Rectification in mesoscopic AC-gated semiconductor devices
我们测量的整流直流电流时产生的3端半导体器件与栅极相关的电导与交流栅极电压驱动。当直流源极-漏极偏置电压、直流栅极电压和交流栅极电压的幅度变化时，整流电流表现出令人惊讶的复杂行为。我们得到很好的协议，我们的数据和模型的基础上简单的假设，在很宽的频率范围内的杂散阻抗的样品芯片。这种方法适用于许多类型的实验，其中涉及交流门控的非线性器件，并在一个不可取的整流贡献的测量信号存在。最后，我们评估了小整流电流流动的可调势垒电子泵夹断制度。对于100 pA的泵浦电流，这些电流至多是泵浦电流的$10^{-12}$。这一结果是令人鼓舞的可调屏障泵的发展，作为当前的标准。
2018-09-27 cond-mat.mes-hall
High-frequency rectification via chiral Bloch electrons
整流是将电磁场转换成直流电的过程。这样的过程是无线通信、无线充电、能量收集和红外检测等广泛技术的基础。现有的整流器大多基于半导体二极管，对小电压或高频输入的适用性有限。在这里，我们提出了一种替代方法，电流整流，使用量子晶体的固有电子特性，而不使用半导体结。我们确定了一个以前未知的机制整流斜散射由于固有的手性的巡回电子在时间反演不变，但反转打破材料。我们的计算揭示了石墨烯多层膜和过渡金属二硫属化物的大的，可调整流效应。我们的工作证明了通过合理的材料设计和量子波函数工程实现高频整流器的可能性。
2020-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Thermal rectification properties of multiple-quantum-dot junctions
研究表明，半导体量子点嵌入到与金属电极和真空空间相连的绝缘基体中，可以产生显著的热整流效应。采用多层Anderson模型研究了多量子点结的热整流特性。通过Keldysh格林函数技术计算了隧穿过程中的电荷流和热流。我们发现，显着的热整流和负微分热导（NDTC）的行为，可以观察到的多量子点结与不对称的隧穿率和强点间库仑相互作用。
2010-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chirality-induced intrinsic charge rectification in a tellurium-based field-effect transistor
我们报道了在磁场B作用下，手征半导体Te中无pn结的本征电荷整流的栅诱导增强。由于门控将化学势移动到Te的价带最大值，电荷整流效率提高了百倍。结合模型计算，我们将电荷整流归因于B诱导的手性能带结构的不对称性。我们还表明，这种不对称性的载流子密度增加的鞍点结构附近的价带的最大值，这进一步提高了栅极可调电荷整流连同其改进的可切换性和热鲁棒性。
2022-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Streamline controlled rectification of supercurrent in thin-film asymmetric weak links
NEST Istituto Nanoscienze-CNR and Scuola Normale Superiore（纳米科学研究所CNR与比萨高等师范学院）
研究通过非对称Dayem桥实现超流体整流，揭示了空间非对称性和几何缺陷对超导二极管效应的影响。
2025-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Rectification effect in organic junctions based on aryl thin films covalently attached to a multilayer graphene electrode
在分子-电极界面处，分子与电极材料之间的量子相互作用是影响有机结电子输运性质的主要因素。在两种物质之间耦合强度的驱动下，它主要导致相互作用分子轨道的加宽和能量移动。使用新的电极材料，如最近的半导体二维纳米材料，已成为分子有机电子学领域的一个新挑战，为控制界面电子特性和电荷注入特性开辟了新的可能性。在这篇文章中，我们报告了使用原子级薄的二维多层石墨烯薄膜作为垂直结构有机结的基极。利用紫外光电子能谱学研究了双噻吩基苯重氮分子与多层石墨烯电极之间的共价键结所主导的界面电子结构，并与标准金电极结上的结果进行了比较.这种接口的室温注入性能也已探讨了电子传输测量。我们发现，尽管态密度，费米能和注入势垒的强烈变化，与Au基电极和多层石墨烯基电极的有机结显示出类似的电子响应。我们解释了这一观察的底部电极双（噻吩基）苯分子界面处发生的强烈的轨道耦合和通过钉扎的杂化分子轨道。
