Non-circular semiconductor nanorings of type I and II: Emission kinetics in the exciton Aharonov-Bohm effect
研究了I型和II型半导体纳米环中激子的跃迁能和振子强度随磁场的变化。与II型纳米环的圆形（同心）形状的轻微偏离给出了Aharonov-Bohm振荡的更好的可观察性，因为基态总是光学活性的。动力学方程的激子占领解决声学声子散射作为主要的弛豫过程，和吸收和发光光谱计算显示偏离平衡。非辐射激子衰减的存在导致了与磁场的集成光致发光的淬灭。
2007-09-17 cond-mat.mes-hall
Renormalization of the Majorana bound state decay length in a perpendicular magnetic field
在Majorana束缚态空间范围的背景下，研究了邻近半导体纳米线中磁场的轨道效应。我们开发的分析模型，解释的顺磁耦合的纳米线带通过动能运营商和自旋轨道相互作用的Majorana模式的并发效应的影响。我们发现，垂直场，迄今被认为是有害的马约拉纳费米子的形成，实际上是有助于建立拓扑零能量模在有限系统中，由于显着减少马约拉纳衰变长度。
2018-01-12 cond-mat.mes-hall
Ballistic side jump motion of electrons and holes in semiconductor quantum wells
研究了具有自旋轨道耦合和均匀面内电场的III-V族半导体量子阱中电子和空穴的弹道运动。作为这两种影响的非微扰处理的结果，粒子波包经历垂直于场方向的显著侧跳。对于足够宽度的波包，这种运动的幅度可以通过分析来估计，并且随着场强的减小而增大。我们讨论了这种效应的标度行为及其实验意义
2006-09-27 cond-mat.mes-hall
Resonant Spin and Charge Hall Effects in 2D Electron Gas with Unequal Rashba and Dresselhaus Spin-Orbit Couplings under a Perpendicular Magnetic Field
研究了在垂直磁场作用下具有不等Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用的二维复杂电子系统。在较宽的磁场范围内得到了自旋极化。结果表明，这样的系统是很难磁化的。我们还发现，在一定的磁场下，共振电荷电导和自旋霍尔电导同时发生，两个（近）简并朗道能级被部分填充。共振霍尔效应在这类半导体材料中具有普遍性，在半导体自旋电子学中具有潜在的应用价值。
2015-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cyclotron motion and magnetic focusing in semiconductor quantum wells with spin-orbit coupling
研究了具有Rashba自旋轨道耦合的III-V族半导体量子阱中电子在垂直磁场中的弹道运动。考虑到问题的全量子动力学，我们探讨了由于自旋轨道相互作用的经典回旋轨道的修改。因此，对于与回旋能量相当的电子能量，动力学特别丰富，并且不能用半经典近似来充分描述。我们的研究是补充以前的半经典方法集中在政权较弱的领域。
2008-01-14 cond-mat.mes-hall
Electron beam formation from spin-orbit interactions in zincblende semiconductor quantum wells
我们发现一个显着的增强电子传播沿一个狭窄的范围内的真实空间角度从一个各向同性源在一个二维量子阱从锌半导体。这种"电子束“的形成是由源自与量子阱垂直的电场的自旋-轨道相互作用与量子阱中锌晶格的本征自旋-轨道场之间的相互作用引起的，在这两个场的强度不同但数量级相同的情况下。波束形成与焦散线相关联，并且可以使用固定相位分析来半经典地描述。
2010-09-07 cond-mat.mes-hall
Magnetic Miniband Structure and Quantum Oscillations in Lateral Semiconductor Superlattices
本文对一维静电调制短周期横向超晶格的磁输运进行了全量子力学计算。磁场和调制电位的非微扰处理被证明是必要的，以重现新的量子振荡的磁阻在最近的实验中发现的电阻分量平行于调制电位。此外，我们预测振荡的相反相位的分量垂直于调制尚未观察到的实验。我们表明，新的振荡起源于磁的迷你带结构的重叠的迷你带的制度。
