Vibrations of single-crystal gold nanorods and nanowires
采用瑞利-里兹变分法，在连续介质弹性力学的框架下，对金纳米线和纳米棒的振动进行了数值研究。特别注意识别拉曼散射实验中相关的振动。通过确定纳米棒的对称性，与相应纳米线中的驻波进行比较，并估计其拉曼强度，提出了对纳米棒振动的全面描述。实验相关的参数，如各向异性立方晶格结构，小面的侧表面的存在和纳米棒的端部的形状的作用进行评估。弹性各向异性被证明发挥了重要的作用，相反的小平面的存在。局部振动被发现与平端的纳米棒。它们的演变的两端的形状被改变为半球形进行了讨论。
2018-04-17 cond-mat.mes-hall
Carrier dynamics in ultrathin gold nanowires: Role of Auger processes
金属纳米结构中的载流子动力学受到其限制尺寸的强烈影响。尺寸为$\sim 2$ nm的金纳米颗粒位于分离金属和非金属行为的边界。在这项工作中，我们报告的载流子动力学在高纵横比的金纳米线（Au UNWs）的平均直径$\sim$ 2 nm使用泵（3.1 eV）和相干白光连续作为探针在1.15 eV至2.75 eV的光谱范围内。在极端激发状态下，金纳米线中的瞬态载流子动力学比通常使用的双温模型预测的要慢。我们确定了俄歇辅助载流子加热过程，减缓了热载流子冷却动力学。拟合的数据的速率方程模型产生的金纳米结构的俄歇系数的估计。
2019-09-04 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric properties of the bismuth telluride nanowires in the constant-relaxation-time approximation
采用各向异性有效质量方法，在抛物带近似下研究了[110]和[015]两种生长方向的碲化铋纳米线的电子结构.电子和空穴的有效质量张量的六个山谷的组件计算两个生长方向。对于正方形纳米线，在77 ~ 500 K的温度范围内，在恒定弛豫时间近似下，研究了Seebeck系数、电子热导率和电导率以及优值ZT与纳米线厚度和过剩空穴浓度的关系.对于厚度小于30 nm的正方形纳米线，载流子限制起着至关重要的作用。限制降低了载流子浓度和热导率，但增加了塞贝克系数的最大值相比，多余的空穴（杂质）。方向[015]的约束效应比方向[110]的约束效应更强，这是由于这些方向的载流子质量差异。载流子限制增加了ZT的最大值，并将其向高温移动。对于具有生长方向[110]的p型碲化铋纳米线，在温度310 K、390 K、480 K和纳米线厚度30 nm、15 nm和7 nm下，优值的最大值相应地等于1.3、1.6和2.8。在室温下，优值分别等于1.2、1.3和1.7。
2008-08-18 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric properties of electrically gated bismuth telluride nanowires
我们从理论上研究了垂直电场对本征、n型和p型碲化铋纳米线随生长方向的热电性能的影响[110]。用谱方法自洽求解薛定谔方程和泊松方程组，计算了电子结构和波函数。泊松方程的预测-校正方法中的牛顿-拉夫逊法求解。在我们的分析中考虑了电子-电子交换-关联相互作用.在77 ~ 500 K的温度范围内，在恒定弛豫时间近似下研究了Seebeck系数、热导率、电子（空穴）浓度和热电优值与纳米线厚度、栅电压和过剩空穴（电子）浓度的关系.计算结果表明，外加垂直电场可使7 - 15 nm碲化铋纳米线的Seebeck系数提高近2倍，ZT提高一个数量级。在室温下，对于实际宽度的纳米线，在外部垂直电场的作用下，ZT可以达到高达3.4的值。所得结果为在较宽的温度范围内大幅度提高热电优值开辟了一条全新的途径。
2009-11-30 cond-mat.mes-hall
Observation of shell effects in nanowires for the noble metals copper, silver and gold
我们扩展我们以前的壳效应观察金纳米线在室温下超高真空下的其他两种贵金属：银和铜。与金类似，银纳米线呈现与电子和原子壳填充相关的两个系列的异常稳定的直径。这一观察结果与先前对碱金属纳米线所发现的一致。然而，铜只提供电子外壳填充。值得注意的是，我们发现，壳结构生存在环境条件下的金和银。
2005-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Oxygen clamps in gold nanowires
我们研究了在原子级薄的金纳米线中插入氧原子如何影响其断裂。我们发现，使用从头算总能量密度泛函理论计算，O原子插入金纳米线时，不仅形成稳定的，而且非常强的键，在这样一种方式，他们可以从一个稳定的尖端提取原子，以这种方式作为一个夹子，可以用来拉动一串金原子。
2005-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of Confinement and Orientation on the Thermoelectric Power Factor of Silicon Nanowires