2018-05-04 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Simulation of light propagation in thin semiconductor films with non-local electron-photon interaction
光在层状半导体介质中的传播在理论上描述和数值模拟的框架内的非平衡格林函数形式主义，用于国家的最先进的纳米器件模拟，治疗非局部相互作用的泄漏光子模式与电子态的薄半导体薄膜上的非平衡量子统计力学理论水平。对于对应于局域耦合的对角光子自能，垂直入射下500 nm GaAs平板的模拟结果与传统的传输矩阵方法的预测非常一致。对于100 nm的GaAs薄膜，局域近似与完全非局域光子自能的结果的偏差很小。
2013-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Attractive and repulsive fluctuation-induced pressure in peptide films deposited on semiconductor substrates
我们考虑了在GaAs、Ge和ZnS衬底上沉积的肽薄膜中的涨落诱导（Casimir）压力，这些衬底是介电态或金属态的。Casimir压力的计算是在基本Lifshitz理论的框架内进行的，采用所有相关材料的频率依赖的介电常数。半导体衬底的导电性被考虑在内的实验和物理一致的方法。根据我们的结果，Casimir压力在一定的薄膜厚度的肽薄膜沉积在介电型半导体衬底上为零，是排斥较薄的和较厚的膜吸引。这种效果上的水在膜中的分数和半导体衬底上的静态介电常数的依赖性被确定。对于金属型半导体衬底，肽涂层中的Casimir压力被证明总是排斥的。这些结果的可能应用的问题，在微器件中的薄涂层的稳定性进行了讨论。
2022-12-14 cond-mat.mes-hall
Ultrafast two-photon emission in a doped semiconductor thin film
作为高阶量子跃迁，双光子发射与单光子发射相比具有极低的发生率，因此被认为是被禁止的过程。在这里，我们提出了一个方案，允许超快双光子发射，利用高度受限的表面等离子体极化激元模式在简并掺杂，发光半导体薄膜。表面等离子体激元模式被定制为具有与半导体中的双光子发射同时的光谱和空间重叠。使用简并掺杂的InSb作为原型材料，我们发现双光子发射可以加速10个数量级：从几十毫秒到皮秒，超过单光子发射率。我们的结果提供了一个半导体平台，超快的单光子和纠缠光子产生，在中红外可调的发射波长。
2020-01-12 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Electronic heat current rectification in hybrid superconducting devices
在这项工作中，我们回顾和扩展最近的理论建议，实现电子热二极管的基础上隧道结的正常金属和超导薄膜。从一个单一的混合隧道结的基本整流性能开始，我们将展示如何整流效率可以大大提高结合在一个不对称链的隧道耦合岛的多个结。我们提出了三种不同的设计，分析其性能和潜在的优势。除了从基础物理学的角度来看是相关的，这种设备可能会发现重要的技术应用，作为固态热纳米电路和需要能量管理的通用低温电子应用中的基本构件。
2015-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Low frequency non-resonant rectification in spin-diodes
自旋二极管通常本质上是谐振的（GHz频率），并且可通过磁场和偏置电流进行调谐，其性能在灵敏度和最小可检测功率方面优于半导体对应物，即肖特基二极管。近来，已经提出了以低频检测（MHz频率）为特征的自旋二极管。在这里，我们展示了一种策略来设计低频检测器的基础上的磁性隧道结具有界面垂直各向异性的退磁场面外分量的相同顺序。微磁计算表明，要达到这种检测制度的阈值输入功率必须克服和振荡磁阻信号和输入射频电流之间的相移起着关键作用，在确定整流电压的值。
2020-04-04 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Tuning the electrical resistivity of semiconductor thin films by nanoscale corrugation
从理论上研究了半导体波纹薄膜的低温电阻率。纳米尺度的电阻率增加了电子-电子散射对电阻率的贡献，导致电阻率随着电阻率幅度的增加而逐步发展。增强的电子散射归因于弯曲引起的势能，该势能影响被限制在薄弯曲膜中的电子的运动。详细讨论了阶跃电阻率产生的几何条件和微观机理。
