Multilayer Edge Molecular Devices Based on Plasma Oxidation of Photolithographically Defined Bottom Metal Electrode
利用金属-绝缘体-金属隧道结的两个金属电极作为分子通道的两个电引线的多层边缘分子电子器件（MEMED）可以克服开发未来分子器件的长期存在的制造挑战。然而，制造MEMS绝缘体是MEMED制造中最具挑战性的步骤。提出了一种简化的分子器件方法，避免了在底部电极上沉积新材料以生长绝缘层。本文讨论了在光刻限定的区域内，通过一步氧化钽（Ta）底电极来生长MEMED绝缘体的方法，即通过氧化底金属电极本身来生长钽氧化物（TaOx）绝缘体。将有机分子团簇（OMCs）沿隧道结的周边跨接在1-3 nm的TaOx上，建立了高效的分子导电通道。OMC将TaOx基隧道结的非对称输运分布转化为对称输运分布。具有顶部铁磁（NiFe）电极的TaOx基隧道结表现出几个数量级的瞬态电流抑制。需要进一步的研究来加强电流抑制现象，并实现TaOx基多层边缘分子自旋电子学器件的全部潜力。
2011-11-22 cond-mat.mes-hall
Tailoring the atomic structure of graphene nanoribbons by STM lithography
纳米级电子学的实际实现面临着两个主要挑战：构建模块的精确工程和将其组装成功能电路。尽管碳纳米管具有特殊的电子特性，但通过耗时的过程，仅实现了基本的演示设备。这主要是由于缺乏纳米管的选择性生长和可靠的组装工艺。然而，石墨烯提供了一种有吸引力的替代品。在这里，我们报告了石墨烯纳米带（GNRs）和弯曲结的图案化，具有纳米精度，明确的宽度和预定的晶体取向，使我们能够使用扫描隧道显微镜（STM）光刻完全设计其电子结构。利用STM和隧道谱研究了带的原子结构和电子性质。开放的限制间隙高达0.5 eV，允许室温下操作的GNR为基础的设备，报告。这种方法避免了组装纳米级组件的困难，并允许实现完整的集成电路，作为室温弹道电子器件工作。
2008-06-10 cond-mat.mes-hall
Ultra-low noise field-effect transistor from multilayer graphene
我们提出了低频电阻波动，或噪声，在石墨烯基场效应器件具有不同的层数。在单层器件中，噪声幅度随着载流子密度的增加而减小，这在具有两个或更多个层的器件中表现相反，在后一种情况下，噪声幅度抑制超过两个数量级。这种行为可以从外部电场对石墨烯能带结构的影响来解释，并提供了一种简单的基于传输的途径来将单层石墨烯器件与具有多层的石墨烯器件隔离。
2009-05-27 cond-mat.mes-hall
Tailoring Germanium Heterostructures for Quantum Devices with Machine Learning
QuTech and Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学奎克研究所和卡弗里纳米科学研究所）；Department of Materials Science and Engineering, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学材料科学与工程系）；Climate Safety and Security Centre, TU Delft The Hague Campus, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学海牙校区气候安全与安保中心）
通过机器学习优化锗异质结构中的硅尖峰分布，将自旋-轨道耦合强度提高三个数量级，从而大幅提升量子点自旋量子比特品质因数。
2026-06-01 cond-mat.mes-hall
Oxygen vacancies dynamics in redox-based interfaces: Tailoring the memristive response
基于氧化还原的忆阻器件是下一代非易失性存储器的替代品之一，但也是模拟神经形态计算设备中突触行为的候选者。目前公认的是，在纳米尺度下的氧空位（OV）的运动是将金属/绝缘体/金属结构从绝缘可逆地切换到导电的关键机制，即实现电阻切换效应。OV动态的控制对电阻变化具有直接影响，并且因此对忆阻器件的不同特性（诸如切换速度、保持力、耐久性或能量消耗）具有直接影响。在这个方向上的进展不仅需要实验技术，允许测量OV动态，而且理论研究，阐明所涉及的机制。沿着这个目标，我们分析了OV动态氧化还原界面时形成的可氧化的金属电极与绝缘氧化物接触。我们展示了如何通过使用不同的电刺激协议来操纵OV的转移，以优化器件的数字，如ON/OFF比或与写入过程相关的能量耗散。获得的电阻值，包括高和低电阻状态的解析表达式推导出在纳米级区域的接口的总转移OV。在Ti/La $_{1/3}$ Ca $_{2/3}$ MnO $_{3}$氧化还原忆阻器件中进行的实验验证了我们的预测。
2018-11-23 cond-mat.mes-hall
Characterization of All-Chromium Tunnel Junctions and Single Electron Tunneling Devices Fabricated by Direct-Writing Multilayer Technique
本文报道了用不同的直写多层膜技术制备的Cr/CrO_x/Cr隧道结和SET晶体管的制备和性能分析。在所有情况下，CrOx隧道势垒都是在环境条件下在空气中形成的。从单结的实验，有效的势垒高度和厚度的值。对于Cr/CrO_x/Cr SET晶体管，我们使用扫描透射电子显微镜对Si_3N_4膜衬底进行电子束曝光，获得了17 x 60 nm ^2的最小结面积。我们讨论了晶体管样品的电性能以及它们的噪声行为。
1999-07-06 cond-mat.mes-hall
Hot electron transport in suspended multilayer graphene
