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
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
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
Net on-chip Brillouin gain based on suspended silicon nanowires
光子-声子耦合的百年研究在过去十年中出现了令人瞩目的复兴。在早期对动力学反作用的观测的推动下，该领域发展到基态冷却和单个声子的计数。最近的一个分支研究了硅电路中行波、光学宽带光子-声子相互作用的潜力。在这里，我们报告连续波布里渊增益超过光损耗的一系列悬浮硅梁，选择性片上放大器的一步。我们获得的效率高达$10^{4} \, \text{W}^{-1}\text{m}^{-1}$，迄今为止在声子千兆赫范围内的最高。我们还发现，几何无序对纳米级声子为基础的技术构成了重大挑战的迹象。
2015-08-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
Micro-focused Brillouin light scattering study of the magnetization dynamics driven by Spin Hall effect in a transversely magnetized NiFe nanowire
利用微聚焦布里渊光散射技术研究了横向磁化的Pt（4 nm）/NiFe（4 nm）/SiO2（5 nm）层状纳米线（横向尺寸为500 × 2750 nm 2）中由自旋霍尔效应产生的纯自旋电流对热自旋波本征模的放大作用。中心（基本）和边缘自旋波模式的频率和横截面已被测量作为注入的直流电流的强度的函数。这两种模式的频率表现出明显的红移，而它们的截面大大增加注入直流的强度。一个阈值样的行为被观察到的注入直流的值为2.8 mA。有趣的是，一个额外的模式，本地化的纳米线的中心部分，出现在更高的频率上增加的强度注入直流阈值以上。微磁学模拟被用来定量再现实验结果，并调查复杂的非线性动力学引起的自旋霍尔效应，包括修改的空间轮廓的自旋波模式和外观的额外模式以上的阈值。
2015-03-24 cond-mat.mes-hall physics.comp-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
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
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
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
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
Brillouin-Mandelstam Spectroscopy of Stress-Modulated Spatially Confined Spin Waves in Ni Thin Films on Piezoelectric Heterostructures
本文报道了由压电（PMN-PT）衬底和厚度为64 nm的Ni薄膜组成的两相合成多铁性结构中热磁振子的微布里渊-曼德尔散射光谱。实验数据揭示了垂直自旋驻波（PSSW）的前两个模式在空间上限制在整个镍薄膜。PSSW峰的频率依赖于外部磁场的理论分析揭示了非对称的边界条件，即钉扎，在不同表面的Ni薄膜的可变磁化。在PMN-PT衬底上施加直流电压产生的应变场，由于Ni的磁弹效应，导致PSSW模式频率下移，自旋波共振条件发生相应变化。所观察到的非单调依赖的PSSW频率对直流电压有关的钉扎参数在某些值的电压的突变。所得结果对理解铁磁薄膜中的热磁振子谱和研制低功率自旋波器件具有重要意义。
