Hot Carrier Nanowire Transistors at the Ballistic Limit
本文通过纳米线异质结构与能垒过滤实验，证明准一维热电子器件可达到弹道输运极限。
2024-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Half-Integer Shapiro Steps in a Short Ballistic InAs Nanowire Josephson Junction
我们报道了在InAs纳米线约瑟夫森结中观察到的半整数Shapiro台阶。我们观察到了短弹道InAs纳米线约瑟夫森结的Shapiro台阶，发现除了传统的整数台阶外，还有反常的半整数台阶。半整数阶跃随着温度的升高或结的透射率的降低而消失。这些实验结果与数值计算短弹道约瑟夫森结中斜电流相位关系的Shapiro响应非常吻合。
2020-04-29 cond-mat.mes-hall
Coherent Charge Transport in Ballistic InSb Nanowire Josephson Junctions
InSb超导-超导混合器件是研究Majorana模和固态器件拓扑量子计算的理想器件。弹道，相位相干超导纳米线混合器件的实验实现是工程拓扑超导电子学的必要一步。在这里，我们报告的低温传输研究约瑟夫森结设备制作的InSb纳米线生长的分子束外延，并提供了明确的证据，相位相干，弹道电荷传输通过纳米线的交界处。我们证明，我们的设备显示门可调接近诱导的超电流和多个Andreev反射的差分电导的清晰签名，表明在交界处的相位相干传输。我们还观察到周期性调制的临界电流，可以与纳米线中的弹道输运制度的法布里-珀罗干涉。我们的工作表明，通过分子束外延生长的InSb纳米线具有优良的材料质量，由这些纳米线制成的混合超导器件对于研究物质拓扑态的新物理和拓扑量子电子学的应用是非常理想的。
2016-04-06 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
Selective Area Superconductor Epitaxy to Ballistic Semiconductor Nanowires
半导体纳米线如InAs和InSb是研究Majorana零模和证明拓扑量子计算相关的非阿贝尔粒子交换的有前途的材料。虽然纳米线中马约拉纳束缚态的证据已经被证明，但这些实验中的大多数都以显著的无序为特征。特别是，超导体和纳米线之间的界面不均匀性被强烈认为是无序和由此产生的软超导能隙普遍存在于混合超导体-超导体系统的隧穿研究中的罪魁祸首。此外，纳米线系统中缺乏弹道输运可以产生模拟马约拉纳签名的束缚态。我们解决这些问题，通过选择性区域外延的Al到InSb纳米线，适用于其他纳米线和超导体的技术的发展。外延InSb-Al器件通常具有硬超导能隙，并表现出弹道一维超导性和在单模区中的超导电流的接近完美的传输，为工程和控制一维拓扑超导性提供了条件。此外，我们证明了外延InSb-Al超导岛设备，基于马约拉纳的量子计算应用的构建块，使用选择性区域外延制备可以实现微米级弹道一维传输。我们的研究结果为量子器件应用的弹道超导电子学网络的发展铺平了道路。
2018-09-11 cond-mat.mes-hall
Bulk and surface states carried supercurrent in ballistic Nb-Dirac semimetal Cd3As2 nanowire-Nb junctions
三维狄拉克半金属在所有三个动量方向上都有体狄拉克锥和费米弧状表面态，并且可以通过打破时间反演对称性转换为外尔半金属。然而，在狄拉克半金属中，高导电的体态通常掩盖了电子输运。在这里，我们展示了超导体和表面状态进行Nb-Cd_3As_2超导-Nb短和长结，分别。对于1 μ m长的结，观察到了Fabry-Perot干涉引起的临界超导电流振荡，表明超导电流携带的表面态是弹道输运，其中体态是退相干的，而拓扑保护的表面态仍然保持相干.此外，在长结中观察到超导圆顶，这归因于表面态和体态之间的相互作用增强的退相作为调谐栅极电压以增加载流子密度。拓扑半金属纳米线的超导电性在将Majorana费米子编织到拓扑量子计算中具有重要的应用前景。
2018-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Zero-field Topological Superconductivity in Ferromagnetic Hybrid Nanowires
本研究通过输运与隧穿谱测量发现，Al/EuS 覆盖晶面重叠的 InAs 混合纳米线可在零外加磁场下产生约 1 T 的剩余有效 Zeeman 场并出现稳定零偏压电导峰，从而实现零场拓扑超导。
2020-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Comment on "Ballistic Majorana Nanowire Devices" by Gul et al. Nature Nanotechnology 2018
