Decoherence induced by magnetic impurities in quantum Hall system
已知磁性杂质的散射会破坏金属和半导体中电子运动的相干性。本文研究了量子霍尔系统中磁性杂质对电子的单次散射引起的退相干。为此，我们引入一个虚构的非幺正散射矩阵$\mathcal{S}$的电子，再现精确计算的散射概率。通过乘积$\mathcal{S}\mathcal{S}^{\dagger}$的本征值与1的偏差来识别退相干的强度。利用虚拟散射矩阵，我们估计了量子霍尔效应平台间跃迁时金属区的宽度及其与交换耦合强度和磁性杂质极化度的关系。
2013-02-24 cond-mat.mes-hall
Enhanced anti-ferromagnetic exchange between magnetic impurities in a superconducting host
一般认为，超导性对磁性杂质间的间接交换只有微弱的影响。如果杂质之间的距离r小于超导相干长度（r <π），则这种交换被认为是由RKKY相互作用主导的，与正常金属基质中的相互作用相同。这种看法是基于对交换相互作用的微扰处理。在这里，我们提供了一个非微扰分析，并证明Yu-Shiba-Rusinov束缚态的存在会引起强的1/r^2反铁磁相互作用，即使在远小于相干长度的距离上，这种相互作用也可以优于传统的RKKY。实验签名，影响和应用进行了讨论。
2013-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phase-channel dynamics reveal the role of impurities and screening in a quasi-one-dimensional charge-density wave system
我们研究了准一维电荷密度波（CDW）在$\mathrm{K}_{0.3}\mathrm{Mo}\mathrm{O}_3$中的低能相位激发，通过直接探测红外激活的CDW晶格模式（相位声子）的超快太赫兹光谱。这两个非平衡响应和温度依赖性的频带是通过概括的时间依赖性的金斯堡-朗道理论，超越以前应用到振幅声子，包括杂质的影响，而光致蓝移归因于减少的电子-声子耦合诱导的长寿命的自由载流子人口。
2016-11-21 cond-mat.mes-hall
Role of impurity clusters for the current-driven motion of magnetic Skyrmions
我们研究了杂质如何影响磁Skyrmions在赛道几何运动的电流诱导动力学。为此，我们数值求解了由电流诱导自旋转移矩扩展的广义Landau-Lifshitz-Gilbert方程。特别是，我们调查两类杂质，非导电和磁性杂质。前者是磁刚性物体，并产生一个不均匀的电流密度超过赛道，我们分别通过求解基本的静电方程。相比之下，磁性杂质使施加的电流密度在整个条带中均匀。根据不同的参数，我们观察到四种不同的情况下的Skyrmion运动中存在的障碍，Skyrmion衰变，钉扎，创建额外的Skyrmion，和普通Skyrmion通道。计算并讨论了杂质浓度和杂质半径对相图的影响。
2020-11-11 cond-mat.mes-hall
Probing interactions in mesoscopic gold wires
我们在金线中测量了准粒子之间的能量交换率、准粒子的相位相干时间和电阻随温度的变化，以探讨低温下相关的相互作用过程。我们发现，能量交换率是高于预期的电子-电子相互作用的理论，它有一个不同的能量依赖性。失相时间在8 K ~ 0.5K之间是恒定的，低于0.5K时，失相时间增加。的磁阻是负的，在大的字段尺度，和电阻随温度的升高而降低，这表明磁性杂质的存在下，可能是Fe。而电阻率和相位相干测量可以归因于磁性杂质，提出的问题是，这些磁性杂质是否也可以调解准粒子之间的能量交换。
2000-12-04 cond-mat.mes-hall
The role of background impurities in the single particle relaxation lifetime of a two-dimensional electron gas
我们重新研究了二维系统中由于背景杂质引起的量子τ_q和输运τ_t散射寿命。我们证明了量子寿命中的对数发散是由于无限厚异质结构的非物理假设造成的，并证明了现有的非发散多重散射理论可以导致高质量异质结构中的非物理量子散射寿命.我们导出了有限厚度结构的无发散散射寿命，它既可用于最低阶微扰理论，也可用于多次散射理论。我们计算了一般GaAs-AlGaAs异质结构中电子的量子寿命和输运寿命，发现区分GaAs异质结构中主要散射机制的正确“经验法则”对于本底杂质应该是τ t/τ q < 10，而对于远距离杂质应该是τ t/τ q > 10。最后，我们提出了第一个比较的理论结果τ_q和τ_t与实验数据从GaAs的2DEG中，只有背景杂质散射。我们得到了很好的计算和实验数据之间的协议，并能够提取的GaAs和AlGaAs区域的背景杂质密度。
