Laser Directly Written Junctionless In-plane-Gate Neuron Thin Film Transistors with AND Logic Function
采用激光划片工艺在室温下制备了具有面栅结构的无结氧化物基神经元薄膜晶体管。神经元晶体管由底部ITO浮栅和两个平面内控制栅的倍数组成。控制栅与浮栅耦合，控制晶体管的“开”和“关”。实现了漏极电流的有效场效应调制。在双平面栅神经元晶体管上演示了AND逻辑。发展的激光划片技术在以低成本制造高性能神经元晶体管方面是非常可取的。
2012-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Time reversal reserved spin valve and spin transistor based on unconventional $p$-wave magnets
School of Physics and Materials Science, Guangzhou University（广州大学物理与材料科学学院）；Department of Physics, Southeast University（东南大学物理系）
提出利用非常规$p$-波磁体实现无需净磁化或相对论自旋-轨道耦合的自旋阀和自旋晶体管，通过交换场强度矢量的取向控制电导。
2026-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ambipolar Graphene Field Effect Transistors by Local Metal Side Gates
我们展示了由局部金属侧栅单独控制的双极石墨烯场效应晶体管。侧栅场效应可以具有与全局背栅的开/关比相当的开/关比，并且可以通过背栅和/或第二侧栅在大范围内调谐。我们还发现，侧栅场效应是显着更强的电浮置背栅相比，接地的背栅，从静电模拟的发现一致。
2010-08-06 cond-mat.mes-hall
Dynamics of thin-film spin-flip transistors with perpendicular source-drain magnetizations
“自旋翻转晶体管”是一种横向自旋阀，由铁磁源极漏极接触到一个薄膜正常金属岛组成，顶部有一个电浮置铁磁基极接触。利用磁电子电路理论和宏自旋Landau-Lifshitz-Gilbert方程，分析了源漏接触垂直于器件平面磁化的自旋翻转晶体管的\emph{dc}电流驱动磁化动力学.考虑了自旋翻转散射和自旋抽运效应。我们发现一个稳定状态旋转的基础磁化在GHz的频率是可调的源漏偏置。我们讨论了横向结构的优势，高频发电和驱动的纳米机械系统最近提出的纳米柱结构。
2006-01-27 cond-mat.mes-hall
Micromechanical field-effect transistor terahertz detectors with optical interferometric readout
本文研究微机械场效应晶体管（MMFET）对太赫兹信号的响应，利用微悬臂梁作为浮置栅极和干涉仪反射镜，结合机械与等离激元共振及光学放大实现有效太赫兹探测。
2023-06-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Computational Associative Memory with Amorphous InGaZnO Channel 3D NAND-Compatible FG Transistors
3D NAND能够实现连续的NAND密度和成本扩展，超越传统的2D NAND。然而，其多晶硅沟道具有低迁移率、大的器件变化和由晶界引起的不稳定性。在这里，我们通过引入非晶铟镓锌氧化物（a-IGZO）沟道来克服这些缺点，该沟道具有超低关断电流、后端线兼容性、比多晶硅更高的迁移率和更好的均匀性以及由于非晶性质而没有晶界的优点。报道了具有60 nm沟道长度的超大规模浮栅（FG）晶体管，在所有报道的用于高密度、低功耗和高性能3D NAND应用的基于a-IGZO的闪存器件中实现了127 uA/um的最高导通电流。此外，非易失性和面积有效的三进制内容可寻址存储器（TCAM），只有两个a-IGZO FG晶体管的实验证明。使用实验校准模型进行的阵列级仿真表明，该设计实现了至少240倍的阵列尺寸可扩展性，并且搜索能量比16 T-CMOS，2 T2 R和2FeFET TCAM减少了2.7倍。