我们研究了热电子输运在短沟道悬浮多层石墨烯设备创建一个独特的实验方法。对于具有半透明接触势垒的器件，在源漏偏置Vd = 0处观察到差分电导（dI/dV）的下降，以及在较高Vd处可能由光学声子散射引起的异常。对于具有低接触势垒的器件，仅观察到Vd = 0时的dI/dV下降，并且我们发现dI/dV对偏置Vd和温度T的良好拟合对数依赖性。用热电子效应解释了Vd的对数依赖性，而T的对数依赖性可以归因于二维的弱局域化。
2010-07-11 cond-mat.mes-hall
Observation of quantum transport features in graphene devices fabricated utilizing a nano-manipulating probe technique
发展了一种利用纳米探针剥离石墨薄片快速制备介观多层石墨烯电子器件的新方法。在磁场大于4 T和温度低于30 K时，这些器件的磁电阻表现出明显的Shubnikov-de Haas振荡。从SdH振荡的分析中，我们表明，多层石墨烯器件具有与双层和三层石墨烯相当的载流子密度和有效质量（m*= 0.042me - 0.083me）。该多层石墨烯中的量子寿命在22至90 fs的范围内，对应于5至15 meV的无序加宽。
2015-04-09 cond-mat.mes-hall
Room temperature current suppression on multilayer edge molecular spintronics device
两个铁磁电极之间的分子传导通道可以产生强交换耦合，对自旋输运产生显著影响，从而使新型逻辑和存储器件的实现成为可能。然而，分子自旋电子学器件的制造是极具挑战性的，抑制了有见地的实验研究。最近，我们通过将有机金属分子团簇（OMC）桥接在磁性隧道结（MTJ）的约2 nm厚的绝缘体上，沿着其暴露的侧边，制备了多层边缘分子自旋电子器件（MEMSD）。这些MEMSDs表现出前所未有的铁磁薄膜之间的交换耦合和自旋输运的巨大变化的增加。本文重点研究了MEMS器件在室温下所表现出的电流抑制现象。在电流抑制的情况下，与MTJ测试床的漏电流水平相比，有效MEESD的电流减少多达六个数量级。在抑制电流状态下，温度、光辐射和磁场会影响MEMSD的输运。在抑制电流状态下，MEMSD也表现出光伏效应。这项研究激发了对涉及MTJ和有前途的磁性分子（如单分子磁体和卟啉）的其他组合的MEMSD的研究。对类似系统的电流抑制的观察将明确地建立MEMSD方法的实用性。
2011-11-28 cond-mat.mes-hall
Encoding and multiplexing information signals in magnetic multilayers with fractional skyrmion tubes
本研究在定制磁性多层膜中提出并验证了分数斯格明子管（FSTs）作为信息位，设计出多层复用器件实现多路信号的编码与流水线传输，为未来自旋电子应用提供了新的信息载体。
2023-05-18 cond-mat.mes-hall
Screening limited switching performance of multilayer 2D semiconductor FETs: the case for SnS
制作了厚度在50 ~ 100 nm之间的p型多层锡硫化物（SnS）场效应晶体管（FET）器件，并对其性能进行了研究。该器件显示出各向异性的面内电导和室温场效应迁移率~5 - 10 cm $^2$ /Vs。然而，该器件在室温下显示出可观的关断态电导和~10的开-关比。SnS器件在耗尽区的弱栅极调谐行为是由有限载流子屏蔽长度效应引起的，该效应导致SnS中本征缺陷诱导的空穴形成导电表面层。通过刻蚀和Cs2 CO 3的n型表面掺杂来减少/补偿SnS片顶面附近的不可选通的空穴，器件的通断比和空穴霍尔迁移率都得到了一个数量级的提高，室温下的霍尔迁移率约为100 cm $^2$ /Vs。这项工作表明，为了获得有效的开关和低关断状态功耗，二维（2D）的半导体为基础的耗尽型场效应晶体管应限制其厚度内的德拜屏蔽长度的半导体中的载流子。
2017-03-21 cond-mat.mes-hall
Tailoring neuromorphic switching by CuNx-mediated orbital currents
电流感生自旋轨道力矩（SOT）被认为是驱动自旋轨道电子器件中神经形态行为的一种很有前途的机制。重金属基磁性异质结构中的强SOT主要归因于自旋轨道耦合（SOC）引起的自旋霍尔效应（SHE）和/或自旋Rashba-Edelstein效应（SREE）。最近，已经提出了诸如轨道角动量（OAM）诱导的轨道霍尔效应（OHE）和/或轨道Rashba-Edelstein效应（OREE）的无SOC机制，以产生与来自常规自旋霍尔机制的那些相当大的扭矩。在这项工作中，我们表明，轨道电流可以有效地产生氮化轻金属铜。通过调整氮掺杂浓度，Pt/Co/CuNx磁性异质结构中的整体类阻尼SOT效率（包括自旋电流和轨道电流贡献）可以在~ 0.06至0.4之间进行调整。电流感应磁化翻转进一步验证了这种轨道电流的有效性，临界翻转电流密度低至Jc ~ 5 x 10^10 A/m2。最重要的是，在这种异质结构中可以观察到轨道电流介导的忆阻开关行为，这表明巨大的SOT和有效的磁化开关是忆阻开关适用窗口的折衷。我们的工作提供了深入了解轨道电流可能在SOT神经形态器件中发挥的作用，并为制造节能的自旋轨道器件铺平了新的道路。
2022-05-30 cond-mat.mes-hall
Transformation Electronics: Tailoring Electron's Effective Mass
集成电路的速度最终受到电子或空穴的迁移率的限制，这取决于半导体中的有效质量。在这里，建立在与电磁超材料和变换光学的类比，我们描述了一个新的传输制度，在半导体超晶格的特征在于极端各向异性的有效质量和低的固有电阻的运动-零有效质量-沿一些优选的方向的电子运动。我们从理论上证明，这种制度可能允许超快，极强的电子响应，和显着高的电导率，其中，值得注意的是，可能是弱依赖于在低温下的温度。这些想法可能为更快的电子设备和探测器以及在红外区域具有强电响应的新功能材料铺平道路。
2012-08-30 cond-mat.mes-hall
