Electronic states in cylindrical core-multi-shell nanowire
纳米线（NW）生长技术的最新进展使得更复杂结构（诸如核-多壳（CMS）NW）的生长成为可能。提出了在简单有效质量近似下计算圆柱形CMS纳米线电子子带的方法。本文给出了以AlGaAs为芯、GaAs和AlGaAs为壳的${\rm GaAs/Al_{0.3}Ga_{0.7}As}$径向异质结的数值计算结果。讨论了异质层中有效质量差的影响。
2021-01-16 cond-mat.mes-hall
Exchange bias effect in cylindrical nanowires with ferromagnetic core and polycrystalline antiferromagnetic shell
我们模型的交换偏置效应在薄的圆柱形纳米线组成的铁磁核和反铁磁壳实现经典的自旋哈密顿和蒙特卡罗模拟。我们系统地解决壳的多晶性的等温磁滞回线的特征字段（bavity，交换偏置）和它们的角度依赖于所施加的/冷却场的方向上的效果。我们所观察到的趋势修改的基本磁化反转机制。我们拟合我们的模拟结果，以扩展的Stoner-Wohlfarth模型与有效的离轴单向各向异性，并表明壳多晶性可以导致最大的交换偏置效应在离轴方向。我们的结果是在定性协议与最近的实验研究的Co/CoO纳米线。
2018-05-10 cond-mat.mes-hall
Spin precession and modulation in ballistic cylindrical nanowires due to the Rashba effect
以表面含有二维电子气的InAs纳米线为模型，对圆柱形半导体纳米线中Rashba自旋轨道耦合引起的自旋进动进行了理论研究.本征态、能量-动量色散和能量-磁场色散关系通过求解圆柱对称中的薛定谔方程来确定。具有相同总角动量但相反自旋取向的状态的组合导致沿着线的轴的轴向自旋分量的周期性调制。通过两个具有不同总角动量的态的干涉实现绕丝轴的自旋进动。由于在零磁场下存在一个自旋旋进方向正好相反的叠加态，因此可以得到自旋取向的振荡。如果施加轴向取向的磁场，自旋获得额外的旋进分量。
2011-01-14 cond-mat.mes-hall
Evanescent channels and scattering in cylindrical nanowire heterostructures
研究了多通道双探针圆柱纳米线异质结构中一般有限程不可分势产生的散射现象。多通道电流散射矩阵的有效计算使用的R-矩阵形式主义扩展柱坐标。考虑到渐逝通道对散射矩阵的贡献，我们能够证明在吸引势的情况下隧穿系数的特定下降。圆柱对称取消了笛卡尔坐标系中已知的“选择规则”。如果吸引势叠加在沿纳米线的非均匀势上，则出现共振透射峰。我们可以通过电流散射矩阵的极点来定量地描述它们。本地化概率密度的详细地图维持共振（谷和峰）的物理解释。我们的形式主义适用于各种模型系统，如量子点，核/壳量子环或双势垒，嵌入到纳米圆柱。
2008-12-17 cond-mat.mes-hall
Experimental determination and micromagnetic analysis of spin wave modes in cylindrical nanowires
本文通过微布里渊光散射实验和微磁学模拟，研究了圆柱形纳米线中热自旋波的离散模式，揭示了模式频率随外加纵向磁场增大而升高的规律，并用径向和方位角指标对空间模式进行了标定。
2025-08-21 cond-mat.mes-hall
Controlled Evolution of Three-Dimensional Magnetic States in Strongly Coupled Cylindrical Nanowire Pairs
圆柱形磁性纳米线是发展三维自旋电子学器件的一个很有前途的系统。在这里，我们模拟的磁状态的演变过程中制造的强耦合的圆柱形纳米线具有不同程度的重叠。通过改变导线之间的间隔，可以调节交换和静磁耦合的相对强度。因此，导致形成六个基本状态作为线间间隔和线高度的函数。特别是，两个复杂的三维磁状态，三维朗道图案和螺旋畴壁，观察到出现中间重叠。磁相互作用的竞争和我们遵循的平行生长方案（同时生长两条线）有利于这些反平行亚稳态的形成。这项工作展示了如何利用具有竞争相互作用的强耦合3D纳米结构的工程来创建复杂的自旋纹理。
2022-09-28 cond-mat.mes-hall
Time-resolved imaging of Œrsted field induced magnetization dynamics in cylindrical magnetic nanowires
最近的三维自旋电子学研究表明，在圆柱形纳米线中，奥斯特场起着重要的作用。然而，目前还没有直接报道其对磁性纹理的影响。在这里，我们使用时间分辨扫描透射X射线显微镜成像的动态响应的磁化圆柱形Co $_{30}$ Ni $_{70}$纳米线进行纳秒级磁场脉冲。我们观察到的倾斜的纵向磁化域的方位角的磁场方向，并创建一个强大的模型来重现微分磁对比度和提取的倾斜角。此外，我们报告的压缩和膨胀，或呼吸，布洛赫点域壁时发生的弱脉冲与相反的符号。我们希望这项工作奠定了基础，并提供了进一步研究纳米线中复杂而迷人的磁化动力学，特别是预测的超快畴壁运动和相关的自旋波发射的激励。
2021-04-12 cond-mat.mes-hall
Spin wave dispersion and intensity correlation in width-modulated nanowire arrays: A Brillouin light scattering study
