- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
[IEEE 2018年第31届国际真空纳米电子学会议(IVNC) - 日本京都 (2018.7.9-2018.7.13)] 2018年第31届国际真空纳米电子学会议(IVNC) - 钻石针尖场发射体电子能谱中单电子隧穿现象的证据
摘要： 利用电子能量谱研究了微米级金刚石针尖的场发射现象。通过高发射电流处理对原始金刚石针尖的原子表面结构进行改性，随后获得了典型的阶梯状电流-电压特性曲线——这是由金刚石针尖表面形成的碳纳米结构中库仑阻塞效应引发单电子隧穿所致。特征性电子能谱包含多个峰位，每个峰对应发射纳米结构的特定充电态。通过测量能谱确定了库仑阻塞参数（如充电能），并揭示了场发射系统中单电子效应的特殊特征。
关键词： 电子能量谱学、库仑阻塞、单电子隧穿、场致发射
更新于2025-09-23 15:21:21
-
原子级工程化石墨烯纳米带场效应晶体管中受控量子点形成
摘要： 石墨烯纳米带（GNRs）作为一类新兴的量子设计材料，已引起全球研究者的浓厚兴趣。将其应用于电子器件的主要挑战包括：因其尺寸微小（<50纳米）导致的可靠接触难题，以及在器件集成过程中保持其物理特性的困难。在这项结合实验与理论的研究中，我们报道了原子级精确的GNRs在器件结构中呈现的量子点（QD）行为。该器件由对齐的5原子宽GNRs（5-AGNRs）薄膜构成，这些薄膜被转移至具有亚5纳米纳米间隙的石墨烯电极上。研究表明，这种窄带隙5-AGNRs在室温下呈现类金属特性，在低于150K温度时则表现出单电子晶体管行为。通过13K下的分子能级光谱分析，我们测得其附加能级范围为200-300毫电子伏。密度泛函理论计算预测了相近的附加能级，并揭示当考虑5-AGNRs有限长度时，无限长纳米带带隙内存在两个电子态。通过输运光谱证实器件集成后5-AGNRs分子能级的保持性，本研究为实现更奇异的GNR基纳米电子器件迈出了关键一步。
关键词： 石墨烯纳米带、库仑阻塞、分子光谱学、器件集成、拉曼光谱学
更新于2025-09-23 15:21:01
-
通过无催化剂化学气相沉积在绝缘体上直接生长石墨烯的纳米器件中的强量子限制效应
摘要： 背景：对纳米尺度缺陷石墨烯电学特性的理解相对滞后。 目的：本报告旨在表征具有实际应用价值的缺陷石墨烯作为纳米器件。 方法：以乙醇为碳源，无需任何催化金属，通过酒精化学气相沉积法（alcohol-CVD）直接在SiO?衬底上生长少层石墨烯。利用电子束光刻将石墨烯薄膜图案化为纳米结构以制备纳米器件。 结果：SiO?衬底上石墨烯的拉曼光谱显示较大的D峰，表明其存在缺陷并包含尺寸约17 nm的纳米晶粒。研究了室温下栅极电压Vg对石墨烯电阻的调控，该薄膜仅呈现p型导电，方阻为3.7 kΩ/□，计算得场效应迁移率为44 cm2/Vs。从石墨烯薄膜的温度依赖性发现，其电阻从室温至10 K仅增加7%，表明尽管薄膜厚度仅1.6 nm且存在缺陷，但晶畴间势垒较低。通过测量这些纳米器件在10 K下的电导（Id/Vd）等高线图，观察到非周期库仑阻塞特征及大能隙输运现象。 结论：无序石墨烯纳米结构中最窄收缩宽度、附加能量变化与输运势垒之间存在明显关联。这些石墨烯纳米器件在单电子（或单空穴）晶体管、单分子晶体管、范德华堆叠纳米器件等多种纳米器件中可能具有重要应用前景。
关键词： 石墨烯纳米器件，石墨烯纳米结构，方块电阻，拉曼光谱，库仑阻塞，酒精化学气相沉积，电子束光刻
更新于2025-09-23 15:21:01
-
InAs/InP纳米线量子点中隧道耦合的轨道调控
摘要： 我们报道了通过静电调控器件电子态来实现对InAs/InP纳米线量子点中势垒透明度的控制。近期研究表明，这类器件的势垒透明度总体趋势仅取决于被俘获电子的总轨道能量。我们发现，在填充数较低的区间会呈现定性不同的机制——此时隧穿速率主要由电子轨道的轴向构型决定。通过静电栅压调控轨道径向构型，可进一步改变传输速率随填充数的变化关系，且不同轨道的势垒透明度演变与数值模拟预期相符。我们探讨了利用该机制实现对单个库仑阻塞共振隧穿速率进行可控连续调节的可能性。
关键词： 量子点，InAs/InP，纳米线，库仑阻塞，隧穿势垒，电子隧穿率
更新于2025-09-23 15:19:57
-
三端量子点中的单电子电流增益