2022-12-16 cond-mat.mes-hall
Exact solution for driven oscillations in plasmonic field-effect transistors
高迁移率场效应晶体管可以作为太赫兹辐射的共振探测器，由于在沟道中的等离子体激元的激发。这些器件的建模以前要么依赖于近似技术，要么依赖于复杂的全波模拟。在本文中，我们得到了一个精确的解决方案，驱动电振荡的等离子体场效应晶体管与现实的接触几何。所得到的解决方案突出了近的接触，定性地修改检测器的响应光谱激发的倏逝等离子体波的重要性。我们推导了等离子体场效应晶体管的交流浮置电极上的边界条件，该边界条件介于开路（Dyakonov-Shur）和短路（箝位电压）边界条件之间。在这两种极限下，FET光电压都具有共振条纹，然而，电压的绝对值在开路状态下更大。
2018-06-13 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Frequency as a Clock: Synchronization and Intrinsic Recovery in Graphene Transistor Dynamics
本文提出统一动力学模型，通过载流子注入与再吸收竞争揭示GFET迟滞的频率无关弛豫与频率锁定双区域，解释非易失效应并预测回线演变，指导石墨烯电子设计。
2025-10-08 cond-mat.mes-hall
Negative Quantum Capacitance of Carbon Nanotube Field-Effect Transistors
用原子密度泛函理论计算了金属圆柱栅与碳纳米管之间的电容。结果强调量子电容在限制甚至增强CNT的屏蔽性能的主导作用。指出了电子态密度（DOS）以外的其它对量子电容的贡献。负值的量子电容得到低密度系统，相应地过屏蔽的门场。量子电容的这种非常规行为与交换贡献在CNT的总电子能量中的主导地位有关。
2004-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Remote capacitive sensing in two-dimension quantum-dot arrays
我们研究了采用与晶圆代工厂兼容的全耗尽绝缘体上硅（FD-SOI）工艺制备的绝缘体上硅纳米线场效应晶体管中的栅极定义量子点。包裹在硅纳米线上的一系列分裂栅极自然地沿着单个纳米线产生量子点的$2\times n$双线性阵列。我们开始研究这样的2 $\times$ 2阵列内的量子点的电容耦合，然后显示如何可以扩展这种耦合在两个平行的硅纳米线耦合在一起共享，电隔离，“浮动”电极。利用一个量子点作为单电子盒传感器操作，浮栅用于增强电荷灵敏度范围，使其能够检测单独的硅纳米线中的电荷状态转变。通过比较多个器件的测量结果，我们说明了浮动栅极的影响，通过量化作为点传感器分离和配置内的双纳米线结构的函数的电荷灵敏度衰减。
2020-09-09 cond-mat.mes-hall
A coherent nanomechanical oscillator driven by single-electron tunnelling
单电子晶体管作为纳米机械谐振器的一部分，代表了电子-声子耦合的极限。虽然它允许快速和灵敏的机电测量，但它也引入了来自电子隧穿的反作用力，随机扰动机械状态。尽管这种反作用的随机性，在强耦合的条件下，它预计将创建自我维持的相干机械振荡。在这里，我们使用振动碳纳米管晶体管的时间分辨测量来验证这一预测。这种机电振荡器与激光器有着有趣的相似之处。单电子晶体管在电偏压作用下作为增益介质，谐振腔作为声子腔。尽管非常规的工作原理，这不涉及受激发射，我们确认，输出是相干的，并证明其他激光行为，包括注入锁定和频率通过反馈变窄。
2019-03-11 cond-mat.mes-hall
Biorealistic response in a technology-compatible graphene synaptic transistor
本研究提出一种基于全技术兼容材料的石墨烯突触晶体管，通过调控器件几何与界面实现连续电导状态，模拟生物突触的短期与长期动力学，可用于神经形态硬件网络的信息处理与存储。
2025-01-10 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Unconventional Sequence of Fractional Quantum Hall States in Suspended Graphene
