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
In Situ Imaging of the Conducting Filament in a Silicon Oxide Resistive Switch
许多阻变系统中导电细丝的性质一直是难以捉摸的。通过原位透射电子显微镜，我们图像的实时形成和演变的灯丝在硅氧化物电阻开关。电铸过程中发现，涉及局部富集的硅从氧化硅基质。观察到半金属硅纳米晶体与传统的金刚石立方体形式的硅的结构变化，这可能占在灯丝的传导。响应于不同的电刺激的硅纳米晶体的生长和收缩显示在硅形式的能量上可行的过渡过程，提供证据的开关机制。这项研究还提供了对氧化硅层电击穿过程的见解，氧化硅层在许多电子设备中无处不在。
2011-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport properties of p-type metal-oxide-semiconductor inversion layer in (110) and (111) silicon channel under uniaxial stress
本文从理论上研究了单轴应变（110）和（111）Si沟道中p型PMOS反型层的价带和输运性质。等能量线、载流子浓度有效质量、电导率有效质量和迁移率基于Luttinger-Kohn哈密顿量计算[16]。本文导出了散射率的三个简洁表达式。所考虑的单轴应力的方向是平行或垂直于通道。结果表明，在不同的应力下，迁移率对有效质量非常敏感。在（110）系统中，当应力为-3GPa时，样品的迁移率方向与沟道方向平行，而当应力为+3GPa时，样品的迁移率方向与沟道方向垂直。
2013-12-19 cond-mat.mes-hall
Double quantum dot with tunable coupling in an enhancement-mode silicon metal-oxide semiconductor device with lateral geometry
我们提出了一个可调的硅金属氧化物半导体双量子点器件的横向几何形状的输运测量。实验提取的栅极到点电容表明，该设备在很大程度上是对称的栅极电压下施加。有趣的是，这些栅极电压本身并不对称。与数值模拟的比较表明，所施加的栅极电压用于抵消物理器件中的固有不对称性。我们还展示了从一个大的单点到两个隔离良好的耦合点的过渡，其中该设备的中心栅极用于可控地调谐点间耦合。
2010-10-29 cond-mat.mes-hall
Quantum Transport in a Nanosize Silicon-on-Insulator Metal-Oxide-Semiconductor
提出了一种测量纳米级绝缘体上硅（SOI）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）电流的方法。从Wigner函数表象下量子Liouville方程的数值解中提取了电子输运的量子力学特征。由于电离杂质，声学声子和表面粗糙度在Si/SiO2界面的电子散射占，器件特性作为通道长度的函数。从维格纳函数分布，扩散和弹道输运的共存自然出现。结果表明，散射机制往往会减少运输的弹道分量。弹道分量随着沟道长度的减小而增加。
2003-08-25 cond-mat.mes-hall
Covalent Grafting of Polyoxometalate Hybrids onto Flat Silicon/Silicon Oxide: Insights from POMs Layers on Oxides
将聚氧乙烯酸酯（POMs）固定到氧化物上与催化、能量转换/存储或分子电子学领域中的许多应用相关。优化和理解分子/氧化物界面对于合理提高最终分子材料的性能至关重要。我们在此描述了POM杂化物的合成和共价接枝到平面Si/SiO2基板上的远程羧酸功能。特别注意已支付的分子层的表征和通过使用各种表征技术，包括椭圆偏振法，AFM，XPS和FTIR的氧化物界面处的POM锚定模式的描述。最后，探讨了垂直结结构中的电子输运性质，绘制了能级图，并结合循环伏安法、紫外-可见吸收光谱和理论计算对POM分子的电子特性进行了讨论。这些基于POM的分子结的电子性质由POM LUMO（d轨道）驱动，无论系链或锚定基团的性质如何。
2020-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal conduction across a boron nitride and silicon oxide interface
