Heat transfer across a vacuum gap induced by piezoelectrically mediated acoustic phonon tunneling
与声学声子只能在物质介质中传播的常见概念相矛盾的是，它们实际上可以在压电的帮助下穿过真空间隙，传输比黑体辐射更强的热通量。在这里，我们提出了一个理论公式，这种压电介导的热传递的热通量，适用于任何各向异性压电晶体与任意取向。几个数值计算结果表明，并与其他近距离机制，包括近场辐射传热和其他声学声子隧穿机制驱动的传热。我们发现，压电介导的热传递具有显着的效果时，真空间隙的尺寸小于声子的特征热波长，其热通量可以支配所有其他已知的热传递机制在温度低于50 K的压电固体之间的热传递。
2023-03-09 cond-mat.mes-hall
Understanding and engineering phonon-mediated tunneling into graphene on metal surfaces
Ir（111）上的金属插层石墨烯在非弹性电子隧穿光谱中表现出声子特征，其强度取决于插层剂。对于Cs嵌入，观察到非常强的石墨烯声子信号。Li intercalation同样诱导明显可辨的声子签名，虽然不如观察到的Cs明显。该信号可以微调的碱金属覆盖，并逐渐消失后，增加从隧道到接触范围的结电导。与Cs和Li相反，对于Ni插层的石墨烯，声子信号在所有传输范围内保持低于检测限。超越常规的双端方法，输运计算提供了对石墨烯电极耦合与石墨烯声子光谱特征的观察之间的微妙相互作用的全面理解。
2018-10-29 cond-mat.mes-hall
Single-molecule Electronics: Cooling Individual Vibrational Modes by the Tunneling Current
由单分子组成的电子器件构成了电子元件不断缩小规模的最终极限。单分子电子学的一个关键挑战是控制这些结的温度。在个别振动模式中控制加热和冷却效应，原则上可以用于增加偏置下的单分子结的稳定性，将能量泵入特定的振动模式以进行电流诱导反应，或者通过抑制吸收和外部耗散过程来控制分子中声子的寿命来增加非弹性电子隧穿光谱中的分辨率。在偏压下，电流和分子交换能量，这通常导致分子加热。然而，相反的过程也是可能的，其中能量通过隧穿电流从分子中提取。设计一种分子“散热器”，其中特定的振动模式将热量从分子中导出并进入引线将是非常可取的。我们甚至可以想象，在分子设计正确的情况下，其他振动模式的振动能量是如何进入“冷却模式”的。以前的努力，以了解加热和冷却机制，在单分子结，主要是关注小模型，其中不清楚它们对应的分子系统。在本文中，我们的重点是抑制加热和获得电流诱导冷却在某些振动模式。提出了冷却单分子结振动模的策略，以及基于这些策略的原子计算。在原子单分子结的计算中，观察到两种不同冷却方案的冷却和减少加热。
2015-12-21 cond-mat.mes-hall
Electron tunneling between two electrodes mediated by a molecular wire containing a redox center
我们推导出一个明确的表达的量子电导率的分子导线含有氧化还原中心，这是嵌入在电化学环境。氧化还原中心与溶剂相互作用，并且在溶剂配置上进行数值平均。对三原子链进行了显式计算。当氧化还原中心与相邻电子能级相互作用强烈时，电流-电位曲线显示出整流、电流平台和负微分电阻等有趣的特征。中间态的电子光谱可以在恒定的小偏压下通过改变金属丝的电化学电势来进行。
2009-12-07 cond-mat.mes-hall
Vibrational sidebands and dissipative tunneling in molecular transistors
运输通过分子设备与强耦合到一个单一的振动模式被认为是在振动阻尼耦合到环境的情况下。我们专注于弱隧穿极限，速率方程的方法是有效的。环境的作用可以通过摩擦阻尼项$\mysig(ω)$和相应的频移来表征。我们考虑一个分子，附着在基板上，导致频率依赖的摩擦阻尼的单振荡器模式的分子，并将其与频率无关的阻尼具有恒定的品质因数$Q$的参考模型进行比较。对于大值的$Q$，运输是由位移振子状态之间的隧道引起的一系列著名的弗兰克-康登步骤，而在小$Q$，有一个交叉到经典的制度与能隙由经典的位移能量。使用实际值的弹性性能的基板和分子的大小，我们计算$I$ - $V$曲线，并找到我们的理论和最近的实验之间的定性协议$C_{60}$单分子器件。
2003-07-02 cond-mat.mes-hall
Tunneling current induced phonon generation in nanostructures
我们分析了两个电子态通过电子-声子相互作用耦合的隧穿结构中声子的产生。确定了产生强振动激发的条件，得到了非平衡声子占据数与外加偏压的依赖关系，提出了高振动激发能级隧穿输运的自洽理论。
2006-07-12 cond-mat.mes-hall
Vibration-mediated correlation effects in the transport properties of a benzene molecule
我们从理论上分析了关联效应对苯分子输运性质的影响，这种影响是由原子核的运动和传输电荷之间的相互作用所介导的。我们专注于最低的分子振动模式，使我们能够推导出电流的解析表达式。结果提供了透明的解释的各种功能的高度非线性的电流-电压特性，这是实验上可通过共振非弹性电子隧穿光谱。
