Interplay between Kondo physics and spin-orbit coupling in carbon nanotube quantum dots
利用数值重整化群方法研究了自旋轨道耦合对碳纳米管量子点中近藤效应的影响。足够大的自旋轨道耦合被证明在零磁场下破坏了SU(4)近藤效应,在单电子和三电子库仑阻塞谷中只留下两个SU(2)近藤效应。在施加有限磁场时,在三电子谷和二电子谷中产生两个额外的自旋轨道诱导SU(2)近藤效应。使用物理上现实的模型参数,我们计算的差分电导在一定范围内的栅极电压,温度和字段。结果与文献中两个不同实验装置的测量结果吻合良好,并解释了SU(4)Anderson杂质模型标准框架内未描述的一些观察结果。
2009-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum and Classical Calculations of Ground State Properties of Parabolic Quantum Dots
我们报道了基于量子蒙特卡罗方法计算的电子基态的抛物线约束量子点多达30个电子。揭示了电子-电子相互作用的影响和对磁场的响应。波函数和基态能量进行了比较与纯经典的计算与一个全面的分子动力学代码。对于所选择的井参数的电子密度分布的整体形状的密切对应关系被发现,即使对于少量的电子,而详细的径向分布显示量子情况下的泡利原理的影响。
2005-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ground state energies of quantum dots in high magnetic fields: A new approach
提出了一种计算强磁场中量子点基态性质的新方法。它考虑到电子在维格纳集团的平衡位置,以最小化在高场极限的相互作用能。假设完美的自旋对齐的多体试探函数是一个单一的斯莱特行列式重叠的振荡器功能从最低的朗道水平集中在经典的平衡位置和附近。我们得到了一个解析表达式的基态能量和目前的数值计算结果高达N = 40。
2001-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coulomb versus spin-orbit interaction in few-electron carbon-nanotube quantum dots
利用组态相互作用方法研究了碳纳米管量子点中的少电子态。最近由Kuemmeth等人[Nature 452,448(2008)]测量的两个电子的隧穿谱的独特的非相互作用特征通过由于自旋轨道相互作用导致的低位同位旋多重态的分裂来解释。然而,强相互作用的基态形成了一个由空间中的电子组成的“维格纳分子”。通过改变可调谐点限制势,可以在隧穿光谱中看到电子分子的签名。
2009-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exchange cotunneling through quantum dots with spin-orbit coupling
研究了自旋轨道相互作用(SOI)对自旋库仑阻塞量子点交换共隧穿的影响。在零磁场的情况下,近藤效应是通过Kramers偶极子发生的,SOI只影响近藤温度。相反,我们发现有限场中时间反演对称性的破缺对单能级的有效Anderson模型和Kondo模型有显著的影响。非线性电导现在可以在偏置电压中是不对称的,并且可以强烈地依赖于磁场的方向。有限场共隧穿光谱的角度依赖性的测量,从而提供了有价值的信息轨道,自旋自由度和它们的相互耦合。
2010-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Path-integral Monte Carlo simulations for interacting few-electron quantum dots with spin-orbit coupling
我们发展路径积分蒙特卡罗模拟的二维(2D)量子点包含$N$相互作用的电子在Dresselhaus和/或Rashba自旋轨道耦合的存在下。我们的方法解决了在一个自然的方式的自旋污染问题,并允许在弱自旋轨道耦合的数值精确的有限温度的结果。对于$N<10$电子,我们提出的数据的附加能量,粒子密度,和总自旋$S$在维格纳分子制度的强库仑相互作用。我们确定幻数N=3和N=7通过一个峰值的附加能量。这些幻数不同于弱相互作用和经典预测,并且相对于(弱)自旋轨道耦合是稳定的。
2005-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin and orbital fluctuations in non-equilibrium transport through quantum dots: A renormalisation-group analysis