纳米/微器件对高效散热和优异导热性能的需求引发了对高导热低维材料的大量研究。六方氮化硼（h-BN）具有良好的导热和电绝缘性能，被认为是热管理和散热的候选材料之一。本文采用微分3 Ω法研究了少层h-BN与其氧化硅衬底之间的界面热阻。在金属/h-BN/SiO2界面上，单层h-BN的界面热阻约为1.6 × 10- 8 m2 K/W，12.8nm厚h-BN的界面热阻约为3.4 × 10-8 m2 K/W。我们的研究结果表明，基板和厚的h-BN薄片之间的空隙和间隙限制界面的热传导。这项工作提供了一个更深入的了解，利用h-BN薄片作为横向散热器在电子和光电纳米/微米器件进一步小型化和集成。
2017-03-02 cond-mat.mes-hall
Holes in silicon are heavier than expected: transport properties of extremely high mobility electrons and holes in silicon MOSFETs
本研究通过硅霍尔条迁移率测量表征界面质量，发现空穴迁移率创纪录但比电子低一个数量级，归因于价带非抛物性导致空穴有效质量增大至0.6-0.7m₀。
2025-02-28 cond-mat.mes-hall
Controlled thinning and surface smoothening of silicon nanopillars
一种方便的方法已经开发薄的电子束制造的硅纳米柱控制下的表面操作，通过转换的支柱的表面的氧化物壳层，然后由牺牲铵氟化硅涂层的生长。结果表明，氧化物壳和硅芯的形成没有显著改变柱的原始长度和形状。氧化物壳层厚度可以从几纳米到几百纳米控制。透射电镜（TEM）分析表明，在HF和HNO 3的混合气体中，硅柱表面粗糙度小于10 nm，直径减小，表面光滑，粗糙度在2 μm以内。长时间暴露的尝试导致厚氧化物的生长，其对柱的应变效应可以通过Si-O键的耦合LO-TO振动模式来评估。光致发光（PL）的支柱结构，已缩小尺寸表现出可见光和红外发射，这是由于微观支柱和Si芯中的受激载流子的限制，分别。在减小硅柱直径的同时形成光滑的核-壳结构在制造纳米级电子器件和功能部件中具有潜力。
2015-12-25 cond-mat.mes-hall
Full field chemical imaging of buried native sub-oxide layers on doped silicon patterns
完全能量过滤的X射线光电子发射显微镜是用来分析的SiO2/Si界面作为底层的掺杂图案的函数的硅次氧化物结构的空间分布。使用光谱逐像素曲线拟合分析，我们获得了在整个视场的次氧化物结合能和强度分布。每个氧化态的结合能图获得的空间分辨率为120 nm。在一个五层模型的框架内，实验数据被用来获得定量地图的氧化物层的厚度和空间分布的pn结。发现亚氧化物厚度的变化与掺杂的水平和类型有关。该程序考虑到了仪器伪影，能够对完整的3D数据集进行定量分析。
2012-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Adsorbate-Mediated Growth of Rare-Earth Oxides on Silicon
在比较研究中，用反应分子束外延法在氯、镓和银钝化的Si（111）上沉积了超薄氧化铈薄膜。这些薄膜的结晶度已被其特征在于由X射线驻波，而氧化态的稀土氧化物（REOx）薄膜和化学界面组合物已被揭示由硬X射线光电子能谱学。使用Cl作为钝化剂导致具有处于3+氧化态的RE金属的高度结晶的REOx膜的外延生长，同时有效地抑制界面处的硅酸盐和氧化硅的形成。相比之下，Ga和Ag的预吸附产量膜的质量较差，在银的情况下，甚至更低的结晶度比没有钝化。进一步的研究表明，Cl-钝化也导致在氧化镧REOx多层膜上的氧化镧薄膜的优异质量，这有利于良好有序的氧化铈的生长。
2013-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Silicon Oxide is a Non-Innocent Surface for Molecular Electronics and Nanoelectronics Studies