2013-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Phonon-mediated damping of mechanical vibrations in a finite atomic chain coupled to an outer environment
研究了有限量子力学原子链模型中声子介导的机械振动阻尼。我们的研究是出于对纳米机械谐振器和纳米机电系统（NEMS）的品质因数（Q）的理解，以及悬浮原子链和分子结的实际实验。我们考虑一个有限的原子链，它是耦合到一个零温度的外部环境，建模为两个额外的半无限链，从而诱导“钳位损失”。与外部环境的弱耦合确保了箝位损耗很小，并且近似地保持了声子谱的初始离散性质。然后，我们考虑一个声子阻尼过程被称为“朗道-鲁默阻尼”，其中声子在振动的激发模式衰减到其他模式，通过非谐声子-声子相互作用。声子谱的近似离散性质导致Q随着参数的变化而发生急剧的非单调变化，并导致阻尼中出现共振。后者对应于衰变过程的存在，其中参与的声子近似地保存能量。我们探索通过改变链中原子的数量或声音的纵向和横向速度之间的比率来控制阻尼的方法，从而建议未来的实验来观察这种类似共振的行为。
2013-09-23 cond-mat.mes-hall
Vibration-assisted tunneling through competing molecular states
我们计算了通过具有两个受电子轨道的分子的非线性隧穿电流，这两个受电子轨道与分子内振动相互作用。我们在以下假设下研究了库仑阻塞和非平衡振动辅助隧穿之间的相互作用：（i）库仑充电效应将额外电子的数量限制为1。(ii)轨道是非简并的，并且不对称地耦合到振动。(iii)隧穿引起的非平衡振动分布，我们比较了由于一些耗散环境的振动的强弛豫的相反的限制。我们发现，在隧道跃迁的非平衡反馈机制产生强的负微分电导（NDC）的模型与两个竞争的轨道，而在一个轨道模型，它只导致弱的NDC。此外，我们发现另一种机制，导致弱NDC在更广泛的应用电压范围。这种普遍的效应对于振动能的强弛豫是完全鲁棒的。重要的是，电子传输的调制是基于分子内的不对称性。我们发现，当发现不同的栅极和偏置电压条件下的NDC时，可以推断出一个非平衡振动分布。与此相反，我们表明，任何NDC效应在一个轨道的情况下，完全抑制在强弛豫极限。
2005-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Vibration-induced Kondo tunneling through metal-organic complexes with even electron occupation number
我们研究了通过单核过渡金属络合物与两个电极的强隧道耦合的运输。该分子的基态是单重态，而第一激发态是三重态。我们表明，调制的隧道势垒由于耦合到隧道的分子扭曲诱导近藤效应，提供离散的振动能量补偿的单重态/三重态间隙。我们讨论了单声子和双声子辅助的共隧穿和可能的实验实现的理论。
2005-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Evidence for defect-mediated tunneling in hexagonal boron nitride-based junctions
我们研究了金属-绝缘体-金属结中的隧穿效应，这些结采用了几个原子层的六方氮化硼（hBN）作为绝缘势垒。虽然低偏压隧道电阻随势垒厚度几乎呈指数增加，但在电流-电压曲线中可以看到细微的特征，表明hBN绝缘体中存在的本征缺陷对隧道传输的显著影响。特别是，观察到单电子充电事件，这在直接隧穿基本上较低的较厚势垒器件中更明显。此外，我们发现，退火的设备修改的缺陷状态，因此隧道签名。
2015-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant inelastic tunneling in epitaxial graphene mediated by localized states
用原子分辨扫描隧道显微镜和光谱研究了纳米尺度石墨烯片及其与SiC（0001）界面层的局域电子结构。石墨烯/SiC系统界面层的局域态对石墨烯的电子结构有重要影响。非弹性隧穿的巨大增强，达到总隧穿电流的50%，已被观察到在纳米尺寸的石墨烯单层缺陷包围的局域态。
2010-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single-photon emission mediated by single-electron tunneling in plasmonic nanojunctions
最近的扫描隧道显微镜（STM）实验报道了由STM针尖和衬底形成的纳米等离子体腔中的隧穿电流诱导的单分子荧光，腔模的电场与电流诱导的分子电荷涨落耦合，使模激发。我们从理论上研究了该系统的实验相关限制的大阻尼率$κ$的腔模式和任意耦合强度的单电子水平。我们发现，当偏压接近光子发射的第一非弹性阈值时，所发射的光表现出反聚束行为，二阶光子关联函数消失。同时，发射光的电流和强度在腔频率$ω_c$的倍数处显示Franck-Condon阶跃，其宽度由$κ$而不是温度$T$控制。对于大的偏置电压，我们预测强光子聚束的顺序的$κ/Γ$其中$Γ$是电子隧穿率。因此，我们的理论预测，强耦合到一个单一的水平允许电流驱动的非经典光发射。
2019-10-30 cond-mat.mes-hall
Sharp Tunneling Resonance from the Vibrations of an Electronic Wigner Crystal