Tailoring potentials by simulation-aided design of gate layouts for spin qubit applications
提出一种考虑栅极电压、异质结构和源漏偏压的自旋量子比特器件静电建模通用方法，通过传输测量验证模型，并利用仿真识别关键设计区域以优化制造稳健性。
2023-03-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Unveiling the emergent traits of chiral spin textures in magnetic multilayers
磁skyrmions是拓扑缠绕的纳米级自旋纹理，其环境稳定性和多层膜中的电操纵导致了研究活动的爆炸。虽然过去的努力主要集中在孤立的skyrmions，最近合奏的手性自旋纹理，包括skyrmions和磁条，被证明具有丰富的相互作用与潜在的设备应用。然而，手性自旋织构现象学的几个基本方面仍有待阐明，包括它们的畴壁结构，热力学稳定性和形态转变。在这里，我们揭示了这些纹理特征的演变在一个可调的多层平台-其中手性相互作用支配自旋纹理能量可以广泛变化-使用全场电子和软X射线显微镜与数值模拟相结合。随着手性相互作用的增加，我们证明了Néel螺旋的出现，随后是域压缩性的显着降低，最后是Skyrmion形成机制的转变。结合分析模型，这些实验建立了一个全面的微观框架，用于研究和定制多层膜中的手性自旋织构特性。
2022-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring topological band properties of twisted double bilayer graphene: effects due to spin-orbit coupling
本研究基于低能量连续介质模型，探讨了小角度扭曲双层石墨烯在栅极电压和自旋-轨道耦合作用下的拓扑相变，发现SOC可诱导系统从谷霍尔绝缘体转变为量子自旋霍尔绝缘体，并构建了揭示扭曲角与拓扑相关系的相图。
2025-02-04 cond-mat.mes-hall
Noise tailoring, noise annealing and external noise injection strategies in memristive Hopfield neural networks
该研究针对忆阻Hopfield神经网络，基于真实器件噪声特性开展模拟分析，厘清器件非理想特性对网络的影响，提出优化的噪声定制、退火及外部注入策略，为利用噪声提升概率计算性能提供方案。
2023-07-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Turbostratic graphitic microstructures: electronically decoupled multilayer graphene devices with robust high charge carrier mobility
碳纳米材料由于其特殊的物理性质继续令科学家感到惊讶。最近已经有理论预测和石墨烯多层膜的第一次报告，其中，由于堆叠层的旋转，保持了出色的电子性能，同时由于多层性质，对降解和机械应力的敏感性大大降低。在这里，我们表明，完全乱层多层石墨微结构结合了先进的电子和自旋电子器件所需的高载流子迁移率与石墨结构的鲁棒性。使用拉曼光谱和透射电子显微镜（TEM）的盘形石墨微结构的结构表征揭示了莫尔和衍射图案证实其乱层性质。电子输运特性产生了可重复的高迁移率，> 105 cm ^2（Vs）^（-1），与盘的厚度无关，这是乱层堆积引起的电子去耦的直接结果。
2013-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multilayer Graphene Nanoribbon and Carbon Nanotube based Floating Gate Transistor for Nonvolatile Flash Memory
浮栅晶体管是非易失性闪存的基本组成部分，非易失性闪存是现代微纳电子应用中使用最广泛的存储器件之一。最近，人们对引入使用石墨烯纳米技术的新一代存储器器件的兴趣激增。本文提出了一种基于多层石墨烯纳米管和碳纳米管的浮栅晶体管的设计。在所提出的FGT中，石墨烯纳米颗粒（GNR）的多层结构将用作场效应晶体管（FET）的沟道，并且CNT层将用作浮栅。分析了浮栅中的电荷积累机制及其对所施加的端电压的依赖关系。基于我们的分析，我们已经观察到，与传统的基于硅的浮栅器件相比，所提出的基于石墨烯的浮栅晶体管可以在降低的电压下操作。我们已经提出了详细的分析的操作和编程和擦除过程中提出的FGT，编程和擦除电流密度的依赖性对不同的参数，缩放的控制和隧穿氧化物的厚度的影响。这些分析是基于器件的电容模型进行的。
2015-08-11 cond-mat.mes-hall
Exchange-dominated frequency shift of spin-wave nonreciprocal dispersion relation in planar magnetic multilayers
Universidad Católica del Norte（天主教辅仁大学北部分校）；Helmholtz-Zentrum Dresden - Rossendorf, Institute of Ion Beam Physics and Materials Research（德累斯顿-罗森多夫亥姆霍兹中心离子束物理与材料研究所）
研究揭示了平面磁性多层中非 reciprocity 折射率的频率偏移主要由层间交换主导，提供了工程大频率偏移的定量框架。
2026-03-07 cond-mat.mes-hall
Single-gate tracking behavior in flat-band multilayer graphene devices
研究揭示 Bernal 或菱方堆叠多层石墨烯中，层离域态屏蔽远端栅极对层极化态的作用，从而解释平带石墨结构的单栅控制输运行为。
2025-03-13 cond-mat.mes-hall
Multilayer Ferromagnetic Spintronic Devices for Neuromorphic Computing Applications
