Double well heterostructures for electric modulation of light
B. Laikhtman, S. Suchalkin, G. Belenky
提出了用势垒分隔的双量子阱系统实现光开关和光调制。该系统具有高运行速度和大调制深度的潜力。
The system of double quantum wells separated by barriers is suggested for switching and modulation of light. The system has potential for high operational speed and large modulation depth.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Large Current Modulation and Spin-Dependent Tunneling of Vertical Graphene/MoS$_{2}$ Heterostructures
垂直石墨烯异质结构已经通过使用量子隧穿被引入作为电子器件的替代架构。在这里，我们提出的电流开/关比的垂直石墨烯场效应晶体管的增强，通过使用扶手椅型石墨烯纳米管作为电极。此外，我们报告的石墨烯/二硫化钼异质结的自旋相关的隧穿电流。当夹在石墨烯电极之间的原子级薄的MoS 2层变得具有磁性时，具有不同自旋的狄拉克费米子会感受到隧道势垒的不同高度，从而导致自旋相关的隧道效应。我们的发现将通过提高器件性能和增加基于石墨烯的自旋电子学的可能性来发展目前用于电子器件的石墨烯异质结构。
Large phase-transition-induced magnetic anisotropy change in (Co/Pt)2/VO2 heterostructure
我们报道了（Co/Pt）2/VO 2异质结构中相变控制的磁各向异性调制，其中VO 2被引入到系统中，通过其金属-绝缘体转变施加界面应变。在此过程中观察到一个大的可逆调制的垂直磁各向异性（PMA）达到38 kJ/m3。计算的界面各向异性的能量密度变化达到100 mJ/m2，这显示出显着的优势，比传统的调制策略。进一步的实验结果，包括磁化强度随温度的变化，应变缓冲调制和预应变样品的比较证明，VO 2和PMA层之间的界面耦合起着至关重要的作用，在这种调制。这一工作展示了相变材料在高效磁各向异性调制方面的巨大潜力，将有利于低功耗器件的开发。
Modulation of Schottky barrier height in graphene/MoS2/metal vertical heterostructure with large current ON-OFF ratio
研究了石墨烯/MoS 2/金属垂直异质结的详细输运性质。石墨烯和MoS 2之间的范德华界面表现出肖特基势垒。将栅极电压施加到石墨烯层使我们能够调制肖特基势垒高度;从而引起对穿过界面的电流的控制。通过分析电导随温度的变化关系，直接确定了肖特基势垒高度Δ λ的调制。我们观察到显著的MoS 2层数依赖性的Δ ε。此外，我们证明了显示较大Δ ε的器件表现出较大的电流调制;这与这些器件的输运由石墨烯/MoS 2肖特基势垒主导的事实一致。
Large current modulation in exfoliated-graphene/MoS2/metal vertical heterostructures
基于石墨烯的垂直场效应晶体管在实现高速开关器件方面已经引起了相当大的关注;然而，这种器件的功能性受到其小的开-关电流比或导通电流密度的限制。我们通过机械剥离和干法转移石墨烯和二硫化钼层制备了石墨烯/二硫化钼/金属垂直异质结构。石墨烯和MoS 2之间的范德华界面表现出肖特基势垒，从而使明确定义的电流整流成为可能。由于石墨烯的小态密度，肖特基势垒的高度可以通过外部栅极电场强烈调制。我们获得了超过10^5的大电流调制，同时具有~10^4 A/cm^2的大电流密度，从而证明了剥离石墨烯/MoS 2/金属垂直场效应晶体管的优异性能
Electron transport in Si/SiGe modulation-doped heterostructures using Monte Carlo simulation
用蒙特卡罗模拟研究了拉伸应变Si 1-xGex/Si/Si 1-xGex异质结构中二维气体的电子输运.首先研究了非栅调制掺杂结构中的电子迁移率。在较宽的电子密度范围内，计算结果与实验结果吻合得很好.迁移率通常在高掺杂结构中的1100 cm 2/Vs和低电子密度下的2800 cm 2/Vs之间变化。的迁移率被证明是显着影响的间隔层的厚度分离的应变Si沟道的脉冲掺杂的供应层。在此基础上，研究了寄生路径贡献可以忽略的栅控调制掺杂结构中的电子输运。的迁移率被证明是高于可比ungated结构和依赖于栅极电压，作为远程杂质屏蔽的电子密度依赖的结果。
Transport Enhancement and In Situ Control of Electronic Correlation via Photoinduced Modulation Doping of van der Waals Heterostructures
本研究通过光诱导调制掺杂技术，在BN-石墨烯-BN-SiO2异质结中实现对二维材料器件载流子浓度的精确调控，并展示了通过该技术对石墨烯通道材料进行掺杂和光退火，从而实现对电子掺杂和散射的控制，利用Drude和Landauer输运模型分析输运特性，展示了在石墨烯中可逆地调节载流子迁移率和平均散射长度的能力，从而在器件中实现从扩散到准弹性输运的切换，并利用该技术对局部杂质的精确控制实现量子霍尔同位素铁磁态，证明了在范德瓦尔异质结中对载流子密度和电荷杂质的精确操控，提供了一种高可及性的方法来制造高质量器件以实现关联电子态。