低维可以提高器件的热电功率因数，提高ZT品质因数。在这项工作中，原子sp 3d 5s *-自旋轨道耦合紧束缚模型和线性化玻尔兹曼输运理论被应用于计算的室温电导率，塞贝克系数，和功率因数窄一维硅纳米线（NW）。我们提出了一个全面的分析的热电系数的n型和p型纳米线的直径从12 nm到3 nm，在[100]，[110]，和[111]运输取向在不同的载流子浓度。我们发现，可以观察到的约束对功率因数的影响的长度尺度是在直径小于7 nm。我们发现，与目前的观点相反，限制和几何形状对功率因数的影响主要源于导电性的变化，这是强烈的影响，而不是塞贝克系数。一般来说，在这些直径尺度上增强的散射强烈地降低了器件的电导率和功率因数。然而，我们确定的情况下，限制大大提高了通道的导电性，导致约2- 3倍的功率因数的改善。我们的研究结果可以为设计高效的低维热电器件提供指导。
2011-06-10 cond-mat.mes-hall
Controlled formation of metallic nanowires via Au nanoparticle ac trapping
施加交流电压，我们在定义明确的条件下将金纳米粒子捕获在微加工电极之间。我们证明，纳米粒子可以可控地融合在一起，形成均匀的金纳米线与预定义的直径和电导值。当施加直流电压时，电迁移会形成一个间隙，而交流技术则实现了相反的效果，从而完成了制造纳米级结的工具包。
2007-05-15 cond-mat.mes-hall
Microwave Admittance of Gold-Palladium Nanowires with Proximity-Induced Superconductivity
我们报告定量电导测量扩散超导体-正常金属-超导体（SNS）结在千兆赫频率和毫开尔文温度。金-钯基SNS结被布置成超导量子干涉器件链。该链强耦合到一个多模微波谐振器的模式间隔约0.6 GHz。通过测量谐振器模式的谐振频率和品质因数，我们提取了链导纳的耗散和无功部分。我们比较的相位和温度依赖性的导纳接近1 GHz的理论的基础上随时间变化的Usadel方程。这种比较使我们能够识别理论和实验之间的重要差异，这些差异不能通过在理论中包括非弹性散射或弹性自旋翻转散射来解决。
2017-03-09 cond-mat.mes-hall
Hydrogen-assisted distortion of gold nanowires
本文研究了吸附氢对金纳米结行为的影响。研究发现，氢环境对原子大小的金结的电导有很强的影响，这明显地反映在电导直方图中0.5量子单位2e^2/h处的附加峰的生长上。对电导曲线的统计分析表明，新峰的出现是由于金原子链的氢辅助畸变。
2004-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photothermoelectric effects and large photovoltages in plasmonic Au nanowires with nanogaps
纳米结构的金属受到局部光学询问可以产生开路光电压，潜在地用于能量转换和光电探测。我们报告了一项研究的光电压作为一个功能的照明位置在单一的金属金纳米线和纳米线形成的电迁移的纳米间隙。我们使用激光扫描显微镜通过激发局部等离子体共振和直接吸收来局部加热金属纳米结构。在没有纳米间隙的纳米线中，电荷传输是扩散的，我们观察到与热电性一致的电压分布，局部塞贝克系数取决于纳米线的宽度。在具有纳米间隙的纳米线中，电荷传输是通过隧穿进行的，我们观察到高达数十mV的大的光电压，其幅度、极化依赖性和空间定位遵循纳米间隙中的等离子体共振。这与由非平衡态、等离子体激元激发后产生的“热”载流子所携带的跨纳米间隙的光电流的模型一致。
2017-04-25 cond-mat.mes-hall
Superconducting Vortices induced Periodic Magnetoresistance Oscillations in Single Crystal Au Nanowires
在本文中，我们表明，它是可能的，在金纳米线连接到超导电极诱导超导涡旋。金纳米线通过邻近效应获得超导电性。纳米线的微分磁阻在超过临界磁场时表现出随着磁场增加的均匀振荡，其周期为\phi 0/（2 \pir^2）（\phi 0 = h/2 e是超导通量量子，r = 35 nm是纳米线的半径）。我们证明，这些周期性的振荡是连续的生成和移动的涡旋在金纳米线的签名。
2011-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ultrathin GaN Nanowires: Electronic, Thermal, and Thermoelectric Properties
我们提出了一个全面的计算研究的电子，热，和热电（TE）特性的氮化镓纳米线（NW）在很宽的范围内的厚度（3- 9 nm），掺杂密度（$10^{18}$ -$10^{20}$ cm $^{-3}$），和温度（300- 1000 K）。我们基于系综Monte Carlo输运模拟结合泊松方程和薛定谔方程的自洽解计算了低场电子迁移率。我们使用弛豫时间近似和Poisson-Schrodinger解算器来计算电子塞贝克系数和热导率。晶格热导率的计算使用声子系综蒙特卡罗模拟，与高斯自相关函数描述的真实空间粗糙表面。在整个温度范围内，塞贝克系数增加，而晶格热导率随着线截面的减小而减小，这两者都预示着薄GAN纳米线的TE应用。然而，在室温下，这些好处最终克服了表面粗糙度散射的电子迁移率在非常薄的纳米线的不利影响。最高的室温$ZT$为0.2的4 nm厚的纳米线，而进一步缩小退化。相反，在1000 K，由于极性光学声子散射和多个子带的优势，电子迁移率随NW厚度的变化很弱，有助于运输，所以$ZT$随着限制的增加而增加，达到0.8最佳掺杂的3 nm厚的纳米线。当温度超过1000 K时，GAN纳米线的$ZT$会随着温度的升高而增加，这进一步强调了它们对高温TE应用的适用性。
2014-05-20 cond-mat.mes-hall
Atomic size oscillations in conductance histograms for gold nanowires and the influence of work hardening