2019-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Deviation from Fermi-liquid behavior in two-dimensional surface states of Au-induced nanowires on Ge(001) by correlation and localization
利用线偏振光角分辨光电子能谱学研究了Ge（001）表面Au原子纳米线（Au/Ge（001）纳米线）的电子态。我们在$\bar{J}\bar{K}$周围发现了三个电子袋，费米面在表面布里渊区闭合，表明Au/Ge（001）纳米线的表面态是二维的，而原子结构是一维的.二维金属态在费米能级附近表现出对光电子强度的显著抑制。这种抑制可以用无序金属中的关联和局域效应来解释，这是对费米液体模型的偏离。
2016-02-17 cond-mat.mes-hall
Band structure of Si/Ge core-shell nanowires along [110] direction modulated by external uniaxial strain
采用第一性原理密度泛函理论计算了Si/Ge核壳纳米线沿[110]方向的应变调制电子性质。特别地，详细地探讨了导带/价带的能量色散关系。在Γ点处，单轴应变使两个带的能级发生显著变化，从而导致带隙发生明显变化。相反，当K矢量远离Γ时，导带/价带随应变的变化大大减小。另外，在足够的拉伸应变（~1%）下，Si/Ge核壳纳米线的价带边（VBE）从Γ向远离Γ的方向移动，这表明Si/Ge核壳纳米线的带隙经历了从直接带隙到间接带隙的转变。我们的研究进一步表明，载流子的有效质量也可以通过外部单轴应变来调节。空穴的有效质量随拉伸应变的增加而显著增加，而应变对电子的有效质量的影响很小。最后，从波函数的角度讨论了应变与导带/价带边的关系。
2011-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Surface-enhanced Raman scattering of graphene caused by self-induced nanogating by GaN nanowire array
一个恒定的高度的氮化镓（GAN）纳米线与石墨烯沉积在它们上面被示出具有很强的增强拉曼散射，而可变高度的纳米线不能给这样的增强。扫描电子显微镜揭示了当GAN纳米线均匀时存在的光滑石墨烯表面，而观察到具有显著高度差的纳米线上的石墨烯被最上面的纳米线刺穿和拉伸。特征拉曼谱带的能量位移证实了纳米线高度的这些差异对局部石墨烯应变和载流子浓度具有显著影响。开尔文探针力显微镜得到的图像清楚地表明，石墨烯中的载流子浓度是由纳米线衬底调制，并依赖于纳米线密度。因此，所观察到的沉积在GAN纳米线上的石墨烯的表面增强拉曼散射是由石墨烯的自诱导纳米门控触发的。然而，没有发现增强与应变或石墨烯的载流子浓度的明确相关性。
2017-11-07 cond-mat.mes-hall
Transport signature of fractional Fermions in Rashba nanowires
我们从理论上研究了Rashba自旋轨道相互作用、均匀磁场和空间调制磁场作用下半导体纳米线的输运。该系统是完全带隙的，并且自旋轨道相互作用和磁场之间的相互作用导致在纳米线的每一端处的Jackiw-Rebbi类型的分数带电费米子（FF）束缚态。我们研究了N/NW/N系统的传输和噪声行为，其中导线由两个正常的引线（N）接触，我们寻找可能的签名，可以帮助在实验中检测这种状态。我们发现，微分电导和散粒噪声表现出一个子能隙结构，充分揭示了FF态的存在。我们的预测可以通过InSb/InAs纳米线在标准的两端测量进行测试。
2013-09-15 cond-mat.mes-hall
Strong and Tunable Spin-Orbit Coupling of One-Dimensional Holes in Ge/Si Core/Shell Nanowires
我们研究了单个Ge/Si核/壳纳米线的低温磁输运性质。观察到负的磁导，这是一个签名的一维弱反局域化的空穴在强自旋轨道耦合的存在。研究了相位相干长度、自旋轨道弛豫时间和背景电导随温度和背栅的变化关系。具体地说，我们表明自旋轨道耦合强度可以调制超过五倍的外部电场。这些结果表明，Ge/Si纳米线系统具有强大的和可调的自旋轨道相互作用，并可能作为自旋电子学应用的候选人。
