Hybrid Electrothermal Simulation of a Three-Dimensional Fin-Shaped Field-Effect Transistor Based on GaN Nanowires
近年来，三维GaN基晶体管因其显著提高的输出功率、更好的栅极可控性和更短的沟道以实现加速和小型化而得到了广泛的研究。然而，在热模拟中，使用传统的傅立叶定律和块体材料特性，这样的器件的热分析通常被过度简化。在这方面，可以通过耦合的声子和电子蒙特卡罗模拟来实现精确的温度预测，该模拟跟踪各个声子和电子的运动和散射。然而，沉重的计算负荷往往限制这种模拟纳米器件，而真正的芯片是毫米到厘米的大小。这个问题可以通过一种混合模拟技术来解决，该技术对远离热点的区域采用傅立叶定律。使用这种技术，精确的MEMS模拟进行了基于GAN晶体管，以揭示这种设备的温度上升。
2017-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Doughnut shaped emission from vertical organic nanowire coupled to thin plasmonic film
垂直纳米线促进了一种创新机制，在正交方向上引导光场，并充当纳米级光源。亚波长，垂直取向的纳米线平台，无论是等离子体和半导体品种可以促进有趣的远场发射分布和潜在的携带轨道角动量状态。受这些前景的启发，在这封信中，我们展示了如何利用混合等离子体-有机平台来设计远场辐射。我们所采用的系统是由二氨基蒽醌在等离子体金膜上生长制成的有机纳米线。我们利用倏逝波激发和傅立叶平面显微镜，实验和数值研究了从一个单一的，垂直的有机纳米线的表面等离子体极化激元介导的发射的角分布。从单根纳米线的光致发光和弹性散射分别分析在平面动量态的耦合光子。我们发现，发射是甜甜圈形状的光致发光和弹性散射制度。我们预计，讨论的结果可以在设计有效的，极化激元介导的纳米光子源，可以携带轨道角动量状态相关。
2018-01-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Controlling the Spin-Wave Nonreciprocity of a Crescent-Shaped Nanowire via Curvature and Magnetic Field
Adam Mickiewicz University（亚当·密茨凯维奇大学）；Helmholtz--Zentrum Dresden--Rossendorf（德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心）；V. G. Baryakhtar Institute of Magnetism of the NAS of Ukraine（乌克兰国家科学院 V.G. 巴里亚赫塔尔磁学研究所）
通过调节曲率和磁场，研究者发现自旋波模式类型显著影响半月形纳米线的非互易性，为设计定制磁波导提供了新思路。
2026-01-19 cond-mat.mes-hall
Proposed Detection of the Topological Phase in Ring-Shaped Semiconductor-Superconductor Nanowires Using Coulomb Blockade Transport
在超导体-超导体混合结构中，拓扑相变是化学势或磁场强度的函数。我们发现，这种转变的签名可以观察到非线性库仑阻塞通过环形结构的传输。特别是，对于一个固定的电子宇称的环，中性激发光谱的通量周期性的变化，从通常的h/2 e周期性的特征h/e周期性时，调谐系统从拓扑平凡的非平凡的阶段。我们将h/e周期性与最近预测的穿过由两个拓扑超导体形成的结的约瑟夫森电流的4π周期性联系起来。
2012-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transition from positive to negative magnetoresistance induced by a constriction in semiconductor nanowire
我们研究了在沿[111]方向生长的锑化铟（InSb）纳米线中，在沿纳米线轴向外加磁场和几何收缩条件下的磁输运性质.我们已经发现，磁阻是负的狭窄的收缩，接近零的一些中间半径的收缩，并采取正值的收缩与半径接近的纳米线。对于所有大小的磁场，已经发现，只要纳米线的其他几何参数是固定的，磁阻符号发生变化的收缩半径几乎是相同的。磁电阻的符号反转被解释为两个因素的综合效应：压缩对横向态的影响和自旋塞曼效应。
2016-03-09 cond-mat.mes-hall
Quantum electrical transport properties of topological insulator Bi2Te3 nanowires
在磁输运研究中，我们研究了拓扑绝缘体Bi 2 Te 3纳米线表面电子的量子输运性质。尽管纳米线是通过使用相对粗糙的电化学沉积方法合成的，但由于高度相干的表面电子通道，观察到0和pi相的清晰Aharonov-Bohm振荡。振荡幅度与温度呈指数关系，表明相位相干长度L_phi与温度成反比，与准弹道系统一样。此外，一个弱的反本地化分析的表面通道，通过使用一维本地化理论，使成功提取的表面贡献的磁导数据，提供了支持的温度依赖性的L_phi。
2015-10-31 cond-mat.mes-hall
Emergence of an upper bound to the electric field controlled Rashba spin splitting in InAs nanowires
