Coherent-scatterer enhancement and Klein-tunneling suppression by potential barriers in gapped graphene with chirality-time-reversal symmetry
我们已经利用有限差分方法来探索电子隧穿性能的间隙石墨烯通过各种静电势垒从高斯变化到三角形包络函数相比，一个正方形的势垒。透射系数的数值计算为每种情况下，并施加到相应的隧穿电导。众所周知，石墨烯中的Klein隧穿在带隙的石墨烯中将大大减少。我们的研究结果进一步表明，这种传输的减少可以显着增强空间调制的势垒。此外，我们调查的效果，从偏置场施加到这些障碍的配置文件，从我们表明，它使控制下的电子流垂直入射。同时，克莱因隧穿的抑制被发现更严重的一个非方形的障碍，并表现出强烈的依赖于偏置场极性的各种障碍。最后，分析了点杂质对电子传输和电导的影响，当杂质原子位于正方形势垒的中间时，电子电导出现一个尖峰。然而，对于窄的三角形和高斯势垒，电导峰变得显着加宽，与隧道电导的增强。
2021-06-19 cond-mat.mes-hall
Energy transfer between two vacuum-gapped metal plates: Coulomb fluctuation and electron tunneling
最近的实验测量两个物体之间的近场辐射换热已经能够接近$2 \; \textrm{nm}$内的间隙距离，其中库仑涨落和电子的隧道效应的贡献是可比的。在紧束缚模型的基础上，利用$G_{0}W_{0}$近似下的非平衡格林函数方法，由局域平衡近似下的Meir-Wingreen公式得到了能流的Caroli公式。此外，Caroli公式与波动电动力学理论的热传递的瞬逝部分一致。在局域平衡近似的基础上，通过数值计算研究了电子隧穿到库仑涨落过渡区的能量转移。
2018-01-24 cond-mat.mes-hall
Super-Klein tunneling of Dirac fermions through electrostatic gratings in graphene
我们利用Wick旋转的含时超对称性来构造静电光栅存在下的二维狄拉克费米子模型。我们发现，在特定的能量下，通过光栅出现全方位的完美传输。除了对进入的费米子透明之外，光栅还具有强烈的局域态。
2020-06-15 cond-mat.mes-hall hep-th math-ph
Quantum tunneling in the presence of a topology-changing fermionic bath
将量子粒子耦合到费米子浴中，即使在零温度下，也会抑制粒子隧穿的振幅。虽然这种效应通常可以忽略不计的间隙浴-超导量子比特的一个关键特征-，它是可能的浴间隙附近的潜在的最小值之间的粒子隧道，但不同的最小值对应于不同的浴拓扑结构。在这项工作中，我们研究了在这种拓扑变化的费米子浴中的量子隧穿。我们开发了这个问题的场论，连接的瞬子描述隧道浴的$d$空间维度的拓扑边界模式的系统在$d+1$维，从而加强了一个层次更高的维度层次。我们详细研究了一个$d=1$的例子，灵感来自平面约瑟夫森结的粒子坐标是超导相，其值设置的电子拓扑结构。我们发现，拓扑结构的变化抑制隧穿的一个因素与系统的大小呈指数缩放。这转化为对最低位态的能量分裂的相应增强的抑制，尽管这些是接近势最小值的状态的线性组合，其中浴是带隙的。我们的研究结果有助于估计充电能量对拓扑相位的影响，由于约瑟夫森效应，并反过来，以评估潜在的效用，如超导量子比特的拓扑系统。对于中等大小的浴，隧道的不完全抑制打开了不同拓扑结构的多体状态的量子力学叠加的前景，包括有和没有马约拉纳费米子的状态的叠加。
2021-12-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fabry-Pérot interference in gapped bilayer graphene with broken anti-Klein tunneling
报道了在双栅双层石墨烯器件中栅腔电导中法布里-珀罗干涉的实验观察。高质量的BLG薄片，结合两个六方氮化硼层之间的封装提供的设备的电气鲁棒性，使我们能够观察弹道相位相干传输通过$1$ μ m长的腔。我们确认所观察到的干涉图案的起源，通过比较紧束缚计算占门可调带隙。实验与理论之间的良好一致性，无需调整参数，进一步验证了我们的设备中存在间隙。间隙被示出为破坏电子以垂直入射穿过势垒的完美反射（反克莱因隧穿）。破碎的反克莱因隧穿意味着Berry相，这是发现随栅极电压变化，总是涉及FP振荡，而不管磁场，与单层石墨烯形成鲜明对比。
2014-09-30 cond-mat.mes-hall
Goos-Hänchen Shifts in Gapped Graphene subject to External Fields
我们研究了在磁场和势垒的作用下，带隙石墨烯中的狄拉克费米子随时间的谐波振荡。分析研究了带隙内的隧穿模和与之相关的古斯-汉兴（GH）位移。我们表明，GH的中心带和前两个边带在狄拉克点$ε+l\hbar\tildeω$ $(l=0,\pm 1)$改变符号的传输移位。我们还发现，GH位移可以是负的或正的，并成为零，在传输共振。
