Stark effect in GaN/AlN nanowire heterostructures: Influence of strain relaxation and surface states
我们模拟了生长在[0001]取向GAN纳米线上的AlN/GAN/AlN异质结构中的量子限制Stark效应。在一个自洽的方法中计算的pyro和压电场，使没有假设的费米能级的钉扎，但包括一个明确的表面状态，可以作为一个源或陷阱的载流子的分布。我们发现，热电场和压电场弯曲的GAN和AlN的传导带和价带，并将电荷从纳米线的顶面转移到异质结构下方的电子气。结果，费米能级可能被钉扎在顶表面处的AlN的价带附近。电子气和表面电荷屏蔽了电场，从而降低了斯塔克效应。有效的应变弛豫进一步削弱了压电极化。我们用sp 3d 5s * 紧束缚模型计算了异质结的电子性质，并将理论预测与现有的实验数据进行了比较。
2010-06-25 cond-mat.mes-hall
Coaxial GaAs/(In,Ga)As dot-in-a-well nanowire heterostructures for electrically driven infrared light generation on Si in the telecommunication O band
核-壳GaAs基纳米线单片集成在Si上构成了一类有前途的纳米结构，可以使光发射器快速内部和芯片内的光学连接。我们提出并制备了一种新型的同轴GaAs/（In，Ga）As点阱纳米线异质结构，以实现在Si透明区的自发发射，这对于Si光子学的应用至关重要。具体而言，我们实现了室温下发射在1.27 $μ$ m的电信O波段。基于扫描透射电子显微镜的结构分析证明了异质结构中量子点的存在。利用阴极发光和光致发光光谱研究了这些纳米线结构的自发发射。载流子向更大量子点的热再分布解释了在室温下实现的长波长发射。最后，为了证明所提出的纳米线异质结构作为单片集成在Si上的电驱动发光体的可行性，制造了在1.26 $μ$ m处表现出室温电致发光的发光二极管。
2019-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Hole Spin Coherence in a Ge/Si Heterostructure Nanowire
采用快速脉冲门方法和色散读出技术测量了Ge/Si纳米线双量子点中空穴自旋的弛豫和退相。非均匀退相时间$T_2^* \sim 0.18~\mathrm{μs}$超过III-V半导体中的相应测量值一个数量级以上，正如对主要是核自旋自由材料所预期的那样。失相被观察到在时间上是指数的，这表明存在宽带噪声源，而不是高斯噪声源，这是以前在核自旋主导的失相系统中看到的。
2014-06-13 cond-mat.mes-hall
Direct measurement and the diameter-dependence of minority carrier diffusion length in individual ZnO nanowires
这篇论文已被作者撤回。
2010-02-22 cond-mat.mes-hall
Direct correlation of crystal structure and optical properties in wurtzite/zinc-blende GaAs nanowire heterostructures
报道了一种在纳米尺度上直接关联单根GaAs纳米线的结构和光学性质的新方法。用光致发光光谱和透射电子显微镜研究了由100%纤锌矿组成的纳米线和具有锌-纤锌矿多型性的纳米线。纤锌矿GaAs的光致发光与1.5 eV的带隙一致。在多型纳米线，它示出的区域，主要由锌-纤锌矿或纤锌矿相显示接近的散装GaAs带隙的光致发光发射，而由纤锌矿和锌-纤锌矿相的非周期性超晶格组成的区域表现出低至1.455 eV的光致发光光谱的红移。量子异质结构的尺寸与光发射相关，使我们能够确定这两个晶相之间的能带对准。我们的第一原理电子结构计算密度泛函理论，采用混合交换功能，预测带偏移和有效质量与实验结果吻合良好。
2010-11-23 cond-mat.mes-hall
Advantages of using YBCO-Nanowire-YBCO heterostructures in the search for Majorana Fermions
我们提出了一个替代的平台，观察固态系统中的马约拉纳束缚态。高临界温度的铜氧化物超导体可以通过邻近效应在具有强自旋轨道耦合的准一维纳米线中诱导出超导电性。由于大的间隙值，它们有利于更广泛和更强大的条件范围来稳定马约拉纳费米子，并在实验设计中提供新的功能，该实验由Andreev束缚态的不同色散作为相位差的函数来确定。
2012-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Carrier separation in type II quantum dots inserted in (Zn,Mg)Te/ZnSe nanowire
采用气-液-固生长机制，在分子束外延系统中制备了由轴向Zn0.97Mg0.03Te嵌入大带隙Zn0.9Mg0.1Te纳米线芯中的量子点。此外，该结构涂覆有薄的ZnSe径向壳，其与点半导体形成II型界面。由此产生的径向电子-空穴分离证明了几个不同的效果，其中发生在存在的ZnSe壳，包括：约250 meV的光发射红移，发射强度的显着降低，激子的寿命增加了一个数量级和双激子结合能的增加。电子和空穴径向分离的II型纳米线量子点构成了量子信息技术领域潜在应用的有希望的平台。
2023-01-30 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
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
Single-nanowire, low-bandgap hot carrier solar cells with tunable open-circuit voltage
