Theory of photo-injection of hot plasmonic carriers in metal-semiconductor nanostructures
我们从理论上研究了等离子体载流子从光激发的金属晶体注入到半导体接触或附着分子的影响。大尺寸和小尺寸金属纳米晶中光激发热载流子的分布有很大的不同。在大的纳米晶体中，大多数载流子具有非常小的能量，并且热载流子分布类似于体中的等离子体波的情况。在小于20 nm的纳米晶体中，载流子分布扩展到更大的能量，并占据整个区域E_{F} <E<Ω。上述行为的物理原因是量子力学中的动量不守恒。由于上述性质，小尺寸的纳米晶体最适合于设计基于等离子体电子和空穴注入的光电和光合器件。该问题的中心参数是Δ N =omega/ q_{L} * v_{F}，其中q_{L}是动量传递，v_{F}是费米速度。在金纳米晶体中，当Δ N <7时，高能热电子产生是有效的。对于较大的参数Δ N，高能电子的数量大大减少。另一个重要因素是激发光的偏振。为了有效地激发具有高能量的载流子，电场极化矢量应该垂直于具有小宽度~ 10-20 nm的棱柱状纳米天线（板或片）。我们还显示了我们的理论之间的关系注入等离子体纳米晶体和Fowler理论注入从散装金属。除了棱柱几何（或片晶几何），我们还考虑立方体。研究结果可用于设计纯固态光电子器件和光催化及太阳能转换系统。
2013-09-19 cond-mat.mes-hall
Controlling the efficiency of spin injection into graphene by carrier drift
从铁磁金属到石墨烯的电自旋注入受到两种材料之间的阻抗失配的阻碍。这个问题可以通过在界面处引入薄的隧道势垒来减少。我们在钴/氧化铝/石墨烯结构中进行了室温非局域自旋阀测量，注入效率高达25%，其中通过氧化物中相对透明的针孔实现电接触。通过在注入器电极上施加DC电流偏置，该值进一步提高到43%，这导致载流子漂移远离接触。反向偏置将AC自旋阀信号减小到零或负值。我们引入了一个模型，定量预测在这种情况下，在石墨烯中的自旋积累的行为，显示出良好的协议与我们的测量。
2008-11-18 cond-mat.mes-hall
Interplay of structural design and interaction processes in tunnel-injection semiconductor lasers
与传统激光器设计相比，隧道注入激光器具有各种优点。在本文中，我们提出了一个理论分析的物理隧道注入过程中的量子点为基础的激光器件。我们描述的载流子动力学的状态之间的散射的耦合系统，包括注入器量子阱，隧道势垒，和量子点。我们的分析展示了当前基于量子点的激光器如何从隧道注入设计中受益。我们发现，通常假设的LO声子共振条件的水平排列只有微弱的影响注入到量子点状态的载流子的速率。另一方面，我们的研究表明，量子点和量子阱态的能量对准修改的注入效率，因为它控制的杂交强度。我们的描述隧穿包括声子介导和库仑散射的贡献，是基于材料现实的电子结构计算。
2018-10-30 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Acoustically regulated carrier injection into a single optically active quantum dot
本文研究了用射频声表面波调节载流子注入单个InGaAs/GaAs量子点的情况。我们发现，在声学周期的程序的发射强度和时间的中性$(X^0)$和带负电荷的$(X^-)$激子的激光激发的时间。我们确定了基本的，两个少粒子状态的特征形成途径在时域实验中，并表明这两个激子物种可以形成与光泵或在以后的时间通过注入单电子和空穴“冲浪”声波。所有的实验观察是在良好的协议与计算的电子和空穴的轨迹在平面上的二维润湿层，这是动态调制的声致压电电位。两者合计，我们的研究结果提供了洞察的开始声电传输的电子和空穴和它们的转换到光域后，调节注入到一个单一的量子点发射器。
2013-06-25 cond-mat.mes-hall
Control of high-harmonic generation by tuning the electronic structure and carrier injection
高次谐波产生是指产生多个光学谐波，是一种超越微扰区的非线性光学现象。最初在气体介质中观察到的HHG最近已在固态材料中得到证实。如何控制极端非线性光学现象是一个具有挑战性的课题。与原子气体相比，固态材料在控制电子结构和载流子注入方面具有优势。在这里，我们展示了通过调整电子结构和载流子注入使用单壁碳纳米管（SWCNT）的HHG的控制。我们揭示了一系列的电子结构从金属到半导体的单壁碳纳米管的高次谐波光谱的系统变化。我们证明了通过电解质门控调谐电子和空穴注入到半导体单壁碳纳米管中，谐波产生的增强或减少超过一个数量级。这些结果开辟了一种方法来控制HHG内的场效应晶体管器件的概念。
2020-04-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Carrier Injection and Scattering in Atomically Thin Chalcogenides
原子薄的二维硫族化合物，如MoS 2单层是结构上理想的通道材料，用于最终的原子电子学。然而，在这些半导体材料中显示出电性能的严重厚度依赖性，并且器件性能通常劣化，同时与相应的块体相比表现出低载流子迁移率，这构成了在电子学中应用的主要障碍。在这篇简短的评论中，我们总结了我们最近的工作电极/通道接触和载流子散射机制，以解决这种不利的厚度依赖性的起源。此外，由于量子限制引起的带隙扩展，在薄沟道中的电极/沟道接触区域处的肖特基势垒高度增加，这阻碍了载流子注入并降低了器件性能。由于界面杂质和沟道载流子之间的相互作用距离减小，内部薄沟道往往会受到增强的库仑杂质散射的影响。这两个因素是负责的不利依赖的载流子迁移率的沟道厚度在二维半导体。
2015-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Effects of Interfacial Recombination and Injection Barrier on the Electrical Characteristics of Perovskite Solar Cells