2009-06-23 cond-mat.mes-hall
Quantum transport in mesoscopic ring structures: Effects of impurities, long-range hopping and interactions
本文在紧束缚框架下对单通道环和多通道柱中的电子输运进行了全面的分析。在Aharonov-Bohm磁通量$ϕ$的作用下，观察到了一种壮观的介观现象，即非衰减电流在一个小的导电回路中循环.为了理解它的行为，人们必须把注意力集中在量子相位相干性、电子-电子关联和无序的相互作用上。这是一个非常具有挑战性的问题，在这里，我们解决它的一些简单的环几何形状与他们的详细的能量能带结构，以获得在微观水平上的整个图片。讨论了持续电流的低场磁响应行为及其温度依赖性。
2013-05-21 cond-mat.mes-hall
Observing bulk diamond spin coherence in high-purity nanodiamonds
金刚石中的氮空位中心（NVs）是跨量子信息科学和纳米磁性和温度测量的研究热点。虽然超纯块状金刚石纳米粒子在光学可达自旋中维持最长的自旋相干时间，但纳米金刚石纳米粒子显示出持续较差的自旋相干性。在这里，我们介绍了高纯度纳米金刚石容纳记录长的NV相干时间，>60 us，通过通用动态去耦观察。我们发现，退相干的主要贡献来自附近的氮杂质，而不是表面状态。我们保护NV自旋自由进动，直流磁力测量所必需的，通过驱动这些杂质到运动窄化制度。这将NV自由感应衰减时间从440 ns（比Ib型块状金刚石长）延长到1.27 us（与IIa型（无杂质）金刚石相当）。这些特性允许在基于金刚石的紧急量子技术中同时利用高灵敏度和纳米分辨率。
2013-10-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent spin dynamics of hyperfine-coupled vanadium impurities in silicon carbide
量子技术的进步在很大程度上是通过金刚石中的氮空位中心实现的。然而，它的部分性质是不理想的，这推动了对其他自旋活性晶体缺陷的研究。其中一些具有更强的自旋轨道和超精细耦合的能量标度，但这如何影响它们的自旋相干性却很少探索。碳化硅中的钒就是这样一种系统，其在电信波长的光发射和与半导体工业的兼容性具有技术兴趣。在这里，我们展示了相干自旋动力学的钒缺陷周围的时钟过渡，研究而孤立，或耦合到邻近的核自旋的合奏。我们发现自旋退相时间高达7.2 $μ$ s，并通过自旋回波研究相干寿命远远超过几十微秒。我们展示了操作点，其中强耦合到相邻的核自旋不妥协的中心钒自旋的相干性，这确定了如何将这些可以作为一个相干的自旋寄存器。我们的研究结果是相关的理解具有类似的能量尺度和晶体对称性，目前在金刚石，碳化硅和六方氮化硼探索的缺陷的广泛类别。
2022-10-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Conductance of quantum spin Hall edge states from first principles: the critical role of magnetic impurities and inter-edge scattering
在二维时间反演不变拓扑绝缘体的边缘预期的出色的输运性质已被证明是具有挑战性的实验实现，到目前为止，只有在非常短的设备中被证明。为了解释这一令人困惑的观察，我们在这里报告一个完整的第一性原理计算的拓扑保护输运的边缘的新型量子自旋霍尔绝缘体-特别是铋和锑卤化物-基于非平衡格林函数形式主义。我们的计算解开两个不同的散射机制，可能会影响二维拓扑绝缘体，即时间反转对称性破缺空位缺陷和边缘间散射介导的多个合作的杂质，可能是非磁性的。我们讨论了它们对典型的非本地传输测量的严重后果以及减轻其负面影响的策略。最后，我们提供了一个有益的比较拓扑保护的边缘状态的输运性质的平凡边缘状态的MOS $_2$带。虽然我们专注于几个特定的情况下（在材料和缺陷类型方面），我们的结果应该是代表一般情况下，因此有意义的系统以外的研究。
2020-03-19 cond-mat.mes-hall
Scattering times and mobility with localized impurities in topological insulator films
三维拓扑绝缘体的零能隙表面态具有自旋锁定于动量的高移动狄拉克费米子。归因于不存在背散射的高迁移率在表面上存在杂质的情况下降低。特别是，我们讨论和比较散射时间的局部杂质的表面上，位于不同的表面上的相反的螺旋度耦合通过一个杂交潜力，和磁性杂质的作用之间的散射状态。磁性杂质引起额外的自旋抑制因子。翘曲带的作用和拓扑因素，可以提高整体表面流动性的影响进行检查。