氧化硅（SiOx）已广泛用于许多电子系统中作为支撑和绝缘介质。在这里，我们展示了各种电气现象，如负微分电阻，电阻开关和电流滞后固有的一层薄薄的SiOx。这些行为可以在很大程度上模拟在分子和其他纳米材料中观察到的许多电学现象，这表明在研究以SiOx为组分的电子系统中的传导时应非常谨慎。实际的切换可以是SiOx的结果，而不是假定的分子或纳米材料组分。这些电气性能和潜在的机制进行了详细讨论。
2010-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Few Electron Limit of n-type Metal Oxide Semiconductor Single Electron Transistors
本文报道了用互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺制造的n型硅单电子晶体管（SET）的电子输运特性。n-MOSSET采用工业化前的全耗尽绝缘体上硅（FDSOI）技术制造，在200 mm晶圆上硅厚度低至10 nm。通过采用电子束光刻用于有源层和栅极层图案化来获得20 $\times$ 20 nm $^{2}$的标称沟道尺寸。库仑阻塞稳定性图在4.2 K下得到精确解析，并表现出数十meV的大附加能量。采用电流自旋密度泛函理论（CS-DFT）方法模拟了量子点中电子的禁闭。CMOS技术使得能够大规模生产用于最终纳米电子学和基于量子变量的器件的SET。
2012-03-21 cond-mat.mes-hall
Palladium gates for reproducible quantum dots in silicon
我们用钯制成的栅极取代了硅中形成量子点的既定铝栅极。我们用透射电子显微镜研究了铝栅和钯栅的形貌。发现在铝栅极周围形成了原生氧化铝，这可能导致形成无意的点。因此，我们报告了一种新的制造路线，取代铝及其原生氧化物的钯原子层沉积生长的氧化铝。使用这种方法，我们表明，形成低无序门定义的量子点，这是可重复制造。此外，钯使我们能够进一步缩小栅极设计，使我们能够执行电子输运测量在少电子制度的设备，包括只有两个栅极层，一个重大的技术进步。还有待观察的是，引入钯栅极是否可以改善用铝栅极堆叠限定的电子和核自旋量子位的优异结果。
2018-04-20 cond-mat.mes-hall
Improving mobility of silicon metal-oxide-semiconductor devices for quantum dots by high vacuum activation annealing
为了提高制造的硅金属氧化物半导体（MOS）量子器件的迁移率，形成气体退火是用于减轻Si/SiO2界面处的无序效应的常用方法。然而，活化退火的重要性通常被忽视。在这里，我们表明，注入激活的高真空环境是有益的，为提高流动性相比，氮气氛。霍尔条的低温输运测量表明，在注入激活过程中使用高真空退火可以将峰值迁移率提高两倍，达到1.5 m^2/（Vs）。此外，绘制了单个量子点的电荷稳定性图，没有由无序引起的可见干扰，表明在商业晶片上制造高质量量子点的可能性。我们的研究结果可能会提供有价值的见解硅基量子计算的设备优化。
2020-05-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Silicon Oxide Electron-Emitting Nanodiodes
不需要加热的电驱动芯片上电子源已经被长期追求，因为当前的电子源显示出高功耗、慢时间响应、庞大尺寸等问题，但实现这些目标仍然具有挑战性。在这里，我们表明，由两个电极在氧化硅衬底上形成的纳米间隙的功能作为电子发射纳米二极管后，在纳米间隙中的氧化硅被电切换到高阻导电状态。基于石墨烯电极的纳米二极管可以在约100 ns内通过约7 V的电压开启，并显示出高达几微安的发射电流，对应于约10^6 A cm^-2的发射密度和高达16.6%的发射效率。我们把电子发射归因于氧化硅中导电丝断裂形成的衬底表面的金属-绝缘体-金属隧穿二极管。由100个纳米二极管组成的阵列显示出5 A·cm^-2的全局发射密度，并且在适度真空下，在数十小时内发射稳定，电流衰减可以忽略不计。低工作电压、快速时间响应、高发射密度和效率、方便的制造和集成以及在适度真空中的稳定发射的组合优点使得氧化硅电子发射纳米二极管成为替代电子发射源的有前途的片上替代物。
2018-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Space-filling, multi-fractal, localized thermal spikes in silicon, germanium and zinc oxide