2020-06-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Model of the Electrostatics and Tunneling Current of Metal-Graphene Junctions and Metal-Insulator-Graphene Heterostructures
本文基于Bardeen转移哈密顿方法建立金属-绝缘体-石墨烯异质结构隧穿电流模型，并以金属-石墨烯结为例揭示微分接触电阻的影响因素。
2013-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrostatic tuning of bilayer graphene edge modes
本文研究侧电极电势偏移对双层石墨烯带隙边界边缘模式的影响，发现栅极可诱导非保护的双向传播边缘模式，并解释了由此产生的电导不对称性和偏离量子化现象。
2023-09-21 cond-mat.mes-hall
Generalized WKB theory for electron tunneling in gapped $α-\mathcal{T}_3$ lattices
本文推广了WKB半经典方程，研究了具有任意跳跃参数$0 < α< 1$的赝自旋为1的$α-\mathcal{T}_3$材料，其中包括骰子晶格和石墨烯两种极限情况.结合普朗克常量$\hbar$的幂级数展开法，得到并求解了$α-\mathcal{T}_3$中半经典电子波函数的常返微分方程组。利用得到的波函数，我们分析了赝自旋1 Dirac电子在具有零带隙和有限带隙的$α-\mathcal{T}_3$材料中通过非矩形势垒的物理机制，并对赝自旋1 Dirac电子的传输进行了量化.我们的研究揭示了几个独特的功能，包括电子传输取决于能隙，势垒的斜率和入射电子的横向动量的方式。具体地说，我们已经发现了一个很强的依赖性所获得的传输振幅的几何相位$ϕ= \tan^{-1} α$的$α-\mathcal{T}_3$晶格。我们相信，我们目前的研究结果可以应用于狄拉克锥为基础的隧道晶体管在超快模拟射频器件，以及隧道电流控制的势垒通过一维阵列的散射。
2021-02-05 cond-mat.mes-hall
Time-dependent Goos-Hänchen Shifts in Gapped Graphene
我们研究了带隙石墨烯中透射狄拉克费米子通过具有时间周期振荡分量的单势垒结构的古斯-汉兴（GH）位移。分析表明，中心带$l=0$和两个第一边带$l=\pm1$的透射GH频移在狄拉克点$E=V+l\hbarω$处变号.特别是当入射角小于全反射的临界角时，透射中的GH位移在与单个势垒相关的每个束缚态处表现出增强的峰。克莱因隧穿，反映了在正常的入射完美的传输，也保存在振荡的障碍的存在。
2020-02-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electrostatic Control over Temperature-Dependent Tunneling across a Single Molecule Junction
了解如何通过分子隧道结的电荷传输机制取决于温度是至关重要的控制电子功能的分子电子器件。到目前为止，只有少数几个系统作为偏压和温度的函数进行了研究，分子隧道结中的热效应仍然知之甚少。在这里，我们报告了一个详细的电荷传输研究的一个人的氧化还原活性二茂铁为基础的分子在很宽的温度范围和施加的电位。结果表明，温度依赖性的电流变化强烈的栅极电压的函数。具体而言，分子中的电流在库仑阻塞状态下呈指数增加，在电荷简并点处减小，而在共振时保持温度无关。我们的观察结果可以很好地占一个正式的单级隧道模型的温度依赖于热加宽的费米分布的电子在铅。
2016-05-26 cond-mat.mes-hall
Shot-Noise in Fractional Wires: a Universal Fano-Factor Different than the Tunneling Charge
我们认为部分间隙一维（1D）导体连接到正常的引线，实现分数螺旋线。在一定的电子密度下，由于电子相互作用，一些不同的电荷模式会产生间隙，从而导致分数电导。对于这种状态，我们研究的电流噪声所造成的隧道内的线事件。我们发现噪声的Fano因子与隧穿电荷的Fano因子不同。这一事实源于导线-引线界面处的电荷散射。然而，所产生的噪声是通用的-它仅取决于带隙模式的识别，并且对导线中的附加相互作用不敏感。我们进一步表明，隧穿电荷可以推导出有限频率的噪声，但由于屏蔽效应是相互作用相关的。
2014-02-23 cond-mat.mes-hall
Electrostatic control of quasiparticle poisoning in a hybrid semiconductor-superconductor island
该研究针对超导器件中准粒子中毒导致性能下降的问题，在InAs/Al混合纳米线库仑岛上实现准粒子中毒的静电调控，发现栅极可使固定势垒的峰上隧穿速率变两个数量级，还探究了温度与磁场的影响。
2022-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tuning anti-Klein to Klein tunneling in bilayer graphene
