Perfect Coulomb drag and exciton transport in an excitonic insulator
本文利用新型动态光谱探测 MoSe2/hBN/WSe2 异质结构，在约15 K的激子绝缘体相中观测到完美库仑拖曳，但有限逆流电阻表明激子气体未凝聚为超流体。
2023-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electrical Breakdown in a V2O3 device at the Insulator to Metal Transition
我们测量了V2O3薄膜微桥在绝缘体金属转变（IMT）处的电学性质。在电流电压特性（IV）中不连续地跳变到较低电压，随后是对于高电流的近似恒定的电压进展，这表明器件的电击穿。此外，IV曲线显示滞后和训练效应，即热循环后后续IV环与第一IV环不同。低温扫描电子显微镜（LTSEM）研究表明，整个器件的电击穿是由电热畴（ETD）的形成引起的，即器件中电流和温度的重新分布。相反，在纳米尺度下，电击穿导致单个畴的IMT。在一个数值模型中，我们认为这些域作为一个网络的电阻器，我们能够重现电热击穿以及滞后和培训效果的IV。
2012-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature and Gas-Environment Dependent Electron and Phonon Transport in Suspended Carbon Nanotubes Up to Electrical Breakdown
在250- 400 K温度范围内，研究了自由悬浮的金属单壁碳纳米管（SWNTs）在真空和不同气体中的高偏压下的电输运特性。利用自加热研究了单壁碳纳米管中声子输运和光学声子衰减的温度依赖性。在高温下，单壁碳纳米管的声学声子热导率遵循~1/T。悬浮纳米管中的非平衡光学声子效应随着环境温度的升高而减小。气体分子有助于热光学声子沿管长度的弛豫，并使增强的电流。在真空中，悬浮的单壁碳纳米管的高偏压击穿可以通过在低声学声子温度下由电发射的热光学声子引起的熔化而发生。
2005-07-20 cond-mat.mes-hall
Electrical coherent control of nuclear spins in a breakdown regime of quantum Hall effect
使用传统的霍尔杆几何形状的表面上的微金属条，我们证明了在AlGaAs/GaAs半导体异质结的核自旋的电相干控制。利用整数量子霍尔（QH）效应的一个击穿来动态地描述核自旋。在金属片上施加脉冲射频磁场，核自旋的量子态出现拉比振荡，并通过测量QH导体的纵向电压来检测。
2007-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Dissipation and Variability in Electrical Breakdown of Carbon Nanotube Devices
我们研究了SiO2衬底上碳纳米管（CNT）器件的高场电击穿和热耗散。通过分子动力学（MD）模拟揭示了由与衬底的范德华相互作用引起的CNT的热“足迹”。实验和建模发现CNT-基底热耦合比例与CNT直径成正比，与SiO2表面粗糙度（~d/Δ）成反比。扩散失配模型（DMM）和数据的比较揭示了对于最大直径（3-4 nm）的CNT，在室温下每单位长度的热耦合的上限为~ 0.4W/K/m，在600 C下为~ 0.7W/K/m。我们还发现半导体碳纳米管可以过早地击穿，并显示更多的击穿可变性，由于阈值电压的动态变化，其中金属碳纳米管是免疫的，这对选择性电击穿在碳纳米管电子产品提出了根本性的挑战。
2010-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High current density electrical breakdown of TiS3 nanoribbon-based field-effect transistors
基于层状材料的纳米结构晶体管的高场传输特性不仅从器件物理学的角度来看是重要的，而且对于下一代电子学中的可能应用也是重要的。随着层状材料作为传统硅技术替代品的前景越来越好，我们在这里研究了层状材料三硫化钛（TiS 3）的高电流密度特性。我们观察到高击穿电流密度高达1.7 10^6 A/cm^2的TiS 3纳米带为基础的场效应晶体管，其中最高的半导体纳米材料。调查负责电流击穿的机制，我们进行了体TiS 3的热重分析，并与密度泛函理论（DFT）和动力学蒙特卡罗计算的结果进行比较。我们得出结论，氧化的TiS 3和随后的解吸硫原子起着重要的作用，在环境条件下的材料的电击穿。我们的研究结果表明，TiS 3是一种有吸引力的高功率应用材料，并提供洞察的热和缺陷激活机制负责在纳米结构的设备中的电击穿。