与传统的pn结光生载流子相比，热载流子太阳能电池通过在光生“热载流子”冷却到晶格温度之前从其动能中提取功而提供潜在的更高效率。热载流子太阳能电池已经在高带隙铁电绝缘体和GaAs/AlGaAs异质结构中得到证实，但迄今为止还没有在低带隙材料中得到证实，其中潜在的效率增益最高。最近，一个高的开路电压被证明在照明纤锌矿InAs纳米线与0.39 eV的低带隙，并解释在光电效应。在这里，我们指出，该设备是一个热载流子太阳能电池，并讨论其性能在这些方面。在演示的设备中，InP异质结构被用作能量过滤器，以热电收获的能量的热电子光生在InAs吸收段。所获得的光电压取决于能量过滤器的异质结构设计，因此是可调谐的。通过使用高电阻的电子势垒，获得了超过肖克利-奎塞尔极限的开路电压。这些结果为如何在低带隙材料中实现高电压热载流子太阳能电池提供了可推广的见解，因此是向更高效率热载流子太阳能电池的演示迈出的一步。
2017-08-16 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Double quantum dot with integrated charge sensor based on Ge/Si heterostructure nanowires
半导体双量子点中的耦合电子自旋有望成为固态量子比特的基础。到目前为止，大多数实验都使用III-V族材料，其中相干性受到超精细相互作用的限制。Ge/Si异质结构纳米线似乎非常适合克服这一限制：自旋零核的优势抑制了超精细相互作用，化学合成创造了一个清洁和无缺陷的系统，具有高度可控的性能。在这里，我们提出了一个顶栅定义的双量子点的基础上Ge/Si异质结构纳米线与点之间的耦合和引线完全可调。我们还展示了一种新的方法，在一个一维纳米结构的电容耦合的双点到一个相邻的纳米线上的单点的电荷传感。双量子点和集成的电荷传感器用作形成无核自旋的固态自旋量子位所需的基本构建块。
2007-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coexistence of quantum-confined Stark effect and localized states in an (In,Ga)N/GaN nanowire heterostructure
我们分析了单一的GAN纳米线与（In，Ga）N插入使用显微光致发光和阴极发光光谱的发射。的发射光谱是由一个绿色的发光带，强烈的蓝移与激发密度增加为主。结合有限元模拟的结构，以获得压电极化，这些结果表明，我们的（In，Ga）N/GAN纳米线异质结构的量子限制斯塔克效应。在光谱中，这不与激发密度移位的其他尖锐的峰，是由于在三元（In，Ga）N合金的成分波动所创建的本地化状态的发射。
2011-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum transport in GaN/AlN double-barrier heterostructure nanowires
研究了AlN双势垒对n-i-GAN纳米线电子输运的影响。纳米线生长无催化剂，等离子体辅助分子束外延，使突然的GAN/AlN界面以及纵向n型掺杂调制。在低温下，n-i-GAN纳米线的输运主要受库仑阻塞效应的影响。载流子被限制在未掺杂的中间区域，形成特征长度为~100 nm的单个或多个岛。两个AlN隧道势垒的结合导致在其间的GAN阱内发生限制。在6 nm厚的阱和2 nm厚的势垒的情况下，我们观察到具有离散能态的单量子点中库仑阻塞输运的特征签名。对于较窄的阱和势垒，库仑阻塞效应不起重要作用，而通过受限量子能级的共振隧穿的开始伴随着负微分电阻，直到~150 K。
2010-05-20 cond-mat.mes-hall
Localization and defects in axial (In,Ga)N/GaN nanowire heterostructures investigated by spatially-resolved luminescence spectroscopy
(In嵌入在自组装GAN纳米线中的Ga）N插入物对于固态发光器中的应用是当前感兴趣的。这样的结构表现出众所周知的宽发射带。我们使用阴极射线发光光谱成像在扫描电子显微镜和单纳米线上的显微光致发光光谱，以了解更多关于这种发射的机制。我们观察到的位移的发射能量沿堆叠的六个插入内的单个纳米线，可以解释的成分拉动。我们的研究结果也证实了报告，在潜在的波动内的插入载体的本地化起着至关重要的作用，这些纳米线为基础的发射器的发光。此外，我们解决了我们的测量中的结构和点缺陷的贡献。
2014-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Grading effects in semiconductor nanowires with longitudinal heterostructures
在有效质量近似下，通过求解薛定谔方程，对具有纵向异质结构的圆柱形自支撑量子线中材料间梯度界面的作用进行了理论研究.以前的工作，这样的线与突然的接口预测，作为线半径减小，沿生长方向的有效电位被改变，并可能导致载流子限制在障碍，在II型系统。我们的结果表明，当考虑梯度界面，这种潜在的收购一个特殊的形式，它在界面区域呈现尖点，屈服于界面处的电子约束。数值结果还表明，在某些特殊情况下，施加平行于导线轴的磁场也可以诱导界面约束和I型到II型转变。
2011-05-05 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
Long-lived excitons in GaN/AlN nanowire heterostructures
GAN/AlN纳米线异质结构可以显示持续到室温的微秒量级的光致发光（PL）衰减时间。用Ge掺杂GAN纳米盘插入物可以将这些PL衰减时间减少两个数量级。这些现象解释的三维电场分布内的GAN纳米盘，它具有在几MV/cm的范围内的自发和压电极化的轴向分量，和径向压电贡献相关联的晶格应变的剪切分量。在低掺杂剂浓度下，在轴向和径向方向上都存在大的电子-空穴分离。相对较弱的径向电场（其比轴向场小大约一个数量级）通过掺杂被快速屏蔽。这种双向屏蔽导致电子下方的空穴的径向和轴向集中，因此，除了发光蓝移之外，PL衰减时间大幅减少。