不同性质的纳米线已被证明是在两个宏观金属引线之间的接触的应力的函数自组装。在这里，我们证明了金线，各种亚稳态纳米线配置之间的平衡的影响的起始材料的微观结构，我们发现了一组新的周期性结构，我们解释为由于原子离散的接触尺寸的三个主要晶体取向。
2005-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
In situ analysis of catalyst composition during gold catalyzed GaAs nanowire growth
半导体纳米线提供了将新颖的结构和功能结合到电子和光电子器件中的机会。对纳米线生长机制的清楚理解对于具有所需性质的结构的良好控制的生长是必不可少的，但目前的理解受到缺乏生长期间重要参数（例如催化剂颗粒组成）的经验测量的限制。然而，这很难通过调查后生长来准确确定。我们报告直接测量的催化剂成分的个别金种子GaAs纳米线内的电子显微镜，因为他们的成长。生长过程中催化剂中的Ga含量随着温度和Ga前体流量的增加而增加。直接比较计算的相图的Au-Ga-As三元系的测量的催化剂组合物不仅让我们估计的As含量在催化剂中，但也表明了相关的相图理解纳米线的生长。
2019-03-21 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Remote plasmon--induced heat transfer probed by the electronic transport of a gold nanowire
在本文中，我们表明，共振等离子体天线的光激发和扩散沿一个简单的玻璃/空气界面产生的热量干扰附近的导电元件的电子输运。通过探测金纳米线$R_{\rm nw}(T)$的温度依赖性电阻，我们定量分析了天线对激光的共振吸收的影响。我们发现，在纳米线处的温度上升引起的激光吸收的一个遥远的纳米粒子可能会超过一个直接照射的纳米线本身。我们还发现，一个全球性的温度校准低估了本地产生的热量的激光。通过数值模拟验证了由电阻变化推导出的温度与理论值的一致性。
2016-03-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Temperature Control of Electromigration to form Gold Nanogap Junctions
利用反馈方法研究了不同截面积的金纳米线形成纳米间隙结的可控电迁移。观察到金纳米线的横截面积和电迁移过程中在结中耗散的功率之间的线性相关性，表明反馈机制主要通过控制电迁移过程中结的温度来操作。我们还表明，外部反馈电路的作用是防止热失控;串联电阻的最小化允许控制电迁移到一个简单的电压斜坡的结电阻的显着范围。
2005-11-15 cond-mat.mes-hall
Ab initio vibrations in nonequilibrium nanowires
我们回顾了最近的结果，在两个不同的准一维系统：硅纳米线（SiNW）和原子金链的电子和热输运。对于SiNW的，我们计算的弹道电子和热输运性能在平等的基础上，使我们能够对热电性能进行定量预测，而对于原子金链，我们评估微观的振动阻尼，由于耦合的链原子的模式中的散装接触。这两种方法都是基于密度泛函理论和非平衡格林函数的组合。
2010-04-08 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric Properties of Scaled Silicon Nanowires Using the sp3d5s*-SO Atomistic Tight-Binding Model and Boltzmann Transport
作为抑制声子传导的结果，最近已经报道了与原材料的ZT值相比，纳米结构的热电优值ZT的大幅改善。也有人建议，低维度也可以提高设备的功率因数，提供进一步的增强。本文采用sp 3d 5s * 自旋轨道耦合紧束缚模型计算了硅纳米线的电子结构。应用线性化玻尔兹曼输运理论，包括所有相关的散射机制，计算电导率，塞贝克系数，和热电功率因数。我们研究了直径为3 nm和12 nm的n型纳米线，在不同的载流子浓度下，在[100]，[110]和[111]输运取向。使用纳米线中的晶格热导率的实验值，计算预期的ZT值。我们发现，在室温下，虽然缩放的直径低于7 nm可以是有益的功率因数由于banstructure的变化单独，在这些尺寸增强的声子和表面粗糙度散射降低电导率和降低功率因数。
2011-04-08 cond-mat.mes-hall
Chiral Pumping of Spin Waves
我们报告了一个理论的相干和非相干手征泵的自旋波到薄磁性薄膜通过偶极耦合与本地磁换能器，如纳米线。纳米线的铁磁共振通过单向自旋波的注入而加宽，单向自旋波仅在膜的一半中产生非平衡磁化。局部磁体和膜之间的温度梯度导致非相干磁振子的单向流动，即，手性自旋塞贝克效应
2019-09-07 cond-mat.mes-hall
The Role of Polytetrahedral Structures in the Elongation and Rupture of Gold Nanowires
我们报告全面的高精度分子动力学模拟使用ReaxFF力场探索的结构变化，发生的Au纳米线被拉长，建立趋势作为温度和纳米线直径的函数。我们的模拟和随后的定量结构分析表明，多四面体结构（例如，二十面体）在“无定形”颈部区域内形成，对于在高温下具有小直径的系统最显著。我们表明，形成的多面体减少了电导量子化相比，系统没有这种结构的基序。我们表明，使用ReaxFF力场，适合高精度第一性原理计算的Au，结合量子计算的准确性与半经验方法的速度。
