The Fermi liquid nature of the ground state of double quantum dots in parallel from a 1/N expansion
采用大N图解法研究了平行几何中的耦合量子点。我们发现,弗里德尔求和规则(FSR)保持在最低阶的1/N展开,从而表明该系统的基态是一个费米液体。利用FSR和点占有率,我们计算了点系统的电导。1/N展开表明该体系为费米液体,这一发现与Bethe平均场理论和从属玻色子平均场论的结果一致.
2011-09-26 cond-mat.mes-hall
AFM probe for the signatures of Wigner correlations in the conductance of a one-dimensional quantum dot
研究了与原子力显微镜探针耦合的一维量子点电容系统的输运特性。该点是在一个Luttinger液体框架内描述的,该框架捕获了Friedel和Wigner振荡。在线性制度,我们表明,电导峰的位置和高度振荡的尖端是沿着点扫描。观察到一个明显的跳动模式的电导最大值,连接到电子密度的振荡。由维格纳分子引起的影响的签名被清楚地确定和他们的稳定性对库仑相互作用的强度进行了分析。虽然由于维格纳峰位置的振荡得到增强,在强相互作用,峰高调制被抑制的相互作用的增长。另一方面,由于Friedel的振荡对相互作用是鲁棒的。
2012-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interaction and temperature effects on the pair correlation function of a strongly interacting 1D quantum dot
在自旋相干Luttinger液体模型的框架下,解析地计算了强相互作用一维量子点的对关联函数。分析了电子相互作用和温度对有限尺寸效应和电子相关性之间竞争的影响,也是在大量粒子的情况下。随着相互作用的增强,观察到了维格纳分子关联的发展。这种签名的可见性增强的温度与系统的自旋激发能相媲美,由于抑制的不相关的弗里德尔贡献对关联函数。
2013-09-11 cond-mat.mes-hall
Temperature-induced emergence of Wigner correlations in a STM-probed one-dimensional quantum dot
在自旋相干Luttinger液体的框架下,研究了强相互作用一维量子点中有限尺寸效应下温度诱导的Wigner关联的出现.我们表明,温度与零模式的自旋激发相媲美,Friedel振荡抑制较高的自旋模式的热波动。另一方面,维格纳振荡,敏感的电荷模式,是稳定的,变得更加明显。这种行为被证明是强大的热电子密度和线性电导中存在的STM针尖。后一种探测与电子密度不成正比,可以用补充和附加的信息证实上述现象。
2013-09-11 cond-mat.mes-hall
Regular and singular Fermi liquid in triple quantum dots: Coherent transport studies
利用数值重整化群方法,分析了具有电子-电子相互作用的三角形结构三个量子点与两个引线对称耦合系统的电子输运.该系统具有不同的多电子态,具有各种局部自旋排序,不同的栅极电位,表现出非常丰富的范围内的制度。它演示了如何Luttinger相位变化的控制方式,然后通过弗里德尔求和规则公式精确地再现通过TQD系统的电导。从引线的非耦合TQD分子的分析给出了各种相关制度的可靠的定性理解,并给出了一个洞察与常规费米液体和奇异费米液体相的相图。
2015-11-04 cond-mat.mes-hall
Broadening of the Derivative Discontinuity in Density Functional Theory
我们澄清了密度泛函理论的一个重要方面,在量子系统中的导数不连续性(DD)的扩大,与波动的粒子数。我们的重点是一个相关的模型系统,单能级量子点的库仑阻塞制度。我们发现DD-展宽是由小参数$Γ/U$控制的,其中$Γ$是由于接触引起的能级展宽,$U$是充电能量的度量。我们的分析表明,在我们的模型中,Kondoesque波动有增加DD加宽的趋势,增加了两倍。
2011-06-18 cond-mat.mes-hall
Transmission through Quantum Dots: Focus on Phase Lapses
通过嵌入Aharonov-Bohm干涉仪中的量子点传输的传输相位的测量显示了由库仑峰分离的相位损耗的系统序列。以二能级量子点为例,我们表明这种现象可以通过不对称点铅耦合和相互作用诱导的能级“布居数切换”的综合效应来解释,从而使这种行为变得普遍。此外,我们使用频谱移位函数的概念来分析传输相位延迟与傅立叶求和规则之间的关系。
2006-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Imaging electrostatically confined Dirac fermions in graphene quantum dots