2015-04-20 cond-mat.mes-hall
Direct Observation of Interface and Nanoscale Compositional Modulation in Ternary III-As Heterostructure Nanowires
直，轴向的InAs纳米线与多段的GaInAs生长。高分辨率X射线能量色散谱（EDS）映射揭示了III族原子的分布在轴向界面和侧壁。显著的Ga富集，伴随着结构的变化，观察到在GaInAs/InAs界面和较高的Ga浓度的早期生长的GaInAs段。元素分布图和EDS线轮廓推断Ga富集在侧壁之间的小面结处。三元合金的相对化学势和液-固相变的热力学驱动力解释了富集背后的生长机制。
2013-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Highly symmetric and tunable tunnel couplings in InAs/InP nanowire heterostructure quantum dots
我们提出了一个全面的电气特性的InAs/InP纳米线异质结构，包括两个InP势垒形成一个量子点（QD），两个相邻的铅段（LS）和两个金属接触，并演示了如何提取有价值的量子点的定量信息。量子点在很大的栅极电压范围内表现出非常规则的库仑阻塞（CB）共振。通过分析的共振线的形状，我们映射的隧道耦合从几个到多个电子制度的演变，从600 $μ$ eV的电可调隧道耦合<1 $μ$ eV to >，和从温度的过渡到寿命加宽制度。InP段形成具有几乎完全对称的隧道耦合和~350 meV的势垒高度的隧道势垒。所有这些发现都可以基于确定性的材料组成和几何形状来详细理解。我们的研究结果表明，集成的InAs/InP量子点提供了一个很有前途的平台，在InAs纳米线的电子隧穿光谱，它可以很容易地接触到各种超导材料，以调查在接近NW区域的子带隙状态，或被用来表征热电纳米器件的量子制度。
2019-09-17 cond-mat.mes-hall
Carrier dynamics in ultrathin gold nanowires: Role of Auger processes
金属纳米结构中的载流子动力学受到其限制尺寸的强烈影响。尺寸为$\sim 2$ nm的金纳米颗粒位于分离金属和非金属行为的边界。在这项工作中，我们报告的载流子动力学在高纵横比的金纳米线（Au UNWs）的平均直径$\sim$ 2 nm使用泵（3.1 eV）和相干白光连续作为探针在1.15 eV至2.75 eV的光谱范围内。在极端激发状态下，金纳米线中的瞬态载流子动力学比通常使用的双温模型预测的要慢。我们确定了俄歇辅助载流子加热过程，减缓了热载流子冷却动力学。拟合的数据的速率方程模型产生的金纳米结构的俄歇系数的估计。
2019-09-04 cond-mat.mes-hall
One-Dimensional Hole Gas in Germanium/Silicon Nanowire Heterostructures
二维电子和空穴气体系统，通过平面衬底上的能带结构设计和外延生长，已经成为基础凝聚态研究和高性能器件的关键平台。通过在一维（1D）纳米结构衬底上的受控生长来类似地开发一维（1D）电子或空穴气系统，这可以开辟超越现有碳纳米管和纳米线系统的机会，但尚未实现。在这里，我们报告的合成和传输研究的基础上的一个独立的锗/硅（Ge/Si）核/壳纳米线异质结构的一维空穴气体系统。室温下的电输运测量结果清楚地表明，在未掺杂的Ge/Si纳米线异质结构的空穴积累，在对照实验上的单组分纳米线。低温研究表明，当Si壳层作为Ge沟道中空穴气的隧道势垒时，可以很好地控制库仑阻塞振荡。通过热退火也可再现地实现与空穴气的透明接触。在这样的设备中，我们观察到电导量子化在低温下，对应于弹道输运通过1D子带，其中测得的子带能量间距与计算的圆柱形限制潜力。此外，我们观察到一个0.7的结构，这已被归因于自发自旋极化，这表明这种现象在相互作用的一维系统的普遍性。最后，电导表现出很小的温度依赖性，符合我们的计算减少背散射在这个一维系统，并表明，即使在室温下的运输是弹道。
2005-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Visualising highly localised luminescence in GaN/AlN heterostructures in nanowires
利用扫描透射电子显微镜（STEM）在光谱成像模式下对GAN纳米线中GAN/AlN量子盘（QDiscs）的光学性质进行了纳米尺度空间分辨阴极发光（nanoCL）研究。对于QDisc区域中的电子束激发，由于GAN和AlN之间的高带隙差，发光信号高度局部化，空间延伸低至5 nm。这允许在相邻QDisc的发射之间进行区分，并且用于证明在纳米线侧壁上无意地生长的约3 nm厚和20 nm长的棒（量子棒，QRod）的横向夹杂物的存在。这些结构，也观察到的STEM暗场成像，被证明是光学活性的nanoCL，发射在类似的，但通常较短，相对于大多数QDiscs的波长。
2015-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-dimensional acousto-optoelectric correlation spectroscopy reveals coupled carrier dynamics in polytypic nanowires
作者结合声光电和多通道光子相关光谱探测时空载流子动力学引起的压电表面声波（SAW）。该技术是通过结合锁相光学显微光致发光光谱和同时三通道时间分辨检测。从所记录的时间相关单光子计数数据中，获得了具有亚纳秒分辨率的各个通道的时间瞬态以及二阶和三阶关联函数。该方法是通过探测一个单一的多型半导体纳米线的三个衰减通道之间的相关性SAW驱动的载流子动力学在传统的铌酸锂$_\mathrm{3}$ SAW延迟线芯片进行验证。该方法可以很容易地应用于其他类型的纳米系统和探针SAW调节的电荷态制备的量子点，电荷转移过程中的范德华异质结构或其他类型的混合纳米结构。