利用布里渊光散射光谱和动力学矩阵方法，我们研究了周期性双面宽度调制的坡莫合金纳米线密集阵列中的集体自旋波。宽度调制通过在两个平行纳米线侧面上产生一系列三角形凹口来实现，其中周期性为p=1000 nm，并且在两个横向侧面上的凹口序列的相对位移（D）可调。研究了对称（D=0）和非对称（D= 250和500 nm）宽度调制纳米线。我们发现，所检测到的模式具有布洛赫型的字符，属于一个双重来源于分裂的模式特性的纳米线具有均匀的宽度。有趣的是，磁振子带的振幅、偶极子的频率差以及它们的相对散射强度可以通过增加D而不是具有单面或对称（D=0）双面宽度调制来有效地控制。
2018-08-06 cond-mat.mes-hall
Giant supermagnonic Bloch point velocities by jet propulsion effect in cylindrical ferromagnetic nanowires
实现磁畴壁的高速度是它们在现代纳米电子应用中用作信息载体的关键因素。在纳米磁学和自旋电子学中，这些速度通常受到内部畴壁不稳定性（称为沃克击穿现象）或自旋波发射（称为磁振子区）的限制。在刚性畴壁模型中，最大磁振子速度作为一个有效的“光速”，提供了一个相对论类比的畴壁速度限制。圆柱形磁性纳米线是不存在沃克击穿现象的系统的示例。在这里，我们证明了在具有高磁化强度的圆柱形纳米线（如铁）中，也可以显著地超过磁振子极限。我们的数值模拟表明布洛赫点域壁速度高达14公里/秒，远高于在1.7-2.0公里/秒的间隔估计的磁振子极限。关键成分是畴壁的锥形形状，其在动态过程中伸长并断裂，导致由于喷射推进效应而导致畴壁加速。这种效应对于基于圆柱形磁性纳米线的三维自旋电子网络具有重要意义。
2023-02-23 cond-mat.mes-hall
Collective spin waves in arrays of Permalloy nanowires with single-side periodically modulated width
我们通过实验和数值计算研究了集体自旋波在具有周期性调制宽度的纵向磁化纳米线阵列中传播的色散。研究了两种单边调制和不同调制周期的纳米线阵列，并与宽度均匀的纳米线阵列进行了比较。在倒易空间的第三布里渊区测量的自旋波色散表明，宽度调制的纳米线存在两个色散模，其磁子带的振幅取决于调制周期，在较高频率处存在一组非色散模.这些发现与在均匀宽度纳米线中观察到的结果不同，在均匀宽度纳米线中，只有最低模具有相当大的色散。用动力学矩阵法满意地再现了所测得的自旋波色散。在这项工作中提出的结果是重要的，鉴于可能实现的频率可调谐磁振子器件。
2017-10-25 cond-mat.mes-hall
Current-induced instability of domain walls in cylindrical nanowires
我们研究了电流驱动的畴壁（DW）的运动在圆柱形纳米线使用微磁学模拟通过实施Landau-Lifshitz-Gilbert方程与非局部自旋转移力矩在一个有限差分微磁学包。我们发现，在DW存在的高斯波包（自旋波）时，将产生突然施加到系统的充电电流。当采用局部自旋转移矩时，这种效应被排除。自旋波发射的存在表明，横向畴壁不能在圆柱形纳米线中任意快速移动，尽管它们不受Walker极限的限制。我们通过分析高斯波包的稳定性，建立了一个上限的DW运动的速度。微磁学模拟表明，非局域自旋转移矩的稳定区域比局域自旋转移矩的稳定区域小。这种限制对于多个畴壁至关重要，因为高斯波包的不稳定性将破坏多个畴壁的结构。
2017-12-27 cond-mat.mes-hall
Charge-based Modeling of Ultra Narrow Cylindrical Nanowire FETs
本文提出了一种分析方法来模拟极窄圆柱形无结纳米线场效应晶体管（JLNW-FET）的直流电行为。该模型包括明确的表达式，考虑到一阶微扰理论计算本征态和相应的波函数得到的薛定谔方程在柱坐标系中。评估所提出的模型与技术计算机辅助设计（TCAD）的模拟和测量结果证实了其有效性的所有区域的操作。这代表了一个重要的一步，主要是基于无结纳米线晶体管的生物传感器的电路分析。
2020-03-15 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
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
Micromagnetic evaluation of the dissipated heat in cylindrical magnetic nanowires
磁性纳米线由于其大的形状各向异性，在交流电场下具有很好的发热性能。它们可用于催化、高温或水净化处理。在目前的工作中，我们从理论上评估由一个单一的磁性纳米线，起源于域壁动力学的交流场的作用下耗散的热量。我们比较坡莫合金纳米线（通过横向壁传播退磁）与Co fcc纳米线，其反转模式是通过一个涡旋畴壁。平均磁滞回线面积-与比吸收率（SAR）成比例-作为场频率的函数，在200 MHz-1 GHz范围内具有明显的最大值。该最大频率在坡莫合金中比在Co中小，并且取决于纳米线长度。提出了一个简单的模型相关的成核和传播时间和畴壁速度（高于为横向畴壁的旋涡）来解释非单调SAR依赖于频率。
2018-02-13 cond-mat.mes-hall
Confinement of electrons in size modulated silicon nanowires
基于第一性原理计算，我们发现具有不同长度和直径的氢饱和硅纳米线段的周期性重复结的超晶格形成多量子阱结构。超晶格的带隙在实空间中被调制，因为它的直径，并导致在动量空间中的带隙，这是不同于组成纳米线。特定的电子态可以被限制在超晶格的窄或宽的区域中。能带排列的类型以及因此价带和导带的偏移取决于超晶格的取向以及组成部分的直径。通过自旋极化理论计算，研究了SiH空位和替代杂质对材料的电子和磁性的影响。带边附近具有局域态的替代杂质可以使调制掺杂成为可能。超晶格结构的稳定性进行了研究，在高温下的从头计算分子动力学计算。
