗糙度占主导地位的硅纳米线的热导率大大降低，产生了新的兴趣，在低维热电器件。使用以前的工作，从一个粗糙的表面的声子散射映射到散射随机定位的声子在一个光滑的纳米线的体积，我们考虑的热电流在纳米线的各种强度的表面无序。我们使用非平衡格林函数技术，使我们能够评估的热电流超出了线性响应制度，为任意的冷，热温度的两个半无限的连接引线。我们展示了表面粗糙度如何影响热电流的频率依赖性，最终导致在高温下的净电流的温度依赖性降低。我们使用一个通用的无序参数来描述的表面粗糙度已经提出，并表明，该参数的净电流的依赖性提供了一个自然的解释实验观察到的光滑与粗糙表面之间的差异。我们认为，一个系统的研究的热流为不同的值之间的温度差的两侧的表面粗糙度为主的纳米线的各种强度的混乱将有助于我们了解如何最好地优化热电效率。
2019-06-16 cond-mat.mes-hall
Hot Polarons with Trapped Excitons and Octahedra-Twist Phonons in CH3NH3PbBr3 Hybrid Perovskite Nanowires
杂化钙钛矿材料在光电子学和高效率发光器件中显示出巨大的应用潜力。缺陷诱导的束缚激子和声子之间的相互作用在理解这种优异的品质因数的新兴现象中起着重要的作用。在这里，我们展示了窄线宽的热极化子在$\mathrm{CH_{3}NH_{3}PbBr_{3}}$纳米线，它源于捕获激子和八面体扭曲声子之间的相互作用。光致发光中热极化子的观测表明激子与声子之间存在很强的相互作用。磁光谱进一步证实了多个热极化子的存在，并证实了束缚激子的塞曼分裂和声子能量随抗磁效应的增加。此外，参与相互作用的声子被证明是八面体扭转振动，这是横向光学声子，而捕获激子和纵向光学声子之间的相互作用是弱的。我们的工作表明，在钙钛矿中捕获的激子更喜欢与横向而不是纵向光学声子相互作用。由于体材料通常与纵向光学声子相互作用，这一结果提供了钙钛矿中缺陷的高耐受性的物理解释。
2019-11-18 cond-mat.mes-hall
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
Acoustic phonons and strain in core/shell nanowires
本文从理论上研究了圆柱形核壳纳米线中的低能声子和静态应变。假设赝晶生长，各向同性介质，和一个无力的线表面，我们推导出的色散关系，位移场，和应力和应变分量的线性弹性理论的代数表达式。我们的结果适用于核和壳具有任意半径和任意弹性常数的纳米线。静态应变的表达式与实验，模拟和以前的分析调查是一致的，声子是一致的均匀纳米线与已知的结果。除其他外，我们表明，扭转，纵向和弯曲模式的色散关系的变化与相对壳厚度不同，我们确定了新的条款，在相应的应变张量是不存在的无盖纳米线。我们通过Ge/Si核/壳纳米线的例子来说明我们的结果，并表明壳诱导应变对这些系统的空穴谱有很大的影响。
2014-05-19 cond-mat.mes-hall
Tunable g factor and phonon-mediated hole spin relaxation in Ge/Si nanowire quantum dots
我们从理论上考虑了暴露于外磁场和电场中的纵向Ge/Si核/壳纳米线量子点中空穴的g因子和自旋寿命。对于基态，我们发现一个大的各向异性的g因子，这是高度可调的通过施加电场。这种可调谐性强烈地依赖于电场相对于磁场的方向。我们计算了零和小电场的单声子空穴自旋弛豫时间T1，并提出了一个最佳的设置，其中非常大的T1的几十毫秒的顺序可以达到。进一步增加相对壳体厚度或纵向限制长度，在没有电场的情况下，退相消失，并且退相干时间T2由T2 = 2 T1确定。
2013-04-24 cond-mat.mes-hall
Shape and orientation effects on the ballistic phonon thermal properties of ultra-scaled Si nanowires
利用改进的价力场（MVFF）模型计算了硅纳米线（SiNWs）的声子色散，研究了几何约束、原子位置和取向对其热性质的影响.比热（$C_{v}$）和弹道热导（$κ^{bal}_{l}$）随SiNWs截面形状和尺寸的变化表现出各向异性。对于所有丝，$C_{v}$随着横截面尺寸的减小而增大。三角形线显示最大的$C_{v}$，这是由于其最高的表面积与体积比。具有[110]取向的正方形线显示最大的$κ^{bal}_{l}$，因为它们具有最高数量的导电声子模式。在纳米尺度下，$C_{v}$和$κ^{bal}_{l}$的普遍标度律相对于在单位晶胞中的原子的数目获得。这种缩放是独立的形状，大小和取向的SiNWs揭示的晶格热性质的纳米线的原子性质的直接相关性。因此，工程化的硅纳米线的横截面形状，尺寸和取向开辟了新的方式调整的热性能在纳米制度。