2015-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Confined bulk states as a long-range sensor for impurities and a transfer channel for quantum information
我们发现，限制体电子可以观察到在低维的表面结构，可以作为一个远程传感器的磁性和电子特性的单一杂质或作为一个量子信息传输通道与大的相干长度。我们的从头计算揭示了金属表面上的磁链中的电子密度的振荡，并有助于明确地确定所涉及的散装电子的电子。我们还讨论了利用体态限制在几纳米的距离上高效传输编码在原子种类或自旋中的量子信息的可能性。
2012-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Spin Transport in Armchair Silicene Nanoribbon on the Substrate: The Role of Charged Impurity
本文研究了扶手椅型硅烯纳米粒子（ASiNR）在带电杂质存在下的电学和自旋性质。采用非平衡格林函数和多轨道紧束缚计算了传输几率。研究了衬底上ASiNR中不同类型的自旋传输几率。带电杂质位于下面的衬底中。利用自旋输运几率计算了沿沟道的自旋翻转。得到了不同电荷杂质在ASiNR中的自旋扩散长度，并与平均自由程进行了比较
2019-05-01 cond-mat.mes-hall
Performance engineering of semiconductor spin qubit systems
研究了一个量子计算系统的性能，量子比特由填充两个电子的耦合量子点中的磁性杂质表示。磁性杂质是由电子操纵的。主要噪声源是磁性杂质和主体纺丝浴之间的电子介导的间接耦合。作为电子介导耦合的结果，噪声特性和基本门操作所需的时间两者取决于可控系统参数，诸如量子点的尺寸和几何形状以及外部电场和磁场。我们发现磁性杂质的每相干时间的最大量子操作数随着电子自旋单重态三重态能隙的减小而增加。磁性杂质在弱耦合和大磁场下优于电子的优点将被说明。
2010-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Yu-Shiba-Rusinov States and Ordering of Magnetic Impurities Near the Boundary of a Superconducting Nanowire
我们从理论上研究了一维纳米线与常规$s$波超导体边界附近的一个和两个磁性杂质诱导的谱，并提取了基态磁位形.我们表明，由磁性杂质支持的子带隙状态的能量，强烈影响的距离小于超导相干长度的边界。特别地，当杂质移向边界时，多个量子相变周期性地发生，其中超导冷凝物的奇偶性在偶数和奇数之间振荡。我们发现两个磁性杂质的磁性基态组态不仅依赖于它们之间的距离，而且还明确地依赖于它们离开纳米线边界的距离。因此，磁性基态可以从铁磁性切换到反铁磁性，同时通过同时将两种杂质移离边界来保持杂质间距离不变。利用紧束缚模拟方法，在弱耦合区和任意杂质耦合强度下，解析地得到了两个杂质的基态磁结构。
2020-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electron state tomography from quasiparticle interference maps
Univ. Bordeaux, CNRS, LOMA, UMR 5798（波尔多大学，法国国家科学研究中心，LOMA实验室）
提出一种从单杂质准粒子干涉图中重建电子态密度矩阵的层析方法，利用背散射区分轨道贡献，揭示量子几何张量。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall
Bilinear magnetoresistance in topological insulators: role of magnetic disorder
双线性磁电阻是一种非线性输运现象，其与电场和磁场成线性比例，并且出现在具有强自旋-轨道耦合的超导系统中，例如拓扑绝缘体（TI）。利用半经典Boltzmann理论和广义弛豫时间近似，详细研究了三维拓扑绝缘体表面态的有效模型中的双线性磁电阻效应.我们表明，磁性杂质的存在下显着修改的BMR信号。一般来说，磁性杂质上的散射会降低BMR的大小。除此之外，当杂质势的自旋相关分量占主导地位时，BMR的角度依赖性出现了额外的调制。
2022-02-21 cond-mat.mes-hall
Magnetic Impurities on Superconducting Surfaces: Phase Transitions and the Role of Impurity-Substrate Hybridization