2017-04-18 cond-mat.mes-hall
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
Negative activation energy and dielectric signatures of excitons and excitonic Mott transitions in quantum confined laser structures
大多数情况下，光学光谱被用来研究激子的物理，而它们的电学证据几乎没有探索。在这里，我们研究了一个正向偏压激活的差分电容响应的GaInP-AlGaInP基多量子阱激光二极管跟踪激子的存在，使用电气测量。发光后负激活能的出现被理解为在中等范围的载流子注入下稳态激子布居的化学特征。在用分子束外延生长的InGaAs-GaAs量子点激光器结构中也观察到类似的确证结果。随着偏置的增加，测得的差分电容响应慢慢消失。这表示在GaInP-AlGaInP激光二极管中激子相到电子-空穴等离子体的逐渐Mott跃迁。随着正向偏压的增加，电致发光光谱中越来越多的高能量尾部的指数形状进一步证实了这一点，这源于自由电子和空穴的非简并种群的增长。激子的电学和光学性质之间的这种实验相关性可以用于推进下一代激子器件。
2016-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Competition between excitonic insulators and quantum Hall states in correlated electron-hole bilayers
本文基于MoSe2/hBN/WSe2异质结构电子-空穴双层膜，研究了垂直磁场下激子绝缘体的行为，发现了激子量子振荡，并揭示了强磁场下激子绝缘体相与双层量子霍尔绝缘体相之间的多重量子相变。
2025-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Huge Volume Expansion and Structural Transformation of Carbon Nanotube Aligned Arrays during Electrical Breakdown in Vacuum
我们观察到在真空中的电击穿过程中，定向单壁碳纳米管（SWNT）阵列的体积膨胀伴随着结构转变。在Si/SiO_2衬底上，采用介电泳法在间距为2 μm的Pd源、漏电极之间组装了单壁碳纳米管阵列。在高电场下，单壁碳纳米管阵列爆发成大蘑菇状结构。系统的研究表明，在一定的电场作用下，单壁碳纳米管发生膨胀，并转变为纳米颗粒和花状结构，体积增加较小。电偏压的进一步增加和重复扫描导致无定形碳，如从扫描和透射电子显微镜（TEM）所确定的。用聚焦离子束和透射电镜研究了单壁碳纳米管阵列的截面结构，结果表明，2-3 nm的单壁碳纳米管阵列高度增加到1 μm左右，体积增益约为400倍。电子能量损失谱显示，单壁碳纳米管的石墨sp^2网络主要转化为sp^3。电流-电压测量还显示了经变换的结构的电阻的增加。
2011-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent transport in homojunction between excitonic insulator and semimetal
从一个双带模型的解决方案，我们预测，在一个半金属和激子绝缘体的交界处的热和电输运将表现出高电阻的行为和低熵产生在低温下，从一个半金属和一个正常的半导体结不同。这种现象，归因于无耗散激子流占主导地位的电荷传输，是基于更长的长度尺度的变化的有效界面电位的电子散射由于凝聚体的相干性比正常状态。
2005-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Two-dimensional Excitonic Photoluminescence in Graphene on Cu surface