2011-08-12 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric effects of quantum dot arrays embedded in nanowires
在库仑阻塞条件下，研究了镶嵌在纳米线上的量子点阵列的热电特性。本文用Hurbbard-Anderson模型模拟了电子对QDA结系统热电性质的贡献。电导，塞贝克系数，电子热导计算的Keldysh格林函数方法和平均场方法。利用声子辐射转移方法计算了声子热导率。在库仑阻塞区，电子热导比声子热导小得多。因此，可以通过同时增加热功率和降低声子热导来提高最佳品质因数（ZT）。我们发现，它是可能的，以获得大于1的ZT值的InGaAs/GaAs量子点嵌入纳米线在室温下。
2015-07-07 cond-mat.mes-hall
Degeneracy lifting of Majorana bound states due to electron-phonon interactions
从理论上研究了低温下电子-声子相互作用对拓扑纳米线中Majorana束缚态能量和能级展宽（寿命倒数）的影响。在零温度下，随着纳米线长度$L$的增加，左右MBS之间的能量分裂保持指数小。然而，在有限的温度下，热声子的吸收导致不随系统长度衰减的MBS的能级的加宽，并且纳米线的相对端处的声子的相干吸收/发射导致仅在$L$中作为逆幂律衰减的MBS能量分裂。这两种效应在温度下都保持指数关系。在声子的量子化的横向运动的情况下，范霍夫奇异性的声子态密度的存在下，导致额外的共振增强的能量分裂和能级加宽的MBS。这是最有利的情况下，观察声子诱导的能量分裂的MBSs，因为它变得比加宽大得多，即使拓扑纳米线比相干长度长得多。我们还计算了声子引起的微扰系统的能量分裂所伴随的电荷和自旋。我们认为这两个无自旋的低能量连续模型，我们评估分析，以及自旋晶格模型的Rashba纳米线，我们评估数值。
2019-03-28 cond-mat.mes-hall
Spatially Mapping Phonon Drag in Ultrascaled 5-nm Silicon Nanowire Field-Effect Transistor Based on a Quantum Hydrodynamic Formalism
该研究采用量子流体动力学方法空间映射5 nm全环绕栅极硅纳米线FET中的声子曳引，揭示电子-声子耦合自热机制，并发现高偏置下热导率降低近50%。
2025-10-21 cond-mat.mes-hall
Raman sensitivity to crystal structure in InAs nanowires
我们报告了电子透射和拉曼光谱相结合的研究InAs纳米线。我们表明，光学声子能量的温度依赖性行为可以用来确定在InAs纳米线的相对纤锌矿分数。此外，我们建议，锌钛矿和纤锌矿相之间的界面应变沿导线的长度体现在声子线宽的温度演化。从这些研究中，温度依赖拉曼测量出现了一种非侵入性的方法来研究这种纳米线的多型性。
2011-12-24 cond-mat.mes-hall
Atomistic modeling of the phonon dispersion and lattice properties of free-standing <100> Si nanowires
采用<100>基于原子力常数的修正价力场（MVFF）方法对硅纳米线（SiNW）中的声子色散进行了模拟。该模型复制体硅声子色散非常好。在硅纳米线中，除了四个类似声学的分支外，还出现了许多平坦的分支，这表明这些纳米线中存在强烈的声子约束，并强烈影响其晶格性质。的声速（Vsnd）和晶格热导率（kl）的减少，而由于增加的声子约束和表面体积比（SVR）的比热（Cv）增加的导线横截面尺寸减小。
2010-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Using Activated Transport in Parallel Nanowires for Energy Harvesting and Hot Spot Cooling