超导体中磁性杂质的自旋散射在超导能隙中产生YSR态。因此，YSR状态已经非常成功地建模与有效的散射势（近藤杂质模型）。使用扫描隧道显微镜，我们利用尖端的接近表面杂质和其对YSR状态的影响，使YSR状态的能量和杂质-衬底杂交之间的定量连接。我们证实了杂质和衬底之间的耦合作为一个关键的能量尺度的表面衍生的YSR状态使用安德森杂质模型在平均场近似，这准确地解释了我们的观察。该模型允许决定在量子相变的系统驻留在附加的电导测量的基础上的一侧。我们认为Anderson杂质模型比Kondo杂质模型更适合于描述超导体表面杂质的YSR态，而Kondo杂质模型更适合于描述超导体内部的杂质。因此，我们提供了一个更定量的比较实验数据与完全相关的安德森杂质模型的基础上计算的第一步。
2019-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electronic and spin transport in Bismuthene with magnetic impurities
本研究通过ab initio计算模拟磁性吸附原子与拓扑绝缘体的相互作用，探索磁性杂质对拓扑绝缘体边缘态电导率及大样品输运性质的影响。
2023-09-13 cond-mat.mes-hall
Role of coherence in resistance quantization
在量子霍尔效应和弹道输运通过量子点接触的电阻的量子化进行了比较的电荷弛豫电阻的相干介观电容器的量子化。虽然前两个要求存在一个完美的传输通道，电荷弛豫电阻仍然量化的任意背散射。量子霍尔效应和量子点接触只需要局域相位相干。相反，电荷弛豫电阻的量化需要全局相位相干性。
2008-06-11 cond-mat.mes-hall
Role of different scattering mechanisms on the temperature dependence of transport in graphene
详细的实验和理论研究的温度依赖性的不同的散射机制对石墨烯器件的电输运性质的影响。我们发现，高迁移率器件的输运性质主要是由完全屏蔽的短程杂质散射。另一方面，对于低迁移率器件，传输特性由两种类型的散射电势确定-由于电离杂质的长范围和由于完全屏蔽的带电杂质的短范围。结果可以解释的玻尔兹曼输运方程的框架内涉及两个独立的散射机制。
2015-10-28 cond-mat.mes-hall
Topological insulator ring with magnetic impurities
拓扑绝缘体表现出由时间反演对称性拓扑保护的无隙边缘或表面状态。然而，几种有希望的拓扑绝缘材料候选材料（例如Bi $_2$、Se $_3$和HgTe）包含自旋核或其他类型的破坏时间反转对称性的磁性杂质。我们研究了在磁通量穿过的拓扑绝缘体量子环中，这种杂质与电子边缘态耦合的后果。我们使用自旋守恒和额外的对称性参数，推导出一个普遍的公式，传播的边缘模式的频谱通过杂质的传输幅度。我们的结果适用于任意自旋的杂质。我们发现，存在一个能量制度，在该制度中的频谱变得几乎独立的通量和显着的光谱间隙的形式。我们进一步分析了电子-杂质的纠缠熵，发现最大纠缠发生在能隙附近。我们的预测可以通过量子环输运干涉实验或自旋分辨STM测量进行研究，为理解杂质在拓扑绝缘体边缘输运中的作用提供了一种新的方法。
2018-01-17 cond-mat.mes-hall
Transport properties of a quantum wire: the role of extended time-dependent impurities
我们研究了量子线的输运性质，所描述的Tomonaga-Luttinger模型，在存在的背散射提供的几个扩展的时间依赖性杂质（障碍）的潜力。利用B”uttiker-Landauer方法，我们首先考虑了无相互作用电子（$g=1$）被类矩形势垒的散射，得到了后向散射电流的精确解，以及任意形状弱静电势的微扰解.然后，我们包括电子-电子相互作用，并使用Keldysh形式主义结合玻色子化技术来研究振荡扩展的障碍。我们表明，背散射电流关闭时间依赖性杂质可以表示在相应的静态势垒的电流。然后，我们确定了静态扩展势的背散射电流，在非相互作用电子极限（$g=1$）下，与B uttiker-Landauer公式的结果一致.特别是，我们发现，电导可以增加到超过其量子化值在整个范围内的排斥相互作用$0<g<1$已经在一个单一的振荡扩展杂质的情况下，在对比度%相反的情况下，一个点状杂质，这种现象只发生在$0<g<1/2$。
2006-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-orbit torques and spin accumulation in FePt/Pt and Co/Cu thin films from first principles: the role of impurities
