Modeling of a tunable-barrier non-adiabatic electron pump beyond the decay cascade model
推广了量子点退耦阶段由背隧误差控制的可调势垒非绝热电子泵的电荷俘获统计的级联衰减模型。控制准确的陷阱电荷量子化的热机制和动力学机制之间的竞争的能量尺度进行了讨论。提出了一个包含量子点重新布居误差的经验拟合公式,并在一个可精确求解的速率方程模型下进行了检验。
2014-02-04 cond-mat.mes-hall
Tunable Negative Differential Resistance controlled by Spin Blockade in Single Electron Transistors
我们证明了一个可调的负微分电阻控制的自旋封锁在单电子晶体管。采用金属栅在GaAs/GaAlAs异质结中制作了含有少量电子和自旋极化源漏接触的单电子晶体管。库仑阻塞测量作为施加的源极-漏极偏置,电子数和磁场的函数进行揭示了定义良好的制度,其中观察到的电流随着偏置的增加而减少。我们建立的负微分制度的起源是自旋极化检测的电子结合了一个长的自旋弛豫时间的点。这些结果表明,可以利用在纳米自旋电子器件中的自旋状态是静电控制通过电子占据数的新功能。
2001-10-18 cond-mat.mes-hall
A tunable, dual mode field-effect or single electron transistor
采用绝缘体上硅金属氧化物半导体工艺,研制了一种既可作为场效应晶体管又可作为单电子晶体管的双模器件。根据背栅极化,电子岛在器件的前栅下积累(SET机制),或者通过用负前栅电压夹断底部沟道来获得场效应晶体管。观察到这两种情况之间的逐渐过渡。这种双重功能在非重叠绝缘体上硅沟道中使用垂直和水平可调电势梯度。
2012-01-18 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit coupling mediated tunable electron heat capacity of quantum wells
从索末菲展开得到的传导电子的热容量示出通过Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合参数是可调的。使用AlInSb/InSb/AlInSb作为具有可变阱和非对称势垒区的代表性异质结构,发现热容量对于自旋向下的电子是较高的,并且对于较宽的阱遭受减少。通过施加单轴应变可进一步降低。最后,我们提出了一种方法来确定自旋寿命的自旋放松通过D 'yakonov-Perel'机制从实验估计的热力学势,如亥姆霍兹自由能和热容。
2016-08-16 cond-mat.mes-hall
Tunable terahertz radiation from graphene induced by moving electrons
基于由位于周期性介电光栅上的单个石墨烯层组成的结构,我们从理论上证明了在石墨烯层顶部移动的电子束团可以产生强烈的太赫兹(THz)辐射。基础物理学在于具有相当低的电子能量($\sim$ 1 keV)的移动电子聚束可以有效地激发具有近场的强约束的THz频率的石墨烯等离子体(GP)的事实。对于那些满足相位匹配条件的GP,光栅可以将GP进一步散射到自由空间中。辐射图案可以通过改变移动电子的速度来控制。重要的是,辐射频率可以通过改变石墨烯层的费米能级来调谐,从而提供可以覆盖宽频率范围的可调谐THz辐射。我们的研究结果可以为开发基于石墨烯的可调谐和微型THz辐射源铺平道路。
2014-02-12 cond-mat.mes-hall
Robust operation of a GaAs tunable barrier electron pump
我们展示了砷化镓可调势垒单电子泵的稳健运行,工作温度为$1.3$ ~K,泵浦频率为$500$ ~MHz,精度为百万分之一。电流量化的准确性作为多个控制参数的函数进行了研究,并且鲁棒的高原被视为三个控制栅极电压和RF驱动功率的函数。电子捕获被发现是在衰变级联,而不是热加宽制度。在不需要昂贵制冷的高温下观察到稳定的平台是验证可调屏障泵作为实用当前标准的重要一步。
2018-09-28 cond-mat.mes-hall
Tunable Dot Platform for Controlling Electron Flow in Graphene
本文提出石墨烯可调量子点平台,通过独立门控量子点阵列与差分进化优化,利用多重散射效应实现对电子束的引导与分裂,为下一代电子光学器件提供新途径。
2025-07-02 cond-mat.mes-hall
Tunable coupling and isolation of single electrons in silicon metal-oxide-semiconductor quantum dots
