Mechanically-Controlled Binary Conductance Switching of a Single-Molecule Junction
分子尺度的元件预计将成为纳米级电子器件的核心。虽然已经报道了原子量子点接触中的分子尺度开关，但单分子结通过分子设计提供了调节开/关电导状态的额外灵活性。到目前为止，单分子结中的开关被归因于分子的构象或电荷状态的变化。在这里，我们证明了可逆的二元开关在单分子结的金属分子接触几何形状的机械控制。我们发现，4，4 '-联吡啶-金单分子结可以通过反复的结伸长和压缩在两种电导状态之间可逆地切换。使用第一性原理计算，我们将不同的测量电导状态归因于在灵活但稳定的N-Au键处的不同接触几何形状：当N-Au键垂直于导电π系统时电导低，否则电导高。吡啶-金连接所固有的这种开关机制可以形成一类新的机械活化单分子开关的基础。
2009-01-08 cond-mat.mes-hall
Electric-field-driven conductance switching in encapsulated graphene nanogaps
石墨烯在空气或真空中的反馈控制电击穿是制造隧道结、纳米间隙和量子点的公认方式。我们表明，该方法同样适用于使用氢倍半硅氧烷制造的封装石墨烯收缩。氢倍半硅氧烷抗蚀剂在电子束曝光后留下的类二氧化硅层在石墨烯电击穿后保持完整。我们探讨了通过反馈控制击穿制造的石墨烯纳米结构中常见的电导切换行为，并表明它可以归因于封装层下方石墨烯的原子尺度波动。我们的研究结果开辟了新的方法来制造封装的室温单电子纳米器件，并阐明了这些石墨烯纳米器件中电导切换的基本物理机制。
2021-06-28 cond-mat.mes-hall
Observing "Quantized" Conductance Steps in Silver Sulfide: Two Parallel Resistive Switching Mechanisms
我们证明了在室温下区分硫化银器件中的两种电导开关机制是可能的。使用沉积在宽Ag底部电极上的Ag $_2$ S薄膜进行实验，所述宽Ag底部电极与扫描隧道显微镜的Pt尖端接触。通过在银电极上施加正电压，可以看到电导切换到具有高三个数量级的电导的状态，这与Ag $_2$ S薄膜内导电路径的形成有关。我们认为这是由金属银纳米线伴随着周围的晶格结构的修改。在施加负电压后衰减的金属银纳米线允许观察原子级接触的断裂迹线特征中的电导步骤，而晶格结构变形通过逐渐和连续减小的电导迹线来揭示。
2016-03-17 cond-mat.mes-hall
Switching the Conductance of a Molecular Junction using a Proton Transfer Reaction
提出了一种基于外静电场引发质子转移反应的分子结开关新机制。作为一个具体的例子，以证明该机制的可行性，互变异构体[2，5-（4-羟基吡啶）]和{2，5-[4（1H）-吡啶酮]}被认为是。采用第一性原理电子结构计算和Landauer输运理论相结合，我们表明，这两种互变异构体表现出非常不同的电导特性，实现了“开”和“关”状态的分子开关。此外，我们提供了一个证明的原则，这两种形式可以可逆地转换成彼此使用外部静电场。
2014-01-30 cond-mat.mes-hall
Magnetostrictive Fe73Ga27 nanocontacts for low field conductance switching
由Galfenol Fe 73 Ga 27制成的磁致伸缩纳米接触的电导G可以在10 K下在20至30 mT的低磁场中在开和关状态之间可再现地切换。的开关行为是在协议的磁场依赖性的磁致伸缩推断的磁化行为，导致沿磁场的正磁致伸缩应变。由于训练效应，重复的磁场循环导致稳定的接触几何形状和坚固的接触配置，在打开和闭合接触之间具有非常低的1mT滞后。非整数倍的电导量子G 0观察G大于G0是由于电子背散射在接触界面附近的电极中的缺陷位点。当接触被机械地或通过磁场闭合时，由于电子隧穿，电导在低于G0时显示指数行为。这允许估计在10 K下的磁致伸缩。结果表明，这种磁致伸缩装置适合在未来纳米技术应用中通过低磁场遥控电导。
2016-06-06 cond-mat.mes-hall
A Dual Gate Spin Field Effect Transistor With Very Low Switching Voltage and Large ON-to-OFF Conductance Ratio
提出并分析了一种新颖的具有半金属铁磁源漏接触的双栅自旋场效应晶体管（SpinFET）。晶体管有两个栅极焊盘，可以独立偏置。它可以通过两个焊盘之间的差分偏置的几mV变化来开启或关闭，从而在切换期间实现极低的动态功耗。在10 K的温度下，导通电导与截止电导之比仍然相当大（~ 60）.该器件还具有良好的反相器特性，使其在低功耗和高密度布尔逻辑电路中的应用具有吸引力。
2007-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Conductance switching at the nanoscale of diarylethene derivatives self-assembled monolayers on La$_{0.7}$Sr$_{0.3}$MnO$_3$
我们报告的膦酸路线的功能分子，光开关（二噻吩基乙烯二膦酸，DDA），在La0.7Sr0.3MnO3（LSMO）的接枝。通过形貌原子力显微镜（AFM）、椭圆偏振仪、水接触角（接触角）和X射线光电子能谱（XPS）研究了DDA在LSMO上形成的致密自组装单分子膜（SAMs）。导电原子力显微镜测量表明，LSMO/DDA的电导是约3decades低于裸LSMO衬底。此外，DDA SAM的存在抑制了LSMO衬底的已知电导切换，该电导切换在C-AFM测量期间由机械和/或偏压约束引起。LSMO/DDA/C-AFM尖端分子结的DDA的开放和闭合形式之间的部分光诱导电导切换被观察到（闭合/开放电导比约为8）。我们表明，在长时间暴露于UV光的情况下，该特征可以被LSMO电极的电导的不可逆降低（约15倍）所掩盖。