利用基于第一性原理电子结构和散射率的Boltzmann方法，研究了FePt/Pt和Co/Cu双层膜中存在替代杂质时的电流诱导自旋积累和自旋轨道矩.在FePt/Pt双层膜中，我们考虑了FePt层中Fe和Pt原子的混合效应，并发现这些缺陷分布的细节对自旋累积和自旋轨道扭矩的重要依赖性。在Co/Cu双层膜中，我们预测自旋轨道扭矩和自旋累积的大小和符号非常敏感地依赖于用于掺杂Cu衬底的杂质的类型。此外，同时与杂质驱动的散射，我们认为一个额外的恒定准粒子加宽的费米表面模拟声子散射在室温下的状态的效果，并发现，即使是一个小的加宽的顺序为25毫电子伏可以大大影响所考虑的效果的大小。我们解释了我们的研究结果的基础上分析的复杂的相互作用的几个竞争费米表面贡献的自旋积累和自旋轨道扭矩在这些结构和化学不均匀的系统。
2016-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-exponential long-range interaction of magnetic impurities in spin-orbit coupled superconductors
当磁性杂质之间的距离$r$大于超导体的相干长度时，超导体中磁性杂质的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用呈指数衰减，因为这种相互作用是由准粒子介导的，准粒子的能谱中存在能隙。与此同时，自旋单态超导凝聚体总是被假定为对磁性杂质保持中性。然而，由于自旋-轨道耦合（SOC），库珀对获得了自旋-三重态相关态的混合物，这提供了杂质自旋和s波凝聚体之间的联系。结果表明，它的静态Goldstone模式介导的$1/r^2$相互作用的自旋在二维（2D）系统。这种效果被认为是在两个模型：一个干净的2D s-波超导体与强大的Rashba SOC和双层系统相结合的2D Rashba耦合电子气和s-波超导膜。预测的长程相互作用可以有一个强烈的影响，在超导磁杂质系统，预计主机马约拉纳费米子的自旋顺序。
2018-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Density-matrix theory of the optical dynamics and transport in quantum cascade structures: The role of coherence
研究了量子级联激光器结构中相干性对非线性光学响应和稳态输运的影响。在微观密度矩阵方法中研究了泵浦-探测信号、时空分辨电子密度演化、子带布居动力学（Rabi flopping）以及稳态电流特性等非平衡效应。专注于固定的电流和最近观察到的增益振荡，它被发现，包括相干导致可观察到的相干效应在相反的参数制度关于之间的关系的水平加宽和隧道耦合跨越主注入势垒。这表明相干性在稳态输运和非线性光学动力学中起着互补作用，因为它导致了相反区域中的可测量效应。因此，对这种非平衡结构的完全相干考虑对于描述组合的光学和输运性质是必要的
2009-05-12 cond-mat.mes-hall
Coherent coupling between vortex bound states and magnetic impurities in 2D layered superconductors
超导体中的束缚态被期望表现出空间分辨的电子-空穴不对称性，这是它们量子性质的标志。这种不对称性表现为费米波长处的振荡，费米波长通常很小，因此会被热加宽或缺陷处的散射所消除。在这里，我们从理论上证明和实验证实，当耦合到磁性杂质，在涡核中的束缚态表现出一个新兴的轴向电子空穴的不对称性在一个更长的尺度上，设置的相干长度。我们研究了2 H-NbSe $_2$和2 H-NbSe $_{1.8}$ S_{0.2} $磁性杂质中的涡旋，用详细的Hubbard校正的密度泛函计算表征这些。我们发现，诱导的电子-空穴不平衡依赖于超导材料的能带特性。我们的结果为耦合超导束缚态的研究开辟了有趣的前景。
2021-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electron Coherence in Mesoscopic Kondo Wires
我们目前的测量长而窄的准一维金丝磁性铁杂质。从弱反定域中提取的电子相位相干时间在300 mK - 800 mK的温度区域中显示出明显的平台，这与由于近藤效应引起的相位断裂有关。在近藤温度以下，相位相干时间增加，正如近藤物理学框架中所预期的那样。在更低的温度下，相位相干时间再次饱和，这与标准费米液体理论相矛盾。在相同的温度范围内，电阻率曲线在零磁场处显示出特征最大值，这与自旋玻璃态的形成有关。我们认为，磁矩之间的相互作用是负责的相位相干时间的低温饱和。