硅金属氧化物半导体自旋量子比特已经证明了极长的相干时间,出色的单量子比特门的稳定性和双量子比特逻辑,使其成为量子信息处理的领先平台之一。尽管如此,这个系统长期存在的挑战是证明单电子之间的可调谐隧道耦合。在这里,我们克服了这个障碍与门定义的量子点,并显示耦合,可以调整和关闭量子操作。我们利用电荷感测来区分双量子点的(2,0)和(1,1)电荷态,并显示出优异的电荷灵敏度。我们展示了可调谐耦合高达13 GHz,通过拟合电荷极化线,和可调谐隧道速率下降到1 Hz以下,推导出的随机电报信号。硅金属氧化物半导体器件中单个电子之间的可调谐耦合的演示为高保真双量子位逻辑提供了重要的范围,以实现标准制造的量子信息处理。
2020-01-13 cond-mat.mes-hall
Design of electron wave filters in monolayer graphene by tunable transmission gap
我们研究了非零入射角下单层石墨烯势垒的透射率。考虑平行波矢的影响,在克莱因隧穿和经典运动两种情况下,由于倏逝波的存在,透射率随入射能量的变化存在一个间隙。通过入射角、势垒高度和宽度对透射间隙的调制可能导致石墨烯基电子器件中的潜在应用。
2009-07-02 cond-mat.mes-hall
A widely tunable few electron droplet
采用准静态输运测量方法研究了GaAs/AlGaAs异质结中静电限定的少量电子量子点的特性。门的几何形状允许在一个和相同的电子液滴在很宽的范围内的耦合强度的引线的观察。弱耦合区用离散的量子态描述。在与引线的强相互作用下,观察到近藤现象作为磁场的函数。此外,通过改变栅极电压,电子液滴可以被扭曲成具有强点间隧道耦合的双量子点,同时保持跟踪被捕获电子的数量。
2007-02-28 cond-mat.mes-hall
Tunable Graphene Single Electron Transistor
我们报告了石墨烯单电子晶体管的电子输运实验。该器件由通过两个窄的石墨烯收缩连接到源极和漏极的石墨烯岛组成。它是静电可调的三个横向石墨烯栅极和一个额外的背栅。隧道耦合是栅电压的强非单调函数,表明势垒中存在局域态。我们研究了隧道能隙的能量尺度、收缩区的共振和库仑阻塞共振。从库仑金刚石测量在不同的设备配置(即障碍配置),我们提取的充电能量为3.4毫电子伏,并估计一个特征的能量尺度为10毫电子伏的收缩共振。
2008-06-09 cond-mat.mes-hall
Error detection in a tunable-barrier electron pump
我们测量的平均电子数加载到一个静电定义的量子点(QD)作为一个可调势垒电子泵操作,使用点接触(PC)电荷传感器1微米远离QD。电子数的测量探针的QD加载动态,即使在限制的慢栅电压上升时间,当泵浦电流太小,无法测量。使用模拟,我们表明,与优化的QD-PC耦合,实验可以使单次测量的量子点中的电子数量具有足够高的保真度,以测试的误差率的电子泵与高精度。
2018-09-26 cond-mat.mes-hall
A tunable electronic beam splitter realized with crossed graphene nanoribbons
石墨烯纳米带(GNRs)是未来纳米电子学中很有前途的组件,这是由于石墨烯电子的大迁移率和其可调的电子带隙结合最近的实验发展的表面化学策略用于其生长。在这里,我们探讨了一个原型4端半导体器件形成的两个交叉扶手椅GNRs(AGNRs)使用国家的最先进的第一性原理传输方法。我们详细分析了交叉角,堆叠顺序,GNR间的分离,和有限的电压上的输运特性的作用。有趣的是,当AGNR在$θ= 60^\circ$处相交时,从一端注入的电子可以被分成两个出射波,其可调谐比率约为50%,背反射几乎可以忽略不计。分裂的电子波被发现部分地直线传播穿过一个带中的交叉区域,部分地在另一个带的一个方向上传播,即,类似于光学分束器。我们的模拟进一步确定了这种半导体器件可以作为机械可控电子分束器的现实条件,可能应用于碳基量子电子电路和电子光学。我们合理化我们的研究结果与一个简单的模型,表明电子分束器通常可以实现交叉GNRs。
2016-11-10 cond-mat.mes-hall
Tunable Spin Qubit Coupling Mediated by a Multi-Electron Quantum Dot
提出了一种利用多电子、二能级量子点实现电子自旋量子比特纠缠的方法。由点介导的有效交换相互作用可以理解为Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida交换的最简单表现,并且可以通过系统内的能级分裂和隧穿幅度的门电压控制来操纵。这提供了高度的调谐和用于在空间分离的自旋之间实现高保真双量子位门的手段,从而产生了通过混合杂质点系统在硅中耦合施主电子自旋的实验可访问的方法。
2014-02-27 cond-mat.mes-hall
Tunable multi-electron Pancharatnam phase in intensity interferometry
Pancharatnam相位是在二十世纪五十年代偏振光学的背景下发现的。然而,它在量子多体系统中的完全实现仍然困扰着我们。这主要是由于电子自旋不容易调谐的事实。在本提案中,我们建议,量子自旋霍尔效应(QSHE)的边缘态结合自旋极化电极(SPE)为我们提供了一个独特的机会,探索潘查拉特南相。我们证明了产生和检测多电子版本的这个阶段,也可以解释为多粒子Aharonov-Bohm(A-B)效应在自旋空间中产生的自旋动力学的可能性。我们进一步表明,我们提出的设置导致一个强大的干扰模式,生存轨道移相。