2009-07-21 cond-mat.mes-hall
One-Dimensional Quantum Confinement Effect Modulated Thermoelectric Properties in InAs Nanowires
我们报告的电导和热电测量InAs纳米线合成的化学气相沉积。在T=40 ~ 300 K的温度范围内，获得了直径约20 nm的InAs纳米线热电势的门调制。在低温下（T< ~ 100 K），InAs纳米线的热电势和功率因数随栅电压的变化而发生振荡，电导随栅电压的变化而逐步增大。这项工作的实验表明，调制半导体纳米线的热电性能的可能性，通过峰值的1D电子态密度的扩散传输制度，在纳米结构热电研究的长期追求的目标。此外，我们指出了散射（或无序）引起的能级展宽的重要性，在涂抹出一维限制增强的热电功率因数在实际温度下（如300 K）。
2013-03-15 cond-mat.mes-hall
Micromagnetics of magnetic chemical modulations in soft-magnetic cylindrical nanowires
我们分析了短的纵向调制的高磁化强度的材料在圆柱形纳米线制成的软磁材料的较低的磁化强度，如坡莫合金，结合磁显微镜，分析建模和微磁模拟的微磁学。磁化强度的不匹配导致调制中磁化强度绕轴卷曲，试图屏蔽界面磁荷。卷曲角随调制长度增加，直到达到平台，其中对于特定长度尺度~ $Δ_\mathrm{mod}$几乎完全电荷屏蔽，大于两种材料中的任一种的偶极交换长度。卷曲循环可以通过由充电电流产生的奥斯特场来切换，该充电电流对于$\sim$ 100 nm的直径具有典型幅度$10^{12} A/m^{2}$，并且对于$Δ_\mathrm{mod}$达到最大值。
2022-09-06 cond-mat.mes-hall
Frequency modulated self-oscillation and phase inertia in a synchronized nanowire mechanical resonator
同步已被广泛报道的自振荡系统。然而，尽管它已经在理论上预测了几十年，但在高驱动状态下的相位自振荡（有时称为相位捕获）的实验实现直到最近才被研究。我们详细研究了具有内反馈的同步场发射SiC纳米机电系统中的相位动力学。更丰富的相位行为已明确确定，这意味着相位调制和惯性。这种同步机制有望对理解相互作用的自振荡网络的动力学和在纳米尺度上产生频率调制信号产生影响
2014-08-28 cond-mat.mes-hall
Gate-modulated thermopower in disordered nanowires: I. Low temperature coherent regime
使用一维紧束缚安德森模型，我们研究了无序纳米线的存在下，外部栅极，可用于耗尽其载流子密度（场效应晶体管器件配置）。在这第一篇论文中，我们考虑了低温相干制度，通过纳米线的电子传输保持弹性。在纳米线长度超过电子局域化长度的限制，我们推导出三个解析表达式的典型值的热电势作为门电位的函数，在电子输运的情况下发生（i）内的杂质带的纳米线，（ii）周围的带边缘，并最终（iii）外的带。我们得到一个非常大的增强的典型的热电势在带边缘，而样品样品的波动周围的典型值表现出尖锐的交叉从杂质带内的洛伦兹分布朝向高斯分布的带边缘接近。
2014-04-30 cond-mat.mes-hall
Tracking random walk of individual domain walls in cylindrical nanomagnets with resistance noise
通过测量小磁场下电阻的缓慢波动或噪声，研究了磁性纳米线中畴壁运动的随机性。通过控制注射到隔离的圆柱形镍纳米线的DW，我们已经能够跟踪电阻的离散步骤之间的电引线的DW的运动。仔细检查的时间依赖性的噪声揭示了一个扩散的随机行走的DW具有普遍的动力学指数。我们的实验概述了一种方法，其中电阻能够检测纳米线内的DW的动力学状态，这可以是有用的DW为基础的存储器设计。
2010-06-30 cond-mat.mes-hall
Low-energy hole subband dispersions in a cylindrical Ge nanowire: the effects of the nanowire growth direction
本文通过准简并微扰理论计算圆柱形锗纳米线空穴子带色散，验证球近似的有效性，并揭示子带色散对纳米线生长方向的依赖关系。
2023-05-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Hole subband dispersions and strong `spin'-orbit coupling in a cylindrical Ge nanowire
本研究针对圆柱形Ge纳米线中的准一维空穴气，基于轴向近似Luttinger-Kohn哈密顿量，证明强磁场下可获得两组隔离且带强“自旋”-轨道耦合的子带色散，验证了不同生长方向下的结果并对比了电、磁场诱导的自旋劈裂。
2025-05-20 cond-mat.mes-hall
Continuous third harmonic generation in a terahertz driven modulated nanowire
我们认为，观察连续的三次谐波产生使用强驱动，单波段一维金属的可能性。在没有散射的情况下，这种系统的三倍频量子效率可以高达93%。结合Floquet准能谱和Keldysh Green函数技术，我们导出了在声子弱散射存在下，一维强快速驱动电子带的半经典主方程.从驱动场吸收的功率被声子模连续耗散，导致电子分布的准平衡。我们使用的Kronig-Penney模型与不同的有效质量，建立在太赫兹频率范围内的三次谐波产生的InAs/InP纳米线的生长参数接近最佳。