本文提出一种多层铁磁自旋电子器件，具有多级电阻状态，可作为神经形态计算中的突触器件，在MNIST数据集上达到90%的准确率。
2023-09-01 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Atomic-Scale Tailoring of Chemisorbed Atomic Oxygen on Epitaxial Graphene for Graphene-Based Electronic Devices
本研究利用STM研究化学吸附原子氧对外延石墨烯电子性质的影响，发现氧原子可在狄拉克点引入带隙，并可通过STM偏压扫描实现原子精度的脱附或跳跃调控，为石墨烯基原子尺度电子器件开发提供了新途径。
2023-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Observation of magnetic skyrmions in unpatterned symmetric multilayers at room temperature and zero magnetic field
磁性Skyrmions由于其小尺寸和拓扑保护结构，是下一代自旋电子器件的有希望的候选者。在应用中使用这些磁状态的一个挑战在于控制通常需要外力的成核过程和稳定。在这里，我们报告的证据skyrmions在未图案化的对称的Pd/Co/Pd多层膜在室温下，没有事先申请的电流，也没有磁场。通过减小铁磁层间厚度，调谐的物理性质的铁磁/非磁性界面引起的蠕虫状域图案的过渡到孤立的skyrmions所示的磁力显微镜。在直接比较的测量和模拟的skyrmions的大小，定量的界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（iqs）的估计，揭示孤立的skyrmions只是稳定在零磁场的iqs值低。我们的研究结果提供了新的见解对使用稳定的skyrmions的室温设备在名义上对称的多层膜。
2018-10-18 cond-mat.mes-hall
CMOS-Free Multilayer Perceptron Enabled by Four-Terminal MTJ Device
类脑计算有望对处理非结构化信息的应用程序进行革命性的改进。为了充分实现这一潜力，神经形态系统应该利用新兴纳米器件的仿生行为。特别是，自旋电子器件的非易失性和模拟能力提供了特殊的机会。虽然先前已经提出了模拟神经元和突触的自旋电子器件，但需要互补金属氧化物半导体（CMOS）器件来实现多层自旋电子感知器交叉开关。因此，这项工作提出了一种新的自旋电子神经元，使纯粹的自旋电子多层感知器，消除了对CMOS电路的需要，简化了制造。
2020-02-03 cond-mat.mes-hall cs.ET cs.NE
Intrinsic electron mobility exceeding 1000 cm$^2$/Vs in multilayer InSe FETs
石墨烯类二维（2D）材料不仅因其奇异的电子结构和基本的电子输运或光学性质而令人感兴趣，而且还有望将器件小型化到原子厚度。作为这类材料中的一种，InSe不仅是光电子器件的有希望的候选材料，而且在具有高迁移率输运的场效应晶体管（FET）中具有潜在的应用前景。在这项工作中，各种基板，如PMMA，裸露的氧化硅，钝化的氧化硅，和氮化硅被用来制造多层InSe FET器件。通过背栅和四探针霍尔测量，提取了器件在不同温度下的场效应迁移率和本征霍尔迁移率，研究了材料的本征输运行为和介质衬底的影响。样品在77- 300 K范围内的场效应和霍尔迁移率落在0.1-2.0 $\times$ × 10 $^3$ cm $^2$ /Vs的范围内，这与由2D过渡金属-二硫属化物制成的现有技术FET相当或更好。
2015-12-28 cond-mat.mes-hall
Local control of magnetic interface effects in chiral Ir$|$Co$|$Pt multilayers using Ga$^{+}$ ion irradiation
Skyrmions是拓扑保护的手性自旋织构，在未来的自旋电子学应用中显示出作为数据载体的前景。它们可以通过具有反转不对称性和自旋轨道耦合的材料系统（例如Ir $|$ Co $|$ Pt多层膜）中的界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（iH 2）来稳定。局部调节这种界面相互作用的能力，以及因此调节skyrmion能量的能力，可以极大地增强跑道型器件中skyrmion的成核和控制。在这项工作中，我们研究了局部调谐的电流和垂直磁各向异性（PMA）使用聚焦Ga $^{+}$离子束照射，在Ir $|$ Co $|$ Pt多层膜系统。我们表明，这两种效果的界面贡献的幅度可以显着减少与Ga $^{+}$离子的照射。这导致畴壁能量密度减小两倍，同时仍然保持畴壁的Néel特征。因此，我们假设Ga $^{+}$离子辐照是局部降低Skyrmion成核能垒的有效方法，为赛道型器件中的靶向Skyrmion成核提供了一种新的途径。
2021-10-04 cond-mat.mes-hall
Transversal electric field effect in multilayer graphene nanoribbon
研究了横向电场对扶手椅-石墨烯-纳米复合材料（AGNR）电子性质的影响。电场可以可逆地调制多层AGNR的带隙。在优化的宽度，我们得到了半导体（SC）到金属（M），以及M-SC过渡。AGNR电子带由于电场而经历生动的转变，导致诸如电子速度增加、电子有效质量的符号改变以及与类似于2D石墨烯的无质量狄拉克费米子形成线性色散等现象。这些效应非常有用，可用于器件应用。
2011-06-06 cond-mat.mes-hall
Static-Dynamic Correlations and Complex Spin-Wave Eigenmodes in Single- and Multilayer Diamond-Shaped Nanomagnets Without Bias Field