Donor states in modulation-doped Si/SiGe heterostructures
提出了一种计算异质结构量子阱内外浅施主性质的统一方法。该方法不仅可以得到任意对称性的所有局域态的结合能，而且可以得到局域态随连续量子阱子带简并时可能出现的共振态的能量宽度。该方法是非变分的，因此我们也能够评估的波函数。这用于计算光学吸收光谱，由于选择规则，该光谱是强非各向同性的。从Si/Si $_{1-x}$ Ge $_x$量子阱的计算结果，使我们能够提出的杂质态的一般行为，作为施主的位置是不同的从中心的井内的势垒深处。同时考虑了中心晶胞效应和晶格失配引起的应变对施主基态的影响。
Lateral 2D superlattices in GaAs heterostructures with independent control of carrier density and modulation potential
本研究提出一种GaAs-AlGaAs异质结构二维表面超晶格的新型双层器件设计，采用原位栅极实现短周期高迁移率超晶格，可独立宽范围调控载流子密度与调制势幅值，经低温磁输运测量验证工艺损伤小，可实现弱到强的势调制调谐。
Electrical control of inter-layer excitons in van der Waals heterostructures
本文研究了垂直电场作用下过渡金属二硫属化物（TMDC）叠层中的激子，这里是MoSe $_2$ /WSe $_2$ van der Waals异质结.用密度泛函理论计算得到了能带结构，以及分别在导带和价带中的电子和空穴波函数。尽管异质结构的II型性质导致完全电荷分离的层间激子，但层间的载流子分布被示出为容易通过外场来调谐。我们的研究结果表明，中等值的电场产生更均匀分布的波函数沿异质结构，从而提高层间激子结合能，最显着的是，它的振子强度。
Dynamic Carrier Modulation via Nonlinear Acoustoelectric Transport in van der Waals Heterostructures
本研究在氮化硼封装的石墨烯-铌酸锂衬底器件中观测到非线性声电输运，利用表面声波及其驻波实现无栅极动态载流子调制与局域化，为二维材料量子模拟的声学晶格与含时量子系统研发提供新途径。
Evidence for spin swapping from modulation of transverse resistance in magnetic heterostructures with Rashba interface
研究具有特定 Rashba 界面的磁性异质结构在面外磁场下横向响应，通过检测 Cu/Bi2O3 和 Ag/Bi2O3 界面横向电阻的相反贡献，推测出转换自旋电流的自旋交换现象及相关自旋流特性。
Control of transport phenomena in magnetic heterostructures by wavelength modulation
我们证明了超快能量流在磁性/非磁性双层结构的可调谐性，通过改变光激发的波长。这是通过基于温度的$μ$ T模型的高级描述来实现的，该模型明确地考虑了多层结构内的波长和层依赖的吸收曲线。对于Ni/Au双层的示例性情况，我们的模拟预测，当将激发的波长从红外光谱范围改变到紫外光谱范围时，从Ni到Au的能量流被反转。这些预测完全支持的Ni/Au模型系统的磁光克尔痕迹的特征签名。我们的研究结果将开辟新的途径，以引导和控制设计的磁性多层膜的超快自旋电子应用的能量输运。
Single-Electron Transistor in Strained Si/SiGe Heterostructures
使用分裂栅极技术在调制掺杂硅/硅锗异质结构的二维电子气中形成横向量子点。采用电子束光刻来产生分裂栅极。通过向这些栅极施加负电压，下面的电子气被耗尽并且形成横向量子点，其尺寸可以通过栅极电压来调节。我们观察到单电子操作与库仑阻塞行为低于1 K。栅极漏电流得到很好的控制，表明这种类型的应用肖特基栅极最近遇到的问题是不是调制掺杂的Si/SiGe异质结构的固有限制，如已推测。
Non-Local Conductance Modulation by Molecules: STM of Substituted Styrene Heterostructures on H-Terminated Si(100)
用扫描隧道显微镜和从头算方法研究了硅衬底上由CF 3和OCH 3取代的苯乙烯分子组成的一维有机异质结构。偶极场的OCH 3-苯乙烯分子被发现，以提高通过附近的OCH 3-苯乙烯/CF 3-苯乙烯异质结的分子的导电。那些CF 3-苯乙烯抑制运输通过附近的硅。因此，取代基的选择和它们在主体分子上的连接位点提供了在分子尺度上差异调节分子和底物传输的手段。
Two-dimensional electron gas in a modulation-doped SrTiO3/Sr(Ti,Zr)O3 heterostructure
通过将未掺杂的SrTiO 3与用La掺杂的n型的宽带隙材料SrTi 1-xZrxO 3界面化，经由调制掺杂在SrTiO 3中产生二维电子气（2DEG）。所有层都是使用混合分子束外延生长的。使用磁阻测量，我们表明，电子被转移到SrTiO 3，并形成2DEG。特别是，Shubnikov-de Haas振荡示出仅依赖于垂直的磁场。实验Shubnikov-de Haas振荡进行了比较，假设多个占用子带的计算。