2011-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Noise thermometry applied to thermoelectric measurements in InAs nanowires
我们采用噪声测温法研究了4.2K水浴温度下单根InAs纳米线的电荷输运和热电输运。散粒噪声测量确定弹性扩散运输在我们的纳米线与可忽略的电子-声子相互作用。这使我们能够建立一个测量的扩散热电势。与以前的方法不同，我们利用一个主要的电子噪声测温校准整个NW的热偏置。特别是，这使得我们能够应用接触加热方案，与传统的基板加热相比，该方案在产生热偏置方面更加有效。测得的热电塞贝克系数表现出强烈的介观波动依赖于用于调谐NW载流子密度的背栅电压。我们分析的运输和热电数据的近似莫特的热电势关系，并评估一个门电压费米能量转换因子。
2016-02-29 cond-mat.mes-hall
Jahn-Teller Distortions and the Supershell Effect in Metal Nanowires
金属纳米线的稳定性分析表明，一个Jahn-Teller变形打破圆柱对称性可以是积极有利的，导致稳定的纳米线与椭圆形截面。稳定的圆柱形和椭圆形纳米线的序列允许一致的解释实验电导直方图碱金属，包括壳和超壳结构。据预测，对于金，椭圆形纳米线甚至更有可能形成，因为它们的偏心率小于碱金属。还预测了某些亚稳态“超变形”纳米线的存在。
2004-10-29 cond-mat.mes-hall
Magnetic control of flexible thermoelectric devices based on macroscopic 3D interconnected nanowire networks
热电中的自旋相关效应可用于设计更高效的制冷机，并为热能的收集提供新的有前途的应用。关键挑战是设计具有足够高效率和功率输出的结构和成分磁性材料系统，用于将热能转化为电能，反之亦然。在这里，大面积的3D互连的Co/Cu纳米线网络的制造被证明，从而使宏观电子元件的受控珀耳帖冷却与外部磁场。这种柔性的宏观器件克服了纳米级磁性结构由于发电能力不足而限制热管理应用的固有局限性。从适当设计的实验，大的自旋相关的Seebeck和Peltier系数$-9.4$ $μ$ V/K和$-2.8$ mV，在室温下，分别。Co/Cu纳米线网络在室温下的功率因数（$\sim7.5$ mW/K $^2$ m）大于现有热电材料（如BiTe合金）的功率因数，并且在很宽的温度范围内磁功率因数比达到约100%.通过利用柔性宏观纳米线网络的自旋相关热电性质实现热流的磁控制的验证为利用自旋自由度设计可成形热电冷却器奠定了基础。
2019-05-27 cond-mat.mes-hall
The Influence of Molecular Adsorption on Elongating Gold Nanowires
利用分子动力学模拟，我们研究了物理吸附的吸附物对金纳米线（AuNWs）的结构和力学演化进行拉伸的影响。我们在模拟中使用了各种吸附质模型，每个模型都会产生不同的表面覆盖率和吸附相的迁移率。我们发现，局部结构和流动性的吸附相保持相对均匀的所有部分的一个拉长的AuNW，除了薄的区域的线的Au原子的高流动性破坏的单层结构，从而引起更高的溶剂流动性。我们分析了AuNW的轨迹，通过测量线的延展性和检测在伸长过程中出现的特征结构图案的存在。我们的研究结果表明，吸附物有利于形成高能量的结构图案，并导致显着更高的韧性伸长率。特别是，我们的模拟结果在大量的单原子链和螺旋结构具有超过我们在真空中观察到的机械稳定性。相反，我们发现，一个相互作用较弱的分子种类（即，不吸附）与AuNW的机械稳定性的单原子链。
2011-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
AFM manipulation of gold nanowires to build electrical circuits
我们介绍了扫描探针辅助纳米线电路（SPANC）作为一种新的方法来制造电极的电输运性质的表征在纳米尺度。SPANC使用原子力显微镜（AFM）来操纵纳米线，以创建复杂且高导电性的纳米结构（路径），其作为纳米电极工作，允许其他纳米物体的连接和电气特性。通过在机械接触时金纳米线的自发冷焊形成路径，导致约9欧姆/结的优异接触电阻。SPANC是一种易于使用且具有成本效益的技术，可制造清洁的纳米器件。因此，这种新方法可以补充和/或替代其他成熟的方法来制造纳米电路，如电子束光刻（EBL）。SPANC制造的电路很容易重新配置，而且它们的制造不需要使用聚合物和化学品。在这项工作中，我们提出了几个例子，说明这种方法的能力，允许强大的设备制造和几个纳米物体的大小下降到aprox的电特性。10 nm，远低于目前使用标准可用技术的器件中能够接触的最小尺寸（约30 nm）。重要的是，我们还提供了薄锑薄片的薄层电阻的第一个实验测定。
2019-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Stability of Metal Nanowires at Ultrahigh Current Densities
本文提出了一种适用于有限偏压下金属纳米线中弹道非平衡电子分布的广义巨正则势。库仑相互作用在自洽的哈特里近似中处理，以确保规范不变性。使用这种形式主义，我们调查的稳定性和凝聚力的金属纳米圆柱体在高电流密度。线性稳定性分析表明，具有一定{ \em魔电导值}的金属纳米线可以支持高达10^11 A/cm ^2的电流密度，这将蒸发宏观金属片。这一发现与金纳米线的实验研究一致。有趣的是，我们的分析还揭示了重入稳定区的存在--只有在施加偏压的情况下才稳定的几何形状。