提出了重离子辐照固体团簇发射的机制是热尖峰。基于碰撞级联的理论描述了原子溅射，但不能解释一致观察到的显着团簇发射的实验证据。热尖峰的统计热力学参数在这里采用定性和定量估计的热尖峰诱导的团簇发射从硅，锗和氧化锌。在元素和分子半导体固体的不断发展的级联和尖峰示出具有分形特征。用幂律势计算了原子的分形维数，发现分形维数与幂律势的指数有关。每个照射离子具有引发空间填充、多重分形热尖峰的概率，所述多重分形热尖峰可以通过以取决于相应表面空位的形成能量的相对比率发射团簇来升华表面附近的局部区域。
2018-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley splitting by extended zone effective mass approximation incorporating strain in silicon
针对SIMOX SOI衬底上硅MOSFET经高温退火后出现大谷劈裂的未知来源，本文基于扩展区有效质量近似分析，提出BOX界面附近约5%的<110>剪切应变是其主要成因。
2023-09-11 cond-mat.mes-hall
Observation of field emission from GeSn nanoparticles epitaxially grown on silicon nanopillar arrays
我们应用分子束外延生长锗锡纳米粒子上的Si纳米柱图案化到p型硅晶片。我们使用X-射线光电子能谱学来确认由于部分Sn偏析以及表面Ge氧化物的存在而导致的纳米颗粒表面的金属行为。我们报道了稳定的场发射电流从GeSn纳米粒子的观察。我们证明，可以通过防止GeSn纳米颗粒氧化或通过电应力破坏氧化层来增强场发射。最后，我们表明，GeSn/p-Si结具有整流行为。
2016-08-08 cond-mat.mes-hall
The charge transport mechanism and electron trap nature in thermal oxide on silicon
本文研究了非晶SiO $_2$中电子通过陷阱的电荷输运机制。电子输运受陷阱间声子辅助隧穿的限制。热和光陷阱能量$W_\mathrm{t}=1.6$ eV，$W_\mathrm{opt}=3.2$ eV，分别进行了测定。电荷流动导致氧空位的产生，漏电流由于电荷陷阱密度的增加而增加。高温长时间退火后，由于氧空位与间隙氧复合，漏电流降低到初始值。发现在SiO $_2$中氧空位起着电子陷阱的作用。
2016-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Disorder-free localization around the conduction band edge of crossing and kinked silicon nanowires
我们探索弹道制度量子输运特性的氧化物嵌入交叉和扭结硅纳米线（NW）内的大规模的经验赝势电子结构框架，耦合到Kubo-Greenwood输运分析。一个真实的空间波函数的研究进行和结果一起解释的弹道输运计算的结果。这揭示了弹道输运边缘位于最低未占分子轨道上方数十至数百毫伏处，在两者之间以及前者上方出现了大量的局域态。我们发现，这些局域化的状态是不是由于氧化物界面，而是核心硅衍生的。它们显示了电子的波动性质，这些电子是由来自NW结和弯曲的反射带到前景的。因此，我们表明，即使超净硅纳米线的交叉和扭结具有导带尾没有诉诸原子的混乱。
2015-02-10 cond-mat.mes-hall
Quantum Mott transition in a silicon quantum dot
考虑由硅量子点覆盖天然氧化物形成的双势垒结构，我们推导出简单的条件，点的电导成为一个阶梯状的函数的掺杂原子的数量内的点，与掺杂剂的实际位置的依赖性可以忽略不计。所发现的条件是可行的，在实验可用的结构。
1998-02-21 cond-mat.mes-hall
CVD Synthesis of Small-Diameter Single Walled Carbon Nanotubes on Silicon
发展了一种化学气相沉积超SD单壁碳纳米管的简单工艺。在该方法中，使用浓度为400 μ g/mlit的硝酸铁九水合物异丙醇溶液来催化氧化硅晶片上的纳米颗粒形成。基底上的氧化物由夹在两层薄的干氧化物之间的厚的湿氧化物层制成。该工艺产生了直径小于0.7nm和带隙能量大于1 ev的半导体单壁碳纳米管（SWNTs），这是有史以来报道的最小直径的SWNTs之一。