研究了双轨道量子点的非平衡电流和占据几率。耦合到引线被允许是不对称的和轨道依赖的,因为它是一般的情况下,在分子和纳米线的传输实验。从双轨道Anderson模型出发,我们进行了广义的Schriffl-Wolff变换,得到了一个有效的Kondo模型。这产生了一个轨道势散射的贡献,这是相同的顺序作为自旋交换相互作用。在第一微扰分析中,我们确定了一个制度的负微分电导和级联共振的存在下,外部磁场,这两个起源于非平衡占领的轨道。然后,我们研究的对数增强这些签名的renormalisation组治疗的手段。我们发现,轨道势散射定性地改变了重正化的自旋交换耦合和强烈影响的微分电导的非对称耦合。
2010-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Atomic-like behaviors and orbital-related Tomonaga-Luttinger liquid in peapod quantum dots
我们报道了碳纳米管豆荚状量子点中包裹的C60分子的电子输运。我们发现双简并电子水平,这只存在于周围的基态,通过单电子能谱测量在低背栅电压(Vbg的)原子般的行为。与存在的近自由电子(NFEs)独特的豆荚的相关性进行了讨论。与此相反,我们发现封装的C60分子不影响单电荷效应。此外,我们发现在幂律中观察到的电导与能量的关系,这是强烈相关的双简并水平的高值的权力。结果表明,这些功率是通过双简并能级的占据而来自Tomonaga-Luttinger液体。封装的C60分子不消除单壁纳米管中的弹道电荷传输。
2005-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kondo screening suppression by spin-orbit interaction in quantum dots
研究了自旋轨道相互作用下嵌入Aharonov-Bohm环中的量子点的输运性质。利用数值重整化群分析系统的近藤制度,我们发现,Aharonov-Bohm和自旋轨道动力学相的竞争诱导了强烈的抑制近藤状态单线态,有点类似于一个有效的内在磁场在系统中。这个有效场打破了定域态的自旋简并,并在点中产生有限的磁矩。通过引入一个{ \em in-plane}塞曼场,我们证明了近藤共振可以完全恢复,重新建立自旋单态和所需的自旋过滤行为在近藤制度,这可能会导致通过环的电流的全自旋极化。
2009-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The role of the indirect tunneling processes and asymmetry in couplings in orbital Kondo transport through double quantum dots
在近藤轨道下,对两个量子点与外电极相连的系统进行了理论研究。一般来说,双点系统是通过库仑相互作用和直接耦合。此外,还考虑了点之间(通过引线)的间接跳跃过程。为了研究系统的电子性质,我们采用从玻色子平均场(SBMF)技术。借助于SBMF方法,计算了两个点的局域态密度和透射率(以及线性电导和差分电导)。我们表明,迪克和范诺样的线形可能会出现在双点系统的输运特性。此外,我们还观察到这些修正的近藤共振对间接耦合强度的变化非常敏感。我们还表明,近藤温度成为抑制点-引线耦合时,没有间接耦合的不对称性增加。此外,当间接耦合被打开时,近藤温度被抑制。通过允许一个相对符号的非对角元素的耦合矩阵与左,右电极,我们扩展我们的调查变得更加通用。最后,我们还包括了间接隧穿引起的能级重整化效应,这在大多数论文中是没有考虑的。
2011-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-orbit-enhanced Wigner localization in quantum dots
我们研究了强关联区域中具有Rashba自旋轨道耦合的量子点。我们发现,Rashba相互作用的存在增强了这些系统中的维格纳局域化,使其能够实现更高的密度比在Rashba自由量子点中观察到的密度。还报道了可能与旋转和振动模式相关的yrast光谱的成对相关密度中的反复出现的形状。
2011-12-06 cond-mat.str-el
Ground state spin and Coulomb blockade peak motion in chaotic quantum dots