2005-06-07 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric response from grain boundaries and lattice distortions in crystalline gold devices
导体中的电子塞贝克响应涉及载流子的能量依赖平均自由程，并且受到晶体结构、来自边界和缺陷的散射以及应变的影响。以前的光电（PTE）的研究表明，多晶金属纳米线的热电性能与晶粒结构有关，虽然直接的证据连接晶体微观结构的PTE响应是很难阐明。在这里，我们表明，室温扫描的PTE测量是敏感的探针，可以检测到微妙的变化，在当地的塞贝克系数的金与底层的缺陷和应变，介导晶体变形。这种连接是通过结合扫描PTE和电子显微镜测量的单晶和双晶金微尺度设备。出乎意料的是，光电压图强烈相关的逐渐变化的晶体学的电子背散射衍射检测到的取向差。单个晶界和不同的晶粒取向对PTE信号的影响是最小的。这种扫描PTE技术显示出识别纳米材料和器件中微小结构扭曲的希望。
2021-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Identification of the Atomic Scale Structures of the Gold-Thiol Interfaces of Molecular Nanowires by Inelastic Tunneling Spectroscopy
我们从理论上研究了金-硫醇界面上的键合几何形状对桥接金电极的丙二硫醇（PDT）分子的非弹性隧穿光谱的影响，并表明非弹性隧穿光谱与理论相结合可以用来确定这些键合几何形状的实验。借助密度泛函理论，我们计算了由一个或两个PDT分子连接两个金纳米团簇组成的扩展分子的弛豫几何构型和振动模式。我们制定了一个微扰理论的非弹性隧穿分子桥接金属接触的弹性传输振幅，并使用此理论计算的非弹性隧穿光谱的金-PDT-金扩展分子。我们认为PDT分子与反式和gauche构象绑定到顶部，桥和空心键合位点的金簇。将我们的结果与Hihath等人的实验数据进行比较[Nano Lett. 8，1673（2008）]中，我们确定实验中最频繁实现的构象为与两个电极顶部结合的反式分子的构象。我们发现从42 meV的振动模式的46 meV的模式在实验中观察到的切换是由于过渡的反式分子从混合顶桥纯顶位键合的几何形状。我们的研究结果还表明，gauche分子构象和空心网站键并没有显着的实验非弹性隧穿谱的贡献。对于对PDT分子并联连接的金电极，我们发现总弹性电导接近两倍的单分子桥接的接触，具有类似的键合构象和小分裂的振动模式的能量的模式，是最敏感的分子电极键合几何形状。
2012-02-08 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Gold-induced nanowires on the Ge(100) surface yield a 2D, and not a 1D electronic structure
由于半导体表面吸附金属原子而形成的纳米线是Tomonaga-Luttinger液体的潜在宿主，因此引起了人们的广泛关注。特别是Au/Ge（100）系统是关于Au诱导的纳米线是否确实具有奇异的1D金属态的争议的主题。我们报道了在Au/Ge（100）表面形成的高质量纳米线的电子性质的深入研究。高分辨率的ARPES数据显示，低的金诱导的电子态具有色散关系，依赖于两个正交方向的k空间。使用ARPES测量的E（k $_x$，k $_y$）表面与紧束缚计算的比较产生了两个不同方向上的跳跃参数，它们相差两倍。我们发现，较大的两个跳跃参数对应，事实上，垂直于纳米线（t $_{\perp}$）的方向。这一点，$E$ = $E_F$轮廓在k $_{\||}$中的拓扑结构，以及$t_{\||}$ / $t_{\perp}\sim 0.5$的事实证明了Au诱导的电子袋具有2D封闭的费米表面，这牢固地将Au/Ge（100）纳米线系统置于Tomonaga-Luttinger液体的潜在主体之外。我们结合这些ARPES数据与STS测量的空间分辨电子结构，发现观察到的空间直的导电通道的能量为一个电子伏以下的费米能级不起源于Au诱导的状态中看到的ARPES数据。前者更有可能是与本地化的次表面区域的体锗状态。尽管我们证明了Au诱导的纳米线和次表面Ge相关态的2D性质，但在STS和ARPES数据中都观察到费米能级处态密度…
2016-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Lifetimes of Metal Nanowires with Broken Axial Symmetry
我们提出了一种理论方法来理解简单的金属纳米线的稳定性，特别是一价金属，如碱金属和贵金属。它们的截面为1纳米量级，使得来自外部（通常是热）噪声的小扰动可以引起大的几何变形。纳米线的寿命被定义为转变成具有不同横截面几何形状的状态所需的时间。这可以是半径的简单整体变化，或截面形状的变化，或两者。我们开发了一个随机场理论模型来描述这种噪声诱导的过渡过程，其中的初始和最终状态对应于通过数值求解薛定谔方程的纳米线的电子结构的潜在表面上的局部稳定状态。数值弦方法来确定最佳的过渡路径管理的寿命。利用这些结果，我们列出了几种不同初始几何形状的钠和金纳米线的寿命。
2014-10-08 cond-mat.mes-hall
Thermal Transport Measurement Techniques for Nanowires and Nanotubes
