Transport anisotropy in Ge quantum wells in the absence of quantum oscillations
最近对应变Ge量子阱中的高迁移率2D空穴气的研究表明,当磁场偏离样品法线时,量子霍尔区的输运各向异性很强。在本研究中,我们证明了各向异性持续到这样高的温度和填充因子,量子振荡不再被观察到。这一发现排除了条纹相的形成作为所观察到的各向异性的可能起源。然而,我们也表明,所观察到的各向异性是不一致的与其他已知的各向异性,如所产生的有限厚度效应或表面粗糙度。
2015-11-16 cond-mat.mes-hall
Spin polarization oscillations without spin precession: spin-orbit entangled resonances in quasi-one-dimensional spin transport
自旋轨道纠缠态的共振行为发生在沿二维电子气中定义的窄通道的自旋输运中,包括对于通道宽度和施加的磁场的特定值的自旋极化的明显快速弛豫(所谓的弹道自旋共振)。用于通过一维系统的多个子带的输运的完全量子力学理论提供自旋输运对所施加的磁场和沟道宽度的依赖性,包括当塞曼能量与子带能量分裂匹配时自旋的共振去极化和横向于磁场的自旋织构。共振现象对无序是鲁棒的。
2013-09-18 cond-mat.mes-hall
Study of magneto-transport properties and quantum oscillations in PbSe single crystals
PbSe是一种低禁带半导体材料,具有优良的红外光电探测性能。在这里,我们报告了我们的高磁场和低温电性能的测量进行了适度掺杂的PbSe单晶与p型体载流子密度约$1\times10^{18}$ cm $^{-3}$。在0.8 K ~ 25 K温度范围内,在0 T ~ 18 T温度范围内同时测量了纵向电阻(R $_{xx}$)和霍尔电阻(R $_{xy}$)。这些运输测量开始显示振荡行为周围和以上6 T的磁场。量子振荡频率为~15 T,给出了BZ中参与这些振荡的每个L口袋的载流子密度的估计。自由载流子的有效质量估计从振荡振幅的温度依赖性。当磁场旋转时的测量揭示了3D类费米表面的磁输运性质。从传输数据的自由载流子散射率已估计,这也给了丁格尔温度的估计在PbSe。已进行室温光学测量和其他光学性质的估计。已经进行了Drude-Lorentz模型拟合,其示出了45 cm $^{-1}$附近的低频声子模式和0.2 eV左右的带隙以及其他带间电子跃迁。一些光学和运输的结果进行了比较,对其他成员的第四-第六类硫属化物。
2015-12-16 cond-mat.mes-hall
Phase and amplitude of Aharonov-Bohm oscillations in nonlinear three-terminal transport through a double quantum dot
利用非平衡格林函数方法研究了含双量子点的Aharonov-Bohm干涉仪中的三端线性和非线性输运。在三个终端之一是一个电压探针的条件下,我们证明了线性电导是关于磁场对称(相位对称)。然而,在非线性输运区,相位对称性被破坏。与两端输运不同,即使在非相互作用的电子系统中,相位对称性也会被打破。基于最低阶非线性电导系数与源漏偏置电压的关系,我们讨论了相位随磁场变化的方向。当Aharonov-Bohm振荡的高次谐波分量可以忽略时,相移是相对于源漏偏置电压的单调递增函数。为了更好地观察Aharonov-Bohm振荡,我们需要量子点和电压探针之间的强耦合。然而,这会导致失相,因为电压探头充当Büttiker失相探头。当量子点和电压探针之间的耦合改变时,这种对立概念之间的相互作用提供了Aharonov-Bohm振荡可见性的峰值。
2011-05-06 cond-mat.mes-hall
Coupled collective and Rabi oscillations triggered by electron transport through a photon cavity
我们展示了如何打开一个电子输运通过一个系统的两个平行的量子点嵌入在一个短的量子线在光子腔中可以触发耦合拉比和集体电子光子振荡。我们选择的系统的初始状态是一个封闭系统的本征态包含两个库仑相互作用的电子可能很少的光子的单腔模式。多能级量子点由连续势描述。在截断的Fock空间中,用精确对角化方法处理了库仑相互作用和顺磁、顺磁的电子-光子相互作用。为了确定集体模式的结果进行比较,对于一个开放的和一个封闭的系统相对于耦合到外部电子水库,或铅。我们证明了真空拉比振荡可以被看作是输运量的电流进出系统。
2015-06-21 cond-mat.mes-hall
Aharonov-Bohm oscillations and spin transport in a mesoscopic ring with a magnetic impurity
我们提出了一个详细的分析的Aharonov-Bohm(AB)的干涉振荡表现出通过传输的电子在介观环与磁性杂质原子插入在它的一个臂。研究了自旋极化输运。电子通过交换相互作用与杂质相互作用,导致交换自旋翻转散射。自旋翻转和自旋非翻转通道中的传输显式计算。我们发现,电子和自旋翻转状态之间的纠缠导致减少的AB振荡,尽管没有任何非弹性散射。的自旋电导(相关的自旋极化的传输系数)是不对称的磁通反转,而不是两个探针电导下磁通反转是对称的。我们指出了这个模型的某些局限性方面的一般概念,在量子力学的退相。
2001-03-25 cond-mat.mes-hall
Transport and quantum coherence in graphene rings: Aharonov-Bohm oscillations, Klein tunneling and particle localization