2020-03-21 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Charge Transport and Conductance Switching of Redox-active Azulene Derivatives
Azulene（Az）是一种非交替的芳香烃，由一个五元富电子环和一个七元贫电子环组成;电子分布提供了固有的氧化还原活性。通过改变两个电极桥接取代基到Az中心的连接点，评价了氧化还原官能团对电荷传输的影响。1，3 Az衍生物的电导比2，6 Az和4，7 Az衍生物的电导低至少一个数量级，与密度泛函理论（DFT）计算一致。此外，只有1，3 Az表现出明显的非线性电流-电压特性与滞后，表明偏置依赖的电导切换。DFT确定LUMO最接近电极的费米能，但仅在2，6和4，7 Az衍生物的情况下是活性输运通道，而1，3 Az衍生物在低偏压下使用HOMO，在高偏压下使用LUMO+1。作为回报，本地化的，弱耦合的LUMO的1，3 Az创建一个缓慢的电子跳跃通道负责的电压感应开关由于占用一个单一的MO。
2017-09-01 cond-mat.mes-hall
Spin-State dependent Conductance Switching in Single Molecule-Graphene Junctions
自旋交叉（SCO）分子是一种在分子电子学和自旋电子学中具有广泛应用的磁性开关。然而，将器件缩小到单分子水平仍然是一项具有挑战性的任务，因为批量转换机制是由合作分子间相互作用介导的。在这里，我们报告通过耦合到几层石墨烯电极\textit{via} $π- π$堆叠的单个Fe-SCO分子的电子输运。我们观察到一个独特的双稳态的分子的电导和仔细的比较与密度泛函理论（DFT）计算允许关联的双稳态与SCO诱导的轨道重构的分子。根据我们的计算，我们发现长的自旋态寿命是由磁芯的特定协调和分子间相互作用的缺乏引起的。与体样品相比，SCO转变不是由温度触发的，而是由分子中的小扰动在任何温度下引起的。我们提出了可能在单分子水平上触发SCO的合理机制。
2018-05-21 cond-mat.mes-hall
Conductance switching and nonequilibrium phase coexistence in superconductors with intermediate bias
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）
本研究通过中间偏压探索超导体中非平衡态的导电开关现象，发现非平衡条件下相共存的新特性。
2026-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum Conductance Oscillations in Metal/Molecule/Metal Switches at Room Temperature
电导开关已经在许多分子结器件中报道，但在大多数情况下还没有令人信服的解释。我们研究的电导开关在Pt/硬脂酸单层/Ti器件使用压力调制电导显微镜。对于电导率G>>G_Q或G<<G_Q的器件，其中GQ=2e^2/h是电导量子，观察到直径<30 nm的压力诱导电导峰，表明电极之间形成了纳米级导电通路。对于G_1 ~ 2G_Q的器件，除了电导峰外，还观察到电导下降和对局域压力的响应振荡。这些结果可以通过考虑沿两个部分透射电极表面之间的量子电导通道的干扰电子波来建模。我们的研究结果强调了这些设备作为原子级开关的可能性。
2007-03-10 cond-mat.mes-hall
Mechano-switching devices from carbon wire-carbon nanotube junctions
众所周知的导电分子线，如累积多烯或聚炔，提供了用于互连分子电子电路的模型。在最近的实验中，观察到碳线桥接二维电极-石墨烯片-的出现[PRL 102，205501（2009）]，从而证明了产生累积多烯的机械方式。在这项工作中，我们研究的结构和电导性能的碳纳米管（CNT）之间的不同手性（锯齿形和扶手椅），以及相应的电导变化后拉伸悬浮。我们发现桥接CNT的碳线的几何结构类似于在石墨烯电极之间获得的碳线中实验观察到的结构。我们显示了通过改变碳丝和CNT之间的桥接位点而不破坏丝来调制电导的能力。通过cumulene线拉伸/伸长与CNT结的稳定性一起观察到的电流调制使其成为分子纳米电子学的机械开关器件的有前途的候选者。
2013-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Topological field-effect transistor with quantized ON/OFF conductance of helical/chiral dislocation states
本研究提出一种基于三维拓扑绝缘体螺位错态的新型拓扑场效应晶体管，通过局域磁场调控实现开/关态均为量子化电导的可逆切换，并验证BaBiO₃为候选材料，为高保真拓扑量子器件提供新思路。
2022-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field-induced Conductance Switching by Charge-state Alternation in Organometallic Single-Molecule Junctions
通过单个分子的电荷传输可以受到位于传输路径中的氧化还原活性金属中心的电荷和自旋状态的影响。这些分子的固有性质通常通过改变分子的电化学和磁环境来解决，这一过程需要具有多个端子的复杂设置。在这里，我们表明，氧化和还原的有机金属化合物含有铁，钌或钼中心可以单独触发的电场施加到一个两端分子结。尽管所有化合物都表现出偏压依赖性滞后，但含Mo化合物还表现出突然的电压诱导电导切换，在小于1.0V的电压刺激下产生超过1000的高到低电流比。DFT计算确定了局部的，氧化还原活性分子轨道，其与电极弱耦合并且由于自旋而与引线的费米能紧密对准，极化的基态是Mo中心所特有的。这种情况打开了一个额外的缓慢和不相干的跳跃通道的运输，触发整个分子的瞬态充电效应和强滞后与前所未有的高低到高的电流比。
2016-09-05 cond-mat.mes-hall