2021-08-20 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Tailoring the carrier mobility of semiconducting nanowires by remote dielectrics
薄半导体纳米线的电介质环境可以影响线内部的电荷传输特性。在这项工作中，它示出了薄纳米线内的库仑杂质散射可以通过用高k电介质涂覆线来强烈阻尼。这将导致导线内自由电荷的迁移率增加。
2009-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Anomalous Coulomb Drag between InAs Nanowire and Graphene Heterostructures
相关电荷不均匀性破坏了二维双层异质结构中的电子-空穴对称性，导致电荷中性点处出现非零阻力。在这里，我们报告库仑阻力在新的阻力系统组成的二维石墨烯和一维（1D）InAs纳米线（NW）异质结构表现出不同的结果从2D-2D异质结构。对于单层石墨烯（MLG）-NW异质结构，我们观察到一个非常规的阻力峰值附近的狄拉克点，由于相关的层间电荷水坑。阻力信号随温度（$\sim T^{-2}$）和NW的载流子密度（$\sim n_{N}^{-4}$）单调减小，但随磁场（$\sim B^{2}$）迅速增大。这些异常的响应，连同石墨烯和NW的失配的热导率，建立能量阻力作为MLG-NW装置中库仑阻力的负责机制。相比之下，对于双层石墨烯（BLG）-NW器件，拖曳阻力在狄拉克点上反转符号，并且拖曳信号的幅度随着NW的载流子密度（$\sim n_{N}^{-1.5}$）而减小，这与动量拖曳一致，但随着磁场和温度保持几乎恒定。这种与预期的$T^2$的偏差是由于石墨烯载流子密度上的阻力最大值的偏移而产生的。我们还表明，Onsager互惠关系观察到的BLG-NW设备，但不是MLG-NW设备。这些库仑阻力测量尺寸失配（2D-1D）系统，迄今没有报道，将铺平未来实现相关的凝聚态在新的系统。
2020-02-23 cond-mat.mes-hall
Carrier thermalization dynamics in single Zincblende and Wurtzite InP nanowires
利用瞬态瑞利散射（TRS）测量，我们获得了具有皮秒分辨率的氧化锌（ZB）和纤锌矿（WZ）InP单纳米线（NW）的光激发载流子热化动力学。基于直接带-带跃迁理论建立了一个唯象拟合模型，从具有复杂价带结构的单根纳米线的TRS测量中提取电子-空穴-等离子体密度和温度随时间的函数关系。我们发现，热化动力学的热载流子强烈依赖于材料（GaAs NW与InP NW）和不太强烈的晶体结构（ZB与WZ）。ZB和WZ InP纳米线的热化动力学相似。但是，ZB和WZ InP纳米线与ZB GaAs纳米线的热化动力学的比较显示，InP纳米线的弛豫慢了一个数量级以上。我们解释这些结果反映了它们独特的声子能带结构，导致不同的热声子效应。热载流子热化动力学知识是将纳米线材料有效地结合到电子器件中的重要组成部分。
2014-10-31 cond-mat.mes-hall
Interplay of Electron Trapping by Defect Midgap State and Quantum Confinement to Optimize Hot Carrier Effect in a Nanowire Structure
本研究通过构建包含电子-声子散射和缺陷中间带隙态电子俘获两种机制的模型，解释了纳米线阵列中热载流子效应对直径的非单调依赖性，为优化纳米线太阳能电池效率提供了指导。
2024-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous thermopower oscillations in graphene-InAs nanowire vertical heterostructures
热电测量有可能揭示低维材料的态密度。在这里，我们提出了单层石墨烯-纳米线（NW）异质结构的异常热电行为，显示出作为掺杂浓度的函数的大振荡。我们的器件由InAs NW和石墨烯垂直异质结构组成，它们通过薄（$\sim$ 10 nm）六方氮化硼（hBN）层电隔离。与传统的热电测量相比，其中加热器放置在样品的一侧，我们使用InAs NW（直径$\sim 50$ nm）作为放置在石墨烯通道中间的局部加热器。我们测量了由于NW中的焦耳加热引起的石墨烯中的热电势作为温度（1.5K -50 K）和载流子浓度的函数。在双层石墨烯（BLG）- NW异质结的热电电压显示出的狄拉克点附近的符号变化，由莫特的公式预测。相比之下，在单层石墨烯（MLG）-NW异质结构上测量的热电电压显示出狄拉克点周围的异常大振幅振荡，这在来自同一设备上测量的电导率的莫特响应中看不到。异常振荡是由NW的静电势在MLG中修改的态密度的签名，其在NW-BLG器件中弱得多。异质结堆叠的热计算表明，温度梯度在NW下方的石墨烯区域中占主导地位，并且因此对导致热电电压中的异常振荡的状态密度的修改敏感。此外，与应用程序的磁场，我们检测到修改的状态密度由于在MLG和BLG的朗道能级的形成。
2020-12-22 cond-mat.mes-hall
Measurements of the Carrier Dynamics and Terahertz Response of Oriented Germanium Nanowires using Optical-Pump Terahertz-Probe Spectroscopy
我们利用超快光泵太赫兹探测光谱测量了取向锗纳米线的太赫兹响应。我们目前的太赫兹响应的时间，频率和偏振依赖性的结果。我们的研究结果表明，带内能量弛豫时间的光激发载流子在1.5-2.0 ps的范围内，载流子密度相关的带间电子-空穴复合时间在75-125 ps的范围内，和载流子动量散射率在60-90 fs的范围内。此外，尽管纳米线的亚波长尺寸，纳米线的太赫兹响应是强烈的偏振依赖性。差分太赫兹传输被发现是大时，该领域是平行于纳米线偏振和非常小时，该领域是垂直于纳米线偏振。太赫兹响应的这种偏振依赖性可以用诱导的去偏振场和由此产生的表面等离子体频率的幅度来解释。
