Measurements of strain and bandgap of coherently epitaxially grown wurtzite InAsP-InP core-shell nanowires
我们报告的应变和带隙的InAsP在外延生长的InAsP-InP核壳纳米线的实验测定。核-壳纳米线通过金属有机气相外延生长。通过透射电子显微镜、X射线衍射、显微光致发光（$μ$ PL）光谱和显微拉曼（$μ$ -Raman）光谱测量对生长的纳米线进行表征。我们观察到，核壳纳米线的纤锌矿（WZ）晶相和相干应变，与核和壳具有相同数量的原子平面在每个纳米线。我们确定的主要单轴应变形成的核-壳纳米线沿纳米线生长轴，并证明，可以使用解析表达式来描述的应变。在应变WZ InAsP核心材料的带隙能量提取的$μ$ PL测量的个别核-壳纳米线。本工作所展示的相干应变核壳纳米线为构建新型光电子器件和开发压电光伏器件提供了潜在的应用前景。
2019-04-12 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit coupling effects in zinc-blende InSb and wurtzite InAs nanowires: Realistic calculations with multiband $\vec{k} \cdot \vec{p}$ method
对III-V族半导体纳米线导带中的自旋轨道场进行了系统的数值研究。锌掺杂的InSb纳米线被认为是沿着[001]，[011]和[111]方向，而纤锌矿InAs纳米线被认为是沿着[0001]和[10 $\overline{1}$ 0]或[11 $\overline{2}$ 0]方向。利用实空间参数的平面波展开求解了实际多带$\vec{k} \cdot \vec{p}\,$哈密顿量。在所有情况下，线性和立方自旋轨道耦合参数提取纳米线宽度从30到100 nm。典型的自旋轨道能量在$μ$ eV尺度上，除了沿着[10 $\overline{1}$ 0]或[11 $\overline{2}$ 0]生长的InAs纤锌矿纳米线，其中自旋轨道能量约为meV，很大程度上与线直径无关。通过施加横向电场，获得了显著的自旋-轨道耦合，引起Rashba效应。对于约4 mV/nm的电场，所获得的自旋轨道能量在所有研究的生长方向上对于两种材料为约1 meV。其中自旋-轨道效应最大的最有利的系统是沿[1010]或[11 $\overline{2}$ 0]生长的InAs WZ纳米线，因为这里在没有电场的情况下自旋-轨道能量已经是巨大的（meV）。最不利的是沿[0001]生长的InAs WZ纳米线，因为在这里即使电场也不会将自旋轨道能量增加到超过0.1 meV。所得结果对半导体纳米线的光学取向、自旋输运、弱局域化和超导邻…
2018-04-30 cond-mat.mes-hall
Raman sensitivity to crystal structure in InAs nanowires
我们报告了电子透射和拉曼光谱相结合的研究InAs纳米线。我们表明，光学声子能量的温度依赖性行为可以用来确定在InAs纳米线的相对纤锌矿分数。此外，我们建议，锌钛矿和纤锌矿相之间的界面应变沿导线的长度体现在声子线宽的温度演化。从这些研究中，温度依赖拉曼测量出现了一种非侵入性的方法来研究这种纳米线的多型性。
2011-12-24 cond-mat.mes-hall
Raman scattering study of InAs nanowire under high pressure
在金刚石对顶砧装置上研究了以纤锌矿结构为主的InAs纳米线在高达58 GPa的静压下的声子模。随着压力的增加，伽马点的TO和LO以及其他光学声子频率线性增加，而LO的TO分裂减小。记录的拉曼模式已被用来确定模式Gruneisen参数，也玻恩横向有效电荷的值。计算的Borns横向有效电荷表现出线性减少，增加压力意味着在压缩下的纳米线的共价性增加。当E1带隙能量接近激发能时，拉曼模的强度有很强的增强，这一点已经用共振拉曼散射进行了讨论。在10.87 GPa以上的压力下观察到了结构相变的迹象。我们认为这种转变可能是从纤锌矿相到岩盐相，但还需要进一步的实验和理论证实。
2014-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable effective g-factor in InAs nanowire quantum dots
我们报道了隧道光谱测量的塞曼自旋分裂在砷化铟少电子量子点。点之间形成的两个磷化铟的障碍，在砷化铟纳米线的纤锌矿晶体结构的化学束外延生长。进入点的前几个电子的电子g因子的值被发现强烈地依赖于点的大小，并且在大点中范围从接近InAs体值|g^*|=13降到|g^*|=2.3对于最小的点。这些研究结果进行了讨论，鉴于一个简单的模型。
2005-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Circular and Linear Photogalvanic Effects in Type-II GaSb/InAs Quantum Well Structures in the Inverted Regime
我们报告的观察太赫兹辐射引起的光电流效应的II型GaSb/InAs量子阱反转带阶。光电流在辐射斜入射时被激发，并由几个不同的贡献随辐射偏振态的变化而变化;由螺旋度驱动的一个和由辐射的线性偏振驱动的另一个具有可比的幅度。实验和理论分析表明，在结构反转不对称性占主导地位的系统中，光电流主要由圆形和线性光电流效应所控制。玻尔兹曼运动方程框架内发展的微观理论既考虑了光电效应，又很好地描述了所有的实验结果。
2016-08-02 cond-mat.mes-hall
Predicted band structures of III-V semiconductors in wurtzite phase
虽然非氮化物III-V族半导体通常具有锌钛矿结构，但它们也可以在压力下或当生长为纳米晶须时形成纤锌矿晶体。这使得电子结构计算困难，因为纤锌矿III-V族半导体的能带结构的特征很差。我们用可转移的经验赝势计算了九种纤锌矿相III-V族半导体的电子能带结构。我们发现所有的材料都有直接的间隙。我们的结果显着不同，从早期的{ \it从头计算}计算，和实验结果可用（InP，InAs和GaAs），我们计算的带隙是在很好的协议。我们制表的能量，有效质量，线性和立方Dresselhaus零场自旋分裂系数的区域中心状态。大的零场自旋分裂系数，我们发现可能会导致新的功能设计的设备，操纵自旋自由度。
2009-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Single-electron transport in InAs nanowire quantum dots formed by crystal phase engineering
我们报道了通过在锌铟砷（ZB）纳米线中引入纤锌矿（WZ）段对形成的量子点的电学特性。在宽的栅电压范围内观察到有规律的库仑振荡，表明WZ段为电子输运创造了显著的势垒。我们发现输运性质与量子点长度和相应的生长时间的封闭ZB段的直接相关性。的相关性是通过使用一种方法来提取长度的纳米线晶体相段直接从扫描电子显微镜图像，并从典型的纳米线的透射电子显微镜图像的支持。从实验控制填充几乎空的点与电子，库仑振荡不能再解决的点，我们估计的ZB-WZ导带偏移的下限为95毫电子伏。
2016-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Post-growth shaping and transport anisotropy in 2D InAs nanofins
本研究通过柠檬酸湿法刻蚀对二维InAs纳米鳍进行生长后成形，并利用范德堡结构测量发现由多型堆垛层错引起的室温迁移率各向异性约为2-4倍，为自组装III-V纳米器件提供了关键材料考量。
2023-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superconductivity and parity preservation in as-grown In islands on InAs nanowires
我们报道了在分子束外延生长的InAs纳米线上原位合成结晶铟岛。通过透射电子显微镜的结构分析表明，在晶体生长在两个家庭内的取向相对于纤锌矿InAs的tetraxibody为中心的晶体结构。结晶岛的长度< 500 nm，表面能量低，表明生长主要是由表面能最小化驱动的。通过In/InAs器件的电传输表现出库珀对充电，证明电荷宇称保持和原始的In/InAs界面，诱导的超导能隙约为0.45 meV。库珀对充电持续到温度> 1.2 K和磁场~ 0.7 T，表明In/InAs混合物属于在比最先进的Al基混合物更宽的参数空间上操作的扩展类的半导体/超导体混合物。工程晶体形态，同时使用阴影外延隔离单岛提供了一个有趣的替代以前的半导体/超导体混合形态和设备的几何形状。
2021-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Spin-orbit effects in nanowire-based wurtzite semiconductor quantum dots
研究了Dresselhaus自旋轨道相互作用对纤锌矿结构量子线上圆柱量子点的电子态和自旋弛豫速率的影响。考虑了体Dresselhaus自旋轨道耦合的线性和立方贡献，以及弱外部磁场的影响。将已有的锌晶格圆柱量子点电子态的解析解推广到纤锌矿晶格量子点的情形。对于InAs点的电子态，我们确定的自旋纹理和有效的g-因子，这表明标度崩溃时绘制作为一个有效的重整化点大小依赖的自旋轨道耦合强度的函数。计算了声-声子诱导的自旋弛豫速率，发现横向压电势占主导地位。
2013-03-06 cond-mat.mes-hall
Electron-hole interactions in coupled InAs-GaSb quantum dots based on nanowire crystal phase templates
我们报道了一种耦合量子点结构的生长和表征，该结构利用纳米线模板进行径向异质结构的选择性外延。起点是具有纤锌矿结构薄段的闪锌矿InAs纳米线。这些部分具有双重作用：它们作为隧道势垒的电子输运在InAs的核心，他们也局部抑制生长的GaSb壳，导致同轴InAs-GaSb量子点与集成的电探针。平行量子点结构的主机空间分离的电子和空穴的相互作用，由于II型中断的间隙的InAs-GaSb异质结。研究了电子和空穴输运过程中的库仑阻塞现象，观察到了电子和空穴的周期性相互作用，并通过模拟再现了这种相互作用。扭曲的库仑菱形表示电压引起的基态跃迁，可能是由于薄的GaSb壳层中空穴的空间分布的变化。
2016-10-25 cond-mat.mes-hall
Engineering Hybrid Epitaxial InAsSb/Al Nanowire Materials for Stronger Topological Protection
强自旋-轨道耦合、大$g$因子以及与超导体的耦合的组合可用于在半导体纳米线中产生拓扑保护状态。在这里，我们报告的混合外延InAsSb/Al纳米线的生长和表征，具有不同的组合物和晶体结构。我们发现最强的自旋-轨道相互作用在中间组成的锌铟砷$_{1-x}$锑$_{x}$纳米线，超过这两种铟砷和InSb材料，证实了最近的理论研究\cite{winkler2016topological}。我们发现，外延InAsSb/Al界面允许硬诱导超导能隙和2 $e$运输库仑充电实验，类似于实验上的InAs/Al和InSb/Al材料，并发现测量拓扑相变在低磁场下由于大的有效$g$ -因素一致。最后，我们提出了一种方法来生长纯纤锌矿InAsSb纳米线，预计表现出更强的自旋轨道耦合比锌结构。
2017-12-29 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
Topotaxial Mutual-Exchange Growth of Magnetic Zintl Eu$_3$In$_2$As$_4$ Nanowires with Axion Insulator Classification
本文提出一种固态拓扑相互交换方法，将Wurtzite InAs纳米线转化为Zintl相Eu$_3$In$_2$As$_4$纳米线，并证实其反铁磁性与轴子绝缘体特性，为探索复杂磁拓扑态及合成其他奇异化合物纳米线开辟了新路径。
2024-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coulomb Blockade from the Shell of an InP-InAs Core-Shell Nanowire with a Triangular Cross Section
我们报道了InP-InAs核-壳纳米线的生长，并在整个纳米线长度上证明了单量子结构的形成，该结构显示了库仑阻塞效应。核-壳纳米线通过金属有机物气相外延通过选择性区域生长技术生长。所生长的核壳纳米线是纤锌矿晶体。InP核具有六边形截面，而InAs壳优先生长在特定的{1 $\bar{1}$ 00}面上，导致形成具有整体三角形截面的核-壳纳米线。将生长的核-壳纳米线转移到Si/SiO $_2$衬底上，然后与几个窄金属电极接触。低温输运测量显示库仑阻塞效应。我们分析了测得的栅电容和单电子充电能量的设备，并表明，一个量子结构，其中显示的库仑阻塞效应的多电子量子点是形成在一个单一的核壳纳米线的整个长度，并在纳米线的整个InAs壳。
2019-01-28 cond-mat.mes-hall
Probing the dark exciton states of a single quantum dot using photocurrent spectroscopy in magnetic fields
本文报道了在外加磁场作用下，在Faraday和Voigt两种几何构型下，自组装InAs/GaAs量子点（QD）嵌入n-i-Schottky器件中的高分辨光致发光（PL）和光电流（PC）谱。利用量子限制斯塔克效应，通过扫描偏置相关的中性激子（X $^0$）的跃迁能，使其与固定的窄带激光发生共振，得到了X $^0$的单量子点光子晶体谱.在法拉第磁场作用下，X $^0$的PL谱和PC谱都出现了抗磁效应和塞曼分裂。当磁场作用于Voigt几何结构时，亮态和暗态的混合导致暗激子态的观察，这一点通过偏振分辨PL谱和PC谱得到了证实。
2017-12-18 cond-mat.mes-hall
Electronic band structure of narrow-bandgap p-n nanojunctions in heterostructured nanowires measured by electron energy loss spectroscopy
复杂纳米结构半导体的电子能带结构对材料的最终电子和光学性质具有相当大的影响，并且最终对包含它们的器件的功能性具有相当大的影响。透射电子显微镜（TEM）中的价电子能量损失谱（VEELS）提供了以高空间分辨率测量半导体这种性质的可能性。然而，这对于窄能带隙半导体来说仍然是一个挑战，因为需要低能量扩散的电子束。在这里，我们表明，通过单色VEELS，我们可以研究的电子能带结构的异质结构纳米线的形式的窄隙材料GaSb和InAs的带隙值下降到0.5 eV，特别是重要的新开发的结构与未知的带隙。使用复杂的异质结构的InAs-GaSb纳米线，我们确定的带隙值为0.54 eV的纤锌矿InAs。此外，我们直接比较的带隙的纤锌矿和锌的多型GaSb在一个单一的纳米结构，在这里测量为0.84和0.75 eV，分别。这使我们能够解决现有的争议，在这些结构之间的带对齐所产生的理论预测。研究结果表明，单色VEELS的潜力，以提供一个更好的理解在异质界面的窄带隙复杂的纳米结构材料的高空间分辨率的带对齐。这对于半导体器件应用尤其重要，在半导体器件应用中，纳米级的电子能带结构的最轻微变化都可以在其功能中发挥关键作用。
2021-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Spatial Control of Multiphoton Electron Excitations in InAs Nanowires by Varying Crystal Phase and Light Polarization
我们演示了通过改变晶体结构和光的偏振态来控制InAs纳米线中的多光子电子激发。利用光参量啁啾脉冲放大系统产生的几个周期的近红外激光脉冲，我们在具有可控纤锌矿（WZ）和氧化锌（ZB）段的InAs纳米线中诱导多光子电子激发。利用光电发射电子显微镜，我们发现，我们可以选择性地诱导多光子电子发射从WZ或ZB段相同的线通过改变光的偏振。开发\textit{ab-initio GW}计算的第一至第三阶多光子激发和使用有限差分时域模拟，我们解释的实验结果：虽然电场增强由于半导体/真空界面具有类似的效果为所有NW段，第二和第三阶多光子跃迁的能带结构的WZ InAs是高度各向异性的，在对比ZB InAs。由于纳米线的晶相可以精确可靠地定制，我们的研究结果为新的半导体光电子学开辟了道路，通过真空或电介质屏障实现可控的纳米级电子发射。
2019-01-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Hot Carrier Trapping Induced Negative Photoconductance in InAs Nanowires toward Novel Nonvolatile Memory
报道了一种新的砷化铟纳米线负光电导机制。光激发显著抑制电导率，增益高达10^5。NPC的起源归因于光辅助热电子俘获导致的传导通道耗尽，得到了栅电压阈值漂移和波长依赖性光电导测量的支持。扫描光电流显微镜排除了NPC起源于NW/金属接触的可能性，并揭示了竞争性的正光电导性。光照后的电导率恢复在低温下大大减慢，表明热激活的脱陷机制。在78 K时，电导的自发恢复被完全淬灭，从而导致可以通过光和栅极电压脉冲来切换的可逆存储器件。这种新颖的基于NPC的光电子学在光电探测和低功耗非易失性存储器中有着令人兴奋的应用。
2015-10-31 cond-mat.mes-hall
InAs Nanowire-Based Twin Electrical Sensors enabling Simultaneous Gas Detection Measurements: Nanodevice Engineering, Testing and Signal Fluctuation Analysis
本文研究了基于同一InAs纳米线批次制备的双胞胎纳米器件的气体检测，发现其信号差异主要源于制备工艺非理想性和纳米结构差异，而非环境条件。
2024-12-23 cond-mat.mes-hall
Quantum ratchet effects induced by terahertz radiation in GaN-based two-dimensional structures
在纤锌矿（0001）取向的GAN/AlGaN低维结构中观察和研究了太赫兹辐射激发的光电流效应。所示的结构表示线性量子棘轮。实验和理论分析表明，所观察到的光电流与GaN基异质结中缺乏反型中心有关。
2008-05-07 cond-mat.mes-hall
Electron and hole g tensors of neutral and charged excitons in single quantum dots by high-resolution photocurrent spectroscopy
本文报道了在外加矢量磁场作用下，镶嵌在n-i-Schottky器件中的单个自组装InAs/GaAs量子点的高分辨率光电流谱。用双色共振激发方法获得了带正电激子（X $^+$）和中性激子（X $^0$）的光子晶体谱。在磁场作用下，X $^+$的双$Λ$能级结构和X $^0$的暗态在光子晶体谱中清晰可见.在Faraday几何中，X $^+$的PC振幅随着磁场的增大而减小，然后猝灭，这为确定电子和空穴g因子的相对符号提供了一种新的方法.在外加矢量磁场下，得到了X $^+$和X $^0$的电子和空穴g因子张量. X $^+$和X $^0$的空穴g因子的各向异性大于电子的各向异性。
2020-07-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Improved effective equation for the Rashba spin-orbit coupling in semiconductor nanowires
半导体Rashba纳米线是准一维系统，其具有由于外部电场引起的反转对称性破缺而产生的大的自旋轨道（SO）耦合。有参数化的多波段模型，可以准确地描述这种效果。然而，简化的单带模型是非常可取的，以研究最近的实验兴趣的几何形状，因为它们可以允许将低维和纳米线静电环境的影响，以降低计算成本。通常使用的导带近似，有效的散装材料，大大低估了SO耦合在锌晶体结构和高估它的纤锌矿的有限横截面导线时，限制效应发挥了重要作用。在这里，我们证明了一个有效的方程的线性Rashba SO耦合的半导体导带可以重现更复杂的八带k $\cdot$ p模型计算的行为。这是通过调整取决于纳米线晶体结构及其化学组成的单个有效参数来实现的。我们进一步比较我们的结果提取的磁导测量在几个实验中的InAs和InSb纳米线的Rashba耦合，发现极好的协议。这种方法可能与Rashba耦合已知发挥主要作用的系统相关，例如自旋电子器件或Majorana纳米线。
2020-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Individually addressable double quantum dots formed with nanowire polytypes and identified by epitaxial markers
双量子点（DQD）作为量子技术的基石具有很大的前景，因为它们允许两个电子态相干耦合。用材料定义QD而不是使用静电门控允许QD具有硬壁限制电势和更鲁棒的电荷和自旋状态。一个尚未解决的问题是如何单独寻址这些量子点，这是控制量子态所必需的。在这里，我们报告的双量子点器件的制造定义的导带边缘偏移的界面处的纤锌矿和锌的晶体相的InAs纳米线。通过使用选择性地形成在一个晶相上的外延GaSb标记，我们能够精确地对准栅电极，从而允许我们独立地探测和控制每个QD。因此，我们观察到教科书般的电荷稳定性图，一个离散的能谱和电子数与理论估计一致，并调查设备的可调谐性，发现改变电子数可以用来调整隧道势垒，如预期的简单的能带图参数。
2019-02-04 cond-mat.mes-hall