钙钛矿太阳能电池（PSCs）中的载流子复合对电池的开路电压、短路电流、填充因子以及最终的功率转换效率等电性能有着深刻的影响。本文采用漂移扩散模型，从理论上研究了注入势垒、复合通道、载流子输运层掺杂特性和光强对PSC性能的影响。结果表明，由于钙钛矿和载流子传输层界面处的注入势垒，累积的载流子改变了整个PSC的电场分布。因此，在特定的外加电压下产生零电场，大大增加了界面复合，导致电流密度-电压（J-V）曲线的局部扭结。这一工作为有针对性地降低注入势垒和界面复合提供了一种提高PSC效率的有效策略。
2018-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Surface acoustic wave mediated carrier injection into individual quantum post nano emitters
利用声表面波诱导的声-电荷传输来解离光生激子。在宏观距离上，电子和空穴都被注入\emph{sequentially}到远程定位的、隔离的和高质量的量子发射器（自组装量子柱）中。发现该过程是高效的，并且当与在量子柱的位置处的直接光泵浦相比时，在高声功率下表现出改进的稳定性。这些特性分别归因于其中发生电荷传输的宽矩阵量子阱和可用于远程配置中的注入的较大数目的载流子。当SAW的传播方向和量子柱的位置反转时，这种泵浦量子柱的发射由中性激子的复合主导并且完全定向。
2012-05-19 cond-mat.mes-hall
Engineering of selective carrier injection in patterned arrays of single-quantum-dot entangled photon light-emitting diodes
开发量子技术的可扩展性和铸造兼容性（例如在传统的基于硅的集成计算机处理器中）是当前研究面临的特殊挑战。在这里，我们介绍了一种量子光子技术，有可能实现大规模制造的电驱动源的偏振纠缠光子，具有潜在的编码量子信息的基于光子晶体的，现场控制的，可扩展的阵列。源的设计是基于沿着晶体学方向（111）B在微米尺寸的金字塔形凹槽中生长的量子点，理论上确保量子点的高度对称性-实际明亮纠缠光子发射的条件。在这些非平面结构中的选择性电注入方案允许获得高密度的发光二极管，其中一些产生纠缠光子对也违反贝尔不等式。与半导体制造技术的兼容性、良好的再现性和位置控制使得这些器件成为用于量子信息处理的集成光子电路的有吸引力的候选者。
2017-07-19 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Direct observation of dynamic surface acoustic wave controlled carrier injection into single quantum posts using phase-resolved optical spectroscopy
基于声表面波对皮秒激光脉冲的主动锁相，提出了一种多功能频闪技术，用于动态声电效应的监测。采用时间积分多通道探测方法，研究了不同频率的声表面波对量子阱发射的调制。对于量子职位，我们解决了动态控制的中性和带电激子的产生和优先注入到本地化的纳米结构内的状态的空穴。
2010-11-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Surface acoustic wave controlled carrier injection into self-assembled quantum dots and quantum posts
报道了利用射频声表面波（SAW）对自组装量子点和量子柱进行声电控制的最新进展。我们表明，这些光学活性纳米结构的占据状态可以通过SAW诱导的光生激子的解离和由此产生的顺序双极载流子注入，这强烈有利于形成中性激子的量子岗位相比，传统的量子点控制。我们展示了高保真度制备的中性双激子，这使得这种方法适用于确定性纠缠光子对的产生。声表面波驱动的声电荷传输被发现是非常有效的宽量子阱周围的量子柱。最后，我们提出了直接观察的声学触发载流子注入到远程定位，个人量子职位，这是所需的低抖动SAW触发单光子源。
2011-10-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Contact Dependence of Carrier Injection in Carbon Nanotubes: An Ab Initio Study
我们结合从头算密度泛函理论与运输计算提供了一个微观的基础区分良好和不良的金属接触纳米管。比较Ti和Pd作为不同的接触金属的例子，我们追溯到Pd的金属纳米管杂化的性质所观察到的优越性。基于大规模的Landauer输运计算，我们建议，“最佳”的金属纳米管的接触结合了一个弱的杂交与金属和纳米管之间的大接触长度。
2006-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge carrier injection electroluminescence with CO functionalized tips on single molecular emitters
利用低温扫描探针显微镜，结合隧道电流、原子力和光探测能力，研究了Ag（111）和Au（111）表面NaCl单分子发光体的电致发光。利用金属和钴-金属针尖研究了酞菁锌（ZnPc）的光子图中针尖态的作用。CO-官能化被发现有一个显着的影响，由于局部重叠的p-轨道上的尖端与发射器的分子轨道的光子地图的分辨率和对比度。证明了使用相同的CO功能化针尖的尖端增强的光子探测和高分辨率的原子力的可能性。我们研究了在足够高的偏压下，载流子注入引起的酞菁锌的电致发光。我们认为ZnPc前线轨道与Au（111）和Ag（111）费米能级的不同能级排列分别控制了电子和空穴从尖端注入分子的主要激发机制。这些发现提出了尖端状态在光子图中的重要性，并有助于更好地理解有机分子在表面上的光物理。
2019-09-24 cond-mat.mes-hall
Light-induced injection of hot carriers from gold nanoparticles to carbon wire bundles
本研究观察到金纳米颗粒间碳链阵列在激光照射下隧穿电流增强，源于表面等离激元衰变产生的热载流子注入，可用于单光子发射和光伏应用。
2023-05-12 cond-mat.mes-hall