2009-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Control of single photon emitters in semiconductor nanowires by surface acoustic waves
我们报道了声表面波对III-V族材料系统中纳米线异质结中的点的光发射的影响的实验研究。在直接光激发下，III族氮化物点在纳米线异质结构中的激子能级以声频振荡，在时间积分光致发光光谱中产生发射线的特征分裂。这种声学诱导的激子跃迁能量的周期性调谐与光谱检测滤波相结合，并用作调节从这些纳米线量子点发射的反聚束光子的时间输出的工具。此外，电子和空穴沿着III-砷化物纳米线的声学传输将电荷注入到空间上与光激发区域分离的量子点样复合中心的系综中。声学布居和去布居机制决定了在系综中同时发生的载流子复合事件的数量，从而允许控制所发射光子的反聚束程度。本研究结果对III-V族半导体异质结单光子发射的动态控制具有重要意义。
2019-02-22 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Persistent enhancement of the carrier density in electron irradiated InAs nanowires
我们报道了一个显着的和持久的增强的电导率独立的非intentionnaly掺杂InAs纳米线在超高真空辐照后。结合四点探针传输测量与不同的表面化学，场效应为基础的测量和电子密度的数值模拟的纳米线上进行，电导率的变化被发现是由表面自由载流子浓度的增加。虽然电子束的几个千电子伏，通常用于检查和处理的材料，传播通过整个纳米线的横截面，我们证明，纳米线的电性能主要受辐射诱导的缺陷发生在纳米线的表面，而不是在散装。
2013-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of Auger heating and Shockley-Read-Hall recombination on hot carrier dynamics in InGaAs nanowires
该研究针对InGaAs-InAlAs核壳纳米线，探究了俄歇加热与肖克利-里德-霍尔复合对热载流子动力学的影响，明确了不同温度下的主导机制，为提升高温热载流子效应提供了优化方向。
2024-04-13 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Temperature dependent dynamics of photoexcited carriers of Si2Te3 nanowires
我们报告的光激发载流子在Si2Te3纳米线在不同的温度和激发功率的动力学的光学研究。以金为催化剂，采用化学气相沉积法在硅衬底上制备了Si2Te3纳米线。在低温和室温下，Si_2Te_3纳米线的光致发光光谱主要由与缺陷和表面态相关的发射主导。我们观察到光激发载流子的衰减时间在低温下很长（> 10 ns），在室温下变短（< 2 ns）。此外，载流子衰减时间在高激发速率下变得更快。光激发载流子衰减速率的加速表明在高温和高激发功率下的热猝灭以及非辐射复合。我们的研究结果已经定量阐明了对理解和控制Si2Te3纳米结构中的电子态的光电应用是重要的衰变机制。
2018-08-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Surface dangling bond states and band-lineups in hydrogen-terminated Si, Ge, and Ge/Si nanowires
我们报道了对直径在1 ~ 2 nm之间的氢封端的Si和Ge纳米线、Ge/Si纳米线异质结构以及Si和Ge（111）表面的表面悬挂键（SDB）态的电子性质的从头算研究。我们发现SDB态的电荷跃迁能级e（+/-）在真空能级以下4.3 +/-0.1eV处是Si和Ge线以及Si/Ge异质结构之间的共同能量参考。对孤立原子的e（+/-）的计算表明，这个几乎恒定的值是一个可解释的原子性质。
2010-09-29 cond-mat.mes-hall
Explicit Gain Equations for Single Crystalline Photoconductors
基于半导体薄膜、纳米线和二维原子层的光电导体已经得到了广泛的研究。但是，没有明确的光增益方程，允许拟合和设计这些设备的光响应。在这项工作中，我们设法推导出明确的光增益方程的硅纳米线光电导体的实验观察的基础上。硅纳米线是通过标准光刻法对掺杂硼的绝缘体上硅晶片的器件层进行图案化来制造的。结果表明，所制备的硅纳米线具有约32 nm宽的表面耗尽区。该耗尽区保护沟道中的载流子免受表面散射，导致载流子迁移率与纳米线尺寸无关。这与我们的霍尔效应测量结果一致，但与过去几十年中公认的结论相矛盾，即由于表面散射，纳米线越小，载流子迁移率越小。在光照射下，耗尽区在电学上变窄，并且纳米线沟道相应地变宽。光霍尔效应测量表明，纳米线光电导不是由载流子浓度的增加，但纳米线的沟道加宽。因此，纳米线光电导体可以被建模为与纳米线表面附近的浮动肖特基结连接的电阻器。基于肖特基结的光响应，我们推导出了纳米线光电导体的光增益方程，该方程是光强和器件物理参数的函数。增益方程与实验数据拟合良好，从中我们提取的少数载流子寿命与文献报道的纳米线中的少数载流子寿命一致。
2020-12-03 cond-mat.mes-hall
Carrier Transport in High Mobility InAs Nanowire Junctionless Transistors