Rashba coupling and spin switching through surface states of Dirac semimetals
研究了Rashba自旋轨道耦合对拓扑Dirac半金属费米弧的影响。Rashba耦合是通过破坏表面的反演对称性引起的。值得注意的是，这种耦合可以通过与衬底的相互作用来增强，并通过外部电场来控制。我们研究了解析和数值旋转的表面态的电子的动量和耦合强度的函数。此外，自旋相关的两端电导的详细分析，提出了在清洁的限制，并添加了随机分布的杂质。取决于哈密顿量中的二次项的大小，自旋翻转电导可能会成为主导，从而显示了自旋电子应用系统的潜力，因为即使在存在无序的情况下，该效果也是鲁棒的。
2021-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric-Field-Induced Tautomerism in Metal-Free Benziporphyrins Enables Aromaticity-Controlled Conductance Switching
Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）；Ins8tució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA)（加泰罗尼亚研究高级学院）
无金属苯并卟啉通过电场诱导tautomerism实现芳香性可控导电性切换，展现高开关比和多态功能。
2025-12-31 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Terphenylthiazole-based self-assembled monolayers on cobalt with high conductance photo-switching ratio for spintronics
合成了两种新的三联苯噻唑类光开关分子，并分别在金电极和铁磁钴电极上自组装成单分子膜。超高真空中导电原子力显微镜探测的电子输运性质揭示了光致闭合（c）形式的电导大于开放（o）形式的电导。我们报告了一个前所未有的电导率比高达380之间的封闭和开放的形式对钴的分子与锚定基团（硫醇）的噻唑单元的两个N原子的一侧。这个结果是合理的密度泛函理论（DFT）计算耦合到非平衡格林函数（NEGF）形式主义。这些计算表明，在封闭形式的高电导是由于三联苯噻唑分子和Co电极之间的强电子耦合，表现为在费米能的Co电极的共振透射峰与大的加宽。对于在金电极上自组装的相同分子，没有观察到这种行为。这些高电导率使这些钴基分子结有吸引力的候选人，开发和研究开关分子自旋电子器件。
2022-03-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Stability of quantized conductance levels in memristors with copper filaments: toward understanding the mechanisms of resistive switching
忆阻器是现代微电子学中最有前途的元件之一，具有诸如电导准连续变化和电阻状态的长期存储等独特性质。然而，确定电阻开关的物理机制和这种结构中导电细丝的演变仍然是一个重大挑战。在这项工作中，为了更好地理解这些现象，我们实验研究了一个不寻常的效果，增强导电细丝的稳定性，在忆阻器与铜细丝下施加的电压，并提出了一个简化的理论模型的影响，量子电流通过灯丝的形状。我们的半定量的，连续的模型预测，事实上，对于一个薄的灯丝，“量子压力”施加在其墙壁上的载流子的反冲可以很好地竞争与表面张力和至关重要的影响的灯丝轮廓在1V左右的电压的演变。在较低的电压下，量子压力预计将提供额外的稳定性的细丝支持量子化的电导，我们也揭示了实验使用一种新的方法，专注于保留统计。我们的研究结果表明，反冲效应可能是重要的忆阻器件与金属丝的电阻开关，并考虑到它们在合理的设计忆阻器可以帮助实现更好的保留和可塑性特性。
2022-04-20 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
High Conductance Ratio in Molecular Optical Switching of Functionalized Nanoparticle Self-Assembled Nanodevices
自组装功能化纳米颗粒是许多潜在应用的焦点，特别是用于分子尺度电子器件。在这里，我们进行实验的10 nm的金纳米粒子（NP），功能化的偶氮苯-联噻吩（AzBT）分子的致密层的自组装，目的是建立一个具有忆阻特性的光开关设备。我们制作的平面纳米器件由NP自组装网络（NPSAN）接触由30至100 nm的电极间间隙隔开的纳米电极。我们证明了光诱导的可逆开关的电导在这些AzBT NPSAN的记录开/关电导比高达620，平均值约为。30，85%的设备具有10以上的比率。分子动力学模拟的结构和动力学的分子单分子层之间的界面化学吸附在纳米颗粒表面进行，并与实验结果进行比较。接触界面的性质被证明是强烈相关的分子构象，在AzBT分子的情况下，可以可逆地切换之间的顺式和反式形式通过明确定义的波长的光照射。分子动力学模拟提供了一个微观解释的实验观察到的两种异构体之间的开/关电流比的减少，相比，在平坦的自组装单分子层上进行的实验进行了导电cAFM针尖接触。
2015-09-13 cond-mat.mes-hall
Conductance Switching of Azobenzene-Based Self-Assembled Monolayers on Cobalt Probed by UHV Conductive-AFM