Quantum Transport in Two-Dimensional WS$_2$ with High-Efficiency Carrier Injection Through Indium Alloy Contacts
二维过渡金属二硫属化合物（TMDCs）具有光电子和量子化学等方面的重要应用。器件的关键元件是金属-半导体界面。然而，高接触电阻阻碍了进展。量子输运研究很少，因为低质量的接触在低温下很难处理。在这里，依赖于温度的转移长度测量进行化学气相沉积生长的单层和双层WS $_2$设备与铟合金接触。该器件具有低接触电阻和肖特基势垒高度（\sim 10 k $Ω$ \si{\micro\metre}在3 K和1.7毫电子伏）。有效的载流子注入能够实现高载流子迁移率（$\sim$ 190 cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$）和共振隧穿的观察。密度泛函理论计算提供了深入了解量子输运和性能的WS $_2$铟接口。我们的研究结果揭示了使用铟合金触点的高性能WS $_2$器件的显著进步。
2021-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Injection-Limited and Space-Charge-Limited Conduction in Wide Bandgap Semiconductors with Velocity Saturation Effect
针对宽禁带半导体高电场下的速度饱和效应，提出包含场致注入、空间电荷与速度饱和的广义载流子输运模型，揭示了速度饱和SCLC主导亚微米GaN和SiC二极管高压输运的核心机制。
2023-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Spin injection and detection by resonant tunneling structure
本文提出了非中心对称半导体化合物共振隧穿二极管（RTD）中自旋相关电子传输的理论。已经表明RTD可以用于自旋极化载流子的注入和检测：（i）界面平面中的电流流动导致传输载流子的自旋极化，（ii）自旋极化载流子通过RTD的传输伴随着面内电流的产生。这种效应的微观根源是自旋-轨道耦合引起的共振能级分裂。
2004-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impact of charge carrier injection on single-chain photophysics of conjugated polymers
共轭聚合物材料中的电荷对电子物理有很大的影响，在理解器件特性时必须考虑它们与初级激发态物种的相互作用。在这里，我们采用单分子光谱学解开几个光致发光（PL）观测电荷的影响。电荷通过光化学过程随机注入，或者在空穴注入夹层器件配置中确定性地注入。我们发现，电荷注入后，除了PL发射的蓝移和PL寿命的缩短，由于最低能量的发色团的猝灭和阻塞，非经典的光子到达时间分布的多发色团链被修改朝向一个更经典的分布。令人惊讶的是，光子反聚束的保真度在充电时会恶化，而人们实际上期望发色团的数量会减少。一个定性的模型来解释所观察到的PL变化。这些结果对于从微观上理解器件中的本征电荷-激子猝灭相互作用是有意义的。
2016-06-29 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Theoretical analysis of injection driven thermal light emitters based on graphene encapsulated by hexagonal boron nitride
我们开发了基于垂直异质氮化硼层/石墨烯层/异质氮化硼层（hBNL/GL/hBNL）异质结构的注入（电）驱动热发光器（IDLE）的器件模型，并分析了它们的动态响应。IDLE的操作与GL中产生的热二维电子-空穴等离子体（2DEHP）的光发射相关，该热二维电子-空穴等离子体（2DEHP）是通过侧接触的横向注入和通过hBNL的垂直注入（组合注入）加热2DEHP而产生的。注入电流随时间的变化会导致GL中载流子的有效温度和密度发生变化，从而导致输出光的调制。我们确定的机制，限制空闲效率和最大光调制频率。与标准白炽灯相比，具有有效散热的IDLE的载流子温度和晶格温度之间的大的差异使得在大约几十GHz的调制频率下能够实现相当大的调制深度。我们比较了IDLE与所考虑的组合注入和IDLE使用横向电流的载流子焦耳加热。所得结果可用于IDLE优化。
2020-10-10 cond-mat.mes-hall
Recent progress towards acoustically mediated carrier injection into individual nanostructures for single photon generation
我们报道了基于量子点和量子柱纳米结构的单光子源的最新进展，这些纳米结构是用表面声波操纵的。对于这个概念，量子阱中的声电荷传输用于在空间上分离电子和空穴对并在量子阱的平面中传输这些电子和空穴对。当被传送到量子点或量子柱的位置时，这些载流子被顺序地捕获到受限能级中。它们的辐射衰变引起单光子训练的发射。三种不同的方法使用（i）应变诱导和（ii）自组装量子点，和（iii）自组装量子桩进行了讨论，并讨论了它们的应用潜力。第一个设备和初步的实验实现这样的声学驱动的单光子源和远程声学触发注入到几个单独的发射器进行了演示。
2010-11-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nature of carrier injection in metal/2D semiconductor interface and its implications to the limits of contact resistance
过渡金属二硫属化合物（TMDC）单层膜具有优异的电学和光学性质。然而，这些二维（2D）器件的性能往往受到金属接触界面提供的大电阻的限制。到目前为止，从金属到2D TMDC层的载流子注入机制仍然不清楚，肖特基势垒高度（SBH）和接触电阻（Rc）的报道差异很大，特别是在单层极限下。在本工作中，我们采用理论和实验相结合的方法，在Au和Ni接触的单层MoS_2器件中得出以下结论：（i）载流子通过两个势垒的级联注入源极接触-势垒高度由金属和TMDC层之间的相互作用程度决定;（ii）由于注入势垒的多维性，传统的Richardson方程变得无效，利用Bardeen-Tersoff理论，我们导出了描述这种复合势垒的Richardson方程的适当形式;（iii）我们提出了一种新的传输长度法（TLM）的SBH提取方法，可靠地提取SBH通过消除任何混杂效应的温度依赖性的沟道电阻变化;（iv）我们推导出的兰道极限的接触电阻在这样的设备中实现。将极限与实验获得的接触电阻进行比较，发现技术改进的空间很大。
