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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 太赫兹等离子体激元的电子-电磁多物理场建模：综述

    摘要： 本文综述了太赫兹等离子体应用中电子-电磁多物理场建模的数值与解析方法。我们重点考察了电子输运的半经典理论框架下的方法，因其适用于研究二维电子气系统（常见于高电子迁移率晶体管HEMTs和石墨烯片层）中的等离子体波现象学。在模拟此类电子-等离子体器件时，需建立入射电磁波与器件的耦合模型或器件发射模型，因此需要采用电子-电磁耦合的多物理场多尺度模型。这类建模问题的计算域包含需要求解电动力学方程的大范围区域，故整体计算效率取决于电动力学方程的求解速度。然而，电动力学求解速度受限于最小网格尺寸——该尺寸又由电子输运方程决定。针对这些问题，本文综述了与流体动力学方程耦合的无条件稳定时域有限差分法(FDTD)和迭代交替方向隐式(ADI)-FDTD方法，探讨了基于FDTD、ADI-FDTD及迭代ADI-FDTD的全局建模方法的优势与权衡，并总结了研究结论。

    关键词： 电子、数值建模、电子输运、太赫兹（THz）、时域有限差分法（FDTD）、多物理场、等离子体激元、交替方向隐式时域有限差分法（ADI-FDTD）、多尺度建模、流体动力学（HD）、等离子体波、电磁学

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 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

  • 基于6、18、70和120周期GaAs/AlAs超晶格二极管的电子输运特性与亚太赫兹辐射产生特性的比较

    摘要： 对基于6、18、30、70和120周期GaAs/AlAs超晶格（设计相似但周期数和二极管面积不同）的二极管电子输运特性进行了比较研究。分析了近接触区二极管寄生电阻的相关性，并确定了所有电流-电压特性特殊点处单个超晶格周期的特定压降。研究了高掺杂水平下6、18、30、70和120周期GaAs/AlAs超晶格二极管中稳定电流振荡现象的产生机制。

    关键词： 二极管、太赫兹产生、电子输运、超晶格

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 基于B/N掺杂单壁碳纳米管构建的纳米级微小结点

    摘要： 基于碳纳米管（CNT）的器件特征尺寸正不断缩小。然而，持续微型化仍面临诸多问题，需要创新思路与结构设计。通过在半导体性单壁碳纳米管（SWCNT）中规则掺杂硼和氮原子，我们构建了具有整流特性的纳米级结区。该结区的I-V曲线与理想p-n结二极管的I-V曲线相似。此结区通道宽约0.6纳米、长3.4纳米，占位面积为5.1纳米。在0.5伏偏压下，该结区漏电流为-8.81×10?3微安，整流比Ion/Ioff达0.716×103，电流密度为10.52毫安/微米。研究还揭示了不同掺杂分布对I-V曲线的影响。与传统随机掺杂方法相比，这种纳米级规则掺杂方法具有显著效果与重要意义。

    关键词： B/N掺杂结、I-V曲线、密度泛函理论、非平衡格林函数、碳纳米管、规则掺杂、电子输运

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • [2018年精密电磁测量会议（CPEM 2018）- 法国巴黎（2018年7月8日至13日）] 2018年精密电磁测量会议（CPEM 2018）- 纳米点-分子结：评估微波频率下的分子间相互作用与电子传输

    摘要： 我们在此展示了一种在大规模亚10纳米单晶金纳米点电极阵列上制备的分子结特性，每个分子结由不足百个分子构成。通过这种方法，我们探讨了分子电子学中的一些悬而未决的问题：(i) 从分子结的电导直方图中确定分子间相互作用；(ii) 展示高频工作的分子电子器件——一个可在高达18 GHz微波频段运行的分子二极管。

    关键词： 分子电子学、相互作用能、扫描微波显微镜、微波、电子输运、导电原子力显微镜

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 梯形石墨烯中的电子传输切割

    摘要： 我们通过数值方法研究了梯形石墨烯切割体（LGCs）的电导特性。计算采用最近邻紧束缚近似下的非平衡格林函数方法。研究发现，电子通过LGC侧轨的传输对横档的数量、长度和宽度表现出高度敏感性。增加横档数量会破坏侧轨的传输过程；延长横档长度会使透射率上升并最终趋于恒定值；而加宽横档同样会对侧轨电子传输产生破坏作用。结果表明，通过改变LGC结构可调控其传输特性，从而实现金属-绝缘体转变或逆向转变。我们还发现，延长梯形结构会降低其侧轨的传输能力。