通过模拟介观,环形石墨烯结构的量子输运,我们解决各种量子相干性和干涉现象。首先,穿透石墨烯环的垂直磁场在普遍电导波动之上引起电导中作为磁通量的函数的Aharonov-Bohm振荡。在非常高的通量下,干涉得到抑制,量子霍尔边缘通道发展。第二,将静电势施加到环臂之一,$nn'n$ -或$npn$ -结可以通过由于正常隧穿或克莱因隧穿的粒子传输来实现。在后一种情况下,Aharonov-Bohm振荡减弱光滑的障碍。第三,如果潜在的无序开始起作用,Aharonov-Bohm和Klein隧道效应的速率都会下降,直到粒子局域化的时候。
2017-12-15 cond-mat.mes-hall
Aharonov-Bohm Interferometry with Interacting Quantum Dots: Spin Configurations, Asymmetric Interference Patterns, Bias-Voltage-Induced Aharonov-Bohm Oscillations, and Symmetries of Transport Coefficients
我们研究了含有相互作用量子点的多连通介观几何结构中的电子输运。我们的公式涵盖了平衡和非平衡物理。讨论了通过量子点的相干输运通道与器件总电导中磁通敏感Aharonov-Bohm振荡的关系。在第一和第二顺序的点水平的固有线宽的运输的贡献详细解决。我们预测的相互作用引起的共振峰周围的干涉信号的振幅的不对称性的结果与自旋翻转过程相关的不相干。这种不对称性可用于探测量子点的总自旋。这样的探针需要比近藤效应更不严格的实验条件,其提供相同的信息。我们表明,一阶的贡献可以是部分甚至完全一致的。这与顺序隧穿图形成对比,顺序隧穿图将一阶输运描述为不相干隧穿过程的序列。我们预测偏置电压引起的与线性响应区域中的通量无关的物理量的阿哈罗诺夫-波姆振荡。超越Onsager关系,我们分析了设置的空间对称群和通量相关的非线性电导之间的关系。
2002-01-07 cond-mat.mes-hall
Charge transport through a SET with a mechanically oscillating island
我们考虑一个单电子晶体管(SET),其中心岛是一个纳米机械振荡器。SET的栅极电容取决于机械位移,因此,岛振动的振动可能强烈地影响电流-电压特性、电流噪声和电流的较高累积量。岛的谐波振荡和具有随机振幅的振荡(例如,由于热激活)以不同的方式改变传输特性。噪声频谱在岛振荡的频率处具有峰值;当岛谐波振荡时,峰值减小到$δ$峰值。我们表明,SET输运性质的知识,有助于确定以何种方式的岛屿振荡,估计的振幅,和振荡的频率。
2004-01-25 cond-mat.mes-hall
Multi-mode Fabry-Pérot conductance oscillations in suspended stacking-faults-free InAs nanowires
我们报告的相干电子输运在悬浮的高品质的InAs单晶器件的观察。采用低温金辅助气液固分子束外延生长InAs纳米线。高质量的纳米线是通过去除典型的发现堆叠故障,并减少可能的金掺入。通过将纳米线悬浮在预定义的凹槽上,实现了器件中衬底诱导的散射最小化。在实验中观察到了涉及多个一维模式输运的相干输运,表现为法布里-珀罗电导振荡。从电导振荡的周期推导出的法布里-珀罗干涉仪的长度被发现接近于设备的物理长度。高的振荡可见度意味着几乎弹道电子输运通过纳米线。
2010-07-30 cond-mat.mes-hall
Oscillations in electron transport caused by multiple resonances in a quantum dot-QED system in the steady-state regime
我们将电子输运电流模拟为光子能量通过多能级量子点的几个共振扫描,量子点嵌入在短量子线中,耦合到光子腔。我们使用一个适合于长时间演化的马尔可夫量子主方程,并通过对角化在截断的多体Fock空间中包括电子-电子以及顺磁和反磁电子-光子相互作用。通过调节光子能量,在量子点系统的能谱中发现了几个由拉比分裂引起的反交叉,拉比分裂的强度和共振态之间的光子交换依赖于腔场的偏振。我们观察到系统中的电荷的振荡和几个共振传输电流峰的光子能量对应的共振在稳态制度。
2019-03-14 cond-mat.mes-hall
Nonadiabatic Van der Pol oscillations in molecular transport
电子施加在载流分子结的原子核上的力可以被操纵来设计纳米级机械系统。在绝热状态下,这些力的一个特点是负摩擦,负责核坐标的范德波尔振荡。在这项工作中,我们研究了范德波尔振荡对高频偏置和栅极电压的鲁棒性。为了这个目的,我们超越绝热近似,并进行全面的Eklfest动力学模拟。数值方案实现了开放系统的混合量子经典算法,并能够处理任意时间相关的驱动场。我们发现Van der Pol振荡是非常稳定的。非绝热电子动力学使动量坐标相空间中的轨道发生畸变,但保持了平均意义上的极限环。我们进一步表明,高频场改变的振荡幅度和平均核位置。通过在不同的时间关闭场,可以得到不同幅度的周期,这些周期只有在相当长的时间之后才达到极限环。
2013-05-08 cond-mat.mes-hall
McMillan-Rowell Oscillations in a Low Spin-Orbit SNS Semiconducting Junction
研究了由InN纳米线(N)和Al接触(S)构成的超导转变温度为Tc ~ 0.92K的SNS结的电子输运性质。随着直流偏压的增加,在E=2Δ处观察到超导准粒子输运共振峰,符合BCS理论2Δ(T=0)\equiv Δ 0 =275 \mueV .在高于2Δ的高偏压下观察到几个额外的能量线性缩放的输运共振,高达E \simeq 15Δ_0,与McMillan-Rowell振荡一致。研究了高偏压和外加磁场下McMillan-Rowell振荡的持续性。
2013-05-22 cond-mat.mes-hall
High-contrast Aharonov-Bohm oscillations in the acoustoelectric transport regime