本工作利用Zenodo上的完整原始数据重新分析Gul等人的研究，证明其数据包含大量量子点与无序证据，表明作者关于实现弹道Majorana器件的结论不成立，并指出其论文图表存在数据选择、裁剪及未公开处理等问题。
2024-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quasi-ballistic transport of Dirac fermions in a Bi2Se3 nanowire
在弱无序极限下研究了三维拓扑绝缘体Bi 2Se 3介观纳米线中Dirac费米子的量子相干输运.在非常低的温度下，许多谐波在Aharonov-Bohm振荡的傅里叶变换中被证明，揭示了表面态的长相位相干长度。值得注意的是，从它们的指数温度依赖性，我们推断出一个不寻常的1/T的相位相干长度的幂律。这种退相干对于与环境动力学弱耦合的准弹道费米子是典型的。
2012-12-12 cond-mat.mes-hall
Gate-tuned Aharonov-Bohm interference of surface states in a quasi-ballistic Dirac semimetal nanowire
本文报道了在准弹道Cd_3As_2纳米线中观察到的表面载流子的拓扑保护输运，该纳米线足够薄，使得自旋织构的表面载流子形成一维子带，即使没有磁场，也表现出电导随栅极电压的振荡.通过连续调节栅压，可以使Aharonov-Bohm振荡的π相移周期性地出现或消失。这种由Berry相位引起的π相移证明了表面态的拓扑性质，四端非局域测量进一步揭示了表面态的拓扑保护输运.
2017-07-17 cond-mat.mes-hall
Quasi-ballistic heat conduction due to Lévy phonon flights in silicon nanowires
解决散热问题是硅基微电子的未来。解决方案可能在于称为弹道热传导的纳米级现象，这意味着在不加热导体的情况下进行热传导。但是，试图证明这一现象的实验是有争议的和稀缺的，而其机制在受限的纳米结构尚未得到充分理解。在这里，我们实验证明准弹道热传导硅纳米线（NW）。我们发现，弹道是最强的短NW在低温下，但减弱NW长度或温度的增加。然而，即使在室温下，准弹道热传导在短纳米线中仍然可见。为了更好地理解这种现象，我们探测声子飞行的方向性和长度。我们的实验和模拟表明，准弹道声子输运在NW边界之间的短飞行和长的弹道跳跃沿NW的Lévy步行。
2018-09-26 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Analytical model of nanowire FETs in a partially ballistic or dissipative transport regime
在纳米晶体管中，由漂移扩散模型描述的完全弹道情况和准平衡情况之间的中间输运状态仍然是一个开放的建模问题。已经提出了问题的分析方法，基于引入后向散射系数，或数值方法，包括在蒙特卡洛解的玻尔兹曼输运方程或在量子输运描述中引入耗散。在本文中，我们提出了一个非常简单的分析模型，无缝地覆盖整个范围内的通用准一维场效应晶体管的传输制度，并将其应用到硅纳米线晶体管。该模型基于将通用晶体管描述为串联的弹道纳米线晶体管的链，或者描述为在势垒区中操作的弹道晶体管和漂移扩散晶体管的系列。作为一个额外的结果，我们发现的流动性和平均自由程之间的关系，有深刻的后果，在纳米器件的运输的理解。
2009-10-05 cond-mat.mes-hall
Parity-preserving and magnetic field resilient superconductivity in indium antimonide nanowires with tin shells
我们研究了自下而上生长的半导体锑化铟纳米线，其表面涂有锡壳。贝壳的厚度是均匀的。Sn与InSb的界面是突变的，没有发生互扩散。用于传输的器件通过使用附近的纳米线以及薄片原位遮蔽纳米线来制备，从而产生无蚀刻结。锡被发现诱导硬超导能隙在600-700微电子伏特的范围内。超导性在磁场中可持续到4 T。锡岛显示出令人垂涎的双电子充电效应，这是电荷宇称稳定性的标志。这些发现为基于新的超导体-半导体组合的超导和拓扑量子线路开辟了道路。
2019-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Stabilizing Superconductivity in Nanowires by Coupling to Dissipative Environments
我们提出了一个理论的有限长超导纳米线耦合到一个环境。我们表明，在没有耗散量子相位滑移总是破坏超导性，即使在零温度。耗散使超导相稳定。我们应用这一理论来解释田等人最近看到的“反邻近效应”。在锌纳米线中。