我们从实验和理论上研究了库仑阻塞(CB)峰在磁场中的行为,该磁场主要耦合到混沌量子点的基态自旋(而不是轨道矩).在第一部分中,我们讨论了CB峰和间距的磁场依赖性中的数值观察特征,这些特征明确地识别了点N上连续数量的电子的每个基态的自旋S的变化。接下来,我们评估点的基态具有特定自旋S的概率,作为交换强度J和外部磁场B的函数。在第二部分中,我们描述了最近的实验栅极定义的GaAs量子点,其中库仑峰运动和间距作为面内磁场的函数进行测量,允许N和N+1电子基态之间的自旋变化被推断。
2000-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
SU(4) and SU(2) Kondo Effects in Carbon Nanotube Quantum Dots
我们研究了碳纳米管量子点中的SU(4)近藤效应,其中双简并轨道形成四电子"壳层“。研究了顶壳层中单、二和三个电子的SU(4)近藤行为。当两个电子的近藤态被磁场淬灭时,在奇数个电子的情况下,两种类型的SU(2)近藤效应可能存在。也就是说,在平行于纳米管的磁场中实现自旋SU(2)态(主要引起轨道分裂)。垂直场的应用(诱导塞曼分裂)导致轨道SU(2)近藤效应。
2007-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exchange effects in spin polarized transport through carbon nanotube quantum dots
我们研究了弱耦合单壁碳纳米管量子点与自旋极化导线之间的线性和非线性输运。我们考虑有限长度和小直径的管,不仅向前散射贡献的库仑势,而且短程过程发挥了重要作用。特别是,它们诱导交换效应,导致电子填充物4 n +2要么自旋S=0的非简并基态,要么三重基态。在线性制度中,我们提出的电导的分析结果-为S=0和三重基态-并表明,外部磁场是至关重要的,以揭示自旋性质的基态。在非线性制度,我们显示的稳定性图,清楚地区分不同的基态。我们观察到一个负微分电导(NDC)效应在S=0的基态反平行铅磁化。在存在外部磁场的情况下,可以检测到自旋阻塞效应,再次导致两种基态的NDC效应。
2010-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Study of Hund's rule coupling in models of magnetic impurities and quantum dots
用不同的模型研究了多轨道杂质或量子点中JH的Hund规则耦合效应,得到了不同的Kondo温度T_K与JH的关系。我们发现,差异取决于是否或不保留轨道角动量的杂质网站的模型。利用数值重整化群(NRG)计算,我们推导出了费米液体区的重整化参数,并指出,尽管模型之间存在差异,但强关联区的低能不动点是普适的,具有单一的能量标度T_K,只有两个重整化相互作用参数,一个重整化单轨道项U = 4 T_K,和重整化Hund规则项,J_H = 8T_K/3。
2012-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Compensation effect in carbon nanotube quantum dots coupled to polarized electrodes in the presence of spin-orbit coupling
本文从理论上研究了极化电极上碳纳米管量子点的近藤效应。由于在这样的系统中涉及自旋和轨道自由度,电极极化包含自旋和轨道极化以及存在自旋-轨道耦合的Kramers极化。本文着重研究了外加磁场对不同极化方式所产生的有效场的补偿效应。主要结果是:(1)自旋极化和轨道极化诱导的有效场消除了近藤效应中的简并,而Kramers极化诱导的有效场通过抑制自旋-轨道耦合增强了简并; ii)当由自旋极化引起的有效场不能通过施加磁场来补偿时,可以补偿由轨道极化引起的有效场;以及iii)自旋-轨道耦合的存在不改变在没有自旋-轨道耦合的情况下观察到的补偿行为。这些结果是在沿管轴方向施加平行磁场的情况下,在超净碳纳米管量子点与铁磁接触中观察到的,这将加深我们对碳纳米管量子点的近藤物理的理解。
2012-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin conversion rates due to dipolar interactions in mono-isotopic quantum dots at vanishing spin-orbit coupling
研究了电子的磁矩之间的偶极相互作用作为量子点或量子点阵列中电子自旋衰减的来源。这种磁相互作用将控制自旋衰变,在其他来源,如耦合到核自旋或自旋轨道耦合,已经消除了适当的样品设计。电子-电子(库仑)相互作用,重要的磁性,包括在内。根据电子排列的对称群分解偶极算子允许人们推导出作为量子点的电子数和空间对称性的函数的消失的衰变通道。此外,我们将快速声子诱导自旋守恒跃迁的可能性,这对自旋衰变率的温度依赖性有着至关重要的影响。一个有趣的结果是,自旋衰变率的急剧增加已经发生在相对较低的温度。