无机和有机纳米线和纳米管合成的最新进展为各种功能器件和低维输运现象的研究提供了两种组件。然而，巨大的挑战仍然存在，不仅为这些模块集成到功能器件，而且在这些纳米级模型系统的基本传输特性的表征。特别地，热和热电输运测量可以比电子输运测量复杂得多，特别是对于单个纳米结构。在过去的十年中，一些实验方法测量单个纳米线和纳米管的热和热电性能已被设计来解决这些挑战，其中一些在本章中进行审查和分析。虽然塞贝克系数和电导率也可以从一些测量方法获得，本章的重点是纳米线和纳米管的热导率和热扩散率的测量技术。有人建议，在目前的实验能力的限制将提供丰富的机会，创新的方法来探测基本的热和热电传输现象在个别纳米结构。
2015-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Analysis of Thermoelectric Properties of Scaled Silicon Nanowires Using an Atomistic Tight-Binding Model
低维材料提供了改进热电性能的可能性，这是由于用于设计其电子和热性质的附加长度尺度自由度。由于声子传导受到抑制，与原材料的ZT值相比，最近在纳米结构中报道了热电优值ZT的大幅改善。此外，低维度可以提高器件的功率因数，从而提供ZT的额外增强。本文采用sp3d5s* 自旋轨道耦合紧束缚模型计算了硅纳米线的电子结构。的Landauer形式主义被施加到计算的电导率，塞贝克系数，和功率因数的上限。我们研究了直径从3nm到12nm的n型和p型纳米线，在不同的掺杂浓度下，在[100]，[110]和[111]输运取向。使用纳米线中的晶格热导率的实验值，计算ZT的上限。我们发现，在室温下，缩小直径小于7nm可以最多增加一倍的功率因数和提高ZT。然而，在某些情况下，缩放根本不会提高性能。取向，几何形状，和子带工程技术的优化设计进行了讨论。
2010-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Statistics of quantum transport in metal nanowires with surface disorder
由钠纳米线的数千次连续断裂所建立的实验电导直方图显示出高达相当高的电导值（100 x 2e^2/h）的峰值。在本文中，我们提出了一个无序的自由电子模型的金属纳米线，这是以前成功地描述电导直方图和散粒噪声测量在金纳米接触低得多的电导的结果。我们特别发现，通过对无序模型的修改，电导直方图可以理解为电导量化和低电导（G < 10 x 2e^2/h）的无序的相互作用，而对应于较高电导的峰实际上是几个"量化电导峰“的组合。我们还预测了饱和的散粒噪声在高电导约1/10的经典值2 eI。
2001-06-13 cond-mat.mes-hall
MEAM parameterization for cyclic and tensile deformations of Gold-Silver core-shell systems
金-银（Au-Ag）核-壳纳米结构在可拉伸电子器件中越来越重要，其中高抗拉伸性和抗疲劳性是至关重要的。本工作提出了一个改进的嵌入原子模型（MEAM）的原子间势通过密度泛函理论（DFT）计算的参数化调查的作用，位错和缺陷的相互作用控制的机械行为的Au-Ag和Ag-Au核壳纳米结构在拉伸和疲劳载荷下使用分子动力学（MD）模拟。核壳结构和它们的原始对应物之间的比较分析也进行了。在整个工作中，赝势和全电子全势DFT计划用于参数化MEAM通过计算纯Au，Ag及其合金的结合能，晶格参数和体积模量。使用新的力场MD模拟，原始和核壳纳米线的拉伸行为进行了探索，温度在300 K至600 K之间。还进行了两种原始纳米线和两种核-壳纳米线在-15%至15%的应变范围内10个循环的疲劳性能。我们的研究结果表明，Ag-Au核-壳纳米线在疲劳载荷下表现出最好的可逆性。此外，Ag-Au表现出最高的位错形成和完全消灭的缺陷一致。虽然，Au-Ag呈现出比其原始对应物改善的疲劳性能，但与Ag-Au相比，具有一些残余缺陷，导致较低的可逆性。对于拉伸载荷，所有四种结构的强度随着温度的升高而劣化。热软化被认为是更突出的Au-Ag核-壳纳米线相比，Ag-Au。
2021-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate voltage controlled thermoelectric figure of merit in three-dimensional topological insulator nanowires
研究了三维拓扑绝缘体纳米线表面态的热电性质。利用紧束缚哈密顿量结合非平衡格林函数方法，得到了Seebeck系数$S_c$和无量纲热电优值$ZT$.它们强烈地依赖于栅极电压以及纵向和垂直磁场。通过改变栅极电压或磁场，可以容易地控制$S_c$和$ZT$的值。在零磁场和零栅压下，或在大垂直磁场和非零栅压下，$ZT$具有较大的值。由于电子-空穴对称性，$S_c$是费米能量的奇函数，而$ZT$是偶函数，与磁场无关。当量化的透射系数从一个平台跳到另一个平台时，$S_c$和$ZT$示出峰值。当费米能级在狄拉克点附近时，出现最高峰。在零垂直磁场和零栅压下，对于纵向磁通量$ϕ_{\parallel} = 0 $和$π$，$S_C$的$n$第h峰的高度分别为$\frac{k_B}{e}\texttt{ln}2/(|n|+1/2)$和$\frac{k_B}{e}\texttt{ln}2/|n|$。最后，我们还研究了障碍的影响，发现$S_c$和$ZT$对障碍是鲁棒的。特别地，即使在强无序下，大值的$ZT$也可以存活。这些特性（$ZT$具有大的值、易于调节和对无序具有鲁棒性）对于热电的应用是非常有益的。
2018-03-28 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric power factor of a 70 nm Ni-nanowire in a magnetic field