2013-03-09 cond-mat.mes-hall
Finite-size effects in cylindrical topological insulators
我们提出了一个由三维拓扑绝缘体制成的纳米线的理论研究。体拓扑绝缘体由连续模型哈密顿量描述，圆柱形纳米线的几何形状由硬壁边界条件建模。我们提供了长期方程的系统的本征值（包括体和表面状态）和能量本征函数的分析形式。我们描述了如何修改有限尺寸效应的表面状态的圆柱。特别是，我们提供了一个$1/R$展开的表面态的能量高达二阶。波函数的解析形式的知识使得能够计算任何单粒子算子的矩阵元素。特别是，我们计算的矩阵元的光学偶极子运营商，它描述了光吸收和发射，治疗内和带间跃迁在同一个立足点。光学跃迁的选择规则要求平行于纳米线轴的线性动量守恒，以及平行于纳米线轴的总角动量投影中$0$或$\pm 1$的变化。光跃迁矩阵元的大小受纳米线的有限半径的强烈影响。
2020-03-03 cond-mat.mes-hall
Analytical solutions to zeroth-order dispersion relations of a cylindrical metallic nanowire
用近似方法解析求解了圆柱形金属纳米线的零阶复色散关系。解析解对于色散关系中频率接近表面等离子体频率的部分是有效的。解析解可以很好地描述表面等离子体激元（SPP）的回弯，证实了回弯是由金属欧姆损耗引起的。本文还建议利用色散关系中的后弯点来测量金属欧姆损耗。
2011-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin wave modes in a cylindrical nanowire in crossover dipolar-exchange regime
纳米尺度的磁性系统已被广泛研究，在各种几何形状，如不同的横截面的线，线阵列，点，环等这样的系统有有趣的物理性质和先进的磁性器件的应用前景。均匀的磁性纳米线是目前被广泛研究的基本结构。然而，它们的一些动力学性质，如自旋波模之间的（反）交叉和磁场对自旋波谱的影响，仍需要进一步研究。我们继续这项研究的调查，在固体镍纳米线的圆形截面的自旋波动力学。我们采用两种方法：半解析计算和基于有限元法的数值计算。我们求解耦合的Landau-Lifshitz和麦克斯韦方程组，并考虑静磁和交换相互作用。我们通过绘制自旋波振幅和静磁势的空间分布图来识别色散分支及其（反）交叉。我们还检查我们如何可以通过应用外部磁场来调谐模式的频谱，以及它如何影响模式及其主导类型的相互作用。
2018-07-23 cond-mat.mes-hall
Quantum charge pumping through fractional Fermions in charge density modulated quantum wires and Rashba nanowires
在两种不同的设置下，我们研究了分数荷电费米子束缚态系统中的绝热量子电荷泵现象。第一个量子泵设置由电荷密度调制的量子线组成，第二个是基于半导体纳米线与Rashba自旋轨道相互作用，在空间振荡磁场的存在下。在这两种量子泵中，研究了N-X-N几何结构中的输运，其中感兴趣的系统（X）连接到两个正常金属引线（N），并且两个泵浦参数是有效的引线-引线势垒的强度。泵浦电荷的散射矩阵形式主义内计算。我们表明，在这两种设置中的量子泵浦提供了一个独特的签名的分数费米子束缚态的存在下，在渐近量化的泵浦电荷。此外，我们调查散粒噪声所产生的量子泵浦，验证量子化的泵浦电荷对应于最小的散粒噪声。
2014-07-18 cond-mat.mes-hall
Current-induced domain wall motion with adiabatic spin torque only in cylindrical nanowires
在修正的Landau-Lifshitz-Gilbert方程的框架下，考虑了绝热和非绝热自旋力矩（NAST）项，研究了磁性纳米线中电流驱动的畴壁（DW）传播.与通常认为NAST对DW运动是必不可少的观点相反[1，2]，我们指出，对于圆柱形（单轴）纳米线中的电流驱动DW运动，仅绝热自旋力矩（AST）就足够了。除了从能量和角动量的角度讨论刚性DW运动，我们还提出了一个实验方案，通过结合场和电流驱动DW运动在一个扁平（双轴）线测量自旋电流极化。
2010-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fast domain walls governed by Œrsted fields in cylindrical magnetic nanowires
自提出以来，利用磁性非易失性3D移位寄存器来极大地增加数据存储密度的想法一直对电流感生畴壁（DW）运动感兴趣。到目前为止，实验工作集中在平坦的纳米带，表现出广泛的值得注意的效果，但遭受固有的DW不稳定性限制其流动性。相比之下，铁磁圆柱形纳米线（NW）可以承载一种新型的磁性DW，即布洛赫点壁（BPW），由于其特定的3D拓扑结构，不应该经历相同的基本问题。这可能会导致DW速度超过~1000 m/s，并产生迷人的新物理，包括耦合到磁自旋波，然而，到目前为止，还缺乏NW中DW动力学的实验证据。在这里，我们报告的实验结果，电流引起的DW运动的NW与速度>600米/秒，定量预测一致。此外，我们的研究结果表明，虽然以前被忽视，奥斯特场引起的电流起着至关重要的和有价值的作用，而在稳定专门BPWs。
2020-01-10 cond-mat.mes-hall
Field-tunable stochasticity in the magnetization reversal of a cylindrical nanomagnet
