Gate-Tunable Exchange Coupling Between Cobalt Clusters on Graphene
我们使用自旋-密度泛函理论（SDFT）从头计算，理论上探索的可能性，实现有用的栅极控制之间的交换耦合钴簇放置在石墨烯片。通过施加一个跨超晶胞的电场，我们证明了交换相互作用强烈依赖于栅极电压，但发现它也是敏感的钴簇的相对亚晶格登记。我们使用我们的研究结果来讨论在石墨烯/过渡金属混合系统中实现强大的和可重复的磁电效应的策略。
2013-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gaps tunable by electrostatic gates in strained graphene
我们发现，当长波长变形产生的赝磁场与标量电势适当耦合时，由于形成了Haldom态，可以出现一个显着的能隙。通过研究实验中常见的各种应变几何形状，如应变超晶格和褶皱悬浮石墨烯，检查这种物理效应的分支。特别是技术的重要性，我们考虑设置，这个差距可以通过静电门可调，允许设计的电子设备无法实现与其他材料。
2011-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theoretical Study of Electronic Transport in Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides: Effects of the Dielectric Environment
我们讨论了二维过渡金属二硫属化物（TMD）单分子膜的电介质环境（绝缘体和金属栅）对电子输运的影响。我们采用众所周知的从头算方法来计算低场载流子迁移率的独立层，并使用介电连续近似扩展我们的研究层中的双栅极结构，包括介电屏蔽的电子-声子相互作用所造成的底部氧化物和栅极绝缘体的影响，和散射与混合界面光-声子/等离子体激元激发（“远程声子散射”）。我们发现高介电常数绝缘体的存在可以显著提高载流子迁移率。然而，散射与界面混合激励否定了这种增益，并降低了流动性显着低于其独立的值。在一个双栅极的几何结构与SiO $_{2}$作为底部氧化物和各种顶栅绝缘体，我们发现，随着顶绝缘体介电常数的增加，迁移率降低，正如预期的那样。然而，在弱极性hBN的情况下预测高迁移率，并且在栅极绝缘体/TMD/底部氧化物堆叠的情况下计算出比预期低得多的迁移率，其中两种或更多种极性材料具有具有类似谐振频率的光学声子。我们还发现，金属栅屏蔽的效果是明显的，但不是特别强。最后，我们讨论了TMD介电常数、自由载流子密度和温度对TMD单分子膜输运性质的影响。
2022-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant magnetoresistance in single layer graphene flakes with a gate voltage tunable weak antilocalization
在1.9 K下，在具有面外场的单层石墨烯中观察到清晰的栅极电压可调的弱反局域化和400%的巨磁阻。即使在室温下也获得了275%的大磁阻值，这意味着石墨烯在磁传感器中的潜在应用。弱反局域化和巨磁电阻效应在远离电荷中性点的地方仍然存在，这两种效应都是由带电杂质引起的。有趣的是，在同一样品中还观察到了Shubnikov-de Haas振荡和量子霍尔效应的特征。
2013-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate tunable terahertz cyclotron emission from two-dimensional Dirac fermions
本研究利用HgTe量子阱中二维狄拉克费米子的特性，验证了固定磁场下背栅可调太赫兹回旋发射器的概念，实现250 GHz电调谐范围，预估优化后可在1-3 THz快速连续调谐，填补太赫兹间隙空白。
2023-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Utilization of a Buffered Dielectric to Achieve High Field-Effect Carrier Mobility in Graphene Transistors
我们在顶栅石墨烯晶体管中的石墨烯和常规栅极之间利用有机聚合物缓冲层。与其他绝缘体不同，该电介质叠层不会显著降低载流子迁移率，从而允许在顶栅操作中保持高场效应迁移率。这在两点和四点分析以及石墨烯晶体管的高频操作中都得到了证明。载流子迁移率的温度依赖性表明声子是这些器件中的主要散射体。
2009-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Gate-tunable Capacitance in Van der Waals Heterostructures
该研究在石墨烯/hBN异质结中发现了反常栅极可调电容引起的滞回现象，通过对照实验证明其可能源于hBN材料，为理解其反常铁电性及设计忆容器等新型存储器件提供了新见解。
2025-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scanning Tunneling Microscopy of Gate Tunable Topological Insulator Bi2Se3 Thin Films