我们报道了分子光开关（偶氮苯-联噻吩衍生物，AzBT）通过巯基共价键在钴上形成自组装单分子膜。研究了超高真空下导电原子力显微镜针尖形成的分子结的电学性质。的电流-电压曲线的统计分析表明，两个不同的状态的分子电导，表明在表面上的反式和顺式偶氮苯异构体的共存。顺式异构体群体（反式异构体）在UV光照射后增加（减少）。在蓝光照射下情况相反。实验采用非平衡格林函数方法结合密度泛函理论（NEGF/DFT）对分子结进行第一性原理计算。理论结果考虑两个不同的分子取向的每一个异构体。而取向不影响的反式异构体的电导，它显着调制的顺式异构体的电导和所得的电导开/关比的分子结。这有助于确定在反式和顺式形式之间观察到的电流差异的起源处的分子取向。ON状态与反式异构体相关，而与其在结中的取向无关，而OFF状态被确定为顺式异构体，其偶氮苯部分相对于联噻吩核心向上折叠。实验和计算的ON/OFF电导比具有相似的数量级。这一电导率比似乎是合理的，使这些Co-AzBT分子结的一个很好的实验平台，以进一步探索自旋极化电荷输运，分子构象和分子之间的关系，钴spinterface。
2021-03-31 cond-mat.mes-hall
High on-off conductance switching ratio in optically-driven self-assembled conjugated molecular systems
设计、合成了一种新的偶氮苯-噻吩分子开关，并将其用于金表面自组装膜的制备。“开/关”电导比高达7 × 1 E3（平均值为1.5 × 1 E3）。“开”电导状态被清楚地确定为偶氮苯部分的顺式异构体。高“开/关”比解释光诱导的，配置相关的，在电极-分子界面能量的变化（相对于电极的费米能量的分子轨道的能量位置的变化），除了在隧道势垒长度（分子的长度）的变化。第一性原理的DFT计算表明，更好的离域的前线轨道，以及更强的偶氮苯部分和电极之间的电子耦合的顺式配置的反式。测得的SAM中的分子的光电离截面接近于溶液中偶氮苯衍生物的已知值。
2010-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Conductance of a photochromic molecular switch with graphene leads
我们报告了一个完整的自洽从头计算的电导的二芳基乙烯基分子开关与两个石墨烯电极。我们的结果显示了分子的共振态、电极态密度和石墨烯独特的特征（如边缘态）的贡献。电导率被发现是显着不同的两个光致变色异构体在零和有限的外加偏压。此外，我们指出的可能性，造成开关的应用程序之间的两个电极的大电势差。
2011-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Visualizing Electrical Breakdown and ON/OFF States in Electrically Switchable Suspended Graphene Break Junctions
使用脉冲电击穿技术在悬浮的单层至少层石墨烯装置中形成窄间隙。所得到的器件的电导可以通过施加电压脉冲来编程，其中2.5V~4.5V的电压对应于ON脉冲，并且~8V的电压对应于OFF脉冲。器件的电子显微镜成像显示石墨烯片通常保持悬浮，并且当观察到的间隙大时，器件电导趋于零。开关速率强烈依赖于温度，这排除了纯机电开关机制。在悬浮的石墨烯装置中观察到的这种切换强烈地表明了通过原子运动和/或化学重排的切换机制，并强调了全碳装置与石墨烯电子器件集成的潜力。
2012-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-volatile switching in graphene field effect devices
石墨烯中不存在带隙限制了其作为场效应晶体管中的沟道材料的直接应用。在这封信中，我们报告了一种新的方法，工程师的带隙在石墨烯场效应器件（FED）的石墨烯通道本身的控制结构修改。FED中的电导在导电的“接通状态”与绝缘的“断开状态”之间切换，电导的数量级差异大于六个数量级。在某些环境条件下施加到FED栅极的电场的临界值以上，发生化学改性以形成绝缘石墨烯衍生物。相反极性的电场或短电流脉冲可以逆转这种效应，以恢复初始状态。这些可逆开关可能被应用于非易失性存储器和新的神经形态处理概念。
2008-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-induced reversal of anomalous Hall conductance in twisted bilayer graphene
实验观察到，在扭曲双层石墨烯（TBG）中，当四重简并导电平带填充3/4时，直流电流可以翻转霍尔电阻的符号.实验结果表明，TBG中谷极化（VP）和拓扑结构发生了切换。在这里，我们提出了一个理论的电流感应开关的VP和拓扑结构。电流的存在导致费米能级附近能带中电子占据的重新分布，然后由于库仑相互作用而使能带色散变形和移动。在临界电流以上，原始占用和空带可以交换，导致VP和拓扑的切换。
2020-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Switching modulation of spin transport in ferromagnetic tetragonal silicene
利用非平衡格林函数方法研究了铁磁四硅烯纳米带的能带结构和输运性质。讨论了在外加电场、势能、交换场和自旋轨道耦合共同作用下的能带结构和自旋相关电导。通过改变纳米晶的横向宽度，可以容易地实现从半金属态到半导体态的相变。自旋相关电导的分离是由于交换场和自旋轨道耦合的影响，而零电导行为则表现为由电场诱导的自旋相关带隙.我们提出了一种具有两个中心通道的四端四方硅烯纳米带的器件结构。研究发现，利用两个开关可以控制自旋电流。具有高势垒的开关可以阻挡电子从中心散射区流入其他端子。有趣的是，仅应用一个开关就可以实现自旋相关的零电导和大的自旋极化。两个开关可以提供用于控制自旋相关输运性质的多种操作。双通道铁磁四硅烯纳米粒子可以实现自旋电流的有效分离，有望成为自旋电子学器件的候选材料。
2022-07-28 cond-mat.mes-hall
Metallophilicity Enhances Electron Transport through Parallel Organometallic 1D Chain Junctions Formed In Situ
本研究探究STM断裂结处氰化金分子线的输运特性，发现串联一维(AuCN)n线因量子干涉电导指数衰减，而并联时亲金耦合重排电子态显著增强电导，揭示金属亲和性对结组装和输运的关键作用。
2025-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