摘要： 量子点（QD）与源极和漏极电极之间的电导通常通过邻近的栅极电极进行静电控制。观测到电导随栅极电压呈周期性调制，在库仑阻塞和单电子隧穿之间切换。通过调控连接量子点的第三根（"基极"）引线的费米能级，我们成功实现了从源极到漏极的单电子电流开关，且该电流超过流向或来自基极引线的单电子电流。本文提出了一个简明模型，揭示了量子点内基态和激发态在单电子晶体管动态运行中的作用。
关键词： 电子波函数、库仑阻塞、单电子隧穿、量子点激发
更新于2025-09-23 15:19:57
-
局域场诱导库仑阻塞驱动的等离子体光源单光子发射
摘要： 量子控制的一个标志是在纳米尺度上操控量子发射的能力。通过扫描隧道显微镜诱导发光技术（STML），我们能够产生源自针尖与沉积在Ag(111)基底上数纳米厚C60分子薄膜之间真空中非弹性隧穿过程的等离子体光。单光子发射（非分子激子起源）的1/e恢复时间小于十分之一纳秒，这一结果通过汉伯里·布朗和特维斯光强干涉测量法得到证实。对Ag-C60-针尖复合体系电子结构的紧束缚计算与实验结果高度吻合。隧穿过程通过C60最低未占分子轨道（LUMO）能带下方电场诱导的分裂态实现，从而产生库仑阻塞效应和单光子发射。研究表明，利用分裂态是一种通用技术，对具有大带隙的窄带材料具有特殊意义。
关键词： STM诱导发光、反聚束效应、库仑阻塞、等离子体激元、分裂态
更新于2025-09-23 15:19:57
-
氧化锌单纳米带量子点晶体管中的单电子泵浦
摘要： 稀释磁性半导体（DMSs）传统上被用于实现基于自旋的量子计算和量子信息处理。然而，其较低的居里温度是该领域应用的主要障碍，这使得开发能在室温下工作的宽禁带DMSs成为必要。为此，研究者采用宽禁带ZnO纳米带（NB）构建了带有全局背栅的单电子晶体管（SET）。在4.2K温度下观测到清晰的库仑振荡现象。库仑钻石的周期性表明这些振荡源自尺寸均匀的单个量子点，而准周期性库仑钻石则对应ZnO纳米带中多量子点的贡献。通过对库仑峰施加不同频率的交流信号至全局背栅，实现了单电子泵浦——电流增量等于电子电荷量与频率的乘积。在25MHz高频条件下，单电子和双电子泵浦的精度均达到约1%。这种精确的单电子泵浦使ZnO纳米带SET适用于单自旋注入与检测，在量子信息技术领域具有重要应用潜力。
关键词： 单电子泵浦、氧化锌纳米带、库仑阻塞、量子点晶体管
更新于2025-09-23 15:19:57
-
基于四层石墨烯/六方氮化硼异质结构的量子点器件制备与表征
摘要： 我们报道了基于六方氮化硼封装四层石墨烯异质结构的量子点器件低温载流子输运特性。在单量子点构型的器件中，我们观测到随机库仑阻塞现象，表明存在多个相互串联/并联耦合的量子点。施加垂直磁场后，重叠的库仑菱形在零偏压下被解除且充电能降低，这意味着多量子点行为的抑制。我们的研究结果为探究少层石墨烯量子点中单电子输运的层间关联效应铺平了道路。
关键词： 磁场、六方氮化硼、库仑阻塞、四层石墨烯、量子点
更新于2025-09-12 10:27:22
-
应用于量子点输运的安德森杂质求解器的定量比较
摘要： 我们采用运动方程法(EOM)、非交叉近似(NCA)、单交叉近似(OCA)以及威尔逊数值重整化群(NRG)研究单杂质安德森模型(SIAM)。通过计算态密度和线性电导，重点分析其随化学势和温度的变化关系，并特别关注大范围模型参数下的近藤效应和库仑阻塞区。研究发现：基于EOM技术的一些标准近似方法即使在高温下也会在库仑阻塞区表现出意料之外的较差性能。本研究对不同方法进行了批判性比较，详细梳理了各技术近似处理导致的缺陷与局限，从而为兼顾数值精度和计算性能的不同求解器提供了成本效益分析依据。
关键词： 输运、安德森杂质求解器、量子点、库仑阻塞、近藤效应
更新于2025-09-12 10:27:22
-
腔耦合量子导体的反作用效应
摘要： 我们研究通过嵌入单模腔中的两个相距较远的纳米系统（Sa和Sb）的电子输运。每个系统均连接源极和漏极粒子库，电子-光子耦合由Tavis-Cummings模型描述。广义主方程方法给出了修饰态基组中双系统的约化密度算符。研究表明，两个子系统间的光子介导耦合会在其瞬态与稳态电流上留下特征印记。特别地，对子系统Sb施加适当偏压可在原本处于库仑阻塞状态的子系统Sa中诱导出光辅助电流。我们还预测：即使第二个子系统未连接引线，流经其中一个子系统的瞬态电流也会触发该子系统光学活性能级间的电荷转移。作为反作用的结果，开放系统中的瞬态电流会产生拉比振荡（ROs），其周期取决于闭合系统的初始状态。
关键词： 拉比振荡、库仑阻塞、纳米系统、光子介导耦合、电子输运、塔维斯-卡明斯模型
更新于2025-09-12 10:27:22