利用时间分辨磁电阻测量技术研究了孤立圆柱形纳米磁体的磁化反转特性。我们发现，反转模式是高度随机的，发生在多模式或单步切换。有趣的是，随机性被发现依赖于驱动磁场的纳米线的长轴，其中主要是多模切换让位于单步切换行为的字段方向是从平行旋转到横向相对于纳米线轴的对齐。
2010-11-05 cond-mat.mes-hall
Bloch-point-mediated topological transformations of magnetic domain walls in cylindrical nanowires
圆柱形纳米线制成的软磁材料，与薄带，可以主机域壁的两个不同的拓扑结构。出乎意料的是，我们的实验证据的动态变换的拓扑室壁运动场阈值以上。微磁模拟突出了基本的岁差动力学的一种方式的转变，涉及成核的布洛赫点奇点，但是，未能再现相反的过程。微磁模拟和实验之间的这种罕见差异在材料和计算机科学中提出了迷人的问题。
2018-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Domain wall pinning and interaction in rough cylindrical nanowires
研究了具有粗糙表面的圆柱形纳米线中磁畴壁（DW）对之间的相互作用和径向压缩钉扎。有人发现，径向收缩创建一个对称的钉扎势阱，与变化的斜率时，DW是位于缺口外。表面变形引起的钉扎电位以及动态钉扎的不对称性。畴壁的退钉扎场一般随表面粗糙度的增加而减小。钉扎在径向收缩处的DW为平行线中的自由DW创建钉扎势阱。我们确定，被困绑定DW状态出现以上的脱钉阈值和表面粗糙度有利于被困绑定DW状态在平行线。
2015-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetization pinning in modulated nanowires: from topological protection to the "corkscrew" mechanism
直径调制纳米线提供了一个重要的范例，设计三维磁性纳米结构的磁化响应的畴壁钉扎工程。为了了解其性质和控制过程，我们分析了FeCo调制的多晶两段纳米线不同的小直径的磁化响应。我们的建模表明，一个非常复杂的行为，强烈依赖于无序分布和拓扑非平凡磁化结构的重要作用。我们表明，调制的纳米线具有较小的直径差的特征在于增加矫顽场相比，直的，这是由形成拓扑保护的墙形成的两个3D的skyrmions与相反的手征解释。对于一个大的直径差异，我们报告发生了一种新的钉扎类型，这里称为“螺旋”：大直径段的磁化形成一个skyrmion管的核心位置在一个螺旋调制沿纳米线。该结构被钉在收缩处，并且为了穿透窄段，应减小涡旋/skyrmion核心尺寸。
2018-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current Controlled Magnetization Switching in Cylindrical Nanowires for High-Density 3D Memory Applications
利用三维纳米线系统的下一代存储器器件需要可靠地控制畴壁运动。在这封信中，畴壁的圆柱形纳米线组成的钴和镍的交替段进行了研究。作为畴壁钉扎位点的材料界面与电流脉冲结合使用，以控制畴壁的位置，该位置使用磁阻测量来监测。磁力显微镜结果进一步证实了电流辅助畴壁脱钉的发生。因此，通过顺序地钉扎和脱钉连续界面之间的畴壁，数据位沿着纳米线移位，这是跑道型存储器器件所必需的要求。我们表明，施加的电流脉冲的方向，幅度和持续时间确定跨钉扎站点的畴壁的传播。这些结果表明，多位圆柱形纳米线设备，利用电流辅助数据处理。在这些纳米线中顺序钉扎和脱钉的前景允许位密度增加几个Tbs，这取决于这些纳米线内的段的数量。
2018-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Observation of degenerate one-dimensional sub-bands in cylindrical InAs nanowires
一维（1D）子带在圆柱形的InAs纳米线（NW）的电映射作为NW直径的函数在15-35 nm的范围内。在低温下，阶梯电流增加与栅极电压被清楚地观察到，并归因于电子输运通过个别的1D子带。在实验上首次观察到了由于结构对称性而导致的某些子带能量的双重简并。实验获得的子带能量与模拟结果相匹配，从而揭示了子带的能量以及每个给定栅极电压和直径填充的子带数量。这项工作有助于更好地了解一维半导体的电输运行为。
2012-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Micromagnetic modelling of magnetic domain walls in curved cylindrical nanotubes and nanowires
我们研究了曲率对弯曲圆柱形纳米管和纳米线中畴壁构型的能量和稳定性的影响。我们使用微磁学模拟计算的相图中的横壁（TW）和涡流壁（VW）状态的管，找到基态配置和亚稳区，这两种类型的壁可以存在。曲率的引入将TW是基态畴壁的范围移动到更高的直径，并增加了亚稳性的范围。我们解释这种行为主要是由于曲率引起的有效Dzyaloshinskiii-Moriya长期的交换能。此外，我们定性地证明了相同的行为在固体圆柱形纳米线。比较管和线，我们观察到如何，而在管曲率往往会抑制从TW到VW的变换，在电线中，它促进了包含布洛赫点的VW到TW的变换。这些发现对三维几何结构中畴壁的基本理解以及未来畴壁器件的设计具有重要意义。
2021-03-18 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Emergence of Majorana modes in cylindrical nanowires