拓扑绝缘体（TI）载流子密度的电场控制极大地扩展了这些材料的实际应用。然而，低温局部探针研究和栅极可调TI器件的组合仍然具有挑战性。我们已经克服了这一限制，通过扫描隧道显微镜和光谱测量原位分子束外延生长Bi2Se3薄膜SrTiO 3衬底上的预图案化电极。使用这种门控方法，我们能够移动费米能级的顶面态由250毫电子伏的3纳米厚的Bi2Se3设备。我们报告的表面态色散，带隙，在费米能级的电子结构的场效应研究。
2013-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-tunable bandgap in bilayer graphene
双层石墨烯的紧束缚模型用于找到导带和价带之间的间隙，作为栅极电压和施主或受主掺杂的函数。总Hartree能量最小化，并得到了方程的间隙。这个能隙与化学势之比的方程只由屏蔽常数决定。因此，在不存在施主或受主的情况下，间隙与栅极电压或载流子浓度严格成比例。在相反的情况下，当存在施主或受主时，间隙在栅极偏压的电子和空穴侧上表现出不对称行为。与Kuzmenko等人的实验数据的比较表明，良好的协议。
2009-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-tunable high mobility remote-doped InSb/In_{1-x}Al_{x}Sb quantum well heterostructures
报道了在GaAs衬底上生长的栅可调谐高迁移率InSb/ In_{1-x} Al_{x} Sb量子阱。在T=1.8K时，QW二维电子气（2DEG）沟道迁移率超过200，000 cm^{2}/Vs。在具有通过原子层沉积形成的HfO_{2}栅极电介质的非对称远程掺杂样品中，消除了平行导电，并且达到了完全的2DEG沟道耗尽，其中2DEG电子密度的栅极偏置响应中的滞后最小。观察到朗道能级填充因子降至1的整数量子霍尔效应。在1.8K下实现了与2DEG的高透明非合金欧姆接触，接触电阻低于1Ω \cdot mm。
2015-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable spontaneous emission from layered graphene/dielectric tunnel junctions
人们对石墨烯及其相关结构的光电性质的兴趣迅速增长。尽管人们普遍认为石墨烯中不存在自发发射，这通常归因于其独特的超快载流子动量弛豫机制，但最近存在一些单层石墨烯的强光学增益和自发光发射的证据，这得到了多环芳烃中面外激子的主导作用的观察的支持。在这篇文章中，我们开发了一个新的概念，从简单的垂直石墨烯/电介质隧道结的光发射和光增益。理论上表明，可能的光学增益或发射光谱将容易地由所施加的电压进行调谐。我们提出了量子力学计算的细节，并进行了精确的分析，场辅助隧道传输矩阵结合扩展艾里的功能。
2014-01-13 cond-mat.mes-hall
Gate tunable dark trions in monolayer WSe$_2$
我们报道了单层WSe $_2$中本征暗三能级的观察和门控。通过使用氮化硼封装的超净WSe $_2$器件，我们直接解决了暗Trions的弱光致发光。利用静电门控技术，可以在带正负电荷的三电子之间连续调谐暗三电子。通过在磁场作用下的塞曼分裂，我们还揭示了它们的自旋三重态构型和独特的谷光发射。暗介子具有很大的结合能（14 - 16 meV）。它们的寿命（~1.3ns）比亮三电子寿命（~10ps）长两个数量级，并且可以通过静电门控在0.4到1.3ns之间调谐。这种鲁棒的、光学可检测的、门可调谐的暗trion为在二维材料中实现电可控trion输运提供了新的途径。
2019-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-Tunable Berry Curvature Dipole Polarizability in Dirac Semimetal Cd3As2
本文通过三阶非线性霍尔效应测量，揭示了狄拉克半金属 Cd3As2 纳米片中栅极可调的贝里曲率偶极子极化率，并证明其符号随费米能级穿过狄拉克点而改变，为拓扑电子学发展提供新途径。
2023-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate tunable quantum Hall effects in defect-suppressed Bi2Se3 films
尽管多年的努力，尝试达到拓扑表面态（TSS）的量子制度的电可调拓扑绝缘体（TI）平台上迄今失败的二元TI化合物，如Bi2Se3由于高密度的界面缺陷。在这里，利用一个最佳的缓冲层上的栅极衬底，我们证明了第一个电调谐量子霍尔效应（QHE）TSS的Bi2Se3。在n侧，出现了定义明确的QHE，但它在电荷中性点（CNP）附近减小，并在p侧完全消失。此外，随着磁场的增加，在CNP周围，系统从金属态转变为高阻态，其温度依赖性表明在高磁场下存在绝缘基态。
2019-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Graphene field-effect transistors based on boron nitride gate dielectrics