Rashba自旋-轨道耦合强度（$α_R$）的实验评估是相当间接的，涉及测量磁输运的自旋弛豫长度，以及弱反局域化模型。然而，对纳米线中自旋弛豫长度的分析使$α_R$的实验评估变得模糊，并导致人们普遍认为它可以用电场自由调谐--这是自旋电子学的一个中心租户。在这里，我们报告的$α_R$导致原子计算的自旋能带结构的InAs纳米线应用电场-一个直接的方法，不需要自旋弛豫理论的直接理论。令人惊讶的是，我们发现一个{ \it上限}的电场可调Rashba自旋分裂和随之而来的$α_R$ ;对于InAs纳米线，$α_R$被钉扎在约170毫电子伏特，无论所施加的电场强度。我们发现，这种钉扎是由于量子限制斯塔克效应，不断减少纳米线的带隙与外加电场，最终导致带隙关闭和自由载流子的密度相当大的增加。这又导致强屏蔽，其防止纳米线内施加的电场进一步增加超过InAs纳米线的约200 kV/cm。因此，栅极电压的进一步增加将不会增加$α_R$。这一发现阐明了纳米线Rashba SOC中预期的物理趋势以及纳米尺寸和电场所扮演的角色。
2020-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Paving Spin-Wave Fibers in Magnonic Nanocircuits Using Spin-Orbit Torque
最近的研究表明，磁性纳米结构中的畴壁可以作为紧凑、节能的自旋波波导，用于构建磁振子器件，这些磁振子器件被认为是克服当今CMOS技术的挑战和瓶颈的有希望的候选者。然而，将长条畴壁压印到磁性纳米线中仍然是一个挑战，特别是在弯曲的几何形状中。在这里，通过微磁学模拟，我们提出了一种方法写入带畴壁弯曲的磁性纳米线使用自旋轨道扭矩。我们采用Y形磁性纳米结构以及S形磁性纳米线来演示注入过程。此外，我们验证了Y形的纳米结构，纳入条带畴壁可以作为优越的自旋波多路复用器，并且可以可控地操纵沿每个管道的自旋波传播。这种基于条形畴壁的自旋波多路复用器有望成为磁振子自旋电子学中的关键信号处理器件。
2017-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetotransport due to conductivity fluctuations in non-magnetic ZrTe2 nanoplates
过渡金属二硫属化合物具有特殊的能带结构，具有各种优异的物理性质，引起了人们的广泛研究兴趣。在这里，我们进行了系统的磁输运测量机械剥离制备的ZrTe 2纳米片。我们发现，在平行的电场和磁场的存在下，在高场区观察到的负纵向磁阻可以源于由于过量的Zr在纳米片的电导率波动。此外，参数图，平面霍尔电阻率作为面内各向异性磁阻率的函数，具有椭圆形图案，轨道中心偏移，这进一步加强了电导率波动的证据。我们的工作提供了一些有用的见解输运现象的拓扑材料。
2022-03-09 cond-mat.mes-hall
Fabry-Pérot interferometry with gate-tunable 3D topological insulator nanowires
三维拓扑绝缘体（3D TI）纳米线表现出各种有趣的磁输运性质，这些性质可以归因于它们的自旋动量锁定表面态，如准弹道输运和Aharonov-Bohm振荡。在这里，我们专注于3D TI纳米线的输运特性与门控部分，形成一个电子法布里-珀罗（FP）干涉仪，可以调整作为一个表面态过滤器或能量障碍。通过调整线的选通部分的载流子密度和长度，可以控制干涉图案，并且纳米线可以对于某些拓扑表面状态输入模式变得完全透明，同时完全过滤掉其他模式。我们还考虑了FP干扰与外部磁场的相互作用，利用该磁场可以诱导Klein隧穿，以及门控部分的横向不对称性，例如，由于顶部栅结构，其显示与Rashba纳米线的有趣类比。由于其丰富的电导现象，我们提出了一个3D TI纳米线与门控部分作为一个理想的设置为一个详细的输运为基础的表征3D TI纳米线的表面状态附近的狄拉克点，这可能是有用的实现3D TI纳米线为基础的拓扑超导性和马约拉纳束缚态。
2021-09-05 cond-mat.mes-hall
Transient magnetotransport through a quantum wire
我们考虑一个理想的抛物量子线在一个垂直的磁场。一个简单的高斯形状的散射势阱或势丘在$t=0$处柔和地闪烁和关闭，模拟导线的暂时加宽或变窄。通过将Lippmann-Schwinger公式推广到含时散射势，我们研究了在极小的正向偏压下，量子线中连续电流的影响。Lippmann-Schwinger方法的散射过程使我们能够调查几何效应和磁场引起的影响之间的相互作用。
2007-10-17 cond-mat.mes-hall
Transport studies of electron-hole and spin-orbit interaction in GaSb/InAsSb core-shell nanowire quantum dots
我们报道了GaSb/InAsSb核壳纳米线中平行双量子点的低温输运研究。在负栅压下，电荷稳定性图中观察到库仑钻石的规则图案，我们将其归因于通过GaSb核心中的量子点的单空穴隧穿。随着栅极电压的增加，所测量的电荷稳定性图显示了额外的量子点的出现，我们认为这是在InAsSb壳层中形成的电子量子点。我们发现，电子-空穴相互作用引起的迁移共振的源极-漏极电压的平均电子-空穴相互作用强度为2.9毫电子伏的提取。我们还进行了磁输运测量的孔量子点在GaSb核心和提取水平相关的g因子和自旋轨道相互作用。
2015-04-20 cond-mat.mes-hall
Magnetotransport signatures of three-dimensional topological insulator nanostructures
我们研究了图案化的三维拓扑绝缘体纳米结构的磁输运性质与几个引线，如扭结或Y-结，狄拉克点附近的分析以及数值技术。与直纳米线相比，纳米结构几何形状、外部磁场和拓扑表面态的自旋动量锁定的相互作用导致更丰富的磁导现象。类似于直导线，当输入和输出通道被半整数磁通量量子穿透时，可以通过扭结实现具有跨纳米结构的完美传输的量子化电导。与直导线不同，根据外部磁场的方向，有额外的要求。一个直角扭结显示了一个独特的$π$ -周期性的磁导签名作为平面内的角度的磁场的函数。对于Y形结，通过外部磁场的适当对准，传输可以完美地转向两个可能的输出支路中的任一个。这些磁输运签名提供了新的方法来探索拓扑表面状态，并可能是相关的量子输运实验的纳米结构，可以实现与现有的制造方法。