2010-08-11 cond-mat.mes-hall
Observation of nonlocal Josephson effect on double InAs nanowires
本文通过双 InAs 纳米线实验观测到非局域约瑟夫森效应，证实了两个约瑟夫森结间的短程相干耦合，并展示了由非局域相位差调控的开关电流振荡，为新型超导现象工程化奠定基础。
2021-12-24 cond-mat.mes-hall
Anomalous polarization conversion in arrays of ultrathin ferromagnetic nanowires
利用磁振子对布里渊光的散射研究了纳米线阵列的光学性质。我们利用Stokes/anti-Stokes散射的不对称性来探测线偏振光波在纳米线内部产生的局部电场的圆偏振。我们观察到的异常极化转换的相反的符号比在体介质或厚纳米线的圆偏振度的极大增强归因于一个非常规的折射在纳米线介质。
2015-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electrical manipulation of a hole `spin'-orbit qubit in nanowire quantum dot: the nontrivial magnetic field effects
在强磁场存在下，Ge纳米线中可获得强“自旋”-轨道耦合的一维空穴气。强磁场提升了空穴子带色散中的双重简并，使得有效低能子带色散表现出强的“自旋”-轨道耦合。在这里，我们研究了在Ge纳米线量子点的电子“自旋”操纵的最低和第二低的空穴子带色散。用有限方阱模拟量子点的束缚势，精确计算了电偶极自旋共振中自旋轨道量子比特的能级分裂和Rabi频率.“自旋”-轨道耦合调制的纵向$g$ -因子$g_{\rm so}$不仅是非零的，而且依赖于磁场。此外，最低和次低子带色散的“自旋”-轨道耦合具有相反的磁依赖性，因此这两个子带色散的结果是完全不同的。
2023-02-11 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation in wurtzite nanowires
我们从理论上研究了扩散纤锌矿半导体纳米线中的D 'yakonov-Perel'自旋弛豫性质及其对电导率量子修正的影响。虽然寿命长的自旋态的寿命是有限的占主导地位的$k$ -线性自旋轨道的贡献在散装，这些条款显示在有限尺寸的纳米线几乎没有影响。在这里，自旋寿命基本上是由小$k$立方自旋轨道项和几乎独立的线半径。同时，这些态在实空间中一般具有复杂的螺旋结构，这种螺旋结构受到由$k$线性项引起的自旋旋进长度的调制。由于这个原因，实验检测到的自旋弛豫很大程度上取决于纳米线半径和自旋进动长度之间的比率以及测量类型。特别是，它示出，而半径的变化几乎不影响的磁导校正，这是由长寿命的自旋状态，在光学实验中观察到的自旋寿命的变化可以是戏剧性的。我们比较我们的结果与最近的实验研究纤锌矿InAs纳米线。
2018-07-02 cond-mat.mes-hall
Spin transition rates in nanowire superlattices: Rashba spin-orbit coupling effects
研究了纵向周期势调制下抛物纳米线中Rashba自旋轨道耦合的影响。调制电位可以从实际生长的超晶格（SL）中获得。我们的研究表明，Rashba自旋轨道相互作用诱导的抛物线纳米线SL的能级交叉点。我们估计单重态-三重态之间的反交叉宽度很大（大约117 $μeV$）。我们研究了声子和电磁场介导的抛物型纳米线超晶格的自旋跃迁速率。我们报道声子介导的自旋跃迁速率比电磁场介导的自旋跃迁速率大几个数量级。基于费曼解纠缠技术，我们得到了自旋跃迁的精确几率。对于波矢为$k=0$的情形，我们报道了跃迁几率可以在固定的时间间隔内以共振的形式进行调谐。对于一般情况（$k\neq 0$），我们求解Riccati方程，发现任意的$k$值都导致了跃迁几率的衰减.当（$k\neq 0$）的Rashba自旋轨道耦合系数较大时，自旋跃迁几率冻结.