2012-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley blockade and multielectron spin-valley Kondo effect in silicon
报道了硅纳米场效应器件中杂质原子引起的谷区阻塞和多电子近藤效应。根据隧穿过程的自旋谷性质，并且与谷阻断机制所允许的自旋谷性质一致，近藤效应的表现服从在占据N=1、2、3处出现的硅的典型电子填充序列的周期性4。自旋谷近藤效应在不同的屏蔽下出现取决于电子填充。利用谷阻塞机制，在没有外加磁场的情况下推导了近藤SU（4）中的谷指数守恒。微波辐射抑制近藤效应在占用高达三个电子。
2015-04-29 cond-mat.mes-hall
A gate-defined silicon quantum dot molecule
我们报告电子输运测量的硅双点形成在多栅金属氧化物半导体结构与15 nm厚的绝缘体上硅层。可调隧道耦合使我们能够观察到弱耦合点的激发谱和强耦合点的能级反交叉。这种具有电荷和能量量子化的量子点分子为未来实现基于硅的量子计算提供了必要的先决条件。
2008-06-03 cond-mat.mes-hall
Compact chromium oxide thin film resistors for use in nanoscale quantum circuits
我们报告的一系列薄氧化铬薄膜的电特性，直流溅射生长，以评估其适用性作为纳米电子学芯片电阻。通过增加氧掺杂的水平，氧化铬膜的室温方块电阻从28 $Ω/ \square$变化到32.6k $Ω/ \square$。研究了在液氦中冷却到4.2K时电阻的变化;在4.2K时，薄层电阻随组分从65 $Ω/ \square$到20 G以上$Ω/ \square$而变化。所有测量的膜在所有测量的温度下显示欧姆行为。对于用于使用硅纳米线进行量子相位滑移测量的片上器件，需要硅纳米线和氧化铬之间的界面。通过表征界面接触电阻，我们发现金中间层是有利的：氧化铬-金界面的比接触电阻率为0.15 m $Ω$ cm $^2$，远低于直接氧化铬-硅界面的值65 m $Ω$ cm $^2$。我们的结论是，这些氧化铬薄膜是适合用于纳米级电路作为高价值的电阻器，与电阻率可调的氧含量。
2014-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley splitting in silicon from the interference pattern of quantum oscillations
我们确定的能量分裂的导带谷的二维（2D）电子限制在硅金属氧化物半导体（Si-MOS）霍尔栅晶体管。这些Si-MOS霍尔条由先进的半导体制造工艺在300 mm Si晶片上制成，支持高质量的2D电子气，最大迁移率为17.6 $\times$ 10 $^3$ cm $^2$ /Vs，最小渗透密度为3.45 $\times$ 10 $^{10}$ cm $^{-2}$。由于低的无序，我们观察到的Shubnikov-de Haas振荡，从能量分裂两个低洼的导带谷产生的殴打。从分析的振荡跳动模式，T = 1.7 K，我们估计在6.8 $\times$ 10 $^{12}$ cm $^{-2}$的密度为8.2毫电子伏的最大谷分裂。此外，谷分裂增加与密度在一个接近理想的半导体/氧化物界面的理论预测一致的速率。
2022-04-05 cond-mat.mes-hall
Dominant scattering mechanisms in the low/high electric field transport in cryogenic 2D confinement in Silicon (110) with high-$κ$ oxides
National Taiwan University（台湾大学）；Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd.（台湾积体电路制造股份有限公司）
通过多谷蒙特卡洛模拟研究硅(110)系统中的电子输运，揭示低温下低电场时迁移率由远程库仑散射和表面粗糙度散射竞争决定，高电场时声子发射主导限制速度增强。
2026-07-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Gate Dielectric Engineering with an Ultrathin Silicon-oxide Interfacial Dipole Layer for Low-Leakage Oxide-Semiconductor Memories