当载流子的动能被抑制时，电子之间的相互作用可以引起引人注目的集体现象。一个例子是分数量子霍尔效应，其中在强磁场的影响下在二维中移动的电子之间的相关性产生具有分数电荷的激发。石墨烯提供了一个平台，以研究独特的多体效应，由于其无质量的手性载流子和四重简并，从他们的自旋和谷自由度。在这里，我们报告使用扫描单电子晶体管进行的悬浮石墨烯片的局部电子可压缩性测量。在朗道能级填充v = 0和1之间，我们观察到不可压缩的分数量子霍尔态，对于所有整数p \leq 4，它们遵循标准复合费米子序列v = p/（2 p \pm 1）。相比之下，不可压缩行为仅在v = 1和2之间的v = 4/3、8/5、10/7和14/9时发生。这些分数对应于一个子集的标准复合费米子序列只涉及偶数分子，这表明一个强大的潜在对称性。我们提取了与每个分数量子霍尔态相关的能隙作为磁场的函数。v = 1/3，2/3，4/3和8/5的态在低场下最强，在1.5T以下持续存在。不可压缩状态的不寻常序列提供了对石墨烯中电子相关性和SU（4）对称性之间相互作用的洞察。
2012-01-24 cond-mat.mes-hall
Impact of geometry and non-idealities on electron 'optics' based graphene p-n junction devices
我们阐述了使用石墨烯中的光子电子流的非常规设备的挑战和机遇，例如石墨烯克莱因隧道（GKT）晶体管。基本的物理是采用动量而不是能量过滤来设计二维狄拉克锥带结构中的门可调输运带隙。在弹道极限，我们得到一个干净的可调间隙，这意味着低于玻尔兹曼极限的亚热开关电压，同时保持高饱和电流的输出特性。在实际的结构中，详细的数值模拟和实验表明，动量散射，特别是从边缘，泄漏路径进入运输间隙，并把它变成一个赝间隙。我们量化的重要性，减少边缘粗糙度和整体几何的低偏置传输特性的GKT晶体管和基准对实验数据。我们发现，几何形状起着关键的作用，在确定电子光学器件的性能，利用电子的角分辨率。
2018-10-11 cond-mat.mes-hall
Inelastic thermoelectric transport and fluctuations in mesoscopic system
在过去的十年中，在物理学和可再生能源之间的界面出现了一个新的研究前沿，称为非弹性热电效应，其中非弹性输运过程起着关键作用。非弹性热电效应的研究拓宽了我们对热电现象的理解，并为高性能热电能量转换提供了新的途径。本文综述了这一领域的主要研究进展，重点介绍了由电子-声子和电子-光子相互作用引起的非弹性热电效应。我们介绍了动机，基本图片，原型模型，以及非弹性热电输运引起的非常规效应。这些非常规效应包括热与电荷输运分离、热效应冷却、线性热晶体管效应、非线性性能增强、Maxwell恶魔效应和协同效应。我们发现，弹性和非弹性热电效应所描述的显着不同的微观机制，属于不同的线性热力学类。我们还特别注意在小介观热电系统的波动的独特方面。最后，我们讨论了非弹性热电领域的挑战和未来的机遇。
2022-05-01 cond-mat.mes-hall
Single-electron operation of a silicon-CMOS 2x2 quantum dot array with integrated charge sensing
硅互补金属氧化物半导体（CMOS）技术中可用的先进纳米级集成为其在基于自旋的量子计算应用中的使用提供了关键动机。在CMOS代工厂兼容的器件中，量子点形成和自旋封锁的初步演示令人鼓舞，但结果尚未与大学制造的多栅极设计中演示的单个电子的控制相匹配。我们在这里表明，在CMOS纳米线器件中形成的量子点的电荷状态可以通过使用浮栅静电耦合到相邻纳米线中形成的远程单电子晶体管（SET）来感测。通过相对于容纳量子点的纳米线偏置远程SET的纳米线和栅极，我们可控地在浮置栅极下形成辅助量子点，从而使得能够证明对四重（2 × 2）量子点阵列中的电荷跃迁的独立控制。该装置克服了与基于通过点的隧道传输的测量相关联的限制，并且允许感测所有电荷跃迁，直到每个点中的最后一个电子。我们使用有效质量理论来研究必要的优化的设备参数，以实现基于自旋的量子计算所需的隧道速率。
2020-04-24 cond-mat.mes-hall