光电发射和隧道光谱测量单个电子可以添加到电子系统或从电子系统移除的能量。在这样的光谱中观察到的特征揭示了电子耦合到固体和单个分子中的离子的振动模式。在这里，我们报告发现一个尖锐的共振隧穿光谱的二维电子系统。它的行为表明它起源于振动模式，不涉及离子运动，而是由电子本身的空间有序振动引起的。在极低温度和高磁场下的二维电子系统中，电子可以凝聚成各种量子霍尔相，也可以排列成高度有序的维格纳晶格。电子的这种空间有序相通常是电绝缘的和精细的，并且已经证明用常规方法探测非常具有挑战性。使用一个独特的脉冲隧穿方法能够探测电子隧穿到绝缘相，我们观察到一个尖锐的峰值依赖于能量和其他参数，适合维格纳晶体的振动模型。结构的显着的清晰度提供了强有力的证据，存在一个维格纳晶体与长的相关长度。
2017-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Vibrational Instability due to Coherent Tunneling of Electrons
研究了单电子晶体管两引线间量子点的机械振动与量子点中电子通过单能级的相干隧穿之间的耦合效应。我们已经发现，超过一定的临界值的偏置电压的动态不稳定性发生和机械振动的点发展成一个稳定的极限环。计算了这种晶体管的电流-电压特性，它们似乎与Park等人最近对单$C_{60}$分子晶体管的实验结果相当吻合。（Nature { \bf 407，}（2000）57）。
2002-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Theory of Inelastic Tunneling Current-Driven Motions of Single Adsorbates (Review Article)
本文综述了非弹性电子隧道能谱（IETS）的理论和利用扫描隧道显微镜（STM）研究振动激发下金属表面单个吸附原子和分子的运动。STM-IETS的理论描述使用吸附诱导共振模型。描述了吸附物如何通过非弹性隧穿电流克服沿反应坐标（RC）的势垒的基本过程，重点讨论了相干和非相干振动爬梯对RC模的直接激发以及通过非谐耦合对隧穿电子激发的模的间接激发.还讨论了单分子运动的作用光谱。后者允许直接访问的振动态密度，这不能以其他方式观察到的STM-IETS，因为弹性和非弹性隧穿电流之间的竞争。
2011-01-19 cond-mat.mes-hall
Vibrationally Mediated Control of Single Electron Transmission in Weakly Coupled Molecule-Metal Junctions
我们提出了一种机制，它允许一个控制单电子通过分子结的传输。该原理利用当分子振动模式耦合到介导传输的电子状态时传输边带的出现。我们将表明，如果一个分子-金属结是偏置低于分子共振一个可能会引起一个单一的电子通过外部激发分子的振动模式的传输。分析是相当普遍的，但要求分子轨道不与金属态强烈杂化。作为一个例子，我们进行了密度泛函理论（DFT）分析的苯分子之间的两个Au（111）接触，并表明，激发一个特定的振动模式可以引起传输的单电子
2010-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Adiabatic self-vibrations generated by inelastic Andreev tunneling in a movable Cooper-pair box
Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究所）；Charles University（查理大学）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；University of Gothenburg（哥德堡大学）
本文提出了一种无需外部反馈的自振荡方案，通过可移动库珀对盒在非弹性安德鲁隧道效应下的绝热极限实现二维自振荡，克服了传统反馈方法的频率依赖性限制。
2026-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phonon mediated tunneling into graphene
最近的扫描隧道光谱实验[V.W. Brar et.例如，应用物理信函91，122102（2007），Y. Zhang et.例如，arXiv：0802.4315（2008）]报道了在费米能级附近约$\pm 60$ meV的意外间隙。在这里，我们给出了一个理论研究解释实验观察到的光谱，并确认声子介导的隧道作为间隙的原因：我们研究的实空间特性的波函数的隧道过程中所涉及的从头算理论，并提出了一个模型的电子-声子相互作用，耦合的石墨烯的狄拉克电子与准自由电子态的布里渊区中心。计算了与这种电子-声子相互作用相关的自能，并讨论了其对石墨烯隧穿的影响。特别是，我们的模型和实验[V.W. Brar et.例如，应用物理信函91，122102（2007），Y. Zhang et.例如，arXiv：0802.4315（2008）] dI/dU谱。
2008-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A minimal model of inelastic tunneling of vibrating magnetic molecules on superconducting substrates
针对超导衬底上磁性分子振动激发数量远超普通金属的现象，本研究构建了用孤立分子前线轨道谱函数描述非弹性跃迁的最小模型，结合从头算参数，实现了与实验数据的良好吻合，且可便捷纳入多振动跃迁。
2025-01-13 cond-mat.mes-hall