在微型实验室中研究了单根纳米线（NW）的热电（TE）特性，并测定了其塞贝克系数S和电导率σ。观察到70 nm铁磁Ni-NW的磁化强度对其功率因数S^{2}σ的显著影响。我们检测到一个强的磁热电势效应（MTP）的约10%和各向异性磁阻（AMR）作为一个外部磁场B的功能在1%的顺序。在T = 295 K和B = 0 T时，我们测定了S = -（19 \pm 2）μV/K的绝对值。在零场下，使用热导率的Wiedemann-Franz定律计算优值系数ZT \approx 0.02。在B = 0.5 T时，热电势S作为B的函数显著增加至10%，磁热电势为\partialS / \partialB \approx -（3.8 \pm 0.5）μV/（K.T）。AMR与MTP之间存在\partials / \partialr \approx-11 \pm 1（\partials = \partialS /S）的相关性。在横向磁场（B =0.5T）中，由于功率因数提高了近20%，TE效率提高了。
2011-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Memristive control of plasmon-mediated nonlinear photoluminescence in Au nanowires
本研究提出利用带纳米间隙的电学结构，通过电压激活实现对金纳米线中表面等离子体介导的非线性光致发光的局域电学调控，为新型纳米级光电器件开发提供支撑。
2024-03-07 cond-mat.mes-hall
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
Thermoelectric properties of InAs nanowires from full-band atomistic simulations
在这项工作中，我们从理论上探讨的InAs纳米线的热电功率因子的耦合原子紧束缚计算的线性玻尔兹曼传输形式主义的维数的影响。我们认为纳米线的直径从40纳米（散装）下降到3纳米（一维），这允许适当的探索的功率因数在一个统一的大规模的原子描述在一个大的直径范围内。我们发现，当纳米线的直径减小到d < 10 nm以下时，塞贝克系数显著增加，这是强子带量子化的结果。在声子限制散射条件下，在d = 10 nm附近观察到功率因数的~ 6倍的相当大的改善。在计算中引入表面粗糙度散射将功率因数改善降低到~ 2倍。当直径减小到d = 3 nm时，功率因数减小。我们的研究结果表明，虽然低有效质量的材料，如InAs可以达到低维行为在较大的直径，并表现出显着的热电功率因数的改善，表面粗糙度也更强，在较大的直径，这需要大部分的预期功率因数优势了。然而，可以在d = 10 nm附近观察到的功率因数改善可以证明是有益的，因为洛伦兹数和声子热导率在该直径处都降低了。因此，这项工作，通过使用大规模的全频带模拟，跨越相应的长度尺度，正确地澄清了背后的原因，功率因数的改善（或退化），在低维材料。提出的精细计算方法可以作为一个平台，开发类似的计划，二维和三维材料电子结构。
2020-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Which nanowire couples better electrically to a metal contact: armchair or zigzag nanotube?
手性如何影响纳米管与金属接触的电子耦合的基本问题对于纳米管作为纳米线的应用是重要的。我们表明，金属锯齿形纳米管优于扶手椅纳米管作为纳米线，通过建模的金属纳米管界面。更具体地说，我们表明，作为耦合强度的函数，扶手椅型纳米管的总电子透射率增加，并倾向于被钉扎接近统一的费米波矢量接近金的金属。相反，锯齿形纳米管的总透射率增加到最大可能值2。这些影响的起源在于波函数的细节，这是解释。
2001-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature-Dependent Thermoelectric Properties of Individual Silver Nanowires
研究了单个高纯单晶银纳米线（Ag NW）的电导率$σ$、热导率$λ$和Seebeck系数$S$随温度$T$（$1.4\,\mathrm{K}$和室温（RT）之间）的变化。透射电子显微镜随后进行的银纳米线的热电特性，使其传输特性可以与结构数据。晶体结构，表面形貌和扭结和孪晶的罕见发生进行了鉴定。的银纳米线的热电性能进行了讨论，在比较的散装：$S_{\mathrm{Ag,Pt}}(T)$测量相对于铂，是在协议的散装，$σ(T)$和$λ(T)$显示相对于散装减少的值。后者都是显着占主导地位的表面散射所造成的增加的表面体积比。通过降低$T$，电子平均自由程强烈地超过NW的直径$150\,\mathrm{nm}$，从而观察到从扩散输运到准弹道一维输运的转变。这项工作的一个重要结果是，洛伦兹数$L(T)$原来是独立的表面散射。相反，$L(T)$的特性取决于材料的纯度。此外，$σ(T)$和$L(T)$可以用银的体德拜温度来描述。
2014-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pre-determining the location of electromigrated gaps by nonlinear optical imaging
在本文中，我们描述了一种非线性成像方法，用于空间映射的电应力金纳米线上发生的收缩的发生。该方法包括在测量一个紧密聚焦的超快脉冲激光对纳米线中的电子输运的影响。我们发现，沿纳米线分布的结构缺陷是有效的非线性光学辐射源，并且当激光入射到这种电诱导的形态变化上时，微分电导显著降低。该成像技术被应用于在电气故障发生之前预先确定电气故障的位置。