石墨烯场效应晶体管利用单晶六方氮化硼（h-BN）（石墨烯的绝缘同晶物）作为栅极电介质来制造。该器件表现出超过10,000平方厘米/V-秒的迁移率值和电流饱和下降到500 nm的沟道长度与固有的介电常数值超过400 mS/mm。这项工作表明，使用h-BN作为石墨烯FET的栅极电介质的有利性能。
2011-01-25 cond-mat.mes-hall
An Analytical 2-D Model of Triple Metal Double Gate Graded Channel Junctionless MOSFET with Hetero-dielectric Gate Oxide Stack
本文导出了横向渐变沟道三金属双栅无结场效应晶体管的二维解析模型，该晶体管具有由SiO $_2$和HfO $_2$组成的异质介质栅氧化层。该模型说明了更高的驱动电流和更好的性能，对危险的SCE和HCE在低于30 nm的制度。本文采用抛物近似方法，通过求解二维泊松方程，在适当的边界条件下构造沟道势和电场。给出了基本的中心电势和表面电势以及中心电场和表面电场，推导了阈值电压、DIBL、亚阈值摆幅（SS）和一个简洁的电流模型。这些参数清楚地显示了所提出的具有异质电介质栅极氧化物堆叠的渐变沟道三金属双栅极结构的优点。该器件具有更好的Ion和Ioff控制，在低功耗应用中具有可靠性。最后，分析模型进行了验证与自洽的数值计算，以说明更好的性能之间可用的无结器件。
2021-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Compact Modeling of Parasitic Internal Fringe Capacitance Effects on the Threshold Voltage of High-K Gate Dielectric Nanoscale SOI MOSFETs
建立了高K栅介质SOI MOSFET中寄生内边缘电容对阈值电压影响的简化模型。我们的模型包括栅介电常数、隔离层氧化物介电常数、隔离层宽度、栅长和MOS结构宽度的影响。从栅电极的底部边缘的寄生内部边缘电容的一个简单的表达式被获得，并被认为是由于这个电容的源极和漏极区中感生的电荷。我们证明了由于这些电荷导致的阈值电压随着栅极介电常数的增加而降低，沿着沟道的表面电势增加。使用我们的分析模型得到的结果的准确性进行了验证，使用2-D器件模拟。
2010-08-18 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable flat bands in van der Waals patterned dielectric superlattices
超晶格工程提供了通过准粒子在材料中移动来重塑织物的方法。在这里，我们认为，超晶格的能带结构工程可以推到极端的限制，通过堆叠带隙范德华（VDW）材料图案化的电介质基板。具体来说，我们发现，高品质的VDW图案化的介电超晶格（PDS）实现了一系列强大的平带，可以直接打开和关闭的栅极电压在原位。与现有的超晶格平台相比，这些平坦的带是在不需要微调的情况下实现的。相反，随着栅极电压的幅度增加，带变得平坦。PDS平带的特性是高度可调的：平带的类型（单非简并或dirac锥状），局域化长度和相互作用能对施加的栅极电压敏感。因此，PDS平带中的电子-电子相互作用可以变得比带宽和无序增宽更强，从而为平带铁磁性等相关行为提供环境。我们期望PDS平带可以在实验上实现的范围内容易获得的间隙VDW材料，如单层过渡金属二硫属化物，例如WSe 2。
2019-04-16 cond-mat.mes-hall
Modulation of the high mobility two-dimensional electrons in Si/SiGe using atomic-layer-deposited gate dielectric
在Si/Si $_{1-x}$ Ge $_x$异质结构上制造了使用原子层沉积（ALD）Al $_2$ O $_3$作为栅极电介质的金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。应变Si量子阱中的二维电子系统（2DES）的低温载流子密度可以从2.5 $\times10^{11}$ cm $^{-2}$可控地调谐到4.5 $\times10^{11}$ cm $^{-2}$，实际上没有任何栅极漏电流。磁输运数据显示，均匀耗尽的2DES下的栅极偏置。ALD介质的垂直调制特性优于肖特基势垒和等离子体增强化学气相沉积（PECVD）形成的SiO $_2$介质。
2005-04-19 cond-mat.mes-hall
Gate-Tunable Fractional Chern Insulators in Twisted Double Bilayer Graphene
我们预测扭曲的双层石墨烯是一个多功能的平台，实现分数陈绝缘体容易通过调整栅极电位和扭曲角为目标。值得注意的是，这些拓扑有序的物质状态，包括自旋单重态Halperin状态和自旋极化态的陈数$\mathcal C=1$和$\mathcal{C}= 2$带，发生在高温下，而不需要外部磁场。
2021-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of gate-tunable coherent perfect absorption of terahertz radiation in graphene