School of Sciences (Physics), National Institute of Technology, Tadepalligudem（国家技术学院（物理科学系））
本研究通过微磁学模拟系统研究了单层和多层菱形纳米磁体的静态与动态磁行为，发现多层结构因增强的偶极耦合而具有更大的频率可调性（3 GHz），为可重构微波器件提供了新途径。
2026-09-09 cond-mat.mes-hall
Multilayer technique developed for fabricating Nb-based single-electron devices
基于旋涂玻璃平坦化技术，发展了一种可靠的全铌单电子电路制造工艺。工艺步骤是原位生长Nb/AlOx/Nb夹层，通过使用反应离子蚀刻定义结、基极和布线的图案，以及平坦化基极和布线之间的旋涂玻璃绝缘。由0.1平方微米面积结制成的单电子晶体管清楚地示出了通过施加到栅极的电压的e周期性库仑阻塞调制。
1998-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Force sensitivity of multilayer graphene optomechanical devices
基于低维材料的机械谐振器在力和质量传感实验中具有广阔的应用前景。这些超轻谐振器中的力灵敏度通常受到振动测量的不精确性、机械谐振频率的波动以及由测量引起的加热的限制。在这里，我们将多层石墨烯谐振器与超导腔强耦合，以实现$1.3$ fm Hz $^{-1/2}$的位移灵敏度。这种耦合还允许我们将谐振器阻尼到平均声子占据$7.2$。我们的最佳力灵敏度$390$ zN Hz $^{-1/2}$具有$200$ Hz的带宽，通过平衡测量不精确性、光机械阻尼和加热来实现。我们的结果为研究石墨烯的量子电容、磁化强度以及吸附在其表面上的分子的电子和核自旋提供了希望。
2016-09-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Multilayer InSe-Te van der Waals heterostructures with ultrahigh rectification ratio and ultrasensitive photoresponse
多层范德华半导体材料在高性能光电子器件中具有广阔的应用前景。然而，基于层状半导体的光电导探测器经常受到大的暗电流和高的外部驱动偏置电压的影响。在这里，我们报告了一个垂直的范德华异质结构（vdWHs）的多层铟硒（InSe）和碲（Te）组成。多层InSe-Te vdWHs器件在室温下显示出大于107的创纪录的高正向整流比。此外，vdWHs器件还具有超灵敏的宽带光响应光电探测器，在弱入射功率的可见光照射下，器件的光暗电流比大于10 4，探测率高达10 13，响应率为0.45 A/W。此外，vdWHs器件具有光伏效应，并且可以用作自供电光电探测器（SPPD）。SPPD对300 nm至1000 nm的宽带光谱也非常敏感，能够检测微弱的光信号。这项工作提供了一个机会，开发下一代电子和光电子器件的基础上多层vdw结构。
2020-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electrostatic tailoring of magnetic interference in quantum point contact ballistic Josephson junctions
研究了量子点接触弹道式约瑟夫森结中超导电流的磁静电剪裁。蚀刻的InAs基异质结构与超导铌引线横向接触，并且两个蚀刻的侧栅极的存在允许与垂直磁场的应用相结合，通过耗尽弱连接来连续地修改磁干涉图案。对于较宽的交界处的超电流提出了一个夫琅和费的干扰模式与周期h/2 e，而通过静电收缩的弱链接，周期性不断演变为单调衰减。这些设备代表了新的可调结构，可能会导致难以捉摸的马约拉纳费米子的研究。
2013-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
AB-Stacked Multilayer Graphene Synthesized via Chemical Vapor Deposition: A Characterization by Hot Carrier Transport
我们报道了通过常压化学气相沉积在铜箔上合成AB堆叠的多层石墨烯，并展示了一种构建悬浮多层石墨烯器件的方法。在四端几何结构中，这种器件的特点是在温度低至240 mK和磁场高达14 T的热载流子输运。微分电导（dI/dV）在低温下纵向偏压V=0时表现出特征性的下降，表明由于弱的电子-声子耦合而存在热电子效应。在磁场下，通过增强的朗道能级内回旋声子散射，dI/dV下降的幅度减小。我们的研究结果为获得和理解AB堆叠的多层石墨烯提供了新的视角，这对未来基于石墨烯的应用很重要。
2012-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electro-optic and magneto-optic photonic devices based on multilayers photonic structures
在这项工作中，我们描述了不同类型的光子结构，允许可调的光子带隙后，施加外部刺激，如电场或磁场。我们回顾和比较两个多孔一维光子晶体：在第一个液晶已渗透在纳米粒子网络的孔隙，而在第二个的光学响应的电场的金属纳米粒子已被利用。然后，我们提出了一个一维光子晶体与铟锡氧化物（ITO）纳米粒子，我们提出了这个系统的电光调谐。最后，我们描述了一个微腔的缺陷模式，在近红外调谐的磁场，设想一个非接触式磁光开关。这些光学开关可以在ICT和电致变色窗中找到应用。
2017-12-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
High Performance Field-Effect Transistor Based on Multilayer Tungsten Disulfide