Modulation of skyrmionic magnetic textures in two-dimensional vdW materials and their heterostructures
在二维（2D）范德华（vdW）材料中观察到的内禀磁性为探索2D拓扑磁性织构，特别是包括skyrmion及其拓扑等价物的skyrmion磁性织构（SMTs）提供了独特的机会。自从在2D vdW材料及其异质结构中实验发现skyrmion以来，一个关键的挑战在于控制这些SMT将其有趣的功能转化为自旋电子学应用。本文综述了2D vdW单层材料及其异质结构中SMT调制的实验和理论研究进展。除了温度、磁场和样品厚度等基本调制因素外，我们还提出了电流驱动的迁移率和跃迁的实验实现，以及电场对各种磁电调制的理论预测。考虑到vdW层状材料的二维特性，应变和堆叠方式也是调节磁性织构的有效方法。
Voltage-Regulated Photoluminescence Modulation in a 0D-2D Mixed Dimensional Heterostructure
研究发现0D-2D混合维度异质结构中光致发光的偏压依赖振荡，揭示了光电流调制与电子隧道过程的竞争，为 exciton 基量子光电子器件提供新机遇。
Electrical control of interlayer exciton dynamics in atomically thin heterostructures
半导体中的激子，即受激电子和空穴的束缚对，可以形成新类别的量子光电子器件的基础。由原子级薄的半导体过渡金属二硫属化物（TMD）构建的范德华异质结构使得能够在不同层中由电子和空穴形成激子，从而产生具有大结合能和长寿命的层间激子。利用单层TMD的异质结构，我们实现了长寿命中性和带电层间激子的光和电产生。我们证明了中性层间激子在整个样品中的传输，可以通过激发功率和栅电极来控制。利用欧姆接触器件实现了带电层间激子的漂移运动。激子的电产生和控制为实现玻色子复合粒子的完全电调谐量子操纵提供了一条新的途径。
The effect of split gate size on the electrostatic potential and 0.7 anomaly within one-dimensional quantum wires on a modulation doped GaAs/AlGaAs heterostructure
我们研究了95个不同大小的分裂门在一个单一的芯片上使用多路复用技术。每个分裂栅在调制掺杂的GaAs/AlGaAs异质结构上限定一维沟道，通过该沟道电导被量化。表现出良好量化的器件的产量随着分裂门长度的增加而迅速下降。然而，对于示出良好量化的器件的子集，在一维沟道的静电长度（使用鞍点模型估计）与栅极长度之间不存在相关性。相同栅极长度的器件的静电长度和一维子带间距的变化超过了不同长度的器件之间的平均值的变化。在传输方向上的势垒曲率和“0.7异常”的强度之间存在明显的相关性：0.7异常的电导值随着势垒曲率变浅而减小。这些结果突出了静电环境在一维系统中的关键作用。即使在具有干净的电导平台的器件中，背景电势的随机波动在确定有源器件区域中的电势景观中也是至关重要的，使得名义上相同的栅极结构具有不同的特性。
2D MoS2-Graphene-based multilayer van der Waals heterostructures: Enhanced charge transfer and optical absorption, and electric-field tunable Dirac point and band gap
多层范德华异质结构是由不同原子层组装而成的，具有广泛的吸引人的现象和新颖的应用。理解层间耦合及其相关效应对于设计具有理想物理性能的新型vdWs异质结构至关重要。基于最新的混合密度泛函理论，对二维MoS 2-石墨烯（GR）异质结构进行了详细的理论研究，发现对于二维少层异质结构，相邻层之间的vdWs力依赖于层数.与双层结构相比，三层vdW异质结构中的层间耦合可以通过堆叠第三层得到显著增强，这是由短的层间距离和更多的界面电荷转移直接支持的。该三层膜在宽范围（<700 nm）内显示出强的光吸收，使其非常有潜力用于太阳能收集和转换。此外，GR的Dirac点以及各层和三层的带隙都可以通过外加电场来调节，证实了多层vdWs异质结构具有实验所发现的独特的光电性能。这些结果表明，调整vdWs相互作用，作为一个新的设计参数，将是一个有效的策略，设计特定的二维多层vdWs异质结构，以满足各种应用的需求。
Half metallic and insulating phases in BN/Graphene lateral heterostructures
我们从理论上研究了最近实验中制备的石墨烯和氮化硼（BN）横向异质结构的电子结构。第一性原理密度泛函计算表明，在石墨烯纳米晶区可以产生巨大的本征横向电场，并且该电场敏感地依赖于横向异质结构的边缘结构.极化电场来源于BN-石墨烯界面处的电荷失配。这种巨大的电场可以在石墨烯纳米晶中打开一个显著的电子能隙，并导致完全自旋极化的边缘态，并在具有适当边缘构型的横向BN/Graphene/BN异质结构中诱导半金属相。
Electric field-induced magnetization switching in interface-coupled multiferroic heterostructures: A highly-dense, non-volatile, and ultra-low-energy computing paradigm