我们发现，在有间隙的双层石墨烯，准粒子隧穿和相应的Berry相可以控制，使其表现出单层石墨烯的功能，如克莱因隧道。Berry相位由基于双层石墨烯的高质量Fabry-Pérot干涉仪检测。通过提高电荷载流子的费米能级，我们发现在带隙双层石墨烯中，Berry相可以从$2π$连续调谐到$0.68π$，与原始双层石墨烯中$2π$的恒定Berry相相反。特别地，我们观察到$π$的Berry相，其为单层石墨烯的标准值。随着Berry相的减小，正入射时载流子的相应传输概率清楚地表明了从反Klein隧穿到近乎完美的Klein隧穿的转变。
2018-02-12 cond-mat.mes-hall
CO Tip Functionalization Inverts Atomic Force Microscopy Contrast via Short-Range Electrostatic Forces
我们研究了绝缘Cu $_2$ N岛生长在Cu（100）通过结合扫描隧道显微镜和原子力显微镜与两个截然不同的尖端：裸金属尖和CO终止尖。我们使用Choi等人提出的扫描隧道显微镜数据[T。Choi等人，PRB 78，035430（2008）.]以明确地识别原子位置。用两种不同的尖端拍摄的原子力显微镜图像显示了Cu $_2$ N的反向对比度。所观察到的力的对比度可以用静电模型来解释，其中两个尖端具有相反方向的偶极矩。这突出了短程静电力在非接触式原子力显微镜中极性表面上原子对比度形成中的重要性。
2014-02-21 cond-mat.mes-hall
Transport Properties in Gapped Bilayer Graphene
研究了介电层带隙的AB堆叠双层石墨烯（AB-BLG）中矩形势垒的输运性质。使用Dirac-like哈密顿与传输矩阵的方法，我们得到的传输和反射概率以及相关的电导。对于两带模型和垂直入射，我们发现额外的共振出现在传输相比，偏置AB-BLG，这是法布里-珀罗共振类型。现在，通过考虑层间偏压，我们表明，传输和反克莱因隧穿都减少。对于四带模型，我们发现能隙在一个能量范围内抑制传输，表现出类似于“墨西哥帽”的行为。我们检查的总电导，并表明，它是由AA堆叠的双层石墨烯相比，间隙的影响。此外，我们发现电导的抑制比偏压AB-BLG更重要。
2021-01-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonlinear feedback oscillations in resonant tunneling through double barriers
我们分析了共振隧穿的电子系综通过一个双势垒的存在下的自洽的潜力所产生的电荷积累在井中的动态演化。传输过程的固有非线性导致振荡的存储电荷和传输和反射通量。讨论了由自洽势引起的静电反馈和入射分布的能量宽度的依赖关系。
1997-09-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Semiclassical Analysis of Tunneling in Graphene under Nonuniform Electrostatic and Magnetic Fields
St Petersburg State University（圣彼得堡国立大学）
针对单层石墨烯n-p-n结，发展了狄拉克费米子在垂直磁场下隧穿的半经典理论，考虑一般静电势和任意磁场，推导了反射和透射系数的显式表达式，并分析了Fabry-Pérot共振和“魔角”条件。
2026-06-17 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Correlated electron tunneling through two separate quantum dot systems with strong capacitive interdot coupling
由两个相互独立接触的量子点组成的系统，当量子点与它们的引线弱隧道耦合时，具有强静电相互作用，表现出点间库仑阻塞。实验研究了当隧道耦合到引线增加时，如何通过相关隧穿克服封锁。将实验结果与使用预定义（测量）参数的数值重整化群计算进行比较。我们的结果表明，近藤关联由于静电相互作用在这个双量子点系统。
2008-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Graphene Manipulation on 4H-SiC(0001) Using Scanning Tunneling Microscopy
利用扫描隧道显微镜（STM）研究了4 H-SiC（0001）衬底上外延生长的多层石墨烯的原子尺度形貌。在整个表面观察到比以前记录的小十倍的成束纳米脊，其形态使用一种相对较新的称为静电操纵扫描隧道显微镜的技术进行了系统的改变。转化的石墨烯形成有时会自发地恢复到其原始形态，而另一些则永久地改变。利用静电模型，我们计算出STM针尖施加的力高达约5 nN，改变约100 × 200 nm^2区域的几何形状需要约10 eV的能量。
2015-01-27 cond-mat.mes-hall
Dissipative tunneling and orthogonality catastrophe in molecular transistors