2017-10-15 cond-mat.mes-hall
Observation of the single-electron regime in a highly tunable silicon quantum dot
我们报道了硅金属氧化物半导体量子点的低温电子输运测量,在引线和量子点岛中的电子密度具有独立的栅极控制。这种结构允许探测点能级而不影响引线中的电子密度,反之亦然。适当的栅极偏置使点占有率降低到单电子水平,证明了前两个电荷跃迁的基态的磁谱测量。电子库的独立栅极控制还使得能够区分点的激发态和引线中的态密度调制。
2009-11-10 cond-mat.mes-hall
Tunable singlet-triplet splitting in a few-electron Si/SiGe quantum dot
我们测量了Si/SiGe量子点的激发态光谱作为面内磁场的函数,并确定了在有效的双电子制度的最低三个本征态的自旋。单重态-三重态分裂是描述自旋量子比特的一个重要参数,我们从数据中提取了这种分裂。我们发现它是可调的点,这是通过改变两个栅极电压的设备的相对两侧实现的横向位移。我们目前的计算显示的数据是一致的光谱中的第一个激发态的点是一个谷轨道状态。
2011-12-11 cond-mat.mes-hall
Electron recoil effect in electrically tunable MoSe2 monolayers
通过与自由载流子的相互作用修饰的激子的辐射复合经常发生在电子或空穴同时激发到非束缚态的情况下。这种现象,被称为电子反冲效应,表现在明显的,不对称的光谱线形的结果发射。我们在实验上研究了电调谐单层半导体中的电子反冲效应,并利用三介子和费米极化子图像从理论上推导了电子反冲效应。时间分辨分析的反冲线的形状是访问瞬态,非平衡态的激子载流子复合物。我们展示了冷却的初始过热人口的皮秒时间尺度上,并揭示了晶格温度和自由载流子密度的影响。热激活声子和自由电荷的存在下,加速平衡。最后,我们发现从反冲分析和发光上升时间的弛豫时间之间的强相关性,提供了一个一致的解释trion/费米极化子状态的初始动力学。
2021-11-16 cond-mat.mes-hall
Tunable lateral displacement and spin beam splitter for ballistic electrons in two-dimensional magnetic-electric nanostructures
该研究探究二维磁电纳米结构中弹道电子的横向位移特性,发现其正负可调,据此提出可在反平行磁化构型下完全分离不同自旋电子束的高效自旋分束器方案。
2025-01-14 cond-mat.mes-hall
Tunable giant magnetoresistance in a single-molecule junction
控制电子通过单分子结的传输对于分子电子学或自旋电子学至关重要。在磁性分子器件中,自旋自由度可用于此目的,因为磁性离子中心的磁性从根本上影响通过分子的传输。在这里,我们证明了在一个单分子器件中的电子路径可以选择两个分子轨道之间通过改变磁场,引起可调的各向异性磁阻高达93%。电子路径的独特可调性是由于过渡金属中心的磁性重定向,导致分子轨道的重新杂化。我们利用近藤效应得到了隧穿电子的路径,它表现为一个峰或一个谷线的形状。这些自旋重定向的能量变化非常低,小于1毫伏。大的可调谐各向异性磁电阻效应可用于控制分子自旋电子学中的电子输运。
2020-04-06 cond-mat.mes-hall
Tunable circular dipolelike system in graphene: Mixed electron-hole states
电子-空穴耦合态是在由静电势垒和环形势阱组成的系统中实现的,该系统类似于圆形偶极子。在垂直磁场作用下,朗道带隙内的束缚态主要位于势垒或环处。势垒态和环态之间的杂化被看作是能谱中的反交叉。因此,能级显示出与势垒和环之间的波函数的振荡迁移相结合的静电势强度的振荡依赖性。在反交叉点,量子态由电子和空穴的混合物组成。本系统密切模仿的相对论性偶极子的行为在带隙的石墨烯。
2019-04-04 cond-mat.mes-hall
Evidence for universality of tunable-barrier electron pumps
本文综述了半导体可调谐势垒电子泵在棘轮模式下的精密测量结果。对五种不同设计的泵的七项研究报告了泵电流的测量结果,相对总的不确定度约为$10^{-6}$或更少,结合泵的电子捕获的理论模型,这些实验数据显示出令人鼓舞的证据,泵根据一个通用的机制,独立的设备设计的细节。泵电流对控制参数变化的鲁棒性的证据处于更初步的阶段,但也令人鼓舞,两项研究报告了泵电流对$\sim\!5 \times 10^{-7}$至$\sim\!2 \times 10^{-6}$范围内的三个或更多参数的鲁棒性。这篇评论强调了需要一个商定的协议,调整电子泵的最佳操作,以及更严格的评估,在广泛的泵设计的鲁棒性。