2006-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hybrid Superconductor-Quantum Point Contact Devices using InSb Nanowires
研究拓扑超导性和马约拉纳束缚态的纳米线接近耦合到超导体的建议，要求在纳米线的运输是弹道。先前对混合超导体系统的研究已经证明了马约拉纳束缚态的存在，但这些实验也以无序为标志，无序破坏了弹道输运。在这封信中，我们证明了弹道输运在InSb纳米线直接与超导铝界面观察量子化电导在零磁场。此外，我们证明了纳米线是接近耦合到超导接触通过观察Andreev反射。这些结果是在InSb纳米线中建立拓扑超导电性的重要步骤。
2016-12-06 cond-mat.mes-hall
Dominant non-local superconducting proximity effect due to electron-electron interaction in a ballistic double nanowire
本文通过栅极可调弹道InAs双纳米线约瑟夫森结研究库珀对分裂，发现线间超导占主导，并将其归因于一维电子-电子相互作用，为高效CPS和马约拉纳费米子构筑提供新途径。
2019-09-27 cond-mat.mes-hall
Diffusive and Ballistic Transport in Ultra-thin InSb Nanowire Devices Using a Few-layer-Graphene-AlOx Gate
本研究制备超薄InSb纳米线并提出少层石墨烯结合ALD生长AlOx的新型栅控方案，通过低温输运测量观测到电导平台与法布里-珀罗干涉，证实少量子模式下的相位相干输运，为减轻半导体量子器件的无序影响提供了新途径。
2023-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Supercurrent through a spin-split quasi-ballistic point contact in an InAs nanowire
研究了Ta基超导电极与InAs纳米线接触时的超导邻近效应。使用本地底栅，我们控制沿纳米线的潜在景观，调整其电导准弹道制度。在高磁场（$B$）下，我们观察到与前两个自旋极化一维模相关的近似量子化电导平台。对于$B < 1$ T，超导性的发生伴随着相当大的电荷本地化的发展，导致0.7型电导异常。在这个制度中，邻近超电流表现出不寻常的，非单调的$B$的依赖。我们解释这一发现的近藤效应之间的竞争，占主导地位的近$B=0$，和塞曼效应，强制执行自旋极化和出现的$π$相移的约瑟夫森关系在较高的$B$。
2018-01-05 cond-mat.mes-hall
Aharonov-Bohm Oscillations in a Quasi-Ballistic 3D Topological Insulator Nanowire
在三维拓扑绝缘体（3D TI）纳米线中，通过无隙表面态发生输运，其中自旋垂直于动量固定[1-6]。因此，环绕表面的载流子获得πBerry相位，这被预测为在最低能量的1D表面子带中打开间隙。通过纳米线插入h/2 e的磁通量（Φ）应消除Berry相并恢复无间隙1D模式[7-8]。然而，这种特征在迄今为止报道的运输实验中一直缺失[9-11]。在这里，我们报告的测量机械剥离的三维TI纳米线，表现出阿哈罗诺夫-玻姆振荡与拓扑表面传输一致。使用低掺杂的准弹道器件，我们可以观察到在最低子带（即狄拉克点）附近，在Φ = 0时电导最小，在Φ = h/2 e时电导最大，达到e^2/h，以及输运的载流子密度依赖性。
2014-09-17 cond-mat.mes-hall
Josephson diode effect in a ballistic single-channel nanowire
本研究在弹道单通道纳米线中，通过Rashba自旋轨道耦合与塞曼场作用，揭示了赝自旋带差异导致的约瑟夫森二极管效应，并给出了极限情况下的解析表达式。
2024-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Determination of Rashba-coupling strength for surface two-dimensional electron gas in InAs nanowires
半导体自旋电子学领域中的关键概念是通过自旋轨道耦合（SOC）的自旋的电场控制，并且SOC强度决定这种控制的效率。我们提出了一种新的方法，允许弹道InAs纳米线的Rashba SOC强度的实验测定。研究了均匀磁场中表面二维电子气（2DEG）纳米线中载流子的能谱和弹道输运。在复子带结构的情况下，导出了线性响应一维弹道热功率的一般公式。的弹道电导和热电显示，揭示由于强SOC，使我们能够提出一种方法，SOC强度的确定的具体功能。
2015-12-25 cond-mat.mes-hall
Proximity-induced superconductivity in nanowires: Mini-gap state and differential magnetoresistance oscillations