2013-06-13 cond-mat.mes-hall
Nano-optomechanical exploration of the dynamical photothermal response of suspended nanowires to laser-induced thermal waves
本文提出基于泵浦-探测响应的非接触光力学方法，通过分析悬浮纳米线中的激光诱导热波，定量表征界面接触电阻、成像吸收不均匀性及热波空间结构，并揭示热波对振动频率的动态调制，为提升超灵敏力探针性能提供通用分析工具。
2025-07-02 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent pump current and noise in an adiabatic quantum pump based on domain walls in a magnetic nanowire
研究了双畴壁磁纳米线的泵浦电流和噪声特性。通过施加具有可控相位差的缓慢振荡磁场和电场来实现调制。泵浦机制类似于具有两个振荡门的量子点泵浦的情况。当费米能级与自旋分裂共振能级匹配时，泵浦电流、散粒噪声和热流都出现峰值。泵浦电流的峰值高度是DW之间自旋分裂准稳态寿命的指标。对于尖锐的DW，从振荡场的能量吸收导致在泵浦电流中可观察到的边带形成。泵浦噪声携带的信息之间的非平衡电子和准空穴振荡散射体创建的相关属性。泵散粒噪声和热流之间的比率用作准粒子相关性的指标。
2010-01-10 cond-mat.mes-hall
Acoustically regulated optical emission dynamics from quantum dot-like emission centers in GaN/InGaN nanowire heterostructures
我们报道了声表面波对GAN/InGaN纳米线量子点光发射动力学影响的实验研究。我们采用频闪光学激发与时间积分或时间分辨的光致发光检测。在没有声波的情况下，发射光谱揭示了起源于被探测的纳米线量子点中的中性激子和双激子的复合的特征。当纳米线受到传播的声波的扰动时，嵌入的量子点会产生周期性的应变，其激子跃迁会受到声-机耦合的调制。根据所涉及的光学跃迁的复合寿命，我们可以解决声学驱动的辐射过程在时间尺度上定义的声学周期。在高声学振幅下，我们还观察到传输的声波波形中的失真，这反映在我们的传感器量子点的时间相关的光谱响应中。此外，在激子和双激子发射的时间衰减期间观察到的相关强度振荡表明声压电场对量子点电荷布居的影响。目前的结果是相关的动态光谱和时间控制的光子发射在III族氮化物半导体异质结构。
2019-02-21 cond-mat.mes-hall
Injection locking of multiple auto-oscillation modes in a tapered nanowire spin Hall oscillator
自旋霍尔振荡器（SHO）是产生、检测和放大高频信号的有希望的候选者，其可通过宽范围的工作频率调谐。它们提供了一个简单的双层设计结合电，磁和光学读出。在这里，我们实验研究了基于Pt（7 nm）/\ Ni $_{\mathrm{80}}$ Fe $_{\mathrm{20}}$（5 nm）锥形纳米线的SHO器件中自振荡的空间依赖性和光谱特性。使用布里渊光散射显微镜，我们观察到两个单独的自定位自旋波子弹，振荡在两个不同的频率（5.2 GHz和5.45 GHz）和本地化在不同的位置分开约750 nm内的SHO。锥形SHO的这种状态已经由Ginzburg-Landau自动振荡器模型预测，但尚未得到直接的实验证实。我们证明，所观察到的子弹可以单独同步到外部微波信号，导致频率夹带，线宽减少和增加的振荡幅度的子弹，是由微波频率选择。同时，其他寄生模式的幅度减小，这促进了SHO的单模工作。最后，研究了自旋波子弹的同步随微波功率的变化。我们相信，我们的研究结果促进实现扩展自旋霍尔振荡器容纳几个不同的自旋波子弹，共同涵盖了扩展范围的可调谐性。
2018-09-17 cond-mat.mes-hall
Transition from nodal loop to nodal chain phase in a periodically modulated optical lattice
本文研究了具有周期调制势的二维可调$π$磁通晶格中从节环到节链相的转变。哈密顿量描述了人工磁通量下的周期性调制光晶格系统，并且可调调制相位因子提供了外部参数空间的人工维度。我们证明了这个晶格系统能够描述一个半金属与节环或节链费米面在扩展的三维布里渊区。通过改变调制势$V$的强度，实现了半金属环与半金属链之间的转变。