2019-04-23 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable Electronic Transport in p-type GaSb Quantum Wells
我们研究了低温下GaSb量子阱中的二维空穴输运。探测GaSb的价带能带结构的测量揭示了自旋轨道耦合引起的基态子带的显著自旋分裂。我们对这些自旋分裂子带的载流子密度、有效质量和量子散射时间进行了表征,发现结果与能带结构的计算结果一致。此外,我们还研究了零磁场附近电导率的弱反定域化修正,得到了相位相干性的信息。这些结果建立了GaSb量子阱作为二维空穴物理的平台,并为该系统的未来实验奠定了基础。
2019-03-28 cond-mat.mes-hall
Tunable interdot coupling in few-electron bilayer graphene double quantum dots
提出了一种基于双层石墨烯的高度可控的双量子点器件。使用叉指栅指的器件架构,我们可以控制1至4 GHz之间的点间隧道耦合和0.2至0.6 meV之间的互电容耦合,独立于量子点的电荷占用。充电能量和因此的点尺寸几乎保持不变。隧道耦合的调谐范围覆盖了典型的硅和GaAs自旋量子位器件的工作范围。
2020-12-23 cond-mat.mes-hall
Tunable Surface Conductivity in Bi2Se3 Revealed in Diffusive Electron Transport
我们证明了弱反局域化效应可以作为一种方便的方法来检测拓扑绝缘体薄膜中的去耦表面输运。在体费米表面与表面态共存的制度下,低场磁导性很好地描述了由Hikami-Larkin-Nagaoka方程的非相互作用电子的单组分输运。当电子密度降低时,磁输运行为偏离了单组分描述,并且在底部和顶部表面发现了独立的导电通道。磁场依赖的部分,由于塞曼能量的电导率的修正被证明是可以忽略不计的,尽管不可忽略的电子-电子相互作用。
2011-04-27 cond-mat.mes-hall
Interlayer electron-hole friction in tunable twisted bilayer graphene semimetal
电中性导电系统代表了一类由电子-空穴(e-h)相互作用控制的具有不寻常性质的材料。根据准粒子的统计、能带结构和器件的几何形状,这些半金属相的物质可以对外部场做出非常规的反应,而这些反应通常无法用单粒子物理学进行简单的解释。在这里,我们表明,小角度扭曲双层石墨烯(SA-TBG)提供了一个高度可调的系统,在其中探索相互作用限制的电子传导。通过采用双栅器件架构,我们调整我们的设备从非简并电荷中性狄拉克流体的补偿的两个组件的电子-h费米液体,在空间上分离的电子和空穴经历强烈的相互摩擦。这种摩擦力可以通过T^2电阻率来揭示,该电阻率精确地遵循我们提出的电-氢拖曳理论。我们的研究结果提供了一个教科书说明之间的平滑过渡不同的相互作用限制的运输制度,并澄清在电荷中性SA-TBG的导电机制。
2022-08-11 cond-mat.mes-hall
Etching process of narrow wire and application to tunable-barrier electron pump
单电子源作为建立电流标准的装置已经研究了30年,最近作为费米子量子光学的按需相干源。为了在GaAs/AlGaAs二维电子气(2DEG)上构建单电子源,通常需要通过刻蚀制作亚微米导线。我们已经建立了技术,使线制成的脆弱的2DEG相结合的光刻和电子束光刻与一步光刻胶涂层,这使我们能够同时蚀刻精细和粗糙的结构。已经证明,在窄导线上制造的单个电子源在射频下每一个周期泵送固定数量的电子。本发明改进了光刻工艺,降低了2DEG损伤的风险,适用于其他材料的刻蚀和干法刻蚀。
2020-05-21 cond-mat.mes-hall
Tunable plasmonic reflection by bound 1D electron states in a 2D Dirac metal
我们表明,表面等离子体的二维狄拉克金属,如石墨烯可以反映的线状扰动托管一维电子态。的反射起源于一个强烈的增强所造成的光学跃迁涉及这些束缚态的局部光学电导率。我们建议,束缚态可以系统地创建,控制和清算的超箭头静电门。使用红外纳米成像,我们获得了实验证据的碳纳米管栅极诱导的石墨烯的局部增强的导电性,这支持了这一理论概念。
2016-06-15 cond-mat.mes-hall
An accurate single-electron pump based on a highly tunable silicon quantum dot
纳米级单电子泵可用于产生精确的电流,并可潜在地用于实现基于元电荷的新电流标准。在这里,我们使用硅基量子点与可调隧道势垒作为一个精确的源的量化电流。我们的泵的电荷转移精度可以显着提高通过控制点的静电约束使用特意设计的栅电极。通过对栅极电压的微小调整,实现了操作鲁棒性的改进以及对降低泵浦精度的非绝热转变的抑制。我们可以产生超过80 pA的输出电流,实验确定的相对不确定度低于百万分之50。
