Andreev reflection and bound state formation in a ballistic two-dimensional electron gas probed by a quantum point contact
研究了高迁移率In $_{0.75}%$ Ga $_{0.25}$ As二维电子气（2DEG）与超导Nb电极通过量子点接触（QPC）耦合的Bogoliubov准粒子的相干输运和束缚态的形成.在Nb的超导临界温度以下，QPC显示出大于零偏压下电导量子$2e^{2}/h$的单通道电导，这表明存在Andreev反射准粒子，注入电子的时间反转状态，通过QPC返回。电导增强对电压偏置和垂直磁场的显着敏感性表明了一种类似于无反射隧穿的机制-相位相干传输的标志，2DEG腔的边界起着散射体的作用。当QPC传输被减少到隧道制度，差分电导与偏置电压探针的邻近区域的单粒子态密度。测量的电导谱显示出在Nb的超导能隙内的双峰，表明在2DEG中Andreev束缚态的形成。这两个结果，在开放和封闭的几何结构中获得，支持准粒子的相干性质，即，InGaAs/Nb界面处的相位相干Andreev反射和弹道2DEG中的相干传播。
2016-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Stability Limits and Surface Chemistry of Ag Nanoparticles in Non-Adsorbing Electrolytes Probed by Bragg Coherent Diffractive Imaging
表面化学在腐蚀和纳米结构合成等不同领域都很重要。不幸的是，许多合成的纳米材料，包括用于燃料电池的部分脱合金纳米颗粒催化剂，具有高活性表面，在其反应环境中不稳定，阻碍了广泛应用。因此，通过关注纳米尺度下的结构-稳定性和缺陷-稳定性关系来理解不稳定性是至关重要的，并且可能在应对重大挑战方面发挥重要作用。为此，最近的进展，在成像纳米结构的稳定性已经通过电子，X射线，和其他技术，如原子力显微镜，但往往限于特定的样品环境和/或二维图像。在这里，我们报告的缺陷稳定性关系的银纳米粒子的电压诱导的电化学溶解成像在三维（3D）的详细原位布拉格相干衍射成像（BCDI）的调查。我们首先通过固定探针旋转圆盘电极（SPRDE）结合电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）确定平均溶解动力学，这允许实时原位测量Ag+离子形成和相应的电化学电流。然后，我们在单个纳米晶体中用BCDI观察3D溶解和再沉积过程，提供关于表面应变，缺陷及其与溶解化学的耦合作用的独特见解。开发的方法和获得的知识远远超出了“简单”的银电化学，并适用于所有的电催化反应的活性和稳定性之间的功能联系控制的结构和缺陷动力学。
2016-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Coherent Bandgap Modulation Probed by Parametric Nonlinear Optics
Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；The Australian National University（澳大利亚国立大学）；University of Regensburg（雷根斯堡大学）
通过参量非线性光学研究原子薄直接带隙半导体中超快相干带隙调制与非侵入式光谱学的共存，揭示弱场下光-物质相互作用对晶体带结构的影响。
2025-04-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Decoherence of nuclear spins due to direct dipole-dipole interactions probed by resistively detected nuclear magnetic resonance
我们使用电阻检测的核磁共振研究了GaAs量子阱结构中核自旋的退相干。本文用Rabi型相干振荡和自旋回波技术计算了~（75）As核的横向退相干时间T_2。通过分析由去耦技术得到的T2，我们提取的偶极-偶极相互作用的GaAs中的退相干源的作用。在器件倾斜放置于外部磁场中的条件下，我们发现第一近邻原子核之间的直接偶极-偶极相互作用强度的变化引起了退相干的增强.计算结果与简单的数值计算结果吻合较好。
2007-10-18 cond-mat.mes-hall
Electric-field quenching of optically detected magnetic resonance in a $π$-conjugated polymer