2009-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Spiral Exchange Coupling in Trilayer Magnetic Junction Mediated by Diluted-Magnetic-Semiconductor Thin Film
我们重新讨论了由稀磁半导体薄膜介导的三层磁性结的非共线交换耦合。通过数值方法，我们在参数空间中广泛地研究了铁磁层之间的螺旋角。与以前的研究相比，我们发现自旋弛豫的重要作用，这往往有利于螺旋交换振荡Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida相互作用。最后，我们讨论了这两种磁相互作用的物理起源。
2006-07-07 cond-mat.mes-hall
Electric field modulation of topological order in thin film semiconductors
提出了一种在无磁场的情况下连续调制半导体薄膜中螺旋边态的方法。通过施加交错周期势，系统经历了从拓扑平凡绝缘态到非平凡绝缘态的转变，带隙中出现螺旋边缘态。进一步的研究表明，螺旋边缘态的数目可以通过电势的振幅和几何形状来逐步调制，这类似于通过磁场来调节整数量子霍尔电导.我们解决的可行性实验测量这种拓扑转变。
2009-11-08 cond-mat.mes-hall
Metal-insulator transition in films of doped semiconductor nanocrystals
为了充分发挥半导体薄膜作为低成本电子材料的潜力，需要更好地了解使其导电性金属化所需的掺杂剂的量。在体半导体中，金属-绝缘体转变时的电子临界浓度由莫特判据描述。在这里，我们从理论上推导出的临界浓度$n_c$的重掺杂的纳米晶体的膜缺乏配体在其表面和彼此直接接触。在相应的实验中，我们研究了掺磷无配体硅纳米晶体薄膜的导电机制。在我们的样品中实现的最大的电子浓度，这是预测的$n_c$的一半，我们发现，跳跃电子的本地化长度是接近纳米晶体直径的三倍，表明该膜接近金属-绝缘体转变。
2016-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Designing topology and fractionalization in narrow gap semiconductor films via electrostatic engineering
该研究提出仅用外部静电超晶格势在窄隙半导体薄膜中构造拓扑平微带，证明其可在零磁场下承载整数与分数量子反常霍尔态及复合费米液体相。
2025-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Pseudo-potential Band Structure Calculation of InSb Ultra-thin Films and its application to assess the n-Metal-Oxide-Semiconductor Transistor Performance
采用经验赝势方法计算了具有$<100>$表面取向的InSb薄膜的能带结构，以评价以InSb为衬底的纳米器件的性能。与简单有效质量近似方法（EMA）的预测相反，计算结果表明，$Γ$谷仍然是最低的传导谷。通过计算得到了InSb薄膜的电子结构和输运参数，如有效质量和最小谷能量等随薄膜厚度的变化关系。计算结果表明，$Γ$谷电子的有效质量随薄膜厚度的减小而增大。我们还提供了一个评估的纳米级InSb薄膜器件使用非平衡格林函数下的有效质量框架中的弹道制度。
2011-09-20 cond-mat.mes-hall
Relativistic stable processes in quasi-ballistic heat conduction in thin film semiconductors
在这篇文章中，我们展示了如何相对论α稳定过程可以用来解释半导体中的准弹道热传导。这是一种能较好地拟合超快激光加热合金实验结果的方法。它还提供了一个连接到丰富的文献费曼-卡茨形式主义和随机过程，过渡到一个稳定的列维过程在短时间和长度尺度的布朗运动在更大的尺度。在早期的论文中，这种转变被启发式截断Lévy分布捕获。严格的Feynman-Kac的方法是用来获得尖锐的界限的过渡核。未来的方向进行了简要讨论。
2019-07-29 cond-mat.mes-hall
Finite size effects in ferroelectric-semiconductor thin films under open-circuited electric boundary conditions