运输通过分子器件与弱隧道耦合的引线，但与强耦合到一个单一的振动模式被认为是在振动被阻尼耦合到环境的情况下。特别是，我们研究了分子上的电荷对环境的振动模式的静电耦合对$I$ - $V$特性的影响。我们发现，对于可比的特征长度尺度的范德华力和静电相互作用的分子与环境的振动模式，$I$ - $V$的特性是定性的改变，人们会期望从正交性的灾难和开发一个阶梯状的不连续性的开始传导。对于非常不同的长度尺度的情况下，我们恢复耗散符合建模的静电力作为一个外部的影响，由分子和基板组成的系统，这意味着正交性突变的外观，在符合以前的结果。
2004-04-09 cond-mat.mes-hall
Super-Klein tunneling in 2D Lorentzian-type barriers in graphene
Cinvestav（墨西哥国立研究中心）；Nuclear Physics Institute of the Czech Academy of Science（捷克科学院核物理研究所）；Universidad de Santiago de Chile（智利圣地亚哥大学）
本文研究了石墨烯中受可调电场作用的二维自旋1/2狄拉克费米子模型，揭示了超克莱因隧道效应的产生机制，通过超对称量子力学方法分析了模型的标度不变性和特定能量粒子的势能不可见性。
2026-03-21 cond-mat.mes-hall hep-th math-ph
Gap-tunable of Tunneling Time in Graphene Magnetic Barrier
通过引入静电势和质量项，研究了Dirac费米子在石墨烯磁垒中的隧穿时间。后者在光谱中产生能隙，因此影响系统的隧穿特性。为了澄清，我们首先从推导狄拉克方程的本征旋量解开始，然后将它们与入射，反射和透射光束波联系起来。这种连接使我们能够获得相应的相移，从而计算传输和反射中的群延迟时间。数值计算结果表明，在隧穿单个势垒的过程中，群延迟时间强烈地依赖于能隙。此外，我们还发现，在能隙的某一临界值处，群趋于统一，并且变得与所涉及的物理参数的强度无关。
2021-03-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Resonant tunneling in graphene-ferroelectric-graphene junctions
我们研究了由夹在石墨烯电极之间的二维铁电（FE）材料组成的隧道结。我们制定了一个理论的相互作用的FE极化和诱导的自由电荷在这样的设备，考虑到量子电容效应。我们预测一个栅极敏感的FE电压差的设备，可以使用静电力显微镜测量。在隧穿电流-电压特性的静电理论，我们确定了一个共振峰与对齐的狄拉克锥作为一个高度敏感的探头的FE极化的结。这为具有几个原子厚的FE层作为可读超高密度存储器的器件应用开辟了道路。
2022-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Defects in h-BN tunnel barrier for local electrostatic probing of two dimensional materials
六方氮化硼（h-BN）层中的缺陷可以促进隧穿电流通过厚的h-BN隧穿势垒。我们已经调查了这种电流介导的缺陷作为局部探针的材料在二维异质结堆栈。除了$IV$特性和负微分电导外，我们还从低频电流噪声的角度表征了垂直石墨烯-h-BN-Cr/Au隧道结中h-BN缺陷的电学性质。我们的研究结果表明，在10 $Hz$下，电荷灵敏度为1.5 $\times$ $ 10^-5$ e/ $\sqrt Hz$，这与良好的金属单电子晶体管相当。低频噪声谱由几个二能级涨落控制。对于电化学电势的变化，我们实现了0.8 $μ$ eV/ $\sqrt Hz$的灵敏度。
2018-08-27 cond-mat.mes-hall
Screening of a Luttinger liquid wire by a scanning tunneling microscope tip: II. Transport properties
我们研究了扫描隧道显微镜针尖和Luttinger液线之间的静电耦合对两者之间的隧穿电流和噪声的影响。非微扰求解戴森方程的局部相互作用势，我们得到的格林函数的线和尖端。有趣的是，静电耦合导致了新的双折射子的存在，我们称之为混合格林函数，它是玻色子场的导线和尖端之间的双折射子。接下来，我们计算的输运性质的第二阶与隧道传输的振幅：隧道电流强烈减少的存在下的屏蔽。零频率噪声以类似的方式修改，但Fano因子保持不变。我们还考虑了屏蔽对有限频率非对称噪声的不对称性和电导的影响。
2009-05-23 cond-mat.mes-hall
Imaging electrostatically confined Dirac fermions in graphene quantum dots
石墨烯中载流子的静电约束由Klein隧穿控制，Klein隧穿是一种相对论量子过程，其中粒子-空穴嬗变导致PN结边界处的不寻常的各向异性传输。在这些新的势垒的反射和透射应该会影响这些边界附近的电子波函数的量子干涉。在这里，我们报告的使用扫描隧道显微镜（STM）映射的狄拉克费米子的电子结构的圆形石墨烯PN结限制。这些有效的量子点是使用一种新技术制造的，该技术涉及在石墨烯单层下的绝缘衬底内局部操纵缺陷电荷。在这样的石墨烯量子点内部，我们观察到对应于准束缚态的能级，并且我们在空间上可视化受限电子的量子干涉图案。这些量子点外的狄拉克费米子表现出类似弗里德尔振荡的行为。支持的理论模型描述相对论粒子在谐振子势，我们的研究结果产生新的见解静电限制狄拉克费米子的空间行为。