Post-CMOS Compatible Aluminum Scandium Nitride/2D Channel Ferroelectric Field-Effect-Transistor
在1963年，Moll和Tarui提出半导体的场效应电导可以通过铁电（FE）材料的反向极化来控制，以创建铁电场效应晶体管（FE-FET）。然而，生产实用、紧凑的FE-FET的后续努力受到低保持力和与互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺集成不兼容的困扰。这些困难导致了基于捕获电荷的存储器设备（也称为浮栅或闪存）的发展，并且这些现在是主流的非易失性存储器（NVM）技术。在过去的二十年里，氧化物铁电材料的进步使铁电领域重新焕发活力，并使铁电随机存取存储器（FE-RAM）成为商业现实。尽管取得了这些进展，但由于工艺挑战，基于锆钛酸铅（PZT）的商业FE-RAM在130 nm处停滞不前。350 ℃）。该温度与CMOS后端工艺兼容。在这里，我们提出了一个FE-FET器件的AlScN FE电介质层集成的范德华二维（2D）半导体，MoS 2的沟道层。我们的器件显示开/关比约为10^6，同时具有0.3 V/nm的归一化存储窗口。这些器件还表现出稳定的双态存储器保持时间长达10^4秒。我们的模拟和实验结果表明，AlScN和2D半导体的组合几乎是理想的低功耗FE-FET存储器。这些结果展示了嵌入式内存和内存计算的新方法，甚至可能导致有效的神经形态计算架构。
2020-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Unconventional sequence of correlated Chern insulators in magic-angle twisted bilayer graphene
强电子-电子相互作用和能带拓扑之间的相互作用可以导致自发打破对称性的新电子态。具有非平凡拓扑结构的魔角扭曲双层石墨烯（MATBG）中平带的发现为寻找新的非平凡相提供了一个独特的平台。最近的扫描隧道显微镜和输运实验揭示了一系列的拓扑绝缘相在MATBG与陈数$C=\pm 3, \, \pm 2, \, \pm 1$附近的莫尔带填充因子$ν= \pm 1, \, \pm 2, \, \pm 3$，对应于一个简单的模式的味道对称性破坏陈绝缘体。在这里，我们报告高分辨率的局部可压缩性测量MATBG与扫描单电子晶体管，揭示了一个新的序列不可压缩的状态与意想不到的陈数观察到为零磁场。我们发现八个观测到的不可压缩态的Chern数与$C= \pm 1$带顺序填充的简单图像不相容。我们发现，这些不寻常的不可压缩相的出现可以理解为一个结果，打破平移对称性，加倍的莫尔晶胞和分裂成一个$C=\pm 1$带和一个$C=0$带每个$C=\pm 1$带。我们的研究结果显着扩展了已知的MATBG相图，并揭示了系统中不同相关相之间的密切竞争的起源。
2021-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Huge field-effect surface charge injection and conductance modulation in metallic thin films by electrochemical gating
场效应技术由于其在普通场效应晶体管中的应用而流行，在此通过使用新型聚合物电解质溶液作为电介质将其应用于金属薄膜。最大注入的表面电荷，通过对电化学的经典方法进行适当的修改，称为双步计时库仑法，达到了10^15个电荷/cm ^2的单位。在室温下，在金、银和铜的情况下分别观察到高达8%、1.9%和1.6%的电阻相对变化，并且如果膜足够厚（> 25 nm），则可以在具有平行电阻通道的自由电子模型内很好地解释结果。巨大的电荷注入使得这种特殊的场效应技术非常有希望用于各种材料，如非常规超导体，石墨烯和2D类材料。
2013-01-16 cond-mat.mes-hall
Robust Spin Logic Enabled by Generalized $\mathrm{SU}(2)$ Symmetry in $p$-Wave Magnets
提出利用三维 $p$-波磁体的内禀动量依赖交换场与栅极诱导Rashba自旋轨道耦合精确调谐，建立广义 $\mathrm{SU}(2)$ 自旋旋转对称性，产生对称保护的自旋螺旋，实现高可见度Datta-Das电导振荡，并证明其对非磁无序和几何变化的鲁棒性。
2026-06-12 cond-mat.mes-hall