2017-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Flux channeling induced nano-confinement and enhancement of microwaves imaged by Rabi oscillation mapping
Northeastern University（东北大学）；Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
本研究利用坡莫合金纳米线的通量沟道实现射频场的局域纳米限域与增强，通过NV中心Rabi振荡高分辨率成像，验证了微波亚300nm聚集、16倍功率增强等特性，为量子调控与片上射频技术提供新方案。
2025-01-15 cond-mat.mes-hall
Collective spin excitations in bi-component magnonic crystals consisting of bi-layer Permalloy/Fe nanowires
在发展中的磁振子领域，通过具有不同磁性的材料的适当组合及其在亚微米尺度上的纳米结构来实现自旋波传播的剪裁是非常重要的。我们已经利用深紫外光刻，结合倾斜阴影沉积技术，制造紧密间隔的双层纳米线（NW）的阵列，间隔d=100 nm和周期a=440 nm，具有底部和顶部层分别由坡莫合金和铁制成。NW具有矩形截面（相等宽度的底层和上层）或L形截面（一半宽度的上层）。利用布里渊光散射技术测量了上述双层纳米线阵列中集体自旋波激发的频散，同时在倒易空间的三个布里渊区上垂直于线长扫描波矢量。对于矩形NW，最低频率基本模式，其特征在于跨NW宽度的动态磁化的幅度的准均匀分布，表现出相当大的和周期性的频率分散。类似的色散模式也存在于L形纳米线中，但模式振幅集中在纳米线的薄侧。分析了与上述基模相关的磁振子带的宽度和中心频率，表明两者都可以通过改变外加场来调谐。此外，对于L形的NW，它示出，也有第二色散模式，在较高的频率，其特征在于集中在NW的厚侧的振幅。这些实验结果已被定量再现的原始数值模型，其中包括二维格林函数的动态磁化和层间交换耦合层间的偶极场。
2016-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Domain wall pinning in a circular cross-section wire with modulated diameter
具有直径调制的圆柱形纳米线中的畴壁传播是设计物理导向器件或破坏性三维磁存储器的关键现象。本章提出了一个组合的分析建模和微磁模拟，目的是提出一个全面的全景的物理钉扎的畴壁调制时，移动的刺激下的磁场或自旋极化电流。为了考虑简单的物理，我们考虑最多几十纳米的直径，并相应地横向类型的畴壁。使用适当的近似建模提供了简单的比例律，而模拟则更准确，可以细化结果并定义模型的有效性范围。虽然钉扎随着直径的相对变化而增加，但关键特征是在考虑电流而不是场时，由于与直径的增加相关的电流密度的急剧减小，在直径的增加处钉扎的效率大得多。
2019-06-18 cond-mat.mes-hall
Single and multi-frequency driving protocols in a Rashba nanowire proximitized to an s-wave superconductor
本研究系统分析邻近s波超导体的Rashba纳米线的单频与多频驱动方案，揭示不同驱动下Majorana模的特性与拓扑性质，为量子计算和Floquet时间晶体研发提供新思路。
2024-10-10 cond-mat.mes-hall
Surface acoustic wave modulation of single photon emission from GaN/InGaN nanowire quantum dots
片上量子信息处理需要可控的量子光源，其可以按需高速操作，并且具有原位控制光子发射波长及其光学偏振性质的可能性。在这里，我们报告的动态控制的光发射从核-壳GAN/InGaN纳米线（NW）异质结构使用射频表面声波（SAW）。SAW被激发的表面上的一个压电的锂离子酸盐晶体配备了SAW延迟线，其上的NW被机械转移。发光量子点（QD）类激子局域化中心诱导的InGaN纳米壳层内的成分波动，确定使用频闪显微光致发光（micro-PL）光谱。它们表现出狭窄的，几乎完全线性偏振的发射线的微PL光谱和一个显着的反聚束签名的单光子发射的光子相关实验。当纳米线被传播的SAW扰动时，嵌入的QD被周期性地应变，并且其激子跃迁被声-机械耦合调制，从而在~330 MHz的声学频率下在~1.5 meV带宽内产生光谱微调。该结果可以进一步与光谱检测滤波相结合，用于发射光子的时间控制。观察到SAW压电场对量子点电荷布居和光偏振度的影响。相对于其他控制方案，声光电的优点在于其允许在宽频率范围（高达GHz频率）上原位操纵光发射特性。