2021-03-09 cond-mat.mes-hall
Regimes of electronic transport in doped InAs nanowire
本文利用SGM技术研究Si掺杂InAs量子线的低温磁输运，通过背栅电压调节载流子浓度，实现了从库仑阻塞到扩散等多种输运机制的转变，并揭示了SGM图案与普适电导涨落的关系及分形行为。
2023-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetotransport in Double Quantum Well with Inverted Energy Spectrum: HgTe/CdHgTe
本文首次对碲化汞双量子阱系统进行了实验研究。的磁输运揭示了一个相当大的重叠的传导和价电子带比已知的碲化汞单量子阱（QW），这可以通过施加的栅极电压$V_g$调节。这种大的重叠表现在更高的临界场$B_c$中，该场将其上方的量子特性随$V_g$线性变化的范围与下方的具有复杂行为的范围分开。在后一种情况下，在霍尔磁阻$ρ_{xy}(B)$中观察到$N$形和双$N$形结构，与在类似的单量子阱中观察到的图像相比，它们的场尺度明显放大。从低场$N$形状的$ρ_{xy}(B)$的拟合和$ρ_{xx}(B)$中振荡的傅立叶分析中发现，在正和负$V_g$的整个研究范围内发现了共存的电子和空穴。这里的一个特殊特征是，发现的电子密度$n$在所研究的$V_g$的整个范围内几乎保持恒定，而空穴密度$p$从在极负$V_g$处的比$n$大6倍的值下降到在通过电荷中性点的极正$V_g$处的几乎为零。我们发现，这种差异之间的$n$和$p$源于一个数量级更大的状态密度的空穴在横向价带最大值比电子在导带最小值。我们解释了观察到的重入符号交替$ρ_{xy}(B)$之间的电子和空穴电导率和零电阻率状态的量子霍尔范围内的领域的基础上计算的图片的磁水平的DQW。
2015-10-29 cond-mat.mes-hall
Flux periodic oscillations and phase-coherent transport in GeTe nanowire-based devices
尽管已知GeTe是用于热电和相变存储器的非常有趣的材料，但关于其低温输运性质的知识仅是有限的。在这里，我们报告的相位相干现象的GeTe纳米线的磁输运。从普遍的电导波动，相位相干长度约为200 nm，在0.5K的空穴载流子被确定。通过观察沿纳米线轴施加的磁场的Aharonov-Bohm型振荡证实了不同的相位相干性。我们解释这些磁通量周期振荡的发生，通过在纳米线表面上形成管状空穴积累层。此外，对于Nb/GeTe纳米线/约瑟夫森结，我们在0.4K下获得了约0.2 $μ$ A的邻近感生临界电流。通过施加垂直于纳米线轴向的磁场，临界电流随磁场的增加而单调减小，这表明该结构处于小结极限。然而，通过施加平行磁场，临界电流以磁通量量子的周期振荡，再次指示管状孔通道的存在。
2020-09-15 cond-mat.mes-hall
Intertwined topological phases in TaAs2 nanowires with giant magnetoresistance and quantum coherent surface transport
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）
TaAs2纳米线中交织的拓扑相通过巨磁阻抗和量子相干表面传输揭示了拓扑非平凡输运特性。
2024-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Majorana fermions in $T$-shaped semiconductor nanostructures
我们研究了具有Rashba自旋轨道耦合和磁场的$T$形半导体纳米结构中的Majorana费米子。结果表明，该系统两端的低能模（包括Majorana模和近零能模）的性质与Majorana纳米线中的低能模相似。然而，与纳米线非常不同的是，当$N$每一端的低能模式的数量为奇数时，在$T$形结构的交叉处出现一个马约拉纳模式，而对于偶数$N$，马约拉纳模式和近零能量模式都不出现在交叉处。我们还发现，交叉Majorana模式起着重要的作用，通过上述$T$形状的纳米结构与每个端部连接一个正常的铅。由于交叉模式的存在，零偏置电导与长臂极限$Ne^2/h$中的理想值的偏差在奇数$N$的区域中比在偶数$N$的区域中更显著。此外，当磁场从奇数$N$的状态增加到偶数$N+1$的状态时，与理想值的偏差趋于减小。这种行为也与纳米线中的行为非常不同，在纳米线中，偏差总是倾向于随着磁场的增加而增加。
2013-11-04 cond-mat.mes-hall
A Universal Gauge for Thermal Conductivity of Silicon Nanowires With Different Cross Sectional Geometries
利用分子动力学模拟研究了不同截面形状的硅纳米线的热导率。结果表明，导热系数随比表面积的增大而单调减小。更有趣的是，对于具有中等横截面积（大于20 nm^2）的硅纳米线，观察到热导率对SVR的简单通用线性依赖性，而与横截面几何形状无关。结果，在具有相同横截面积的不同形状的硅纳米线中，具有三角形截面的硅纳米线具有最低的热导率。本文的研究不仅为不同截面形状的导热系数提供了一种通用的测量方法，而且为通过几何形状调节导热系数提供了设计指导。
2011-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phase coherent transport and spin-orbit interaction in GaAs/InSb core/shell nanowires