2002-08-21 cond-mat.mes-hall
Spin current generation from Coulomb-Rashba interaction in semiconductor bilayers
双层半导体异质结构中的电子经历一种特殊类型的自旋-轨道相互作用，该相互作用在每层中由另一层中的电子密度波动产生的库仑电场的垂直分量产生。我们表明，这种相互作用与通常的自旋-轨道相互作用相结合，当电荷电流在另一层中驱动时，可以在一层中产生自旋电流。这种效应与自旋霍尔阻力是完全不同的。自旋电流一般不垂直于驱动电流。
2011-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Absolute Negative Conductivity and Spontaneous Current Generation in Semiconductor Superlattices with Hot Electrons
研究了在平行于生长轴的电场和垂直于生长轴的磁场作用下半导体超晶格中的电子输运。使用一个单一的迷你带，半经典平衡方程模型的弹性和非弹性散射，我们发现（1）的电流-电压特性变得多稳态在一个大的磁场;和（2）“热”电子显示新的功能，在其电流-电压特性，包括绝对负电导率（ANC），并为足够强的磁场，在零偏置的自发直流电流。我们讨论了可能的实验情况，提供必要的热电子观察预测ANC和自发直流电流的产生。
1999-10-04 cond-mat.mes-hall
Anisotropic Electrical Spin Injection in Ferromagnetic Semiconductor Heterostructures
在垂直偏置的（Ga，Mn）As基自旋偏振光发光二极管中观察到平行于和垂直于电荷输运的自旋输运效率的14倍各向异性。自旋极化是通过测量电致发光的极化从（In，Ga）As量子阱放置在距离d（20至420 nm）低于p型铁磁（Ga，Mn）As接触。此外，随着d减小，平行于生长方向的收集，测量到偏振从0.5%单调增加到7%，而垂直方向的面内偏振（~0.5%）保持不变。
2002-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spectroscopy of nanoscopic semiconductor rings
利用自组装技术，我们实现了纳米半导体量子环，其中的电子态是在真正的量子极限。我们采用两种互补的光谱技术来研究这些环的基态和激发态。施加一个垂直于环平面的磁场，我们发现当大约一个通量量子穿过每个环的内部时，基态发生从角动量$\ell = 0$到$\ell = -1$的变化。这种基态转变揭示了由激发光谱的急剧修改和由单电子充电能量的磁场色散的变化。
1999-12-01 cond-mat.mes-hall
Quasi-particle current in planar Majorana nanowires
我们计算了平面混合（超导体-半导体）纳米线中Majorana态的局域准粒子电流。在不存在磁场的垂直分量的情况下，电流以圆形轨迹流动，没有优选方向。另一方面，当存在磁场的垂直分量时，准粒子电流以由磁场建立的取向围绕马约拉纳密度峰循环。
2015-07-17 cond-mat.mes-hall
Magnetization of Two Dimensional Heavy Holes with Boundaries in a Perpendicular Magnetic Field
研究了具有Rashba自旋轨道耦合（SOC）的Ⅲ-Ⅴ族半导体量子阱中重空穴在外加垂直磁场中的磁化强度.我们专注于系统边界，Rashba SOC和温度对磁化强度的影响。结果表明，在这三个因素的共同作用下，磁化强度的锯齿状deHaas-van Alphen（dHvA）振荡将发生显著变化。特别是当磁场较小时，边缘态和Rashba SOC对磁化强度的影响更为明显。当考虑边界效应时，振荡中心将发生偏移，Rashba SOC将给dHvA振荡带来拍频模式。这些对dHvA振荡的影响最好在低温下观察到。随着温度的升高，dHvA振荡变得模糊并最终消失。
2009-03-06 cond-mat.mes-hall
Anomalous Fraunhofer Interference in Epitaxial Superconductor-Semiconductor Josephson Junctions