我们提出了计算的Majorana边缘模式在圆柱形纳米线的半导体材料与邻近诱导超导。我们考虑沿横向的Rashba场和任意方向的外加磁场。我们的分析是基于精确的数值对角化的有限圆柱和复杂的能带结构的半无限的。轨道效应是负责的临界场的有效间隙消失的强各向异性。鲁棒的马约拉纳模式诱导的平行场分量，我们发现政权与一个以上的马约拉纳模式在同一边缘。在实验上，它们将表现为作为磁场的函数的零偏置电导的特定序列。在有限圆柱中，由于两个边缘的干涉导致Majorana模式的退化，对于足够大的场，导致振荡的非零能量。
2013-03-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Majorana oscillations modulated by Fano interference and dregree of non-locality in a topological superconducting nanowire-quantum dot system
我们从理论上探讨了Fano干涉在所谓的Majorana振荡中的影响，在T形的混合设置形成的量子点（QD）之间放置的导电引线和侧耦合到拓扑超导纳米线（TSNW）托管零能量Majorana束缚态（MBSs）的两端。微分电导作为外部磁场的函数揭示了振荡行为。振荡的形状和幅度都取决于偏置电压、MBS非局域性程度和系统的Fano参数，这些参数决定了干扰的状态。当后者是直接铅-铅路径比铅-量子点-铅路径占主导地位并且偏置被调谐为与量子点零能量共振时，对于高度非局部几何形状，在零偏置附近观察到明显的分数类法诺共振。此外，作为偏置电压和量子点能级的函数的电导曲线显示"蝴蝶结"和"钻石"形状，与先前的理论和实验工作定性一致。这些发现确保我们的建议可以用来估计MBS非局域性的程度，从而允许调查其拓扑性质。
2018-09-30 cond-mat.mes-hall
Two-band description of the strong `spin'-orbit coupled one-dimensional hole gas in a cylindrical Ge nanowire
用数值方法和解析方法研究了强磁场作用下圆柱形Ge纳米线中强自旋-轨道耦合一维空穴气的低能有效哈密顿量.基于球近似下的Luttinger-Kohn哈密顿量，我们证明了只要磁场是纯纵向的或纯横向的，这种强“自旋”-轨道耦合的一维空穴气可以用有效的两带哈密顿量$H^{\rm ef}=\hbar^{2}k^{2}_{z}/(2m^{*}_{h})+ασ^{x}k_{z}+g^{*}_{h}μ_{B}Bσ^{z}/2$精确描述.给出了“自旋”-轨道耦合$α\equivα(B)$和有效$g$因子$g^{*}_{h}\equiv\,g^{*}_{h}(B)$随磁场变化的显式表达式。在任意方向施加磁场时，两带哈密顿描述仍然是一个很好的近似。
2023-02-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Domain-wall circulation gating and pinning via compositional engineering of cylindrical nanowires
Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学）；Alba Synchrotron Light Facility, CELLS（阿尔巴同步辐射光源，CELLS）；Synchrotron SOLEIL（SOLEIL同步辐射中心）；Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Institut Néel（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，内耳研究所）；Univ. Grenoble Alpes, CNRS, CEA, SPINTEC（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，法国原子能和替代能源委员会，SPINTEC）
本文通过微磁学模拟与实验，研究圆柱形磁性纳米线中化学调制与畴壁的相互作用，发现调制既能通过静磁排斥和局部能量阱控制畴壁运动，又能切换畴壁内部环向，为利用畴壁位置和内部结构进行三维信息存储与处理提供新途径。
2026-10-12 cond-mat.mes-hall
Hole subband dispersions in a cylindrical Ge nanowire: exact results based on the axial Luttinger-Kohn Hamiltonian
该研究基于轴向Luttinger-Kohn哈密顿量解析推导了圆柱形Ge纳米线空穴子带色散的超越方程，发现[001]和[111]方向低能色散精确且能隙在$k_{z}=0$处，并预测了能隙闭合的生长方向。
2024-03-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cylindrical surface plasmon mode coupling as a three-dimensional Kaluza- Klein theory
采用三维Kaluza-Klein理论描述了纳米线或纳米通道中的柱面等离子体激元（CSP）模式耦合，其中紧致化的第三维被认为是金属圆柱的角坐标。较高（n>0）的CSP模式被示出为使量子化的有效电荷与它们的角动量n成比例。在纳米线中，这些缓慢移动的电荷通过具有零角动量（n=0）的快速无质量CSP表现出强的长程相互作用。这种模式耦合理论可以用于描述圆柱形纳米线和纳米通道的非线性光学（例如，在单光子隧穿效应中），并且可以进一步扩展到描述具有非零角动量的电子在细金线和碳纳米管中的相互作用