Giant isotope effect in the incoherent tunneling specific heat of the molecular nanomagnet Fe8
本文介绍了分子纳米磁体Fe_8和同位素富集类似物~（57）Fe_8随时间变化的比热实验。57 Fe核自旋的加入导致比热在1 K以下的巨大增强，这归因于自旋-晶格弛豫速率γ的强烈增加，该弛豫速率γ是由非相干的核自旋介导的磁量子隧穿引起的。由于伽马被发现与预期的隧穿速率相当，后一个过程必须是非弹性的。提出了一个隧穿能级与晶格耦合的模型。在横场作用下，观察到了从核自旋介导隧穿到声子诱导隧穿的跃迁。
2005-10-07 cond-mat.mes-hall
Electron-vibration interaction in single-molecule junctions: from contact to tunneling regime
点接触光谱上的H2O分子桥接Pt电极揭示了一个明确的交叉之间的增强和减少的电导由于电子振动相互作用。由于单通道模型预测这种交叉的传输概率为t=0.5，因此我们使用散粒噪声测量来分析传输，并观察到交叉点上至少有两个通道，其中主导通道在交叉电导处具有t=0.51+/-0.01的传输概率，这与单通道模型的预测一致。
2008-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Dissipative tunneling and orthogonality catastrophe in molecular transistors
运输通过分子器件与弱隧道耦合的引线，但与强耦合到一个单一的振动模式被认为是在振动被阻尼耦合到环境的情况下。特别是，我们研究了分子上的电荷对环境的振动模式的静电耦合对$I$ - $V$特性的影响。我们发现，对于可比的特征长度尺度的范德华力和静电相互作用的分子与环境的振动模式，$I$ - $V$的特性是定性的改变，人们会期望从正交性的灾难和开发一个阶梯状的不连续性的开始传导。对于非常不同的长度尺度的情况下，我们恢复耗散符合建模的静电力作为一个外部的影响，由分子和基板组成的系统，这意味着正交性突变的外观，在符合以前的结果。
2004-04-09 cond-mat.mes-hall
Theory of double Cooper-pair tunneling and light emission mediated by a resonator
通过隧道电子的光子发射可以通过将谐振器定位在隧道结附近并施加适当的电压偏置来促进。然而，对普通金属的研究表明，谐振器也会影响电荷的流动，促进两个电荷的相关隧穿产生一个光子的过程。我们发展了一个理论来分析这种行为在约瑟夫森结通过推导一个有效的哈密顿量描述的过程中，两个库珀对产生一个单光子。我们确定的条件下，运输是由两个库珀对的非相干隧穿为主，同时也揭示了制度的相干双库珀对隧穿。我们表明，该系统也可以显示一个不寻常的形式的光子封锁，因此可以作为一个单光子源。
2019-08-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Transient currents of a single molecular junction with a vibrational mode
利用电流矩阵的传播格式和辅助模式展开方法，研究了单分子结与振动模耦合的瞬态动力学。我们的方法是基于Anderson-Holstein模型和修饰隧道近似的电子自能的极化制度。计算了突然开启隧穿引线和突然向上阶跃偏置脉冲后的随时间变化的电流。我们发现，强的电子-声子相互作用极大地影响系统的非线性响应特性，并引起有趣的特性的瞬态电流的时间轨迹。
2015-09-21 cond-mat.mes-hall
Charge-vibration interaction effects in normal-superconductor quantum dots
研究了嵌入在超导导线和正常导线之间的量子点的量子输运和非平衡振动态，量子点上的电荷与频率为$ω$的谐振子线性耦合。对于电荷-振动相互作用的首级，我们用Keldsyh格林函数方法计算了电流和非平衡声子占据。我们分析了非弹性，振动辅助隧道过程中的制度$ω<Δ$，与超导能隙$Δ$，并通过点尖锐的共振传输。当点能级的能量$\varepsilon_0$接近费米能$μ$，即$|\varepsilon_0-μ|\ll Δ$时，非弹性Andreev反射占主导地位，直到电压$eV\gtrsimΔ$。当量子点能级接近能隙$|\varepsilon_0-μ|\sim Δ\pm ω$时，非弹性准粒子隧穿成为主导过程。在这两种情况下，非弹性隧穿过程在$I$-$V$特性中表现为尖锐而突出的峰-不因温度而变宽，并且即使在温度$T \gg ω$下也为振动模式的非弹性光谱铺平了道路。我们还发现，非弹性Andreev反射以及准粒子隧穿诱导一个强的非平衡态的振荡器。在点的水平上的不同范围内，我们发现，电流产生：（i）基态冷却的振荡器与声子占领$n\ll 1$，（ii）在振荡器中的能量与$n\gg 1$和（iii）的机械不稳定性，这是一个自我维持振荡的前兆。我们表明，基态冷却同时实现了几种模式的不同频率。最后，我们讨论了如何通过非弹性电流峰相对于栅电压的不对称行为来检测非平衡振动态。
2017-03-15 cond-mat.mes-hall
Magnetic field mediated conductance oscillation in graphene p-n junctions