对GaAs/InSb核壳纳米线进行了低温磁输运测量。纳米线是通过分子束外延自催化生长的。作为背栅电压的函数的电导测量示出了双极行为，其包括在从p型到n型区域的过渡之间的绝缘范围。基于自洽的薛定谔-泊松求解器的模拟表明，双极特性源于费米能级依赖于占据的空穴和电子状态内的近似圆形量子阱中形成的InSb壳。通过施加相对于纳米线轴垂直的磁场，观察电导波动，其用于提取相位相干长度。通过对不同背栅电压下的磁导迹线进行平均，解决了弱反定域化特征。当施加轴向磁场时，测量规则的磁通周期电导振荡。这些振荡归因于位于InSb壳层中的闭环量子化状态，其随着磁通量周期性地移动其能量位置。实验观察到的振荡模式的变化的可能原因进行了讨论，使用模拟结果。
2020-04-02 cond-mat.mes-hall
Energetics, forces, and quantized conductance in jellium modeled metallic nanowires
利用基于局域密度泛函的壳层修正方法研究了Jelton模型纳米线的能量学和量子化电导，扩展了我们以前对均匀形状纳米线的研究[C. Yannouleas和U. Landman，J.Phys.Chem.B101，5780（1997）]涉及包含可变形状收缩区域的线。作为体积守恒的长度的函数的线（钠）的能量学，螺旋形收缩导致形成自选择的魔线配置。能量的变化会导致拉长金属丝所需的力发生振荡，并与纳米线电导的阶跃变化（单位为2e^2/h）直接相关。的能量和力的振荡模式，并在电导的相关逐步变化示出，数值和通过半经典分析，以占主导地位的横向状态的量子化光谱在最窄的部分的收缩线。
1998-06-08 cond-mat.mes-hall nucl-th
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
Conductance of tubular nanowires with disorder
我们计算了在任意位置有许多潜在散射体的管状纳米线的电导。我们的方法是基于散射矩阵形式主义和无序导体的标度理论内分析我们的结果。当能量增加时，对于足够大数量的杂质，管中的电导表现出从局域到金属区域的系统演化。然而，一个显着的电导下降预测每当一个新的横向通道是开放的。与半经典计算导致纯欧姆行为的比较。
2009-07-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Schottky barrier and contact resistance of InSb nanowire field effect transistors
了解半导体纳米线（NW）场效应晶体管（FET）的电接触特性在采用半导体纳米线作为未来纳米电子器件的构建模块和基础物理问题的研究中起着至关重要的作用。在这里，我们报告的Ti/Au，一种广泛使用的接触金属组合，通过两个探针和四探针传输测量个别InSb纳米线的接触特性的研究。我们发现，肖特基势垒的高度$Φ_{\rm{SB}}\sim20\ \rm{meV}$是存在于金属InSb NW接口，其有效高度是栅极可调。在InSb NWFET的接触电阻（$R_{\rm{c}}$）也分析了在低温下的磁输运测量。发现$R_{\rm{c}}$在开态下表现出明显的磁场依赖性特征，即在起始场$B_{\rm{c}}$之后，随着磁场的增加，$R_{\rm{c}}$强烈地增加。一个定性的图片，考虑到在NW的子带的磁人口减少提供解释的观察。我们的研究结果为Ti/Au-InSb纳米线界面存在肖特基势垒提供了坚实的实验证据，并可作为设计和制造新型InSb纳米线基纳米电子器件和量子器件的基础。
2016-05-27 cond-mat.mes-hall
Topological Quantum Computing Using Nanowire Devices
拓扑超导体的边界可能导致Majorana边模的出现，其非平凡交换统计可用于拓扑量子计算。在分支纳米线网络中，可以通过时间依赖性地调整拓扑非平凡参数区域来交换Majorana态。在这项工作中，我们模拟了四个马约拉纳模式的交换T形结的p波超导Rashba线。我们得到具体的实验预测（准）绝热编织时间，并确定成功的马约拉纳交换过程的几何条件。与普遍的观点相反，我们首次表明，在绝热极限的门控时间需要小于平方超导序参量的倒数，并与门控电位成线性比例。此外，我们展示了如何规避形成额外的马约拉纳模式在分支纳米线系统中，产生在线交叉点的窄结。最后，我们提出了一个多量子比特的设置，它允许通用的，特别是拓扑保护的量子计算。
2020-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Electrochemical synthesis of highly ordered nanowires with a rectangular cross-section using an in-plane nanochannel array
在晶片级上快速且可再现地组装对齐的纳米结构是将纳米线并入集成电路中的关键，但也是最具挑战性的任务之一。我们提出了一个周期性的纳米通道模板的合成设计的电化学生长的完美对齐，矩形纳米线在大面积。纳米线可以使用预图案化的多点测量平台原位电接触和表征。在测量过程中，导线保持在厚的氧化物基质中，提供防止断裂和氧化的保护。我们使用激光干涉光刻，反应离子刻蚀和原子层沉积，以创建厘米长的平行纳米通道的特征尺寸小至40 nm。在一项展示性研究中，进行了铁的脉冲电沉积，在纳米通道内产生了矩形铁纳米线。通过装置的设计，生长的线在沉积之后直接在两端上与集成电极系统接触。无需进一步的工艺步骤进行电气表征，从而最大限度地降低了损坏和氧化的风险。开发的纳米线测量设备允许多探针电阻测量，可以很容易地通过晶体管应用。电沉积纳米线阵列的尺寸和密度可调的引导的面内生长为将纳米线并入各种多功能器件铺平了道路。