2016-06-12 cond-mat.mes-hall
Two-electron bound states near a Coulomb impurity in gapped graphene
我们制定和解决可能是最简单的两体束缚态相互作用狄拉克费米子在两个空间维度的问题。一个两体束缚态的预测中存在的弱排斥的电子-电子相互作用和库仑杂质与电荷$Ze>0$，其中最有趣的情况下，对应于$Z=1$的间隙石墨烯单层。我们引入了一个变分的Dirasekhar-Dirac旋量波函数，并证明了至少存在一个束缚态。这种状态留下了清晰的特征，可以通过扫描隧道显微镜进行观察。由此可以获得关于石墨烯中电子-电子相互作用强度的直接信息。
2017-01-23 cond-mat.mes-hall
Tunneling of Electrons in Graphene via Double Triangular Barrier in External Fields
研究了在外加磁场作用下，三角形双势垒对石墨烯中狄拉克费米子散射的透射几率。我们的系统由两个三角形的势垒区分开的一个阱区的特点是一个能隙。求解我们的Dirac-like方程并匹配边界处的解，使我们能够以传输矩阵的形式表示透射和反射系数。我们特别表明，传输表现出振荡共振的克莱因隧道效应的表现。发现三角形势垒静电场在控制隧穿电阻峰值方面起关键作用。然而，它只是轻微地修改了斜入射时的共振，而在正入射时不影响克莱因悖论。
2021-07-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Enhanced shot noise in graphene quantum point contacts with electrostatic reconstruction
通过研究量子霍尔区石墨烯量子点接触的散粒噪声，发现强磁场下限制与电子相互作用竞争形成的量子点使噪声增加50-100%，揭示关联电荷隧穿机制及静电环境的关键作用。
2025-08-26 cond-mat.mes-hall
Electronic transition from graphite to graphene via controlled movement of the top layer with scanning tunneling microscopy
一系列的测量，使用一种称为静电操纵扫描隧道显微镜（EM-STM）的技术进行了高度取向的热解石墨表面。STM针尖和样品之间的静电相互作用可以被调节以产生石墨表面的可逆和不可逆的大尺度运动。在这种影响下，原子分辨率的STM图像显示，连续的电子过渡从三角对称，只有交替的原子成像，六角形对称可以系统地控制。密度泛函理论（DFT）计算表明，这种转变可以与石墨的顶层相对于体的垂直位移。还提出了石墨顶层水平位移的证据。实验STM图像和DFT模拟的图像之间有很好的一致性。
2015-01-30 cond-mat.mes-hall
New Scanning Tunneling Microscopy Technique Enables Systematic Study of the Unique Electronic Transition from Graphite to Graphene
一系列的测量，使用一种新的技术，称为静电操纵扫描隧道显微镜进行了高度取向热解石墨（HOPG）表面。STM针尖和样品之间的静电相互作用可以被调节以产生HOPG表面的可逆和不可逆的大规模垂直运动。在这种影响下，原子分辨率的STM图像显示，连续的电子重建过渡从三角对称，其中只有交替的原子成像，蜂窝结构可以系统地控制。第一性原理计算表明，这种转变可能与石墨顶层相对于体块的垂直位移有关。详细的能带结构的分析预测，从抛物线到线性带的过渡后，发生0.09 nm的位移的顶层。
2015-01-29 cond-mat.mes-hall
Strain- and potential-controlled tunneling in monolayer MoS$_2$
Chouaïb Doukkali University（舒艾卜杜卡利大学）；Universidad de La Serena（拉塞雷纳大学）；Universidad de Tarapacá（塔拉帕卡大学）
研究单层MoS₂在机械应变和外部标量势共同影响下的自旋和谷分辨量子输运，用有效大质量狄拉克哈密顿量，发现应变和静电势相互作用可有效控制谷和自旋极化，提出双旋钮控制方案等。
2026-07-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Lieb lattices and pseudospin-1 dynamics under barrier- and well-like electrostatic interactions
研究Lieb晶格在矩形静电势垒下的电子限域与散射，考虑各向异性跃迁与自旋轨道耦合，发现束缚态携带电流、存在超Klein隧穿及平带耦合导致的完美反射。
2023-01-27 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Hall Shift Current and Nonlinear Anomalous Hall Effect in Gapped Dirac Fermion Systems