研究了基于InAs/InGaAs异质结的超导-半导体-超导（SNS）结中的临界电流随垂直磁场和面内磁场的变化规律.这种材料系统由于其非常好的超导体-半导体耦合以及半导体中的大自旋轨道相互作用和g因子而引起人们的兴趣。薄的外延Al允许在不破坏超导性的情况下施加大的面内场。对于垂直于结的场，通量聚焦会导致临界电流模式中的非周期性节点间距，称为夫琅和费模式，类似于光学中的相关干涉效应。添加一个面内场会在图案中产生两个进一步的异常。首先，高阶节点被系统地加强，表明电流沿设备的边缘流动，作为由诱导的磁通偶极子驱动的Andreev状态的限制的结果;第二，在干扰中出现的不对称性取决于场的方向和幅度。提出了一个模型，显示出良好的协议与实验，阐明通量聚焦，塞曼和自旋轨道耦合，以及在产生这些效果的障碍的作用。
2016-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Effect of weak magnetic field on polariton-electron scattering in semiconductor microcavities
本文从理论上计算了在垂直于微腔平面的磁场作用下，微腔中极化激元-电子散射的极化激元线宽。结果表明，极化激元线宽随磁场大小而振荡，极化激元与电子的散射率不仅会被磁场降低，而且会被增大。这种效果的可能应用进行了讨论。
2006-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Fine structure of the exciton absorption in semiconductor superlattices in crossed electric and magnetic fields
本文用解析法确定了半导体超晶格在电场和磁场交叉作用下的激子吸收系数，其中磁场平行于超晶格轴，电场垂直于超晶格轴。我们的研究适用于磁长度的情况下，而远小于激子玻尔半径，大大超过超晶格周期。超晶格中的光吸收表现出与激子束缚态序列相关的光谱精细结构，激子束缚态的能量与磁场中载流子的朗道能量相邻。我们研究了外场和质心激子运动对精细结构峰位和振子强度的影响。特别是，我们发现，反转的外部场的取向和平面内的总激子动量显着影响的吸收光谱。讨论了实验观测激子吸收的条件。
2018-10-25 cond-mat.mes-hall
Pinning of Andreev bound states to zero energy in two-dimensional superconductor-semiconductor Rashba heterostructures
我们考虑一个二维电子气与Rashba自旋轨道相互作用（SOI）部分覆盖的s波超导体，其中未覆盖的区域保持正常，但暴露于一个有效的塞曼场垂直于平面。我们发现解析和数值Andreev束缚态（ABS）形成在正常区域，并表明，由于SOI和通过调整系统的参数深入到拓扑平凡的阶段，可以达到一个政权的最低ABS的能量成为钉扎接近零的塞曼场的函数。这种ABS的能量被示出为在塞曼场中的逆幂律衰减。我们还考虑了一个超导体半导体异质结构的超导涡旋在中心和强SOI的存在下，并再次发现ABS，可以得到钉扎接近零能量的非拓扑阶段。
2020-07-28 cond-mat.mes-hall
Anodic Oxidation of Epitaxial Superconductor-Semiconductor Hybrids
我们展示了一种新的制造工艺的混合超导体-超导体异质结构的基础上阳极氧化（AO），允许控制外延铝膜的减薄。在绝缘GaAs衬底上生长的氧化外延Al薄膜的结构和输运研究揭示了空间非均匀性和增强的临界温度和磁场。在具有导电量子阱的混合InAs异质结构上外延Al的氧化显示出类似的增强的超导性质，通过邻近效应转移到二维电子气（2DEG），临界垂直磁场高达3.5 T。通过Al的完全氧化获得使异质结构免于暴露于空气的绝缘AlOx膜。它同时消除了剥离Al的需要，剥离Al会损坏下面的半导体。AO钝化产生的2DEG迁移率比通过湿法蚀刻去除Al的类似器件高两倍。一个AO钝化的霍尔条显示量子霍尔功能出现在2.5 T的横向场，低于薄膜的临界横向场，最终允许透明耦合的量子霍尔效应和超导性。AO减薄和钝化与标准光刻技术兼容，横向分辨率低于50 nm。我们展示了本地图案化的AO通过实现基于磁阻的约瑟夫森结操作高达0.3 T的垂直。
2020-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Origin and the role of device physics in the magnetic field effect in organic semiconductor devices