2015-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field emission from AlGaN nanowires with low turn-on field
我们制作AlGaN纳米线的分子束外延，我们调查他们的场发射性能的实验装置，使用纳米操纵的钨尖作为电极，在扫描电子显微镜。尖端形状的阳极提供了访问本地属性，并允许收集从小至1 $μm^2$的区域发射的电子。在Fowler-Nordheim理论的框架下分析了场发射特性，发现当阴阳极间距d = 500 nm时，场增强因子$β$ = 556，最小开启场$E_{turn-on}$ = 17 V/ $μ$ m.我们表明，对于增加的分离距离，$E_{turn-on}$增加到约35 V/ $μ$ m和$β$减少到100在d = 1600 nm。我们还证明了AlGaN纳米线的场发射电流的时间稳定性为几分钟。最后，我们解释了观测到的修改后的斜率的福勒-诺德海姆图在低场的非均匀的场增强因子，由于突出的发射体的存在。
2020-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Effect of tilted magnetic field on magnetosubbands and conductance of bi-layer quantum wire
对InAlAs/InGaAs和AlGaAs/GaAs异质结垂直双层半导体纳米线中的单电子磁输运进行了理论研究。该磁场平行地指向量子线的主（传输）轴，并且磁场的两个非零分量（即横向分量和垂直分量）允许分别改变层内和层间子带混合的幅度。我们详细分析了在生长方向上对称和非对称约束势下，高达几特斯拉的强倾斜磁场对能量色散关系E（k）的影响。这些计算的能量色散关系随后被用来表明，双层纳米线的电导值可以跳跃，以及由几个电导量子的下降时，费米能量的变化，结合自旋塞曼效应可以给出一个适度的自旋极化电流。
2016-01-15 cond-mat.mes-hall
Control of magnetic vortex wall chirality, polarity and position by a magnetic field
通过模拟和扫描电子显微镜极化分析（SEMPA）研究了磁场对V形纳米线中涡旋畴壁的播种作用。研究发现，磁场的取向可以用来有目的地调节软磁纳米线中单涡旋畴壁的手征性、极性和位置。
2009-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Chaotic dynamics of magnetic domain walls in nanowires
研究了具有两个人工图案化钉扎中心的坡莫合金和镍纳米带中横向畴壁（TDW）的非线性动力学。相图频率驱动振幅显示了丰富多样的动力学行为，取决于材料参数和钉扎中心的类型和形状。我们发现，T形陷阱（antinotches）创建一个经典的双阱Duffing势，导致一个小的混乱区域的情况下，镍和一个大的Py。相比之下，矩形收缩（凹口）创建一个指数的潜力，导致更大的混乱地区穿插与周期性窗口的Py和Ni。温度的影响表现在扩大混沌区和激活钉扎位置之间的热跳跃，同时减少在低频下的开槽带的退钉场。
2016-04-15 cond-mat.mes-hall
Quantum magnetotransport in a bilayer MoS2: influence of a perpendicular electric field
我们首先推导了双层MoS $_{2}$在垂直电场$E_z$作用下的能量色散。我们表明，带隙和层分裂可以控制的字段$E_z$。远离$k$点，本征SOC分裂在导带中增加，但在价带中受到微弱影响。然后，我们分析的能带结构中存在的垂直磁场$B$和领域$E_z$，包括自旋和谷塞曼条款，并评估霍尔和纵向电导率。我们讨论了有限温度下作为场$B$和$E_z$的函数的数值结果。场$B$在导带中引起显著的自旋分裂，当场较弱时引起Shubnikov-de Haas（SdH）振荡的跳动，当场较强时引起它们的分裂。塞曼项和$E_{z}$在低$B$场下抑制了SdH振荡的拍频，改变了拍频节点的位置，在高$B$场下增强了它们的分裂.在低$B$场下，在自旋极化和谷极化中观察到类似的拍频图案。有趣的是，在高$B$场下观察到$90\%$自旋极化和$100\%$方波形谷极化。霍尔坪序列取决于$E_z$。这些发现可能与未来的自旋电子和谷电子器件有关。
2018-08-24 cond-mat.mes-hall
Single-electron tunneling in InP nanowires
我们报告的制造和电气特性的场效应器件的基础上的线状InP晶体生长的Au催化剂颗粒的气-液-固过程。我们的InP线是n型掺杂的，直径在40-55 nm范围内，长度为几微米。在被沉积在氧化的Si衬底上之后，通过电子束制造的Ti/Al电极单独接触导线。我们得到的接触电阻低至~10千欧姆，与微小的温度依赖性。电极之间的距离在0.2和2微米之间变化。线中的电子密度随着背栅而改变。低温运输测量显示库仑阻塞行为与单电子充电能量为1毫电子伏。我们还证明了能量量子化所造成的限制在电线。
2003-02-25 cond-mat.mes-hall
Robustness of Topological Order in Semiconductor-Superconductor Nanowires in the Coulomb Blockade Regime
半导体-超导体混合系统是在固态器件中实现Majorana费米子和拓扑序，即拓扑保护简并的有希望的候选者。我们发现，拓扑秩序是镜像的激发光谱，可以观察到通过一个环形纳米线的非线性库仑阻塞输运。特别地，在拓扑平凡相位中，激励谱几乎与磁通量无关，但在非平凡相位中获得特征$h/e$磁通量周期性。平凡和非平凡相位之间的过渡反映在激发间隙的关闭和重新打开。我们表明，签名的拓扑顺序是强大的对几何形状的细节，静电无序，和额外的子带的存在，只依赖于纳米线的拓扑结构和存在的超导能隙。最后，我们证明了非平凡相位的相干长度比平凡相位的相干长度长得多。这打开了用超导纳米颗粒涂覆纳米线的可能性，从而显著降低由于库珀对的共隧穿引起的电流，并在不破坏超导能隙的情况下增强库仑充电能量。