2019-02-21 cond-mat.mes-hall
Engineering Er3+ placement and emission through chemically-synthesized self-aligned SiC:Ox nanowire photonic crystal structures
在基于硅的纳米系统（诸如纳米线（NW）阵列）中的色心的高精度放置和集成，展现出高集成功能和高光致发光（PL）产率，可以用作朝向量子技术的新兴领域中的器件的实际实现的关键构建块。在此，我们报告了一种创新的合成路线，用于实现掺杂和不掺杂氧（SiC：Ox）的碳化硅（SiC）NW阵列，以及铒（Er）。通过化学气相沉积（CVD）以自对准的方式生长确定性定位的纳米线的阵列。这种合成路线的关键使能因素是SiC：Ox NW光子晶体（PC）纳米结构在纳米制造过程中在精确位置处被设计成具有定制的几何形状。这些CNONW PC结构不仅便于Er3+离子的按需定位，而且在设计这些色心的发射特性方面至关重要。通过组合和系统的微PL（uPL）和功率依赖PL（PDPL）光谱，PC结构的Er3+相关的1538 nm发射，这是用于光纤的通信波长的影响进行了研究。大约60倍和30倍的增强，分别为，在NW PC样品中的室温Er3+ PL发射和寿命进行了观察相比，其薄膜类似物。此外，发现SiC：Ox NW PC中的1538 nm发射与结构的PC晶格周期性线性调制。所观察到的特性揭示了从技术友好的SiC：Ox NW PC结构的有效Er3+发射提取。
2017-10-26 cond-mat.mes-hall
Bandstructure Effects in Silicon Nanowire Electron Transport
研究了强量子化硅纳米线场效应晶体管（FET）在不同输运方向上电子输运的能带结构效应。一个10带sp 3d 5s * 半经验原子紧束缚模型耦合到一个自洽泊松求解器用于色散计算。一个半经典的，弹道FET模型被用来评估的电流-电压特性。发现对于所有考虑的传输方向中的导线，总栅极电容从氧化物电容值退化30%（[100]，[110]，[111]）。不同的导线方向主要影响载流子速度，这主要决定相对性能差异，而总电荷差异的影响很小。速度取决于有效质量和色散的简并度。[110]和其次是[100]取向的3 nm厚的纳米线检查，表明最好的导通电流性能相比，[111]线。色散特性是量子化的强函数。谷分裂等效应可以提高简并度，特别是对于截面边长小于3 nm的线。有效质量也随着量子化而显著变化，并且对于不同的输运方向变化不同。对于[100]和[111]线的情况，质量随着量子化而增加，然而，在[110]情况下，质量减小。质量的变化可以从硅的第一布里渊区中的非抛物性和各向异性来解释。
2008-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interaction between light and highly confined hypersound in a silicon photonic nanowire
在过去的十年里，在光子学和声子学之间的边界上的研究激增。大多数的努力集中在高质量光学腔中的光与运动的耦合上，通常是为了观察机械振荡器的量子态。最近预测，在纳米硅光子线中，光-声相互作用的强度将急剧增加。在这里，我们第一次展示了近红外线和千兆赫声音在小芯硅线中的巨大重叠。导线由一个小支柱支撑，以阻挡外部声子泄漏的路径，将$\mathbf{10} \; \textbf{GHz}$声子捕获在$\mathbf{0.1 \; \boldsymbolμ}\textbf{m}^{\mathbf{2}}$下方的区域中。由于我们的几何形状可以盘绕起来形成环形腔，它为腔光学力学和布里渊散射之间的完全融合铺平了道路。这一结果预示着在密集集成的硅芯片上实现低占用空间的光泵激光器/半导体激光器和延迟线。
2014-07-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Re-entrant topological order in strongly correlated nanowire due to Rashba spin-orbit coupling
本研究揭示强关联下Rashba自旋轨道耦合使一维扩展s波超导体系能带折叠产生子带，带来拓扑相重入特性，提出范德瓦尔斯异质结构验证方案并讨论InAs纳米线中磁场调控方法。
2025-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