小的磁场（~30 mT）可以有效地调制有机半导体基器件的电致发光、电导和/或光电流，在室温下高达10%。这种有机磁场效应（OMFE）是有机电子学和更基本的磁性中最不寻常的现象之一，因为所有器件组件都是磁性的。然而，尽管最近的研究兴趣激增，其潜在的机制仍然是激烈的争论。在这里，我们的实验确定，磁场引起的系统间交叉率（无论是激子或极化子对之间）的增加，和三重态激子-极化子猝灭率的降低是负责观察到的OMFE。观测到的OMFE结果的多样性，如符号变化和操作条件依赖性，源于器件物理的差异。
2010-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic state dependent transient lateral photovoltaic effect in patterned ferromagnetic metal-oxide-semiconductor films
我们研究了外部磁场对生长在自然钝化p型Si（100）上的几微米宽的光刻图案化Co线的瞬态横向光伏效应（T-LPE）的大小和退相的影响。的T-LPE峰到峰的幅度和移相，通过锁定或通过激光关指数弛豫的特征时间测量，表现出显着的铁磁覆盖层的磁化方向的影响。我们的实验和数值模拟表明，T-LPE的大小是由Co各向异性磁阻。另一方面，退相的磁场依赖性可以用洛伦兹力对Co磁化强度和光生载流子漂移方向的间接影响来描述。我们的研究结果可以刺激快速位置敏感探测器的发展与磁调谐的幅度和相位响应。
2015-05-18 cond-mat.mes-hall
Valley-Dependent Magnetoresistance in Two-Dimensional Semiconductors
我们从理论上表明，二维直接间隙半导体的自由度的谷，包括单层过渡金属dichalcogenides和间隙双层石墨烯，具有纵向磁导率的贡献是奇数的谷和奇数的磁场施加垂直于系统。使用量子动力学理论，我们展示了如何谷依赖的磁导率产生的动量空间的Berry曲率的布洛赫电子，磁场的存在下，和无序散射之间的相互作用。我们讨论了如何可以通过实验测量的效果，并作为谷偏振的检测器。
2018-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric-field quenching of optically detected magnetic resonance in a $π$-conjugated polymer
电场对于基于共轭聚合物的光电子器件的操作至关重要，因为它们驱动有机发光二极管中的电子和空穴重组为激子，但也负责太阳能电池中激子的解离。跟踪电场对在聚合物膜的照射下形成的载流子的微观效应的一种方式是利用由载流子对的延迟复合产生的荧光，该延迟复合是基本上依赖于自旋的过程。这种自旋相关的复合可以通过光学检测磁共振（ODMR）直接在荧光中探测。取决于相对取向，电场可以解离或稳定电子-空穴载流子对。我们发现，在聚合物膜中的ODMR信号在电场中被淬灭，但是，在超过1 MV/cm的场时，这种淬灭饱和。这一发现与之前在聚合物光电二极管中观察到的完全ODMR抑制形成对比，表明激子-电荷相互作用-类似于晶体半导体中的俄歇复合-可能构成有机电子学中的主导载流子对解离过程。
2018-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamical phenomena in Fibonacci Semiconductor Superlattices
我们提出了一个详细的研究斐波那契半导体超晶格中的电子波包的动力学，无论是在平带条件下，并受到均匀的电场垂直于层。电子的相干传播是通过一个标量哈密顿量使用有效质量近似。我们发现初始高斯波包在通过超晶格时被选择性地过滤。这意味着只有那些波数属于类分形能谱允许的子能带的波包分量才能在整个超晶格中传播。波包透射部分的傅立叶图案提供了清晰的分形证据，再现了潜在的能量谱。这种现象持续存在，即使在无意的障碍，由于生长缺陷的存在。最后，我们已经证明，周期性相干场诱导振荡（布洛赫振荡），我们能够观察到在我们的模拟周期性超晶格，取代在斐波那契超晶格更复杂的振荡显示准周期的签名，从而sheded更多的光在这些系统中的电子态的非常特殊的性质。
1996-10-17 cond-mat.mes-hall
Topological phase transition in a narrow bandgap semiconductor nanolayer
本文证明在垂直电场作用下可在窄带隙半导体纳米层中实现拓扑相变，基于全带结构计算揭示了电场诱导的带反转与 $\mathbb{Z}_{2}$ 不变量变化，并给出了层厚度与电场强度空间的相图及实现大拓扑带隙的最佳条件。