报道了相位相干声电输运,在低温下,在介观GaAs环中观察到了声电电流中的Aharonov-Bohm振荡,其可见度超过100%,是外磁场的函数。提出了弹道装置中声电输运的理论分析,以模拟实验观察。我们的研究结果突出了弹道装置中声电输运和热电性质之间的密切相似性。
2013-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Memory effect preserved time-local approach to noise spectrum of transport current
在二阶非马尔可夫主方程描述下,我们发展了一种计算输运电流通过相互作用介观系统的噪声谱的有效方法。通过引入适当的电流相关密度算符,我们提出了一种实用的、非常有效的时间局域方法来计算噪声谱,包括包含能量发射和吸收全部信息的非对称谱。我们得到了一个电流噪声谱的解析公式,用来描述包含电子-电子库仑相互作用和记忆效应的非平衡输运。我们在相互作用量子点系统中验证了所提出的方法,在很宽的参数范围内与精确结果吻合良好。
2022-05-24 cond-mat.mes-hall
Ultrafast Electron Diffuse Scattering as a Tool for Studying Phonon Transport: Phonon Hydrodynamics and Second Sound Oscillations
本研究探究超快电子漫散射(UEDS)中第二声的特征,通过密度泛函理论与玻尔兹曼输运方程模拟多输运区域的声子行为,证实UEDS可提取全布里渊区声子占据数,助力理解声子流体动力学输运。
2024-02-28 cond-mat.mes-hall
Origin of defects responsible for charge transport in resistive random access memory based on hafnia
通用存储器的一个有希望的候选者是电阻式随机存取存储器(ReRAM),其将涉及组合高速动态随机存取存储器(DRAM)和非易失性闪存两者的最有利特性。ReRAM基于从高电阻状态(HRS)到低电阻状态(LRS)的来回切换。ReRAM单元很小,允许创建太比特规模的存储器。用作电阻存储器中的有源介质的最有前途的材料之一是HfO 2(HfO $_2$)。然而,一个未解决的物理是负责电阻存储器的HRS状态中的电荷传输的缺陷和陷阱的性质。在这项研究中,我们从实验和理论上证明了氧空位是负责HRS电荷输运的电阻存储元件的基础上HfO $_2$。我们还表明,LRS运输发生根据渗滤理论描述的机制。基于陷阱间多声子隧穿模型,假设电子陷阱为氧空位,得到了电流-电压特性的实验值与理论值之间的定量一致性.根据氧空位的激发光谱和发光特性,确定了氧化物中陷阱的热激发能。这项研究的结果表明,在电阻式存储器元件中使用氧化铟,氧化铟中的氧空位在HRS电荷传输中产生缺陷的关键作用。
2013-09-03 cond-mat.mes-hall
Screening, Friedel oscillations, RKKY interaction, and Drude transport in anisotropic two-dimensional systems
研究了二维金属和杂质半导体系统中质量各向异性对Friedel振荡、Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用、屏蔽性质和玻尔兹曼输运的影响.在理论上不作任何有效的各向同性近似,充分考虑了质量各向异性的情况下,在无规相近似下计算了静态极化率和介电函数。我们发现,尽管系统的各向异性,载流子屏蔽表现出各向同性的小动量的行为,并成为强各向异性超过一定的阈值动量。这种屏蔽的各向异性导致各向异性的弗里德尔振荡,以及各向异性的RKKY相互作用,其特征在于依赖于局部磁矩之间的方向的周期性。我们还探讨了基于玻尔兹曼输运理论的质量各向异性的存在下的无序限制的直流输运性质。有趣的是,我们发现,沿重和轻质量方向的短程无序限制电阻率的各向异性比总是相同的质量各向异性比,而对于长程无序限制电阻率的各向异性比是相同的质量比仅在低密度极限,和饱和的质量比的平方根在高密度极限。我们的理论工作应该适用于许多现有的和待发现的各向异性二维系统。
2021-04-07 cond-mat.mes-hall
Undamped energy transport by collective surface plasmon oscillations along metallic nanosphere chain
在动态电场存在的情况下,建立了描述大尺寸金属纳米球(半径10- 100 nm)中等离子体激元激发的随机相位近似半经典方法.测定了金属纳米球中等离子体激元的光谱,包括表面型和体积型激发及其相互联系。结果表明,均匀动态电场只能激发偶极型表面等离子体。分析了等离子体激元振荡辐射电子-微电子能量引起的洛伦兹摩擦随球尺度的变化。由于等离子体激元阻尼的共振频率的偏移与实验数据进行比较,为各种球半径。描述了金属球长链中表面等离子体激元的波型振荡的集合。沿链的等离子体波的传播的无阻尼区域被发现与以前的一些数值模拟。
2010-03-28 cond-mat.mes-hall
Aharonov-Bohm interference and phase-coherent surface-state transport in topological insulator rings
本文测量了Sb$_2$Te$_3$拓扑绝缘体环结构的低温磁输运,发现其电导中的Aharonov-Bohm振荡源于拓扑表面态的相位相干准弹道输运,证明即使在扩散型载流子存在时该输运仍能长距离维持。
2023-03-03 cond-mat.mes-hall
Effect of quantum entanglement on Aharonov-Bohm oscillations, spin-polarized transport and current magnification effect