我们研究了金纳米线中邻近感生超导电性随纳米线长度、磁场和激发电流的变化。短的纳米线表现出尖锐的超导转变，而长的纳米线显示非零电阻。然而，在中间长度，我们观察到两个急剧的转变;正常和超导区域被我们称之为微能隙相分开。此外，我们检测到的微分磁阻的周期性振荡。我们提供了一个理论模型的微型间隙阶段，以及在邻近诱导超导性与正常区域附近的中心线，无论是由温度或应用程序的磁场的共存方面的周期性振荡。
2009-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Effects of ballistic transport on the thermal resistance and temperature profile in nanowires
研究弹道输运对纳米线温度分布和热阻的影响，通过分子动力学和声子蒙特卡洛模拟验证辐射器模型，发现该模型能解释长于声子平均自由程的纳米线中的弹道输运效应。
2024-06-27 cond-mat.mes-hall
Superconductivity and quantum oscillations in crystalline Bi nanowires
虽然大块铋（Bi）是一种半金属，但我们已经在1.3 K以下的72 nm直径的晶体Bi纳米线中发现了超导性的明显证据。在平行磁场（H）中，纳米线在Tc以下的剩余电阻表现出随H的周期振荡，周期对应于超导通量量子。这一结果提供了超导电性来自Bi与表面氧化物之间的界面壳层的证据。在垂直的H中，超导状态下的电阻显示出舒布尼科夫-德哈斯（SdH）振荡，这是正常金属的特征。这些结果表明在纳米线的表面壳层中存在玻色子态和费米子态的共存。
2009-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological superconductivity in tripartite superconductor-ferromagnet-semiconductor nanowires
出于最近的实验寻找马约拉纳零模式在三方半导体纳米线与外延超导体和铁磁绝缘体层，我们探讨了拓扑超导性的出现在这样的设备的三个组成部分的范例安排。考虑到磁性和超导性之间的竞争，我们自洽地处理超导性，并在直接波函数方法内描述电子性质，包括超导和铁磁邻近效应。我们的结论是，拓扑超导性最可行的机制依赖于超导体-半导体-铁磁安排的成分，其中自旋分裂和超导性是独立诱导在半导体中的接近和超导性是只有微弱的铁磁绝缘体的影响。
2020-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ballistic edge states in Bismuth nanowires revealed by SQUID interferometry
自旋-轨道相互作用对重元素基材料的能带结构具有显著的影响。著名的例子是最近发现的3D和2D拓扑绝缘体。在这些系统中，输运发生在表面或沿边缘，并且自旋动量锁定提供了对（非磁性）杂质散射的保护，有利于自旋极化的弹道输运。我们已经使用了一个微米长的单晶铋纳米线连接到超导电极的电流相位关系的测量，以证明运输发生弹道沿这种高自旋轨道材料的两个边缘。此外，我们表明，一个磁场可以诱导0 π跃迁和phi 0结的行为，由于在这个系统中的非常高的g-因子和自旋轨道耦合，提供了一种方法来操纵的超导载流边缘状态的相位。
2016-09-15 cond-mat.mes-hall
Suppression of superconductivity in nanowires by bulk superconductors
输运测量上的系统由夹在两个散装超导电极（锡或在）之间的锌纳米线阵列。结果发现，40 nm直径的Zn纳米线的超导电性被抑制完全或部分的超导电极。当电极被磁场驱动到正常状态时，纳米线又切换回超导状态。当两个超导电极中的一个被普通金属代替时，这种现象明显减弱。在直径等于和大于70 nm的线中没有观察到这种现象。
2005-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin polarised quantised transport via one-dimensional nanowire-graphene contacts
本文通过磁性纳米线与石墨烯的一维接触，首次实现自旋极化载流子的弹道注入，观察到无磁场下的量子化电导及量子霍尔转变，为弹道自旋电子学奠定基础。
2025-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-tunable Superconductivity in Hybrid InSb-Pb Nanowires
本文制备并表征InSb-Pb混合纳米线，证明其兼具高晶体质量Pb层、硬诱导超导能隙与栅极可调超电流，为混合量子输运器件提供有潜力的材料平台。