利用Landau-Ginzburg-Devonshire理论和连续介质静电理论分析了开路电边界条件下铁电-半导体薄膜中有限尺寸效应的一般特征。薄膜临界厚度的温度依赖性，自发极化和去极化场分布的开路膜被发现是显着不同的短路相比。特别是，我们预测的重入型过渡边界之间的单畴和多畴铁电状态，由于减少内部屏蔽效率和分析可能的实验方案，由这种机制。这一分析是相关的行为的独立的铁电薄膜和扫描探针显微镜基于实验的自由铁电表面。
2015-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coupled electron--heat transport in nonuniform thin film semiconductor structures
从概念上建立了半导体薄膜中横向电子输运与传热耦合的理论。横向电流通过热激活传导性产生具有正反馈的焦耳热。这可能导致不稳定性，称为热失控，或热点，或可逆热击穿。这里的一个理论是基于修改后的最佳波动方法来描述鞍稳定点确定这种不稳定性和条件下，他们发展的速度。取决于材料和系统参数，不稳定性出现的方式相变，类似于无论是成核或spinodal分解。
2012-07-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Single photon superradiant decay of cyclotron resonance in a p-type single-crystal semiconductor film with a cubic structure
研究了立方结构p型半导体单晶薄膜在回旋共振条件下的单光子超辐射。我们表明，超辐射发射率与薄膜面积的比例。这允许人们指定膜的尺寸，在该尺寸处，单光子超辐射的概率变得比其它散射通道的概率大得多。超辐射发射的功率只取决于三个基本常数：电子电荷q_{e}、光速c、电子质量m_{e}和电场与磁场之比。
2017-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Molecular electronics at Metal / Semiconductor Junctions Si inversion by Sub-nm Molecular Films
在反向和低正向偏压下，n-Si-烷基单层膜/Hg结的电子输运与烷基链长（从18个碳到1个或2个碳）无关。这一结果和最近的进一步结果表明，电子输运是少数，而不是多数载流子主导的，发生通过生成和重组，而不是（早先假设的）电子发射，因此是相当不敏感的接口性能。（m）ethyl结果表明，将有机分子直接结合到半导体上提供了半导体/金属界面控制选项，否则无法获得。
2009-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Thickness-dependent conductivity of nanometric semiconductor thin films
本文提出基于量子限域的理论，解释纳米半导体薄膜在1-10 nm厚度范围内电阻率随厚度减小呈指数升高的现象，成功重现Si薄膜实验数据，弥补了Fuchs-Sondheimer表面散射理论的不足。
2025-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Optimizing hot electron harvesting at planar metal-semiconductor interfaces with titanium oxynitride thin films
了解金属-半导体界面对于半导体和亚带隙太阳能收集的进步至关重要，其中亚带隙光子可以被激发并提取到半导体中。在这项工作中，我们比较了Au/TiO 2和氮氧化钛/TiO 2-x界面的电子提取效率，在后一种情况下，自发形成的氧化物层（TiO 2-x）产生金属-半导体接触。时间分辨泵浦-探测光谱被用来研究在这两种情况下的电子复合率。与Au/TiO 2中的纳秒复合寿命不同，我们发现TiON系统中的电子弛豫存在瓶颈，我们使用陷阱介导的复合模型对此进行了解释。使用这个模型，我们调查的可调谐性的弛豫动力学与氧含量的母膜。优化的薄膜（TiO 0.5N0.5）表现出最高的载流子提取效率，最慢的捕获和可观的热电子人口达到表面氧化物。我们的研究结果表明，氧可以发挥生产作用，在提高电子捕获和延长电子寿命，提供一个优化的金属-半导体界面，只使用原生氧化物的氮氧化钛。
2018-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant magnetoresistance in semiconductor / granular film heterostructures with cobalt nanoparticles