我们研究了平行杂质半导体纳米线阵列的温度范围内，电子传播通过纳米线之间的声子辅助跳定态。通过求解随机电阻网络问题，计算了器件的热电势$S$、电导$G$和电子热导$K^e$。我们研究这些数量如何依赖于位置-这可以调整与背栅-纳米线杂质带相对于平衡电化学电位。我们发现，大的功率因数可以达到附近的频带边缘，当$S$自平均值大的值，而$G$是小的，但规模与电线的数量。计算纳米线内部的电子和环境中的声子之间的局部交换的热量，我们表明，声子主要是吸收附近的一个电极和发射附近的其他当充电电流驱动通过纳米线附近的带边。这种现象可以被利用为场控制的声子和电子之间的热交换在电子电路中的亚微米尺度。它也可以用于冷却热点。
2015-05-12 cond-mat.mes-hall
Thermal Conductivity of Segmented Nanowires
本文综述了分段纳米线声子热导率的研究进展，重点介绍了具有恒定截面和周期性调制截面的Si和Si/Ge结构的声子热导率的理论结果。我们描述了使用面心立方晶胞和Born-von Karman晶格振动模型计算分段纳米线中的声子能谱。在这样的纳米结构中的声子谱的修改导致声子热导率的强烈降低和热传递的抑制，由于声子模式在纳米线段中的捕获。分段纳米线在热电能发电的可能的实际应用进行了讨论。
2016-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unique Electron Spin Relaxation Induced by Confined Phonons in Nanowire-Based Quantum Dots
从理论上研究了束缚声子引起的晶格基量子点中电子自旋弛豫。由于受限声子的一维性质，受限声子的van Hove奇异性和电子-声子耦合的形状因子的零可以导致自旋弛豫速率的独特特征。在范霍夫奇点处可以得到极强的自旋弛豫。同时在形状因子为零时，自旋弛豫速率也被大大抑制。这种独特的特征表明了基于锗的量子点在操纵自旋态方面的灵活性。这也为研究受限声子的性质提供了一种方法。
2010-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Universality of Thermal Transport in Amorphous Nanowires at Low Temperatures
非晶材料在低温下的热输运性质由声子和局域激发之间的相互作用控制，称为隧穿二能级系统（TLS）。这些非晶材料的热导率的温度变化被认为是普遍的，其特征在于由二次幂律。这是很好地描述了现象学TLS模型，即使其微观解释仍然是难以捉摸的。在这里，通过按比例缩小到纳米尺度的非晶系统远低于体声子TLS平均自由程，我们探讨了该模型在限制几何系统的鲁棒性。使用非常敏感的热导测量，我们证明了氮化硅纳米结构的热导的温度依赖性仍然主要是二次独立的纳米线部分。它不遵循三次幂定律的温度预期在卡西米尔-齐曼制度的边界有限的热传输。这显示了由声子-TLS相互作用而不是由纳米线中的声子边界散射主导的热输运反直观。这可以归因于一个意想不到的高密度的TLS的表面上仍然占主导地位的声子扩散过程在低温下，并解释了为什么普遍的二次温度依赖性的热导仍然保持非晶纳米线。
2017-03-24 cond-mat.mes-hall
Effects of phonon confinement on electron transport in Si nanowire and armchair-edge graphene nanoribbon transistors: A dissipative quantum-transport study
本文通过耗散量子输运模拟，研究了声子边界条件对硅纳米线和石墨烯纳米带晶体管电子输运的影响，发现声子限域对硅纳米线影响更大，且不同边界条件会显著改变迁移率与开态电流。
2025-03-07 cond-mat.mes-hall
Measurement of thermal conductance of silicon nanowires at low temperature
我们对单个单晶硅悬浮纳米线进行了热导测量。纳米线（130 nm厚，200 nm宽）的制造通过电子束光刻和绝缘体上硅（SOI）衬底上的两个分开的垫之间的悬挂。我们用3方法测量了声子波导的热导。纳米线的横截面接近硅中的主声子波长，其在1K下为100 nm的量级。在1.3K以上，电导表现为T3，但在最低温度下测量到的偏差可以归因于简化的几何形状。
2006-08-31 cond-mat.mes-hall
Photoconductive response of strained silicon nanowires: A Monte Carlo study