2014-06-05 cond-mat.mes-hall
Tunable interaction-induced localization of surface electrons in antidot nanostructured Bi2Te3 thin films
近年来,人们在拓扑绝缘体中观察到低温下电导率的对数下降,这意味着表面电子的局域化趋势。在这里,我们报告的拓扑绝缘体Bi 2 Te 3薄膜的量子输运实验阵列的antidot纳米结构。随着反量子点密度的增加,观察到对数温度依赖性电导率曲线的斜率系统地减小,表明电子-电子相互作用可以通过反量子点来调节。同时,弱的反局域化效应揭示了在磁导率的退相干机制中电子-电子相互作用的优势增强。观察可以从解毒剂诱导的有效介电常数的降低来理解,其控制表面电子之间的相互作用。我们的结果阐明了电子-电子相互作用在表面电子局域化中不可或缺的作用,并指出了相互作用拓扑绝缘体中表面电子的局域化。
2014-10-08 cond-mat.mes-hall
Evidence of gate-tunable topological excitations in two-dimensional electron systems
从固态物理学到宇宙学,拓扑缺陷无处不在,它们通过扩散为畴壁、单极子或涡旋来驱动相变。作为量子激发,它们经常显示分数电荷和任意子统计,使它们与拓扑保护的量子计算相关,但实现拓扑激发的受控物理资源一直很困难。在这里,我们报告的证据,拓扑激发的局域化过渡过程中的强相互作用的二维电子系统(2DES)在GaAs/AlGaAs异质结。我们发现在低电子密度的电导率遵循Berezinskiii-Kosterlitz无(BKT)的有序无序过渡意味着栅极可调的带电拓扑缺陷的增殖。在低温下,观察到电导率的温度依赖性减弱,并且与零点波动和缺陷的离域有关。我们的实验也投关键的洞察力的基态在强相互作用的2DES在无序的存在下的性质。
2010-05-09 cond-mat.mes-hall
A tunable hybrid qubit in a triple quantum dot
我们实验证明了基于三点的多电子混合量子比特的量子相干动力学。脉冲实验表明,该系统具有初始化、控制和电测量方便、相干时间比门时间好等优点。此外,当前的多电子混合量子位具有在从2到大约15GHz的宽范围内可调谐的操作频率。通过将其映射到三电子系统上,我们对实验观察结果进行了定性的理解,并将其与双点混合量子比特和全交换三点量子比特进行了比较。
2017-06-12 cond-mat.mes-hall
Terahertz dynamics of electron-vibron coupling in single molecules with tunable electrostatic potential
阐明单个分子水平上的电子和电子振动性质为未来的化学、纳米电子学和量子信息技术提供了关键的见解。单电子隧穿谱用于研究单分子的充放电过程。然而,所获得的信息主要是静态的电子性质,而获得它们的动力学性质是非常间接的。在这里,我们报告的太赫兹(THz)光谱的单富勒烯分子通过使用单分子晶体管(SMT)的几何形状。从时域太赫兹自相关测量,我们已经获得了太赫兹光谱与太赫兹诱导的分子的质心振荡。观察到的峰被精细地分成两个,反映了在单电子隧穿过程中,当分子上的电子数波动1时,分子在金属表面上所经历的范德华势分布的差异。通过在SMT几何结构中使用THz光谱,已经实现了在添加/移除单个电子时对单个分子的电子/振动结构的超高灵敏度。这一新方案为研究亚纳米尺度系统的超快太赫兹动力学提供了新的机会。
2017-12-20 cond-mat.mes-hall
Electron Delocalization in Gate-Tunable Gapless Silicene
垂直电场的应用可以驱动硅烯进入无间隙状态,其特征在于由于相对大的自旋-轨道相互作用和反转对称性破缺,两个几乎完全自旋极化的狄拉克锥。在这里,我们认为,由于谷间散射的非磁性杂质是高度抑制的时间反演对称性,物理应该是有效的单狄拉克锥。通过数值计算,我们证明,没有显着的背散射从一个单一的杂质,是非磁性和单位细胞均匀,表明一个稳定的离域状态。这一猜想,然后进一步证实了从电导的无序系统使用相同类型的杂质的标度。
2013-09-27 cond-mat.mes-hall
Partitioning of on-demand electron pairs
我们演示了电子分束器对动态量子点按需发射的电子对的高保真分裂。对分裂的保真度推断从两个探测器路径探测的测量的分割噪声的到达的重合。按需电子源的发射特性是可调谐的,从电子被均等地且独立地分配到电子对以90%的保真度被分裂。对于低分束器透射率,我们进一步发现对聚束违反独立费米子的统计预期的证据。
2014-03-31 cond-mat.mes-hall
Low-dimensional light-emitting transistor with tunable recombination zone