半导体二维过渡金属硫族化合物晶体被认为是现代电子学中下一代晶体管的最有希望的候选者。然而，如何将这些晶体制成具有可接受性能的实用器件仍然是一个挑战。采用二硫化钨多层薄晶体，我们证明，以金作为唯一的接触金属，选择合适的晶体厚度，可以在简单的器件结构中实现室温下通断比为$10^{8}$，迁移率为$234\:cm^{2}V^{-1}s^{-1}$的高性能晶体管。进一步的低温研究表明，我们的设备的高性能是由于在接触处的肖特基势垒最小化和导带边缘下方的浅杂质水平约80 meV的存在。通过对场效应迁移率随温度变化的分析，我们认为声子散射的强烈抑制和相对较低的电荷杂质密度是导致我们的二硫化钨器件具有高迁移率的关键因素。
2014-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring dispersion of room temperature exciton-polaritons with perovskite-based subwavelength metasurfaces
激子-极化激元是由绝缘体或半导体中的激子和光子之间的强耦合机制产生的基元激发，代表了研究光的量子流体和实现有前景的全光学器件的有希望的平台。在用于室温极化激子器件的不同材料中，二维（2D）层状钙钛矿最近因其在室温下突出的激子特性而成为有希望的候选材料之一。在这里，我们报告的激子极化激元在室温下的共振超颖表面从亚波长的2D晶格的钙钛矿柱的实验演示。这些超颖表面通过旋涂获得，然后在预图案化的玻璃骨架中结晶钙钛矿溶液。强耦合制度揭示的角度分辨反射率和光致发光测量，显示anticrossing光子模式和激子共振与拉比分裂在200毫电子伏的范围内。此外，我们表明，极化激子色散可以通过定制的光子布洛赫模式耦合到钙钛矿激子。线性，抛物线，和多谷极化激元色散实验证明。我们所有的结果都完美地再现了基于严格的耦合波分析和辐射-物质相互作用的量子理论的基础上的基本模型的数值模拟。我们的研究结果提出了一种新的方法来研究激子极化激元，并铺平了道路，在室温下运行的大规模和低成本的集成极化激元器件。
2020-01-19 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Spin injection into multilayer graphene from highly spin-polarized Co2FeSi Heusler alloy
我们展示了从高度自旋极化的Co2 FeSi（CFS）Huesler电极在横向自旋阀器件中向多层石墨烯（MLG）中的电自旋注入。通过基于聚合物的转移方法将剥离的MLG转移到在Si（111）衬底上生长的预图案化外延CFS线上。这种方法使我们能够制造多个单晶CFS电极与MLG接触。通过非局域磁电阻（MR）测量检测从CFS到MLG的电自旋注入。观察到430欧姆的非局部自旋信号;这是石墨烯基器件中所有报告的非局部MR值中的最大值。
2016-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring Magnetic Anisotropy in Cr$_2$Ge$_2$Te$_6$ by Electrostatic Gating
铁磁半导体磁性的电控制为未来处理和存储信息的自旋电子器件提供了令人兴奋的前景。本文报道了层状铁磁半导体Cr $_2$ Ge $_2$ Te $_6$（CGT）薄晶体中电调制磁相变和磁各向异性的观测结果。我们发现，重电子掺杂（$\sim$ $10^{14}$ cm $^{-2}$）CGT的双电层晶体管器件中的磁阻（MR），铁磁性的一个明确的签名，在温度高达200 K以上，这是显着高于已知的居里温度为61 K的未掺杂材料表现出滞后。此外，角度相关的MR测量结果表明，这种新的基态的磁易轴位于层平面内形成鲜明对比的情况下，未掺杂的CGT，其易轴点在平面外的方向。我们建议，显着的掺杂促进自由载流子介导的双交换机制，优于绝缘状态下的超交换机制。我们的研究结果强调，这类材料的静电门不仅允许电荷流切换，但也磁相位切换，证明其潜在的自旋电子学应用。
2020-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Visualizing the strongly reshaped skyrmion Hall effect in multilayer wire devices
磁性skyrmions是纳米级的自旋纹理，被吹捧为下一代计算元素。当受到横向电流的影响时，Skyrmion以相当快的速度移动。它们的拓扑电荷导致额外的横向偏转，称为Skyrmion霍尔效应（SkHE）。虽然有希望，他们的动态现象与电流，skyrmion大小，几何效应和混乱仍有待建立。在这里，我们报告的合奏动力学的个人skyrmions形成密集的阵列在Pt/Co/MgO线通过检查超过20,000个实例的运动电流和字段。skyrmion速度达到24米/秒的塑性流动状态，是令人惊讶的位置和大小的变化是强大的。同时，SkHE在$\sim 22^\circ$处饱和，基本上被线边缘重塑，并且随着skyrmion尺寸而关键地微弱地增加。粒子模型模拟表明，SkHE大小的依赖性-相反的分析预测-产生的内在和钉扎驱动效应的相互作用。这些结果建立了一个强大的框架，利用SkHE和实现高吞吐量的skyrmion运动线设备。
2021-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Coupling, Topology, and Chirality by Antimagnons in Magnetic Multilayer
本研究提出2D-SSH4类SSH二维模型，通过反磁振子重构磁振子系统能带拓扑，实现可调自旋波耦合与手性，解释铁磁多层膜拓扑表面态起源，为拓扑磁振子器件提供设计框架。
2025-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring coherent charge transport in graphene by deterministic defect generation
本研究通过在石墨烯中确定性引入晶格缺陷作为势垒构建周期性电子法布里-珀罗腔，实现了可在30 K下维持的双极性相干电荷输运，为相干电子器件提供了创新平台。
