Spin wave effects in transport between a ferromagnet and a Weyl semimetal surface
实验研究了在厚WTe $_2$单晶中实现的铁磁Ni电极和Weyl半金属表面之间的自旋极化输运。对于高度透明的Ni-WTe $_2$平面结,我们观察到非欧姆$dV/dI(I)$的行为与整体增加的差分电阻$dV/dI$与电流偏置,这是由电流诱导开关。这种行为是不一致的平凡界面散射,但它是众所周知的自旋极化输运与磁振子发射。因此,我们解释的自旋波激发的自旋纹理的WTe $_2$拓扑表面状态,这是由所获得的磁场和温度$dV/dI(I)$的依赖性支持的实验结果。
2018-07-10 cond-mat.mes-hall
Crossover Between Weak Antilocalization and Weak Localization and Electron-Electron Interaction in Few-Layer WTe$_2$
我们报道了在低温和高磁场下,在封装的几层WTe $_2$中的电子输运研究。磁导揭示了温度诱导的弱反局域化(WAL)和弱局域化(WL)之间的量子扩散制度的交叉。结果表明,这种交叉现象明显地反映了退相长度、自旋翻转长度和平均自由程等特征长度之间的共存和竞争,同时低温电导随温度的升高呈指数关系增加,表明电子-电子相互作用(EEI)和自旋-轨道耦合(SOC)的相互作用.我们证明了存在和量化的EEI和SOC的强度,这被认为是负责在WTe 2的量子自旋霍尔态在单层极限的间隙开放。
2020-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Second Harmonic Helicity and Faraday Rotation in Gated Single-Layer 1T$'$-WTe$_2$
WTe $_2$的单层1 T $'$相为非线性霍尔效应和高温量子自旋霍尔输运等奇异物理性质提供了丰富的平台。利用连续介质模型和图解法计算了单层1 T $'$ $_2$在外加垂直电场和电子掺杂调制下的二次谐波电导率。我们得到了有限的螺旋度和法拉第旋转的二次谐波信号响应线偏振入射光的存在下的时间反演对称。二次谐波信号的螺旋度是高度可控的,通过改变偏置电位,并作为非线性霍尔电流的光学指标。我们的研究激励未来的实验研究的螺旋度光谱的二维材料。
2022-01-03 cond-mat.mes-hall
Enhancing Perpendicular Magnetic Anisotropy in Garnet Ferrimagnet by Interfacing with Few-Layer WTe2
铁磁或亚铁磁(FM)薄膜的磁各向异性设计在自旋电子器件中是至关重要的。改变磁各向异性的一种方法是通过FM薄膜的表面。在这里,我们报告出现的垂直磁各向异性(PMA)引起的界面相互作用在异质结构组成的石榴石亚铁磁体,Y3Fe5O12(YIG),和低对称性,高自旋轨道耦合(SOC)过渡金属二硫属化物,WTe2。同时,我们还观察到在WTe2覆盖的YIG区域中吉尔伯特阻尼的增强。界面诱导PMA和吉尔伯特阻尼增强的幅度都没有观察到的WTe2厚度依赖性下降到单个四层,这表明界面相互作用起着关键作用。WTe 2增强FM薄膜中的PMA的能力,结合其先前报道的产生面外阻尼(如自旋扭矩)的能力,使得其对于磁存储器应用是期望的。
2022-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Custodial glide symmetry of quantum spin Hall edge modes in WTe$_2$ monolayer
WTe $_2$单层薄膜在输运实验中显示出量子自旋霍尔边缘模,其强度可达100 K。基于密度泛函理论计算和基于量子力学的模型建立,包括相关性和衬底支持的作用,我们开发了一个有效的电子模型WTe $_2$,从根本上不同于其他原型QSH设置:我们发现WTe $_2$中量子自旋霍尔边模的异常鲁棒性源于滑移对称性,由于滑移对称性,拓扑能隙远离高-动量空间中的对称点虽然间接体隙小得多,滑移对称性意味着一个大的直接带隙高达1 eV的布里渊区区域的色散边缘模式,因此使急剧的边界局域化的QSH边缘态取决于特定的边界取向。
2018-11-01 cond-mat.mes-hall
Ferroelectric nonlinear anomalous Hall effect in few-layer WTe$_2$
在诸如存在外部磁场或内部磁化的破坏的时间反转对称性下,可以在垂直于纵向电流和施加的磁场两者的材料中建立横向电压,这被称为经典的霍尔效应。然而,这种对称性约束可以放松非线性制度,从而使非线性异常霍尔电流在时间反转不变的材料-一个未充分探索的领域与令人兴奋的新的机会超越经典的线性霍尔效应。在这里,使用群论和第一性原理理论,我们证明了一个显着的铁电非线性异常霍尔效应在时间反转不变的几层WTe $_2$的非线性异常霍尔电流开关在奇数层WTe $_2$,而保持不变,在偶数层WTe $_2$铁电转变。发现这种铁电非线性反常霍尔效应的奇偶振荡起源于偶层和奇层WTe $_2$中明显的铁电相变引起的Berry曲率偶极反转和位移偶极反转的存在和不存在。我们不仅将Berry曲率偶极子和位移偶极子放在同等的地位来解释非线性反常霍尔效应的带内和带间贡献,而且建立了Berry曲率偶极子和位移偶极子作为非中心对称材料的新的序参量.因此,目前的研究结果表明,铁电金属和外尔半金属可能会为非线性量子电子学的发展提供前所未有的机会。