2003-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The role of impurities on the optical properties of rectangular graphene flakes
我们研究矩形石墨烯片使用平均场状态的基础上的配置相互作用计算，这使我们能够分析低洼的电子激发态，包括电子关联超过平均场水平。我们发现，最低的能量跃迁沿薄片的长轴极化，但在这些过渡所涉及的电荷分布总是本地化的锯齿形边缘。我们还研究了短程和长程杂质势对这些系统的光学性质的影响。我们预测，即使是一个薄弱的杂质本地化的锯齿形边缘的薄片可以有一个显着的-往往是戏剧性的-影响其光学性质。这是在相反的杂质定位在扶手椅边缘或中心区域的薄片，我们预测几乎没有变化的薄片的光学性质，即使具有较强的杂质的潜力。
2017-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
RKKY Interaction On Surfaces of Topological Insulators With Superconducting Proximity Effect
研究了具有邻近感生超导性的三维拓扑绝缘体表面磁性杂质间的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用.置于拓扑绝缘体顶部的超导体在表面电子态中引入能隙，并产生长程面内反铁磁RKKY相互作用。这种相互作用由于强的自旋-轨道耦合而受到抑制，对于$r<ξ$，这种相互作用衰减为$1/r$，其中$r$是两个磁性杂质之间的距离，$ξ$是超导相干长度，并且对于$r>ξ$，这种相互作用在铁磁和Dzyaloshinskiii-Moriya型相互作用中占主导地位。我们找到了Yu-Shiba-Rusinov带隙内态与磁性杂质结合的条件。
2014-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Persistent Coherence and Spin-Polarization of Topological Surface States on Topological Insulators
拓扑绝缘体上的无带隙表面态可以避免非磁性杂质的弹性散射，这使得它们成为低功率电子应用的有希望的候选者。然而，对于广泛的应用，这些状态应该保持相干，并在环境温度下显着自旋极化。在这里，我们研究的相干性和自旋结构的拓扑状态的表面上的模型拓扑绝缘体，Bi 2 Se 3，在高温下的自旋和角度分辨光电子能谱。我们发现一个非常弱的加宽和基本上没有衰减的自旋极化的拓扑表面状态到室温。我们的研究结果表明，拓扑绝缘体表面的拓扑态可以作为室温电子器件的基础。
2013-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Twenty-three millisecond electron spin coherence of erbium ions in a natural-abundance crystal
掺铒离子在1.5 $μ$ m处的光学跃迁和有效自旋1/2电子基态的大磁矩使其具有独特的量子信息处理性能。然而，铒的大多数应用需要很长的电子自旋相干时间，而这一点到目前为止还没有找到。在这里，通过选择具有低核自旋密度（CaWO $_4$）的宿主基质，并通过淬灭由于在毫开尔文温度下残留的顺磁性杂质的光谱扩散，我们获得了23 ms的Er $^{3+}$电子自旋相干时间。这是在具有天然丰度的核自旋的材料中测量的最长的电子自旋相干时间，并在磁敏感过渡。我们的研究结果确立了Er $^{3+}$：CaWO $_4$作为量子网络的领先平台。
2021-06-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Interacting electrons on a half line coupled to impurities
我们推广了我们在别处讨论过的半线系统的玻色化方法，以研究相互作用对与杂质耦合的电子系统的影响。我们引入了一个量子线与量子点之间的电容耦合模型。结果表明，量子线上的效应是反映量子点电荷涨落的动力学边界条件。特别注意的费米子边界条件的作用和它们的相互作用与玻色化有效理论的电子相互作用。
1997-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Subgap states in dirty superconductors and their effect on dephasing in Josephson qubits
本文提出了含磁性杂质的扩散超导体中态密度的亚带隙尾理论。我们表明，subgap尾巴有两个贡献：一个所产生的介观间隙波动，以前讨论的Lamacraft和西蒙斯，和其他相关的长波波动的磁性杂质的浓度。我们研究后者在小超导晶粒和散装系统[ $d=1,2,3$ ]，并建立无量纲参数控制的两个贡献占主导地位的subgap尾巴。我们观察到，这些贡献是通过降维相互关联的。我们应用该理论来估计弱浓度的磁性杂质[ $\approx 1 {\rm p.p.m}$ ]对约瑟夫森量子比特的相位相干性的影响。我们发现，在这些典型的浓度，磁性杂质是相关的大量子位，设计围绕$10 {\rm μm}$规模，在那里他们限制的品质因数为$Q<10^4-10^5$的退相。