High frequency dynamics modulated by collective magnetization reversal in artificial spin ice
在重金属/铁磁体异质结构中，当交变电流通过双层叠层时，会产生自旋力矩铁磁共振（ST-FMR）。检测谐振的方法基于各向异性磁阻，其是由于磁化的不同取向而引起的电阻的变化。在被称为人工自旋冰的铁磁纳米线的连接网络中，由于几何受抑磁畴结构的潜在集体行为，磁阻相当复杂。在这里，我们展示了ST-FMR调查在一个正方形的人工自旋冰系统和相关的磁输运测量我们的意见。使用模拟方法，突出了相关的磁系统的动力学响应的重要性的实验结果进行了描述。我们的研究结果打开了设计可重构的微波振荡器和磁阻器件的基础上连接网络的纳米磁体的可能性。
2017-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Coherent and dissipative coupling in a magneto-mechanical system
本研究针对一维磁-机械晶体中的弹性与磁耦合动力学问题，采用超快光激发结合多种测量及模拟方法，定量确定了声子与磁振子准粒子的相干及耗散耦合强度与混合程度，为磁信号的节能多功能调控提供了支撑。
2024-06-25 cond-mat.mes-hall
Landau-Zener and Rabi oscillations in the spin-dependent conductance
我们描述了在磁场空间调制的导线中自旋相关的量子电导。磁场的方向和强度的变化充当混合自旋投影的扰动。这由铁磁纳米线例示。在那里，局部场平滑地改变其方向，产生如由众所周知的Cabrera-Falicov模型所描述的畴壁（DW）。在这里，我们推广这个模型，也包括强度调制。我们确定了两个显着的非绝热制度时，出现这样的磁inhoxidation发生。1)如果DW处的场强足够弱，则局部塞曼能量导致避免交叉。因此，自旋翻转概率遵循朗道-齐纳公式。2)对于强场，自旋相关的电导显示振荡作为DW宽度的函数。我们用拉比振荡来解释它们。从这个简化的观点得到的时间和长度尺度显示出良好的协议与自旋相关的运输的精确动力学解。这些结果仍然有效的其他情况下，涉及调制的磁结构，因此，他们打开了新的前景，在自旋为基础的设备中使用的量子干涉。这篇论文是专门为终身合作者帕特里夏·莱夫斯坦的记忆。
2014-05-16 cond-mat.mes-hall
Light-Sound Interaction in Nanoscale Silicon Waveguides
本论文主要研究奈米矽波导中近红外线与千兆赫声波的相互作用。第二章介绍了光子-声子耦合及其理论描述，描述了基本机制并发展了该过程的量子场论。第三章探讨了波导和腔中的动力学效应。证明了布里渊增益系数与真空耦合率之间的关系。第四章研究了纳米硅波导中布里渊散射的观测。波导紧密地限制$193 \, \text{THz}$光和$10 \, \text{GHz}$声振动。由于泄漏到二氧化硅衬底中，声学品质因数仍然限于约$300$。这些波导在$25 \, \text{mW}$的泵浦功率下在窄带频率中是光学透明的。除了这种放大之外，我们还将$10 \, \text{GHz}$微波信号转换到$1 \, \text{THz}$上。第五章扩展了第四章的实验工作，制作了一个由二氧化硅锚固定的完全悬浮的纳米线级联。这增强了从$300$到$1000$的机械品质因数，使得能够观察到布里渊放大超过硅中的传播损耗。放大的量主要受到随着悬架数量增加而声学质量快速下降的限制。我们提出了一种机制，以取消这种不均匀的扩大。第六章着眼于窄硅缝隙波导的潜力，以提高光机耦合。对于某些尺寸，这些波导支持光声模式，其相互作用效率比单纳米束系统高一个数量级。
2016-05-31 cond-mat.mes-hall physics.optics
Impact of the interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction on the band structure of one-dimensional artificial magnonic crystals: a micromagnetic study
