纳米结构宏观导体电子运输的量子极限
材料科学
2026-05-05 v1
摘要
一维和二维材料的宏观组件承诺将纳米尺度电子特性转化为器件规模性能，但主导此类网络中电荷运输的微观原理至今仍未得到阐明。在此类系统中，导电性常被解释为经验模型，这些模型不显式地将电子结构与宏观磁传输相联系。本文我们发展了一个统一的原子尺度框架，将量子相干传输、热力学失序和磁场效应相结合，并结合对碳纳米管纤维进行的高场磁传输测量（最高达60 T），覆盖广泛温度范围。我们表明，正磁阻由夹层重叠长度控制，而负磁阻主要来自晶格错配异质夹层，而非弱局域化。大规模数值数据集的统计分析表明，实验观察到的正二次磁阻来源于夹层传输。这些结果表明，离散低维网络的宏观传输主要由夹层级别的量子干涞而非单纯由缺陷或掺杂主导。
引用
@article{arxiv.2605.02295,
title = {Quantum Limits of Electronic Transport in Nanostructured Macroscopic Conductors},
author = {Agnieszka E. Lekawa-Raus and John S. Bulmer and Teresa Kulka and Magdalena Marganska and Nick Papior and Dwight G. Rickel and Fedor F. Balakirev and Jacek A. Majewski and Krzysztof Koziol and Karolina Z. Milowska},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.02295},
year = {2026}
}