Organic molecular tuning of many-body interaction energies in air-suspended carbon nanotubes
我们研究了铜酞菁分子对空气悬浮碳纳米管中激子和三离子的吸附作用。利用光致发光激发光谱，我们观察到激子能量随着分子沉积厚度的增加而逐渐红移。在大量沉积的情况下也观察到了三电子发射，这表明酞菁分子和碳纳米管之间发生了电荷转移。个别管的光谱分析揭示了激子-trion能量分离和激子发射能量之间的相关性，表明多体相互作用能的尺度与分子介电屏蔽相似。
2018-12-26 cond-mat.mes-hall
Three-particle correlation from a Many-Body Perspective: Trions in a Carbon Nanotube
三个相关粒子的三子态（例如，两个电子和一个空穴）对于理解掺杂或门控纳米结构（如碳纳米管或过渡金属二硫属化物）的光谱是必不可少的。我们开发了一个理论上的多体描述这样的关联态使用从头算方法。它可以被视为广泛使用的$GW$方法和Bethe-Salpeter方程的扩展，从而允许与激子直接比较。我们将这种方法应用于半导体（8，0）碳纳米管，并发现最低的光学活性trions红移$\sim 130$毫电子伏相比，激子，证实了类似的管的实验结果。此外，我们的方法提供了详细的见解的物理性质的trion状态。在原型碳纳米管中，我们发现了各种不同的激发，讨论了光谱，能量组成，和相关的波函数。
2016-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spectroscopic signatures of many-particle energy levels in non-covalently doped single-wall carbon nanotubes
我们首次在盐酸非共价掺杂的（6，5）单壁碳纳米管中观察到了从基态T到激发态T* 的光学跃迁。这种激发态三介子能级T* 的位置估计为2.12 eV，而基态三介子能级T的能量为1.08 eV。此外，泵浦-探测瞬态吸收谱表明，基态三离子能级T不能被直接激发。相反，我们建议trions形式后，从激子的非放射性弛豫，通过与掺杂诱导的空穴极化子的相互作用穿着。我们还报告了一个完整的激子到三振子的转换，通过光致发光光谱，从而支持存在的极化子修饰的激子能级的p型掺杂的单壁碳纳米管。
2018-04-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Molecular screening effects on exciton-carrier interactions in suspend carbon nanotubes
光致发光光谱测量进行悬浮的碳纳米管的场效应配置，光致发光光谱的栅极电压依赖性进行比较的原始状态和分子吸附状态的纳米管。我们量化的分子屏蔽效应上的三重子结合能，通过确定明亮的激子和三重子的两个状态的发射能量之间的能量分离。的电压依赖性示出较窄的电压区域的恒定的光致发光强度的吸附状态，一致的电子带隙的减少，由于屏蔽效应。电荷中性点被发现移动后分子吸附，这表明在纳米管化学势或接触金属功函数的变化。
2018-06-29 cond-mat.mes-hall
Low-temperature electroluminescence excitation mapping of excitons and trions in short channel monochiral carbon nanotube device
单壁碳纳米管作为新兴的量子光源可能会填补硅光子学的技术空白，因为它们可能用作近红外，电驱动，经典或非经典发射器。与光致发光不同，其中纳米管用光激发，单管的电激发具有挑战性，并且受到器件制造，架构和偏置条件的严重影响。在这里，我们提出的电致发光光谱数据的超短沟道器件由（9，8）碳纳米管发射在电信波段。在电流偏置下发射是稳定的，并且在10 nm的间隙尺寸下没有观察到淬灭。低温电致发光光谱数据也报道表现出冷发射和线宽下降到2毫电子伏在4 K。电致发光激发图证明了载流子复合是短通道中光产生的机制。激子和三重离子发射可以通过栅极电压来开启和关闭，并编制了相应的发射效率图。深入了解声学声子的线宽的影响，没有强度饱和和激子激子湮灭，环境效应，如电介质屏蔽和应变的发射波长，和条件，以抑制滞后，并建立最佳的操作条件。
2019-09-11 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Gate tunable dark trions in monolayer WSe$_2$
我们报道了单层WSe $_2$中本征暗三能级的观察和门控。通过使用氮化硼封装的超净WSe $_2$器件，我们直接解决了暗Trions的弱光致发光。利用静电门控技术，可以在带正负电荷的三电子之间连续调谐暗三电子。通过在磁场作用下的塞曼分裂，我们还揭示了它们的自旋三重态构型和独特的谷光发射。暗介子具有很大的结合能（14 - 16 meV）。它们的寿命（~1.3ns）比亮三电子寿命（~10ps）长两个数量级，并且可以通过静电门控在0.4到1.3ns之间调谐。这种鲁棒的、光学可检测的、门可调谐的暗trion为在二维材料中实现电可控trion输运提供了新的途径。