2023-10-26 cond-mat.mes-hall
Beats of the Magnetocapacitance Oscillations in Lateral Semiconductor Superlattices
计算了在垂直磁场作用下，二维弱周期势调制下横向半导体超晶格中二维电子气的磁电容.采用高斯加宽磁场依赖的宽度的状态密度，我们提出了明确的和简单的表达式的磁电容，有效的相关弱磁场和调制强度。随着两个方向上的调制强度的增加，在低磁场范围内（魏斯振荡制度），这是不存在的一维弱调制的情况下，观察到的磁电容振荡的节拍。
2007-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A scalable network model for electrically tunable ferroelectric domain structure in twistronic bilayers of two-dimensional semiconductors
在具有对称性破缺界面的二维半导体双层膜中，小角度扭曲的莫尔结构形成具有周期性交替的面外极化的铁电畴阵列。在这里，我们提出了一个网络理论，这种FE域结构的可调谐性，通过施加一个电场垂直于二维晶体。使用多尺度分析，我们推导出一个完全参数化的弦理论描述的畴壁网络，并表明它经历了质的变化，弧后的部分位错像畴壁合并（网络节点附近）成条纹的完美的螺旋位错，这发生在依赖于DWN周期的阈值位移场。
2021-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Band Structure Engineering of Interfacial Semiconductors Based on Atomically Thin Lead Iodide Crystals
为了探索二维材料中的新成分，并将它们最好的结合在范德华异质结构中，作为发现新物理现象和设计基于界面的器件中的新功能的独特平台，需求量很大。在此，首先合成了薄至几层的PbI 2晶体，特别是通过容易的低温溶液方法，具有大尺寸、规则形状、不同厚度和高产率的晶体。作为基于PbI 2的界面半导体的柔性能带工程的原型演示，这些PbI 2晶体随后与几个过渡金属二硫属化物单层组装。在MoS 2/PbI 2叠层中，MoS 2的光致发光被强烈增强，而在WS 2/PbI 2和WSe 2/PbI 2叠层中，WS 2和WSe 2的光致发光被显著猝灭。这归因于PbI 2和这些单层之间的有效异质结形成，但在MoS 2/PbI 2叠层中I型能带对准，其中快速转移的载流子以高发射效率积累在MoS 2中，而在WS 2/PbI 2和WSe 2/PbI 2叠层中II型能带对准，其中分离的电子和空穴适合于光捕获。我们的研究结果表明，MoS 2，WS 2，WSe 2单层与非常相似的电子结构本身，显示出完全不同的光-物质相互作用时，接口与PbI 2，提供前所未有的能力，工程的二维异质结构的器件性能。
2019-01-07 cond-mat.mes-hall
Model of the Influence of an External Magnetic Field on the Gain of Terahertz Radiation from Semiconductor Superlattices
从理论上分析了磁场对超晶格小信号吸收和增益的影响。我们预测了一个非常大的和可调的太赫兹增益，由于在交叉电场和磁场的非线性回旋振荡。与布洛赫增益相反，这里的超晶格处于电稳定状态。我们还发现，太赫兹布洛赫增益可以显着增强与垂直的磁场。如果磁场相对于超晶格轴倾斜，通常不稳定的布洛赫增益分布在斯塔克回旋共振附近变得稳定。
2009-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Spin Hall effect in two-dimensional $p$-type semiconductors in a magnetic field
本文计算了在垂直磁场作用下$p$型二维半导体中由Rashba自旋轨道相互作用驱动的自旋霍尔电导率。对于高度受限的量子阱，系统描述的$k$ -立方Rashba项的二维重空穴。系统的本征态可用朗道旋量态描述。首先，我们考虑传统的自旋霍尔电导率。带间跃迁对Kubo-Greenwood公式的贡献给出了密度依赖的本征自旋霍尔电导率，在弱自旋轨道耦合和低费米能级下，该电导率接近普适值$σ^z_{xy}=9e/8π$，与前人的工作一致.然而，两个带内贡献项取消这种效应，导致零传统的自旋霍尔电导率。在自旋电流的定义中加入了力矩偶极的贡献，我们还研究了{ \it有效}自旋电导率。这被证明是成比例的总磁化加上表面项，正好取消它的小自旋轨道耦合。如果在低磁场中，带内跃迁演化到顶点修正，{有效}和常规自旋霍尔电导率都消失的事实是出乎意料的。这表明该模型的零磁场极限是奇异的。