提出在AOS沟道与high-k栅介质间引入ALD超薄SiL，实现阈值电压稳定调控并显著降低漏电流与刷新能耗，提升存储器可靠性。
2025-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Shrinking limits of silicon MOSFET's: Numerical study of 10-nm-scale devices
我们已经进行了数值模拟的双栅弹道n-MOSFET的沟道长度的顺序为10 nm，包括量子隧穿沿沟道和通过栅极氧化层的影响。我们的分析包括一个完整的（二维）静电问题的自洽解决方案，考虑到电场渗透到重掺杂电极。结果表明，沟道长度小至8 nm的晶体管可以表现出高达4,000 mS/mm的电流或栅极调制的电流超过8个数量级，这取决于栅极氧化层厚度。这些特性使得该器件分别满足逻辑和存储器应用，尽管它们的栅极阈值电压对沟道长度的纳米级变化相当敏感。
1999-10-17 cond-mat.mes-hall
A low-disorder Metal-Oxide-Silicon double quantum dot
阻碍金属-氧化物-硅（MOS）量子点器件发展的最大挑战之一是在Si/SiO $_2$界面处存在无序，其干扰可控地限制单个和少量电子。在这项工作中，我们设计了一个低无序MOS量子双点器件的临界电子密度，即支持导电通路所需的最低电子密度，接近高质量Si/SiGe器件中报道的临界电子密度，并与任何MOS器件中报道的最低临界密度相称。利用附近的电荷传感器，我们表明，该设备可以被调谐到单电子制度，其中$\approx$ 8毫电子伏的充电能量测量在两个点，一致的光刻尺寸的点。探测宽电压范围与我们的量子点和电荷传感器，我们检测到三个不同的电子陷阱，对应的缺陷密度与合奏测得的临界密度一致。在300 mK下的低频电荷噪声测量表明在1 Hz下的1/ $f$噪声谱为3.4 $μ$ eV/Hz $^{1/2}$，并且磁谱测量产生110 $\pm$ 26 $μ$ eV的谷分裂。这项工作表明，可重复的MOS自旋量子位是可行的，并代表了一个平台，在MOS中扩展到更大的量子位系统。
2018-10-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamically controlled charge sensing of a few-electron silicon quantum dot
我们报告了一个硅金属氧化物半导体量子点使用单电子晶体管作为动态反馈控制的电荷传感器的电荷传感测量。使用数字控制的反馈，传感器表现出灵敏和强大的检测的量子点的电荷状态，即使在存在的电荷漂移和随机电荷重排。该传感器使得量子点的占据率能够被探测到单电子水平。
2011-07-08 cond-mat.mes-hall
Neuron-inspired flexible memristive device on silicon (100)
全面了解世界上最节能的强大计算机--人脑，是一个难以捉摸的科学问题。尽管如此，已经获得的知识表明忆阻器可以用作大脑模型的构建块。与此同时，大脑皮质被折叠，允许数万亿个神经元整合到一个紧凑的体积中。因此，我们报道了柔性氧化铝基忆阻器件的制造，然后从广泛使用的块状单晶硅（100）衍生。我们使用基于互补金属氧化物半导体的工艺来布局这种存储器设备的超大规模集成（ULSI）的基础，以推进理解人脑的物理模型的任务。
2017-06-18 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Fractionally delta-doped oxide superlattices for higher carrier mobilities
氧化物异质结构中的二维电子气系统是新现象的重要场所。在这里，我们表明，通过使用分数δ掺杂来控制界面的LaxSr 1-xTiO 3/SrTiO 3人工氧化物超晶格的组成，填充控制的二维绝缘体-金属转变可以实现。d-电子带填充的原子尺度控制，这反过来又有助于调整的有效质量和密度的载流子，被发现是一个迷人的路线，大大提高载流子迁移率。
2012-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Reconfigurable quadruple quantum dots in a silicon nanowire transistor