The University of Tokyo（东京大学）
探讨倾斜二维带隙狄拉克费米子系统中非线性反常霍尔效应新机制，源于与跨越能隙的朗道-齐纳隧穿相关的侧跳位移，为有机狄拉克费米子系统中现象提供解释。
2026-07-07 cond-mat.mes-hall
Quantum tunneling in graphene Corbino disk in a solenoid magnetic potential with wedge disclination
研究了在有磁通量$Φ_i$存在下，内半径为$R_1$和外半径为$R_2$的带隙石墨烯中Corbino盘的楔向错效应对量子隧穿的影响.在不同区域求解狄拉克方程，得到了用汉克尔函数表示的能谱解。大参数的渐近行为使我们能够确定传输，Fano因子和电导。我们建立的情况下，晶体的对称性是修改本地取代六边形五边形，正方形，七边形或八角形。我们表明，楔向错$n$修改的振幅传输振荡。我们发现Fano因子振荡的周期是Aharonov-Bohm型的，它强烈地依赖于$n$，在那里观察到强烈的峰。另一个结果是，$n$改变了Aharonov-Bohm类型电导振荡的最小值和周期。我们发现，$n$最大限度地减少共振的影响，并降低电导幅度$ΔG$振荡的幅度。
2022-02-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electrostatically confined monolayer graphene quantum dots with orbital and valley splittings
无质量载流子的静电约束受到克莱因隧穿的阻碍。在石墨烯中避免这个问题主要依赖于雕刻出纳米结构或施加电位移场来打开双层石墨烯中的带隙。到目前为止，这些方法遭受边缘无序或电子的局部化控制不足。在这里，我们实现了一种替代的策略，在单层石墨烯，通过结合均匀的磁场和静电约束。使用扫描隧道显微镜的尖端，我们在块状石墨烯的朗道间隙中诱导出限制势，而不需要物理边缘。对费米能的局域态进行门控导致具有超过40个库仑峰的常规充电序列，其表现出7-20 meV的典型附加能量。第一轨道态的轨道分裂为4-10 meV，谷分裂约为3 meV。这些实验观察定量再现紧束缚计算，其中包括与对齐的六方氮化硼衬底的石墨烯的相互作用。所展示的限制方法似乎适合于产生具有超出传统技术范围的良好定义的波函数特性的量子点。
2016-08-09 cond-mat.mes-hall
Tuning quantum tunneling in WSe$_2$ via strain engineering
Chouaïb Doukkali University（舒艾布·杜卡利大学）；Universidad de La Serena（拉塞雷纳大学）；Universidad de Tarapacá（塔拉帕卡大学）
基于低能Dirac框架和Landauer-Büttiker形式，理论研究了单层WSe$_2$中应变对自旋和谷分辨传输、电导及极化的调控作用，揭示了应变作为有效调谐参数可显著改变量子干涉和共振隧穿行为，为自旋电子学和谷电子学器件设计提供新途径。
2026-05-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Exploiting Aharonov-Bohm oscillations to probe Klein tunneling in tunable pn-junctions in graphene
石墨烯的独特之处在于其载流子的费米波长可以在很宽的范围内静电调谐。这原则上允许静电地调谐pn结的透明度，因为这取决于结的物理延伸与电子波长之间的比率，即取决于结本身的有效宽度。然而，这个简单的想法-这将允许在Veselago透镜和Klein准直器之间平滑地切换-已被证明是难以实验证明的，因为在大多数设置中可用的独立可调参数的数量有限。在这项工作中，我们提出了在准弹道Aharonov-Bohm石墨烯环与栅极可调PN结在一个手臂的运输测量，并表明干涉图案提供明确的信息的克莱因隧道效率和结的有效宽度。我们发现一个栅极控制的PN结的透明度范围从35- 100%。我们的结果与半经典描述非常吻合。
2021-06-01 cond-mat.mes-hall
Gate-defined coupled quantum dots in topological insulators
我们考虑静电耦合量子点在拓扑绝缘体，否则限制和磁纹理的差距。通过数值求解（2+1）Dirac方程的波包动力学，我们提取了耦合点的能谱作为偏置控制耦合和外部垂直磁场的函数。我们表明，隧道能可以控制在很大程度上由静电势垒。特别有趣的是通过克莱因隧穿通过共振价态的障碍的耦合。有效的三能级系统很好地映射到一个模型的哈密顿量，从中我们提取的克莱因耦合之间的限制传导和价点水平。当磁场足够大时，量子点中简并朗道能级的局域化增强，使得Klein隧穿被完全阻断。
2013-10-05 cond-mat.mes-hall
Disorder-induced tail states in a gapped bilayer graphene