我们提出了一个简单的金属介观环的传输模型。在它的一个臂中,电子通过交换耦合与单个磁性杂质相互作用。我们发现,电子和自旋杂质态之间的纠缠导致减少的Aharonov-Bohm振荡的透射系数。自旋电导是不对称的磁通反转,而不是两个探针的电导是对称的。在同一个模型中,在矛盾的天真的期望电流放大效应,我们观察到增强以及抑制这种效果取决于系统参数。指出了该模型对量子系统中退相或退相干的一般概念的局限性。
2001-07-04 cond-mat.mes-hall
Memory effect in the charge transport in strongly disordered antimony films
研究了强无序非晶锑薄膜在高偏压下的导电性。我们观察到非线性的电流-电压特性,其中在零偏压下的电导率值是由先前施加的电压的符号确定的两个不同的值之一。弛豫曲线表明,这些电导率值在一个大的时间尺度上的高稳定性。锑膜结构的调查,可以确定的电子输运在强无序膜的逾渗字符。我们连接的记忆效应的导电性与修改的渗透图案由于在高偏置电压的一些膜区域的充电。
2020-05-08 cond-mat.mes-hall
Time dependent simulations of electron transport through a quantum ring: effect of the Lorentz force
在垂直均匀磁场作用下,求解了电子通过非零宽度半导体量子环时的含时薛定谔方程。研究了洛伦兹力对Aharonov-Bohm振荡的影响。在零磁场下入射动量范围内,由于电子注入环两臂的不对称性,洛伦兹力导致振荡幅度减小。对于快电子主要是背散射的结构,洛伦兹力有助于产生相应振荡幅度的初始增加的传输。此外,我们讨论了弹性散射对环的一个臂内的潜在空腔的影响。对于调谐到最大偏移波包最大值的相位的腔,我们观察到Aharonov-Bohm振荡的$π$偏移。对于其他腔深的振荡周期的一半通量量子观察。
2005-10-28 cond-mat.mes-hall
Exploiting the nonlinear impact dynamics of a single-electron shuttle for highly regular current transport
纳米机械单电子穿梭是一个共振系统,其中一个悬浮的金属岛在两个电极之间振荡并碰撞。该装置有望实现一个接一个的电子输运和建立绝对电流标准。虽然纳米级岛每次振荡传输的电荷将在库仑阻塞状态下被量化,但这种穿梭的频率敏感地取决于许多参数,从而导致漂移和噪声。而不是考虑的非线性引入的影响事件作为一个滋扰,在这里,我们建议利用由此产生的非线性动力学实现一个高度精确的振荡频率,通过同步的航天飞机自振荡到外部信号。
2013-02-20 cond-mat.mes-hall
Beating of the oscillations in the transport coefficients of a one-dimensionally periodically modulated two-dimensional electron gas in the presence of spin-orbit interaction
研究了在垂直磁场$B$、{ \it弱}一维(1D)周期势调制和仅用Rashba项描述的自旋轨道相互作用(SOI)存在下二维电子气(2DEG)的输运性质.在没有调制的情况下,SOI将相邻朗道能级的自旋向上和自旋向下状态混合成两个新的、不相等间隔的能量分支。这些分支的电平在存在调制的情况下加宽成频带,并且它们的带宽随场$B$振荡。在费米能级下,每个系列的$n$能级带宽在不同的场$B$值处有最小值或为零。与没有SOI的1D调制的2DEG(仅一个平带条件适用于该2DEG)相比,这里存在两个平带条件,这两个平带条件可以作为SOI强度$α$的函数而显著改变,并且因此影响2DEG的输运系数。Weiss和Shubnikov-de Haas(SdH)振荡的相位和振幅取决于$α$的强度。对于小的$α$值,两个振荡都显示出拍频模式。前者是由于独立的振荡带宽,而后者是由于状态密度的修改,表现出奇偶填充因子转变,几乎与调制强度无关。对于强值的$α$的SdH振荡分裂成两个。
2004-12-24 cond-mat.mes-hall
Non-local Aharonov-Bohm conductance oscillations in an asymmetric quan-tum ring
研究了GaAs/AlGaAs场效应异质结纳米量子线环中的弹道输运和量子干涉。作为顶栅电压的函数的电流和电压特性的四端子测量显示负弯曲电阻作为弹道输运的明确特征。在垂直的磁场相位相干输运导致Aharonov-Bohm(AB)电导振荡,在1.5 K及以上的温度下,在本地和非本地测量中显示出相等的振幅。我们将这一新颖的观察归因于连接四个量子线引线与非对称量子线环的正交交叉结的对称性。
2008-11-19 cond-mat.mes-hall
Fermi-arcs mediated transport in surface Josephson junctions of Weyl semimetal
该研究探究外尔半金属表面约瑟夫森结中费米弧介导的输运,分析不同对称性破缺及外场下的电流振荡规律,并用散射理论网络模型解释,揭示振荡与外尔节点间距等参数的关联。
2024-01-26 cond-mat.mes-hall
Quantum oscillation in carrier transport in two-dimensional junctions
二维(2D)器件结构最近引起了相当大的关注。在这里,我们表明,大多数二维器件结构,无论垂直或横向,作为一个横向单层双层单层结在其操作。特别是,垂直结构不能像文献中广泛认为的那样起到垂直结的作用。此外,由于更大的静电屏蔽,结中的双层区域总是具有比其单层对应物更小的带隙。因此,除了通常的势垒之外,在双层区域中普遍形成势阱,以影响透射或反射形式的空穴或电子量子输运。以黑磷为例,我们表明,在一个两电极的原型设备中的透射系数的振荡可以清楚地解决由非平衡格林函数结合密度泛函理论计算和结果可以定性地理解使用一个简单的量子阱模型。量子阱的存在对于2D器件设计至关重要,包括通过垂直电场对量子传输的有效调谐。