本文研究了SiO ${}_2$（Co）/GaAs和SiO ${}_2$（Co）/Si异质结构中的电子输运，其中SiO ${}_2$（Co）结构是含有Co纳米颗粒的颗粒状SiO ${}_2$薄膜.在SiO ${}_2$（Co）/GaAs异质结中观察到巨磁电阻效应。当电子从颗粒膜注入到GaAs半导体中时，该效应具有正值，并且具有温度峰型特征。该效应的温度位置取决于Co浓度，并且可以通过所施加的电场而移位。对于SiO_2 ${}_2$（Co）/GaAs异质结，掺杂浓度为71 at.% Co的磁电阻在室温下达到1000（$10^5$ %）。相反，对于SiO ${}_2$（Co）/Si异质结构，磁电阻值很小（4%），而对于SiO ${}_2$（Co）薄膜，磁电阻值则相反。SiO ${}_2$（Co）/GaAs异质结构中的高磁电阻效应是由磁场控制的碰撞电离过程在界面附近的半导体中形成的自旋相关势垒附近解释的。通过势垒并触发雪崩过程的电子的动能被施加的磁场减小。这种电子能量的抑制推迟了碰撞电离的开始，以更高的电场和巨磁电阻的结果。自旋相关势垒是由于半导体中积累电子层中的电子与Co的$d$ -电子之间的交换相互作用。
2009-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum dot as thermal rectifier
我们报道了在半导体量子点中观察到的热整流现象，这是从热电势振荡的非对称线形推断出来的。这种不对称性是在高面内磁场下观察到的，并且是由点中存在高轨道动量状态引起的。
2007-03-20 cond-mat.mes-hall
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
Chirality Enables Thermal Magnon Transistors
本文提出一种热自旋泵浦理论，揭示磁性薄膜中手性偶极耦合可将高达50%的磁振子热流横向转移至邻近磁体，为磁振子电路热管理提供新途径。
2023-11-29 cond-mat.mes-hall
Unusual giant magnetoresistance effect in heterojunction structure of ultra-thin single-crystal Pb film on silicon substrate
半导体衬底上的超导薄膜是近年来研究的热点，因为超导薄膜衍生的电子学在未来的数据处理和存储技术中具有广阔的应用前景。通过在Si衬底上外延生长原子级均匀的几个纳米厚的单晶Pb薄膜，形成尖锐的超导-半导体异质结，我们获得了Pb薄膜超导时不寻常的巨磁电阻效应。除了这种效应的巨大根本利益之外，简单的结构以及与当前Si基半导体技术的兼容性和可扩展性为在单个芯片中集成超导电路和检测器提供了很好的机会。
2008-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hopping conductivity and insulator-metal transition in films of touching semiconductor nanocrystals
研究了半导体薄膜中电子在临界掺杂浓度$n_c$以下的变程跃迁。跳跃电导率由Efros-Shklovskii定律描述，该定律取决于电子的局域化长度。我们研究了在接触纳米碳薄膜中局域化长度随掺杂浓度$n$的变化规律。为此，我们计算了两个模型的电子转移矩阵元$t(n)$相邻的纳米粒子之间的纳米粒子接触的小面或只有一个点。我们研究了两个来源的障碍：NC直径和随机库仑电位起源于NC中的捐助者的随机数的变化。我们利用$t(n)$与无序引起的NC能级色散的比值来计算多步弹性共隧穿过程中电子的局域化长度。我们发现在$n<n_c$三个不同的阶段取决于无序的强度，材料，尺寸的NC和它们的小平面：1）“绝缘体”的本地化长度的电子单调增加与$n$和2）“振荡绝缘体”的本地化长度（和电导率）振荡与$n$从绝缘体基地和3）“闪烁金属”的本地化长度周期性发散。前两个阶段的实验，我们讨论如何可以看到更奇特的第三个。在所有三个中，定位长度在$n=n_c$处发散。这使我们能够找到$n_c$。
2015-12-31 cond-mat.mes-hall
Interface effects on an ultrathin Co film in multilayers based on the organic semiconductor Alq3
利用原子力显微镜、SQUID磁谱仪和核磁共振（NMR）研究了AlOx阻挡层厚度对Ta/Co/（AlOx）/Alq 3/Si混合结构磁性能和形貌的影响。所有使用的技术都指出，需要2nm的阻挡层厚度来在Alq 3的顶部上获得磁性良好的钴层。59 Co NMR测量结果表明，AlOx阻挡层导致形成具有“缺陷”钴的界面层，有利于具有良好磁性能的“大块”钴的生长。