2019-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evidence of Higher Order Topology in Multilayer WTe$_2$ from Josephson Coupling through Anisotropic Hinge States
非中心对称的Td-WTe $_2$,以前被称为II型Weyl半金属,预计具有更高阶的拓扑相与拓扑保护,螺旋一维(1D)铰链状态时,他们几乎没有分离的Weyl点被湮灭。然而,这些铰链状态的检测是困难的存在下的半金属行为的散装。本文通过分析超导磁场对Nb-WTe $_2$ -Nb邻近约瑟夫森结中铰链态的干扰,在空间上分辨出了铰链态。沿着WTe $_2$晶体的a轴的约瑟夫森电流,而不是沿着b轴,在结的边缘处显示出急剧的增强;增强的约瑟夫森电流的量与单个1D导电沟道的上限相当。我们的实验观测提供了WTe $_2$中的高阶拓扑相及其相应的各向异性拓扑铰链态的证据,与理论计算符合得很好.我们的工作为超导异质结构中拓扑半金属的铰链输运研究铺平了道路,包括它们的拓扑超导性。
2019-09-06 cond-mat.mes-hall
Two Types of 3D Quantum Hall Effects in Multilayer WTe$_2$
本文报道了多层WTe2中由磁场调控的两类三维量子霍尔效应:低场下体态层堆叠的QHE与高场下Weyl轨道表面输运的QHE,为拓扑半金属量子化输运研究提供平台。
2022-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant Third-Order Nonlinearity Induced by the Quantum Metric Quadrupole in Few-Layer WTe2
本文报道少层WTe2中量子度规四极矩诱导的三阶非线性纵向电响应,通过角度分辨三次谐波测量和标度分析证实其物理起源,为揭示量子度规结构提供高效方法。
2025-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge spin transport in the disordered two-dimensional topological insulator WTe$_2$
二维拓扑绝缘体(2D TI)的自旋电导预计不会被量子化的扰动,打破自旋旋转对称性的存在。然而,偏离原始极限的量子化还有待详细研究。在本文中,我们定义了二维TI的螺旋边缘模式的自旋电流算子,并介绍了一个四端设置来测量自旋电导。使用发达的形式主义,我们认为,打破自旋旋转对称性或引起边到边耦合的无序项的影响。我们确定了一个关键的作用发挥了自旋力矩在一个平衡的边缘。然后,我们利用拓扑单层WTe $_2$和散射矩阵形式的紧束缚模型,数值研究自旋输运在四端二维TI器件。特别地,我们计算了自旋电导和特征自旋衰变长度的存在下的磁无序。此外,我们还研究了量子点接触几何中边间散射的影响。我们发现,自旋霍尔电导是令人惊讶的强大的自旋破缺微扰,只要时间反演对称性被保存和边缘间散射弱。
2022-03-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Crystallographic-dependent bilinear magnetoelectric resistance in a thin WTe$_2$ layer
本研究在薄WTe$_2$层中观测到依赖晶体学的双线性磁电阻(BMR),通过多条件实验发现10K下电流沿a轴施加时BMR存在三重对称贡献,为探究材料自旋织构与晶体对称性的关联提供了新依据。
2023-10-02 cond-mat.mes-hall
Direct observation of the layer-number-dependent electronic structure in few-layer WTe2
当晶体变得越来越薄到原子水平时,取决于其层数(n)的特殊现象开始出现。对称性和波函数强烈地反映了层数和堆积顺序,这给我们带来了实现新的性质和功能的潜力,无论是在散装或简单的单层。多层WTe 2就是这样一个例子,它表现出独特的铁电性和与反相堆叠和贝里曲率偶极子相关的非线性输运性质。在这里,我们调查的多层WTe 2(2-5层)的电子带色散,通过执行基于激光的微聚焦角分辨光电子能谱学剥离薄片,严格按n排序和石墨烯封装。我们清楚地观察到发生在2-和3-层之间的绝缘体-半金属转变,以及30-70 meV的价带自旋分裂,甚至n作为更强的结构不对称性的标志。我们的结果充分证明了通过有限n堆积过程实现大能级带和自旋操纵的可能性。
2021-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cooperative orbital moments and edge magnetoresistance in monolayer WTe$_2$