采用Energy-Monte Carlo蒙特卡罗模拟方法研究了直径为3.1 nm、长500 nm的应变[110]硅纳米线的光电流。观察到基于该纳米线的光电晶体管对于532 nm的输入光波长和0.25-2.5 kW/cm 2的强度可以具有大约21.3 mA/W的响应度。光电导与输入光强度的超单位斜率为1.2，表明纳米线具有光电导增益，并突出了其优于具有亚单位斜率（0.77）的锗纳米线的优势。产生的光电流在0.1 nA-1 nA范围内。分别采用密度泛函理论（DFT）和紧束缚（TB）方法进行应变应用和能带结构计算。在计算载流子-声子散射事件时，同时考虑了纵向声学声子和光学声子，纵向光学声子的作用强两个数量级。
2017-08-28 cond-mat.mes-hall
Direct Observation of Acoustic Phonon Confinement in Free-Standing Semiconductor Nanowires
与电子波类似，半导体中的声子态也会经历由外部边界引起的变化。在具有周期性调制的弹性常数或质量密度的结构（称为声子晶体）中声学声子谱的修改已被实验证明并在实际应用中使用。通过空间限制改变单个纳米结构中的声学声子谱的可能性将为控制纳米尺度下的声子-电子相互作用和热传导带来巨大的好处。然而，尽管强大的科学和实践的重要性，决定性的实验证据的声学声子限制在个别独立的纳米结构，如纳米线，仍然失踪。长度尺度，在声子色散经历的变化和声子群速度减少的可能性，进行了辩论。在这里，我们利用专门设计的高品质GaAs纳米线（NW）具有不同的直径，D，和大的纳米线间的距离，直接演示声学声子限制。用布里渊-曼德琉斯光谱进行的测量揭示了在D大至~128 nm的NW中频率从4 GHz至40 GHz的受限声子极化分支，即在长度尺度上，其超过GaAs中的“灰色”声子平均自由程几乎一个数量级。声子色散的修改和声子能量标度与D在个别纳米线是在良好的协议与理论。所获得的结果可以导致更有效的声学声子的纳米级控制，有利于纳米电子学，热电能量转换，热管理，和新的自旋电子技术。
2016-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Exciton-phonon coupling efficiency in CdSe quantum dots embedded in ZnSe nanowires
暗激子态对插入ZnSe纳米线中的CdSe量子点（QD）的激子发光有很大的影响。由于这些量子点的小尺寸（2- 5 nm），空穴和电子之间的交换相互作用高度增强，并且我们测量到亮激子态和暗激子态之间的大能量分裂（$ΔE\in [4, 9.2 ]$ meV）和这些态之间的大自旋翻转率。对许多量子点的统计表明，这种分裂取决于量子点的大小。此外，我们测量到的自旋翻转率增加的暗态的能量分裂增加。我们解释这一观察模型考虑到激子-声子相互作用取决于亮暗激子能量分裂以及激子波函数的大小和形状的事实。它也有后果的激子线强度在高温下。
2011-09-23 cond-mat.mes-hall
Poole-Frenkel Effect and Phonon-Assisted Tunneling in GaAs Nanowires
我们目前的电子输运测量GaAs纳米线生长的无催化剂的金属有机化学气相沉积。尽管纳米线掺杂有相对高浓度的替代杂质，我们发现它们的电阻非常高。通过测量足够高的纵横比纳米线单独在原位，我们解耦的接触的作用，并表明，这种半绝缘的电行为是陷阱介导的载流子传输的结果。我们观察到普尔-弗伦克尔运输跨越声子辅助隧穿在较高的领域，与隧穿时间主要取决于基本的物理常数的理论预测。通过使用原位电子束照射的单个纳米线，我们探测的纳米线电子传输时，自由载流子可用，从而揭示了接触的性质。
2010-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface decorated silicon nanowires: a route to high-ZT thermoelectrics
基于电子和声子输运的原子论计算，我们提出了使用表面修饰的硅纳米线（SiNWs）的热电应用。研究了两个表面修饰的例子来说明潜在的deas：纳米树和烷基官能化的硅纳米线。对于这两个系统，我们发现，（i）的声子电导显着减少相比，电子电导导致高热电品质因数，$ZT$，和（ii）超薄线表面装饰导致显着更好的性能比表面无序。
2009-07-13 cond-mat.mes-hall
Acoustic phonons, spin-phonon coupling and spin relaxation via the lattice reorientation mechanism in hexagonal germanium nanowires