2024-12-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Real-Space Tailoring of the Electron-Phonon Coupling in Ultra-Clean Nanotube Mechanical Resonators
电子和声子之间的耦合是物理学中许多基本现象的核心。在自然界中，这种耦合通常对于分子和固体都是预先确定的。在控制工程纳米系统中的电子和声子方面已经取得了巨大的进展，然而，对这些自由度之间的耦合的控制仍然广泛缺乏。在这里，我们使用了新一代的碳纳米管器件与可移动的超净单量子点和双量子点嵌入在机械谐振器中，以证明在纳米尺度上的电子和机械自由度之间的相互作用的剪裁。利用这种可调谐耦合，我们直接成像的声子模式的空间结构和探测它们的宇称在现实空间中。最有趣的是，我们证明了选择性耦合的个别机械模式和内部电子自由度。我们的研究结果打开了新的前景工程散装量子现象在一个可控的纳米设置，并提供了重要的新工具纠缠的电子和机械自由度在量子水平。
2013-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring the switching efficiency of magnetic tunnel junctions by the fieldlike spin-orbit torque
电流感应自旋轨道转矩提供了一个通用的工具，用于切换磁性器件。在垂直磁体中，转矩的阻尼分量是磁化反转的主要驱动力。类场转矩在多大程度上有助于开关是一个有争议的问题。在这里，我们研究的磁隧道结的开关与CoFeB自由层和W或Ta的底层，其中有一个类场阻尼扭矩的比例为0.3和1，分别。我们发现，类场转矩可以帮助或阻碍切换的CoFeB时，静态面内磁场需要定义的极性自旋轨道转矩切换有一个组件横向的电流。特别地，与标准共线对准相比，可以利用场和电流的非共线对准来增加开关效率和可靠性。通过实时探测单个开关事件，我们还表明，横向磁场和类场转矩的组合可以加速或减速反转开始。我们使用微磁模拟验证我们的观察结果，并将结果外推到具有不同扭矩比的材料。最后，我们提出了设备的几何形状，利用类场扭矩的密度增加内存应用和突触的重量产生。
2022-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Polarized Tunneling through Chemical Vapor Deposited Multilayer Molybdenum Disulfide
二维（2D）半导体二硫化钼（MoS 2）因其优异的电学、光学、自旋和谷相关性质而受到广泛关注。在这里，我们报告的自旋极化隧道通过化学气相沉积（CVD）多层二硫化钼（~7 nm）在室温下在垂直制造的自旋阀器件。在300 - 75 K的测量温度范围内，观察到0.5 - 2%的隧道磁电阻（TMR），对应于5 - 10%的自旋极化。对理想结的第一性原理计算得到了高达8%的隧道磁阻和26%的自旋极化。在不同温度和偏压下的详细测量和密度泛函理论计算提供了有关垂直多层MoS 2自旋阀器件中自旋输运机制的信息。这些发现为探索2D半导体中的自旋功能和理解控制其性能的基本现象提供了一个平台。
2018-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Possible charge-density-wave signatures in the anomalous resistivity of Li-intercalated multilayer MoS2
我们在机械剥离的多层MoS $_2$上制备了离子栅场效应晶体管（iFET）。我们用Al $_2$ O $_3$封装薄片，只在边缘处留下器件沟道。通过在高于$\sim$ 330 K的温度下用Li基聚合物电解质对样品进行选通，诱导了在MoS $_2$晶格中稳定的Li $^+$嵌入，并且通过将器件猝灭到$\sim$ 300 K来固定掺杂状态。这种嵌入过程诱导出现异常的温度依赖性的薄层电阻和它的第一个衍生物，这通常与结构/电子/磁性相变。我们认为，这些异常的电阻率的MoS $_2$可以自然地解释为一个过渡到电荷密度波相诱导锂化的签名，根据最近的理论计算。
2018-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interaction-induced insulating state in thick multilayer graphene
接近电荷中性，基于原子级薄石墨烯层的高质量悬浮器件的低能量特性由电子-电子相互作用决定。特别是Bernal-stacked层，已经显示出显著的奇偶效应，单层和三层保持无间隙导体，双层和四层成为有间隙绝缘体。这些观察结果$-$与（Bernal）三层和更厚的多层是半金属的既定概念不一致，$-$导致了一种物理方案的提出，该方案导致了一个令人惊讶的预测，即均匀分层的石墨烯多层保持绝缘，而不管它们的厚度如何。在这里，我们提出了两个设备的数据，理想地符合这一假设，表现出预期的伯纳尔堆叠的六层和八层石墨烯的行为。尽管它们的厚度大，这些多层对于载流子密度|n| <2- 3 × 10 $^{10}$ cm $^{-2}$是绝缘的，在电荷中性下具有大约1.5 meV的能隙（与在双层和四层石墨烯中观察到的几乎完全一致），并且表现出预期的整数量子霍尔效应。这些发现表明了我们对Bernal石墨烯多层膜中电子相互作用的影响的基本见解的合理性，表明石墨烯多层膜表现出不寻常和有趣的物理学，仍有待理解，并提出了关于块状石墨半金属行为背后的微观机制的更紧迫的问题。
2016-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ultrafast Spin Accumulations Drive Magnetization Reversal in Multilayers
Université de Lorraine（洛林大学）；National Institute of Advanced Industrial Science and Technology（产业技术综合研究所）；Freie Universität Berlin（柏林自由大学）
超快自旋积累驱动多层磁化反转，揭示了超快磁化动态对自旋阀自由层磁态的影响，为超快自旋电子器件设计提供新原理。