报道了石墨烯对太赫兹辐射的电调谐相干完全吸收的实验观察。我们研制了一种反射型可调谐太赫兹谐振腔，该谐振腔由大面积石墨烯层、金属反射电极和电解介质组成。太赫兹腔中的离子门使得我们能够将石墨烯的费米能级调谐到1eV，并在2.8THz处达到吸收率为99%的临界耦合条件。利用增强的THz吸收，我们能够测量高掺杂石墨烯的输运散射时间的费米能量依赖性。此外，我们还展示了柔性有源太赫兹表面，可以在太赫兹反射率中产生大调制，同时具有低插入损耗。我们预计，门可调CPA将导致有效的主动太赫兹光电子应用。
2018-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
The gate tunable 2D pn junction driven out-of-equilibrium
我们已经调查了静电和电子输运的栅极可调二维PN结通过实施一个全面的基于物理的模拟器，自洽地解决了二维泊松方程耦合到漂移扩散电流和连续性方程。模拟器考虑了通过栅极电介质的面外电场的强烈影响和界面态的存在。参数的影响，如栅极电容，能隙和界面陷阱态密度已被认为是模型的属性，如耗尽宽度，整流因子和耗尽和扩散电容。目前的工作打开了大门，门可调二维PN结可以带来的优点方面的潜在优势，更广泛的探索。
2021-10-21 cond-mat.mes-hall
Thin film barristor: a gate tunable vertical graphene-pentacene device
我们制作了一个垂直的薄膜势垒器件组成的高掺杂硅（栅极），300 nm的二氧化硅（栅极电介质），单层石墨烯，并五苯，和一个金的顶部电极。我们表明，整个设备的电流调制的费米能级的石墨烯，调谐与外部栅极电压。我们解释的电子发射理论内的设备电流，显示石墨烯和并五苯之间的能量势垒的调制高达300毫电子伏。
2013-02-12 cond-mat.mes-hall
Gate tunable non-linear currents in bilayer graphene diodes
研究了双栅双层石墨烯器件的电输运随电荷密度和带隙的变化。顶栅电极可用于局部控制费米能级以在双栅区和单栅区之间产生PN结。这些双层石墨烯pn二极管的特征在于非线性电流和定向电流整流，并且我们显示源漏电压的整流方向可以通过使用栅极电压来控制。PN结特性的系统研究允许提取范围从0 meV到130 meV的栅极相关带隙值。
2012-01-05 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable nearly total terahertz absorption in graphene with resonant metal back reflector
研究了金属背反射器（RMBF）对石墨烯薄膜的太赫兹波（THz）吸收特性。我们证明，石墨烯与RMBF的太赫兹吸收可以从几乎可以忽略不计，几乎全部通过调整外部栅极电压。这种奇特的几乎完全的THz吸收可以归因于法布里-珀罗腔效应，其增强了石墨烯的吸收并降低了反射。石墨烯-RMBF结构的吸收光谱也可以通过改变间隔层的厚度和介电常数来定制带宽和中心频率。
2013-11-09 cond-mat.mes-hall
Tunable All Electric Spin Polarizer
我们提出了一种新的设备，以创建一个可调谐的全电自旋极化器：量子点接触（QPC）与四个栅极-两个面内侧栅极串联。靠近源极的第一对栅极被非对称偏置以在QPC沟道中产生自旋极化。靠近漏极的第二组栅极被对称地偏置，并且该偏置被改变以使沟道中的自旋极化量最大化。与单对平面内侧栅极的情况相比，对于四栅极结构，可以实现最大自旋极化的第一组栅极上的共模偏置的范围宽得多。
2013-02-08 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable strong-weak localization transition in few-layer black phosphorus
原子薄的黑磷（BP）场效应晶体管显示出强-弱的局域化转变，这是通过栅极电压可调。在低载流子密度区测量了通过电荷杂质诱导局域态的跳跃输运。采用变程跳跃模型模拟了载流子的散射行为。在高载流子浓度区，负的磁电阻信号弱的局域化效应。提取的相位相干长度是幂律温度依赖的（$\sim T^{-0.48\pm0.03}$），并演示了电子-电子相互作用在少层BP。基于在少层BP中观察到的门可调强弱局域化跃迁，提出并讨论了强局域化长度与相位相干长度之间的竞争。
2017-03-26 cond-mat.mes-hall
Thermally Oxidized Two-dimensional TaS2 as a High-\k{appa} Gate Dielectric for MoS2 Field-Effect Transistors
我们报告了一种新的方法来集成高\k{appa}的底部和顶部栅控二硫化钼场效应晶体管（FET）通过热氧化和机械组装的分层二维（2D）的TaS 2。结合X射线光电子能谱学（XPS）、光学显微镜、原子力显微镜（AFM）和电容-电压（C-V）测量证实多层TaS 2薄片可以通过热氧化均匀地转化为具有~ 15.5的高介电常数的Ta 2 O 5，同时保持2D TMD的几何形状和超光滑表面。使用热氧化的Ta 2 O 5作为栅介质制造的顶栅MoS 2 FET表现出接近106的高电流开/关比，亚阈值摆幅（SS）下降到61 mV/dec，并且在室温下的场效应迁移率超过60 cm 2 V-1 s-1，表明高介电质量和低界面陷阱密度。