Budapest University of Technology and Economics（布达佩斯技术与经济大学）；HUN-REN-BME-BCE Quantum Technology Research Group, Budapest University of Technology and Economics（匈牙利研究与创新网络-布达佩斯技术与经济大学-基础与交叉中心量子技术研究组）
研究六方锗纳米线中通过晶格重取向机制的自旋弛豫，揭示其与量子点限制长度、磁场方向的关系，为长弛豫时间的量子点实验设计提供依据。
2026-01-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Thermal relaxation in titanium nanowires: signatures of inelastic electron-boundary scattering in heat transfer
我们已经采用噪声测温的调查的电子和衬底之间的热弛豫纳米线图案从40 nm厚的钛膜上覆盖的原生氧化物的硅晶片的顶部。通过在稀释制冷机的基础温度下通过焦耳加热来控制电子温度$T_e$，我们探测了在温度$T_e= 0.5 - 3$开尔文下的电子-声子耦合和热边界电阻。使用一个规则的$T^5$依赖的电子-声子耦合的清洁金属和$T^4$依赖的界面热流，我们推导出一个小的贡献，从钛电子的直接能量转移到基板声子由于非弹性电子边界散射。
2017-08-27 cond-mat.mes-hall
Modified valence force field approach for phonon dispersion: from zinc-blende bulk to nanowires
正确估计超尺度CMOS和热电半导体器件的热特性需要在这样的结构中进行精确的声子建模。本文详细介绍了用改进的价力场方法计算锌半导体中声子色散的方法。在引入适当的边界条件后，将模型从体材料扩展到纳米线材料。声子计算的计算需求随着导线横截面尺寸的增加而迅速增加。结果表明，纳米线的声子谱与体分散体有很大的不同。这表现在这些导线中不同的物理和热特性的形式上。我们相信，这种模型和方法将证明有利于在下一代超尺度半导体器件的晶格动力学的理解。
2010-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Compact Model of Nanowire Tunneling FETs Including Phonon-Assisted Tunneling and Quantum Capacitance
通过考虑声子辅助隧穿（PAT）和器件尺寸缩小过程中量子电容极限（QCL）向经典极限（CL）的转变，建立了一个基于物理的硅全环栅（GAA）纳米线隧穿场效应晶体管（NW-tFET）的紧凑模型。PAT的作用导致单电子能级展宽到一个态密度（DOS）分布为洛伦兹形状的能带。结果，隧穿窗口边缘处的隧穿概率不再从零突然变化到具有有限值。通过调整洛伦兹函数中的参数，可以精确拟合亚阈值区域中的测量传递特性。此外，该模型还引入了一个计算沟道势的解析公式，能够自然地反映器件尺寸变化时从QCL到CL的过渡过程。此外，导通电压的定义，以方便建模和拟合过程。与实验数据的比较表明，在所有的设备操作区域的模型精度和模型参数提取的灵活性也被示出。
2014-12-05 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
Singlet-triplet relaxation induced by confined phonons in nanowire-based quantum dots
从理论上研究了束缚声子在晶格基量子点中诱导的单重态-三重态弛豫。由于受限声子的准一维性质，单重态-三重态弛豫速率随磁场的变化呈现多峰，并且在单重态-三重态反交叉附近，单重态和自旋上三重态之间的弛豫速率增强.我们比较了变形-势耦合和压电耦合的影响，发现在大多数情况下，变形-势耦合控制弛豫速率。
2010-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unidirectional Pumping of Phonons by Magnetization Dynamics
基于磁致伸缩效应对声表面波的泵浦，提出了一种利用弱磁场控制表面声子输运的方法。我们预测，在介电薄膜顶部的纳米线的磁化动力学注入SAW与相反的角动量到相反的方向。两条平行的纳米线形成一个声子腔，在磁共振时将单向SAW电流泵入半个衬底。
2020-07-28 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