我们提出了一种新型的可重构金属氧化物半导体多栅晶体管，它可以在硅中容纳一个四重量子点。该器件由一个工业四栅硅纳米线场效应晶体管组成。利用角点效应，我们研究了单量子点和串联双量子点结构的通用性，并提取了相关的电容参数。我们解决了四栅极方法的制造可变性，与改进的硅制造技术相结合，使得角态量子点方法成为可扩展的量子信息架构的有希望的候选者。
2016-03-11 cond-mat.mes-hall
Impact of geometry on chemical analysis exemplified for photoelectron spectroscopy of black silicon
针对纳米粗糙表面（如黑硅）因几何结构导致X射线光电子能谱化学分析复杂的问题，研究结合Minkowski张量积分几何分析与AFM形貌信息量化该效应，可可靠估算涂层厚度，且发现黑硅氧化层比标准硅片自然氧化层厚约50%，凸显纳米几何对化学分析的重要影响。
2024-10-10 cond-mat.mes-hall
Shubnikov-de Haas oscillations near the metal-insulator transition in a two-dimensional electron system in silicon
本文研究了硅中二维电子系统在低电子密度下的Shubnikov-de Haas振荡。在金属-绝缘体转变附近，只有朗道能级填充因子2、6、10和14处的电阻“自旋”最小值，而填充因子4、8和12处的“回旋”最小值消失。一个简单的解释所观察到的行为需要一个巨大的增强附近的金属-绝缘体过渡的自旋分裂。
2000-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Graphene as Transparent Electrode for Direct Observation of Hole Photoemission from Silicon to Oxide
石墨烯出色的电学和光学特性使其成为透明电极的绝佳替代品。在这里，我们展示了石墨烯作为集电极材料在内部光电发射（IPE）光谱中的应用;能够直接观察Si/Al2O3界面处的电子和空穴注入，并成功克服了在IPE测量中检测半导体发射极注入的空穴的长期困难。观察到的电子和空穴势垒高度分别为3.5 eV和4.1 eV。由此可以进一步推导出Al_2O_3的禁带宽度为6.5eV，这与真空紫外椭圆偏振光谱分析的结果基本一致。石墨烯/Al2O3/Si叠层的详细光学建模表明，通过在IPE测量中使用石墨烯，来自发射极的载流子注入显著增强，来自集电极的载流子注入的贡献最小。该方法可以很容易地扩展到各种IPE测试结构的一个完整的能带对准分析和接口特性。
2013-08-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Detection of High Energy Ionizing Radiation using Deeply Depleted Graphene-Oxide-Semiconductor Junctions
石墨烯的线性能带结构和二维态密度为感测电荷提供了隐含的优势。这里，这些优点在深度耗尽的石墨烯-氧化物-半导体（D2 GOS）结检测器架构中被利用，以感测由电离辐射产生的载流子。具体而言，硅基D2 GOS结的室温响应进行了分析，在用20 MeV的Si 4+离子辐照期间。证明了12-1200离子剂量范围内的检测，器械功能保持不变，没有实质性退化。为了理解器件响应，D2 GOS像素在辐照后通过电表征、拉曼光谱和光电流映射的组合来表征。这种组合的表征方法强调了辐照对石墨烯造成的可辨别的损伤的缺乏，同时突出了入射离子和硅吸收剂之间的相互作用的性质。
2022-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Singlet-triplet-state readout in silicon-metal-oxide-semiconductor double quantum dots
本研究针对硅基双量子点单重态-三重态读出中阈值法受弛豫和信噪比限制的问题，实现了增强型锁存读出，并引入机器学习将模拟单迹读出保真度提升至99.67%，为大规模量子计算的高保真读出提供了新方案。