多铁性磁电器件中的电场感生磁化翻转是超越摩尔定律计算的一个很有前途的研究方向。我们在这里表明，界面耦合的多铁性异质结构，即，与铁磁层耦合的铁电层特别适合于高密度、非易失性和超低能量计算。通过求解随机Landau-Lifshitz-Gilbert磁化动力学方程，证明了在亚纳秒延迟下，只需花费$\sim$ 1阿焦耳的极小能量，就可以实现磁化的容错切换.这种设备可以通过从环境中汲取能量来操作，而不需要外部电池。
Electrical domain writing and nanoscale potential modulation on LaVO$_3$/SrTiO$_3$
在某些绝缘钙钛矿氧化物之间的界面处形成的高迁移率2DEG已经被认为是奇异物理秩序（如超导性和铁磁性及其相互耦合）的新游乐场。人们一直在努力通过表面的纳米结构化在氧化物异质结构的这种界面处实现甚至更奇特的性质。在本文中，我们报告的写入和擦除这样的氧化物异质结构LaVO $_3$ /SrTiO $_3$使用导电AFM悬臂梁的电荷域。我们以周期性的方式图案化这些域，以便在表面上创建人工晶格。通过Kelvin探针显微镜、静电力显微镜和电导率测绘，我们发现这种人工晶格不仅能捕获载流子，而且能在表面形成一个可控的电势景观，这与局部电导率的调制相一致。可逆地图案化这种纳米结构的能力提供了在高迁移率氧化物异质结构中实现超高存储密度器件的前所未有的机会。
Spin polarized electric currents in semiconductor heterostructures induced by microwave radiation
研究了（Cd，Mn）Te/（Cd，Mg）Te和InAs/（In，Ga）As量子阱在面内磁场作用下的微波辐射感生电流.电流的产生归因于微波辐射加热的电子的自旋相关的能量弛豫。弛豫在自旋向上和自旋向下的子带中产生相等且方向相反的电子流，从而产生纯自旋电流。磁场中的子带的塞曼分裂导致自旋流转换成自旋极化的电流。
Direct STM Measurements of R- and H-type Twisted MoSe2/WSe2 Heterostructures
当半导体过渡金属二硫属化物异质结构堆叠时，扭曲角和晶格失配导致周期性莫尔电位。随着层间角度的改变，电子特性也会改变。随着角度接近0度或60度，预测会发生有趣的特性和性质，例如带边缘的调制、平坦带和限制。在这里，我们报告的扫描隧道显微镜和光谱测量的带隙和带调制MoSe 2/WSe 2异质结构与近0度旋转（R型）和近60度旋转（H型）。我们发现一个调制的带隙为两个堆叠配置具有较大的调制R型比H型的理论预测。此外，局域态密度图像显示，电子在价带和导带边缘的局域化不同。
Nonlocal Drag Thermoelectricity Generated by Ferroelectric Heterostructures
本文预测铁电体与金属膜异质结构中存在非局域ferron拖曳热电效应，导体电流通过长程电荷-偶极相互作用在铁电体中产生热流，该非局域Peltier与Seebeck效应可由电栅极控制，并在范德华铁电薄膜与石墨烯体系中表现显著。
Absorption and emission modulation in MoS2-GaN (0001) heterostructure by interface phonon-exciton coupling
基于层状二维过渡金属二硫属化物（TMD）与氮化镓（GAN）界面的半导体异质结构是实现宽带光发射器和吸收器的优良材料系统。极性半导体如GAN的表面性质由界面声子控制，因此垂直异质结构的光学性质强烈依赖于界面激子-声子耦合。在单层MoS 2-GAN（0001）异质结构中，由于界面声子与光生载流子的耦合，观察到异质结构中不同拉曼模式的起源和激活。这种耦合强烈地影响了MoS 2的非平衡吸收特性和两种半导体的发射特性。采用密度泛函理论（DFT）计算了界面的能带排列，发现界面为I型异质结构。MoS 2在K点处的带间跃迁的光激发强烈地调制MoS 2中的C激子带。GAN的吸收带和发射带与MoS 2的吸收带的重叠引起了能量和电荷在界面上的转移，并在Γ点处产生光激发。利用瞬态光抽运-探测光谱技术，在GAN衬底上的MoS 2中观察到激子吸收态的强调制。载流子与声子和缺陷态的相互作用导致了GAN衬底上MoS 2发光的增强和蓝移。我们的研究结果表明，声子和载流子之间的界面耦合的光学和电子应用的发展的相关性。
Ultra-low-energy Electric field-induced Magnetization Switching in Multiferroic Heterostructures
多铁性材料中电场诱导的磁化翻转具有重要的基础研究和潜在的技术应用价值。本文综述了多铁性异质结构中电场诱导磁化翻转的研究进展。特别地，我们研究了在热涨落存在下，使用随机Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程在形状各向异性单畴纳米磁体中的两个稳定状态之间的磁化切换的动力学。对于应变耦合多铁性复合材料中的磁致伸缩纳米磁体，这种磁化动力学的研究，相反的稳态方案，揭示了有趣的新现象的二元开关机制。虽然传统的方法的二进制开关需要倾斜的电位分布所需的状态切换，我们表明，没有这样的倾斜是必要的成功切换，因为磁化的偏移磁铁的平面可以产生一个内置的不对称切换过程中。我们还研究了具有界面磁电耦合和磁交换耦合的多铁性异质结构中的开关动力学，这种耦合可以使开关的方向与外加电场的极性保持一致。我们计算的性能指标，如开关延迟和能量耗散在切换过程中，同时模拟LLG动态。性能指标结果是非常令人鼓舞的潜在的技术应用。
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。
Electrical plasmon injection in double-layer graphene heterostructures