2019-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resonant optical gating of suspended carbon nanotube transistor
制造具有增强功能的更小晶体管对于扩展摩尔定律的限制和满足电子行业的需求至关重要。在这里，我们演示了晶体管操作中的悬浮单碳纳米管（CNT）使用反馈启用辐射压力的近场聚焦激光，使显着变化的导电性的CNT。此外，使用原位尖端增强拉曼光谱，我们表明，电导率的变化超过五个数量级是伴随着自感缺陷状态内的CNT。整个结构的尺寸小于10 nm，并显示出可扩展性的承诺。这是一种在纳米尺度上实现逻辑运算的新方法。
2016-07-09 cond-mat.mes-hall
Manipulating electron waves in graphene using carbon nanotube gating
石墨烯的色散关系类似于光子的色散关系，为电子光学的应用提供了充足的机会。通过外部栅极的载流子密度的空间变化可以用于产生电子波导，类似于光纤，其中载流子在双极结中的附加限制导致形成很少的横向引导模式。我们表明，通过门控石墨烯与碳纳米管（CNT）创建的波导允许获得尖锐的电导平台，并提出在Aharonov-Bohm和双路干涉仪中的应用，以及用于在石墨烯中注入载流子的点状源。其他应用可以扩展到Bernal堆叠或扭曲的双层石墨烯或二维电子气。由于其多功能性，CNT诱导的波导为石墨烯基器件中的电子操纵开辟了各种可能性。
2022-05-17 cond-mat.mes-hall
Local gating of carbon nanotubes
报道了化学气相沉积（CVD）法生长的碳纳米管下放置多个静电门的局部效应。单壁碳纳米管通过CVD从Fe催化剂岛穿过薄Mo“指状栅极”（150 x 10 nm）生长。在管生长之前，几个指状栅极被光刻图案化，随后使用低温原子层沉积涂覆有图案化的高k电介质。输运测量表明，局部指门具有与全局背门不同的效果。
2003-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Diffusive and Unimolecular Nonradiative Decay of Excited States in Doped Carbon Nanotubes
该研究探究掺杂对单壁碳纳米管激发态非辐射衰减的影响，发现激子衰减为扩散限制型、三激子为单分子型，揭示了带电杂质在能量耗散中的双重作用。
2023-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dipolar and charged localized excitons in carbon nanotubes
我们从实验和理论两方面研究了半导体单壁碳纳米管中激子局域化和极化的基本相互作用。从斯塔克光谱的个别碳纳米管在低温下，我们确定本地化的激子作为永久电偶极子的偶极矩高达1eV。此外，我们证明了场效应掺杂的本地化激子与额外的电荷，从而导致在缺陷本地化trions。我们的研究结果不仅提供了对碳纳米管中局部激子的微观性质的基本见解，还表明了它们在传感应用中的潜力，并可作为其他原子薄半导体（包括过渡金属二硫属化物）中激子局部化量子点的分子工程的指导方针。
2017-06-26 cond-mat.mes-hall
Relative stability of excitonic complexes in quasi-one-dimensional semiconductors
一个配置空间的方法来揭示最低能量的中性和带电的激子复合物（双激子和trion）在准一维半导体的一般稳定性的特点。Trions被证明是更稳定的比双激子在强限制的结构与小的减少电子空穴质量。双激子在具有大的减少的电子-空穴质量的较少限制的结构中更稳定。特别是在半导体碳纳米管中，trion结合能比双激子的结合能大约1.4倍，随直径减小，从而揭示了最近实验观察的一般物理原理。
2014-08-03 cond-mat.mes-hall
Doping state of multi-wall carbon nanotubes wires and quantum dots
采用强静电门控（液离子门控）方法，测定了多壁碳纳米管（MWNTs）中费米能级EF（相对于电中性点）的位置。E_F是负的（空穴掺杂），并且对于空气中的MWNT，E_F等于\approx ~ 0.3 eV。已经发现了水而不是氧是掺杂的主要来源的证据。因此，占据的1d模的数量M（不计算自旋）>2，即M \approx 10。这是支持单电子能级间距，推导出在低温下观察到的单电子充电效应（SET）。后者主要由共隧穿过程，因为我们观察到的近藤效应。这提供了证据，即高透射通道是存在于MWNTs在低温下，尽管在以前的实验中观察到的“无序”。
2002-01-04 cond-mat.mes-hall
High-Performance, Hysteresis-Free Carbon Nanotube FETs via Directed Assembly