2018-08-24 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Establishing the role of thickness in LaOBr; an alternative gate dielectric for vdW heterostructures
Quantum and Nanotechnologies Research Centre, National Research Council Canada（加拿大国家研究委员会量子与纳米技术研究中心）；Department of Physics, University of Ottawa（渥太华大学物理系）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（日本物质材料研究机构材料纳米架构研究中心）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science（日本物质材料研究机构电子与光学材料研究中心）；Department of Inorganic Chemistry, University of Chemistry and Technology Prague（布拉格化工大学无机化学系）
本研究探究了层状电介质LaOBr的厚度对其介电性能的影响，证实其介电常数是hBN的2至3倍，击穿场与hBN相当，是二维范德华异质结构的优质替代栅极电介质。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall
How to Identify Suitable Gate Dielectrics for Transistors based on Two-Dimensional Semiconductors
本文针对二维半导体晶体管中栅极电介质选择缺乏系统标准的问题，提出制定良好栅极电介质的通用评判准则，以指导器件优化。
2025-09-24 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Gate-tunable Spin-Galvanic Effect in Graphene Topological insulator van der Waals Heterostructures at Room Temperature
物质拓扑态中独特的电子自旋织构对于新兴的自旋轨道驱动存储器和逻辑技术是有希望的。然而，有几个挑战与增强其性能，电栅极可调谐性，从平凡的体状态的干扰，和异质结构接口。我们通过将二维石墨烯与三维拓扑绝缘体（TI）集成在范德华异质结构中来解决这些挑战，以利用其显着的自旋电子学特性和工程师邻近诱导的自旋电荷转换现象。在这些异质结中，我们实验证明了在室温下的栅极可调自旋电流效应（SGE），允许有效地转换成横向电荷电流的非平衡自旋极化。通过自旋开关、自旋进动和磁化旋转实验对各种器件几何结构中的SGE进行系统测量，建立了Gr-TI异质结构中自旋-电荷转换的鲁棒性。重要的是，使用栅极电压，我们揭示了一个强大的电场可调性的幅度和符号的自旋电流信号。这些发现为利用TI和石墨烯异质结构实现全电和栅极可调自旋轨道技术提供了一条有效的途径，可以提高自旋电子电路的性能并降低功耗。
2020-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Exfoliated hexagonal BN as gate dielectric for InSb nanowire quantum dots with improved gate hysteresis and charge noise
我们表征InSb量子点诱导的底部指状门内的纳米线，通过气-液-固过程中生长。栅极与纳米线之间由一层厚度为35 nm的六方氮化硼薄片隔开.我们探测了具有$\sim 2.5\,\mathrm{meV}$充电能量和高达$0.3\,\mathrm{meV}$轨道激发能的门诱导量子点的库仑菱形。覆盖5个库仑菱形的扫描的门滞后揭示了在向上和向下扫描之间仅$60\mathrm{μeV}$的能量滞后。电荷噪声的研究通过长期测量的库仑峰的斜率揭示潜在的波动$\sim 1\,μ\mathrm{eV}/\mathrm{\sqrt{Hz}}$在1\，Hz。这使得h-BN成为目前报道的低间隙III-V族纳米线具有最低栅极滞后和最低低频电位波动的电介质。所提取的值类似于Si/SiGe和Si/SiO ${_2}$系统内的现有技术的量子点。
2020-06-22 cond-mat.mes-hall
Tunable valley Hall effect in gate-defined graphene superlattices
我们从理论上研究了作为实现可调谷依赖输运的平台的具有破缺反转对称性的栅极限定的石墨烯超晶格。我们的分析是基于最近的实验[C. Forsythe等人，Nat. Nanotechnol. 13，566（2018）]，其中通过纳米结构化石墨烯/图案化电介质/栅极结构中的电介质，在石墨烯上诱导了栅极可调超晶格电势。我们演示了如何电子紧束缚结构的超晶格系统类似于一个缺口狄拉克模型与相关的谷依赖运输使用展开程序。以这种方式，我们得到的谷霍尔电导率从超晶格布里渊区的Berry曲率分布，并证明了这种电导率的可调谐性的超晶格势。最后，我们计算了与横向谷电流和纵向充电电流相关的谷霍尔角，并证明了谷电流对图案化电介质中不规则性的鲁棒性。
2019-10-18 cond-mat.mes-hall