从理论上研究了石墨烯pn结在垂直磁场作用下的电子输运。在低磁场下，输运由朗道能级的共振隧穿决定，电导随磁场的变化呈现Shubnikov-de Haas振荡。在较高的磁场下，pn结处于准经典区，蛇态的形成导致了随磁场变化的周期性背散射和透射。电导振荡模式由双极区上的磁场和载流子浓度两者介导。当介质磁场处于上述两个区域之间时，共振隧穿、蛇态振荡和Aharanov-Bohm干涉的综合作用将导致电导的不规则振荡。在很高的磁场下，系统处于量子霍尔区。在无序状态下，低磁场下的量子隧穿效应受到轻微影响，高磁场下蛇态的振荡受到抑制。在量子霍尔机制中，电导是一个常数，正如混合规则所预测的那样。
2018-05-10 cond-mat.mes-hall
Build-up of Vibron-Mediated Electron Correlations in Molecular Junctions
我们在同一基础上研究了分子结的含时电子输运性质和振动动力学。我们表明，波动的分子振动子位移和电子电流通过结进行阻尼振荡向稳态。我们分配前者的电子隧穿事件的发生辅助振动子发射。电子-空穴相关性的时间依赖性的建立被揭示为偏离的电荷转移统计从广义二项式一个临界时间tc后。的声子回的隧穿电子的行动示出放大和加速这种建立机制。
2019-02-13 cond-mat.mes-hall
Cotunneling-mediated transport through excited states in the Coulomb blockade regime
我们测量了少电子量子点的有限偏压输运。在库仑阻塞状态下，出现强烈的非弹性共隧穿特征，可以直接归因于在非阻塞状态下观察到的激发态。此外，我们观察到的结构相关的顺序隧穿通过点，发生后，它已被激发的非弹性cotunneling过程。我们解释我们的研究结果，使用实时格林函数方法内的运输计算，包括图四阶隧道矩阵元素。
2005-03-02 cond-mat.mes-hall
Spin controlled nanomechanics induced by single-electron tunneling
我们考虑直流电子输运通过纳米线之间的正常和自旋极化的金属铅在外部磁场的存在下悬浮。我们表明，磁动势之间的耦合电流通过纳米线和振动的线可能会导致自激的机械振动。自激发机制是基于纳米线内部量子化电子能级的占有率与纳米线的速度之间的相关性。我们推导出的不稳定性的发生条件，并找到稳定的制度的机械振荡。
2011-12-02 cond-mat.mes-hall
Vibrationally-mediated molecular transistors
我们研究了通过一个悬浮的二聚体分子耦合到铅的稳态电子输运。当强耦合到振动模式时，电子输运在声子共振频率和高阶共振处增强。温度和偏压决定了声子辅助共振的性质，具有清晰的吸收和发射峰。强耦合也诱导了类似Frank-Condon的阻断，抑制了共振之间的电流。我们比较了分析极化子变换方法的两个精确的数值方法：运动方程的层次和精确对角化的Fock基础。在稳态下，我们的两个数值结果是一个精确的匹配，定性地反映了极化子处理的主要特点。我们的研究结果表明，一种新型的分子晶体管或传感器的电流可以是非常敏感的二聚体中的电子态的能量的微小变化的可能性。
2012-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Spin-Dependent Charge-State Conversion in NV Ensembles Mediated by Electron Tunneling
Australian National University（澳大利亚国立大学）；Monash University（莫纳什大学）；CUNY - City College of New York（纽约市立大学 - 纽约城市学院）；CUNY - Graduate Center（纽约市立大学 - 研究生中心）；Max Plank Institute for Polymer Research（马克斯·普朗克聚合物研究所）
研究通过电子隧道效应实现NV色心电荷态转换，利用不同氮浓度的NV集体比较575nm和532nm激发波长，发现575nm激发可使NV0发射随NV-自旋极化变化，提升量子传感灵敏度。
2026-04-14 cond-mat.mes-hall
Kinetic Equations for Transport Through Single-Molecule Transistors
我们提出了明确的动力学方程的量子输运通过一个一般的分子量子点，占所有的贡献，直到第四阶微扰理论的隧道哈密顿量和完整的分子密度矩阵。这样一个完整的治疗不仅描述了顺序，cotunneling和对隧道，但也包含有助于重整化的分子共振，以及它们的增宽的条款。由于后者的扰动展开中的所有条款都自动定义为任何一组系统参数，没有发散发生，不需要手动正则化。此外，我们表明，在第二阶微扰理论，在第四阶，它是必不可少的帐户之间的非简并态的量子相干性，进入理论通过非对角元素的密度矩阵。作为第一个应用程序，我们研究了一个单分子晶体管耦合到本地化的振动模式（安德森-荷尔斯泰因模型）。我们发现，cotunneling辅助顺序隧穿过程中涉及的振动引起电流峰值，即在库仑阻塞制度的负微分电导。这样的峰值发生在交叉强电子振动耦合，其中非弹性cotunneling竞争与弗兰克-康登抑制顺序隧穿，从而表明电子振动耦合的强度。的峰值敏感地依赖于耦合到耗散浴，从而也提供了一个实验探针的振动运动的Q-因子。
2009-02-26 cond-mat.mes-hall
The quantum dynamics of atomic magnets, co-tunneling and dipolar-biased tunneling