2017-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin injection and electric field effect in degenerate semiconductors
我们分析了半导体中的自旋输运的制度，其特征在于$T\stackrel{<}{\sim}T_F$（中间到简并），其中$T_F$是费米温度。这样的制度是非常重要的，因为它包括轻杂质半导体结构中使用的大多数实验中，我们证明，在同一时间，它对应于该制度中，载流子-载流子相互作用承担相关的角色。从包含多体关联效应的漂移扩散方程出发，详细计算了各种异质结构的自旋注入特性，并分析了载流子密度变化、外加电场和库仑相互作用的综合效应.我们表明存在的退化制度，特有的半导体，强烈不同，自旋输运而言，从金属的退化制度。
2004-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The Influence of V-Defects, Leakage, and Random Alloy Fluctuations on the Carrier Transport in Red InGaN MQW LEDs
本研究通过建模分析红光InGaN MQW LED，发现V型缺陷和随机合金波动未能有效降低正向电压，而位错诱导尾态导致的漏电流对开启电压前后的载流子输运起关键作用，虽能降低正向电压但会增强非辐射复合。
2025-07-15 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Carrier Injection and Manipulation of Charge-Density Wave in Kagome Superconductor CsV3Sb5
Kagome金属AV_3Sb_5（A = K，Rb，Cs）具有独特的超导基态和电荷密度波（CDW）共存的特性，但由于缺乏有效的载流子掺杂方法，载流子掺杂对这些特性的影响尚未得到研究。在这里，我们报告成功的电子掺杂CsV 3Sb 5的Cs剂量，可视化的角度分辨光电子能谱。我们发现，电子掺杂与Cs剂量进行轨道选择性的方式，其特征在于由一个显着增加的电子填充的Sb 5 pz和V 3dxz/yz带，而不是相对不敏感的性质的V 3dxy/x2-y2带。通过对M点附近CDW带隙温度的监测，发现Cs注入可以完全杀死CDW，同时保持鞍点V3 dxy/x2-y2特征几乎钉扎在费米能级上.本研究结果表明，多轨道效应的CDW的发生的关键作用，并提供了一个重要的一步，操纵的CDW和超导电性在AV 3Sb 5。
2022-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Negative terahertz conductivity at vertical carrier injection in a black-Arsenic-Phosphorus-Graphene heterostructure integrated with a light-emitting diode
我们提出并分析了异质结构，包括黑砷磷层（b-As $_{1-x}$ P $_x$ L）和石墨烯层（GL）集成与发光二极管（LED）。集成的b-As $_{1-x}$ P $_x$ L-GL-LED异质结构可以作为太赫兹（THz）激光器的有源部分，使用GL中的带间辐射跃迁。所提出的概念的可行性通过b-As $_{1-x}$ P $_x$ L中相对窄的能隙和与GL的适当能带对准的组合来实现。所讨论的器件的操作与由b-As $_{1-x}$ P $_x$ L中的LED发射的近红外辐射产生电子-空穴对、该层中的光生电子和空穴的冷却以及它们注入GL中相关联。由于b-As $_{1-x}$ PL的最小能隙能隙小于GL中光学声子的能量，因此注入GL可以导致GL中二维电子-空穴等离子体（2D-EHP）的相对弱的加热。在略低于室温的温度下，注入可以冷却2D-EHP。这有利于GL的带间布居数反转，增强其在THz范围内的负动态电导率，以及实现支持新型THz辐射源的光学和等离子体激元模式激光。
2019-01-30 cond-mat.mes-hall
Spin injection and detection in lanthanum- and niobium-doped SrTiO3 using the Hanle technique
半导体中自旋极化载流子的注入和探测是研究新型自旋电子器件的重要课题。在这里，我们报告的电注入和检测自旋极化载流子到铌掺杂钛酸锶（STO）单晶和La掺杂STO外延薄膜使用MgO隧道势垒和三端Hanle技术。自旋寿命高达~100 ps的测量在室温下和变化不大，因为温度降低到低温。然而，STO的迁移率具有很强的温度依赖性。这种行为和自旋寿命的载流子掺杂依赖性表明，自旋寿命是有限的自旋相关的散射在MgO/STO界面，可能与掺杂诱导的Ti 3+的形成。我们的研究结果揭示了一个严重的局限性的三端Hanle技术测量自旋寿命内的主题材料的内部。
2013-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On the carrier transport and radiative recombination mechanisms in tunneling injection quantum dot lasers
报道了1550 nm隧道注入量子点（TI QD）激光二极管的温度依赖的电流-电压（I-V-T）和输出光功率-电压或电流（P-V- T）或（P-I- T）特性。实验数据伴随着物理模型，区分不同的电流流动和不同的施加电压和温度范围的光发射机制。三个指数制度的I-V特性被确定为低偏置水平，没有光辐射发生。在最低的偏压水平下，基于经典的Shockley-Reid-Hall理论的扩散复合机制占主导地位。其次是，在低和接近室温下，由弱隧穿和生成复合的组合，分别。在第三指数区域中，对于所有温度，载流子输运由强隧穿决定，其特征在于I-V曲线的温度无关斜率和可变的理想因子。将I-V结果与其中不存在第一和第三类型的电流流动机制的常规QD激光器进行了比较，这清楚地表明了TI层所起的关键作用。在指数后电压范围内，当二极管处于高注入状态时，两种类型的二极管的特性是相同的。在阈值电流处的典型行为（其中输出功率快速增加）在I-V特性中具有明显的特征。最后，建立了光输出功率与外加电压、电流以及参与辐射复合的载流子浓度之间的解析定量关系。