Split-gate quantum point contacts with tunable channel length
我们报告开发分裂栅量子点接触（QPC），具有可调长度的传输通道。量子光子晶体是在GaAs/AlGaAs异质结中实现的，其表面下具有二维电子气（2DEG）。常规设计在晶片表面上使用2个栅极指状物，当施加负栅极电压时，其耗尽下面的2DEG，并且这允许调谐QPC沟道的宽度。我们的设计有6个栅指，这提供了对定义沟道的静电势形式的额外控制。我们的研究是基于静电模拟和实验，结果表明，我们开发的QPC的有效沟道长度可以从约200 nm到600 nm的调谐。长度可调QPC是重要的电子多体效应的研究，因为这些现象显示出纳米尺度上的QPC通道的尺寸依赖。
2012-07-05 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable electroresistance in a sliding ferroelectric tunnel junction
本文研究以滑动范德华铁电体为势垒、石墨烯为电极的隧道结，发现其电致电阻可通过偏压和栅压调控，并用考虑石墨烯量子电容的隧穿模型解释了该行为。
2025-04-11 cond-mat.mes-hall
Silicon nitride gate dielectrics and bandgap engineering in graphene layers
我们表明，氮化硅可以提供场效应晶体管中石墨烯的均匀覆盖，同时保持沟道迁移率。这种绝缘体使我们能够研究狄拉克（中性）点处的最大沟道电阻，该电阻是具有不同数量石墨烯层的顶栅器件中垂直电场强度的函数。使用一个简单的模型来解释狄拉克点附近的表面电位变化（电子空穴水坑），我们估计在不同的层中的场诱导带隙或带重叠。
2010-09-10 cond-mat.mes-hall
Carbon Nanotube Field-Effect Transistors With Integrated Ohmic Contacts and High-k Gate Dielectrics
高性能增强型半导体碳纳米管场效应晶体管（CNTF）是通过将欧姆金属管接触、高介电常数HfO 2膜作为栅绝缘体和静电掺杂的纳米管段作为源/漏电极组合而获得的。这些元件的组合提供高导通电流、约70-80 mV/十倍频程的亚阈值摆幅，并允许低关断电流和抑制双极传导。掺杂的源极和漏极方法类似于MOSFET的方法，并且可以在积极的垂直缩放下赋予纳米管FET优异的关断状态。这与具有金属源极/漏极的器件或通常称为肖特基势垒FET的器件相比具有重要的优点。
2003-12-16 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable nonreciprocal thermoelectric effects on the surface states of topological insulators
提出由磁势垒连接拓扑绝缘体表面态两个栅控区域的弹道结热电平台，利用自旋轨道耦合与磁性实现非互易输运、不对称制冷及类二极管调控，并评估其现实材料中的实验可行性。
2025-08-28 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable subband degeneracy in semiconductor nanowires
本文报道了在近对称截面PbTe纳米线中通过双栅极电场调控亚带简并及其解除，并结合数值模拟揭示了器件参数对输运平台的影响。
2024-04-03 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable Superconductivity in Hybrid InSb-Pb Nanowires
本文制备并表征InSb-Pb混合纳米线，证明其兼具高晶体质量Pb层、硬诱导超导能隙与栅极可调超电流，为混合量子输运器件提供有潜力的材料平台。
2023-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Field-effect modulation of conductance in VO2 nanobeam transistors with HfO2 as the gate dielectric
我们研究了场效应晶体管实现从VO2纳米束与HfO2作为栅极电介质。当从低温加热到高温时，VO2经历绝缘体到金属的转变。当系统处于绝缘阶段时，我们观察到由栅极电压引起的器件电导的变化（约6%）。响应是可逆的和滞后的，并且滞后环的面积随着门扫描速率的减慢而变大。在电导和栅电压的响应之间存在相位滞后。这表明存在的记忆系统，我们讨论其可能的起源。
2011-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Gate Tunable Relativistic Mass and Berry$'$s phase in Topological Insulator Nanoribbon Field Effect Devices