多自旋隧道交叉弛豫弱耦合Ho $^{3+}$离子的合奏，介导的弱各向异性偶极相互作用，可以证明在高温下的交流磁化率测量。基于四体表象，包括稀土核自旋，双离子隧穿机制可以归因于偶极偏置隧穿和共隧穿过程。重点讨论了磁矩纠缠对的共反转，为阐明多体量子动力学提供了新的证据。
2003-07-16 cond-mat.mes-hall
Electrical generation and absorption of phonons in carbon nanotubes
离散的振动自由度和电子自由度之间的相互作用直接影响分子系统的化学和物理性质。这种耦合通常通过光学方法如荧光、吸收和拉曼光谱来研究。分子电子器件为在单分子水平上研究振动-电子相互作用提供了新的机会。例如，从扫描隧道显微镜尖端注入金属的电子可以激发尖端和金属之间间隙中的分子的振动激发。在这里，我们展示了如何将电流直接注入到自由悬浮的单个单壁碳纳米管中，以激发，检测和控制分子的特定振动模式。电子非弹性隧穿进入纳米管导致径向呼吸模式的非平衡占据，导致连续电子隧穿事件引起声子的受激发射和吸收。我们利用这种效应来测量声子寿命的顺序为10纳秒，对应的品质因数远远超过10000这个纳米机械振荡器。
2005-01-21 cond-mat.mes-hall
Dynamical Coulomb blockade theory of plasmon-mediated light emission from a tunnel junction
电子的非弹性隧穿可以产生光子的发射，光子的能量直观地受到所施加的偏置电压的限制。然而，实验表明，涉及电子与等离子体激元的相互作用的更复杂的过程导致具有过偏压能量的光子发射。我们最近在Phys.Rev.Lett中提出了这种观察的模型。\textbf{113}，066801（2014），类似于最初为处理介观电路中的电磁环境而开发的动态库仑阻塞。该模型描述了两个电子与局部等离子体极化激元模式相互作用的相关隧穿，由谐振电路表示，并表明过偏压发射是由于非高斯波动。在这里，我们扩展我们的模型来研究在有限温度下的过偏压发射。我们发现，热拖尾强烈掩盖了过偏压发射。因此，相关隧穿过程的检测需要远低于偏置能量$eV$和等离子体激元能量$\hbarω_0$的温度$k_BT$，该条件幸运地通过实验实现。
2016-12-05 cond-mat.mes-hall
Bias-Controlled Selective Excitation of Vibrational Modes in Molecular Junctions: A Route Towards Mode-Selective Chemistry
我们发现，在单分子结与非对称分子铅耦合的振动模式可以选择性地通过施加一个外部偏压激发。由此，可以产生振动能量的非统计分布，即，具有高频率的模式可以比具有低频率的模式更强地被激发。这在模式选择性化学的背景下特别令人感兴趣，其中人们的目标是打破分子中的特定（不一定是最弱的）化学键。这种模式选择性的振动激发证明了两个通用的模型系统，代表不对称的分子结和/或扫描隧道显微镜实验。为此，我们采用两种互补的理论方法，非平衡格林函数方法和主方程方法。这两种方法的比较揭示了良好的协议在描述共振电子输运通过单分子接触，但也突出了非共振传输过程中的作用，特别是共隧穿和非共振电子空穴对创建过程。
2011-06-01 cond-mat.mes-hall
Phonon-mediated negative differential conductance in molecular quantum dots
传输通过一个单一的分子导体被认为是，显示负微分电导行为与声子介导的电子隧穿过程。该理论工作由Leroy等人最近的实验激发，该实验使用与STM尖端接触的碳纳米管[Nature { \bf 432}，371（2004）]，其中可以观察到呼吸模式声子侧峰的负微分电导。这个系统的一个特点是，注入电子的隧道耦合和那些收集它们在衬底上是高度不对称的。使用量子点模型，将单个电子能级耦合到局部声子，形成极化子能级。还引入了“半穿梭”机制。一个量子动力学公式允许导出速率方程。假设不对称的隧穿率，并在没有半梭耦合，负微分电导得到了很宽的参数范围。对这一现象进行了详细的解释，表明NDC在中间电子-声子耦合时最大。此外，在没有栅极的情况下，“浮动”电平导致电流平台的两个不同长度，这与两个结处的电容耦合有关。结果表明，“半穿梭”机制倾向于加强负微分区域，但它不能触发这种行为本身。
2006-01-24 cond-mat.mes-hall
Periodically driven open quantum systems with vibronic interaction: Resonance effects and vibrationally mediated decoupling
本研究采用周期性驱动和Floquet工程操控电子-振动开放量子系统，发现特定频率下振动介导的电子系统与驱动的解耦现象，并部分消除Franck-Condon阻塞，为电荷电流控制提供新途径。
2023-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Exchange-interaction of two spin qubits mediated by a superconductor
通过让两个量子比特相互作用来纠缠它们是构建量子处理器的关键要求。对于基于电子自旋的量子位，这些双量子位门通常通过在两个附近的量子点中捕获的电子的交换相互作用来执行。由于交换相互作用依赖于电子的隧穿，传统方法的相互作用范围受到严重限制，因为隧穿幅度随着隧穿势垒的长度呈指数衰减。在这里，我们提出了一种新的方法来耦合两个自旋量子比特通过超导耦合器。本质上，超导耦合器为电子提供了一个隧道势垒，可以精确地进行调谐。结果表明，在几微米的距离上的交换耦合变得现实，从而使多量子位系统的灵活设计成为可能。