我们目前的实验和数值研究的发光晶体管包括两个准横向结之间的二维电子和空穴气。这些光刻定义的结制造的调制掺杂GaAs/AlGaAs异质结构的蚀刻。在这种器件中,电子和空穴可以通过漏极和栅极电压被引导到相同的区域,从而限定了尺寸和位置可调的复合区。因此,它可以提供一个架构,通过分析发射光的复合区探测低维器件。
2006-08-17 cond-mat.mes-hall
Tunable Kondo screening in a quantum dot device
我们考虑电子输运沿单模通道是在接触,通过隧道结在其墙壁上,与两个量子点。电子隧穿到和从点有助于电子背散射,从而修改沟道电导。如果点携带自旋,则沟道电导由于近藤效应而变得依赖于温度。两点器件的几何形状允许由于间接交换相互作用(称为Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida相互作用)而形成S=1的局域自旋。该装置提供了研究完全筛选和筛选不足的Kondo杂质之间的交叉的可能性。我们调查这种交叉的表现在通道电导。
2005-09-27 cond-mat.mes-hall
Tunable strain soliton networks confine electrons in Van der Waals materials
范德华层的相互滑动和扭曲产生了具有电子特性的莫尔结构。当摩尔纹结构在原子尺度上是平滑的时,这些摩尔纹结构中的电子感受到通常在数十百万电子伏范围内的弱电势。在这里,我们报告了一个简单的技术,以实现深,确定性的捕获潜力,通过应变为基础的云纹工程在范德华双层。我们使用弹性扫描隧道显微镜显示,单轴应变驱动的多层MoSe $_2$系统中的无公度晶格转变。在无公度态下,顶部单层通过自发形成拓扑孤子而与体相分离,从而使应力得到释放。交叉孤子形成蜂窝状网络,这是由于层间粘附势的三重对称性。蜂窝状网络的顶点以具有不同层间堆叠布置的结合对出现。一个顶点的对被发现是一个有效的陷阱的电子,显示两个状态,被深深地限制在半导体间隙内,并具有2 nm的空间范围。因此,蜂窝孤子网络提供了一个独特的路径,工程师的阵列相同的深度限制状态与应变相关的可调空间分离,而不需要引入化学缺陷到主机材料。
2019-10-31 cond-mat.mes-hall
Doped graphene as tunable electron-phonon coupling material
我们提出了一种新的方法来调整电子-声子耦合(EPC)的石墨烯通过改变电子/空穴掺杂的变形势。我们示出了在高对称点K处的最高光学分支的EPC,由于平均场方法中未考虑的电子-电子相关性,获得了对掺杂水平的强烈依赖性。这种依赖性影响拉曼D和2D线的色散(相对于激光能量)以及多层石墨烯中2D峰的分裂。最后,这种掺杂依赖性打开了通过EPC的外部控制来构造可调谐电子器件的可能性。
2010-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable electron-phonon interactions in long-period superlattices
光发射器的效率可以通过减小有效模体积(Purcell效应)而显著提高。在这里,我们预测一个类似的增强电子声子(el-ph)散射,通过压缩电子Wannier轨道。Wannier轨道的重塑是石墨烯莫尔超晶格(SL)中的一个显著效应,其中轨道可通过扭转角进行调谐。轨道有效体积的减小导致有效el-ph耦合强度的增强,产生比原始单层石墨烯已知的值大得多的值。增强的耦合提高了el-ph散射率,将它们推到从电子激发的增强谱密度预测的值之上。增强的声子发射和散射速率表现在可观测的诸如电子晶格冷却和线性$T$电阻率的测量中,这两者都可以通过莫尔扭转角直接调谐。
2020-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable electron-electron interactions in LaAlO3/SrTiO3 nanostructures
两种复合氧化物LaAlO 3和SrTiO 3之间的界面具有显着的性能,可以使用导电原子力显微镜在导电和绝缘状态之间局部重构。先前对量子点设备的研究揭示了电子形成对的阶段,这意味着强烈的吸引力电子-电子相互作用。在这里,我们表明,这些设备具有较强的电子-电子相互作用,可以表现出一个门可调的过渡,从一个对隧穿制度的单电子(Andreev束缚态)隧穿制度的相互作用变得排斥。电子-电子相互作用的符号变化与Lifshitz跃迁有关,其中dxz和dyz带开始被占据。这种电子可调的电子-电子相互作用,与该系统的纳米级可重构性相结合,提供了一个有趣的起点,固态量子模拟。
2016-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconducting Single-Electron Transistor in a Locally Tunable Electromagnetic Environment: Dissipation and Charge Fluctuations