我们认为,在单层WTe $_2$的边缘电子可以拥有一个“合作”的轨道矩(COM),严重影响其边缘磁阻行为。由于Rashba和Ising自旋轨道耦合的协同作用,COM即使在相对较小的自旋轨道耦合强度下也能迅速达到大的量级(玻尔磁子的数量级)。正如我们所解释的,这种大的COM幅度产生于一个非常规的合作自旋倾斜的边缘自旋时,Rashba和伊辛自旋轨道耦合作用在一起。引人注目的是,COM可以与自旋矩竞争,产生一个不寻常的各向异性边缘磁阻取向的斜角。特别地,这种竞争产生了一个方向,沿着该方向$\mathbf{B}$在使边缘频谱间隔开方面是无效的,从而使边缘频谱几乎没有间隔。结果,当$\mathbf{B}$旋转时,间隙尺寸的大对比度显现,从而在10 T和低温下赋予0.1-10百万%的巨各向异性磁阻。
2020-05-18 cond-mat.mes-hall
Rashba-induced spin Hall response in a disordered $WTe_2$ four-terminal structure
本文基于Landauer-Buttiker框架和四端器件模型,研究了无序WTe2中本征Rashba自旋轨道耦合诱导的自旋霍尔响应,得到自旋霍尔角均值25%、均方根30%,并通过实验与紧束缚模拟验证,为其他TMDs和单层Xenes的自旋霍尔计算奠定基础。
2025-07-02 cond-mat.mes-hall
Electrically switchable Berry curvature dipole in the monolayer topological insulator WTe2
单层WTe $_2$中量子自旋霍尔(QSH)态的最新实验证据已经连接了凝聚态物理、二维材料和拓扑物理这两个最活跃的领域。这种二维拓扑晶体还显示出非常规的自旋扭矩和门可调超导性。虽然QSH的实现已经证明了单层WTe $_2$的电子波函数的非平凡拓扑,波函数的几何性质,如Berry曲率,仍然没有研究。另一方面,人们越来越认识到Berry曲率在凝聚态物理的多个领域中起着重要的作用,包括非互易电子输运、对映选择性光学响应、手征极化激元甚至非常规超导。在这里,我们利用中红外光电显微镜研究单层WTe $_2$的Berry曲率。通过光学激发电子穿过倒置的QSH间隙,我们观察到一个平面内的圆形光电流,即使在正常入射。面外位移场的应用进一步系统地控制光电流的方向和幅度。我们观察到的光电流揭示了一种新的Berry曲率偶极子,它产生于倒置的间隙边缘附近的非平凡波函数。单层WTe $_2$的反向能带结构和倾斜晶格使这些以前未实现的Berry曲率偶极子和强电场效应成为可能。这种电可切换的Berry曲率偶极子打开了观察各种量子几何现象的大门,如量子非线性霍尔,轨道Edelstein和手征极化激元效应。
2018-07-03 cond-mat.mes-hall
Multivalued current-phase relationship in a.c. Josephson effect for a three-dimensional Weyl semimetal WTe$_2$
我们实验研究了两个超导铟引线之间的电子输运,耦合到一个单一的WTe $_2$晶体,这是一个三维Weyl半金属。在微波辐照下,通过观察整数(1,2,3)和分数(1/3,1/2,2/3)Shapiro台阶,我们证实了5~ $μ$ m In-WTe $_2$ -In长结中的约瑟夫森电流.分数交流的演示约瑟夫森效应表明了电流-相位关系的多值性,我们将其与外尔拓扑表面态对约瑟夫森电流的贡献联系起来。与拓扑绝缘体和狄拉克半金属相反,我们没有观察到交流中的$4π$周期性。研究了WTe $_2$在不同频率和功率下的约瑟夫森效应,这可能反映了Weyl半金属费米弧表面态的手征特征。
2018-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transparent Josephson Junctions in Higher-Order Topological Insulator WTe2 via Pd Diffusion
高透明超导接触的拓扑绝缘体(TI)仍然是一个持久的挑战的路线,工程拓扑超导。最近,高阶TI WTe $_2$被示出当放置在钯(Pd)底部接触上时变成超导体,展示了追求这一目标的有前途的材料系统。在这里,我们报告的扩散到WTe $_2$和超导PdTe $_x$的形成观察到的超导电性的起源。我们发现在垂直方向上的扩散晶体和它的宿主晶体之间的范德华层原子尖锐的界面,形成最先进的超导接触到TI。发现扩散沿WTe $_2$晶体的宽度是不均匀的,与块体相比沿边缘具有更大的延伸。这种接触方法的潜力是突出的约瑟夫森结的输运测量采用外部超导引线。
2022-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermopower and Unconventional Nernst in the Predicted Type-II Weyl Semi-metal WTe$_2$