2015-09-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Controlled crossed Andreev reflection and elastic co-tunneling mediated by Andreev bound states
本文提出利用半导体-超导体异质结构中的Andreev束缚态介导交叉Andreev反射与弹性共隧穿，通过干涉效应及自旋轨道耦合和磁场实现比率可控，为构建马约拉纳束缚态提供新途径。
2022-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Charge-state dependent vibrational relaxation in a single-molecule junction
原子核自由度和电子自由度之间的相互作用强烈地影响分子的电荷输运。在这里，我们报告通过卟啉二聚体分子，弱耦合到石墨烯电极，显示连续的隧道内的库仑阻塞制度的运输。顺序输运是由电流诱导的声子吸收发起的，并通过非平衡振动分布通过快速顺序输运进行。我们证明这是可能的，只有当振动耗散是缓慢的相对于顺序隧穿率，并获得一个较低的边界为8纳秒的振动弛豫时间，一个值，这是依赖于分子的电荷状态。
2022-02-25 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Quantum Interference and Decoherence in Single-Molecule Junctions: How Vibrations Induce Electrical Current
采用非平衡格林函数方法分析了单分子结中的量子干涉效应和退相干机制。电子隧穿纳米分子结准简并态时表现出干涉效应。我们发现，电子振动耦合，固有的任何分子结，强烈淬灭这种干扰效应。因此，电流可以显著大于没有电子振动耦合的情况。分析表明，如果结振动高度激发，例如由于共振输运机制中的电流诱导非平衡效应，则量子干涉的猝灭特别明显。
2011-02-21 cond-mat.mes-hall
Cooling of nanomechanical vibrations by Andreev injection
考虑了一个由碳纳米管构成的纳米机电弱连接，该弱连接位于两个超导导线之间的间隙中的两个正常电极之间。纳米管被视为一个可移动的单能级量子点，其中的位置依赖的超导序参量诱导由于库珀对隧穿。我们发现，电子隧穿过程显着影响的机械子系统的状态。我们发现，在电极之间施加的电压的给定方向上，机械子系统的稳态具有波尔兹曼形式，其有效温度取决于器件的参数。当这发生时，有效温度可以达到显著小的值（冷却效应）。我们还表明，纳米管的波动强烈影响通过系统的直流电流。后者可用于在实验中探测预测的效果。
2022-02-16 cond-mat.mes-hall
Influence of nano-mechanical properties on single electron tunneling: A vibrating Single-Electron Transistor
我们描述了纳米机械激发的影响下，通过分子结构的单电子隧穿。我们发展了一个包含电荷效应和耗散的全量子力学模型，并将其应用于Park { \em et al.}的振动C $_{60}$单电子晶体管实验。{[Nature { \bf 407}，57（2000）].}我们发现很好的协议，并认为振动是必不可少的分子电子系统。我们提出了一种利用局域玻色子激发实现负微分电导的机制。
2000-12-08 cond-mat.mes-hall
Antiresonant quantum transport in ac driven molecular nanojunctions
（日期：July 17，2017）我们计算了流经振动分子纳米结的电荷电流，该振动分子纳米结由交流电压驱动，处于非线性振荡状态。在不失一般性的情况下，我们模型的交界处由一个振动的分子，这是双夹在两个金属导线，这是偏置的时间周期性的交流电压。引线和分子之间的着装电子隧穿导致机械自由度失去平衡。在深量子区，只有少数振动量子被激发，相干振动共振的形成影响缀饰电子隧穿。反过来，反向作用改变了通过结的电子交流电流。非线性振动和交流驱动的协同作用诱导出与外加交流电压反共振的量子输运电流。对流动的非平衡电流的量子反作用使我们能够获得关于机械振动态布居的相当清晰的光谱信息。
2018-06-07 cond-mat.mes-hall
Coulomb interaction unlocks Majorana-mediated electron teleportation between Quantum dots
School of Physics, Hangzhou Normal University（杭州师范大学物理学院）
库仑相互作用通过打破量子点间隧道通道简并性，实现Majorana介导的非局域电子teleportation，且在噪声谱中表现出显著增强的信号。
2026-03-04 cond-mat.mes-hall
The hydrogen molecule in a vice
我们进行了实验的作用，分子氢物理吸附在两个金属表面。这样的氢导致强签名的非弹性电子隧穿光谱超过典型的非弹性跃迁的幅度的一个数量级，并伴随着一个步骤，在隧道电流导致在某些情况下，一个巨大的负微分电导。我们发现，分子振动打开了一个非弹性通道，如预期的，但同时失速的总弹性通道，由于振动分子施加在电极上的力。触针所需的顺应性令人惊讶地大，但在宽范围的实验条件下是可能的。此外，非弹性通道经历饱和，由此可以推断分子振动的寿命为约1 ns。这个实验允许解析对应于单个分子的特定振动状态的力。