我们已经开发了一种新的系统,包括超导单电子晶体管(S-SET)耦合到一个二维电子气(2DEG),其中的耗散可以调整在紧邻的S-SET。在线性响应范围内,S-SET电导随着2DEG阻抗的增加而非单调变化。我们发现我们的实验结果和模型之间的协议,将电磁波动在S-SET引线和2DEG,以及低频开关的S-SET偏移电荷。
2002-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coherent Manipulation of Thermal Transport by Tunable Electron-Photon and Electron-Phonon Interaction
我们提出了一个系统,在非电流接触的两个水库之间的相干热输运调制独立调谐的电子-光子和电子-声子耦合。该方案是基于两个栅控电极电容耦合通过一个直流SQUID作为中间相位可调谐振器。因此,通过控制穿过dc-SQUID的通量和两个库的阻抗来调制电子-光子相互作用,而通过控制电极中的载流子浓度来调谐电子-声子耦合。为了定量评估系统的行为,我们建议开发石墨烯储层。在这种情况下,该方案可以在达到1 K的温度下工作,具有前所未有的高达245 mK的温度调制,透射率高达99%,能量转换效率高达50%。最后,热传输控制的精度允许使用该系统作为实验工具,以确定在二维电子系统(2DES)的电子-声子耦合。
2017-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gate-tunable regular and chaotic electron dynamics in ballistic bilayer graphene cavities
针对带隙双层石墨烯栅极定义腔,开发了考虑电子特性和限制细节的轨迹追踪算法,揭示了各向异性色散在高度对称圆形腔中随栅极电压引发规则与混沌动力学,证明了非标准费米子光学的出现。
2023-02-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Voltage-tunable lateral shifts of ballistic electrons in semiconductor quantum slabs
研究了弹道电子通过半导体量子板时的横向位移可以是正的也可以是负的,这类似于透射光束通过介质板时的反常横向位移。提出了位移为负的必要条件。结果表明,横向位移不仅与半导体量子板的结构参数有关,还与入射角和入射能量有关。数值计算进一步表明,外加电场可以将横向位移从负向正调谐。这种电压可调的横向位移在量子电子器件中具有潜在的应用前景。
2009-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phase-tunable electron transport assisted by odd-frequency Cooper pairs in topological Josephson junctions
我们考虑一个有限尺寸的拓扑约瑟夫森结的边缘形成的二维拓扑绝缘体接近传统的超导体和研究的影响库珀对对称性的电子输运。我们发现,由于有限的结的尺寸,电子输运是高度可调的超导相位差$ϕ$跨结。在零频率和$ϕ=π$,该设置表现出消失的局部Andreev反射和完美的正常传输由于有限的结尺寸和拓扑Andreev束缚态的形成在结的中间的相互作用。我们发现,这种惊人的行为,使奇频库珀对成为唯一类型的配对内的拓扑结,有助于运输。因此,我们的论文提供了一个高度可调的检测方案,奇频库珀对。
2022-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gate-tunable infrared plasmons in electron-doped single-layer antimony
本文报道了单层锑晶体(锑烯)中集体电子激发的理论研究,锑是一种具有强自旋轨道耦合的新型二维半导体。紧束缚模型的基础上,我们认为电子掺杂的锑烯和证明的自旋轨道效应与外部偏压的组合产生了奇特的等离子体激元激发在中红外光谱范围。这些激发的特点是低损耗和负色散的频率有效地通过掺杂和偏置电压可调。所观察到的行为归因于导带的自旋分裂,其诱导带间共振,从而影响集体激发。我们的研究结果开辟了开发具有高可调谐性的等离子体和光电子器件的可能性,在技术相关的光谱范围内工作。
2018-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Correlated electrons in optically-tunable quantum dots: Building an electron dimer molecule
我们观察到GaAs半导体量子点中由两个电子形成的分子二聚体的低激发态,量子点中受限电子的数目可以通过光照射来调节。通过采用非弹性光散射,我们确定了壳层间激发在一个电子制度和不同的自旋和电荷模式的相互作用少体配置。在两个电子的情况下,与组态相互作用计算的比较,使我们能够链接所观察到的激发与呼吸模式的分子二聚体,并确定单重态-三重态能量分裂。