2006-03-20 cond-mat.mes-hall
Piezoelectric rotator for studying quantum effects in semiconductor nanostructures at high magnetic fields and low temperatures
我们报告的压电样品旋转系统的设计和开发，并将其集成到牛津仪器Kelvinox 100稀释冰箱，在毫开尔文温度下，在磁场高达10 T的半导体纳米器件的量子输运的取向依赖性研究。我们的设备允许在两种可能的配置中连续原位旋转装置通过> 100度。第一个允许场在设备的平面内旋转，第二个允许场从平面内旋转到垂直于设备平面。集成的角度传感器与闭环反馈系统相结合，可使器件方位在+/-0.03度范围内，同时保持样品温度低于100 mK。
2010-09-14 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Fractional quantum Hall effect in semiconductor systems
分数量子霍尔（Fractional quantum Hall，简称FQH）效应是指在垂直磁场中的二维电子气体中所产生的强关联现象和相关的物质量子相。在这样的系统中，拓扑学和量子力学合谋产生了奇异的物理学，通过霍尔电阻的鲁棒量子化来表现。在这一章中，我们提供了一个概述的实验现象学的GaAs基半导体材料中的BARH效应，并提出其理论解释的审判波函数，复合费米子准粒子，和神秘的非阿贝尔状态。我们还强调了一些最近的发展，包括部分子理论和狄拉克复合费米子场论的量子氢状态，各向异性和几何自由度的作用，和量子纠缠在量子氢流体。
2022-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Distance Dependence of the Energy Transfer Rate From a Single Semiconductor Nanostructure to Graphene
纳米发射体和石墨烯单层之间的近场库仑相互作用导致强烈的Förster型共振能量转移和随后的荧光猝灭。在这里，我们调查的距离依赖性的能量转移率从个人，i）零维的CdSe/CdS纳米晶体和ii）二维的CdSe/CdS/ZnS纳米片的石墨烯单层。对于增加的距离$d$，从单个纳米晶体到石墨烯的能量传递速率衰减为$1/d^4$。相比之下，从二维纳米片到石墨烯的能量传递速率的距离依赖性偏离简单的幂律，但通过理论模型很好地描述，该模型考虑了二维量子阱中自由激子的热分布。我们的研究结果表明，精确的距离测量可以在单粒子水平上使用石墨烯为基础的分子统治者和能量转移允许探测在纳米尺度的维度效应。
2015-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interaction of scanning probes with semiconductor nanocrystals; Physical mechanism and basis for near field optical imaging
我们研究了金属和半导体原子力显微镜（AFM）针尖附近的单半导体双量子点（NC）的光致发光（PL）的改变。尖端的存在通过干涉改变了发射器的辐射衰减速率，并通过能量传递到尖端材料打开了有效的非辐射衰减通道。这些效应导致发射器的PL强度的淬灭（或增强），作为其与相互作用尖端的距离的函数。我们利用这种高度距离依赖效应来实现高分辨率光学成像的对比度机制。通过与InAs NC的化学功能化，将AFM针尖优化为能量受体，以实现低至30 nm的光学分辨率。所提出的实验方案提供了高分辨率的光学信息，同时保持传统的AFM成像的好处。我们直接测量单个NC的PL强度作为尖端距离的函数。我们的结果与描述振荡偶极子与平面镜相互作用的经典理论模型的计算结果吻合得很好。
2005-11-27 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph physics.optics
Ground State thermodynamic and response properties of electron gas in a strong magnetic and electric field: Exact analytical solutions for a conventional semiconductor and for Graphene