到目前为止，高质量的石墨烯使得门可调谐低损耗等离子体平台能够有效地限制、增强和操纵跨越从中红外到太赫兹域的宽频率范围的光场。虽然已经证明了石墨烯等离子体的全电检测，但对于在没有远场光学装置的阻碍的情况下操作纳米等离子体器件至关重要的电等离子体注入（EPI）仍然是难以捉摸的。在这项工作中，我们提出了一个理论的EPI在双层石墨烯，其中的垂直隧道电流激发声学和光学等离子体模式。我们首先计算由施加的层间电压偏置传递到这些集体模式的功率。然后，我们表明，该系统也可以作为一个光谱分辨的分子传感器。
Electrical probe of spin-spiral order in quantum spin Hall/spin-spiral magnet van der Waals heterostructures
本文提出利用量子自旋霍尔绝缘体与自旋螺旋磁体构成的范德华结，通过螺旋态对时间反演对称性破缺的敏感性，从电学测量中直接探测无净磁化的非共线自旋螺旋序。
Asymmetric Electric Field Screening in van der Waals Heterostructures
电场屏蔽对材料及其器件的物理化学性能有重要影响。在这里，我们使用了一套引人注目的理论和实验技术，包括范德华（vdW）从头算密度泛函理论（DFT）模拟，量子电容为基础的经典模型和电力显微镜（EFM），以阐明由二硫化钼和石墨烯层形成的vdW异质结构（vdWHs）的内在介电屏蔽特性。我们在实验上观察到了在不同方向的外部电场作用下，MoS 2/Graphene vdWHs的非对称电响应。也就是说，当电场朝向石墨烯脱落时，大量的极化电荷屏蔽场，但是当场的符号反转时，存在强的去极化场，并且检测到部分屏蔽。这种效应是厚度依赖性的，特别是在二硫化钼层的数量上;而石墨烯的厚度增加对它们的电学和屏蔽行为的影响很小。我们的研究结果表明，在石墨烯和二硫化钼之间的界面处的不对称偶极贡献的vdWHs中的不寻常的场效应屏蔽的主要原因。这项工作不仅为迄今为止制造的大量异质结的屏蔽特性提供了新的见解，而且还揭示了控制基本特性的巨大潜力，例如屏蔽，用于器件应用。
Highly Efficient Exciton Modulation in MoSe$_2$/PdSe$_2$ Heterostructures
通过层间电子耦合有效调控激子分布，提升二维半导体的发光效率，无需化学修饰或应变。
Scattering Mechanism in Modulation-Doped Shallow Two-Dimensional Electron Gases
本文系统地研究了调制掺杂GaAs/ Al_{x} Ga_{1-x} As异质结中形成的浅二维电子气的主要散射机制。电子迁移率与密度的幂律指数μ \propto n^{alpha}被提取为2DEG深度的函数。当距表面浅于130 nm时，2DEG的幂律指数以及迁移率从α \simeq 1.65（130 nm深）下降到α \simeq 1.3（60 nm深）。我们的研究结果为浅2DEG是一致的理论预期的散射由远程掺杂剂，在迁移率限制背景带电杂质的更深的异质结构。
Electric field tunable magnetoexcitons in Xenes-hBN-TMDC, Xenes-hBN-BP, and Xenes-hBN-TMTC heterostructures
通过电场和异质结构设计调控Xenes-hBN异质结构中磁激发子的性质，实现低维材料中激子现象的控制。
Electric field modulation of Schottky barrier height in graphene/MoSe2 van der Waals heterointerface
我们展示了一种基于石墨烯/MoSe 2范德华（vdW）异质结的垂直场效应晶体管。石墨烯和MoSe 2之间的vdW界面表现出理想因子约为1.3的肖特基势垒，表明高质量界面。由于石墨烯中的低态密度，石墨烯中的费米能级的位置可以通过外部电场强烈地调制。因此，石墨烯/MoSe 2 vdW界面处的肖特基势垒高度也被调制。我们展示了10^5的大电流开-关比。这些结果表明石墨烯/MoSe 2 vdW异质结构在电子应用中具有潜在的高性能。
Improving reproducibility of quantum devices with completely undoped architectures
量子电子器件的可再现操作是未来量子信息处理和自旋电子学应用的关键要求。传统上，量子器件是由调制掺杂的异质结构制造的，其中由于来自电离施主的随机电势，存在固有的再现性缺乏。在这里，我们表明，我们可以大大提高调制掺杂器件的再现性，通过使用一个完全未掺杂的架构，具有优越的均匀性的限制电位和更一致的工作电压的电子和空穴器件。我们的研究结果表明，未掺杂的异质结构具有显着的优势，调制掺杂的量子器件的可重复制造。
Electrical control of ferromagnetism in Mn-doped semiconductor heterostructures
隧道传输和载流子介导的铁磁性在狭窄的半导体多量子阱结构中含有层的GaMnAs的相互作用进行了研究内的自洽格林函数的方法，占在Mn掺杂区和不必要的自旋翻转在异质界面上的唯象地面的无序。我们发现，在GaMnAs层的磁化强度可以控制由一个外部的电偏置。基本机制被确定为自旋选择性空穴隧穿进出Mn掺杂的量子阱，由此施加的偏压决定了这些层中的空穴数量和自旋极化。特别是，我们预测，近共振，铁磁秩序的Mn掺杂量子阱被破坏。磁性和输运性质的相互作用与结构设计相结合，可能会导致几个相互关联的物理现象，如动态自旋过滤，在个别磁性层的磁化的电控制，并在特定的偏置条件下，自持电流和磁化振荡（magneticmulti-stability）。最近的实验结果的相关性进行了讨论。