Quantum Paracrystalline Shear Modes of the Electron Liquid
与经典流体不同，量子费米液体可以在任意小的波矢和频率下支持长寿命和传播的剪切声波，这让人想起晶体中的横向声音，尽管缺乏任何形式的长程晶体秩序。这种模式预计存在于适度相互作用的金属中，其中准粒子质量被重整化为二维（2D）裸质量的两倍以上，但它仍然未被检测到，因为它很难激发，因为它不涉及电荷密度波动，与传统的等离子体模式相反。在这项工作中，我们提出了一种策略，激发和检测这种非常规模式在干净的金属通道。我们表明，剪切声是负责在窄通道的交流电导在谐振频率匹配其色散的急剧下降的外观。液体共振，同时以类似于滑动晶体的方式最小化其耗散。超洁净的二维材料，可以调整到维格纳结晶转变，如硅金属氧化物半导体场效应晶体管，MgZnO/ZnO，p-GaAs和AlAs量子阱是有前途的平台，实验发现剪切声。
2020-09-10 cond-mat.mes-hall
Josephson Field Effect Transistors with InAs on Insulator and High Permittivity Gate Dielectrics
本文比较 HfO2 与 Al2O3 高 k 栅介质的 InAsOI JoFET，证明 HfO2 因更高介电常数而具有更强调控能力，并揭示边缘峰值超流分布。
2025-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
A topological field-effect memristor
本研究提出一种基于拓扑量子阱的场效应忆阻器，结合相干传输与忆阻行为，为量子-神经形态混合架构提供新方案。
2025-11-21 cond-mat.mes-hall
Odd-integer quantum Hall states and giant spin susceptibility in p-type few-layer WSe2
我们制作了高迁移率p型少层WSe 2场效应晶体管，并在中等强度的磁场下观察到了一系列量子霍尔（QH）态。通过倾斜磁场，我们发现了超低重合角下的朗道能级（LL）交叉效应，揭示了在Γ谷处价带顶附近的塞曼能量约为回旋能量的3倍。这一结果暗示了交换相互作用在p型少层WSe 2中所起的重要作用，其中可能发生巡游或QH铁磁性。显然，几层WSe 2的Γ谷提供了一个独特的平台，具有异常重的空穴载流子和显著增强的g因子，用于探索强相关现象。
2017-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field-Effect Control of Metallic Superconducting Systems
尽管金属被认为是不敏感的场效应和传统的Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）理论预测的电场对传统的超导体是无效的，一些门控实验表明，调制的金属薄膜的导电性和传统的超导体的临界温度的可能性。所有这些实验特征都可以用简单的电荷积累/耗尽来解释。2018年，在金属中载流子浓度的感应变化小到可以忽略的电场范围内，已经证明了传统金属超导体中超导电流的电场控制。实际上，没有报道正常态电阻和超导临界温度的变化。在这里，我们回顾了利用这一无法解释的现象实现场效应金属超导器件的实验结果。我们将首先介绍超导BCS线和纳米收缩约瑟夫森结（Dayem桥）的不同材料，如钛，铝和钒制成的开创性成果。然后，我们展示了超导体-正常金属-超导体接近晶体管中约瑟夫森超电流的掌握，这表明诱导超导相关的存在足以看到这种非常规的场效应。随后，我们介绍了超导量子干涉装置中的干涉图样的控制，表明电场与超导导电相的耦合。在所提出的现象学的可能的应用中，我们通过提出一些可能代表超导量子和经典计算突破的设备来结束这篇评论。
2020-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electric imaging and dynamics of photo-charged graphene edge
本研究利用扫描氮-空位显微镜对单层石墨烯边缘的电场分布进行纳米级实空间成像，提出光热电子效应理论解释电荷转移机制，为石墨烯一维栅极和光电子学及金刚石表面化学环境调控提供了新方法。
2024-09-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