WTe $_2$是最近发现的一系列高迁移率半金属之一,其某些性质具有拓扑Dirac或Weyl金属的特征。它最有趣的特性之一是它在低温下表现出的不饱和巨磁阻。一个重要的问题是,在何种程度上这种属性可以归因于一个传统的半金属模型,其中一个高度补偿,高迁移率的金属表现出大的磁阻。在这里,我们表明,纵向热电势(塞贝克效应)的半金属WTe $_2$剥离薄片表现出周期性的符号变化约为零,随着磁场的增加,表明不同的电子和空穴朗道能级和几乎完全补偿的电子和空穴载流子密度。然而,与传统的半金属图片不一致,我们发现在低温下的能斯特效应的快速增强是非线性的磁场,这是符合外尔点附近的费米能量。因此,我们证明了WTe $_2$的外尔特征在其输运性质中所起的作用。
2020-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Determination of the thickness and orientation of few-layer tungsten ditelluride using polarized Raman spectroscopy
斜方晶系的二碲化钨(WTe 2)具有畸变的1 T结构,表现出与取向有关的大的磁阻效应,其电学特性随着厚度的减小从半金属态向绝缘态转变。通过偏振拉曼光谱结合透射电子衍射,我们建立了一个可靠的方法来确定少层WTe 2的厚度和晶体取向。拉曼光谱显示出对激发激光的偏振的显著依赖性。我们发现,根据厚度,在~90 cm-1和80-86 cm-1处的两个拉曼峰之间的分离是用于确定厚度的可靠指纹。对于确定的晶体取向,偏振依赖的A1模式,测量与632.8 nm的激发,原来是最可靠的。我们还发现一些拉曼峰的偏振行为依赖于激发波长以及厚度,表明能带结构和各向异性拉曼散射截面之间的密切相互作用。
2016-08-12 cond-mat.mes-hall
Current-phase relation of a WTe2 Josephson junction
本研究通过测量WTe2约瑟夫森结的电流-相位关系,发现额外电感影响测量,并开发数值方法恢复关系,揭示短弹道极限下的4π周期效应。
2023-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of Glide Symmetry Protected Helical Edge States in WTe$_{2}$ Monolayer
该研究从理论上探究1-T' WTe₂单层中量子自旋霍尔螺旋边缘态的性质,揭示滑移对称带来的额外保护及适度无序对电导稳定性的提升作用,为超洁净边界样品中的非线性螺旋Luttinger液体物理研究提供了方向。
2022-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nontrivial interplay of strong disorder and interactions in quantum spin-Hall insulators doped with dilute magnetic impurities
我们非微扰地研究了磁性掺杂杂质对量子自旋霍尔(QSH)绝缘体边缘输运的影响。我们发现,对于一个强耦合的磁性掺杂剂位于系统的边缘附近,出现一对传输反共振。当化学势共振时,相互作用效应随着温度的降低而加宽反共振宽度,从而抑制排斥和适度吸引相互作用的传输。对最近观测到的WTe $_2$的$1$-T $^{\prime}$的QSH绝缘相的结果作了简要的讨论.
2018-07-16 cond-mat.mes-hall
Direct Observation of Long-range field-effect from gate tuning of non-local conductivity
我们报告观察到一个意想不到的,长程场效应的WTe $_2$设备,导致大的栅极诱导的晶体的输运性质的变化比静电屏蔽长度厚得多。这种现象--其表现本身与传统的场效应非常不同--源于比载流子平均自由程更薄的器件中的非局部性质的传输,这是因为表面散射的主导作用。我们从理论上再现了测量的经典和量子磁输运的所有细节的栅极依赖性,并表明,这种现象是由栅极调谐的体载流子迁移率通过改变在表面的散射。我们的研究结果表明,栅极调谐的电子性质的内部深处的导电材料,避免了由静电屏蔽的限制的可能性。
2016-09-30 cond-mat.mes-hall
Multi-frequency Shubnikov-de Haas oscillations in topological semimetal Pt$_2$HgSe$_3$
单层jacutingaite(Pt $_2$ HgSe $_3$)最近被确定为具有0.5 eV带隙的候选量子自旋霍尔系统,但迄今为止没有对这种材料进行输运测量,无论是在单层还是在体。通过使用专用的高压技术,我们生长的晶体能够剥离50-100 nm厚的层,并实现受控传输实验的设备。磁电阻测量表明,jacutingaite是一种半金属,表现出Shubnikov-de Haas(SdH)电阻振荡与多频谱。我们采用Lifshitz-Kosevich公式定量分析了多频率下SdH电阻振荡,发现整体能带结构从头计算结果与实验结果吻合较好.再加上从实验中提取的相对较高的电子迁移率($\approx 2000$ cm $^2$ /Vs,与相同厚度的WTe $_2$晶体中观察到的情况相当),我们的结果表明单层jacutingaite应该提供一个很好的平台来研究二维量子自旋霍尔系统中的传输。