Electrically tunable MoSe$_2$/WSe$_2$ heterostructure-based quantum dot
基于密度泛函理论和紧束缚模型，研究了电可调MoSe$_2$/WSe$_2$异质结构中量子点的电子结构，揭示了垂直电场对谷极性和占据的控制。
"Reservoir model" for shallow modulation-doped digital magnetic quantum wells
数字磁性异质结构（DMH）是具有磁性单层的半导体结构。在这里，我们研究了浅调制掺杂（ZnSe/ZnCdSe）DMHs与自旋5/2 Mn杂质的电子和磁输运性质。我们比较的“水库”模型，可能与浅的几何形状，通常的“恒定密度”模型。我们的结果是通过求解局部自旋密度近似（LSDA）内的Kohn-Sham方程。在有磁场存在的情况下，我们发现两种模型都表现出电子结构、二维载流子密度、费米能级和输运性质的特征行为。我们的研究结果说明了相关的交流和相关效应的研究浅异质结的第二-第六组。
The origin of gate hysteresis in p-type Si-doped AlGaAs/GaAs heterostructures
调制掺杂p型AlGaAs/GaAs异质结构中的栅极不稳定性/滞后阻碍了纳米级空穴器件的发展，这对于从量子计算到新的自旋物理的主题是感兴趣的。我们提出了一个扩展的研究进行定制生长，匹配调制掺杂的n型和p型异质结构，有/没有绝缘栅，旨在了解滞后的起源。我们表明，滞后是不是由于固有的“泄漏”的p型异质结上的门，通常认为。相反，滞后产生的GaAs表面态陷阱和掺杂层中的电荷迁移的组合。我们的研究结果提供了深刻的见解，在AlGaAs/GaAs异质结构，包括广泛争论的受体复合物，如Si-X的Si受体的物理。我们提出了减轻栅极滞后的方法，包括用深陷阱中心毒化调制掺杂层（例如，通过与过渡金属物质共掺杂），并用简并杂质半导体栅极取代肖特基栅极，以屏蔽导电沟道与GaAs表面态。
Nonlinearity of Acoustic Effects and High-Frequency Electrical Conductivity in GaAs/AlGaAs Heterostructures under Conditions of the Integer Quantum Hall Effect
测量了GaAs/AlGaAs异质结构中表面声波的吸收系数$Γ$和波速变化$ΔV/V$，这些量与波与二维电子气的相互作用有关，并与波的功率呈非线性关系.在整数量子霍尔效应（IQHE）的条件下进行测量，在这种情况下，二维电子气被定位在杂质的随机波动电势中。测定了高频电导率$σ=σ_1 - iσ_2$的组分$σ_1(E)$和$σ_2(E)$对表面波电场的依赖性。在电导率服从阿耳忒弥斯定律（$σ_1 \gg σ_2$）的范围内，用Shklovskii非线性电导率理论解释了所得结果，从而可以估算杂质涨落势的大小.在高频跳变电导率范围内的$σ_1(E)$和$σ_2(E)$的依赖性，在这种情况下（$σ_1 \ll σ_2$）和非线性理论尚未开发，报告。
Control of current-induced spin-orbit effects in a ferromagnetic heterostructure by electric field
我们研究了静电门对铁磁/重金属异质结中电流感生现象的影响。我们利用外差检测和对称性分析相对于磁场的方向分离电场贡献的磁各向异性，电流感应类场转矩，和阻尼转矩。电场效应的分析使我们能够估计Rashba和自旋霍尔贡献的电流感应现象。静电门可以提供对自旋轨道现象的洞察，并使自旋电子器件中的新功能成为可能。
Nanoscale trapping of interlayer excitons in a 2D semiconductor heterostructure
对于基于单个激子和自旋的量子技术，单个激子的确定性放置和控制是一个长期的目标。MoSe 2-WSe 2异质结构具有空间间接层间激子（IX），其表现出高度可调谐的能量和独特的自旋谷物理，使其成为量子信息处理的有希望的候选者。以前的IX捕获方法涉及莫尔超晶格和纳米柱，不符合确定性放置和能量可调谐性的量子技术要求。在这里，我们使用纳米图案石墨烯栅极在靠近MoSe 2-WSe 2异质结构的地方产生急剧变化的电场。IX和电场之间的偶极相互作用产生约20 nm的陷阱。被捕获的IX显示预测的电场依赖的能量，在低激发功率下的饱和，以及增加的寿命，所有强空间限制的特征。所展示的架构是实现单个IX的确定性捕获的关键一步，其在可扩展的量子技术中具有广泛的应用。
Electric-field assisted optimal quantum transport of photo-excitations in polar heterostructures
过渡金属氧化物（TMO）异质结构是构建光子捕获器件的有希望的候选者，该光子捕获器件可以利用由光吸收产生的电荷激发的最佳量子输运。在这里，我们解决的明确作用的电场的光激发的量子输运性质的退相耦合到一个连续的状态作为一个水槽的一维链。我们表明，平均传输时间的水槽是优化的合适的值的耦合强度的水槽和电场，从而充分利用的相干增强效率的量子传输制度实现在几个单层TMO异质结构。与连续谱的最佳耦合保持与没有电场时的最佳耦合大致相同，并且是超辐射跃迁的特征。另一方面，最佳的电场，我们提供的估计使用的解析表达式是依赖于初始状态。