研究了极强电场（E场）对垂直磁场中二维无自旋电子气（量子霍尔效应（QHE）组态）的基态能量和输运性质的影响.对于传统的半导体，我们发现霍尔电导率的分数值和一些磁电系数的某些值的E和B场，不产生的相互作用或杂质，但一个足够强的平面内E场的纯粹后果。我们还确定解析的基态能量，和响应特性，如磁化强度和极化作为电磁场的函数在强E场限制。在石墨烯的情况下，我们获得了更复杂的行为，导致不合理的霍尔值的可能性。结果也定性地讨论了各种机制的QHE击穿。
2016-08-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Anomalous D'yakonov-Perel' spin relaxation in semiconductor quantum wells under strong magnetic field in Voigt configuration
本文报道了在强磁场作用下，半导体量子阱中Voigt组态的D 'yakonov-Perel'自旋弛豫随动量弛豫的反常标度.重点讨论了外磁场垂直于自旋轨道耦合感应的有效磁场且其强度远大于后者的情况。发现即使在强散射极限下，纵向自旋弛豫时间也与动量弛豫时间成正比，表明D 'yakonov-Perel'自旋弛豫具有Elliott-Yafet类行为.此外，横向自旋弛豫时间是成反比（成比例）的动量弛豫时间在弱（强）散射限制，无论是在相反的趋势对既定的传统的D 'yakonov-Perel'自旋弛豫行为。我们进一步证明了上述所有反常标度关系都来自于有效非均匀加宽的唯一形式。
2013-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of spin imbalance on the electric-field driven quantum dissipationless spin current in $p$-doped Semiconductors
最近由Murakami等人[Science \textbf{301}，1348（2003）]提出，在一大类$p$ -杂质半导体中，施加的电场可以在垂直于电场的方向上驱动量子无耗散自旋电流。本文研究了自旋不平衡对本征$spin$霍尔效应的影响。我们发现，在一个实际的样品的边界，由于自旋不平衡的存在下，附近的样品的边缘，自旋霍尔电导率不是一个常数，而是一个敏感的$position$ - $dependent$量，由于这一事实，为了考虑自旋不平衡的影响，因此，需要在同等基础上对量子无耗散自旋霍尔电流和自旋累积两者进行微观计算。基于这种微观计算，详细讨论了自旋不平衡对$p$ -杂质半导体薄板中本征自旋霍尔效应的影响。
2004-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Circularly polarized topological edge states derived from optical Weyl points in semiconductor-based chiral woodpile photonic crystals
数值研究了手征光子晶体中光学外尔点附近拓扑边缘模的偏振特性。我们研究了两种旋转堆叠的木堆结构，其中平面杆阵列以60度或45度的面内旋转角一个接一个地垂直堆叠。这两种结构都显示出对光学外尔点具有相反的符号的拓扑数的光子带在低阶。由外尔点导出的拓扑边缘态出现在光线之下，并被强烈地限制在空气界面处，其长度小于波长。它们在垂直于传播方向的方向上的偏振被发现是一个特定的圆偏振，这取决于结构手性的手性。由于这些手性光子晶体可以使用诸如GaAs或Si的半导体材料制造，因此在空气和半导体结构之间的界面处获得的用于圆偏振光的鲁棒平面波导不仅可以用于光子学，而且可以用于通过自旋-光子界面的自旋电子学或量子信息技术。
2018-09-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Edge states of Floquet-Dirac semimetal in a laser-driven semiconductor quantum-well