2010-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enabling remote quantum emission in 2D semiconductors via porous metallic networks
二维晶体与金属的相互作用是二维材料研究中普遍存在的问题。在这里，我们报告2DC覆盖层如何影响相对厚的金属膜的再结晶和随后的协同效益，这提供了耦合表面等离子体激元（SPPs）的光子发射在二维半导体。我们发现，退火2DC/Au膜上的SiO2的结果在一个“反向外延”的过程中，最初的纳米晶Au膜变得高度织构化，并在密切的晶体注册表的2D晶体覆盖层。随着连续退火，金属底层去湿以形成定向孔使能网络（OPEN）膜，其中2DC覆盖层保持悬浮在金属孔上方或涂覆金属孔的内部。这种OPEN膜几何形状支持通过直接激光激发或通过TMD半导体本身发射的光发射的SPP，其中能量耦合和耦合发生在金属孔位置处，使得金属和2DC层之间的电介质间隔物是不必要的。在低温下，高密度的单光子发射体（SPEs）存在于整个OPEN-WSe 2薄膜中，并且我们证明了SPEs在17 μm距离处的非局部激发，光子纯度损失最小。我们的研究结果表明，开放的薄膜几何形状是一个多功能的平台，可以促进分层材料在量子光学系统中的使用。
2019-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Heterogeneous integration of superconducting thin films and epitaxial semiconductor heterostructures with Lithium Niobate
研究在铌酸锂上异质集成超导电极与半导体量子点，利用超导薄膜作为表面声波谐振器电极实现品质因数三倍提升，并验证了量子点与声子场的耦合及声电控制，为光子与声子间的量子转换提供了可扩展平台。
2023-04-30 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Charge carrier inversion in a doped thin film organic semiconductor island
在有机半导体中诱导反型层对于生产有机场效应晶体管（OFET）器件是非常重要但关键的成就，其依赖于反型、积累和耗尽状态的产生以成功操作。近年来，实现了一个重要的里程碑：OFET首次成功地在逆变模式下工作。在这里，我们开发了一种脉冲偏置技术来表征任何有机材料系统的掺杂剂类型，而无需事先了解或表征所讨论的材料。我们使用这种技术上并五苯/PTCDI异质结，从而推断并五苯是n掺杂的杂质。此外，通过尖端诱导的能带弯曲，我们产生的反型，耗尽和积累制度超过20纳米半径，三个单层厚的n掺杂并五苯岛。我们的研究结果表明，纳米尺度的横向范围和厚度是足够的OFET器件在反转制度。
2021-01-05 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Transfer of Freestanding Fluoropolymer Films for Advanced Semiconductor Devices
National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）；University of Tsukuba（筑波大学）；National Institute of Technology, Kumamoto College（国立技术研究所熊本学院）
本研究提出了一种将高质低κ氟聚合物膜转移到多种基材上的方法，实现了在低附着力表面如氢终止钻石上的应用，展示了高击穿场和低泄漏电流，为低功耗和高速电子器件提供了新的解决方案。
2026-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Semiconductor nanofilms as thermal phonon polarizers: competing effects of scattering selection rules and boundary mode conversion
Indian Institute of Science（印度科学研究所）
研究声子散射选择规则对纳米半导体薄膜热流的调制，通过第一性原理计算揭示其与边界模式转换的竞争，驱动低温下模式极化热电流，可实现纳米薄膜声子耦合的对称选择性工程。
2026-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Visualization of Mesoscopic Conductivity Fluctuations in Amorphous Semiconductor Thin-Film Transistors