In-situ electronic characterization of graphene nanoconstrictions fabricated in a transmission electron microscope
我们报告了在透射电子显微镜（TEM）中制造的高质量石墨烯纳米收缩（GNC）的电子测量，以及GNC电导的首次测量，收缩宽度精确测量到1 nm。为了产生GNC，使用通过化学气相沉积生长的少层石墨烯制造自由悬浮的石墨烯带。将带加载到TEM中，并使用电流退火程序来清洁材料并改善其电子特性。然后使用TEM束将GNC雕刻成1 - 700 nm范围内的一系列所需宽度;在每个雕刻步骤之后，通过TEM对样品进行成像并原位测量其电子特性。发现GNC电导显著高，与类似尺寸的剥离的石墨烯样品的电导相当。GNC电导随宽度变化约为，其中w是以纳米为单位的收缩宽度。GNC支持大于120 \muA /nm 2的电流密度，比先前报道的石墨烯纳米带高两个数量级，比铜高2000倍。
2011-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The effect of Ta oxygen scavenger layer on HfO$_2$-based resistive switching behavior: thermodynamic stability, electronic structure, and low-bias transport
金属-氧化物-金属异质结构在高阻态和低阻态之间的可逆电阻切换使得它们在随机存取存储器中的应用非常有趣。虽然最近的实验工作已经表明，插入金属“氧清除剂层”之间的正极和氧化物改善器件的性能，清除剂层如何修改异质结构的性质的基本理解是缺乏的。我们用密度泛函理论计算了TiN/HfO $_2$ /TiN异质结构的热力学性质和电导。首先，我们表明，Ta插入降低低电阻态的形成能。其次，虽然Ta清除层通过改变氧化物-电极界面处的界面电荷来降低高电阻状态下的肖特基势垒高度，但异质结构保持高电阻状态与低电阻状态之间的高电阻比。最后，我们表明，在存在Ta层的情况下，器件导通状态的低偏置电导对从Hf O $_2$中去除的氧的空间分布变得不那么敏感。通过提供对所观察到的清除剂层改进的基本理解，我们开辟了一条利用氧清除剂层设计界面以控制和增强器件性能的途径。进而，这可以使得能够实现非易失性低功率存储器技术，同时减少消费电子产品的能量消耗并对社会产生显著的益处。
2016-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent conductance statistics in systems with spin-orbit coupling
使用转移矩阵方法，在存在自旋轨道（SO）耦合的情况下，在电子输运的紧束缚描述中评估了自旋相关的部分电导。随着SO相互作用的增加，自旋开关通道与非自旋开关通道的分离逐渐消失。自旋极化入射光束的产生，包括一个塞曼项的哈密顿量。出射偏振显示出最大的SO耦合的强度的函数。对于中度网站的障碍，以及弱和强SO相互作用，没有证据表明存在的极化对增加系统长度的衰减。随着系统长度的增加，极化{ \em增加}，具有非常低的位置无序和弱SO耦合的自旋过滤器效应发生。
2020-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
In situ TEM investigation of oxygen migration as a key mechanism for resistive switching in Pr0.7Ca0.3MnO3
低温生长的Pr0.7Ca0.3MnO3（PCMO）薄膜在电场感应电阻开关（RS）中表现出良好的性能。为了了解Metal/PCMO/Metal器件中RS的微观机理，利用透射电子显微镜（TEM）观察了PCMO在外加电场作用下的结构演化。研究了在外加电场作用下生长态PCMO样品中调制条纹的演化。新产生的调制条纹逐渐消失。这些结果表明，氧离子迁移在RS中起着关键作用。
2011-11-01 cond-mat.mes-hall
Phase Diffusion in Single-Walled Carbon Nanotube Josephson Transistors
研究了单壁碳纳米管与超导电极耦合形成的约瑟夫森结中的电子输运。我们观察到增强的零偏压电导（高达10e^2/h）和显着的次谐波间隙结构的微分电导，这是由超导体/纳米管界面处的多次Andreev反射引起的。这些结的电压-电流特性显示从超导分支到电阻分支的突然切换，具有范围从50 pA到2.3 nA的栅极可调切换电流。在超导支路上观察到的有限电阻和开关电流的大小与基于经典相扩散模型的计算结果吻合得很好。
2007-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
In-Situ Growth and Ionic Switching Behavior of Single-Crystalline Silver Iodide Nanoflakes
本研究利用自建CVD装置实现了单晶β-AgI纳米片的可控合成，发现其在高温下具有六个数量级的电阻切换及记忆阻性特征，展现了在非常规计算和神经形态系统中的器件应用潜力。
2025-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resistive switching effect in the n-InGaAs/GaAs heterostructures with double tunnel-coupled quantum wells
研究了在短脉冲强纵向（量子阱平面内）电场作用下，不同掺杂浓度的单、双隧道耦合量子阱的电导行为。研究表明，在低温（4 K）条件下，在较窄的量子阱中，当杂质层为三角形时，非对称量子阱将出现电导增加的长期亚稳态.在其他构型的结构中未观察到。所观察到的效果解释的模型占亚稳态的变化，在所研究的结构中的电子能态谱所造成的强电场脉冲。