2023-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Spin precession and modulation in ballistic cylindrical nanowires due to the Rashba effect
以表面含有二维电子气的InAs纳米线为模型，对圆柱形半导体纳米线中Rashba自旋轨道耦合引起的自旋进动进行了理论研究.本征态、能量-动量色散和能量-磁场色散关系通过求解圆柱对称中的薛定谔方程来确定。具有相同总角动量但相反自旋取向的状态的组合导致沿着线的轴的轴向自旋分量的周期性调制。通过两个具有不同总角动量的态的干涉实现绕丝轴的自旋进动。由于在零磁场下存在一个自旋旋进方向正好相反的叠加态，因此可以得到自旋取向的振荡。如果施加轴向取向的磁场，自旋获得额外的旋进分量。
2011-01-14 cond-mat.mes-hall
Performance Analysis of a Ge/Si Core/Shell Nanowire Field Effect Transistor
我们分析了最近报道的Ge/Si核/壳纳米线晶体管使用半经典，弹道输运模型和电子结构的sp 3s *d5紧束缚处理的性能。将去除串联电阻的影响的装置的测量性能与假设弹道输运的模拟结果进行比较，表明实验装置在弹道极限的60%至85%之间操作。对于这种~15 nm直径的Ge纳米线，我们还发现，在室温下，在ON/IOFF=100的电流条件下，占据了14-18个模式。为了观察Ge纳米线晶体管中的真实一维输运<110>，纳米线直径必须远小于约5 nm。这里描述的方法应该证明是有用的分析和比较的共同基础上的纳米线晶体管的各种材料和结构。
2006-11-08 cond-mat.mes-hall
Split-Channel Ballistic Transport in an InSb Nanowire
本文报道了InSb半导体纳米线中一维电子输运的实验研究。三个底栅用于局部耗尽纳米线，从而产生仅具有几个导电沟道的弹道量子点接触。在磁场中，塞曼分裂的相应的1D子带的电导平台的出现，揭示了在$e^2$ /h的倍数，但我们发现一个量化的电导模式在很大程度上依赖于配置的电压施加到底栅。特别地，我们可以使第一平台消失，留下2 $e^2/h$的第一电导阶跃，这表明可以持续高达几特斯拉的显著的两倍子带简并。对于某些栅极电压设置，我们还观察到离散的谐振状态产生的电导功能，可以类似于那些预期从一个螺旋间隙的子带结构中的开口的存在。我们解释我们的实验结果，通过形成两个空间分离的一维传导通道。
2018-03-09 cond-mat.mes-hall
Evidence of local superconductivity in granular Bi nanowires fabricated by electrodeposition
一种不寻常的抵抗力增强（即，在颗粒状Bi纳米线中观察到低于特定特征温度Tsr的超电阻率（superresistance）。发现这种超电阻状态依赖于所施加的磁场（H）以及激励电流（I）。磁场对Tsr的抑制类似于超导体的抑制。所观察到的超电阻率似乎是有关的颗粒纳米线内部的本地超导性的成核没有长程相位相干。这一现象与以前在超薄二维超导薄膜和三维双折射超导薄膜中观察到的玻色绝缘体相似。
2008-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantized Ballistic Transport of Electrons and Electron Pairs in LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ Nanowires
基于SrTiO $_3$的异质界面支持准二维（2D）电子系统，其类似于III-V族半导体异质结构，但也具有超导、磁性、自旋电子、铁电和铁弹自由度。尽管有这些丰富的属性，相对较低的迁移率的2D复合氧化物界面似乎排除在1D的弹道输运。在这里，我们表明，2D LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$接口可以支持量子化弹道输运的电子和（非超导）电子对准1D结构，使用一个完善的导电原子力显微镜（c-AFM）光刻技术。传输的性质范围从真正的单模（1D）到三维（3D），这取决于所施加的磁场和栅极电压。最低$e^2/h$平台的量化表明弹道平均自由程$l_{MF}\sim$ 20 $μ$ m，比2D LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$异质结构大两个数量级以上。非超导电子对被发现是稳定的磁场高达$B=11$ T，弹道传播的电导量子化在2 $e^2/h$。相互作用电子系统的一维输运理论主要依赖于电子-电子相互作用的符号，这可能有助于解释高度弹道输运行为。一维几何结构为LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$体系的电子结构提供了新的视角，为研究强相互作用的一维电子体系提供了新的平台.