2018-01-10 cond-mat.mes-hall
Flux periodic oscillations and phase-coherent transport in GeTe nanowire-based devices
尽管已知GeTe是用于热电和相变存储器的非常有趣的材料,但关于其低温输运性质的知识仅是有限的。在这里,我们报告的相位相干现象的GeTe纳米线的磁输运。从普遍的电导波动,相位相干长度约为200 nm,在0.5K的空穴载流子被确定。通过观察沿纳米线轴施加的磁场的Aharonov-Bohm型振荡证实了不同的相位相干性。我们解释这些磁通量周期振荡的发生,通过在纳米线表面上形成管状空穴积累层。此外,对于Nb/GeTe纳米线/约瑟夫森结,我们在0.4K下获得了约0.2 $μ$ A的邻近感生临界电流。通过施加垂直于纳米线轴向的磁场,临界电流随磁场的增加而单调减小,这表明该结构处于小结极限。然而,通过施加平行磁场,临界电流以磁通量量子的周期振荡,再次指示管状孔通道的存在。
2020-09-15 cond-mat.mes-hall
Transient Energy and Heat Transport in Metals: Effect of the Discrete Character of the Lattice
本文利用新近发展起来的Shastry能量输运理论,分析了金属表面δ函数激发下能量和热量输运的时空行为。与Cattaneo的模型进行了比较。这两种模型都显示了非热(弹道)和热(弹道扩散)制度之间的过渡。此外,由于新模型考虑了晶格的离散特征,因此突出了一些新现象,例如能量传输在时间和空间上的阻尼振荡。金属中导带电子的能量弛豫被认为是由电子-声子散射控制的,散射时间取费米面上的平均值。使用新的形式主义,人们可以量化从非热模式到热的能量在材料中传播,它被转化为热量的转移。而热的贡献表现出波前和几乎指数衰减的行为随时间的推移,非热的部分表现出波前和阻尼振荡的行为。两个叠加的振荡被确定;一个快速的振荡,这是由于在很短的时间尺度上的能量传输的非热性质和一个缓慢的振荡,描述了从非热制度的过渡到热制度的能量传输的性质。
2010-10-13 cond-mat.mes-hall
Quantum Oscillations and Coherent Interlayer Transport in a New Topological Dirac Semimetal Candidate: YbMnSb$_2$
狄拉克半金属作为狄拉克费米子的载体,代表了量子物质的新态,在凝聚态物理中得到了广泛的研究。探索具有拓扑态的新材料在物理学和材料科学中都具有重要意义。本文报道了高质量YbMnSb $_2$单晶的合成及其输运性质。YbMnSb $_2$是一种具有金属行为的新化合物。在低温和高磁场条件下,观察到了量子振荡,包括Shubnikov-de Haas(SdH)振荡和de Haas-van Alphen(dHvA)型振荡。通过对量子振荡的分析,得到了小的有效质量和非平凡的Berry相位,为$_2$中可能存在Dirac费米子提供了输运证据.角相关层间磁电阻(MR)的测量表明,层间输运是相干的。YbMnSb $_2$的费米面(FS)具有准二维(2D)特性,这是由SdH振荡频率的角度依赖性决定的。这些结果表明,YbMnSb $_2$是一个新的候选拓扑狄拉克半金属。
2017-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Aharonov-Bohm Oscillations in a Quasi-Ballistic 3D Topological Insulator Nanowire
在三维拓扑绝缘体(3D TI)纳米线中,通过无隙表面态发生输运,其中自旋垂直于动量固定[1-6]。因此,环绕表面的载流子获得πBerry相位,这被预测为在最低能量的1D表面子带中打开间隙。通过纳米线插入h/2 e的磁通量(Φ)应消除Berry相并恢复无间隙1D模式[7-8]。然而,这种特征在迄今为止报道的运输实验中一直缺失[9-11]。在这里,我们报告的测量机械剥离的三维TI纳米线,表现出阿哈罗诺夫-玻姆振荡与拓扑表面传输一致。使用低掺杂的准弹道器件,我们可以观察到在最低子带(即狄拉克点)附近,在Φ = 0时电导最小,在Φ = h/2 e时电导最大,达到e^2/h,以及输运的载流子密度依赖性。
2014-09-17 cond-mat.mes-hall
Bloch oscillations in the magnetoconductance of twisted bilayer graphene
我们确定了二维(2D)电子输运在最小扭曲的石墨烯双层和一维量子行走,其中一个空间维度起着时间的作用之间的映射。在该映射中,垂直于双层的磁场B映射到电场上。由于在一维布洛赫带中的周期性运动而引起的布洛赫振荡可以在纯DC输运中观察到,作为具有由布洛赫频率设置的周期性的磁导振荡。
2022-11-01 cond-mat.mes-hall
Self-excited Oscillations of Charge-Spin Accumulation Due to Single-electron Tunneling
我们从理论上研究了通过连接两个金属引线的量子点层的电子输运。通过包含一个电感串联的结,我们表明,在这样一个系统中的稳定的电子输运可能是不稳定的时间振荡之间的相互作用引起的库仑阻塞的隧道和自旋积累的点。当这种不稳定性发生时,就会达到一个新的稳定状态,此时量子点中的平均自旋和电荷会随时间周期性地振荡。对于结参数的实际值,这些振荡的频率通常为1GHz的量级。
2010-08-29 cond-mat.mes-hall
Transient quantum transport in double-dot Aharonov-Bohm interferometers