理解和模拟纳米线晶体管性能极限的能力是设计下一代器件的关键。在这里，我们报告的高迁移率结无栅全包围纳米线场效应晶体管的载流子迁移率在室温下达到2000 cm 2/V.s的研究。依赖于温度的运输测量揭示了激活运输在低温下由于表面捐助者，而在室温下的运输表现出扩散行为。从电导率数据中，提取的值的声速在InAs纳米线被发现是一个顺序小于散装。这种低声速归因于普遍出现在这些纳米线中的扩展的晶体缺陷。分析温度相关的迁移率数据，我们确定了关键的散射机制限制在这些纳米线的载流子传输。最后，使用这些散射模型，我们进行漂移扩散的纳米线场效应晶体管的输运模拟和比较与实验测量的设备性能。我们的器件建模提供了深入了解InAs纳米线晶体管的性能限制，并可用作基于MEMS的集成电路的预测方法。
2015-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Decorrelation of internal quantum efficiency and lasing threshold in AlGaN-based separate confinement heterostructures for UV emission
本文研究了用于紫外激光发射的AlGaN/GAN分别限制异质结的内量子效率和激射阈值。我们讨论了载流子局域化和载流子扩散对光学性能的影响。渐变折射率单独限制异质结构的实现导致在多量子阱处的改善的载流子收集，这促进了粒子数反转并降低了激光阈值。然而，这种改善与自发发射的内量子效率无关。我们发现，在合金的不均匀性的结果在增强的辐射效率，但不降低激光阈值，载流子注入效率更敏感的载流子本地化。
2021-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Observation of interface carrier states in no-common-atom heterostructures ZnSe/BeTe
通过椭圆偏振光谱和光致发光光谱实验证明了在界面没有共同原子的异质结（如ZnSe/BeTe）中存在本征载流子界面态。这些状态位于界面上，位于结构的有效带隙内;它们的特征在于高密度和高载流子捕获率。紧束缚模型从理论上证实了这些状态存在于ZnSe/BeTe异质结构的ZnTe型接口，在对比的情况下，它们不存在的BeSe型接口。
2011-04-27 cond-mat.mes-hall
Unraveling of free carrier absorption for terahertz radiation in heterostructures
半导体异质结构中自由载流子吸收和子带间跃迁之间的关系是通过比较一系列结构来解决的。我们的数值和分析结果显示了自由载流子吸收如何从无限数量的阱的势垒宽度消失的限制子带间跃迁的演变。它明确示出的频率上的吸收的积分匹配的F-求和规则获得的值。这表明，一个适当的子带间跃迁的处理是完全足够的模拟异质结构太赫兹器件中的整个电子吸收。
2011-11-03 cond-mat.mes-hall
Probing ultrafast carrier dynamics and nonlinear absorption and refraction in core-shell silicon nanowires
我们研究的弛豫动力学的光生载流子在硅纳米线组成的结晶芯和周围的非晶壳，使用飞秒时间分辨差分反射率和透射光谱在光子能量为3.15 eV和1.57 eV。差分透射率和反射率瞬变的复杂行为是来自纳米线表面和衬底上的晶体芯和非晶硅的混合贡献，其中状态填充和光致吸收的竞争效应支配载流子动力学。在增加光生载流子密度时观察到更快的弛豫速率。独立的实验结果上的结晶蓝宝石上的硅帮助我们在分离的贡献，在纳米线样品中的结晶芯和非晶区域的载流子动力学。此外，在1.57 eV的单束z扫描非线性传输实验中，在开放和封闭的孔径配置产生双光子吸收系数β $ (~3 cm/GW) and nonlinear refraction coefficient \$gamma$（-2.5 × 10 ^-4 cm 2/GW）。
2012-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
An Explicit Model for Ultra-thin Gate-All-Around Junctionless Nanowire FETs, Including 2D Quantum Confinement
在本文中，我们发展了一个明确的模型来预测超薄围栅无结纳米线场效应管的直流电行为。该模型考虑了在几个离散子带内载流子电荷密度的二维电学和几何约束。结合泊松方程的抛物线近似，一阶微扰理论的薛定谔子带能量本征值，和费米-狄拉克统计的限制载流子密度导致一个明确的解决方案的DC特性在超薄无结器件。该模型的有效性已被验证与技术的计算机辅助设计模拟。结果证实了它对所有操作区域的有效性，即，从深贫化到富集，从线性到饱和。这是对基于无结纳米线器件的电路分析的重要一步。
2019-06-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
UV Photosensing Characteristics of Nanowire-Based GaN/AlN Superlattices
我们已经表征了单个GAN纳米线的光电探测能力，将20个周期的AlN/GAN：Ge轴向异质结封装在AlN壳中。透射电子显微镜证实周围的异质结构的额外的GAN壳的情况下。在没有表面导电沟道的情况下，异质结构的引入导致暗电流的降低和光敏性的增加。不同的单纳米线的暗电流的大小的一个显着的分散体是由于纳米线与位移纳米盘的聚结，减少了异质结构的有效长度。在电流路径中较大数量的有源纳米盘和AlN势垒导致较低的暗电流和较高的光敏性，并且提高了纳米线对照明强度变化的灵敏度（提高的线性度）。此外，我们观察到的光电流的持久性，这是由于整个结构的电阻的变化，特别是GAN茎和帽部分。因此，时间响应与暗电流无关。
2017-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Correlation between In content and emission wavelength of InGaN/GaN nanowire heterostructures