2014-06-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Cohesion and Stability of Metal Nanowires: A Quantum Chaos Approach
一个显着的定量理解的电和机械性能的金属线的厚度在纳米尺度上已经获得了自由电子模型内使用半经典技术。本文导出了电子气中窄收缩的态密度和cohesion内聚力的收敛迹公式，电子气的经典运动是混沌的或可积的。金属点接触或纳米线中的模式量子化导致其cohesion内聚力的普遍振荡，其振幅仅取决于描述从混沌运动到可积运动的交叉的无量纲量子参数，并且为1 nN阶，与金纳米线上的实验一致。线性稳定性分析表明，在表面张力作用下长金属丝的经典不稳定性可以被量子效应完全抑制，从而得到稳定的圆柱形构型，其电导率为幻数1，3，5，6，.倍的电导量子，符合最近的结果对碱金属纳米线。
2002-04-17 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Comment on ``First-principles treatments of electron transport properties for nanoscale junctions''
Fujimoto和Hirose最近的论文在讨论电极的jeldom模型的使用时犯了一个不幸的错误，这使得该模型似乎不足以处理金纳米线的电导问题。事实上，这是完全足够的，并给出了结果非常相似的作者在更详细的治疗发现。
2003-07-17 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric properties of gapped bilayer graphene
与传统的半导体不同，双层石墨烯（BLG）中的化学势和带隙都可以通过施加外部电场来调节。在众多的设备的影响，这个属性也指定BLG作为高性能热电材料的候选人。在这项理论研究中，我们已经计算出的塞贝克系数突变界面分离的弱和重掺杂区的BLG，和一个更现实的矩形样品的介观尺寸，由两个电极接触。对于给定的带隙（$Δ$）和温度（$T$），最大塞贝克系数接近Goldsmid-Sharp值$|S|_{\rm max}^{\rm GS}=Δ/(2eT)$，偏差可以近似为渐近表达式$|S|_{\rm max}^{\rm GS}-|S|_{\rm max}=(k_B/e)\times\left[\frac{1}{2}\ln{u}+\ln{}2-\frac{1}{2}+{\cal O}(u^{-1})\right]$，其中电子电荷$-e$，玻尔兹曼常数$k_B$和$u = Δ/(2k_BT)\gg{}1$。令人惊讶的是，三角形翘曲项在BLG低能哈密顿量的影响是清楚可见的几个开尔文温度下，所有可访问的值$Δ\leqslant{}300\,$ meV。我们还表明，热电优值显着增强（$ZT>3$）时，刚性基板抑制面外振动，减少从$ZA$声子的热导率的贡献。
2019-06-14 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric transport through a Majorana zero modes interferometer
本文研究了两根拓扑超导纳米线构成干涉仪中的热电输运，发现马约拉纳零模与连续谱束缚态及其磁通调控可显著提升非对称构型下的塞贝克系数和热电优值。
2025-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Metallic, Magnetic and Molecular Nanocontacts
扫描隧道显微镜和断裂结实验实现了金属和分子纳米接触，作为宏观电极之间的理想一维通道。这些系统中出现的典型纳米现象包括结构、机械、电子、传输和磁性。这篇综述着重于第一性原理方法的帮助下获得的这些属性的理论解释。通过追踪平行的理论和实验的发展，从发现纳米线的形成和电导量子化的金纳米线，最近观察到的紧急磁性和近藤相关性，我们的主要概念和成分需要汇集从头计算和物理观测。可以预见，二极管，传感器，自旋阀和自旋过滤器的功能相关的自旋电子学和分子电子学的应用将受益于由此获得的物理理解。
2016-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Formation and manipulation of a metallic wire of single gold atoms
微电子技术的不断微型化带来了纳米级器件的前景，这些器件的机械和电学特性与较大尺寸的器件有质的不同。因此，对这些性质的研究，特别是量子效应对电子输运的影响越来越大，引起了人们极大的兴趣。当“断开”金属接触时，可以观察到电导的量子特性：当两个相互接触的金属电极缓慢缩回时，接触区域经历结构重排，直到它在其最后阶段仅由几个桥接原子组成。就在发生向隧穿的abrubt转变之前，通过单价金属接触的电导总是接近2e^2/h的值，其中e是电子上的电荷，h是Plack常数。这个值对应于一个量子单位的电导，因此表明接触的“颈部”由单个原子组成。与以前仅观察到的单原子颈相反，在这里我们描述了原子尺度的金接触的断裂，这导致形成一个原子厚，至少四个原子长的金链。一旦我们开始拉出一条链，电导永远不会超过2e^2/h，这证实了它是一个一维量子化的纳米线。鉴于它们的高稳定性和支持弹道电子输运的能力，这些结构似乎非常适合于原子尺度电子学的研究。
1998-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