2010-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Single Electron Transport in electrically tunable nanomagnets
研究了一种基于单Mn离子掺杂的II-VI族半导体量子点的单电子晶体管。我们提出的证据表明,该系统的行为就像一个量子纳米磁体的总自旋和磁各向异性显着依赖于载流子的数量和它们的轨道性质。由此,可以电控制纳米磁体的磁特性。相反地,此SET的电性质取决于Mn自旋的量子态,从而在线性电导的库仑阻塞振荡中产生自旋相关的充电能量和滞后。
2007-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Voltage-tunable singlet-triplet transition in lateral quantum dots
计算和高源漏输运测量的结果表明,在横向量子点的电子对的纠缠电压可调。在一个固定的磁场中,施加一个选择恰当的门电压,电子对的基态就会从纠缠的自旋单线态变为自旋三线态。
2002-08-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Giant Phonon-induced Conductance in Scanning Tunneling Spectroscopy of Gate-tunable Graphene
石墨烯的蜂窝晶格是一个独特的二维(2D)系统,其中电子的量子力学等效于相对论狄拉克费米子的量子力学。新的纳米尺度的行为,在这种材料中,包括电子散射,自旋为基础的现象,和集体激发,预计是敏感的载流子密度。为了探测石墨烯中的局部载流子密度相关性质,我们对配备有可调背栅电极的机械切割石墨烯薄片器件进行了原子分辨扫描隧道光谱测量。我们在石墨烯隧穿谱中观察到了一个意想不到的类似间隙的特征,它与石墨烯的电子密度无关,仍然固定在费米能级(E_F)上。这个能隙的产生是由于电子隧穿到E_F附近的石墨烯态受到抑制,同时由于声子介导的非弹性通道,电子隧穿在更高能量下得到了巨大的增强。声子因此充当控制石墨烯中隧穿电子流动的“闸门”。这项工作揭示了重要的新的隧穿过程中的栅极可调石墨层。
2008-02-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Realization of Pristine and Locally-Tunable One-Dimensional Electron Systems in Carbon Nanotubes
近年来,已经开发了几个能够调节量子哈密尔顿算子局部参数的实验系统。例子包括超冷原子、俘获离子、超导电路和光子晶体。通过设计,这些系统具有可忽略的混乱,赋予它们高水平的可调性。相反,传统凝聚态系统中的电子存在于不完美的主体材料中,使它们受到无法控制的随机无序,这通常会破坏微妙的相关相位并排除局部可调性。因此,实现无无序和局部可调的凝聚态系统仍然是一个突出的挑战。在这里,我们展示了一种新的技术,用于在碳纳米管中悬浮在前所未有的复杂电路上确定性地创建局部可调的超低无序电子系统。使用传输实验,我们表明,电子可以定位在任何位置沿纳米管和限制电位可以顺利地从一个位置移动到另一个位置。几乎完美的镜像对称的传输特性的中心的纳米管建立电子无序的影响可以忽略不计,从而允许在精密工程的一维潜力的实验。我们进一步展示了在选定的间距定位多个纳米管的能力,将这些设备推广到耦合一维系统。这些新的能力为一维电子学、力学和自旋等广泛的新实验打开了大门。
2014-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Hybrid Quantum Electrodynamics from Non-Linear Electron Transport
量子电子学的最新进展已经允许设计混合纳米器件,其包括在芯片上耦合到人造原子(量子点)的微波电磁谐振器。这些系统实现了探索光和物质的非平衡量子杂质物理的新平台。将量子点系统耦合到储存器引线(源极和漏极)产生电子电流以及在系统两端施加偏置电压时的耗散。针对有偏置的量子点与光子模耦合的标准模型,我们阐明了微波信号相位中的电子相关特征。此外,我们说明了光子场的电子自由度的影响,引起的非线性,阻尼和耗散,并讨论如何控制这些影响的门和偏置电压的装置。
2014-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable Electron Interactions and Fractional Quantum Hall States in Graphene
最近在石墨烯中发现的分数量子霍尔态提出了一个问题,即石墨烯及其双层的物理学是否在探索二维电子的强相关态方面比GaAs基材料具有任何优势。在这里,我们提出了一种方法来连续调整的有效电子相互作用的石墨烯及其双层的介电环境的样品。使用这种方法,突出的C3 H态,包括ν=1/3或ν=5/2态的电荷间隙可以增加数倍,或者一直减小到零。这种相互作用的可调谐性可以用来实现和稳定各种强关联相在CH 3 H制度,并探讨它们之间的转变。
2011-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el