采用分子束外延技术生长了具有轴向InGaN多量子阱结构的GAN纳米线系综。在一系列样品中，我们改变了在MQW中的In含量从几乎为零到约20%。在纳米线系综内，多量子阱的组成和尺寸波动很大。从X-射线衍射和拉曼光谱获得关于组合物的统计信息。在室温下的光致发光得到的范围从2.2 eV到2.5 eV取决于In含量。与平面多量子阱相反，强度随着In含量的增加而增加。我们比较所观察到的发射能量与从一维模型获得的跃迁能量，并得出结论，载流子本地化的几种机制影响这些三维结构的发光。
2012-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing charge carrier movement in organic semiconductor thin films via nanowire conductance spectroscopy
了解有机半导体薄膜中电荷的运动对于光致发光和柔性电子学的应用至关重要。我们研究了硅纳米线的电导对纳米线表面物理吸附的有机半导体内电荷态变化的敏感性。纳米线附近的载流子运动引起的弹性散射改变了在纳米线内传播的电子的背散射的平均自由程，我们已经用因果格林函数在数学上表示了这一点。结合极化连续模型和密度泛函理论计算了有机分子的散射势，有机分子采用距离分离的交换关联泛函，硅采用半经验紧束缚模型.作为一个例子，并四苯的电荷状态变化的灵敏度计算作为一个功能的工作温度和纳米线的几何参数。对于单个分子，具有小于2nm的横截面特征尺寸的超薄硅纳米线在室温下产生可检测的电导变化。对于较大的纳米线，灵敏度降低，然而电导变化随着带电分子的数量而增加：亚4 nm的纳米线灵敏度足以检测几十个载流子。我们建议使用噪声光谱来访问的电荷状态的时间演化。关于有机薄膜中的电荷载流子的空间分布的信息可以使用纳米线电阻器的网格和电阻抗断层成像来获得。
2019-05-17 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Defect-Free Axially-Stacked GaAs/GaAsP Nanowire Quantum Dots with Strong Carrier Confinement
纳米线中的轴向堆叠量子点在纳米量子器件和激光器的制备中具有重要的应用。虽然它们的性能对晶体质量和结构非常敏感，但对于无缺陷无Au模式生长和结构优化以实现高性能的研究相对较少。在这里，我们报告了第一个自催化无缺陷轴向堆叠深NWQD的详细研究。当50个GaAs量子点放置在单个GaAsP NW中时，保持高结构质量。量子点具有非常尖锐的界面（1.8~3.6 nm），可以紧密堆叠，具有非常相似的结构特性。它们在非氮化物III-V NWQD中表现出最深的载流子约束（~90 meV）和最大的激子-双激子分裂（~11 meV），并且由于优异的稳定性，在环境气氛中储存超过6个月后可以保持良好的光学性质。我们的研究为构建与CMOS技术兼容的高性能轴向堆叠NWQD器件奠定了坚实的基础。
2021-02-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Properties of graphene deposited on GaN nanowires: influence of nanowire roughness, self-induced nanogating and defects
我们提出了详细的拉曼光谱研究的石墨烯沉积在氮化镓纳米线的高度不同的变化。我们的研究结果表明，不同的密度和高度的纳米线与石墨烯接触的影响石墨烯的性质，如粗糙度，应变和载流子浓度以及密度和类型的诱导缺陷。对沉积在不同纳米线衬底上的石墨烯的拉曼光谱的详细分析表明，纳米线高度的较大差异增加了石墨烯应变，而与石墨烯接触的纳米线的数量增加了局部应变。此外，石墨烯载流子浓度的值被发现与接触石墨烯的纳米线的密度相关。拉曼G、D和D'带的强度比的分析使得能够追踪纳米线衬底如何影响缺陷浓度和类型。对于沉积在最低密度的纳米线上的石墨烯，观察到最低浓度的缺陷。石墨烯和密集排列的纳米线之间的接触导致大密度的空位。另一方面，晶界是很少分布的纳米线上的石墨烯中的主要缺陷类型。我们的研究结果还表明，石墨烯中存在的不同类型的缺陷的石墨烯载流子浓度和应变的修改。
2018-10-08 cond-mat.mes-hall
Carrier Confinement in GaN/AlGaN Nanowire Heterostructures for 0 < x <= 1
分析了Al浓度在x = 0.08和1之间时GAN/AlGaN纳米线中GAN纳米盘的三维载流子限制及其对光致发光特性的影响。通过高分辨率透射电子显微镜的结构分析揭示了横向AlGaN壳的存在下，由于组成依赖的横向生长速率的屏障材料。的结构特性被用作输入参数的三维数值模拟的限制，这表明AlGaN壳的存在下，被认为是解释所观察到的依赖关系的发射能量上的Al浓度的障碍。模拟显示，x ~ 30%的发射能量的最大值被分配给最小的横向应变梯度，因此在纳米盘中的最低径向内部电场。势垒中较高的Al浓度导致高径向电场，其可以克服激子结合能并导致发射强度显著降低。采用不同Al浓度下高度为1.2 nm ~ 3.5 nm的纳米线样品研究了极化诱导轴向内电场对光致发光特性的影响。与GAN/AlGaN量子阱结构相比，量子限制斯塔克效应的影响显著降低，这归因于异质界面处失配位错的形成，这削弱了内部电极化的强度场。
2011-09-15 cond-mat.mes-hall
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
Majorana Fermions Under Uniaxial Stress in Semiconductor-Superconductor Heterostructures