Reduced Thermal Conductivity of Nanowires and Nanoribbons with Dynamically Rough Surfaces and the "Problem of One-Dimensional Heat Conductors"
我们提出了非谐晶格和动态粗糙表面和边缘的纳米线和纳米带中声子热输运的解析模型和分子动力学模拟。与最近的实验在单晶硅纳米线与粗糙表面的热传输，我们的模型和模拟预测有限的和长度无关的声子热导率在这样的准一维系统，在相反的异常声子热导率相应的动量守恒系统与原子光滑的表面，发散与系统长度。在我们的模型中，热导率降低的主要原因是在具有动态粗糙表面或边缘层的准一维声子波导中由非谐侧声子导致的纵向声学声子的动量非守恒散射。
2009-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
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
Spin qubit gates via phonon buses in electron nanowires
Blackett Laboratory, Imperial College London（帝国理工学院布莱克特实验室）；Department of Physics and Astronomy, University College London（伦敦大学学院物理与天文系）；School of Basic Sciences, Indian Institute of Technology, Bhubaneswar（印度理工学院布巴内斯瓦尔基础科学系）；Department of Electronic and Electrical Engineering, University College London（伦敦大学学院电子电气工程系）；London Centre for Nanotechnology, University College London（伦敦大学学院纳米技术研究中心）；Cavendish Laboratory, Department of Physics, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许物理学实验室）；CPHT, CNRS, École Polytechnique, Institut Polytechnique de Paris（巴黎综合理工学院高等应用物理中心，法国国家科学研究中心）
研究利用电子纳米线实现量子点间自旋-自旋耦合，实验参数下耦合强度超过30MHz，为可扩展量子计算架构提供新方法。
2026-03-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent phonon scattering effects on thermal transport in thin semiconductor nanowires
利用热输运的Landauer形式研究了具有同位素或缺陷散射的准一维固体的声子热导。电导表现出从定域到欧姆行为的交叉，就像电子一样，但是这种交叉的性质被低频声子的离域所改变。一个可扩展的数值传输矩阵技术的开发和应用模型准一维系统，以确认简单的分析预测。我们认为，现有的半导体纳米线上的热导率数据，显示出意想不到的线性依赖，可以理解通过一个模型，结合非相干表面散射的短波长声子与近弹道长波长声子。还发现，即使当强声子局域化效应将被观察到，如果缺陷分布在整个线，局域化效应弱得多，当缺陷局限于边界处，如在目前的实验。
2007-02-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Non-diffusive Lattice Thermal Transport in Si-Ge Alloy Nanowires
我们提出了一个计算的晶格热导率的硅锗纳米线（NWs）的基础上解决玻尔兹曼输运方程的抽样声子平均自由程的蒙特卡罗方法。我们增加了以前的工作与完整的声子色散和部分扩散动量依赖镜面模型的边界粗糙度散射。我们发现，声子飞行是由几个μm以上的长自由飞行的混合中断的短飞行的突发，导致在一个沉重的尾部分布的飞行长度，通常遇到的Lévy步行动力学。因此，在硅锗纳米线声子运输既不完全弹道也不扩散，而是，它落入一个中间制度称为超扩散，其中热导率的规模与作为$κ\propto L^α$的NW的长度与长度依赖性$α\approx 0.33$的指数在广泛的范围内的线长度10纳米$<L<$ 10 $μ$ m的直径和粗糙度无关。我们的结论是，在硅锗合金纳米线的热导率是长度依赖于高达10 $μ$ m，因此可以调整热电应用。
2016-10-26 cond-mat.mes-hall