2002-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coupled multiphysics, barrier localization, and critical radius effects in embedded nanowire superlattices
本文的新贡献是开发一个圆柱形表示的嵌入式纳米线超晶格（NWSL）的纤锌矿结构，其中包括耦合，应变相关的8带$\mathbf{k\cdot p}$哈密顿在圆柱坐标系中的多物理场模型，并研究耦合压电机电效应的影响，在这样的NWSL的势垒本地化和临界半径。半导体材料的压电-机电耦合模型考虑了应变、压电效应和自发极化。基于所建立的三维模型，在直角坐标系下模拟得到的电子（空穴）的能带结构与我们以前建立的柱坐标系下的二维模型得到的电子（空穴）的能带结构符合得很好。在$\mathrm{Al_xGa_{1-x}N/GaN}$超晶格的异质结处的几个参数如晶格失配、电场、价带和导带偏移可以作为Al摩尔分数的函数而变化。当$\mathrm{Al_xGa_{1-x}N/GaN}$异质结处的能带偏移非常小并且压电机电效应的影响可以最小化时，则势垒材料可以不再被视为无限势阱。在这种情况下，可以可视化布洛赫波函数到屏障材料中的穿透，这提供了NWSL的临界半径的估计。在这种情况下，NWSL可以充当反型层。最后，我们研究了正方形和圆柱形非对称半导体对导带电子能带结构的影响。
2013-12-31 cond-mat.mes-hall
Strain Modulated Electronic Properties of Ge Nanowires - A First Principles Study
采用基于密度泛函理论的第一性原理模拟方法研究了单轴应变和量子限制对锗纳米线沿[110]方向的电子性质的影响，如能隙和电子空穴的有效质量.所研究的纳米线的直径高达50微米。如我们的计算所示，Ge [110]纳米线具有直接带隙，与体材料中间接带隙的性质相反。我们发现，带隙和有效质量的电荷载流子可以调制通过施加单轴应变的纳米线。这些应变调制是尺寸依赖性的。对于较小的线（~ 12 μ m），带隙几乎是应变的线性函数;压缩应变增加带隙，而拉伸应变减小带隙。对于较大的线（20 μ m- 50 μ m），带隙相对于应变的变化显示出近似抛物线的行为：超过-1%的压缩应变也减小了带隙。此外，我们的研究表明，应变对电子和空穴的有效质量的影响非常不同。空穴的有效质量随着拉伸应变而增加，而电子的有效质量随着压缩应变而增加。我们的研究结果表明，应变和尺寸都可以用来调整纳米线的能带结构，这可能有助于未来的纳米电子器件的设计。我们还讨论了我们的结果应用紧束缚模型。
2010-10-07 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Gate-modulated thermopower of disordered nanowires: II. Variable-range hopping regime
我们研究了场效应晶体管结构中无序纳米线的热电势。在致力于弹性相干区的第一篇论文（Bosisio R.，弗勒里湾Pichard J. - L. 2014 \textit{New J. Phys.} \textbf{16} 035004），我们在此考虑在较高温度下发生的非弹性活化状态。在电荷传输由声子热辅助的情况下（莫特可变范围跳跃制度），我们使用最近由Jiang等人改编的Miller-Abrahams随机电阻网络模型。这种方法以前用于研究大部分的纳米线杂质带扩展研究其边缘。在这个限制，我们表明，典型的热电势大大增强，达到更大的值，$10\, k_B/e \sim 1\, \mathrm{mV\,K}^{-1}$和表现出非平凡的行为作为温度的函数。由Zvyagin延伸到无序纳米线的渗滤理论，使我们能够占主要观察到的边缘行为的热电。
2014-09-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Preparation and physical properties of soft magnetic nickel-cobalt nanowires with modulated diameters
我们建立了一种方法来生产圆柱形磁性纳米线显示几个部分，具有很大的通用性，在段直径和长度。它基于氧化铝模板中的电镀，后者通过阳极氧化、湿法蚀刻和原子层沉积的几个步骤来制备，以分别产生、加宽或收缩孔。我们提出了一个分析模型来分析密集组装的多段导线的面内和面外磁化回路。该模型考虑了线间偶极场和端域卷曲，预测了单个线的开关场，没有可调参数。它的成分是至关重要的，以提取可靠的参数，从拟合的循环，如磁化或孔隙率的阵列。
2018-07-12 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Dynamics and reversible control of the vortex Bloch-point vortex domain wall in short cylindrical magnetic nanowires
本研究通过数值模拟与解析建模，揭示短圆柱形铁磁纳米线中SV与BP-DW态的可逆切换机制，给出低功耗操控的最优参数，为拓扑磁存储器研发提供新方向。
2023-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
A material view on extrinsic magnetic domain wall pinning in cylindrical CoNi nanowires