在广泛的凝聚态系统中观察到的能带交叉被认为是理解低能量费米子激发的关键，这些激发表现为无质量的狄拉克粒子。尽管在这一领域取得了快速的进展，但对非平衡拓扑态的探索仍然很少，它有潜在的能力提供一个新的平台，创造意想不到的无质量狄拉克态。在这里，我们表明，在一个半导体量子阱驱动的连续激光与线偏振，光学斯塔克效应进行体带交叉，和由此产生的Floquet-Dirac半金属相支持一个非常规的边缘状态下，在投影的一维布里渊区的边界条件下，电子被限制在垂直于激光偏振的方向。此外，我们发现，这种边缘状态介导的拓扑和非拓扑边缘状态，这是由调谐激光强度所造成的过渡。我们还发现，在不同的边界条件下，边缘态的性质发生了显著的变化。发现这种差异是由于在体布里渊区中高对称点之间的某个中间区域存在着近四倍的简并点。
2020-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Localized Wavefunctions and Magnetic Band Structure for Lateral Semiconductor Superlattices
本文采用基于磁平移算符射线群的投影算符方法计算了垂直磁场作用下二维横向超晶格的电子能带结构。我们构造了一个新的基础适当对称布洛赫波函数的线性组合以及本地化的磁Wannier函数。磁场始终包含在对称规范中存在外部磁场时由自由电子本征函数定义的Wannier函数中。在此基础上，我们计算了具有双向弱静电调制的横向超晶格中电子的磁能谱。正方形格子和三角形格子都被认为是特殊情况。我们的方法基于群论处理整数和有理数磁通量的情况下，在一个统一的方式和提供的基础，可以方便进一步的分析和数值计算。
2006-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric Dipole Spin Resonance of 2D Semiconductor Spin Qubits
单层过渡金属二硫属化合物（TMD）为半导体器件提供了一种新的二维平台。一个这样的应用是作为量子位的量子点，由此添加的低维晶体物理学（即光学自旋选择规则）可以证明TMD是有竞争力的候选者。TMD单层的能带结构提供了许多不同的自由度及其组合作为潜在的量子位基，主要是电子自旋、谷同位旋以及由于强自旋轨道耦合而导致的两者的组合，称为Kramers量子位。单层MoX $_2$（其中X=S或Se）中的纯自旋量子位可以通过能量隔离单个谷并通过足够小的量子点半径和大的垂直磁场的组合调谐到该谷内的自旋简并状态来实现。在这样一个TMD自旋量子比特中，我们从理论上分析了电偶极自旋共振引起的单量子比特转动。我们采用一个旋转波近似的二阶时间依赖的Schriffi-Wolf有效哈密顿量推导出的拉比频率的单量子位振荡的解析表达式，并优化的机制或参数，以显示振荡$250\,{\rm MHz}$。
2019-06-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Detection of the anomalous velocity with sub-picosecond time resolution in semiconductor nanostructures
我们报告的时间分辨探测的异常速度，构成载流子移动垂直于电驱动场，在未掺杂的GaAs量子阱。为此，我们用圆偏振飞秒激光脉冲光学激发量子阱，从而产生一种打破时间反演对称性的状态。然后，我们采用一个准单周期太赫兹脉冲作为电驱动场诱导反常速度。从异常速度发射的电磁辐射的研究与亚皮秒的时间分辨率，揭示了有趣的结果。我们能够区分内在的（链接到Berry曲率）和外在的（链接到散射）的贡献都起源于价带的异常速度和观察当地的能量空间依赖的异常速度。因此，我们的研究结果构成了一个重要的一步，非侵入性探测的异常速度本地在全能量/动量空间，使许多流行的物理效应，如异常霍尔效应和自旋霍尔效应超快时间尺度上的调查。
2015-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Electronic Structure and Optical Properties of the Lonsdaleite Phase of Si, Ge and diamond
晶体半导体可以以不同的多型相存在，具有显著不同的电子和光学性质。本文计算了金刚石、硅和锗在六方金刚石相中的电子结构和光学性质。我们使用的是基于可转移模型势的经验赝势方法，包括自旋-轨道相互作用。我们得到的能带结构，态密度和复介电函数计算的偶极子近似光偏振垂直和平行于晶体的c轴。我们发现强偏振相关的光学各向异性。给出了色散关系的简单解析表达式。我们发现，在lonsdaleite相，金刚石和Si仍然是间接带隙半导体，而Ge被转化为直接带隙半导体具有显着较小的带隙。
2012-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