用瞬子方法研究了双层石墨烯带偏压的能谱。结果表明，态密度下降的能量从带边测量为$ν(ε)\propto \exp(-|ε/ε_t|^{3/2})$，其中的特征尾能，$ε_t$，与杂质的浓度，$n_i$，$n_i^{2/3}$的比例。虽然裸能谱的特征在于两个能量：偏置诱导的间隙，$V$，和层间隧穿，$t_{\perp}$，尾部，$ε_t$，包含{ \it单一}组合$V^{1/3}t_{\perp}^{2/3}$。我们发现，上述表达式中的$ν(ε)$在尾部实际上适用于所有的方式下降到中间的差距。
2008-07-15 cond-mat.mes-hall
Role of bias voltage and tunneling current in the perpendicular displacements of freestanding graphene via scanning tunneling microscopy
采用扫描隧道显微镜（STM）系统地测量了独立石墨烯的位移随外加偏压和隧穿电流设定值的变化。当偏置电压增加时，石墨烯接近STM尖端，而另一方面，当隧穿电流增加时，石墨烯从STM尖端收缩。为了理解偏置电压的作用，我们定量地模拟使用静电的尖端和样品之间的吸引力。对于隧穿电流，我们定性地使用熵的概念模型的石墨烯的收缩。这些互补的结果增强了对彼此的理解，并突出了系统的特点。
2015-01-22 cond-mat.mes-hall
Valley-dependent tunneling through electrostatically created quantum dots in heterostructures of graphene with hexagonal boron nitride
本研究提出利用KPFM诱导电势在石墨烯/hBN异质结构中实现谷滤波，通过紧束缚模型分析表明，当费米能$E_F$与电势$U_0$同号时可控制谷极化，为无需外部磁场的谷滤波提供了新方法。
2023-10-18 cond-mat.mes-hall
Energy gap in tunneling spectroscopy: effect of the chemical potential shift
我们研究了化学势能级的移动对隧穿电导谱的影响。在能谱带隙的体系中，能隙区的微分隧穿电导曲线$dI/dV$出现了显著的化学势依赖性畸变。推导出一个表达式的校正的$dI/dV$，这在许多情况下被发现是大的。校正的符号取决于化学势水平相对于间隙的位置。与化学势位移相关的$dI/dV$的校正对尖端-样品分离$z$具有几乎线性的依赖性，并且在$z\to 0$处消失。
2016-10-19 cond-mat.mes-hall
Impact of Electrostatic Doping Level on the Dissipative Transport in Graphene Nanoribbons Tunnel Field-Effect Transistors
采用量子微扰理论（QPT）和扩展最低阶展开（XLOE）方法研究了静电掺杂对扶手椅型GNR-TFET耗散输运的影响。结果表明，GNR-TFET的源极和漏极侧的掺杂水平对声子对载流子输运过程的贡献有显着的影响。不同于在其他类似的研究中，声子被认为有一个恒定的不利影响的ION/IOFF比和亚阈值摆动（SS）的TFET器件由于声子吸收辅助隧穿，我们表明，通过适当的工程的掺杂水平的源极和漏极，声子吸收辅助隧穿可以有效地抑制。我们还表明，随着温度的升高，器件的开关性能恶化的弹道和耗散输运制度，并存在一个依赖于温度的临界掺杂水平，该设备具有最佳的开关行为。
2019-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Semiclassical Klein Tunneling and Valley Hall Effect in Graphene
我们研究了在两个互补的限制，即在克莱因隧穿和谷霍尔效应制度，通过散射波包扶手椅阶跃电位和通过暴露波包的均匀电场，分别在（缺口）石墨烯中的半经典电子的动力学。我们的数值波包模拟超越了半经典的解析近似和标准的克莱因隧道处理，并允许研究内和谷间散射过程。我们发现低台阶和高台阶具有不同的克莱因隧道特征，其中包括不寻常的Berry曲率引起的散射波包轨迹的侧向位移。在均匀场的存在下，我们的模拟捕捉到了半经典谷霍尔效应，它表现为横向移动的布洛赫振荡的形式。这种异常的轨迹修正可以是相关的克莱因隧道实验和电子光学器件。我们提出了详细的模拟结果。
2014-08-16 cond-mat.mes-hall
Mapping the perturbation potential of metallic and dipolar tips in tunneling spectroscopy on MoS$_2$
扫描隧道光谱法需要在样品和针尖之间施加电势差。在金属-真空-金属结中，人们可以有把握地假设电势沿金属衬底是恒定的。在这里，我们表明，不均匀的形状的电势时，必须考虑到探测空间延伸的分子上的去耦层。为此，基于低聚噻吩的分子沉积在Au（111）表面上的二硫化钼（MoS $_2$）单层上。通过探测沿噻吩骨架的离域分子轨道，我们发现了一个明显的正离子共振的分子内移动，这可以归因于由尖端引起的扰动电位。使用一个简单的模型的静电景观，我们表明，这样的扰动是由所施加的偏置电位在结的不均匀性，并可以进一步修改由电偶极子的功能化尖端。这两种效应可以解开隧道光谱探测沿分子骨架的振动电子共振的表观能量移动。我们建议，扩展的分子上的MoS $_2$可以用作传感器的形状的静电势的任意提示。
2019-06-18 cond-mat.mes-hall