2021-08-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Enhanced intrinsic voltage gain in artificially stacked bilayer CVD graphene field effect transistors
我们报告了由大面积化学气相沉积（CVD）石墨烯制成的双栅人工堆叠双层石墨烯场效应晶体管（BiGFET）中的电子输运。该器件显示出增强的电流饱和趋势，这导致降低的最小输出电导值。当与单层石墨烯FET相比时，这导致器件的改善的固有电压增益。我们采用了一个基于物理的紧凑模型，最初开发的Bernal堆叠双层石墨烯场效应管（BSBGFET），以探索所观察到的现象。电流饱和度的改善可归因于沟道中载流子密度的增加，并因此归因于载流子-载流子散射的饱和速度的降低。
2022-12-04 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Electron and Hole Injection via Charge Transfer at the Topological-Insulator $Bi_{2-x}Sb_xTe_{3-y}Se_y$/Organic-Molecule Interface
作为一种控制拓扑绝缘体（TI’s）载流子输运的方法，描述了通过使用有机分子的表面改性来灵活调节三维TI’s的表面态（SS’s）上的载流子数。本研究提出的TI的载流子调谐及其类型转换的原理是基于空穴或电子在TI/有机分子界面的电荷转移。采用2，3，5，6-四氟-7，7，8，8-四氰基对苯二酚二甲烷（F_4-TCNQ）作为电子受体或四氰基对苯二酚二甲烷（TCNQ）作为电子供体制备了n-和p-Bi_（2-x）Sb_xTe_（3-y）Sey（BSTS）单晶，成功地实现了载流子从n到p的转换，并证明了这种转换的反向模式取决于分子的电子亲合势.本方法提供了一种非破坏性的和有效的方法，在TI的载流子密度的局部调谐，并在未来的应用是有用的。
2014-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Comparative analysis of resonant phonon THz quantum cascade lasers
本文采用系综蒙特卡罗模拟，对一组基于光子-光学声子散射的GaAs基THz量子级联激光器进行了比较分析，包括载流子-载流子散射和载流子-声子散射。模拟表明，寄生注入到低于上激光能级的状态限制了注入效率，从而限制了激光阈值处的器件性能。确定了发挥重要作用的其他有害影响。模拟结果与实验结果吻合较好。
2011-03-14 cond-mat.mes-hall
Hot-Carrier Cooling in High-Quality Graphene is Intrinsically Limited by Optical Phonons
许多有前途的光电子器件，如宽带光电探测器、非线性频率转换器和用于数据通信系统的构建块，都利用石墨烯中的光激发载流子。对于这些系统，它是必不可少的理解，并最终控制，光致热载流子分布的冷却动力学。然而，仍然有一个积极的辩论不同的机制，有助于热载体冷却。特别是，最终限制冷却动力学的内在冷却机制仍然是一个悬而未决的问题。在这里，我们通过研究两个技术相关的系统来解决这个问题，这两个系统由迁移率> 10，000 cm $^2$高质量石墨烯和不能有效吸收石墨烯电子热的环境组成：WSe $^{-1}$封装的石墨烯和悬浮的石墨烯。我们在室温下使用超快泵浦-探测光谱研究了这两种高质量石墨烯系统的冷却动力学。在这些系统中，通过无序辅助的声学声子散射和向环境的面外热传递进行冷却的效率相对较低，预计冷却时间为数十皮秒。然而，我们观察到更快的冷却，在几皮秒的时间尺度上。我们把这归因于一种内在的冷却机制，在热载流子分布中具有足够动能的载流子发射光学声子。在声子发射期间，电子系统不断地再热化，重新产生具有足够能量的载流子以发射光学声子。我们开发了一个分析模型，解释了所观察到的动态，冷却最终受到限制的光-声声子耦合。这些对石墨烯中热载流子本征冷却机制的基本认识将对石墨烯基光电子器件的发展起到关键的指导作用。
2021-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Schottky barrier and attenuation length for hot hole injection in non-epitaxial Au on p-type GaAs
弹道电子发射显微镜（BEEM）进行，以获得纳米级的电流与p型GaAs上的非外延金的偏压特性，以准确地测量局部肖特基势垒高度。空穴注入BEEM数据从不同金属膜厚度的数千个光谱中平均，然后用于确定作为尖端偏压的函数的高能载流子的衰减长度。我们报告的显着增加，在肖特基势垒附近的偏置衰减长度，肖特基二极管中的相干BEEM电流的存在提供了证据。这些结果提供了额外的证据，对随机化的电荷载流子的动量在金属半导体界面。
2015-02-03 cond-mat.mes-hall
Hot carriers in an intrinsic graphene
考虑到带内能量弛豫由于声学声子散射和带间产生复合跃迁由于热辐射下的直流电场下的本征石墨烯中的载流子的加热。非平衡载流子的分布得到的情况下，当载流子间散射是不必要的，当载流子-载流子库仑散射有效地建立准平衡分布与温度和载流子的密度是由平衡方程确定。由于弱的能量弛豫和产生-复合过程之间的相互作用，发生非常低的非线性响应阈值。计算了弹性散射引起的动量弛豫情况下的非线性电流-电压特性。获得的电流-电压特性显示低阈值的非线性行为和外观的第二欧姆区，为强场。
2009-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High Intrinsic Mobility and Ultrafast Carrier Dynamics in Multilayer Metal Dichalcogenide MoS2