高性能单壁碳纳米管场效应晶体管（SWNT-FET）的制造使用定向组装和大量生产的碳纳米管（CNT）。这些FET表现出与最先进的器件相当的操作特性，并且该工艺提供了一种大规模功能性CNT电路组装的途径，该途径避免了依赖于化学气相沉积（CVD）的工艺中固有的问题。此外，在器件结构中集成疏水自组装单层（SAM）消除了SWNT-FET中的门控滞后的主要来源，这导致FET操作不受干扰，同时将未改性的纳米管表面暴露于环境空气。
2006-05-26 cond-mat.mes-hall
Configuration space method for calculating binding energies of exciton complexes in quasi-1D/2D semiconductors
North Carolina Central University（北卡罗来纳中央大学）
本文提出一种配空间方法，用于计算准1D/2D半导体中激子复合物（三重态、双激子）的结合能，揭示了在强限制结构中三重态结合能更高，而在弱限制结构中双激子结合能更高，从而得出三重态稳定性随横向尺寸增加而降低的普遍交叉行为。
2016-07-02 cond-mat.mes-hall
Dynamics and efficient conversion of excitons to trions in non-uniformly strained monolayer WS$_2$
本文研究了单层半导体WS $_2$在受控非均匀机械应变作用下激子和激子的输运。我们主动控制和调整的应变分布与AFM为基础的设置，其中单层是由AFM针尖缩进。光谱学被用来揭示受激载流子的动力学。不均匀的应变配置局部改变WS $_2$的价带和导带，从而产生吸引激子和激子朝向AFM针尖下方的最大应变点的有效力。我们观察到WS $_2$的光致发光光谱的应变下，我们解释使用漂移扩散模型的大的变化。我们表明，中性激子的运输，一个以前被认为是有效的非均匀应变的2D半导体和被称为“漏斗”的过程，是可以忽略不计的，在室温下与以前的观察。相反，我们发现，在非均匀应变分布下的自由载流子的重新分布导致激子到trions的高效转换。即使没有电选通，转换效率也达到$\simeq 100\%$。我们的研究结果解释了以前实验中的不一致性，并为新型光电子器件铺平了道路。
2019-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Parallel carbon nanotube quantum dots and their interactions
我们目前的量子输运测量相互作用的平行量子点中形成的碳纳米管绳股。在该分子量子点系统中，输运由一个量子点主导，而来自平行侧点的附加共振出现，其表现出弱的栅极耦合。这种差分选通效应提供了仅具有一个栅电极的量子点系统的可调谐性，并提供了对承载电流的碳纳米管束的控制。通过将系统调谐到不同的状态，我们使用量子输运作为光谱工具来研究点间耦合，并显示区分各种侧点的路线。通过比较实验数据与主方程计算，我们确定所需的隧穿率的条件，以观察不同的表现形式的点间耦合的传输谱。
2012-08-29 cond-mat.mes-hall
Reversible Excitonic Charge State Conversion and High Quasiparticle Densities in PVA-doped Monolayer WS$_2$ on 2D Microsphere Array
Indian Institute of Technology Jodhpur（印度焦浦尔理工学院）
通过PVA掺杂和应变增强，实现二维WS₂中高准粒子密度和可逆激子电荷态转换，为光学存储和量子光技术提供新途径。
2025-12-29 cond-mat.mes-hall
Gate-Defined Quantum Dots on Carbon Nanotubes
我们报道了基于纳米管的量子点结构的实现，该结构使用局部静电门控来产生沿着纳米管串联的单独可控的量子点。静电顶栅在下面的管中产生耗尽区;一对这样的耗尽区定义了量子点。在单个和多个点内，隧道势垒的电阻率以及静电能可以通过栅极电压来调谐。该方法允许在单个管上精确控制多个设备，并作为基于纳米管的电子和量子系统的设计范例。
2005-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reproducible Ohmic bismuth contacts to $\textrm{MoS}_2$ nanotubes and nanoribbons
University of Regensburg（雷根斯堡大学）；Institute Jožef Stefan（约瑟夫·斯蒂芬研究所）
本研究通过使用半金属铋和优化工艺步骤，实现了对MoS₂纳米管和纳米带的可重复欧姆接触，解决了接触电阻分散问题，器件室温两点电阻中位值为340 kΩ。
2026-06-27 cond-mat.mes-hall
Tip-gating Effect in Scanning Impedance Microscopy of Nanoelectronic Devices