在拓扑绝缘体中，自旋螺旋无质量Dirac费米子表面态的输运对于实现从量子反常霍尔效应到Majorana费米子等各种新的物理现象具有重要意义.然而，拓扑表面状态的最重要的标志之一，狄拉克线性带色散，一直难以直接在输运测量中揭示。在这里，我们报告的实验Bi 2 Te 3纳米双极场效应器件上的高k SrTiO 3衬底，在那里我们实现了栅极调谐的体金属-绝缘体过渡和拓扑传输制度与大量的表面态传导。在这方面，我们报告了两个明确的传输证据门可调狄拉克费米子通过π Berry $'$的相位Shubnikov-de Haas振荡和有效质量成正比的费米动量，表明线性能量动量色散。我们还测量了一个门可调弱反局域化（WAL）与2个相干导电通道（表示2去耦表面）附近的电荷中性点，和一个过渡到弱本地化（表示崩溃的Berry $'$ s相）时，费米能量接近体导带。门可调谐狄拉克费米子拓扑表面态为各种拓扑电子器件的发展铺平了道路。
2014-02-11 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable cross-plane heat dissipation in single-layer transition metal dichalcogenides
在纳米电子学中，有效地将热耗散到衬底对于优化器件性能至关重要。建立了过渡金属二硫属化物（TMD）半导体MoS $_{2}$和WS $_{2}$的电子热边界电导（TBC）理论，并模拟了它们在不同介质衬底（SiO $_{2}$，HfO $_{2}$和Al $_{2}$ O $_{3}$）上的电子热边界电导.我们的研究结果表明，电子TBC是强烈依赖于电子密度，这表明它可以调制的场效应晶体管的栅极电极，这种效果是最明显的Al $_{2}$ O $_{3}$。我们的工作为设计具有门可调跨平面散热特性的新型热器件铺平了道路。
2020-09-25 cond-mat.mes-hall
Gate tunable parallel double quantum dot in InAs double-nanowire junctions
我们报告的制造和测量的设备，其中紧密放置的两个平行的InAs纳米线（NW）的源极和漏极正常金属电极接触。已建立的技术包括在先前定义的栅极区域上选择性地沉积双纳米线。通过调整与指底栅极的结，我们证实了平行双量子点的形成，每个NW中一个，彼此之间具有有限的静电耦合。随着本研究中建立的制造技术，设备提出更先进的实验，如库珀对分裂和观察的parafermions，可以实现。
2017-03-10 cond-mat.mes-hall
Valley Seebeck effect in gate tunable zigzag graphene nanoribbons
我们提出，第一次，谷塞贝克效应在栅极可调锯齿形石墨烯纳米带作为热梯度和valleytronics之间的相互作用的结果。通过热梯度以及外部偏压进一步产生纯谷电流。在较宽的温度范围内，纯谷电流被发现是线性依赖于温度梯度，而它的增加与温度的一个引线的温度为固定的热梯度。提出了一种由温度梯度驱动的谷场效应晶体管（FET），它可以通过栅压实现纯谷电流的开通和关断。阈值栅压和通谷电流与温度梯度成正比。当系统在正栅压下导通时，纯谷电流几乎与栅压无关。如果以安培为单位，则谷电流可达30 μS。这种谷场效应管在未来的谷电子学和谷热电子学中有潜在的应用。
2017-01-06 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable Josephson parametric amplifiers based on semiconductor nanowires
University Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Grenoble INP（格勒诺布尔国立理工学院）；Institut Néel（内尔研究所）；Center for Quantum Devices（量子器件中心）；Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）
本研究基于平行InAs纳米线阵列制备出栅极可调约瑟夫森参量放大器，实现近1 GHz的频率调谐范围、超20 dB的多频增益及接近量子极限的噪声水平，为同材料体系的栅极可调量子比特与量子极限放大器片上集成提供了新平台。
2026-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Flip-chip gate-tunable acoustoelectric effect in graphene
我们展示了一个倒装芯片设备进行低温声电测量剥离的二维材料。有了这个设备，我们研究在剥离单层石墨烯器件的栅极可调声电传输，测量的电压作为高频表面声波动态驱动的石墨烯载流子，我们同时控制与硅背栅的密度。我们证明了声电信号的双极依赖性，正如预期的石墨烯载流子的符号。我们观察到一个显着减少的声电信号的幅度在一个明确的范围内的密度在附近的电荷中性，我们归因于一个空间异质性的电荷无序景观不直接揭示传统的运输测量。
2018-11-20 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable supercurrent and multiple Andreev reflections in a superconductor-topological insulator nanoribbon-superconductor hybrid device