本研究利用微波阻抗显微镜对a-IGZO薄膜晶体管进行千兆赫兹电导率成像，揭示了亚阈值区域约200 nm尺度的介观电导率涨落，并通过随机势垒模型模拟了势能景观，为微观理解非晶半导体电荷传输机制提供了直观方法。
2023-12-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Discovery of New Zintl Films and Nanowires Grown by Topotaxy Conversion of III-V Semiconductors
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Dong-A University（东亚大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
本研究拓展拓扑转化法，从GaAs、AlAs等III-V族半导体合成两种新型Zintl薄膜及对应纳米线，其带隙、磁性质显示出热电、自旋电子学等应用潜力。
2026-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing charge carrier movement in organic semiconductor thin films via nanowire conductance spectroscopy
了解有机半导体薄膜中电荷的运动对于光致发光和柔性电子学的应用至关重要。我们研究了硅纳米线的电导对纳米线表面物理吸附的有机半导体内电荷态变化的敏感性。纳米线附近的载流子运动引起的弹性散射改变了在纳米线内传播的电子的背散射的平均自由程，我们已经用因果格林函数在数学上表示了这一点。结合极化连续模型和密度泛函理论计算了有机分子的散射势，有机分子采用距离分离的交换关联泛函，硅采用半经验紧束缚模型.作为一个例子，并四苯的电荷状态变化的灵敏度计算作为一个功能的工作温度和纳米线的几何参数。对于单个分子，具有小于2nm的横截面特征尺寸的超薄硅纳米线在室温下产生可检测的电导变化。对于较大的纳米线，灵敏度降低，然而电导变化随着带电分子的数量而增加：亚4 nm的纳米线灵敏度足以检测几十个载流子。我们建议使用噪声光谱来访问的电荷状态的时间演化。关于有机薄膜中的电荷载流子的空间分布的信息可以使用纳米线电阻器的网格和电阻抗断层成像来获得。
2019-05-17 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
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
Phonon and Thermal Properties of Quasi-Two-Dimensional FePS3 and MnPS3 Antiferromagnetic Semiconductor Materials
我们报告的调查结果的声子和反铁磁FePS 3和MnPS 3半导体的层状单晶的剥离膜的热性质。使用波长为325 nm（UV）、488 nm（蓝色）和633 nm（红色）的三种不同激发激光进行拉曼光谱。共振紫外拉曼光谱揭示了新的光谱特征，这是不能通过可见光拉曼散射检测。采用稳态拉曼光热和瞬态时间分辨磁光克尔效应两种方法测量了FePS 3和MnPS 3薄膜的热导率。拉曼光热测量提供了FePS 3的取向平均热导率为1.35 W/mK在室温下。瞬态测量显示，FePS 3的面内和面内热导率分别为0.85 W/mK和2.7 W/mK。MnPS_3薄膜具有较高的热导率，面内热导率为6.3W/mK，面内热导率为1.1W/mK。通过这两种技术获得的数据揭示了强烈的热各向异性的薄膜和声子的热传导的主要贡献。我们的研究结果对反铁磁半导体薄膜在自旋电子器件中的应用具有重要意义。
2019-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
A generic new platform for topological quantum computation using semiconductor heterostructures
我们表明，薄膜的半导体，如GaAs，其中的s波超导性和塞曼分裂诱导的邻近效应，支持零能量马约拉纳费米子模式在普通的涡旋激发。拓扑有序的关键是自旋轨道耦合的存在，与邻近诱导的s波超导共存。由于时间反演对称性被明确打破，薄膜的边缘构成了手性马约拉纳线。我们提出的异质结构--半导体薄膜夹在s波超导体和磁性绝缘体之间--是一个通用的系统，它可以作为拓扑量子计算的平台，凭借非阿贝尔马约拉纳费米子的存在。
2010-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