磁畴壁（DW）运动的速度和可靠性是必须被控制以实现用于逻辑和存储器应用的基于DW的磁性器件的全部潜力的关键参数。一个主要的障碍，这是外在的DW钉扎在特定的网站相关的形状和材料缺陷，这可能是目前，即使样品合成得到很好的控制。了解DW钉扎的起源和减少它是特别可取的电化学沉积的圆柱形磁性纳米线（NW），理论计算预测的迷人的物理测量已被抑制显着的钉扎。通过施加准静态磁场，我们实验研究了$_x$-Ni $_{100-x}$纳米线中的DW钉扎。丝成分随$x=20,30,40$而变化，而微结构通过退火或改变用于沉积的电解质的pH而改变。我们的结论是，钉扎由于晶界是占主导地位的机制，减少与自发磁化强度和晶粒尺寸。二阶效应包括晶格应变的不均匀性和剩余磁晶各向异性。表面粗糙度，位错和杂质预计不会在这些线样品的DW钉扎中发挥重要作用。
2021-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field- and temperature-modulated spin-diode effect in a GMR nanowire with dipolar coupling
强偶极耦合铁磁双层膜中共振自旋转移矩引起的自旋二极管效应的解析模型提供了场或激光调制下获得的磁场谱的共振频率和线形。激光照射的效果占通过引入的饱和磁化强度和各向异性的温度依赖性，以及热自旋转移扭矩。该模型的预测与实验数据进行了比较，获得与单一的Co/Cu/Co自旋阀，嵌入纳米线和电沉积。温度调制提供出色的信噪比。高的温度调制频率是可能的，因为这些纳米结构具有非常小的热容量并且仅是弱的热沉。这两种形式的调制引起的光谱，占模型的定性差异。
2017-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dispersion and polarization conversion of whispering gallery modes in arbitrary cross-section nanowires
我们从理论上研究了具有离散或圆柱对称截面的纳米线的光学性质。形成线的材料是双折射的，在平面中和沿着线的轴显示出不同的介电响应，这通常是由纤锌矿材料（诸如ZnO或GaN）制成的线的情况。我们寻找具有适当对称性的麦克斯韦方程组的解。计算了在截面内具有高动量的模（即回音壁模）的色散和线宽随入射光角度的变化关系。我们特别强调六边形截面的情况。示出了一组方位角量子数的模式的能量位置。我们证明了TE和TM模式与双折射之间的能量分裂的依赖性。讨论了圆柱对称和离散对称情况下，随轴向波矢的增加，TE到TM的偏振转换。
2010-06-29 cond-mat.mes-hall
On the diameter dependence of metal-nanowire Schottky barrier height
将Barthel的非理想金属-半导体界面模型应用于金属包裹的圆柱形纳米线系统，发现纳米线直径对非理想肖特基势垒高度有显著影响，计算通过求解纳米线中的泊松方程来完成，自洽地满足非理想界面条件的约束;在这些计算中，势垒高度是从解中得到的，它不是泊松方程的边界条件。主要的发现是，薄纳米线预计有几十毫电子伏高肖特基势垒相比，其较厚的同行。这种效应背后的原因是金属包裹纳米线的静电性质;特别是，由于耗尽电荷随着纳米线半径的减小而减小，因此界面层上的电位降减小-导致势垒高度随着纳米线半径的减小而增加。
2014-10-27 cond-mat.mes-hall
Magnetic texture modulated superconductivity in superconductor/ferromagnet shells of semiconductor nanowires
Stanford University（斯坦福大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）；Universidad de Chile（智利大学）；Danish Fundamental Metrology（丹麦基础计量）；Universidad de Santiago de Chile（圣地亚哥德智利大学）
通过控制EuS磁结构实现InAs/EuS/Al纳米线中超导性，为拓扑量子比特和超导器件提供新途径。
2026-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Plasmons in topological insulator cylindrical nanowires
本文对拓扑绝缘体纳米线中的狄拉克磁等离子体激元进行了理论分析。我们讨论了一个圆柱形的几何形状，贝里相位效应诱导开放的间隙在中性点。考虑到表面电子波函数在以前的论文中介绍和内的随机相位近似，我们提供了一个解析形式的动态结构因子。色散和光谱权重的狄拉克等离子体的研究与不同的圆柱体的半径，表面掺杂，和外部磁场的强度。我们发现，在零表面掺杂，带间阻尼类等离子体激元激发形成在表面和生存在低电子表面掺杂（$\sim 10^{10} cm^{-2} $）。然后，我们指出，当外加接近半量子通量的磁场时，等离子体激元激发对Berry相隙闭合是敏感的。实际上，在施加磁场时，在较低能量下观察到明确的磁等离子体峰。最后，表面掺杂的增加诱导从阻尼带间到尖锐带内磁等离子体激元的交叉，如对于大半径和掺杂（$\sim 10^{12} cm^{-2}$）所预期的，其接近二维表面的适当极限。
2017-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nonlinear Dynamics of Metallic Nanofabrication
利用流体动力学的概念，从包含电子壳层效应的半经典能量泛函出发，导出了金属纳米线形状演化的偏微分方程。一个丰富的动力学，涉及运动和相互作用的扭结连接局部稳定的半径，导致形成的线，其平衡形状是普遍的，并由一个圆柱形的部分连接到波纹状的铅。平衡形状的普遍性可以为最近实验中观察到的圆柱形纳米线的形成提供解释。
2004-06-16 cond-mat.mes-hall