尽管石墨烯具有出色的电学性能，但由于其零带隙而不适合用于光学器件。在这里，我们报告了来自生长在Cu（111）表面上的石墨烯的二维激子光致发光（PL），其显示出在3.16 eV附近的意想不到的显著尖锐和强的发射（半峰全宽$\leq$ 3meV）和在3.18 eV附近的多重发射。随着温度的升高，这些发射蓝移，显示出石墨烯的特征负热系数。观察到的PL起源于石墨烯中受激电子的显著抑制的分散，所述分散由石墨烯$π$和第一和第二Cu层的Cu d轨道在布里渊区的偏移鞍点0.525（M+K）处的杂化引起。这一发现为设计新型光电石墨烯器件提供了一条新途径，同时保持了石墨烯出色的电学性能。
2016-10-27 cond-mat.mes-hall
Visualizing the breakdown of the quantum anomalous Hall effect
本研究结合磁成像与电学输运测量，可视化了磁性掺杂拓扑绝缘体中量子反常霍尔效应的电流诱导击穿，发现其完全由电子加热主导，为诊断拓扑材料能量弛豫和实现稳健拓扑保护提供了框架。
2025-03-04 cond-mat.mes-hall
Second order Josephson effect in excitonic insulators
我们发现，在电子空穴双层膜的激子所产生的导电和价带形成的原子轨道，具有不同的宇称，非零层间隧穿导致二级约瑟夫森效应。这意味着层间电流与激子序参量的相位相关，为$J = J_c \sin2θ$而不是$J = J_c \sin θ$，并且该系统在$θ=0, π$处具有两个简并基态，其可以通过层间电压脉冲切换。当推广到三维交替电子-空穴平面堆叠或二维链堆叠时，AC约瑟夫森效应意味着垂直于层和链的电场脉冲可以在两个简并基态之间操纵序参量相位，使得这些器件成为超快存储器。序参量操纵也适用于激子绝缘体候选物Ta $_2$ NiSe $_5$。
2021-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Angular harmonics of the excitonic polarization conversions effect
我们建议的偏振转换效应，激子模拟的一阶空间色散现象，然而，观察到的光致发光，而不是在通过光的唯象理论。利用赝自旋方法计算了电中性量子点模型系统在沿生长轴方向的磁场作用下的光学偏振响应。所有可能的形式的偏振响应是由九个不同的字段相关的系数，代表，因此，一个自然的基础上进行分类的各种转换。现有的实验数据可以很好地记录在这个分类方案。预测了两个尚未解决的实验效果。
2011-05-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Coherent manipulation of nuclear spins in the breakdown regime of integer quantum Hall states
我们提出了一种利用量子霍尔效应击穿引起的动态核极化对核自旋进行电操纵的新方法。通过GaAs/AlGaAs单异质结界面处的二维电子系统与核自旋系统的超精细相互作用，实现了核自旋的极化和探测。通过测量导体的纵向电压，观察到核自旋量子态之间的相干振荡。
2008-08-29 cond-mat.mes-hall
Ballistic Phonon Thermal Transport in Multi-Walled Carbon Nanotubes
我们报告电传输实验使用电击穿的现象，以执行测温探测个别多壁纳米管的热性能。我们的研究结果表明，纳米管可以很容易地通过弹道声子传播进行热传导，达到量子力学极限的热导。我们确定的热导量子，一个单一的声子通道的热导的极限，并找到良好的协议与理论计算。此外，我们的研究结果表明，热激活C-C键断裂与承载~10^12 A/m^2的电应力相结合的击穿机制。我们还展示了一种电流驱动的自加热技术，以提高纳米管器件的电导显着。
2005-07-01 cond-mat.mes-hall
Gate tuning of coupled electronic and structural phase transition in atomically thin Ta$_2$NiSe$_5$
通过掺杂调控Ta₂NiSe₅中电子和结构相变，发现其绝缘态受载流子掺杂影响，排除激子主导机制，揭示耦合相变特性。
2025-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrical stress effect on Josephson tunneling through ultrathin AlOx barrier in Nb/Al/AlOx/Nb junctions