2025-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring giant quantum transport anisotropy in disordered nanoporous graphenes
本文通过大规模量子输运模拟证明，纳米多孔石墨烯中的电学各向异性不仅对无序具有鲁棒性，还可被无序显著增强，为系统化设计高效量子器件提供了新思路。
2023-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Room Temperature Magnetic Skyrmions in Ir/Fe/Co/Pt Multilayers
磁skyrmions是纳米级的拓扑自旋结构，为下一代信息存储技术提供了巨大的希望。最近在几种多层膜中发现了亚100 nm室温（RT）skyrmions，这引发了人们对调制其物理性质以用于器件的积极努力。在这里，我们提出了一个可调RT skyrmion平台的基础上，多层堆叠的Ir/Fe/Co/Pt，我们研究使用X射线显微镜，磁力显微镜和霍尔传输技术。通过改变铁磁层的组成，我们可以调整磁相互作用的Skyrmion属性，从而调整其热力学稳定性参数的数量级。Skyrmions在样品中表现出孤立（亚稳态）和无序晶格构型之间的平滑交叉，而它们的大小和密度可以分别调节2和10倍。因此，我们建立了一个平台，调查功能的子50纳米RT skyrmion，指向基于skyrmion的存储设备的发展。
2017-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coexistence of distinct skyrmion phases observed in hybrid ferromagnetic/ferrimagnetic multilayers
在室温下承载磁性skyrmions的材料可以实现新的计算架构以及紧凑和能量高效的磁性存储，如赛道存储器。在跑道装置中，信息通过磁skyrmion的存在/不存在来编码，磁skyrmion形成穿过装置的链。最终将导致赛道边缘处的skyrmion湮灭的skyrmion霍尔效应可以例如通过反铁磁耦合的skyrmion来抑制。然而，避免修改赛道中的Skyrmion间距离仍然具有挑战性。为了解决这个问题，一个比特链也可以由两个不同的孤子编码，比如一个skyrmion和一个chiral bobber。这种方法的主要局限性在于，它仅在B20型单晶材料系统中实现，该系统仅在低温下支持skyrmions，从而阻碍了未来应用的功效。在这里，我们证明了一个混合ferro/ferri/铁磁多层系统可以在室温下主机两个不同的skyrmion相。通过匹配定量的磁力显微镜数据与微磁模拟，我们发现，这两个阶段代表管状skyrmion和部分skyrmion（类似skyrmion bobbers）。此外，管状skyrmion可以转换为部分skyrmion。这样的多层系统因此可以用作使用不同类型的skyrmion设计skyrmion存储器应用的平台，并且潜在地用于使用薄膜器件中的垂直维度存储信息。
2020-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring the opto-electronic response of graphene nanoflakes by size and shape optimization
石墨烯的长自旋扩散长度、自旋寿命和优异的光吸收系数为构建纳米范围内的光电器件以及基于自旋的逻辑提供了极好的平台。在这项研究中，通过采用密度泛函理论及其随时间变化的版本，我们提供了一个详细的分析如何的大小和形状的石墨烯纳米片可以用来改变它们的磁性结构和光学性能。由于已知锯齿形石墨烯纳米带的边缘反铁磁性地对齐，并且扶手椅型纳米带通常是非磁性的，因此可以使用纳米片几何形状中的两者的组合来优化基态磁性结构并定制决定铁磁性或反铁磁性边缘磁性的交换耦合，从而提供优化切换磁性排序所需的外部场的可能性。最重要的是，我们表明，磁状态改变的薄片导致光自旋电子学应用的可能性的光学响应。
2020-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Performance Analysis of a Near-Field Thermophotovoltaic Device with a Metallodielectric Selective Emitter and Electrical Contacts for the Photovoltaic Cell
提出了一种采用钨铝交替多层发射极的近场热光伏（TPV）系统。应用波动电动力学和并矢格林函数计算多层结构的光谱热流，求解电荷输运方程，得到光电流产生和电功率输出。当用多层辐射体代替普通钨辐射体时，光谱热流得到了很大的提高。分析了钨薄膜中表面等离子体激元耦合对热流增强的作用机理。此外，还讨论了有效介质理论在预测多层膜结构近场辐射光学特性时的失效性。钨和氧化铝层的厚度进行了优化，以匹配光谱热通量与TPV电池的带隙。实际上，在TPV电池的背面放置金反射器，其也用作背电极，并且5 nm厚的氧化铟锡（ITO）层作为前接触，当发射器和接收器温度分别设置为2000 K和300 K时，在100 nm的真空间隙距离下，转换效率和输出功率分别达到23.7%和0.31 MW/m2。
2015-09-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Tailoring the resonant spin response of a stirred polariton condensate
Skolkovo Institute of Science and Technology（斯科尔科沃科学技术研究所）；ITMO University（ITMO大学）
通过驱动自旋预旋共振，研究者在极iton凝聚态中将自旋相干时间提高了数量级，通过旋转光学陷阱同步自旋预旋，实现自旋相干时间的提升，提出理论模型解释实验结果，为极iton凝聚态在自旋光电子器件和量子技术中的应用奠定基础。
2025-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