在金属二硫属化物中载流子迁移率的最终限制，以及与载流子弛豫相关的动力学，尚不清楚。我们提出了测量的多层dichalcogenide二硫化钼的频率依赖性的电导率的光泵太赫兹探测光谱。我们发现这种材料在低温下的迁移率接近4200 cm 2/Vs。散射的温度依赖性表明，迁移率，一个数量级大于以前报道的二硫化钼，是固有的限制在太赫兹频率的声学声子散射。我们的测量载流子弛豫揭示皮秒冷却时间，然后再复合持续数十纳秒，并占主导地位的俄歇散射到缺陷。我们的研究结果提供了一个有用的背景下，了解和评估的二硫化钼为基础的电子和光电子器件的性能。
2014-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Contactless Probing of the Intrinsic Carrier Transport in Single-Walled Carbon Nanotubes
本征载流子输运性质的单壁碳纳米管探测由两个平行的方法在同一个单独的管：非接触介电力显微镜（DFM）技术和传统的场效应晶体管（FET）的方法。单壁碳纳米管的介电响应与相应场效应管的电子输运密切相关。DFM中的DC偏置电压起着类似于FET中的栅极电压的作用。建立了基于一般连续性方程和数值模拟的微观模型，以揭示DFM实验中载流子浓度和迁移率等本征性质与宏观可观察到的介电响应之间的联系。在纳米管中的局部输运势垒，影响器件的输运行为，也检测到纳米尺度的分辨率。
2014-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transient response under ultrafast interband excitation of an intrinsic graphene
从理论上研究了本征石墨烯在超快激发下由无碰撞带间跃迁引起的载流子瞬态演化。分析了准弹性声子散射引起的能量弛豫和热辐射引起的带间产生-复合跃迁。载流子的分布得到的极限情况下，当载流子-载流子散射可以忽略不计，当载流子间散射施加准平衡分布。瞬态光学响应（差分反射率和transmittance）的探测辐射和瞬态光电导（响应弱直流电场）似乎是强烈依赖于载流子的弛豫和复合动力学。
2009-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Injection statistics simulator for dynamic analysis of noise in mesoscopic devices
我们提出了一个电子从热库注入的模型，适用于一维介观导体的粒子模拟。从非简并到完全简并的条件下，注入载流子的统计是正确的描述。该模型是通过比较蒙特卡罗模拟与现有的分析结果的情况下弹道导体进行验证。一个很好的协议被发现的平均值和噪声特性，特别是，电导和热导的基本单位是完全再现。
1999-10-08 cond-mat.mes-hall
Thermal-radiation-induced nonequilibrium carriers in an intrinsic graphene
我们研究了一个与声子恒温器相连的本征石墨烯，在温度为T的热光子照射下，温度为T_r，而不是T。得到了低浓度和高浓度载流子情况下非平衡电子空穴对的分布。对于粒子间散射是不必要的情况下，分布函数是由带内弛豫的能量，由于声学声子和带间的热辐射引起的辐射跃迁的相互作用。当库仑散射占主导地位，然后准平衡分布的有效温度和非平衡浓度，通过平衡方程确定，实现。由于热辐射与温度的影响，石墨烯中载流子的$T_r\neq T$浓度和电导率发生了本质上的改变。结果表明，在$T_r>T$的负带间吸收，所造成的载流子分布的反转，可以发生，即石墨烯可以是不稳定的热辐射下。
2008-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multilayer graphene shows intrinsic resistance peaks in the carrier density dependence
自从石墨烯出现以来，人们已经进行了各种研究来阐明其基础物理学，或探索其实际应用。栅极可调电阻是石墨烯最重要的特性之一，并且已经在1-3层石墨烯中进行了大量研究，以控制带隙以获得大的开-关比。另一方面，具有多于三层的多层石墨烯的输运性质不太清楚。在这里，我们展示了多层石墨烯的一个新方面。我们发现四层石墨烯在零磁场下电阻随栅压的变化呈现出本征峰结构。在磁场中的量子振荡测量证实，峰起源于石墨烯的特定能带结构，并且出现在导带和价带底部的载流子密度处。本征峰结构通常应在AB堆叠的多层石墨烯中观察到。这些结果对于理解石墨烯的物理性质和制作石墨烯FET器件具有重要意义。
2018-09-27 cond-mat.mes-hall
Dynamical evolution of the Schottky barrier as a determinant contribution to electron-hole pair stabilization and photocatalysis of plasmon-induced hot carriers
利用等离子体激元诱导的热载流子有望为清洁能源和化学催化的发展开辟新的途径。在热化和复合之前提取载流子对于获得有吸引力的转换产率是至关重要的。本文用电子动力学和电子-离子动力学方法研究了Au-TiO $_{2}$体系的热载流子注入。我们的结果表明，纯电子特性（不考虑多体相互作用或耗散到环境中）有助于电子-空穴分离的稳定性。这些结果揭示了存在的动态贡献的界面势垒（肖特基势垒），出现在电荷注入的步伐，阻碍电子的反向转移。此外，我们表明，这种电荷分离稳定提供了所需的时间，用于电荷泄漏到置于TiO $_{2}$表面的帽分子触发相干键振荡，这将导致光催化解离。我们希望我们的研究结果将增加新的视角来解释已经检测到的长寿命的热载流子寿命，它们的催化作用，并伴随着它们的技术应用。
2022-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant Intrinsic Carrier Mobilities in Graphene and Its Bilayer
我们研究了石墨烯及其双层中电子输运的温度依赖性，发现极低的电子-声子散射率，这对室温下可能的载流子迁移率设置了基本限制。我们的测量表明，迁移率显着高于200，000 cm 2/Vs是可以实现的，如果外在的障碍被消除。在大约200 K以上观察到的电阻率的急剧（阈值状）增加是出乎意料的，但是可以在波纹石墨烯片的模型内定性地理解，其中散射发生在波纹内弯曲声子上。