本文研究了直流电应力和击穿对Nb/Al/AlOx/Nb超导数字电子学中具有AlOx势垒的结中约瑟夫森和准粒子隧穿的影响。在室温下对隧道势垒连续施加应力后，测量了室温下的结电导和4.2K下的电流-电压（I-V）特性。使用具有从0到~1000 Ic范围内的增加幅度的电流斜坡施加电应力，所述电流斜坡对应于跨越势垒的高达0.65 V的电压，其中Ic是约瑟夫森临界电流。一个非常软的击穿已被观察到与极性相关的击穿电流（电压）。亚间隙电导的交界处，次谐波电流阶跃的外观，并逐渐增加的临界和过剩电流，以及正常状态下的电阻下降的显着增加已被观察到。观察到的超导隧穿的变化表明，在隧道势垒中的电场引起的缺陷和相关的附加导电通道（超导量子点接触（SQPC））的数量逐渐增加的模型。通过比较这些传导通道的I-V特性与基于Averin和Bardas的多次Andreev反射的SQPC中电流输运的非稳态理论，估计诱导SQPC的典型透明度D为D ~ 0.7。发现诱导SQPC的数量随着跨势垒电压的增加而增加，为sinh（V/V_0），V_0 = 0.045 V，与离子电迁移缺陷形成的模型吻合得很好。所观察到的击穿电流（电压）的极性依赖性也与模型一致。
2008-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Strongly correlated excitonic insulator in atomic double layers
激子绝缘体（EI）是由半导体中束缚电子-空穴对（激子）的形成而产生的，并为量子多玻色子物理提供了固态平台。强激子-激子排斥预计将通过抑制密度和相位波动来稳定凝聚的超流和晶相。虽然已经报道了EI的光谱特征，但强相关EI状态的确凿证据仍然难以捉摸。在这里，我们证明了一个强相关的空间间接二维（2D）EI基态形成在过渡金属二硫属化物（TMD）半导体双层。当施加在两个电隔离的TMD层之间的偏置电压被调谐到填充束缚电子-空穴对但不填充自由电子或空穴的范围时，形成平衡层间激子流体。电容测量表明，流体是激子可压缩的，但电荷不可压缩的直接热力学证据的EI。该流体还与超过10的无因次激子耦合常数强相关。我们进一步构建了一个激子相图，揭示了莫特转变和相互作用稳定的准凝聚。我们的实验为实现激子的奇异量子相位以及多端激子电路的应用铺平了道路。
2021-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Perfect Coulomb drag in a dipolar excitonic insulator
本研究在MoSe2/WSe2偶极双层激子绝缘体中观测到完美库仑拖拽，并揭示其随温度与Mott密度转变的输运行为。
2023-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of an exciton crystal in a moiré excitonic insulator
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）；Kavli Energy NanoScience Institute（卡弗里纳米科学能源研究所）
在莫尔激子绝缘体中观测到稳定的激子晶体，通过调控电子-空穴双层实现相关晶态的实验验证。
2026-01-27 cond-mat.mes-hall
Excitonic transport driven by repulsive dipolar interaction in a van der Waals heterostructure
本研究针对范德瓦尔斯异质结中稀薄体系的层间激子，探究排斥偶极相互作用对其输运动力学的影响，通过时空分辨光致发光成像观测发现相互作用可使扩散系数提升一个数量级，为激子器件发展提供了新方向。
2021-10-15 cond-mat.mes-hall
Insulator and Electrode Materials Marginally Influence Carbonized Layer Conductivity in Metalized-Film Capacitors
本文通过原子级模拟证明金属化薄膜电容器自愈产生的碳化层电导率与绝缘聚合物和电极材料选择无关，并提出通过计量气态副产物或评估固态半导体体积来评定自愈质量。
2024-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical control of near-field energy transfer between quantum dots and 2D semiconductors