电场对于基于共轭聚合物的光电子器件的操作至关重要，因为它们驱动有机发光二极管中的电子和空穴重组为激子，但也负责太阳能电池中激子的解离。跟踪电场对在聚合物膜的照射下形成的载流子的微观效应的一种方式是利用由载流子对的延迟复合产生的荧光，该延迟复合是基本上依赖于自旋的过程。这种自旋相关的复合可以通过光学检测磁共振（ODMR）直接在荧光中探测。取决于相对取向，电场可以解离或稳定电子-空穴载流子对。我们发现，在聚合物膜中的ODMR信号在电场中被淬灭，但是，在超过1 MV/cm的场时，这种淬灭饱和。这一发现与之前在聚合物光电二极管中观察到的完全ODMR抑制形成对比，表明激子-电荷相互作用-类似于晶体半导体中的俄歇复合-可能构成有机电子学中的主导载流子对解离过程。
2018-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature-induced emergence of Wigner correlations in a STM-probed one-dimensional quantum dot
在自旋相干Luttinger液体的框架下，研究了强相互作用一维量子点中有限尺寸效应下温度诱导的Wigner关联的出现.我们表明，温度与零模式的自旋激发相媲美，Friedel振荡抑制较高的自旋模式的热波动。另一方面，维格纳振荡，敏感的电荷模式，是稳定的，变得更加明显。这种行为被证明是强大的热电子密度和线性电导中存在的STM针尖。后一种探测与电子密度不成正比，可以用补充和附加的信息证实上述现象。
2013-09-11 cond-mat.mes-hall
Structural dynamics probed by high-coherence electron pulses
超快测量技术为我们对固体和纳米结构的性质和功能的微观理解做出了重要贡献。基于X射线和电子的短脉冲的方法提供了具有不断增长的空间和时间分辨率的原子级前景。时间分辨电子衍射和显微镜是研究激发态物质非平衡结构动力学的最有力的方法之一。在这篇文章中，我们讨论了在超快电子成像的脉冲电子束的相干性显着改善启用的最新进展。具体而言，我们回顾了超快低能电子衍射（ULEED）的发展和首次应用于表面结构动力学的研究，并讨论了激光触发场发射源促进超快透射电子显微镜（UTEM）的新机会。这些和进一步的发展将使相干电子束成为未来超快纳米成像的重要组成部分。
2020-08-25 cond-mat.mes-hall
Coherent precession of an individual 5/2 spin
我们提出了一个单独的Mn $^{2+}$离子的相干自旋进动的直接观察，具有电子和核自旋等于5/2，嵌入在CdTe量子点，并放置在磁场。自旋态的演化是在时间分辨的泵浦-探测测量的单点吸收探测。实验揭示了大自旋相干动力学的细微细节，如非正弦演化的状态占领，和殴打所造成的应变引起的能级分离的差异。大自旋杂质对晶体应变的敏感性为将其用作局部应变探针提供了可能性。
2014-08-10 cond-mat.mes-hall
Dephasing of G-Band Phonons in Single-Wall Carbon Nanotubes Probed via Impulsive Stimulated Raman Scattering
利用脉冲受激斯托克斯和反斯托克斯喇曼散射研究了单壁碳纳米管中G带声子的相干动力学。我们的模型很好地解释了探测能量对声子振幅的依赖性，以及在啁啾脉冲激发下斯托克斯和反斯托克斯分量之间的优先发生。所观察到的失相速率的温度依赖性清楚地表现出热激活的组件，与径向呼吸模式（RBM）的频率相一致的激活能。这一事实提供了一个清晰的画面，通过与RBM通过非谐性相互作用的随机频率调制的光学声子的相移。
2012-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Levitons in helical liquids with Rashba spin-orbit coupling probed by a superconducting contact
考虑了在Rashba自旋轨道耦合作用下，由两个含时外加电压驱动并与薄超导体相连的二维拓扑绝缘体的单边输运性质.我们专注于一个训练的洛伦兹形脉冲，这是已知的二维电子气中产生相干单电子激发的情况下，并证明他们是最小的激发电荷传输也在螺旋边缘状态，即使在存在的自旋轨道相互作用。重要的是，洛伦兹形脉冲的这些特性可以通过计算薄超导体上粒子散射产生的电荷噪声来测试。这代表了一种新的设置，其中可以实现电子量子光学实验与螺旋状态，超导接触作为一个有效的分束器。通过详细说明这种配置，我们还评估了碰撞Hong-Ou-Mandel配置中的电荷噪声，表明由于Rashba相互作用引起的特殊效应，在零延迟出现非零倾角。
2019-11-09 cond-mat.mes-hall
Morphology effects on spin-dependent transport and recombination in polyfluorene thin films
利用连续波（c.w.）在10 K和293 K之间的温度下使用约100 MHz和20 GHz之间的微波频率的电检测磁共振（EDMR）光谱以及X波段的脉冲EDMR。变频EDMR使我们能够建立自旋轨道耦合在自旋相关过程中的作用，脉冲EDMR探测相干自旋运动效应。我们使用PFO进行这项研究，以允许微观形态有序的影响的调查，因为这种材料可以采用两种不同的链内形态：无定形（玻璃态）相，和有序（β）相。在有机发光二极管（OLED）的薄膜中，特定相的出现可以通过沉积参数来控制，并且通过电致发光光谱来验证。我们进行了多频连续波扫描。EDMR，电检测拉比自旋拍实验，哈恩回波和反转恢复测量。相干回波光谱揭示了由于载流子自旋在质子周围的进动而引起的电子自旋回波包络调制（ESEEM）。我们的研究结果表明，虽然构象紊乱可以影响所观察到的EDMR信号，包括共振电流变化的符号以及局部超精细场和载流子自旋轨道相互作用的大小，但它不会定性地影响这种材料中自旋相关跃迁的性质。在293 K和10 K，极化子对复合通过弱自旋-自旋耦合的中间载流子对状态是占主导地位的，而在低温下，额外的签名的自旋依赖的电荷输运通过极化子与三重态激子的相互作用中看到的三重态自旋-1物种的半场共振。
2016-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Few-second-long correlation times in a quantum dot nuclear spin bath probed by frequency-comb NMR spectroscopy
光谱学中的一个关键挑战是不均匀加宽，它掩盖了均匀的光谱线型和潜在的相干动力学。在光谱学中使用了多种技术，包括四波混频和光谱烧孔，而在核磁共振（NMR）中，自旋回波是抵消不均匀性的最常用方法。然而，自旋回波和其他序列中使用的高功率脉冲经常产生虚假的动力学，掩盖了在量子信息应用中起关键作用的微妙的自旋相关性。在这里，我们开发的NMR技术，使相关时间的波动，在一个核自旋池的个别量子点进行探测。这是通过使用频率梳激励来实现的，频率梳激励允许测量均匀的NMR线形，避免了高功率脉冲。我们发现核自旋相关时间超过1秒的自组装InGaAs量子点-四个数量级以上的无应变III-V族半导体。观察到的核自旋涨落的冻结为设计具有良好理解的、高度稳定的核自旋浴的量子点自旋量子比特开辟了道路。
2015-06-14 cond-mat.mes-hall
Coherent optical control of quantum Hall edge states
本研究针对量子霍尔手性边缘态的探测控制需求，提出利用微波至红外低能电磁辐射实现对其电子占据数、电流及相干性的选择性调控，且不破坏体相量子霍尔效应，为边缘态研究与调控提供新方法。
2024-04-17 cond-mat.mes-hall
Spin transport-induced damping of coherent THz spin dynamics in iron
我们研究的阻尼垂直自旋驻波（PSSWs）在2.4太赫兹的频率在Fe 3 O 4薄膜。PSSW由光学产生的超短自旋电流脉冲激发，并在时域中进行光学探测。通过分析阻尼的波数和厚度依赖性，我们证明了在足够大的波矢$k$下，阻尼主要由自旋输运效应决定，自旋输运效应与k ^4成比例，并限制了可观测到的PSSW的频率范围。虽然这种贡献是已知的起源于自旋扩散，我们认为，在中等和大k更一般的描述是必要的，并开发一个模型，其中的“横向自旋平均自由程”是一个关键参数，并估计它是~0.5 nm。
2021-10-05 cond-mat.mes-hall
Nanoscale transient magnetization gratings excited and probed by femtosecond extreme ultraviolet pulses
利用自由电子激光产生的相干飞秒极紫外光脉冲产生了周期短至44 nm的瞬态周期性磁化图案。结合空间周期性激发与共振探测在二向色M-边缘的钴，使我们能够创建和探测瞬态光栅的CoGd合金中的电子和磁激发。在去磁样品中，我们观察到一个电子激发与50 fs的上升时间接近的自由电子激光脉冲宽度和~0.5 ps的衰减时间的范围内的电子-声子弛豫金属。当在外场中磁化到饱和的样品上进行实验时，我们观察到磁化光栅，其出现在亚皮秒时间尺度上，因为样品在EUV强度的最大值处被退磁，然后通过热扩散在数十皮秒的时间尺度上衰减。所描述的方法打开了研究纳米尺度上的超快磁现象的动力学的前景。
2020-09-28 cond-mat.mes-hall
Spin-torque oscillation in a magnetic insulator probed by a single-spin sensor
自旋力矩振荡器（STO）中的相干、自持磁化振荡是一种很有前途的在片纳米级微波磁场产生源。这种场可以用于自旋波共振的局部激发、自旋量子比特的控制以及顺磁共振的研究。然而，由STO发射的场的局部表征仍然是一个突出的挑战。本文利用金刚石中单个氮空位（NV）缺陷的自旋来探测铁磁绝缘体钇铁石榴石（YIG）微棒中STO产生的磁场。NV传感器的组合光谱分辨率和灵敏度使我们能够解析多个自旋波模式并表征其阻尼。当阻尼通过自旋注入充分降低时，模式自动振荡，如由强烈减小的线宽、发散的磁功率谱密度以及STO频率与外部微波源的同步所指示的。这些结果为STO产生的微波信号的定量、纳米级映射开辟了道路，也为利用STO作为介观自旋系统的局部探针开辟了道路。
2018-10-16 cond-mat.mes-hall
Coherent current correlations in a double-dot Cooper pair splitter
本文利用Keldysh Green函数，导出了以双量子点系统为模型的库珀对分束器中电流和电流关联函数的精确解析表达式。在点间单态子空间的限制下，我们证明了分裂电子在两个分离的交叉Andreev反射过程中的完美纠缠。研究了整个偏置电压范围内的噪声功率谱。特别是，在大的电压限制散粒噪声占主导地位，其频谱表现出两个不寻常的侧倾角相关的共振层间电流的相关性所造成的相干电子空穴复合过程伴随着光子的发射和吸收。在线性响应极限下，我们推导出了频率依赖的导纳，它对交叉和自相关电流显示出不同的干扰模式。
2021-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Cavity mediated coherent coupling of magnetic moments
我们证明了由微波频率腔介导的空间分离铁磁体中静磁模的长程强耦合。两个球的钇铁石榴石嵌入在腔和他们的静磁模式探测使用色散测量技术。我们发现，即使在与腔模失谐时，它们也是强耦合的。我们研究了磁-磁耦合对腔失谐量$Δ$的依赖性，发现了一种$1/Δ$依赖性，这也是腔耦合超导量子比特的特征。暗态的耦合静磁模式的系统中观察到的，并归因于模式和驱动场的对称性之间的失配。
2015-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Uniform semiclassical wave function for coherent 2D electron flow
我们发现一个统一的半经典（SC）波函数描述相干分支流通过二维电子气（2DEG），最近发现的现象，通过直接成像的电流使用扫描探测显微镜。分支的形成已被解释的经典参数，但SC模拟必要的帐户的一致性是困难的扩散的灾难在相空间。本文利用“置换流形”展开法求出了尖点奇点的一致SC波函数。然后推广的方法，并应用于计算均匀波函数的量子映射模型的相干流通过2DEG。最后，量子映射近似被丢弃，并且该方法也适用于连续时间模型。
2002-08-30 cond-mat.mes-hall nlin.CD quant-ph
Superposition of photon- and phonon- assisted tunneling in coupled quantum dots
本文研究了Al $_x$ Ga $_{1-x}$ As/GaAs异质结构中两个横向受限的隧道耦合量子点形成的人工分子的电子输运。耦合点中的相干分子态通过光子辅助隧穿（PAT）探测。在10 GHz以上，我们观察到清晰的PAT作为微波光子和分子状态之间的共振的结果。在8 GHz以下，观察到声子和光子辅助隧穿的明显叠加。在声学声子的激发下，分子态的相干叠加仍然存在。
2001-07-11 cond-mat.mes-hall
Triggering and probing of phase-coherent spin packets by time-resolved spin transport across an Fe/GaAs Schottky barrier
时间分辨电自旋输运被用来产生和探测GaAs中的自旋电流。我们使用高带宽的电流脉冲注入相位相干自旋包从Fe到n-GaAs。通过时间分辨的法拉第旋转，我们证明了自旋注入一个明确定义的相位通过观察多个拉莫尔进动周期。我们还表明，自旋进动的光学产生的自旋包在n-GaAs可以探测电自旋极化的光电流脉冲。注射和检测实验不是彼此的直接倒数。特别是，我们发现，由光电流脉冲产生的界面自旋积累起着至关重要的作用，在时间分辨的电自旋检测。
2012-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fast electronic relaxation in metal nanoclusters via excitation of coherent shape deformations: Circumventing a bottleneck
当离散电子能级的间距超过声子频率的幅度时，尺寸量子化系统中的电子-声子弛豫可能被抑制。然而，我们发现，纳米团簇可以支持一个快速的非辐射弛豫通道，这来自于它们独特的能力，进行Jahn-Teller形状变形。这样的变形代表了集体和相干的振动激发，并使电子跃迁发生没有多声子瓶颈。我们分析了这种机制的金属簇内的分析框架内的三维势阱进行球状变形。导出了畸变参数随时间演化的表达式，并给出了电子能级交叉条件，计算了电子在能级交叉处跃迁的概率。应用于具有40个电子的闭壳层铝团簇中的电子-空穴复合表明，在最近的泵浦-探测实验中观察到的短（~250 fs）激发寿命可以由所提出的机制来解释。
2005-12-22 cond-mat.mes-hall physics.atm-clus