2008-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonequilibrium carriers in an intrinsic graphene under interband photoexcitation
我们研究了非平衡载流子（电子和空穴）在本征石墨烯在低温下的远红外和中红外（IR）辐射在很宽的范围内的强度。载流子的能量分布计算使用准经典动力学方程，该方程考虑了由于声学声子和与热辐射和入射辐射的载流子光激发相关的辐射产生-复合过程的能量弛豫。结果表明，非平衡态分布是由声子的弱能量弛豫和产生-复合过程的相互作用以及泵浦饱和效应共同决定的。由于饱和效应，载流子分布函数可以在升高的强度下在泵浦区域周围呈现平台。如图所示，在足够强的中红外泵浦下，粒子数反转可以在泵浦能量以下发生。石墨烯直流电导率作为泵浦强度的函数表现出明显的非线性，在相当低的强度下具有次线性区域，在强泵浦下具有饱和。然而，在很宽的范围内的泵浦强度的增加只会导致载流子浓度，特别是直流电导率的适度增加。石墨烯在中红外辐射下的电导率对载流子动量弛豫机制表现出很强的敏感性。
2008-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hot Carrier-Assisted Intrinsic Photoresponse in Graphene
石墨烯是一种在光电子学、光子学和能量收集应用中显示出高前景的新材料。然而，光电响应的基本物理机制尚未建立。在这里，我们报告了高质量的双栅单层和双层石墨烯pn结器件的本征光电响应。在p-n界面的局部激光激发导致作为底栅和顶栅电压的函数的引人注目的六倍光电压图案。这些图案，连同测量的空间和密度依赖性的光响应，提供了强有力的证据，非本地的热载流子传输，而不是光伏效应，占主导地位的内在的光响应在石墨烯。这种新颖的制度，其特点是长寿命和空间分布的热载流子人口，可能会打开大门的光电技术利用有效的能量传输在纳米级。
2011-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Maximizing the spin-orbit torque efficiency of Pt/Ti multilayers by optimization of the tradeoff between the intrinsic spin Hall conductivity and carrier lifetime
我们报告了一个全面的研究最大化的自旋霍尔比（θSH）在Pt薄膜中的插入亚单层层的Ti，以减少载流子寿命，同时尽量减少并发减少自旋霍尔电导率。我们建立的固有自旋霍尔电导率的Pt，而强大的应变和这些插入所造成的晶体顺序的中度中断，开始迅速下降，在高电阻率水平，因为载流子寿命缩短。在本征自旋霍尔电导率和载流子寿命之间的不可避免的权衡为异质材料设定了θSH >=0.8的实际上限，其中结晶Pt组分是自旋霍尔效应的来源，并且电阻率通过缩短载流子寿命而增加。这项工作还建立了一种非常有前途的自旋霍尔金属[Pt 0.75 nm/Ti 0.2 nm]7/Pt 0.75 nm，用于节能，高耐久性的自旋轨道扭矩技术（例如，存储器、振荡器和逻辑电路），这是由于其结合了0.8的巨大θSH（或相当于0.35的每单位电流密度的阻尼式自旋扭矩效率）、相对较低的电阻率（90 uOhm cm）和对实际技术集成的高度适用性。
2019-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic and extrinsic effects on intraband optical conductivity of hot carriers in photoexcited graphene
基于半经典玻尔兹曼输运方程（BTE），对光激发石墨烯中准平衡态热载流子的带内光学电导进行了数值研究，旨在了解石墨烯-衬底界面处带电杂质引起的本征光学声子和非本征库仑散射的影响.而不是使用完整的BTE解决方案，我们采用迭代解决方案的BTE和全面的模型的时间演变的热载流子温度和热光学声子职业，以减少计算成本。未掺杂的石墨烯由于热激发载流子的增加和带电杂质散射的减少而表现出大的正光电导。具有高浓度带电杂质的未掺杂石墨烯中的光电导的频率依赖性显著偏离在简单Drude模型中观察到的那些，这可以归因于在热载流子冷却过程中的太赫兹（THz）探测期间随时间变化的带电杂质散射。重掺杂的石墨烯表现出类似于Drude模型的小的负光电导性。在这种情况下，带电杂质散射基本上被抑制的载流子屏蔽效应，和温度依赖性的德鲁德重量和光学声子散射支配的负光电导。在轻掺杂的石墨烯中，负和正光电导的出现取决于频率，并且从负光电导到正光电导的交叉从增加带电杂质浓度出现。这表明主要的散射机制从光学声子到带电杂质的变化。我们的方法提供了一个定量的了解非德鲁德行为和时间演变的光电导石墨烯。
2021-01-15 cond-mat.mes-hall
Transition from Optically Excited to Intrinsic Spin Polarization in WSe$_2$
层状二维范德华材料，如过渡金属二硫属化物，在纳米自旋电子学和光电学应用中具有广阔的前景。利用它们的全部潜力需要理解光激发自旋和载流子的内在输运和动力学-特别是激发自旋极化和导带内在自旋织构之间的过渡。在这里，我们调查的自旋极化的散装WSe $_2$的导带使用静态和时间分辨的自旋分辨光电子能谱，辅以光电流计算。电子掺杂揭示了内在的自旋极化，而时间分辨测量跟踪激发自旋载流子的演变。我们发现谷间散射是自旋守恒的，自旋输运最初由光激发载流子控制，并在$\sim$ 150 fs后与本征导带极化对齐。
2025-05-30 cond-mat.mes-hall
Path of the current flow at the metal contacts of graphene field-effect transistors with distorted transfer characteristics
具有由可容易氧化的金属（诸如铁磁金属）制成的源极/漏极接触的石墨烯场效应晶体管由于接触处的电荷密度脱钉而在传输特性中经常显示双陷结构。一般地，场效应晶体管的传输特性显示不依赖于源极/漏极接触的长度，因为载流子注入主要发生在接触的边缘。然而，使用Ni触点制造的器件的传输特性的形状被发现依赖于接触的长度。这种特殊的行为归因于载流子从接触中心附近注入。这是因为氧扩散和由此形成的厚度不均匀的界面氧化层。所观察到的接触长度依赖的传输特性，使用模型计算，包括载流子注入从电极的中心和随后的金属接触下的电荷传输再现。