High efficiency switching using graphene based electron 'optics'
石墨烯中没有带隙限制了其电子电导率的栅极调制，在常规石墨烯以及PN结中都是如此，其中静电势垒证明对克莱因隧穿是透明的。我们展示了一种新的方法，直接打开一个门可调的传输间隙在石墨烯PN结（GPNJ）通过在中间引入一个额外的障碍，取代克莱因隧道与常规隧道，使我们能够静电调制电流的几个数量级。间隙的产生是通过电子的纵向能量对电子进行角度分类，并通过隧道势垒过滤掉最热的垂直入射电子，其余的通过全内反射。使用量子输运的分析和原子数值研究，我们表明，所有入射电子的完全过滤导致GPNJ作为一种新型的超材料，具有独特的栅极可调传输间隙，产生急剧的非热开关的电子。事实上，传输间隙逐渐减小到零，因为我们静电地减少跨结的电压梯度朝向均匀掺杂极限。由此产生的栅极可调金属-绝缘体转变使电子能够克服经典的室温开关极限kTln 10/q = 60 mV/decade的亚阈值传导。
2011-10-28 cond-mat.mes-hall
Quantum interference and Klein tunneling in graphene heterojunctions
传统上，在介观系统中观察量子电导振荡需要将载流子限制在降维的相空间中。虽然电子光学，如透镜和聚焦已被实验证明，建立一个准直的电子干涉仪在两个开放的维度仍然是一个挑战，由于难以创建静电屏障，是尖锐的电子波长的顺序。在这里，我们报告的观察电导振荡在极窄的石墨烯异质结构，其中一个谐振腔之间形成两个静电创建的双极结。振荡的分析证实了pn结对弹道传输的载流子具有准直效应。在低磁场下电导条纹中观察到的相移是正常入射到结上的载流子的完美传输的特征，因此构成了对“克莱因隧道效应”的直接实验观察。''
2008-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-tuned ambipolar superconductivity with strong pairing interaction in intrinsic gapped monolayer 1T'-MoTe2
在研究超导相变时，门可调谐二维（2D）超导体提供了显著的优势。在这里，我们解决超导电性剥离的1 T '-MoTe 2单层的本征带隙为~7.3毫电子伏，使用静电掺杂。尽管导带和价带的色散有很大的差异，但电子和空穴都可以很容易地实现超导。对于两种载流子类型，超导性的起始发生在7- 8 K附近。该温度比散装样品高得多。此外，在这两种情况下，面内上临界场强烈增强，并超过BCS泡利极限。间隙信息是使用点接触光谱提取。间隙比超过BCS弱耦合预期值的数倍。所有这些观察结果都表明配对相互作用的强烈增强。
2023-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Area dependence of interlayer tunneling in strongly correlated bilayer 2D electron systems at $ν_T=1$
研究了双层二维电子系统中相干$ν_T=1$量子霍尔相的类约瑟夫森层间隧穿特征的面积和周长依赖性。各种尺寸和形状的静电顶栅用于在同一样品中局部限定不同的$ν_T=1$区域。在大的层间距与非相干$ν_T=1$状态的相边界附近，我们的结果表明，在相干相的隧穿电导是密切成比例的隧穿区的总面积。这意味着，在$ν_T=1$隧穿是一个整体现象，在这个制度。
2008-05-15 cond-mat.mes-hall
Transmissions in gapped graphene exposed to tilting and oscillating barriers
本研究结合双势垒倾斜与振荡势，揭示带隙石墨烯中费米子透射的边带效应，并发现势垒内散射位置决定隧穿电阻峰值形态，且时变势使透射分散于中心带与边带。
2024-05-27 cond-mat.mes-hall
An atomic resolution, single-spin magnetic resonance detection concept based on tunneling force microscopy
全面研究了力检测单自旋磁共振测量概念与原子空间分辨率。该方法是基于静电力检测自旋选择规则控制的两个电隔离的顺磁状态之间的单电子隧穿。单自旋磁共振检测是可能的，通过测量力检测隧穿电荷噪声和关闭自旋共振。这种电荷噪声的模拟结果，基于隧道和自旋物理的物理模型，直接比较测得的AFM系统噪声。结果表明，该方法可以在室温下对电隔离量子比特态进行具有原子空间分辨率的单自旋测量。
2015-01-31 cond-mat.mes-hall
Self-sustained magnetoelectric oscillations in magnetic resonant tunneling structures
从理论上研究了铁磁量子阱共振隧穿过程中输运、静电和磁效应的动态相互作用。结果表明，载体介导的磁秩序在铁磁区域不仅诱导，但也参加了内在的，强大的，可持续的高频电流振荡在一个大窗口的名义上稳定的偏置电压。这种现象可能会催生出一类基于铁磁半导体的新量子电子器件。
2008-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