2020-05-28 cond-mat.mes-hall
Coherent Transport Through a Quadruple Point in a Few Electron Triple Dot
通过施加不同的栅电压组合,可以将少数电子双静电横向量子点转变为少数电子三重量子点。已经实现了所有三个点同时共振的四重点。在稳定性图中的这些特殊点上,可能有四种占据构型.在该器件上进行了电荷检测和输运实验。在这篇简短的论文中,我们提出的数据,并确认运输是相干的,通过观察一个Pi相移的磁导振荡通过四极点。
2006-11-18 cond-mat.mes-hall
Quantum Transport in Ambipolar Few-layer Black Phosphorus
少层黑磷具有独特的电子性质,产生独特的量子现象,从而提供了一个肥沃的平台,探索涌现的关联现象在低维。近年来,在改善空穴掺杂少层黑磷的质量及其量子输运研究方面取得了很大的进展,而在电子掺杂少层黑磷方面的研究进展相对有限。在这里,我们报告的双极量子输运在几层黑磷显示无疑的量子霍尔效应的空穴传输和电子输运的量子霍尔效应的清晰的签名。通过使电子掺杂黑磷的自旋分辨朗道能级重合,我们测量了自旋磁化率$χ_s=m^\ast g^\ast=1.1\pm0.03$。这个值大于空穴掺杂的黑磷,并说明了自旋分辨朗道能级的能量等距排列。显然,n型黑磷为探索量子自旋电子学提供了一个独特的平台,它具有等间距的自旋上和自旋下态序列。
2017-03-29 cond-mat.mes-hall
Tunneling transport in a few monolayer-thick WS2/graphene heterojunction
本文展示了高品质的隧道势垒特性和层数控制隧道电阻的过渡金属二硫属化物(TMD)测量只有几个单层的厚度。在石墨烯/TMD/金属异质结构中的WS 2和MoS 2 TMD中的垂直输运的研究表明,WS 2在其厚度在2至5个单层之间时表现出隧道势垒特性,而MoS 2在相同范围内随着厚度的增加而经历从隧穿到电子发射输运的转变。因此,石墨烯/WS 2/金属异质结构中的隧道电阻随着WS 2层的数量呈指数增加,揭示WS 2的隧道势垒高度为0.37 eV。
2014-12-09 cond-mat.mes-hall
Ballistic charge transport in chiral-symmetric few-layer graphene
采用传输矩阵方法研究了具有手征对称堆叠结构的少层石墨烯中的弹道电荷输运。我们证明了手征对称性证明了在谱简并点(零能量)的非阿贝尔规范变换。这种变换证明了多层膜的零能输运性质与非耦合单层膜系统的零能输运性质的等价性。可以应用类似的变换,以测量任意磁场、弱应变和样品块中的跳跃无序。最后,我们计算了在任意能量下,不同的堆叠结构的全计数统计。预测的栅极电压依赖性的电导和噪声可以测量在清洁的多层样品与通用金属引线。
2010-03-11 cond-mat.mes-hall
First-principles study of electron transport in few-electron open quantum dots by the Hartree-Fock approach
在自旋限制的Hartree-Fock近似下研究了少电子开放量子点的电子输运性质。自洽的数值计算进行了整个装置,包括半无限的导线,没有采用任何现象学或可调参数。与Hartree方法相比,包含非局域Fock势带来了质的新物理:电子屏蔽减少,共振能级变得不那么固定在费米能级上,并且与电导峰明显相关。当点和引线之间的耦合减少时,点内部的电子数量变得量子化,并且模型预测了电子输运的库仑阻塞。通过与等效量子点的主方程方法的比较,证实了这一点。
2011-07-02 cond-mat.mes-hall
Few-photon transport in low-dimensional systems: Interaction-induced radiation trapping
我们提出了一个详细的分析,在波导系统中的光子输运的动力学在一个二能级系统的存在。在这些系统中,量子干涉效应在少光子水平上产生了很强的有效光学非线性。我们通过适当的量子多体方法阐明了相关的物理机制。在此基础上,我们证明了带外能量的单粒子光子-原子束缚态可以通过多粒子散射过程激发。我们进一步表明,这些陷阱效应是强大的,因此,将是有用的控制光子纠缠在基于固态的量子光学系统。
2010-01-19 cond-mat.mes-hall
Semiclassical Boltzmann transport theory of few-layer black phosphorus in various phases
黑磷(BP)是一种由磷原子组成的二维范德华层状材料,由于其可调的能带隙(甚至可调到负值)和高度各向异性的电子结构,近年来成为研究最活跃的二维材料之一。根据带隙调谐参数的符号,少层BP可以处于带隙绝缘体相、无带隙狄拉克半金属相或两相之间的无带隙半狄拉克转变点。利用完全各向异性的多带玻尔兹曼输运理论,通过改变带隙调谐参数,系统地研究了少层BP的直流电导率随载流子密度和温度的变化规律,确定了各相对应的特征密度和温度依赖关系.