2018-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Energy bands, conductance and thermoelectric power for ballistic electrons in a nanowire with spin-orbit interaction
通过改变纳米线的温度、电子密度和宽度，计算了自旋轨道相互作用（SOI）对纳米线能带、弹道电导和电子扩散热电势的影响。假设导线边缘的势垒非常高。在该模型中使用的边界条件的结果由能量能带结构确定，当电子密度增加时，由于更高的子带被电子占据而导致更宽的平台，这是由于更大的能级分离。横向约束的位置相对于井中心的非线性依赖性排除了“极状功能”的电导时，得到的谐波电位进行限制。在低温下，电子扩散热电功率随温度T线性增加，但在温度T较大时偏离线性行为。
2010-11-18 cond-mat.mes-hall
Magnetic Field Induced Superconductivity in Out-of-Equilibrium Nanowires
四端电阻测量已进行了使用电子束光刻形成的Zn纳米线。当由电流驱动电阻时，这些线在施加小磁场时重新进入超导状态。这些数据与以前的超导纳米线实验有质的不同，这些实验揭示了T_{c}附近的负磁阻或磁场增强的临界电流。我们认为，我们的观察结果与阻尼的相位滑移过程的增强耗散的准粒子电导通道产生的应用程序的磁场。
2009-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ballistic Majorana nanowire devices
马约拉纳模是拓扑超导体的零能量激发，表现出非阿贝尔统计。在将半导体纳米线耦合到s波超导体中进行检测的建议之后，几个隧道实验报告了特征马约拉纳签名。减少无序一直是这些实验的主要挑战，因为无序可以模仿马约拉纳的零能量特征，并使拓扑性质不可访问。在这里，我们展示了InSb纳米线器件的特征马约拉纳签名，表现出明确的弹道输运属性。应用磁场和使用局部栅极的载流子密度的空间控制产生零偏置峰值，该零偏置峰值在化学势、塞曼能量和隧道势垒的参数空间中的大区域上是刚性的。无序的减少使我们能够在参数空间中分辨出有无零偏峰的独立区域，这表明拓扑上不同的相位。这些观测结果与弹道系统中的马约拉纳理论相一致，并首次排除了已知的其他解释，即引发无序或不均匀的化学势。
2021-04-26 cond-mat.mes-hall
Micrometer-scale ballistic transport of electron pairs in LaAlO3/SrTiO3 nanowires
高迁移率复合氧化物异质结构和纳米结构提供了新的机会，将量子传输的范式扩展到传统的III-V族或碳基材料的领域之外。最近的量子输运研究与LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$为基础的量子点已经揭示了一个强关联相的存在，其中电子形成自旋单线态对，而不是成为超导。在这里，我们报告的准一维（准一维）LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$纳米线腔中的电子对的微米级弹道输运的证据。在配对阶段，观察到法布里-珀罗样的量子干涉，与超导制度（在零磁场）中观察到的电导振荡同步。在临界磁场$B_p$以上，电子对解除束缚，电导振荡随磁场移动。这些实验观测扩展了弹道电子输运的制度，强相关的阶段。
2016-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The Stabilization of Superconductivity by Magnetic Field in Out-of-Equilibrium Nanowires
对锌纳米线的“磁场诱导超导”现象进行了系统的研究。通过改变参数，如磁场方向和导线长度，结果提供的证据表明，该现象是一个非平衡效应与边界电极。他们还建议有两个长度尺度，超导相干长度和准粒子弛豫长度。当焊线长度接近这两个长度尺度中的任一个时，效果减弱。我们证明，它是适当的考虑效果是一个稳定的超导性，已被抑制的施加电流。
2010-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dimerization-induced topological superconductivity in a Rashba nanowire
我们分析了二聚化对邻近超导衬底的Rashba纳米线的拓扑相的影响。我们发现跳跃积分和自旋-轨道耦合的周期性交替可以导致能带反转，诱导过渡到拓扑非平凡的超导相，主机的马约拉纳零能模式。这种“二聚诱导拓扑超导性”完全排斥均匀纳米线的拓扑相，无论它们何时发生重叠。我们提供了一个分析的理由，这种令人费解的行为的对称性/宇称的考虑的基础上，并讨论可行的光谱方法，其经验观察。我们还测试了拓扑超导相对静电无序的稳定性。
2020-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ballistic spin-polarized transport and Rashba spin precession in semiconductor nanowires