利用主方程的精确解研究了双点Aharonov-Bohm(AB)干涉仪中电子的实时非平衡量子动力学。两个电子路径之间的相干性的建立通过瞬态传输电流中的AB振荡的时间依赖性振幅显现出来,并且可以通过改变引线上的施加偏压、点之间的现场能量差以及点与引线的耦合的不对称性来增强。输运电流的瞬态振荡不服从相位刚性。环流在磁通中具有反对称的AB振荡。非简并的现场能源和有限的偏见造成占领在每个点有一个任意的通量依赖性的耦合不对称性是变化的。
2012-05-01 cond-mat.mes-hall
Multisubband transport and magnetic deflection of Fermi electron trajectories in three terminal junctions and rings
我们研究了三端结和量子环中的电子输运,寻找电子轨道在子带间散射存在下的经典偏转。我们指出,虽然Aharonov-Bohm振荡和洛伦兹力的影响共存于低子带输运,更高的费米能量的同时观察到这两种效果是困难的,并要求仔细形成的结构。特别是,在量子环的通道宽于输入铅的洛伦兹力是很好地解决,但Aharonov-Bohm周期性失去了混沌散射事件。在通道长度相等的量子环和$T$形结中,Aharonov-Bohm振荡具有明显的周期性,但洛伦兹力效应并不明显。我们发现,系统的楔形结允许观察周期性Aharonov-Bohm振荡和磁偏转。
2011-09-19 cond-mat.mes-hall
Computational study of microwave oscillations in absence of external field in nonstandard spin valves in the diffusive transport limit
当自旋阀由具有不同自旋对称性的磁性膜组成时,在自旋隔离物中可能建立异常(逆)自旋积累。这导致了自旋转移力矩对磁化之间的角度的波动依赖性,正如自旋相关扩散输运模型所预测的那样,并且也得到了实验证实。利用这些预测,我们已经数值研究了在Co(8 nm)/Cu(10 nm)/Py(8 nm)纳米柱中存在这样的波矩的磁化动力学,考虑扩展和蚀刻的Co层的几何形状。在这两种情况下,我们指定的条件出现在没有外部磁场和忽略热波动的面外进动。我们证明了波浪状扭矩角依赖性的假设是完全符合实验观察。我们还表明,实验报道的一些功能,如频率与电流行为的非线性斜率,超出了宏观自旋近似的适用范围,只能通过全微磁分析来解释。
2009-07-20 cond-mat.mes-hall
Quantum transport through three-dimensional topological insulator p-n junction under magnetic field
本文从理论和数值两方面研究了磁场作用下三维拓扑绝缘体(TI)PN结的输运特性。该装置中的传输可以通过轴向磁场来调节。具体地,入射和出射模式之间的散射系数随轴向磁通量以谐波形式振荡。在水平镜对称条件下,谐振子的初始相位与入射模和出射模的宇称有关。当施加垂直偏置时,这种对称性被破坏,这导致添加到初始相位的动力学相移。另一方面,表面无序抑制了振荡的振幅,而对振荡的相位没有影响。此外,在垂直偏置的帮助下,可以实现特殊的(1,-2)三维TI PN结,导致一种新的自旋进动现象。
2018-08-23 cond-mat.mes-hall
Conserving approximations in time-dependent quantum transport: Initial correlations and memory effects
利用非平衡多体格林函数的Kadanoff-Baym方程的时间传播方法研究了关联模型系统中的含时量子输运。我们考虑一个最初接触的平衡系统的相关中心区域耦合到紧束缚的铅。随后,打开依赖于时间的偏置,之后我们详细跟踪系统的时间演化。Kadanoff-Baym方法的重要特征是:1)研究瞬变和其他时间依赖机制的超快动力学的可能性; 2)在守恒近似方案中包含交换和相关效应。我们发现,由于多体相互作用的初始相关性和记忆项的瞬态电流有很大的影响。此外,稳态电流的值被发现是强烈依赖于用于治疗的电子相互作用的近似。
2008-08-26 cond-mat.mes-hall
Self-driven oscillation in Coulomb blockaded suspended carbon nanotubes
已知悬浮的碳纳米管在包括低温和高机械品质因数的某些条件下由于机电反馈而支持自驱动振荡。先前的报告确定了近藤或高偏压运输制度的这种振荡的签名。在这里,我们观察到自驱动的振荡,引起显着的传导,在正常的库仑阻塞低偏压运输。使用主方程模型,自驱动的结果强烈依赖于能量的电子隧穿,和偏置,栅极电压和温度上的传输功能的依赖关系被很好地再现。
2020-05-26 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Electronic Transport and quantum oscillation of Topological Semimetals
三维拓扑半金属是一类新的拓扑物质。对这一族材料的研究一直处于凝聚态物理的前沿,取得了多项突破。一些拓扑半金属相,包括狄拉克半金属(DSM),外尔半金属(WSM),半导体线(NLSM),和三点半金属,已被理论预测和实验证明。狄拉克/外尔节点、节线或三重简并节点附近的低能激发可以看作是相对论费米子的涌现。实验研究表明,相对论性费米子可以导致各种各样的奇异输运性质,例如,极大的磁电阻、手征反常和本征反常霍尔效应。本文首先简要介绍了各种拓扑半金属相的能带结构特征,然后综述了各种拓扑半金属相的量子振荡和奇异输运性质的研究现状,最后展望了该领域的发展前景。
2019-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two dimensional collective electron magnetotransport, oscillations and chaos in a semiconductor superlattice