2021-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Precise in-situ tuning of a superconducting nanowire's critical current using high bias voltage pulses
提出了一种利用高偏压脉冲原位调节超导纳米线临界电流（或开关电流）和临界温度的方法。我们的主要发现是，随着脉冲电压的增加，纳米线的开关电流和临界温度表现出减少，最小值，然后增强。使用受控脉冲，超导纳米线的开关电流可以精确地设置为期望值。这些结果与原位透射电子显微镜成像相关，其中初始非晶纳米线通过高偏置电压脉冲转变为单晶纳米线。
2011-01-27 cond-mat.mes-hall
Quantum transport properties of tantalum-oxide resistive switching filaments
Budapest University of Technology and Economics（布达佩斯技术与经济大学）；Institute of Technical Physics and Materials Science, Centre for Energy Research（技术物理与材料科学研究所，能源研究中心）；MTA-BME Correlated van der Waals Structures Momentum Research Group（匈牙利科学院-布达佩斯技术与经济大学关联范德华结构动力学研究组）；ELKH-BME Condensed Matter Research Group（匈牙利研究与创新院-布达佩斯技术与经济大学凝聚态研究组）；Institute of Electromagnetic Fields, ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院电磁场研究所）
本研究利用超导亚能隙谱学探究Ta₂O₅层中原子级阻变丝的量子输运特性，证实其最窄处含3-8个钽原子且直径不变，阻变由氧空位重分布调控瓶颈势垒实现，为类脑器件研究提供新认知。
2023-02-07 cond-mat.mes-hall
A New Photomechanical Molecular Switch Based on a Linear π-Conjugated System
报道了一种新型光寻址分子开关的电子输运性质。开关过程依赖于一个新的概念，基于线性π-共轭动力学系统，其中的几何形状，因此，电子性质的低聚噻吩链可以可逆地修改由光化学的反-顺异构化的偶氮苯单元固定在一个侧环。电子输运测量通过自组装单层的黄金，与eGaIn顶部接触接触，显示切换与电导率高达1 E3。从头计算已被用来确定分子开关的能量最稳定的构象，相应的计算电导定性地解释了在光开关实验中观察到的趋势。
2017-05-23 cond-mat.mes-hall
Screening limited switching performance of multilayer 2D semiconductor FETs: the case for SnS
制作了厚度在50 ~ 100 nm之间的p型多层锡硫化物（SnS）场效应晶体管（FET）器件，并对其性能进行了研究。该器件显示出各向异性的面内电导和室温场效应迁移率~5 - 10 cm $^2$ /Vs。然而，该器件在室温下显示出可观的关断态电导和~10的开-关比。SnS器件在耗尽区的弱栅极调谐行为是由有限载流子屏蔽长度效应引起的，该效应导致SnS中本征缺陷诱导的空穴形成导电表面层。通过刻蚀和Cs2 CO 3的n型表面掺杂来减少/补偿SnS片顶面附近的不可选通的空穴，器件的通断比和空穴霍尔迁移率都得到了一个数量级的提高，室温下的霍尔迁移率约为100 cm $^2$ /Vs。这项工作表明，为了获得有效的开关和低关断状态功耗，二维（2D）的半导体为基础的耗尽型场效应晶体管应限制其厚度内的德拜屏蔽长度的半导体中的载流子。
2017-03-21 cond-mat.mes-hall
In Situ Imaging of the Conducting Filament in a Silicon Oxide Resistive Switch
许多阻变系统中导电细丝的性质一直是难以捉摸的。通过原位透射电子显微镜，我们图像的实时形成和演变的灯丝在硅氧化物电阻开关。电铸过程中发现，涉及局部富集的硅从氧化硅基质。观察到半金属硅纳米晶体与传统的金刚石立方体形式的硅的结构变化，这可能占在灯丝的传导。响应于不同的电刺激的硅纳米晶体的生长和收缩显示在硅形式的能量上可行的过渡过程，提供证据的开关机制。这项研究还提供了对氧化硅层电击穿过程的见解，氧化硅层在许多电子设备中无处不在。
2011-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Metal-to-Insulator Switching in Quantum Anomalous Hall States
经过几十年对无外磁场条件下无耗散输运的探索，最近在磁性拓扑绝缘体（TI）薄膜中实现了量子反常霍尔效应（QAHE）。然而，QAHE的普适相图及其与量子霍尔效应（QHE）的关系还有待研究。本文报道了在六层五层（Cr0.12Bi0.26Sb0.62）2 Te 3薄膜中，在矫顽场下观察到的巨纵向电阻峰和零霍尔电导平台，并证明了在0.3K温度下，金属-绝缘体在两个相反的QAHE平台态之间的转换.此外，通用QAHE相图是通过角度相关的测量实现的。我们的结果表明，量子相变在QAHE和QHE制度是在同一普适类，但微观细节是不同的。此外，QAHE绝缘态的实现揭示了探索量子相位相关物理和应用的新方法。
2015-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin switching in electronic devices based on 2D assemblies of spin-crossover nanoparticles