用扫描门显微镜和扫描阻抗显微镜（SIM）研究了半导体单壁碳纳米管中的电子输运。根据探头电位，SIM可以在侵入性和非侵入性模式下进行。高分辨率成像的缺陷时，探针作为一个本地门，同时作为一个静电探针的本地电位。一类弱缺陷变得可观察，即使它们位于强缺陷附近。讨论了针尖选通扫描阻抗显微镜的成像机理。
2002-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable electronic correlation effects in nanotube-light interactions
据预测，碳纳米管等一维（1D）系统中的电子多体相关效应会强烈改变光激发态的性质。在这里，我们直接探测这种效果，使用宽带弹性光散射从个别悬浮的碳纳米管在静电门控条件下。我们观察到显着的变化，光学跃迁能量，以及线加宽，作为载流子密度的增加。结果表明，不同的作用筛选的多体电子相互作用的宏观和微观的长度尺度，准一维系统固有的功能。我们的研究结果进一步证明了光学跃迁的电调谐的可能性，并提供了一个基础，了解各种光学现象的碳纳米管和其他准一维系统中的载流子掺杂的存在。
2013-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Kondo Phase Transitions of Magnetic Impurities in Carbon Nanotubes
我们提出碳纳米管（CNT）与磁性杂质作为一个通用的平台，以实现非常规的近藤物理，其中CNT浴是由自旋轨道相互作用和表面曲率间隙。虽然在中性扶手椅型碳纳米管中半填充杂质的特殊情况下，强耦合相是不可接近的，但该系统通常可以经历到近藤基态的量子相变。研究了CNT半径、手性和载流子掺杂变化时产生的位置特定的相图，揭示了几个显著的特征，例如，非扶手椅型碳纳米管实现相变的最大半径的存在，以及近藤屏蔽的干涉抑制.我们表明，通过静电门控的费米能量调谐，量子临界区可以在实验上访问。
2012-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Local electronic properties of single wall nanotube circuits measured by conducting-tip AFM
利用导电针尖原子力显微镜（AFM）测量了绝缘衬底上单壁碳纳米管（SWNT）电路的局域电子特性。当电压施加到针尖和AFM反馈用于定位针尖时，从针尖样品隧道电流形成的图像具有单管分辨率（直径接近1 nm），比同时获得的形貌AFM图像好一个数量级以上。通过找到尖端样品电流为零的点，可以测量电路内的电化学电势，同样具有纳米分辨率。这样的测量提供了令人信服的证据，表明束内的纳米管只有微弱的电子耦合。最后，AFM针尖被用作局部静电门，并且门控作用可以与单壁碳纳米管束样品的结构相关联。这种技术应该是有用的广泛的电路包含单壁碳纳米管和其他分子。
2000-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlling the conductance and noise of driven carbon-based Fabry-Perot devices
我们报告通过碳纳米管法布里-珀罗器件的交流传输。我们发现，调整交流门控的强度诱导交替的抑制和部分复苏的电导干涉图案。对于与系统$Δ$的电平间隔的整数倍匹配的频率，电导保持对外部场无响应。相比之下，在低偏置电压限制的噪声行为，在静态的情况下，只有当频率匹配的水平间距的偶数倍，从而突出其相位灵敏度在量子域中的马车轮效应的表现。
2009-05-12 cond-mat.mes-hall
Capillary Flow Printing of Submicron Carbon Nanotube Transistors
本文提出毛细流动印刷（CFP）技术，无需化学修饰或后处理即可可重复制造全印刷亚微米碳纳米管薄膜晶体管，在多种基板上实现高性能柔性器件，展示了无洁净室亚微米电子制造的新途径。
2024-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Terahertz Dynamics of Quantum-Confined Electrons in Carbon Nanomaterials
低维碳纳米结构，如单壁碳纳米管（SWCNT）和石墨烯，为太赫兹科学和技术提供了新的机会。金属单壁碳纳米管和石墨烯是具有线性、类光子能量色散的零能隙系统，表现出各种非凡的性质。在过去的十年中，它们的直流和线性电气特性已被广泛研究，但它们不寻常的有限频率、非线性和/或非平衡特性在很大程度上尚未被探索，尽管预计它们对新的太赫兹设备应用很有用。太赫兹动态电导率测量使我们能够探测这种光子类电子或无质量狄拉克费米子的动力学。在这里，我们使用太赫兹时域光谱和傅里叶变换红外光谱研究太赫兹电导率的一维和二维电子，分别在高度对齐的单壁碳纳米管和门控大面积石墨烯的薄膜。在单壁碳纳米管，我们观察到非常各向异性的太赫兹电导率，太赫兹偏振器的应用前景。在石墨烯中，我们证明了太赫兹和红外特性敏感地随着费米能量而变化，这可以通过电子门控和热退火来控制。
2012-05-28 cond-mat.mes-hall