2023-09-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Templated self-assembly of iron oxide nanoparticles
我们报告自组装铁氧化物纳米粒子薄膜在硅衬底上。除了均匀组装的层，我们制作了40-1000 nm宽的图案化的沟槽，使用电子束光刻辅助自组装的调查。通过在油酸存在下在三辛胺中热分解油酸铁络合物来合成直径为20 nm +/-7%的纳米颗粒。样品具有不同的轨道宽度和纳米颗粒浓度，其特征在于通过扫描电子显微镜和超导量子干涉装置磁力仪。
2010-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multifunctional magnetic oxide-MoS$_2$ heterostructures on silicon
本研究通过自支撑LSMO薄膜与范德华转移技术，在硅衬底上制备了LSMO-MoS$_2$异质结构，实现了栅极可调整流、高开关比晶体管、光电探测及室温电调磁响应等多功能集成。
2023-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.app-ph
Silicon oxide nanoparticles grown on graphite by codeposition of the atomic constituents
该研究通过原子组分共沉积在HOPG上制备可调化学计量比的SiOₓ纳米颗粒网络薄膜，并揭示原子O对均匀性与1073 K热稳定性的关键作用。
2025-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Realization of a hole-doped Mott insulator on a triangular silicon lattice
掺杂莫特绝缘体的物理特性是材料研究中一些最奇特的物理现象的核心，包括绝缘体-金属转变、巨磁阻和层状钙钛矿化合物中的高温超导性。这一领域的进展将大大受益于具有类似丰富物理现象的新材料系统的可用性，但与氧化物相比，化学和结构复杂性更少。使用扫描隧道显微镜和光谱，我们表明，这样的系统可以实现在硅平台上。三分之一单层的Sn原子吸附在Si（111）表面上产生具有半填充悬挂键轨道的三角形表面晶格。这些悬挂键的调制空穴掺杂揭示了莫特物理学的明确标志，如光谱重量转移和准粒子态在费米能级的形成，明确定义的费米轮廓段，以及状态密度的尖锐奇异性。这些观察结果与复杂氧化物材料（包括高温超导体）中的观察结果非常相似，但在常规sp键合半导体材料领域中非常特别。这表明奇异量子物质相可以在硅基材料平台上实现和工程化。
2017-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Non-Local Dual Phase Lag Model of Heat Conduction in a Silicon Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor
本文提出二维非局部DPL热传导模型，通过与Knudsen数线性相关的γ参数刻画空间非局部性，并在硅MOSFET中确定参数取值，提升宏观方法预测微纳热行为的精度。
2025-05-16 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.comp-ph
Preferred orientation of n-hexane crystallized in silicon nanochannels: A combined x-ray diffraction and sorption isotherm study
我们提出了一个X射线衍射研究正己烷在管状硅通道的直径约为10 nm的填充分数f的通道和作为一个函数的温度。在冷却时，受限的正己烷以典型的本体结晶状态的三斜相结晶。然而，各向异性的空间限制导致受限微晶的优选取向，其中<001>结晶方向与通道的长轴重合。该优选取向的大小随着填充分数而增加，这证实了Bridgman型结晶过程负责奇特的晶体织构的假设。这种生长过程预测的通道状限制的最快的结晶方向平行于长通道轴的对齐。预计随着固化液体包裹的长度以及因此随着f的增加，其将越来越有效。事实上，最快的凝固前沿预计将席卷整个硅纳米通道的f=1，与我们观察到的完全填充的纳米通道的几乎完美的纹理。
2009-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.chem-ph