当量子化时,经典混沌单粒子系统的轨迹包括本征值统计和本征函数中的疤痕。自2001年以来,许多理论和实验工作都认为经典混沌单电子动力学影响和控制集体电子输运。对于在倾斜磁场和电场下的半导体超晶格中的输运,这些理论依赖于简化为一维自洽漂移模型。基于自洽玻尔兹曼输运的二维理论不支持单电子混沌影响集体输运。该理论与现有的电流自振荡的实验证据一致,通过倍周期的情况下预测自发的集体混沌,它可以通过测量倾斜磁场下的超晶格内的电势明确地进行测试。
2017-12-12 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Umklapp-Assisted Electron Transport Oscillations in Metal Superlattices
我们考虑一个平行的金属隧道结的超晶格与空间非均匀的电子隧穿的概率。在这样的结构中,隧穿可以伴随着电子散射,电子散射保持能量但不保持动量。在隧穿概率在纵向方向上以周期$a$周期性地变化的特殊情况下,即,在垂直于结的方向上,电子隧穿伴随着“umklapp”散射,其中纵向动量以$h/a$的倍数变化。我们预测,作为结果的金属-绝缘体转变的序列可以由外部电场或磁场作为场强度的增加而引起。
2011-11-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
$h/e$ Oscillations in Interlayer Transport of Delafossites
电子在大块金属中的传输通常被它们的粒子状形态很好地捕获,而它们的波浪状本质通常更难观察。微结构可以完全设计成揭示量子相位,例如类似干涉仪的介观金属环。本文报道了层状铜铁矿PdCoO $_2$和PtCoO $_2$的面外磁电阻的一种新的相位相干振荡。振荡周期等于磁通量量子$h/e$穿过由原子层间分离和样品宽度限定的区域所确定的振荡周期。这些晶体中的电子波函数的相位在超过10 $μ$ m的宏观长度尺度上表现出显著的鲁棒性,并且持续到$T$ > 50 K的高温。我们表明,虽然实验信号不能解释在一个标准的Aharonov-Bohm分析,它是由于周期性的场调制的平面外跳跃。这些结果证明了在铜铁矿中非凡的单粒子量子相干性长度,并确定了固体中量子干涉的一种新形式。
2020-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of Quantized Hall Effect and Shubnikov-de Hass Oscillations in Highly Doped Bi2Se3: Evidence for Layered Transport of Bulk Carriers
Bi_2Se_3是一种重要的半导体热电材料,也是一种典型的拓扑绝缘体。在这里,我们报告了在体载流子浓度为10^19 cm^-3的高掺杂n型Bi 2Se 3中观察到的舒布尼科夫-德哈斯(Shubnikov-de Hass,SdH)振荡和量子化霍尔电阻(Rxy)。倾斜磁场下的测量表明,磁输运是二维的,只有c轴分量的磁场控制的朗道能级的形成。发现以1/Rxy为单位的量化步长与样品厚度成比例,并且每五重层(QL)的平均值为~e2/h。我们发现,所观察到的磁输运功能不来自样品表面,但从大量的样品作为许多平行的2D电子系统,给一个多层的量子霍尔效应。除了揭示了Bi 2Se 3的一种新的电子性质外,我们的发现对拓扑绝缘体材料的电子输运研究也具有重要意义.
2012-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Time-Dependent Transport Through Quantum-Impurity Systems with Kondo Resonance
本文基于分层运动方程(HEOM)方法研究了单量子和双量子杂质系统的含时输运性质。在近藤机制下,由于电子隧穿的时间相干性,两种情况下的动态电流都是振荡的,这与没有电子相互作用的单能级共振机制相同,但表现出一些不同的特性。对于单量子杂质系统,温度T通过抑制近藤效应对动态电流振荡起抑制作用。在近藤机制中,电子-电子相互作用$U$使电流振荡的幅度衰减。发现电流振荡的频率几乎与T和U无关。对于平行耦合的双量子杂质系统,电流的振荡表现出与单量子杂质系统类似的行为,但振幅要大2 ~ 3倍。在杂质间耦合小的极限下,电流振荡特性增强,而在杂质间耦合小的极限下,电流振荡特性减弱。
2014-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electric Quantum Oscillation in Weyl Semimetals
在平行的电场和磁场作用下,两个手性相反的Weyl节点之间的电荷泵产生手性异常,从而导致Weyl半金属中的电子输运是非常特殊的。在这里,我们发展了一个完整的非平衡态量子输运理论的手征异常的基础上,手征电荷泵本质上是什么,但布洛赫振荡。具体地说,通过使用Keldysh非平衡格林函数方法,它表明,有一个丰富的结构中的手征反常输运,包括负磁阻,非欧姆行为,江崎津峰,最后的直流电流的谐振振荡作为电场的函数,称为电量子振荡。我们认为,超出了通常的线性响应行为,在BiSb合金中观察到的非欧姆行为可以被视为发生电量子振荡的前兆,这是拓扑和能量保护外尔半金属。
2021-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Aharonov-Bohm oscillations in Dirac semimetal Cd3As2 nanowires
三维狄拉克半金属是石墨烯的三维类似物,是一种不寻常的量子材料,具有无质量的狄拉克费米子,可以通过打破时间反转或反转对称进一步转换为Weyl费米子。费米弧的拓扑表面状态的表面上的预测,并已观察到的角度分辨光电子能谱实验。虽然体狄拉克锥的奇异输运性质已经被证明,它仍然是一个挑战,通过传输测量,由于高导电的体态揭示表面状态。在这里,我们显示Aharonov-Bohm振荡在个别单晶Cd 3As 2纳米线具有低载流子浓度和大的表面体积比,提供三维狄拉克半金属的表面态的传输证据。此外,量子输运可以通过使用栅极电压调节费米能级来调制,从而能够更深入地理解狄拉克半金属中的丰富物理。