在这篇文章中，我们研究了具有两种不同形貌的[Fe（Htrz）2（trz）]（BF 4）自旋交叉纳米颗粒（NPs）的二维组装体的输运性质。已经以与我们先前测量单个NP的研究中类似的方式合成了NP。我们在多孔碳TEM网格上制备了两种SCO NP在空气/液体界面处形成的自组装单层片，以通过STEM-HAADF技术提取它们的全局排列和NP尺寸分布。SCO NP系统呈现棒状形状，具有两种不同的体积，对应于沿棒方向的长度分别为25 nm和44 nm，平均直径分别为10 nm和6 nm。以类似的方式，通过使具有两种不同形态的SCO NP的片在预图案化的金电极基底上接触来电测量它们。对于这两种NP形态，在室温附近的电导率的热滞回线观察到，这是相关的，他们的形态和二维组织。最显著的结果是观察到两种自旋态的电导发生了前所未有的大变化，在自旋交叉纳米粒子的2D组装中增加了两个数量级。该值显著大于在单NP测量中获得的值（~ 3）。虽然这样大的电导变化还没有完全理解，我们的研究结果指出，在纳米尺度上的大小/形态依赖性的重要贡献。
2014-12-03 cond-mat.mes-hall
Correlation-induced resonances and population switching in a quantum dot coulomb valley
研究了强关联效应对无自旋量子点中电子输运的影响。当量子点中的两个单粒子能级简并时，在量子点和引线之间的一般隧穿矩阵元出现了一个守恒的赝自旋自由度。量子点中赝自旋的局域涨落在库仑谷中心附近产生一对不对称的电导峰。提供了与人口转换的确切关系。
2007-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Single in situ Interface Characterization Composed of Niobium and a Selectively Grown (Bi$_{1-x}$Sb$_x$)$_2$Te$_3$ Topological Insulator Nanoribbon
本研究结合选区生长与阴影蒸发工艺制备了单根原位Nb/(Bi₀.₁₅Sb₀.₈₅)₂Te₃纳米界面，验证了其高界面透明度，开展了多条件微分电导分析并结合密度泛函理论解释相关谱学特征，为超导体-拓扑绝缘体界面研究提供了新的单界面表征方案。
2023-12-12 cond-mat.mes-hall
Existence of nontrivial topologically protected states at grain boundaries in bilayer graphene: signatures and electrical switching
最近的实验[L. Ju等人，Nature，2015，520，650]证实了当亚晶格堆叠从AB变为BA时，在门控双层石墨烯中产生的畴壁处存在无隙态。这些状态是重要的，因为它们是拓扑保护，谷极化，并引起沿畴壁的电导。目前的理论模型预测，这种状态的外观只在畴壁，保持亚晶格秩序。在这里，我们表明，堆叠畴壁中的拓扑保护态的出现在双层石墨烯中可能更为常见，因为它们也可以以意想不到的几何形状出现，例如，原子级拓扑缺陷的晶界。我们专注于一个双层系统，其中一层包含一行八角形双五边形缺陷，混合石墨烯亚晶格。我们证明，即使有五边形缺陷的间隙状态被保存。值得注意的是，与以前的预测不同，通过反转栅极极化来改变间隙态的数量，从而在栅极反转下沿着晶界产生不对称的电导。这种效应，与缺陷状态，应该是可检测的运输测量，并可以利用在电气开关。
2016-03-14 cond-mat.mes-hall
GHz Operation of Nanometer-Scale Metallic Memristors: Highly Transparent Conductance Channels in Ag$_{2}$S Devices
研究了惰性金属针尖与Ag薄膜之间形成的纳米结的非线性输运性质。适当制备的样品表现出忆阻行为，具有技术上最佳的导通和关断状态电阻，从而在纳秒时间尺度上实现电阻切换。利用点接触Andreev反射光谱，我们研究了忆阻结的有效体积中的电子输运的性质，表明ON和OFF状态都对应于真正的纳米级、高度透明的金属通道。我们的研究结果表明，银$_{2}$ S纳米结的优点，作为纳米尺度的存储单元与GHz的操作频率。
2013-10-18 cond-mat.mes-hall
Dephasing-enabled triplet Andreev conductance
我们研究了具有强自旋轨道散射的正常超导量子点的电导，利用单模自旋过滤量子点接触耦合到源库。该系统的选择是指导的目的是研究三重Andreev反射，而不依赖于半金属材料与特定的界面特性。专注于零温度，零偏置制度，我们展示了如何移相由于存在的电压探针使电导，这消失在量子极限，采取非零值。集中在混沌量子点，我们得到了完整的分布的电导作为一个函数的退相率。随着失相逐渐解除电导从零，电导波动的失相速率的依赖性是非单调的。这与通常的输运情况下的混沌量子点相反，在通常的输运情况下，失相单调地抑制电导波动。
2009-03-12 cond-mat.mes-hall
Dynamic Behaviors and Training Effects in TiN/Ti/HfO$_x$/TiN Nanolayered Memristors with Controllable Quantized Conductance States: Implications for Quantum and Neuromorphic Computing Devices
TiN/Ti/HfO $_x$ /TiN忆阻器的可控量子化电导状态通过脉冲模式复位过程以高精度实现，辅助分析微分的设置过程的条件，其涉及测量的偏置电压的关键监测。一个有趣的训练效果，导致更快的切换状态也观察到在操作过程中。对不同顺应电流下的低阻态和高阻态的详细分析揭示了HfO $_x$层中导电细丝的结构演化和动态行为的全貌。这项研究提供了一个更密切的检查在忆阻器中的纳米原子配置的量子级操纵，这有助于发展未来的忆阻器为基础的量子器件和神经形态计算设备的设计和制造的基本知识。
2021-09-22 cond-mat.mes-hall
Memristive Switches in Rigid Conjugated Single-Molecule Junctions
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学卡弗里纳米科学研究所）；Polish Academy of Sciences（波兰科学院）；Institute of Organic Chemistry, Polish Academy of Sciences（波兰科学院有机化学研究所）