自旋-轨道耦合半导体纳米线与体$s$波超导性的塞曼分裂接近接触最近被提出作为一个有前途的平台，实现马约拉纳费米子。然而，在这种设置中，纳米线的化学势通常被超导体的费米表面钉扎。这使得通过外部电子门调整化学势，这是明确检测马约拉纳费米子的关键要求，在实验中非常具有挑战性。在这里，我们表明，可调拓扑超导制度支持马约拉纳费米子可以实现在半导体纳米线使用单轴应力。对于n型纳米线，单轴应力调谐有效化学势，而对于p型系统，有效配对也可以通过应力修改，从而显著增强拓扑minigap。我们表明，所需的应力，0.1%的顺序，是在目前的实验范围内，使用传统的压电晶体。
2013-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Highly transparent contacts to the 1D hole gas in ultra-scaled Ge/Si core/shell nanowires
半导体-超导体混合系统在新兴的高性能纳米电子学和量子器件方面具有突出的潜力。然而，其成功应用的关键是制造高质量和可再生的超导体-超导体界面。在这里，我们实现和测量轴向Al-Ge-Al纳米线异质结构与原子级精确的界面，包围的外延硅层进一步表示为Al-Ge/Si-Al纳米线异质结构。的异质结构合成的热诱导交换反应的单晶Ge/Si核/壳纳米线和光刻定义的Al接触垫。应用该异质结构形成方案使得自对准准一维晶体Al引线能够以大于96%的接触重复率接触超尺度Ge/Si段。集成到背栅场效应器件和连续缩放超出光刻限制，使我们能够充分利用的高度透明的接触，在锗硅界面的一维空穴气体的潜力。这导致观察到的弹道输运以及量子限制效应高达150 K的温度。低温测量揭示了Ge/Si核/壳纳米线中的邻近诱导超导电性。约瑟夫森场效应晶体管的实现使我们能够研究由多次Andreev反射引起的子带结构。最重要的是，量子点制度的情况下，表明一个硬超导能隙源于高度透明的接触到一维空穴气，这是潜在的兴趣的研究马约拉纳零模式。此外，强调了所提出的热诱导Al-Ge/Si-Al异质结构形成技术的重要性，我们的系统可以有助于量子计算的关键部件，如门控或transmon量子比特的发展
2020-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoparticle seeded glancing-angle deposition of tip-handle heterostructures for manipulation of individual nanoparticles
可控地处理具有亚100纳米（nm）尺寸的物质的任意单个粒子是一个重要但未解决的科学挑战。我们展示了纳米粒子种子掠射角沉积使用10-100 nm直径的纳米粒子种子（Er 2 O3，Fe@C，和Fe）。该产品是由任意纳米级尖端连接到微米长度的纳米线手柄组成的纳米粒子-纳米线异质结构。光学显微操作的微米级处理，使并发操作的附加纳米级颗粒的物质。
2020-12-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Self-selective growth of GaAs1-xBix on GaAs zinc blende/wurtzite nanowire heterostructures
Lund University（隆德大学）；NanoLund, Lund University（隆德大学纳米隆德）；Centre for Analysis and Synthesis, Lund University（隆德大学分析与合成中心）；MAX IV Laboratory, Lund University（隆德大学MAX IV实验室）；Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯玻尔研究所）
本研究以GaAs闪锌矿/纤锌矿纳米线异质结构为模板，通过阴离子交换实现GaAs1-xBix的自选择生长，发现闪锌矿段Bi浓度更高且抗氧化性更弱，为量子器件制备提供了可控模板。
2026-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Prediction of inelastic light scattering spectra from electronic collective excitations in GaAs/AlGaAs core-multishell nanowires
我们预测了嵌入核-多壳层GaAs/AlGaAs纳米线中的同轴量子阱中电子集体激发的非弹性光散射谱。详细分析了典型样品的复杂组成、六方截面和远距离掺杂，并利用密度泛函方法得到了自由电子气。非弹性光散射截面由于电荷和自旋集体激发属于准一维和准二维状态，共存于这样的径向异质结构，预测在非共振近似从一个完全三维多子带TDDFT形式主义。我们发现，集体激发可以分为方位角，径向和纵向激发，根据相关的密度波动，我们建议，他们的字符可以暴露沿异质结构的不同平面的非弹性光散射的特定光谱色散。
2015-04-17 cond-mat.mes-hall
The generalized plane piezoelectric problem: Theoretical formulation and application to heterostructure nanowires
我们提出了一个系统的方法，重新制定了广泛的一类三维（3D）压电问题成一个二维（2D）的数学形式。唯一的基本假设是，系统的几何形状和材料特性以及施加的载荷（力和电荷）和边界条件沿某个方向是不变的。这类问题通常在这里表示为广义平面压电（GPP）问题。广义平面问题的第一个优点是，从分析和计算的观点来看，它们更易于管理。此外，它们足够灵活，以适应任何几何截面，晶体类对称性，轴取向和广泛的边界条件。作为例子，我们提出了无限晶格失配的核壳纳米线的金刚石Ge/Si和锌压电InN/GAN材料的数值模拟。这些系统的有限版本的精确的3D模拟显着的协议揭示了GPP方法作为一个可靠的程序，以准确地研究和适度的计算资源的应变和电场分布在细长的压电系统。
2016-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph
