GaAs/AlGaAs Nanowire Photodetector
我们展示了一个有效的核壳GaAs/AlGaAs纳米线光电探测器在室温下工作。这种纳米级检测器的设计是基于与金属-半导体-金属（MSM）径向架构相结合的I型异质结构，其中在半导体异质界面和金属/半导体肖特基接触处的内置电场促进光生电荷分离，增强光敏性。光谱光电导响应表明，纳米线支持共振光学模式在近红外区域，这导致大的光电流密度与电磁和输运计算模型的预测一致。单根纳米线光电探测器的峰值光响应率为0.57 A/W，与市场上的大面积平面GaAs光电探测器相当，并且在λ=855 nm处具有7.2 × 10^10 cm \sqrt{Hz} /W的高探测率。这是有希望的新一代的高灵敏度的单纳米线光电探测器的设计，通过控制光学模式限制，带隙，态密度，和电极工程。
2016-01-11 cond-mat.mes-hall
All-optical generation and detection of sub-picosecond ac spin current pulses in GaAs
在室温和90K下，利用两束圆偏振的锁相超快激光脉冲驱动单光子和双光子激发产生的量子干涉，在GaAs体材料和量子阱中产生了亚皮秒交流自旋电流脉冲.电流脉冲的动力学检测光学实时监测和高分辨率泵浦探测技术的电子的真实空间纳米级运动。
2008-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct correlation of crystal structure and optical properties in wurtzite/zinc-blende GaAs nanowire heterostructures
报道了一种在纳米尺度上直接关联单根GaAs纳米线的结构和光学性质的新方法。用光致发光光谱和透射电子显微镜研究了由100%纤锌矿组成的纳米线和具有锌-纤锌矿多型性的纳米线。纤锌矿GaAs的光致发光与1.5 eV的带隙一致。在多型纳米线，它示出的区域，主要由锌-纤锌矿或纤锌矿相显示接近的散装GaAs带隙的光致发光发射，而由纤锌矿和锌-纤锌矿相的非周期性超晶格组成的区域表现出低至1.455 eV的光致发光光谱的红移。量子异质结构的尺寸与光发射相关，使我们能够确定这两个晶相之间的能带对准。我们的第一原理电子结构计算密度泛函理论，采用混合交换功能，预测带偏移和有效质量与实验结果吻合良好。
2010-11-23 cond-mat.mes-hall
Revealing Charge Carrier Dynamics and Transport in Te-Doped GaAsSb and GaAsSbN Nanowires by Correlating Ultrafast Terahertz Spectroscopy and Optoelectronic Characterization
III-V族半导体纳米线生长的最新进展为纳米级光电子器件的应用带来了巨大的希望。最近，发现在III-V族半导体纳米线中掺入少量的氮（N）可以有效地使其工作波长红移并针对特定应用定制其电子性质。然而，理解N掺入对非平衡载流子动力学和半导体NW中的输运的影响对于实现高效的半导体NW器件是至关重要的。在这项工作中，超快光泵太赫兹（THz）探测光谱（OPTP）和电气特性已被用来研究非平衡载流子动力学和平衡输运的Te掺杂的GaAsSb和稀氮化物GaAsSb纳米线，与这些结果与偏置下的光响应和低频噪声特性的目标。氮掺入GaAsSb纳米线导致载流子散射率的显着增加，导致载流子迁移率的严重降低。载流子复合寿命分别为33 ps和147 ps的GaAsSbN和GaAsSb纳米线，使用超快OPTP测量。载流子寿命和光致光学电导率的减少是由于N诱导缺陷的存在，导致稀氮化物纳米线相对于非氮化物纳米线的电学和光学特性的劣化。最后，我们观察到两种NW材料的上升时间非常快，约为2 ps，直接影响了它们作为高速光电探测器的潜在用途。
2022-03-21 cond-mat.mes-hall
Correlated nanoscale analysis of the emission from wurtzite versus zincblende (In,Ga)As/GaAs nanowire core-shell quantum wells