2004-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Enhancement of quantum coherence in solid-state qubits via interface engineering
本文提出通过氧终止与石墨烯修补的界面工程，将金刚石浅层NV中心相干时间延长至1 ms以上，并利用h-BN保护层提升器件稳定性，从而实现高灵敏度纳米尺度核磁共振。
2025-07-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
In-gap states induced by magnetic impurities on wide-band s-wave superconductors: self-consistent calculations
针对s波超导体磁性杂质隙内态研究中自洽性作用被低估的问题，通过自洽计算研究不同磁性结构的隙内态相关属性，发现序参量含量子相变及拓扑性质的关键信息，凸显自洽性的重要性。
2024-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Temperature dependent coherence properties of NV ensemble in diamond up to 600K
金刚石中的氮空位（NV）心具有优良的光学和相干特性，是量子传感器的理想候选材料。然而，以前的研究通常在低温或室温下进行。对NV中心高温相干性质的认识不足限制了NV的进一步应用。在这里，我们系统地探讨了温度从300 K到600 K的NV中心系综的相干性质。相干时间$T_2$从300 K时的$184 μs$迅速减小到600 K时的$30 μs$，这归因于与顺磁性杂质的相互作用。单量子和双量子弛豫速率也表现出明显的温度依赖性，且均受双声子拉曼过程的控制。而非均匀退相时间$T_2^*$和热回波退相干时间$T_{TE}$随温度升高几乎保持不变。由于$T_{TE}$随温度升高而略有变化，因此热回波温度计在450 K时具有$41 mK/\sqrt{Hz}$的灵敏度。这些发现将有助于为基于NV的高温传感铺平道路，并更全面地了解固态量子比特中退相干的起源。
2021-02-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electronic transport through a double-quantum-dot Aharonov-Bohm interference device with impurities
在考虑杂质与量子点耦合的情况下，对双量子点Aharonov-Bohm（AB）干涉仪中杂质相关的电子输运进行了理论研究.当研究线性电导谱\emph{vs}的杂质水平，我们表明，杂质的影响电子输运在一个非平凡的方式，因为它们抑制或增强电子隧穿。在没有磁通量的情况下，引入单能级杂质导致电导谱中出现Fano线型，Fano反共振的位置由杂质-QD耦合和与费米能级分离的QD能级决定，而当引入相位因子为$ϕ=π$的磁通量时，电导曲线中出现杂质驱动的Breit-Wigner线型.此外，非局域杂质改变电导周期，改变\emph{vs}的磁通量。多能级杂质确实使电子输运复杂化，但是对于两个相同的局部杂质以均匀耦合耦合到相应的量子点或非局部杂质均匀耦合到两个量子点的情况，反共振仅与杂质能级相关。在二级近似下考虑多体效应时，我们还发现了库仑相互作用对电子输运的重要影响。
2009-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Electron states in the field of charged impurities in two-dimensional Dirac systems
本文综述了二维Dirac系统中电子态的理论和实验结果，特别关注了石墨烯中原子的坍缩。还考虑了库仑杂质的双电子束缚态。讨论了磁场在石墨烯超临界电荷问题中的一个相当微妙的作用。研究了两个等电荷杂质场的电子态，确定了超临界不稳定发生的条件。结果表明，在含有两种不太可能带电杂质的带隙石墨烯中实现了新型超临界。当杂质电荷足够大时，随着杂质间距的增加，最高能量的电子束缚态的波函数从带负电的杂质局域化到带正电的杂质局域化。研究了双层石墨烯中原子塌缩的具体情况，结果表明，这种材料中的原子塌缩与原子向中心坠落的现象无关。
2018-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