2006-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Nonequilibrium transport through parallel double quantum dots in the Kondo regime
我们将微扰的非平衡重整化群方法推广到多轨道系统,并将其应用于研究静电耦合的两个平行量子点的输运。一般而言,电导在三个电压下显示出明显的Kondoesque峰。如果像在某些实验中那样,其中一个点与两个引线之一解耦,则这些峰值之一消失。对于到引线的非对称耦合,负差分电导也是可能的。这是一个真正的非平衡效应,伴随着Kondoesque峰。此外,还讨论了区分自旋和轨道近藤效应的判据。
2006-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interplay of Coulomb interaction and spin-orbit effects in multi-level quantum dots
研究了在局域库仑排斥作用下,电子输运通过具有Rashba自旋轨道相互作用的多能级量子点的性质。受最近实验的启发,我们计算了有限塞曼场$B$中自旋-轨道相互作用引起的能级分裂,这提供了一个重整化自旋-轨道能量的度量。这种能级分裂是在有限的$B$特性的多能级结构的近藤脊的抑制负责。此外,重整化$g$ -因子的依赖关系上的相对取向的应用$B$字段和自旋轨道方向以下两个不同的协议在实验中使用的研究。
2012-07-06 cond-mat.str-el
Spin-orbit interaction in quantum dots in the presence of exchange correlations
讨论了交换关联下二维混沌或扩散量子点中的自旋轨道相互作用问题。自旋轨道散射破坏了自旋旋转不变性,在自旋轨道耦合的不同对称性之间的交叉区域,问题没有封闭解。在数值对角化中,多粒子基的传统选择是从单体哈密顿量的单粒子本征态(包括自旋轨道项)构建的斯莱特行列式集。我们开发了一种不同的方法的基础上使用一个良好的自旋多粒子的基础上,是由本征态的普遍哈密顿在没有自旋轨道散射。我们引入了一个完整的标签,这个良好的自旋基础,并使用角动量代数计算在封闭的形式在这个基础上的自旋轨道相互作用的矩阵元。自旋性质,如基态自旋分布和自旋激发函数,很容易计算在此基础上。
2006-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el nucl-th
Rashba coupling in quantum dots: exact solution
本文给出了半导体量子点中Rashba自旋轨道耦合问题的解析解。我们计算了精确的能谱,波函数和自旋翻转弛豫时间。我们讨论各种影响无法通过微扰理论。特别是,我们发现,有效的旋磁比强烈抑制的自旋轨道耦合。自旋翻转弛豫速率具有作为自旋-轨道耦合的函数的最大值,并且因此在弱耦合极限和强耦合极限两者中被抑制。
2003-10-13 cond-mat.str-el
Quantum Monte Carlo study of circular quantum dots in presence of Rashba interaction
给出了具有Rashba自旋轨道相互作用的圆形量子点的基态能量的量子Monte Carlo数值计算结果。在二维电子气研究的基础上,本文采用自旋传播扩散蒙特卡罗方法来正确处理自旋-轨道相互作用。结合基态能量,给出了密度和自旋密度分布的数值结果。
2010-03-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Metal-nonmetal transition and excitonic ground state in InAs/InSb quantum dots
利用原子赝势和组态相互作用多体计算方法,预测了InAs/InSb量子点(QD)系统的金属-非金属跃迁和激子基态.对于大点,InAs点的导带最小值低于InSb基质的价带最大值。由于量子限制,在这里计算的各种形状的临界尺寸,单粒子间隙$E_g$变得非常小。强烈的电子-空穴相关效应是由电子和空穴波函数的空间接近引起的,并且由完全离散的0 D受限能级的存在所提供的强(激子解束缚)屏蔽的缺乏引起。这些相关效应克服了$E_g$,导致形成双激子基态(InAs中的两个电子和InSb中的两个空穴),其在能量上比没有激子的状态更有利($\sim$ 15 meV)。讨论了量子点阵列在低密度极限下的激子相变。
2004-05-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el