2013-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetoconductance, Quantum Hall Effect, and Coulomb Blockade in Topological Insulator Nanocones
通过圆柱形拓扑绝缘体（TI）纳米线的磁输运是由量子限制和几何（Aharonov-Bohm和Berry）相之间的相互作用。在这里，我们认为，更广泛的类TI纳米线具有不同的半径-其中一个均匀的同轴磁场诱导一个不同的Aharonov-Bohm通量，产生一个非平凡的质量一样的潜力沿线-是通过研究其最简单的成员，一个TI nanocone。这种纳米锥允许观察有趣的介观传输现象：虽然在垂直磁场的电导是量子化的，由于高阶拓扑铰链状态，它显示了共振传输通过狄拉克朗道能级在同轴磁场。此外，它可以作为一个量子磁瓶，限制表面狄拉克电子，并导致一个主要的相互作用为主的库仑阻塞型制度。我们数值计算表明，上述效果发生的实验可访问的系统大小和磁场的值，这表明TI nanocone结可以作为狄拉克电子光学设置的积木。
2020-03-31 cond-mat.mes-hall
Topological insulator constrictions -- Dirac particles in a magneto-chiral box
本文研究了收缩形拓扑绝缘体纳米线在同轴磁场下的磁输运特性，发现中心狭窄区域存在受 Landau 能级影响的盒中 Dirac 粒子态，并指出该结构在超出线性响应时表现出强磁手性非互易输运。
2025-01-29 cond-mat.mes-hall
RingSim- An Agent-based Approach for Modelling Mesoscopic Magnetic Nanowire Networks
本文提出基于智能体的 RingSim 模型，将畴壁建模为响应磁场并发生随机相互作用的移动智能体，实现大尺度、长时长纳米线网络模拟，并经旋转磁场实验验证。
2024-10-29 cond-mat.mes-hall
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
Disorder signatures emerging at millikelvin temperatures in Si/SiGe field-effect stacks
JARA-FIT Institute for Quantum Information, Forschungszentrum Jülich GmbH and RWTH Aachen University（约利希研究中心与亚琛工业大学）；IHP - Leibniz Institute for High Performance Microelectronics（莱布尼茨高性能微电子研究所）；Dipartimento di Scienze, Università Roma Tre（罗马第三大学科学系）；Fakultät für Physik, Universität Regensburg（雷根斯堡大学物理学院）
本研究探究Si/SiGe场效应堆叠中毫开尔文温度下的无序特征，发现1.5K磁输运会低估该温度下的无序差异，提出毫开尔文磁输运可优化相关堆叠以提升自旋量子比特性能。
2026-08-17 cond-mat.mes-hall
Majorana-Kondo competition in a cross-shaped double quantum dot-topological superconductor system
我们研究了双量子点系统耦合到拓扑超导纳米线托管Majorana准粒子在其两端，与中央量子点连接到左，右引线的输运性质。利用数值重整化群方法计算了局域态密度和线性电导的行为，描述了Majorana耦合对Kondo关联引起的低温输运性质的影响.特别是，我们表明，在系统中的马约拉纳准粒子的存在下，影响自旋向上和自旋向下的传输通道，分别影响与第一阶段和第二阶段近藤温度的能量尺度，并修改系统的低能行为。
2022-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Conductance Peak Density in Disordered Graphene Topological Insulators
我们研究了石墨烯纳米线中量子输运的普适性质，这些性质会产生微妙的普适电导波动。我们目前的三个主要的微观模型，描述了石墨烯的亚晶格和生成的结果，因为我们将显示，所有的手征普遍对称性。结果是强大的，并证明了广泛寻求的手征，即使在许多开放的渠道制度。指纹为区分具有亚晶格对称性的系统（如拓扑绝缘体）和普通系统铺平了道路。实验实现需要一个单一的测量相关的valleytronics conductante的混沌波动。通过相位相干长度，我们的理论预测与文献中关于量子磁输运的传统测量数据相吻合。
2020-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Model-Based Iterative Reconstruction of Three-Dimensional Magnetisation in a Nanowire Structure Using Electron Holographic Vector Field Tomography
本文提出基于模型迭代重建的电子全息矢量场层析成像方法，用于重建纳米线三维磁化强度，在L形钴纳米线上验证，可准确重建大于50纳米的磁畴。
2025-05-02 cond-mat.mes-hall