我们提出了数值计算的弹道自旋输运性质的准一维线中存在的自旋轨道（Rashba）相互作用。一个紧束缚模拟的Rashba哈密顿模型的Rashba效应。通过改变Rashba耦合的鲁棒性和线的宽度，识别弱耦合和强耦合制度。完美的电子自旋调制被发现前政权，无论入射费米能量和模式数。然而，在后者中，自旋电导具有很强的能量依赖性，由于一个非平凡的子带混合诱导的强Rashba耦合。这将意味着在较高温度和源极-漏极电压下对自旋调制的强烈抑制。结果可能是相关的准一维自旋晶体管器件的实现。
2001-05-03 cond-mat.mes-hall
Transport signatures of topological superconductivity in a proximity-coupled nanowire
我们研究了纳米线的正常段和超导段之间的结的电导，这两者都受到自旋轨道耦合和外部磁场。我们直接比较的纳米线的输运性质，假设两种不同的模型的超导段：一个是我们把超导性的手到线，和一个超导性是通过隧道结诱导与散装s波超导体。虽然这两种模型是等价的，在低能量和弱耦合的纳米线和超导体之间，我们表明，有几个有趣的定性差异远离这两个限制。特别地，隧穿模型在对应于母超导体的体隙的能量处引入了额外的电导峰。通过采用在零温度下的分析方法和在有限温度下的数值方法相结合，我们表明，邻近效应的隧道模型再现了实验中看到的在这样的纳米线系统的定性特征。
2017-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hard superconducting gap in InSb nanowires
通过优化InSb纳米线与NbTiN超导体之间的界面均匀性并实现无势垒接触，成功诱导出硬超导能隙，且在约0.5特斯拉磁场下仍保持超电流，为拓扑超导和量子计算提供了实现路径。
2024-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
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
Proximity-induced superconductivity in (Bi$_{1-x}$Sb$_x$)$_2$Te$_3$ topological-insulator nanowires
当拓扑绝缘体被制成纳米线时，拓扑结构和尺寸量子化之间的相互作用产生了奇特的一维态，其能量色散可以被外场操纵。在邻近诱导的超导性的存在下，这些1D状态提供了一个可调的平台马约拉纳零模式。虽然这种奇特的一维态的存在已被实验证实，但在拓扑绝缘体纳米线中实现强大的邻近诱导超导性仍然是一个挑战。本文报道了基于（Bi $_{1-x}$ Sb $_x$）$_2$ Te $_3$（BST）薄膜的超导拓扑绝缘体纳米线的制备。当两个矩形钯垫以100- 200 nm的间隔沉积在BST薄膜上时，垫下方的BST被转化为超导体，在垫之间留下BST纳米线。我们发现，界面是外延的，并具有高的电子透明度，导致一个强大的超导诱导BST纳米线。由于其合适的几何形状的门调谐，这个平台是有前途的马约拉纳零模式的未来研究。
2022-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effects of Parasitics and Interface Traps On Ballistic Nanowire FET In The Ultimate Quantum Capacitance Limit
本文主要研究纳米线场效应晶体管（FET）在极限量子电容极限（UQCL）下的性能（其中仅一个子带被占用）在存在界面陷阱（$D_{it}$）、寄生电容（$C_L$）和源极/漏极串联电阻（$R_{s,d}$）的情况下使用弹道输运模型，并将性能与其经典电容极限（CCL）对应物进行比较。我们讨论了四个不同的方面与本方案，即，（i）栅极电压相关的电容，（ii）饱和的漏极电流，（iii）亚阈值斜率和（iv）缩放性能。为了获得这些影响的物理见解，我们还开发了一组半解析方程。主要意见如下：（1）由于各个子带的离散贡献，强能量量子化纳米线显示出非单调的多峰C-V特性;（2）在存在和不存在$D_{it}$和$R_{s,d}$的情况下，与CCL相比，UQCL中的弹道漏极电流饱和度更好;（3）与CCL相比，即使有$D_{it}$和$R_{s,d}$，UQCL中的亚阈值斜率也没有遭受任何相对降低;（4）在理想条件下，UQCL缩放性能优于CCL;（5）UQCL缩放对$R_{s,d}$更免疫，但$D_{it}$和$C_L$的存在显著降低了UQCL中的缩放优势。
2010-05-28 cond-mat.mes-hall
On the Bandstructure Velocity and Ballistic Current of Ultra Narrow Silicon Nanowire Transistors as a Function of Cross Section Size, Orientation and Bias
采用20能带sp3d5s * 自旋轨道耦合的半经验原子紧束缚（TB）模型和半经典弹道场效应晶体管（FET）模型，对硅纳米线（NW）晶体管的能带结构载流子速度和弹道电流进行了理论研究.考虑了横截面直径/边的范围从3nm到12nm的无限长的、均匀的、圆柱形和矩形的纳米线。为了进行全面的分析，在[100]，[110]和[111]输运取向的n型和p型金属氧化物半导体（NMOS和PMOS）纳米线进行了检查。一般来说，物理截面减小通过提升重质量谷或显著改变带的曲率来增加速度。PMOS [110]和[111]纳米线的载流子速度是直径的强函数，较窄的D = 3nm纳米线的速度是D = 12nm纳米线的两倍。在其余的NW类别的速度只显示出较小的直径依赖性。这种行为通过硅基质材料的电子结构中的特征来解释。另一方面，在速度变化较大的情况下，弹道流的截面灵敏度最低。由于载流子速度是有效质量的量度并且反映在沟道迁移率上，因此这些结果可以提供对具有增强的性能和对结构几何变化的性能容忍的NW器件的设计的深入了解。在高性能器件中的弹道输运的情况下，[110]纳米线是具有高NMOS和PMOS性能以及低导通电流变化和截面几何变化的纳米线。