虽然在过去的十年中，纤锌矿GaAs的性质已被广泛研究，但对晶体多型体对三元（In，Ga）As量子阱结构的影响知之甚少。我们解决这个问题的一个独特的组合相关的，空间分辨的测量技术的核-壳纳米线，包含两个锌和纤锌矿多型体的扩展段。阴极发光高光谱成像揭示了量子阱发射能量的蓝移$75\pm15$毫电子伏的纤锌矿多型体部分。纳米探针X射线衍射和原子探针断层扫描使$\mathbf{k}\cdot\mathbf{p}$计算的特定样品的几何形状，揭示两个可比的贡献，这一转变。首先，从氧化锌到纤锌矿段的In摩尔分数下降了30%。其次，量子阱处于压应变下，这对纤锌矿中的空穴基态的影响比锌锌矿段中的强得多。我们的研究结果突出了晶体结构在调谐（In，Ga）As量子阱的发射中的作用，并为利用核-壳纳米线异质结构中的三维带隙工程的可能性铺平了道路。与此同时，我们已经展示了一个先进的表征工具包，用于半导体纳米结构的研究。
2019-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Nanoscale Spin Injector Driven by a Microwave Voltage
我们提出了一个电驱动自旋注入到正常的金属和半导体，这是基于磁隧道结（MTJ）受到微波电压。这种注入器的有效功能是由MTJ的“自由”层中的电诱导磁化旋进提供的，其产生进入金属或半导体覆盖层的自旋泵。我们从理论上描述了CoFeB/MgO/CoFeB/Au（GaAs）异质结中的自旋和电荷动力学。首先，在自由CoFeB层中的磁动力学是量化的自旋转移扭矩和电压控制的磁各向异性的帐户。通过数值求解磁动力学方程，我们确定的进动幅度上的频率$f$和幅度$V_\mathrm{max}$的交流电压施加到MTJ的依赖性。发现频率依赖性在阈值幅度$V_\mathrm{max} \approx 200$ mV以上急剧变化，由于非线性效应在谐振频率$f_\mathrm{res}$处表现出突变。的磁化动力学得到的结果被用来描述自旋注入和泵浦到Au和GaAs覆盖层。由于产生的自旋电流由于逆自旋霍尔效应而产生额外的电荷电流，我们还计算了厚Au覆盖层中的电势分布。计算表明，在$f = f_\mathrm{res}$处，产生的横向电压变得实验上可测量。最后，我们评估的自旋积累在一个长的n $^+$ -GaAs条耦合到MTJ，并确定其时间变化和空间分布沿酒吧。据发现，在共振激发下的自旋积累是足够大的实验检测，即使在微米距离的MTJ。该结果证明了所述纳米级自旋注入器的高效率。
2020-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stimulated Phonon Emission in a Driven Double Quantum Dot
化合物半导体砷化镓（GaAs）为存储和操纵量子信息提供了一个超净平台，量子信息编码在纳米结构中限制的电子的电荷或自旋状态中。然而，在GaAs的锌-锗晶体结构中不存在反转对称性导致晶格声学声子和电子之间的强压电耦合，这是在某些操作期间可能是电荷敏感的量子计算架构的潜在障碍。在这里，我们研究声子产生的GaAs双点，配置为单电子或双电子电荷量子比特，并通过表面栅极的微波应用程序驱动。在一个过程中，这是一个微波模拟的拉曼效应，受激声子发射示出产生两级系统的人口反转，并提供了由纳米级设备的几何形状创建的声子环境的光谱签名。
2013-05-26 cond-mat.mes-hall
Statistical Disorder in MBE-Grown AlGaAs/GaAs Superlattices for Quantum Bragg Mirrors using Synchrotron X-ray Diffraction
University of São Paulo（圣保罗大学）；Brazilian Synchrotron Light Laboratory - SIRIUS/CNPEM（巴西同步辐射光源实验室-SIRIUS/CNPEM）
本研究采用同步辐射X射线衍射结合递归动力学衍射与模拟退火，量化MBE生长的203层QBM器件的结构无序，发现AlGaAs势垒层厚度偏差并为MBE校准提供反馈。
2026-08-28 cond-mat.mes-hall
Gallium Arsenide Thermal Conductivity and Optical Phonon Relaxation Times from First-Principles Calculations
本文采用第一性原理晶格动力学方法计算了GaAs晶体的热导率。谐波和立方力常数通过将它们拟合到来自密度泛函理论计算的力-位移数据而获得。利用简谐力常数构造的动力学矩阵计算声子色散，利用费米黄金定则计算声子弛豫时间。计算的GaAs热导率与实验数据吻合良好。得到了热导累积随声子平均自由程和波长的变化关系。我们的研究结果预测在纳米尺度下GaAs的热导率有显著的尺寸效应。研究了光学声子的弛豫时间及其在不同散射通道中的贡献。这些信息将有助于理解热声子效应的GaAs基器件。
2013-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Nanoscale optical positioning of single quantum dots for bright and pure single-photon emission
自组装外延生长的InAs/GaAs量子点是一种很有前途的半导体量子发射体，可以集成在芯片上，用于各种光子量子信息科学应用。然而，自组装生长导致量子点的基本上随机的面内空间分布，在创建利用具有高度受限的光学模式的单个量子点的强相互作用的器件方面提出了挑战。在这里，我们提出了一种光致发光成像方法，用于相对于对准特征定位单个量子点，平均位置不确定性< 30 nm（使用固体浸没透镜时< 10 nm），这代表了一种用于创建优化的单个量子点器件的技术。为此，我们创建了基于圆形布拉格光栅几何形状的量子点单光子源，其同时表现出高收集效率（48%+/-5%进入0.4数值孔径透镜，接近理论预测值50%）、低多光子概率（g（2）（0）<1%）和显著的Purcell增强因子（~ 3）。
2015-08-05 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Optical study of lithographically defined, subwavelength plasmonic wires and their coupling to embedded quantum emitters
我们提出了一个光学调查的表面等离子体激元传播沿纳米金线，光刻限定在GaAs衬底上。一个两轴共聚焦显微镜被用来执行空间和偏振分辨测量，以确认引导表面等离子体激元的长度范围从$5-20 μm$沿纳米线的横向尺寸只有$\approx 100 nm$。有限差分时域模拟用于证实我们的实验观察，并强调潜在的近端量子点发射器耦合到传播等离子体激元模式在这样的极端亚波长设备。我们的研究结果是基于半导体的集成等离子体和有源量子等离子体纳米系统，合并量子发射器与纳米等离子体元件的发展具有很强的相关性。
2014-01-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ultrafast laser-induced subwavelength structures towards nanoscale: the significant role of plasmonic effects
近年来，通过控制复杂人造结构上的表面等离子体激元（SPs）来实现对光的超越衍射极限的操控，引起了人们极大的兴趣。然而，在这里，我们证明了在短脉冲激光烧蚀超快活性等离子体结构自发产生凭借等离子体效应，而不是人类的聪明才智。首先，分裂的激光诱导的亚波长光栅，实验证明在ZnO，Si和GaAs，被证实起源于SP模式的转换从共振到非共振模式，并进一步同相或反相非对称模式。此外，随着脉冲数的增加，激光诱导结构的普遍缩小是来自于等离子体相互作用的物理机制从光学机制到静电机制的转换，这可能会引起准静态SP，其相互作用尺度远远超过衍射极限，并导致超快，非热烧蚀的非凡的静电增强。等离子体激元机制揭示了超快激光诱导纳米结构的深亚波长空间尺度和超短时间尺度之间的联系：基本上，“纳米尺度”倾向于消除电磁延迟效应并对入射场产生瞬时响应，并引起静电相互作用和巨大的局域场增强，从而在巨大的静电力驱动下促进超快烧蚀。因此，同时提供“纳米级”和“超快”的活性等离子体结构易于在超快烧蚀中形成。此外，等离子体激元机制可以作为一种强大的“进化力”，在多脉冲烧蚀中发挥作用，促进共振纳米结构的生长--各种典型的等离子体激元结构可以通过多脉冲演化自生成，这可以被认为是一种自然等离子体激元。
2012-05-28 cond-mat.mes-hall physics.optics physics.plasm-ph
Extreme sensitivity of the spin-splitting and 0.7 anomaly to confining potential in one-dimensional nanoelectronic devices
量子点接触（QPC）已经显示出作为自旋电子学应用的纳米级自旋选择元件的前景，并且在电子多体效应（如0.7 x 2e^2/h异常）的研究中具有根本意义。我们报告的依赖关系的1D兰德g-因子g* 和0.7异常的电子密度和限制在QPC与两种不同的顶栅架构。我们得到的g* 值高达2.8的最低一维子带，显着超过以前的平面g因子值在AlGaAs/GaAs QPC，并接近InGaAs/InP QPC。我们表明，g* 是高度敏感的限制电位，特别是对于最低的一维子带。这表明QPC的限制潜力的仔细管理可以使自旋电子应用所需的高g*，而无需诉诸窄隙材料，如InAs或InSb。0.7异常和零偏峰值对约束势也高度敏感，解释了文献中0.7异常的相互冲突的密度依赖性。
2012-08-23 cond-mat.mes-hall