Hearing the shape of a Dirac drum: Dual quantum Hall states on curved surfaces
Institut für Theoretische Physik, Universität Regensburg（雷根斯堡大学理论物理研究所）；Department of Physics and Center for Quantum Frontiers of Research and Technology (QFort), National Cheng Kung University（国立成功大学物理系量子前沿研究与技术中心）；Institute of Physics, Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院物理研究所）；SPEC, CEA, CNRS, Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学CEA-CNRS SPEC实验室）
研究揭示曲面几何对量子反常霍尔态谱的影响，发现两种不同类别的态，一种与曲面无关，另一种与曲面几何密切相关，且曲面存在互为对偶的伴侣表面。
2025-03-21 cond-mat.mes-hall
Domain wall trajectory determined by its fractional topological edge defects
铁磁纳米线中的畴壁（DW）由基本的拓扑体缺陷和边缘缺陷组成，它们的相对空间排列决定了DW的手性。在这里，我们展示了如何理解和控制磁分支网络中的DWs的轨迹，由连接的纳米线组成，通过考虑它们的分数基本拓扑缺陷以及它们如何与网络固有的缺陷相互作用。我们首先开发了一个高度可靠的机制，一个给定的手征性的DW注入到纳米线，并表明其手征性决定了DW的分支如下在一个对称的Y形磁结-网络的基本构建块。使用这些概念，我们解开了连接人工自旋冰系统，已观察到的狄拉克字符串的形式的磁化反转的一维性质的起源。
2013-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Induced superconductivity in selective-area grown SnTe devices
MESA+ Institute, University of Twente（特温特大学 MESA+ 研究所）；Department of Applied Physics, Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学应用物理系）；II. Physikalisches Institut, Universität zu Köln（科隆大学第二物理研究所）；Eurofins Materials Science Eindhoven（欧洲分析检测材料科学埃因霍温）；IBM Research Europe Zürich（IBM 苏黎世欧洲研究中心）
本文研究InP衬底上选择性区域生长的SnTe纳米线中的感应超导电性，发现铟扩散形成的InxSn1-xTe层导致超导，但未观察到拓扑超导态的半周期位移。
2026-09-15 cond-mat.mes-hall
Josephson effect and critical currents in trivial and topological full-shell hybrid nanowires
该研究数值模拟全壳杂化纳米线短结的约瑟夫森效应，揭示 LP、CdGM 类似态与 Majorana 零模对临界电流及 0/π/ϕ 结行为的调控机制。
2025-06-11 cond-mat.mes-hall
Switching of magnetic domains in a noncollinear antiferromagnet at the nanoscale
研究Mn3Sn薄膜中反铁磁畴的纳米尺度切换，发现大磁场仅诱导部分磁有序且不可切换部分具有单向各向异性，并揭示了其多易磁化轴切换及晶界钉扎行为。
2024-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
In-plane magnetic field control of anomalous Hall response enabled by magnetic anisotropy engineering
Instituto de Nanociencia y Nanotecnología, CNEA–CONICET（纳米科学与技术研究所，CNEA-CONICET）；Instituto Balseiro, Universidad Nacional de Cuyo–CNEA（巴尔塞罗研究所，门多萨国立大学-CNEA）；Departamento Magnetismo y Materiales Magnéticos, Gerencia de Física, Centro Atómico Bariloche（巴里洛切原子中心物理管理部磁学与磁性材料系）；Spintec, Université Grenoble Alpes, CNRS, CEA, Grenoble INP, IRIG-SPINTEC（自旋科学实验室，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，格勒诺布尔理工学院）
本研究通过Tb/Co多层膜的倾斜磁各向异性实现面内磁场对反常霍尔响应的控制，提出宏自旋模型解释机制，为霍尔传感器和自旋电子器件提供新途径。
2026-09-11 cond-mat.mes-hall
Defect-sensitive High-frequency Modes in a Three-Dimensional Artificial Magnetic Crystal
本研究通过微磁模拟探究金刚石晶格结构的三维人工磁晶体的高频激发谱，发现狄拉克型磁缺陷会改变其磁振子谱，为高密度磁振子器件应用提供新方向。
