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摘要弹道传输是指载流子在导体中移动时不会发生散射的情况，其导电性不由材料的整体性质决定，而是由电子在界面的注入、传输和收集方式决定。本文对各种纳米尺度系统中的弹道传输现象进行了全面而系统的概述，包括一维/二维异质结构、拓扑绝缘体、无机异质结构、分子结（MJs）、钙钛矿、纳米线、纳
摘要
弹道传输是指载流子在导体中移动时不会发生散射的情况，其导电性不由材料的整体性质决定，而是由电子在界面的注入、传输和收集方式决定。本文对各种纳米尺度系统中的弹道传输现象进行了全面而系统的概述，包括一维/二维异质结构、拓扑绝缘体、无机异质结构、分子结（MJs）、钙钛矿、纳米线、纳米片晶体管等。在这些系统中，载流子在纳米尺度上的移动几乎不损失动量，并且会发生随机化的散射。文章首先从历史和概念的角度介绍了弹道传输，然后解释了当器件尺寸减小到低于弹性平均自由路径和非弹性平均自由路径时，传统的扩散传输模型不再适用，需要基于传输通道、接触限制电阻和非局部静电学的量子相干理论来进行描述。同时，文章还讨论了用于识别弹道传输行为的实验特征和理论依据，如电导量化、与长度无关的电阻以及非局部传输特性。最后，文章指出了阻碍弹道传输明确识别和技术应用的主要挑战，并展望了将其从介观现象转变为下一代纳米电子学和量子器件基础原理的未来发展方向。
部分摘录
引言：
当纳米尺度器件的特征长度（L）接近或低于载流子的弹性平均自由路径（l）和非弹性平均自由路径（l）时，弹道电荷传输[1] [2] [3] [4] [5] 成为主要传输方式。从历史上看，电荷传输的理论发展始于Paul Drude提出的随机动量松弛碰撞模型[6]，随后Arnold Sommerfeld通过量子统计进行了优化[7]。经典理论认为……
经典扩散传输
众所周知，在宏观导体中，电子是自由运动的，并且会频繁地与杂质[73]、声子[74]和晶格缺陷[75]发生散射。因此，它们的运动在短距离内变得随机化，表现为扩散传输。材料的导电性取决于电子结构和散射效应，这两者相互关联，使得传输特性的计算变得复杂。
器件层面的弹道传输验证
多年来的理论和实验研究揭示了在低维系统中可以观察到弹道传输的条件。尽管这些研究涉及多种材料平台和器件架构，但它们都在探讨同一个基本问题：在什么物理条件下，载流子能够不经历动量松弛散射而进行传输？这一问题的研究凸显了量子效应的关键作用。
挑战与未来展望
近年来，弹道传输的重要性已经从基础介观物理学领域转移到了先进的半导体器件工程领域。随着商用CMOS晶体管栅极长度（如Intel 18A和TSMC N2工艺节点）降至5纳米以下[165]，晶体管中的有效通道长度已经接近或低于硅、应变锗以及III-V族通道材料中的电子平均自由路径[166]。
结论
本文主要探讨了纳米尺度器件中的弹道传输现象，对其基本传输机制和控制载流子运动的物理原理进行了全面总结。通过讨论声子散射、量子限制、拓扑表面态以及器件结构（特别是通道长度与载流子之间的关系），本文明确了弹道传输、准弹道传输和扩散受限传输之间的区别。
CRediT作者贡献声明
Gurpavit Kaur Bhatia：负责撰写初稿、资源整理和概念构建。Abhishek S. Shekhawat：同样负责撰写初稿、资源整理和概念构建。Krishnapriya R.：负责审稿和编辑工作，以及数据整理。Chandeep E.C.：负责审稿和编辑，以及形式分析。Tulika Srivastava：负责审稿和编辑，以及验证和形式分析。Rajesh Kumar：负责审稿和编辑，以及形式分析。Shailendra K. Saxena：同样负责审稿和编辑。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
SKS感谢Anusandhan国家研究基金会（ANRF/ECRG/2024/001369/ ENS）和SRM科学技术研究所（Kattankulathur）提供的财政支持（SRMIST/R/AR (A)/SERI2023/174/34-3866）。ASS和KR也对SRMIST提供的奖学金表示感谢。
印度政府科技部（DST）在FIST计划（资助编号SR/FST/PSI-225/2016）下提供的拉曼设施对本研究的开展起到了重要支持。此外，PAIR网络也对本研究提供了部分支持。
Gurpavit Kaur Bhatia|Abhishek S. Shekhawat|Krishnapriya R.|Chandeep E.C.|Tulika Srivastava|Rajesh Kumar|Shailendra K. Saxena
光学与纳米电子实验室（ONE-LAB），物理与纳米技术系，SRM科学技术研究所，Kattankulathur，Chennai，603203，印度