2019-04-03 cond-mat.mes-hall
Sequential electron transport and vibrational excitations in an organic molecule coupled to few-kayer graphene electrodes
石墨烯电极是通过新的电极-分子锚定策略来提高分子电子学中的再现性和稳定性的有希望的候选者。在这里,我们报告了顺序电子输运在几层石墨烯晶体管含有个人姜黄素为基础的分子锚定的电极通过π-π轨道键合。我们表明,由于中间分子-电极耦合的非弹性共隧穿激发与单电子输运物理的共存,我们认为,中间电子-声子耦合是这些振动辅助激发的起源。这些实验观察与密度泛函理论计算的补充模型电子输运和姜黄素分子的电子和振动模式之间的相互作用。我们发现,计算的分子的振动模式与实验观察到的激发。
2016-02-04 cond-mat.mes-hall
Electronic transport properties of few-layer graphene
本论文研究ABA堆叠三层石墨烯的电子性质,涵盖能带结构、量子霍尔效应理论、器件制备表征及三项已发表原创实验工作。
2024-01-23 cond-mat.mes-hall
Transport and Capacitance properties of Charge Density Wave in few layer 2H-TaS2 Devices
我们仔细研究了少层电荷密度波(CDW)2 H-TaS 2器件的输运和电容特性。不同器件的CDW转变温度和阈值电压不同,这归因于这些基于少层2 H-TaS 2薄片的微器件的层间相互作用和不均匀的局部缺陷。在我们的实验中,2 H-TaS_2器件在低温下观察到半导体性质而不是金属性质。对于存在CDW的不同测量器件,相对阈值电压的温度依赖性可以缩放到(1- T / Tr)^0.5 +delta,其中delta=0.08。同时进行电导-电压和电容-电压测量。在很低的交流有源电压下,我们发现这两种测量的磁滞回线完全匹配。我们的结果指出,电容-电压测量也可以用来确定CDW的阈值脱钉电压,这为我们研究CDW提供了一种新的方法。
2014-07-10 cond-mat.mes-hall
Comparison between charge and spin transport in few layer graphene
对几层石墨烯(FLG)的输运测量是重要的,因为它们在作为真正的二维材料的单层石墨烯(SLG)的性质和石墨的三维本体性质之间进行插值。在这篇文章中,我们提出了四探针的本地电荷输运和非本地自旋阀和自旋进动测量横向自旋场效应晶体管(FET)上的FLG。我们系统地研究了电荷和自旋输运性质取决于层数和电子背门的设备。我们解释的电荷传输测量考虑到散射电位的筛选,并使用结果来理解自旋数据。测量的样本厚度在3到20层之间,我们在分析中包括了SLG的早期测量结果以供比较。在我们的室温自旋输运测量,我们设法观察自旋信号的距离高达10 μ m和测量自旋弛豫时间高达τ_s ~500 ps,约4倍以上的SLG。我们用区域折叠法计算了FLG的态密度,由电阻的平方R_S确定了电荷扩散系数D_C。得到的D_C和自旋扩散系数D_S显示出相似的值,并且仅弱地依赖于层的数目和栅极感生的载流子。我们讨论了这对识别自旋弛豫机制的影响。
2011-03-22 cond-mat.mes-hall
Many-body excitations in tunneling current spectra of a few-electron quantum dot
少电子量子点隧穿势垒的固有不对称性在非线性输运机制中诱导了正向和反向源漏偏压的固有不同隧穿电流。在这里,我们表明,除了自旋选择规则,多体状态之间的重叠矩阵元素是至关重要的正确描述隧道传输通过量子点在大磁场。通过N-电子系统的传输过程中的激发(N-1)-电子状态的签名被清楚地确定在测量的跨导。我们的分析清楚地证实了量子点中单电子量子输运理论的有效性。
2007-07-30 cond-mat.mes-hall
Surface-Confined Two-Dimensional Crystal Growth on a Monolayer
本文提出一种无腔室片上方法,利用Pd在单层WTe2上的非菲克输运实现表面限域二维晶体生长,可控形成新型Pd7WTe2材料,为二维材料库拓展和器件集成提供新途径。
2023-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Transport in Graphene, Few-Layer Graphene and Graphene Nanoribbons
石墨烯独特的热传导特性的发现,引发了二维材料系统中声子输运的理论和实验研究的热潮。迅速发展的石墨烯热场从理论物理到实际工程应用。在这篇特邀评论中,我们概述了不同的理论方法,用于描述声子在石墨烯中的传输,并提供与现有的实验热导率数据的比较。重点分析了石墨烯和少层石墨烯的声子热导率的最新理论结果,以及应变、缺陷、同位素和边缘散射对这些材料系统中声子输运的影响。
2016-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic transport properties of few-layer graphene materials