2010-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Magnetic texture modulated superconductivity in superconductor/ferromagnet shells of semiconductor nanowires
Stanford University（斯坦福大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）；Universidad de Chile（智利大学）；Danish Fundamental Metrology（丹麦基础计量）；Universidad de Santiago de Chile（圣地亚哥德智利大学）
通过控制EuS磁结构实现InAs/EuS/Al纳米线中超导性，为拓扑量子比特和超导器件提供新途径。
2026-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-Ohmic Coulomb drag in the ballistic electron transport regime
本文提出了一维纳米线中的非欧姆电流在弹道输运机制下产生库仑拖曳电流的理论。在欧姆的情况下，我们预测急剧振荡的拖动电流作为栅极电压或电子的化学势的函数。我们还研究了驱动线两端的电压V上的拖曳电流的依赖性。对于相对较大的V值，拖曳电流与V^2成正比。
2000-01-22 cond-mat.mes-hall
Topological superconductivity in full shell proximitized nanowires
我们考虑一个新的模型系统支持马约拉纳零模式的基础上半导体纳米线与一个完整的超导壳。我们证明，在存在的自旋轨道耦合在半导体中诱导的径向电场，绕组的超导序参量导致一个拓扑相支持马约拉纳零模式。拓扑相在大范围的化学势上持续存在，并且可以由穿透圆柱体的可预测的弱磁场引起。该系统可以很容易地实现在一个完整的超导壳覆盖的半导体纳米线，打开了实现拓扑量子计算建议的途径。
2018-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hard gap in epitaxial semiconductor-superconductor nanowires
超导性的许多现在和未来的应用将受益于载流子密度和隧穿速率的静电控制，这是半导体器件的标志。一个特别令人兴奋的应用是实现拓扑超导性作为量子信息处理的基础。基于半导体纳米线中的邻近效应的这一方向的提议很有吸引力，因为关键成分目前已经掌握。然而，以前的情况下，接近半导体显示显着的隧道电导低于超导能隙，这表明一个连续的subgap状态-一种情况，使拓扑保护无效。在这里，我们报告了一个硬超导能隙诱导的邻近效应在半导体中，使用外延Al-InAs超导体-半导体纳米线。硬间隙，以及良好的材料性能和栅极可调谐性，使这种新的混合系统的一些应用程序，以及介观超导的基础研究有吸引力。
2015-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
On the temperature dependence of ballistic Coulomb drag in nanowires
我们研究了费米液体理论范围内的库仑牵引电流在被动量子线上的作用电压$V$和温度$T$的依赖关系，对于任何值的$eV/k_BT$。我们假设，在这两个线的1D迷你带的底部几乎与费米能级重合。结果表明：在一定的温度范围内，拖曳电流是温度$T$的降函数，实验观察到的拖曳电流的温度依赖性$T^{-0.77}$可以用费米液体理论来解释，在较高的外加电压下，拖曳电流随外加电压的变化达到饱和; 4）通过金属栅电极屏蔽电子电势可能是重要的。
2011-12-22 cond-mat.mes-hall
Aharonov-Bohm and Altshuler-Aronov-Spivak oscillations in the quasi-ballistic regime in phase-pure GaAs/InAs core/shell nanowires
本研究展示相纯GaAs/InAs核/壳纳米线，通过低温磁输运观测到AB和AAS振荡，证明壳层为准弹道输运，为混合量子器件提供新平台。
2025-03-09 cond-mat.mes-hall
Enhanced Superconductivity and Vortex Dynamics in One-Dimensional TaS2 Nanowires
本文通过可控两步转化法合成一维2H-TaS2纳米线，发现其超导转变温度（约3.6 K）和上临界场（约5 T）均显著高于块体材料，归因于维度限域与电荷密度波抑制，并揭示了强钉扎下的复杂涡旋动力学，为降维超导研究提供了新平台。
2025-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