Electrical-Field Modulation of the Charge-Density-Wave Quantum Condensate in h-BN/NbS$_3$ Heterostructure Devices
本文研究了顶栅h-BN/NbS$_3$异质结器件中电场对准一维NbS$_3$纳米线电荷密度波量子凝聚体的调控，发现栅压可逆调节滑移凝聚体集体电流，为量子材料电子应用提供依据。
Modulation of field-like spin orbit torque in heavy metal / ferromagnet heterostructure
最近的研究重新发现了类场自旋轨道矩（SOT）在纳秒时间尺度SOT动力学中的关键作用。然而，目前还没有一种有效的方法来控制其相对振幅。在这里，我们通过调节界面自旋积累来实验调制W/CoFeB/MgO三层中的类场SOT。通过自旋霍尔磁电阻测量，我们发现，无论是通过较大的层厚还是适当的退火，都能显著提高CoFeB薄膜的自旋吸收和界面自旋混合电导G_r。当类阻尼力矩效率随G_r增大而增大时，类场力矩效率随G_r增大而减小，这表明界面自旋的增加降低了类场力矩的产生.我们的工作为进一步提高SOT基磁性器件的性能提供了一条新的途径。
Spin polarization in Lateral two-dimensional Heterostructures
本文采用非平衡格林函数（NEGF）方法和三带紧束缚模型研究了$MoS(Se)_{2}-WS(Se)_{2}$过渡金属二硫族化物异质结中第一布里渊区边缘的自旋极化。尽管已经表明，该结构在特定的电子能量范围内没有显著的自旋极化，但是通过在金属原子片中施加横向电场，在样品上发光，并且在小的偏置电压下，可以在该结构中产生显著的自旋极化。此外，通过在引线之间施加适当的偏置电压和施加电场，即使在异质结上没有脱落光的情况下，也可以发现明显的自旋极化。
Rashba-Edelstein Magnetoresistance in Metallic Heterostructure
本文报道了在金属异质结中观察到的由Rashba自旋轨道耦合引起的磁电阻效应：Rashba-Edelstein（RE）磁电阻效应。我们发现，在一个Bi/Ag/CoFeB三层耦合电流诱导的自旋积累的电阻的直接和反向RE效应的同时行动。电阻随磁场角度而变化，这让人想起自旋霍尔磁阻，尽管体SOC不负责磁阻的事实。我们进一步发现，即使当磁化饱和时，电阻也随着磁场强度的增加而增加，这归因于该系统中的Hanle磁电阻。
Spin-dependent resonant tunneling in ZnSe/ZnMnSe heterostructures
利用转移矩阵方法和有效质量近似，研究了在电场和磁场共同作用下，ZnSe/ZnMnSe/ZnSe/ZnMnSe/ZnSe结构中共振态对自旋输运的影响.数值计算结果表明，ZnMnSe层作为自旋滤波器，对电流有抑制作用.中心ZnSe层的厚度的变化移动的共振能级，并表现出在自旋电流密度的振荡行为。它还表明，在几何不对称的异质结构，其中两个ZnMnSe层具有不同的Mn浓度的隧穿电流的自旋极化，强烈地依赖于厚度和所施加的偏压。
Emergence of electric-field-tunable interfacial ferromagnetism in 2D antiferromagnet heterostructures
本文研究 CrI3/CrCl3 二维反铁磁异质结，发现界面铁磁耦合诱导 CrCl3 产生面外磁序并提升临界温度，且利用结构反演对称性破缺实现电场对矫顽力的显著调控。
Modulating the growth conditions: Si as an acceptor in (110) GaAs for high mobility p-type heterostructures
我们实施Si掺杂的（110）GaAs的金属层作为高迁移率p型异质结构中的调制掺杂，改变为单独的掺杂层的p生长条件。强自动补偿掺杂的特点是首先在散装样品，确定的金属-绝缘体的过渡密度和确认经典的跳跃导电绝缘制度。为了克服Si p型（110）生长所固有的不良形态，仅用在p型条件下生长的调制掺杂层来制造异质结构。这种异质结构在密度p=2.4x10^11 cm^-2时，空穴迁移率为1.75x10^2 cm ^2/Vs。我们确定的零场自旋分裂特性的p型异质结，但观察到一个显着的各向同性迁移率和持久的光电导不寻常的p-异质结生长使用其他掺杂技术。这种新的调制生长技术是特别相关的p型劈裂边缘过度生长和III-V族生长室，其中硅是唯一的掺杂剂。
Electrical spin injection from ferromagnet into an InAs heterostructures through MgO tunnel barrier
我们研究了从Ni_（81）Fe_（19）到InAs量子阱中通过MgO隧穿势垒的电自旋注入，并将其应用于InAs基自旋场效应晶体管。在非局域和局域自旋阀装置中检测到注入的自旋极化电流，并分析了自旋扩散长度和自旋注入效率。在1.4K下，非局域条件下的自旋扩散长度为1.6 μm。Ni_（81）Fe_（19）/MgO/InAs样品的自旋极化率为6.9%，而热处理后样品的自旋极化率提高了8.9%。
Topological magnetic dipolar interaction and non-local electric magnetization control in topological insulator heterostructures