2015-03-26 cond-mat.mes-hall
Quantum capacitance mediated carbon nanotube optomechanics
腔光学力学允许振动模式的表征，其冷却和使用电磁场的量子操纵。单壁碳纳米管是纳米力学和电子学性质的典型实验系统。在低温下，作为高品质因数的振动谐振子，它们表现出运动与单电子隧穿之间的强相互作用。在这里，我们展示了悬浮的碳纳米管量子点和微波腔体的大的光机耦合，通过库仑阻塞的非线性放大了几个数量级。从光机械诱导透明（OMIT）实验，我们获得了高达$g_0=2π\cdot 95\,\textrm{Hz}$的单光子耦合。这表明，在不久的将来，在量子极限下的碳纳米管振动的简正模分裂和完全光机械控制是可以实现的。通过微波场的机械操纵和表征可以通过量子限制单电子器件的多种物理来补充。
2020-04-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Efficient microwave frequency conversion mediated by the vibrational motion of a silicon nitride nanobeam oscillator
微机电系统和集成光子学为现代通信系统中的许多可靠和紧凑的电路元件提供了基础。电光机械器件是目前实现新兴量子信息技术的超灵敏、低损耗换能器的主要方法之一。在这里，我们提出了一个片上微波频率转换器的基础上，平面铝氮化硅平台，是兼容的槽模耦合光子晶体腔。我们显示了两个传播微波模式之间的有效频率转换介导的辐射压力与金属化介电纳米束振荡器的相互作用。我们实现了双向相干转换，总器件效率高达~ 60%，动态范围为$2\times10^9$光子/秒，瞬时带宽高达1.7 kHz。如果进一步降低当前$\sim14$光子$\ \cdot\ $ s $^{-1}\ \cdot\ $ Hz $^{-1}$的驱动相关输出噪声，则高保真度量子态转移将是可能的。这种基于氮化硅的换能器是原位可重构的，并且可以用于片上经典和量子信号路由和滤波，用于微波和混合微波-光学应用。
2019-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Broken Symmetry and Coherence of Molecular Vibrations in Tunnel Transitions
我们研究了分子单电子晶体管（SET）中场效应引起的Breit-Wigner共振。用Born-Oppenheimer方法研究了弹性附着在电极上的量子点的绝热动力学。当SET工作在远离谐振的热力学平衡状态时，发现了由源漏电压$V_{bias}$引起的热噪声和散粒噪声之间的关系。电子-声子子系统的平衡产生了透明共振的加宽和双峰分裂，有助于解释电流-电压（I-V）曲线的负微分电阻（NDR）。电子温度与声子温度的不匹配导致了在接近内部振动模式的交叉区域中的弹跳球模式。穿梭机制发生在库仑能量$U_c$量级的阈值$V_{bias}$处。电荷的积累之后是库仑阻塞和单阱或双阱势的对称性破缺。朗道分岔消除了穿梭不稳定性，量子点的共振能级因分子隧穿而分裂。我们计算了电导率的隧道能隙，并提出了一种用于量子点隔离的隧道光阱（TOT），它允许在带电玻色气体中利用约瑟夫森振荡实现相干分子隧穿。我们讨论的实验条件时，上述理论可以测试。
2004-11-15 cond-mat.mes-hall
Electroluminescence from a polythiophene molecular wire suspended in a plasmonic scanning tunneling microscope junction
用扫描隧道显微镜研究了悬挂在两个金属电极之间的聚噻吩线的电致发光。在正样品电压下，发射光的光谱和电压依赖性与由局部等离子体介导的线结的荧光一致。这种发射在相反极性时被强烈衰减。发射机制和极性依赖性都类似于有机发光二极管（OLED）中发生的情况，但处于单个分子线的水平。
2014-01-10 cond-mat.mes-hall
Strain-mediated coupling in a quantum dot-mechanical oscillator hybrid system
纳米技术的最新进展已经允许制造新的混合系统，其中单个两级系统耦合到机械纳米谐振器。在这样的系统中，宏观自由度的量子性质可以被揭示和操纵。这为量子信息技术和量子-经典边界的探索开辟了诱人的前景。在这里，我们提出了实验实现的单片固态混合系统的材料应变：一个量子点嵌入在纳米线具有离散的机械共振对应的弯曲振动模式。机械振动导致调制量子点跃迁能量的时变应变场。这种方法同时提供了大的光提取效率和大的激子-声子耦合强度$g_0$。通过光学和机械光谱，我们发现，$g_0/2π$是几乎一样大的机械频率，一个标准，定义的超强耦合制度。
2013-06-18 cond-mat.mes-hall
Ground-state cooling of a suspended nanowire through inelastic macroscopic quantum tunneling in a current-biased Josephson junction
我们证明了在两个超导体之间形成弱连接的悬浮纳米线可以被超导电流冷却到其运动的基态。预测的冷却机制有它的起源在磁场诱导的非弹性隧道的宏观超导相与结。此外，我们表明，在结的电压降是成比例的平均人口的振动模式在固定制度，一种现象，可用于探测冷却的水平。
2011-01-03 cond-mat.mes-hall