本文采用微磁学方法系统研究了Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用对两种一维磁振子晶体（MC）的自旋波能带结构的影响，这两种MC都具有相同的周期p=300 nm，但采用不同的Dzyaloshinskii-Moriya相互作用调制.在第一个系统中，人工周期性是通过调制界面的介电常数D来实现的，而在第二个系统中，样品的形态也被调制。由于磁振子晶体的色散关系中的能带结构的折叠特性，通过测量高阶人工布里渊区中的折叠模式的频率分裂，可以将布里渊光散射的灵敏度扩展到弱的布里渊强度（D在0至0.5 mJ/m2的范围内），因为分裂几乎随能带指数线性增加。对于相对较大的ε值（D在1.0至2.0 mJ/m2的范围内），自旋波色散关系呈现正波矢的平坦模式，由其幅度取决于D值的禁频间隙分隔。这些频率间隙对于具有形态调制的样品更明显。这些模式在两个MC的非互易性，局部化，空间分布进行了讨论，参考自旋波在普通的薄膜和隔离的条纹相同的厚度。
2021-12-10 cond-mat.mes-hall
Polarization-Tuned Fano Resonances in All-Dielectric Short-Wave Infrared Metasurface
École Polytechnique de Montréal（蒙特利尔理工学院）；Leibniz-Institut für Kristallzüchtung（莱布尼兹晶体生长研究所）
本文提出一种全介质硅集成元表面，通过偏振调控实现短波红外范围的费诺共振控制，用于高灵敏度折射率传感。
2022-12-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
An artificial charge-density-wave conductor realized by double quantum wells
电荷密度波（CDW）是导体中传导电子密度的调制。在低温下，它可以自发地发生在一些各向异性的一维晶体结构的化合物中，通过强的电子-晶格相互作用机制。许多著名的现象，如非线性输运、窄带噪声、锁模和交流电压下的混沌等，已在CDW中报告。然而，评估CDW导体的应用潜力一直受到阻碍的不便的形状和尺寸的CDW单晶。虽然现代制造技术可以部分解决这些问题（例如，解理膜和纳米线NbSe 3器件），但由制造引起的破坏测量性能的缺陷不容易控制和估计。在这里，我们展示了一个方便的CDW导体制造的半导体双量子阱（DQW）的场效应晶体管（FET）配置：调制的电子密度在一个量子阱附近的充电量子阱的结果。CDW具有明显的电场依赖的脱钉输运特性。这种“人造”的CDW，能够与半导体工业相结合，可能会为CDW的复兴提供新的动力。
2012-06-05 cond-mat.mes-hall
Observation of Coherent Spin Waves in a Three-Dimensional Artificial Spin Ice Structure
利用三维（3D）纳米结构中的高频自旋动力学可能会导致范式转移，下一代设备，包括高密度自旋电子学和神经形态系统。尽管在制造方面取得了显着进展，但复杂3D结构中自旋动力学的测量和解释仍然非常具有挑战性。在这里，我们采取的第一步，并测量相干自旋波的三维人工自旋冰（ASI）结构使用布里渊光散射。采用双光子光刻和热蒸发相结合的方法制备了3D-ASI。实验中观察到两个自旋波模，其频率随外加场强单调变化。数值模拟定性再现所观察到的模式。模拟的模式配置文件显示的集体性质的模式延伸整个复杂的网络的纳米线，同时显示空间量子化与不同的模式量子化数。这项研究显示了一个定义明确的手段来探索复杂的3D自旋电子和磁振子结构中的高频自旋动力学。
2021-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin wave propagation in corrugated waveguides
曲率诱导效应使我们能够定制具有高自由度的磁系统的静态和动态响应。研究了用聚焦电子束沉积法在正弦调制衬底上制备的波纹磁振子波导。膜的厚度与调制幅度相当的表面曲率局部修改偶极和交换能的贡献，并导致有效的各向异性项，其可以根据需要根据确切的几何形状进行调整。我们表明，由布里渊光散射显微镜，在没有外部磁场的存在下，自旋波传播的距离10 $\times$大的波纹波导比在平面波导。进一步分析了调制幅度对自旋波传播的影响，得出了调制幅度适中时，自旋波衰减长度不受影响的结论。对于较大的振幅，衰减长度随调制的增加而线性减小。
2020-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Magnetic Charge State Controlled Spin-Wave Dynamics in Nanoscale Three-Dimensional Artificial Spin Ice
本研究利用布里渊光散射直接探测三维人工自旋冰中的磁性荷电态，发现自旋波模式受磁荷构型和磁场方向控制，为可重构低功耗磁子器件提供了新途径。
2025-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