在拓扑绝缘体中预测的磁电效应使得结合磁性材料和这种绝缘体的异质结构成为自旋电子学应用的有希望的候选者。在这里，我们从理论上考虑的设置，表现出两个良好分离的界面之间的拓扑绝缘体和铁磁绝缘体。我们发现，有一个拓扑磁偶极-偶极相互作用源于长程库仑相互作用。我们解析推导出在两个接口的磁化动力学，并讨论如何可以应用到非本地的远程耦合诱导形成的磁性纹理在一个接口通过适当的门控其他接口。
Electric field control of photoinduced effect in La$_{0.7}$Sr$_{0.3}$MnO$_3$/LaTiO$_3$/SrTiO$_3$ heterostructure
本文研究了300 K下光照和电场对La_（0.7）Sr_（0.3）MnO_3（LSMO）薄膜电学性质的影响。利用它的电荷，自旋，轨道和晶格自由度，我们已经成功地表明，光和电场一起可以用来调整的锰氧化物系统的电阻状态。使用施加的栅极电压（Vg）和光，我们能够获得约+/-7.5%的电阻变化。此外，将超薄界面的LaTiO 3（LTO）层提供了宝贵的洞察力的光致效应的起源。观察到的光致效应归因于光激发下自旋电子，界面电荷注入和操纵的轨道占有取决于门电压和光波长。
Femtosecond control of electric currents at the interfaces of metallic ferromagnetic heterostructures
在电子设备的操作中不仅利用电子的电荷而且利用电子的自旋的想法导致了自旋电子学的发展，引起了信息存储和处理方式的革命。一个新的进展将是利用飞秒激光脉冲发展超快自旋电子学。采用太赫兹（10 $^{12}$ Hz）发射光谱，我们证明了在飞秒时间尺度的金属铁磁异质结构的界面处的自旋极化电流的光产生。光电流的方向由圆偏振光的螺旋度控制。这些结果为在前所未有的太赫兹领域实现自旋电子学开辟了新的机会，并为磁的全光控制提供了新的见解。
Tunable electronic properties and electric-field-induced phase transition in phosphorene/graphene heterostructures
单组分体系的缺点，例如，石墨烯的无间隙性质、磷烯缺乏空气稳定性等已经引起人们对期望显示出令人感兴趣的电子和光学性质的堆叠材料的极大关注。利用紧束缚方法和格林函数方法，研究了扶手椅边缘的横向磷烯/石墨烯异质结构的电子性质，这些异质结构可以是半导体/半导体异质结构，也可以是半导体/金属异质结构，其电子性质取决于石墨烯带的宽度.研究发现，该系统是窄禁带的，并且可以通过调节畴的大小来调制禁带宽度。此外，对磷烯带隙随带宽变化的分析表明，在半导体/金属异质结中，磷烯带在费米能级附近不诱导任何电子态，表明磷烯带对电子输运的抑制应归因于空穴的跨界面传输.此外，我们还发现横向电场可以显著地改变异质结构的电子行为，即，异质结构经历超导体-金属相变。此外，调谐横向电场产生了一个有趣的可能性，该系统可以经历从带绝缘体到拓扑绝缘体的拓扑相变。
Electrical manipulation of plasmon-phonon polaritons in heterostructures of graphene on biaxial crystals
天然各向异性晶体中的声子极化激元在红外纳米光学中有着巨大的应用前景。然而，这些极化激元的直接电控制是困难的，阻碍了有源极化激元器件的发展。本文提出了在双轴晶体（α-相三氧化钼）平板上石墨烯的异质结构，并从色散关系、等频线和量子自旋霍尔效应三个方面理论研究了与石墨烯费米能级相关的杂化等离子体-声子极化激元.我们证明了不同的等离子体声子极化激元模式的波长可调谐性和光学拓扑从开放（双曲线）到封闭（蝴蝶结状）等频率轮廓的增加的费米能级的石墨烯。此外，我们观察到等离子体声子极化激元的量子自旋可调霍尔效应，表现出通过费米能级调谐石墨烯的传播方向切换。我们的发现为新型电调谐极化激元器件和可编程量子光网络提供了机会。
Effects of spin-orbit interaction on superconductor-ferromagnet heterostructures: spontaneous electric and spin surface currents
在超导T_c以下的所有温度下，我们发现在具有自旋-轨道相互作用的薄铁磁金属层的各向同性s波超导体中存在邻近诱导的自发自旋电流和表面电流。电流由Andreev表面态携带，并作为自旋-轨道相互作用和交换场的联合效应产生。由于电子和空穴的不同的局部自旋极化，在薄层中产生背景自旋电流，它们在每个表面态中具有几乎相反的速度。超导体中的自发表面电流起源于Andreev态关于平行于表面的动量分量的符号反转的不对称性。在系统中出现电流和自旋电流的条件彼此显著不同。
Electrically driven strain-induced deterministic single-photon emitters in a van der Waals heterostructure
在原子级薄的TMDC中的量子限制使得能够实现确定性单光子发射器。单光子的位置和偏振控制已经通过使用纳米结构的局部应变工程实现。然而，大多数现有的基于TMDC的发射器通过光泵浦操作，而电泵浦发射器中的发射位点是不受控制的。在这里，我们展示了电驱动的单光子发射器位于应变诱导的原子力显微镜压痕上的范德华异质结构组成的石墨烯，六方氮化硼，和钨二硒化物的位置。系统地分析了局部应变梯度引起的光学、电学和力学特性。特别地，在4 K下在压痕位点处观察到单光子发射。发射表现出光子反聚束行为，g（2）（0）值约为0.3，强度饱和和线性交叉偏振双重峰。这种对电驱动单光子发射器的鲁棒空间控制将为集成量子光源的实际实现铺平道路。
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