我们研究了化学合成量子点（QD）和二维半导体之间的近场能量转移。我们制造的设备中，静电门控半导体单层二硫化钼（MoS 2）被放置在一个均匀的自组装层的核-壳CdSSe量子点。我们证明了从量子点到MoS 2的有效的非辐射Förster共振能量转移（FRET），并证明了MoS 2的激子吸收中适度的门诱导变化导致FRET速率的大（~500%）变化。这又允许QD光致发光强度的高达~75%的电调制。混合QD/MoS 2器件在小电压范围内操作，允许连续修改QD光致发光强度，并且可以用于选择性调谐在可见IR范围内发射的QD。
2015-06-15 cond-mat.mes-hall
Dielectric breakdown by electric-field induced phase separation
控制设备级系统的介电和导电性能对于提高能源和信息相关技术的效率至关重要。在某些情况下，例如神经形态计算，需要将初始绝缘介质的电导率增加几个数量级，从而导致有效的介电击穿。在这里，我们表明，通过调整系统{具有可变的介电常数和电导率}中所施加的电场的值，例如离子嵌入材料，我们可以通过数量级改变器件级电导率。我们将这种行为归因于渗透到整个系统中的类似导电域的形成，{仅当电导率取决于浓度时才形成}。最后，我们讨论我们的研究结果在神经形态计算设备和锂离子电池的适用性。
2020-07-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
All-electrical near-field injection of excitons in a van der Waals antiferromagnet
本研究在范德华二维反铁磁体CrSBr中实现了全电学近场激子注入，利用石墨烯隧道结隧穿电子的能量转移激发激子，观测到电致发光及厚层中的自杂化激子极化激元发射，为磁性质的自旋电子与光学读出应用奠定基础。
2025-05-21 cond-mat.mes-hall
Domain wall propagation through spin wave emission
我们从理论上研究了具有硬轴和易轴各向异性的电绝缘铁磁体中的场致畴壁（DW）运动。在低场条件下，自旋波可以通过锁定在已知孤子速度上的自旋波发射沿无耗散导线传播。当存在阻尼时，由于强的面外磁各向异性，该模式出现在Walker击穿场之前，当磁场位于最大DW速度场和Walker击穿场之间时，通常的Walker刚体传播模式变得不稳定。
2012-06-27 cond-mat.mes-hall
21st Century Planar Field Emission Theory and its Role in Vacuum Breakdown Science
为了解释电击穿，场电子发射（FE）是感兴趣的机制。在2006年至2010年期间，基础FE理论有了重大发展，但这些尚未完全进入技术FE领域的一般思维，这些领域通常仍然基于20世纪60年代或（在某些情况下）20世纪20年代对FE理论的思考。本文概述了有限元理论的历史，并提供了一个概述的现代发展和一些相关的主题，只要这些影响到实验的解释和物理现象的解释。本文着重于原则，并给出了参考文献，其中可以找到细节。提出了一些建议，移动到使用“21世纪”有限元理论。此外，错误的费曼的治疗的静电的点导体显示，它被发现，齐纳隧道是不可信的真空击穿的主要原因从氧化铜覆盖层。
2022-07-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Electrical tuning of exciton-plasmon polariton coupling in monolayer MoS2 integrated with plasmonic nanoantenna lattice
半导体中的光-物质相互作用的主动控制对于实现下一代光电子器件是至关重要的，通过外场可调谐地控制系统的光学性质。操纵通过几何参数耦合到腔体的活性物质中的光学相互作用的能力，所述几何参数与利用施加的场的动态控制一起固定，开辟了控制激子寿命、振子强度及其弛豫性质的可能性。在这里，我们展示了电控制激子等离子体激元耦合强度的二维半导体集成与等离子体激元纳米谐振器组装在场效应晶体管器件之间的强耦合和弱耦合限制静电掺杂。因此，激子-等离子体激元极化子色散可以动态地改变所施加的电场通过调制的激子性质的单层二硫化钼所产生的多体效应与载流子浓度。此外，强耦合带电激子等离子体激元也观察到后增加载流子注入。利用等离子体纳米谐振器和电场动态控制超薄半导体的光学特性的能力证明了耦合系统的多功能性，并为具有精确定制响应的光电子器件的设计提供了新的平台。
2016-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