研究了三种无明显内部开关路径的刚性OPE衍生物，发现低温下具有非易失、双稳态滞后I-V特性，提出定量分析方法区分忆阻I-V特性并提取开关特征。
2026-04-22 cond-mat.mes-hall
Automated in situ optimization and disorder mitigation in a quantum device
Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）；Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；Purdue University（普渡大学）
本文提出通过现场自动优化技术，利用3×3门阵列在量子点接触器件中抑制随机无序势能，提升导电性量化精度。
2025-04-22 cond-mat.mes-hall
Conductance of a tunnel point-contact of noble metals in the presence of a single defect
在文献[1]（Avotina等人，Phys.Rev.B，74，085411（2006））中，已经从理论上研究了费米表面各向异性对隧道点接触的电导的影响，在隧道点接触附近存在单个点状缺陷。对于一般的费米表面几何形状，电导对接触和缺陷之间的距离的振荡依赖性已被发现。本文将文[1]中的方法应用于贵金属触点的电导计算。一个原始的算法，它使任何参数给定的费米面的电导计算，提出。在此基础上，电导振荡的图案，这可以通过扫描隧道显微镜的方法观察到，得到了不同的贵金属表面的取向。
2007-10-23 cond-mat.mes-hall
The origin of switching noise in GaAs/AlGaAs lateral gated devices
本文研究了GaAs/AlGaAs异质结中由表面栅静电定义的横向量子结构中低温开关噪声的来源。通过监测在1.2 K左右量子点接触的第一步上$e^2/h$周围的电导波动来测量噪声。冷却与栅极上的正偏置大大降低了这种噪声，而不对称的偏置加剧了它。我们提出了一个模型，在该模型中，噪声来自于隧道通过肖特基势垒下的栅极到掺杂层的电子漏电流。减少噪音的关键是在实验条件下保持这种屏障不透明。偏置冷却降低了离子化供体的密度，这建立在有效的负栅极电压中。因此，需要较小的负偏置来达到期望的操作点。这抑制了来自栅极的隧穿，从而抑制了噪声。离子化施主密度的降低也增强了在给定施加电压下隧穿的势垒。该模型的支持来自于我们直接观察到的泄漏电流进入一个封闭的量子点，周围的$10^{-20} \mathrm{A}$为这个设备。电流由相邻的量子点接触检测到，该量子点接触显示出与单个电子隧穿到量子点相关的时间上的单调步骤。如果施加不对称的栅极电压，我们的模型表明，噪声将增加的结果，更负的栅极电压施加到一个栅极，以保持相同的设备电导。我们在实验中观察到了这种行为。
2005-06-14 cond-mat.mes-hall
Synaptic dynamics in complex self-assembled nanoparticle networks
我们报告了一个详细的研究神经形态开关行为的内在复杂的自组装金属纳米粒子的网络。我们表明，施加到这个网络的突触状原子开关的电场的强度和持续时间的变化，使我们能够控制开关的动态。开关被观察到高于一个明确定义的阈值的电压，与较高的电压导致增加的开关速率。我们展示了两种行为原型，并显示了如何切换动态变化的电压刺激的持续时间和幅度的函数。我们表明，每个突触的状态可以影响其他突触的活动，导致复杂的开关动态。我们进一步证明了网络的形态对测量的设备属性的影响，以及由整体网络电导所施加的约束。相关的开关动态，设备的稳定性在很长一段时间内，和设备制造的简单性提供了一个有吸引力的途径，实际实现的片上神经形态计算。
2018-12-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
A self-compliant selector-free memory with functional bismuth ferrite
Institute of Physics, Bhubaneswar（印度物理研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立学院）；Institute of Nano Science and Technology（纳米科学与技术研究所）；Sambalpur University（桑巴尔普尔大学）；University of Groningen（格罗宁根大学）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
本研究提出基于多铁性BiFeO3的自顺服无选择器忆阻交叉阵列，实现高良率、长耐久和4位多级操作，为可扩展内存计算提供可靠材料平台。
2026-09-15 cond-mat.mes-hall
Conductance oscillations in quantum point contacts of InAs/GaSb heterostructures
通过对InAs/GaSb异质结构和HgTe/（Hg，Cd）Te量子阱的量子输运模拟，研究了二维拓扑绝缘体中的量子点接触.在InAs/GaSb中，边缘态密度随到边缘的距离的变化呈现振荡衰减。这与碲化汞量子阱中边缘态的行为相反，碲化汞量子阱以简单的指数方式衰减到体中。这两种材料之间的差异是由InAs/GaSb中的电子和空穴的空间分离所带来的，这影响了描述Bernevig-Hughes-Zhang模型中的粒子-空穴不对称性和子带间耦合强度的参数的大小。我们指出，波函数的衰减特性直接影响到点接触电导对收缩宽度和费米能的依赖关系，这一点可以通过实验得到验证，并有助于准确地确定相关参数的值。在InAs/GaSb异质结的情况下，电导幅度振荡作为收缩宽度的函数的边缘状态的渗透的振荡，而在碲汞/（汞，镉）碲量子阱的一个单一的开关从传输到反射接触预测。
2016-05-14 cond-mat.mes-hall