    关键词： 电子输运、梯形石墨烯切割、非平衡格林函数

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 外延BiFeO?薄膜中可擦除畴壁电流的应变增强效应

    摘要： 铁电畴壁处电子输运特性的研究因其独特的电阻开关机制与极化反转相关而备受关注，该特性在随机存取存储器领域具有潜在应用价值。人工构建畴壁的高导电性不仅受材料缺陷化学（如氧空位）影响，还与样品的多重极化状态密切相关。本研究展示了通过优化衬底外延应变来增强BiFeO3薄膜中畴壁电流的方法。漏电流分析表明，畴壁电流的电子输运符合空间电荷限制传导机制。我们认为未补偿的极化电荷会在畴边界引发能带弯曲，从而深刻影响壁电流。由于应变增强了极化效应，自由载流子易在畴边界区域聚集以实现补偿，导致电导率急剧升高。

    关键词： 铁电畴界，BiFeO3薄膜，空间电荷限制传导，外延应变，电子输运

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 磷掺杂锗核硅量子点的电子充电与输运特性表征

    摘要： 我们通过控制低压化学气相沉积（LPCVD）过程中硅和锗的沉积，在热氧化生长的二氧化硅上制备了未掺杂和磷掺杂锗核的高密度硅量子点（Si-QDs）。锗核的掺杂是在预生长硅量子点上选择性生长锗的过程中实现的。通过硬X射线光电子能谱测量，我们确认了磷元素已掺入锗核，锗核中的磷施主浓度估算约为0.09原子百分比。当使用偏压为0V的铑涂层针尖扫描未掺杂与磷掺杂锗核的硅量子点表面时，磷掺杂锗核量子点的表面电位升高约30mV，而未掺杂锗核量子点的表面电位保持不变。这些结果表明：磷施主导致电子从锗核导带被提取。在铑涂层针尖测量的电流图像中，n型硅(100)衬底上磷掺杂锗核量子点的电流水平高于未掺杂锗核量子点，该结果表明磷施主有助于提高来自硅衬底的电子注入速率。

    关键词： Ge核，Si量子点，表面势，掺杂，电子输运

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 锯齿形石墨烯/氮化硼纳米带异质结中的整流现象

    摘要： 我们基于非平衡格林函数和密度泛函理论，采用第一性原理研究了改变BN纳米带对锯齿形石墨烯/BN纳米带异质结整流行为的影响。散射区中BN长度的增加会降低器件的整流性能，该异质结的最大整流比为9.8×10^14。通过计算不同偏压下的透射谱，我们讨论了所设计模型的不同整流特性。进一步通过器件的投影态密度研究整流现象。此外，我们利用透射谱和透射本征态解释了观察到的负微分电阻效应。结果表明，锯齿形石墨烯/BN纳米带异质结导致电流不对称，从而产生整流现象，且散射区中的BN长度可以调节锯齿形石墨烯/BN纳米带异质结的整流性能。

    关键词： 分子器件、电子输运、整流

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 衬底工程单层二硫化钼场效应晶体管的性能分析

    摘要： 我们通过基于密度泛函理论的第一性原理计算，研究不同衬底对单层二硫化钼场效应晶体管（FET）性能的影响，计算MoS2层与衬底间的界面电荷密度以获取界面电子轨道重叠的详细信息。利用提取的界面电荷密度进行数值模拟，确定单层MoS2 FET的电学特性。采用含模式空间的非平衡格林函数（NEGF_MS）方法建立单层MoS2 FET的电子输运行为模型。我们研究并比较了单层MoS2 FET在不同衬底（SiO2、HfSiO4、Si3N4、HfO2和h-BN）上的性能。结果表明，h-BN/Si衬底上的单层MoS2 FET具有548 μA/μm的开态电流和65 mV/dec的亚阈值摆幅。

    关键词： 载流子涨落、电子输运、电荷密度、NEGF_MS、单层MoS?场效应晶体管

    更新于2025-09-09 09:28:46