2016-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-transport, spin-torque and memory in antiferromagnetic devices: Part of a collection of reviews on antiferromagnetic spintronics
铁磁体是传感器和存储器应用的关键材料。相比之下,反铁磁体代表了磁有序材料的更常见形式,迄今为止,除了用于通过交换偏置建立参考磁取向之外,还发现了较少的实际应用。由于材料研究的最新进展和适用于器件应用的反铁磁自旋电子现象的发现,这种情况可能会在未来发生变化。Néel顺序的电开关和电检测的实验演示打开了一条通往基于反铁磁体的存储器件的路线。除了辐射和磁场的硬度,在反铁磁体中制造的存储单元本质上是多级的,可以用于神经形态计算。在反铁磁体中可达到的开关速度远远超过铁磁体和半导体存储器技术。本文综述了反铁磁体中电子自旋输运和自旋矩现象的最新研究进展,这些现象主要是相对论量子力学的结果。我们讨论了它们在纯反铁磁或铁磁/反铁磁混合存储器件中的应用
2017-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Effect of Sb substitution on the Topological Surface States in Bi_{2}Se_{3} single crystals: a magneto-transport study
在4.2K温度下,在磁场为-15 ~15 T的范围内,对Bi_(2-x)Sb_xSe_3(x = 0,0.05,0.1,0.3,0.5)单晶进行了磁输运测量. Shubnikov-de Haas(SdH)振荡的二维性质,观察样品中Sb浓度高达x = 0.3。利用Lifshitz-Kosevich方程对磁阻数据中观察到的SdH振荡进行了分析,发现Sb替代后费米表面积系统地减小。从朗道能级扇形图中得到的Berry相位表明,对于x = 0、0.05和0.1的Sb浓度,发生了由拓扑表面态(TSS)引起的2D振荡;而在较高的Sb浓度下看到的2D振荡归因于表面2D电子气,从而导致向下的能带弯曲。
2016-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Waiting time distributions for the transport through a quantum dot tunnel coupled to one normal and one superconducting lead
本文研究了通过单能级量子点隧道耦合到一个正常引线和一个超导引线的亚带隙输运的等待时间分布。WTD揭示了系统的内部动力学,特别是点和超导体之间的库珀对的相干转移。WTD表现出的振荡,可以直接关联到空的和双重占用的点之间的相干振荡。振荡频率等于Andreev束缚态之间的能量分裂。当空态和双占据态共振时,这些效应更加明显。
2013-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous magnetic transport and extra quantum oscillation in semi-metallic photon-like fermion gas
在没有洛伦兹对称性的情况下,具有线性色散和精确平带的Weyl费米子(feroton)的赝自旋-1对应物可以在凝聚态系统中出现。费罗子的平带分支等价于麦克斯韦理论中的纵光子,由于出射(费米子)规范对称性,它是一个多余的自由度。在耦合到外部磁场时,费米子规范对称性被打破,并且平带费米子成为以朗道能级指数($n>1$)为特征的无隙激发。在长波长范围内,这些无带隙模具有与手征反常相关的零朗道能级相反的手征性,从而导致更丰富的磁输运性质。为了进一步探索这些无带隙模式的新颖性质,我们通过广义Lieb晶格模型研究了量子振荡。我们发现了一个额外的振荡行为,这表明这些奇异的无隙模式的存在。我们收集了文献中已知的{ \it ab initio}计算数据,讨论了在实际材料中实现半金属费洛蒙气体的可能性。
2019-01-09 cond-mat.mes-hall hep-th
Giant quantum oscillations in thermal transport in low-density metals via electron absorption of phonons
针对低密度半金属中声子主导热输运却存在巨量子振荡的问题,提出电子吸收声子的相空间机制,通过ZrTe5实验验证,该机制适用于所有低密度半金属,为揭示自由度提供新途径。
2024-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Long-time persistence of hydrodynamic memory boosts microparticle transport
在粘性流体中,加速粒子过去的运动作为涡量场的印记被保留下来,涡量场以$t^{-3/2}$的形式缓慢衰减。在低雷诺数下,Basset-Boussinesq-Oseen(BBO)方程正确地描述了非均匀粒子运动,捕获了与这种缓慢的代数衰减相关的流体动力学记忆效应。使用BBO方程,我们数值模拟驱动的单粒子输运,显示记忆效应无限期持续相当一般的驱动条件下。特别地,当驱动力不平滑地变化时,流体动力学记忆显著地降低了有效运输摩擦。值得注意的是,这使得在空间不均匀的潜力,否则陷阱粒子模型与纯斯托克斯阻力滑行。我们的研究结果提供了直接的物理洞察粒子-液力偶合器在非平衡微粒传输的作用。
2019-06-15 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.flu-dyn