自从发现石墨烯-一层碳原子排列在蜂窝晶格中-很明显,这确实是一个独特的材料系统,具有前所未有的物理特性组合。石墨烯是自然界中最薄的膜-只有一个原子厚-它是最强的材料,它是透明的,它是一个非常好的导体,室温电荷迁移率大于硅中发现的典型迁移率。当考虑到石墨烯是一个更大的家族中最薄的成员时,这种新材料系统所发挥的重要性就更加明显了:少层石墨烯材料。尽管石墨烯和它的少层之间共享一些物理性质,但最近的理论和实验进展表明,每种特定厚度的少层石墨烯都是具有独特物理性质的材料。
2011-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Diffusive and Ballistic Transport in Ultra-thin InSb Nanowire Devices Using a Few-layer-Graphene-AlOx Gate
本研究制备超薄InSb纳米线并提出少层石墨烯结合ALD生长AlOx的新型栅控方案,通过低温输运测量观测到电导平台与法布里-珀罗干涉,证实少量子模式下的相位相干输运,为减轻半导体量子器件的无序影响提供了新途径。
2023-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Engineering chiral edge states in 2D topological insulator/ferromagnetic insulator heterostructures
在磁掺杂的拓扑绝缘体(TI)中已经实现了零磁场下的手征边缘态(CES)。然而,这种方案强烈依赖于材料的突破,事实上,大多数TI不能以这种方式驱动到陈氏绝缘体中。在这里,我们建议实现的CES在2D TI/铁磁绝缘体/TI三明治结构,通过自旋选择性耦合之间的螺旋边缘状态的两个TI。由于这种耦合,一个自旋通道的边缘态是带隙的,而另一个自旋通道的边缘态几乎保持无隙,使得每个孤立TI的螺旋边缘态变为CES。这种CES有望在所有TI材料中实现,这些材料对磁无序诱导的背散射免疫。我们建议在单层1 T '-WTe $_2$和双层CrI $_3$之间的范德华异质结构中实现我们的方案。双层CrI $_3$中的磁性的电控制切换CES的输运方向,这可以实现低功耗晶体管。
2019-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Towards high-temperature coherence-enhanced transport in few-atomic layers heterostructures
利用量子相干性来大大提高在环境条件下工作的固态器件中的电荷传输效率的可能性将为破坏性的技术应用铺平道路。在这项工作中,我们解决的问题的量子输运的光生电子激发受退相和现场库仑相互作用。我们表明,运输到一个连续的状态代表金属收集器可以优化利用“超辐射”现象。我们证明,这是一个相干的效果,这是强大的对退相和电子-电子相互作用的参数范围内,这是兼容的实际实现在几个单层过渡金属氧化物(TMO)异质结构。
2019-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Effect of Electron Irradiation on the Transport and Field Emission Properties of Few-Layer MoS2 Field Effect Transistors
在扫描电子显微镜的真空室中对具有Ti/Au电极的少层MoS 2基场效应晶体管进行了电学表征,以研究电子束辐照对器件输运特性的影响。观察到负阈值电压漂移和载流子迁移率增强,并解释在二氧化硅栅氧化层中捕获的正电荷,在照射过程中。晶体管沟道电流在暴露于100 e-/nm 2的辐照剂量后增加到三个数量级。最后,一个完整的场发射特性的二硫化钼薄片,实现了几个小时的发射稳定性和最小的开启场约20 V/μ m的场增强因子约500的阳极-阴极距离为1.5 μ m,证明了适合的少层二硫化钼作为二维发射表面的冷阴极应用。
2018-08-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Stacking-enriched magneto-transport properties of few-layer graphenes
利用Kubo公式和广义紧束缚模型研究了滑动双层石墨烯和AAB堆叠三层体系中的量子霍尔效应。不同的堆叠结构可以使磁量子化大大多样化,从而产生丰富而独特的输运性质。量子电导率对费米能级和磁场强度非常敏感。不同的特征包括特定的非整数电导率,具有不同台阶的整数电导率,分裂产生的量子电导率的简化和复杂性,在中性点处的消失或非零电导率,以及场依赖性中的井状,阶梯,复合和异常平台结构。这种依赖于堆叠的特性主要来源于朗道能级的交叉、反交叉和分裂能谱以及三种量子化模式。
2017-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Correlated few-photon transport in one-dimensional waveguides: linear and nonlinear dispersions
研究了耦合到二能级系统(如原子或量子点)的一维波导中的关联少光子输运。我们精确地推导出单光子和双光子电流(传输)的线性和非线性(紧束缚正弦)的能量动量色散关系的光子在波导中,并比较不同的色散的结果。在远离单光子共振的TLS的一定跃迁能量处,已经看到正弦色散的双光子电流的大的增强。