2014-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Depletion of carriers and negative differential conductivity in an intrinsic graphene under a dc electric field
考虑到通过声学和光学声子的能量弛豫以及带间产生-复合过程，研究了在突然关闭直流电场下本征石墨烯中载流子的加热。后者是由光学声子模和热辐射引起的带间跃迁引起的。描述的时间和稳态响应，包括非平衡浓度和能量以及电流-电压特性，进行。在室温下，一个接近线性的电流-电压特性和缓慢变化的浓度发生的领域- 20千伏/厘米。由于在低温下光学声子发射导致高能载流子的主要复合，浓度的耗尽发生在低于250 K。对于较低的温度，电流趋于饱和，并且在10 V/cm的场区域中，在170 K以下出现负微分电导率。
2011-02-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Intrinsic carrier mobility of multi-layered MoS$_2$ field-effect transistors on SiO$_2$
通过制备和表征四端结构的多层MoS $_2$基场效应晶体管（FET），我们证明了由于接触处的肖特基势垒，两端结构倾向于低估载流子迁移率$μ$。对于背栅双端配置，我们观察到高达125 cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$的迁移率，其显著小于当使用四端配置时从相同器件提取的306.5 cm $^2$ V $^{-1}$ s $^{-1}$。这表明在SiO $_2$上的MoS $_2$的本征迁移率明显大于先前报道的值，并提供了一种定量方法来评估通过接触的电荷传输。
2013-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Modulations of the Work Function and Morphology of a Single MoS2 Nanotube by Charge Injection
本文通过原子力显微镜探针向单根MoS2纳米管注入电荷，发现捕获的载流子引发纳米管部分塌陷与螺旋扭曲，该形貌变化可由逆压电效应解释，并观察到依赖于载流子极性的功函数改变。
2024-01-10 cond-mat.mes-hall
Effect of Phonon Scattering on Intrinsic Delay and Cut-Off Frequency of Carbon Nanotube FETs
采用非平衡格林函数（NEGF）方法自洽求解泊松方程和薛定谔方程，研究了声子散射对肖特基势垒碳纳米管（CNT）FET的本征延迟和截止频率的影响.载流子主要被通道开始处以外的光学声子和区边界声子散射。我们发现，散射有一个小的直接影响的CNTFET的直流导通电流，但它会导致显着的堆积的电荷和平均载流子速度的退化。由于电荷堆积和载流子的随机游走，本征栅电容和延迟显著增加，本征截止频率降低。这些结果对于评估CNTF在射频（RF）电子学和数字电子学应用中的性能潜力具有重要意义。
2006-07-03 cond-mat.mes-hall
Carrier and strain tunable intrinsic magnetism in two-dimensional MAX$_3$ transition metal chalcogenides
采用密度泛函理论研究了二维MAX $_3$（M= V，Cr，Mn，Fe，Co，Ni; A= Si，Ge，Sn，X= S，Se，Te）过渡金属三硫族化合物的磁序与载流子密度和应变的关系.我们的{ \em ab initio}计算表明，这类化合物包括宽禁带和窄禁带半导体以及金属和半金属，并且这些化合物中的大多数是磁性的。虽然反铁磁顺序是最常见的，但预测铁磁性在MSiSe $_3$（M= Mn、Ni）中，在MSiTe $_3$（M= V、Ni）中，在MnGeSe $_3$中，在MGeTe $_3$（M=Cr、Mn、Ni）中，在FeSnS $_3$中，以及在MSnTe $_3$（M= V、Mn、Fe）中。在这些化合物中，CrGeTe $_3$和VSnTe $_3$是铁磁半导体。我们的计算表明，反铁磁和铁磁顺序之间的竞争可以大大改变应变工程，并在半导体的情况下，也通过门控。相关的临界温度可以通过载流子掺杂和应变而显著提高。
2017-09-27 cond-mat.mes-hall
Spin Injection and Detection in Magnetic Nanostructures
本文从理论上研究了与铁磁注入电极和检测电极相连的金属中的自旋输运。我们推导出了自旋积累信号的一般表达式，它涵盖了从金属到隧穿的制度。这使我们能够讨论最近的争议自旋注入和检测实验。将结果推广到超导器件中，我们发现，由于带隙超导体是一个低载流子系统，自旋输运而非电荷输运，因此超导能隙的打开会大大增强自旋积累信号.在半导体器件中也预期这种增强。
2002-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Intrinsic Electron-Phonon Resistivity in Bi2Se3 in the Topological Regime
我们测量的温度依赖性的载流子密度和电阻率的拓扑表面状态的薄剥离的Bi 2 Se 3在体导电的情况下。当门调谐化学势接近或低于狄拉克点时，载流子密度强烈地依赖于温度，反映来自附近的体价带的热激活，而在狄拉克点以上，观察到单极n型表面传导，体载流子的热激活可以忽略不计。在这种情况下，线性电阻率与温度的关系反映了固有的电声声子散射。与包括声子和无序效应的理论输运计算进行定量比较，得到变形势与费米速度之比D/ \hbarvF = 4.7 <$-1。Bi 2Se 3表面态的这种强声子散射给出了室温下电导率和载流子迁移率的固有极限，约为550 μS/表面和约10，000 cm 2/Vs。
2012-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