2023-12-13 cond-mat.mes-hall
Ballistic quantum transport at high energies and high magnetic fields
我们提出了一个扩展的模块递归格林函数方法（MRGM）的弹道量子输运包括磁场。将不可分离的二维散射问题分成可分离的子结构，使我们能够非常有效地计算输运系数和散射波函数。由此可以高精度地覆盖以前无法达到的能量和磁场区域。该方法应用于强磁场和高能下圆形和体育场形量子点的磁输运。在边缘状态制度，我们观察到强大的多频Aharonov-Bohm振荡。通过分析它们的多通道干扰模型，我们将这些波动的框架内的法诺共振，并讨论其几何独立性。对于高能量（模式数），我们观察到经典轨迹附近的散射波函数的本地化。
2003-04-10 cond-mat.mes-hall
Topological superconductivity in planar Josephson junctions: Narrowing down to the nanowire limit
理论上研究了在面内磁场$B_\parallel$作用下，自旋轨道耦合二维电子气（2DEG）与两个超导体近似形成的拓扑平面约瑟夫森结（JJ）.与以往的研究相比，在这些结的拓扑超导性，在这里我们考虑的情况下，超导引线窄于超导相干长度。在这种限制下，该系统可以被看作是一个邻近的多带线，一个额外的旋钮是超导导线之间的相位差$ϕ$。镜像对称性和时间反演对称性的结合可以将系统放入BDI类。打破这种对称性会将对称类更改为D类。D类相图强烈地依赖于$B_{\parallel}$和化学势，对于具有较窄超导引线的JJ，对$ϕ$的依赖性较弱。相反，BDI相图强烈地依赖于$B_\parallel$和$ϕ$两者。有趣的是，BDI相图具有“扇形”区域，其相边界随着$B_\parallel$线性地远离$ϕ= π$。在风扇中的不同相的数量随着化学势的增加而增加。我们研究了JJ的临界电流对$B_\parallel$的依赖关系，发现临界电流的极小值仅在自旋轨道耦合强度较小时指示结中的一级相变。与具有宽引线的JJ的情况相反，在窄引线的情况下，这些转变不伴随JJ的拓扑指数的变化。我们的结果，使用现实的实验参数计算，提供了指导方针，目前和未来的搜索拓扑超导性的JJ窄引线，特别是有关最近的实验[A。Fornieri等人，Nature（London）569，89（2019）]。
2019-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetoresistance in ZrSi$X$ ($X=$ S, Se, Te) nodal-line semimetals
本研究通过第一性原理结合半经典玻尔兹曼输运理论，复现并解释了ZrSiX（X=S、Se、Te）拓扑节线半金属的蝶形各向异性磁电阻等输运特征，证实磁输运可作为费米面分析及拓扑作用研究的有效补充手段。
2025-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-induced magnetization reversal in pseudo spin valves in current-in-plane configuration
我们证明了电流诱导的完全磁化反转的自由层在横向纳米线图案从金属伪自旋阀堆栈。通过两个磁性层的横向杂散场与偶极耦合一起由奥斯特场引起反转。从平行状态开始，奥斯特场使两个磁性层的磁化矢量沿相反方向旋转，远离导线轴，使得偶极耦合变得足够强以稳定反平行配置。正如模拟和实验所示，这种耦合仅在窄范围的层厚度和合适的导线几何形状下实现。反转过程被证明，以及为直线的L形线与不均匀的磁化，其中畴壁之前和之后的开关过程中存在的线段。
2015-02-23 cond-mat.mes-hall
Quantum Wires and Waveguides Formed in Graphene by Strain
在石墨烯中限制电子以制造器件已被证明是一项具有挑战性的任务。静电方法由于Klein隧穿而失败，而蚀刻到纳米带中需要极端控制边缘终端，并且自底向上的方法在尺寸上限于几纳米。幸运的是，它的机械灵活性提高了利用应变改变石墨烯特性并创造新型应变电子器件的可能性。在这里，我们报告的纳米线的传输研究所产生的线性形状的应变区，从个人的折叠层转移到六方氮化硼。横跨褶皱的电导测量揭示了库仑阻塞特征，表明这些结构中的受限电荷，它们充当量子点。沿着褶皱，我们观察到横向电阻率测量的尖锐特征，归因于由电阻桥将设备的点电导调制的放大。我们的数据表明，弹道输运沿褶皱高达~1 μ m。使用狄拉克模型，包括应变的计算与测得的束缚态能量和预测谷极化电流的存在是一致的。我们的研究结果表明，石墨烯折叠可以作为应变量子线。
2018-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Sign reversal of magnetoresistivity in massive nodal-line semimetals due to Lifshitz transition of Fermi surface
拓扑非线性半金属提供了一个有趣的研究平台来探索与其环面费米面相关的新现象。在这里，我们研究了具有自旋轨道耦合和有限Berry曲率分布的大质量半金属中的磁输运。磁场通过与轨道磁矩的耦合导致费米环面的形变，这是Berry曲率效应引起磁阻效应的主要原因.我们证明了费米面的小变形产生正MR $\propto B^2$，不同于其他拓扑系统中纯Berry曲率效应产生的负MR。当磁场增加到一个临界值时，费米面发生拓扑Lifshitz转变，同时磁电阻反转其符号。研究了磁电阻的温度依赖性，发现在Lifshitz转变前后磁电阻呈现出完全不同的行为。我们的工作揭示了一种新的情况下，诱导的MR完全由费米面的变形，并建立了费米面拓扑结构和MR的符号之间的关系。
2021-08-05 cond-mat.mes-hall