2011-04-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Tunneling transport of mono- and few-layers magnetic van der Waals MnPS$_3$
我们已经研究了单层和少层的MnPS 3的隧穿输运使用导电原子力显微镜。由于铟锡氧化物/MnPS 3/Pt-Ir尖端结的能带排列,对于不同厚度的样品,观察到肖特基结和Fowler-Nordheim隧穿(FNT)的关键特征。使用FNT模型并假设MnPS 3的有效电子质量(0.5 me),我们估计隧道势垒高度为1.31 eV,介电击穿强度为5.41 MV/cm。
2016-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
High-mobility transport anisotropy and linear dichroism in few-layer black phosphorus
二维晶体是纳米电子学的新兴材料。该领域的发展需要候选系统具有高载流子迁移率和与石墨烯相反的足够大的电子带隙。在这里,我们提出了一个详细的理论研究的原子和电子结构的少层黑磷(BP),以预测其电学和光学性质。该系统具有直接带隙,可调从1.51 eV的单层到0.59 eV的5层样品。我们预测的迁移率是空穴占主导地位,相当高,高度各向异性。该单层具有极高的空穴迁移率(约10000 cm $^{2}$ V $^{-1}$ s $^{-1}$)和反转各向异性的异常弹性性质。光吸收光谱表明垂直面内方向之间的线性二向色性,这允许光学测定的晶体取向和光学激活的各向异性传输特性。这些结果使少层BP成为未来电子学的一个有前途的候选者。
2014-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport, Magnetic and Vibrational Properties of Chemically Exfoliated Few Layer Graphene
我们利用拉曼光谱、电子自旋共振光谱和微波电导率测量研究了几层石墨烯(FLG)的振动、磁性和输运性质。采用湿化学剥离法制备FLG样品,并进行不同的后处理,即超声处理、剪切混合和磁力搅拌。拉曼光谱显示出低强度的D模式,这证明了高样品质量。G模式存在于$1580$ cm $^{-1}$处,如对于石墨烯所预期的。2D模式由2个分量组成,在不同样本之间具有不同的强度。这归因于样品中单层和少层石墨烯的存在。ESR光谱显示在所有类型的材料中具有约$1$ mT的宽度和在$2.005-2.010$范围内的$g$ -因子的主线。确定了具有单轴$g$因子各向异性的顺磁缺陷中心,这表明这些缺陷中心与材料的局部sp $^2$键有关。各种研究的FLG都具有与温度相关的电阻,这与小间隙半导体兼容。电阻的差异与样品的不同晶粒尺寸有关。
2015-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Accessing the transport properties of pristine few-layer black phosphorus by van der Waals passivation in inert atmosphere
超薄黑磷,或磷烯,是第二个已知的基本二维材料,可以从大块范德华晶体剥离。与石墨烯不同,它是一种具有相当大带隙的半导体,其优异的电子特性使其在晶体管、逻辑和光电子器件中的应用具有吸引力。然而,它也是第一个被广泛研究的二维电子材料在暴露于环境空气时发生降解。因此,需要一种钝化方法来研究固有的材料性质,了解氧化如何影响物理输运性质,并使磷烯的未来应用成为可能。在这里,我们证明了原子级薄的石墨烯和六方氮化硼晶体可用于钝化炭黑磷。我们报告说,几层原始的黑磷通道钝化在惰性气体环境中,没有任何事先暴露于空气中,表现出极大地改善了n型电荷传输导致对称的电子和空穴跨导特性。我们将这些结果归因于在空气暴露的样品中氧受体状态的形成,与原始钝化黑磷相比,氧受体状态极大地扰乱了能带结构。
2014-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of the Quantum Spin Hall Effect up to 100 Kelvin in a Monolayer Crystal
拓扑绝缘体(TI)领域是由时间反演不变系统(例如自旋-轨道耦合单层石墨烯)中的量子自旋霍尔效应(QSHE)的预测引发的。从那时起,各种单层晶体已被提出作为二维(2D)TI表现出QSHE,甚至可能在高温下。然而,单层QSHE的确凿证据仍然缺乏,基于半导体异质结构的系统在接近液氦的温度下工作。在这里,我们报告的QSHE在单层WTe 2的温度高达100开尔文的观察。在短边极限下,单层膜表现出标志性的量子化输运电导,每边~ e2/h。此外,一个磁场抑制的电导,和观察到的塞曼型间隙表明存在一个Kramers退化点,证明了时间反演对称性的重要性,从弹性背散射保护。我们的结果建立了高温QSHE,并打开了一个新的领域,发现基于二维晶体的拓扑相。
2017-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el