报道了在体绝缘BiSbTeSe $_2$拓扑绝缘体纳米取向（TINR）约瑟夫森结（JJ）中观察到的具有超导Nb接触的栅极可调邻近感生超导性和多次Andreev反射（MAR）。我们观察到一个栅极可调的临界电流（$I_C$）的栅极电压（$V_g$）以上的电荷中性点（$V_{CNP}$），与$I_C$高达430 nA。我们还观察到MAR峰的微分电导（$dI/dV$）与直流电压（$V_{dc}$）对应的次谐波峰的结（在$V_{dc} = V_n = 2Δ_{Nb}/en$，其中$Δ_{Nb}$是超导间隙的Nb接触和$n$是次谐波阶）。次谐波级$n$表现出$V_g$依赖性，并且对于$V_g = 40$ V达到$n = 13$，表明Nb接触对TINR的高透明度。我们的观察铺平了道路，探索使用TINR的拓扑保护设备，可能会举办异国情调的物理，如马约拉纳费米子的可能性。
2017-10-10 cond-mat.mes-hall
Effect of the Gate-dielectric stack on the quantum screening of the two-dimensional electron gas in silicon inversion layer
本文发展了一个一致的理论，自由载流子屏蔽的二维电子气在硅反型层中存在的堆叠层的介电环境中，通常被称为栅极堆栈场效应晶体管的上下文中。它表明，有限的厚度和电介质叠层改变自由载流子屏蔽，一个关键的数量，它决定了在反型层中的屏蔽库仑相互作用，并普遍出现在半导体载流子输运理论。所得结果具有一定的解析性，可用于准确预测场效应晶体管中库仑作用限制迁移率。
2013-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Single to quadruple quantum dots with tunable tunnel couplings
我们制备了一个门控的四重量子点，研究了有限量子点间隧道耦合下单量子点到四量子点的门控可调谐性。各种双点的测量充电能量表明，点的大小是由门的几何形状。对于三重和四重点，我们研究栅极可调点间隧道耦合。特别是对于三重点，我们发现边点之间的有效隧道耦合显着依赖于中心点电位的对齐。这些结果意味着本四点器件具有与实现具有可控交换耦合的基于自旋的四量子比特系统相关的栅极性能。
2014-01-10 cond-mat.mes-hall
Tunable transmission of quantum Hall edge channels with full degeneracy lifting in split-gated graphene devices
量子霍尔机制中的载流子通过沿二维电子气边缘形成的一维导电通道传播。通过门可调收缩（也称为量子点接触（QPC））控制它们的传输是许多相干传输实验的基础。然而，在石墨烯中，由于在栅电极下方形成pn结，电子和空穴边缘沟道沿着所述结共同传播和混合，从而使收缩部短路，因此定制具有静电栅极的QPC仍然具有挑战性。在这里，我们表明，由于朗道能级的完全简并提升，这种电子-空穴混合在高迁移率氮化硼/石墨烯/氮化硼范德华异质结构中急剧减少，从而实现具有全沟道夹断的QPC操作。我们证明了门可调的选择性传输的量子霍尔边缘通道通过QPC，无论是在整数和分数量子霍尔制度。石墨烯范德瓦尔斯异质结构中边缘通道传播的这种门控打开了石墨烯的整数和分数量子霍尔制度中的量子霍尔干涉和电子量子光学实验的大门。
2017-03-05 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable kinetic inductance in proximitized nanowires
我们报告了在混合InAs/Al纳米线中检测到的栅极可调动态电感。为此，我们将纳米线嵌入到四分之一波长共面波导谐振器中，并测量了电路的谐振频率。我们发现，谐振频率可以通过控制电子密度的接近半导体的栅极电压，从而改变纳米线的电感。应用Mattis-Barclay理论，我们提取了纳米线的正常态电导率的栅极依赖性，以及它的超导能隙。我们的测量补充了现有的混合纳米线的表征方法，并提供了一个新的和有用的工具，门控超导电子。
2022-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gate Tunable Lateral 2D pn Junctions: An Analytical Study of Its Electrostatics
本文研究了考虑静电掺杂影响的二维横向pn同质结的静电特性。解析表达式从考虑耗尽近似的二维泊松方程的解决方案。简单的分析模型的静电势和耗尽宽度内的电介质和二维半导体的对称和不对称的情况下获得。与化学掺杂器件的情况相反，静电掺杂器件的耗尽宽度模型不依赖于介电常数，而仅依赖于静电势和氧化层厚度。该模型描述了任意偏压下栅可调二维PN结的静电特性。对基于二硫化钼的PN结的数值器件模拟的基准验证了分析模型。
2023-01-30 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable superconducting quantum interference devices of PbS nanowires
报道了由半导体PbS纳米线和PbIn超导电极构成的门极可调超导量子干涉器件（SQUID）的制备和电输运性质。在垂直于纳米混合SQUID平面的磁场作用下，在T = 4.0 K的温度范围内，观察到SQUID中磁通量子化引起的临界电流的周期振荡。非正弦电流相位关系作为温度和栅极电压的函数，这是符合短和扩散结模型。
2015-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