石墨烯中载流子的静电约束由Klein隧穿控制,Klein隧穿是一种相对论量子过程,其中粒子-空穴嬗变导致PN结边界处的不寻常的各向异性传输。在这些新的势垒的反射和透射应该会影响这些边界附近的电子波函数的量子干涉。在这里,我们报告的使用扫描隧道显微镜(STM)映射的狄拉克费米子的电子结构的圆形石墨烯PN结限制。这些有效的量子点是使用一种新技术制造的,该技术涉及在石墨烯单层下的绝缘衬底内局部操纵缺陷电荷。在这样的石墨烯量子点内部,我们观察到对应于准束缚态的能级,并且我们在空间上可视化受限电子的量子干涉图案。这些量子点外的狄拉克费米子表现出类似弗里德尔振荡的行为。支持的理论模型描述相对论粒子在谐振子势,我们的研究结果产生新的见解静电限制狄拉克费米子的空间行为。
2016-06-12 cond-mat.mes-hall
Modified Perturbation Theory Applied to Kondo-Type Transport through a Quantum Dot under a Magnetic Field
利用改进的微扰理论计算了有限磁场作用下量子点的线性电导。该方法基于库仑排斥的二阶微扰理论,但对自能进行了修改,以再现正确的原子极限,并准确地满足Friedel求和规则。虽然该方法严格意义上只适用于零温度,但它近似地推广到有限温度。研究发现,在低温下施加磁场,电子-空穴对称性附近的电导被抑制。在大的电子-空穴不对称性的情况下,观察到正的磁导。
1999-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exchange and correlation effects in the transmission phase through a few-electron quantum dot
通过具有少量电子的量子点的传输相显示出复杂的、非普遍的行为。在这里,我们结合组态相互作用计算-严格处理库仑相互作用-和弗里德尔求和规则,为实验结果提供了一个合理的解释。当电子数超过两个时,相位演化强烈依赖于点的形状和电子密度,而当电子数从一个增加到两个时,相位不会消失。在库仑(近藤)制度的相移是π(π/2)的第二次和随后的电荷添加的重要部分,如果点是强相关的。这些结果解释了库仑相互作用,自旋和轨道自由度理论中的适当包含。
2010-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Correlation functions for the detection of Wigner molecules in a one-channel Luttinger liquid quantum dot
在单通道,有限尺寸的Luttinger一维量子点中,Friedel振荡和Wigner关联都诱导具有相同波长的电子密度振荡,钉扎在相同位置。因此,当电子强烈相互作用时,观察到这样的性质并不能提供任何关于维格纳分子形成的暗示,必须使用其他工具来评估这种相关态的形成。我们比较了三种不同的关联函数的行为,并证明了积分的两点关联函数,它代表了在给定的距离找到两个粒子的概率密度,是唯一的忠实估计相关的维格纳分子的形成。
2015-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantised charge pumping through multiple quantum dots
本文研究了电子通过势垒系统的抽运,势垒的高度发生了几何形变。我们推导出一个简单的公式,泵浦电荷$Q$的全反射和传输的振幅和相位。泵浦电荷随势垒数($n_b$)的增加而增加,并显示出有趣的阶梯状行为,阶梯出现在$Q$的整数值处。随着时变电位幅值的增加,泵浦电荷也趋向于量子化。量子化的泵浦电荷的值示出相关的反射相位的不连续性。
2003-07-14 cond-mat.mes-hall
Low-temperature behavior of transmission phase shift across a Kondo correlated quantum dot
我们研究了GaAs异质结构中近藤相关量子点在低于近藤温度($T < T_{\rm K}$)的温度下的传输相移,其中相移预计将在理想的近藤单重态的$π/2$处显示出平台。我们的器件被调谐为使得能级宽度$Γ$与充电能量$U$的比率$Γ/U$相当大($\lesssim 0.5$而不是$\ll 1$)。这种情况通常用于GaAs量子点,以确保近藤温度足够大(这里是$\simeq 100$ mK),从而可以通过实验获得;然而,它也意味着电荷波动比通常在理论研究中假设的更明显,这些研究集中在确保定义良好的局部矩所需的$Γ/U \ll 1$状态上。我们所测量的相位单调演变的两个库仑峰的$π$,但没有被锁定在$π/2$在近藤谷的$T \ll T_{\rm K}$,由于大的$Γ/U$的显着影响。只有当$Γ/U$充分减小时,相位才开始锁定在$π/2$附近,并在$π/2$处发展成平稳状态。我们的观察结果是一致的数值重整化群计算,并可以理解为一个直接的后果的弗里德尔和规则,涉及到的传输相移的本地占有的点,和热平均的透射系数通过附近的费米能量的共振能级。
2016-08-20 cond-mat.mes-hall
Broken unitarity and phase measurements in Aharonov-Bohm interferometers
Aharonov-Bohm介观固态干涉仪产生包含项$\cos(ϕ+β)$的电导,其中$ϕ$涉及磁通量。在干涉路径上的量子点实验旨在将$β$与量子点的固有弗里德尔传输相位$α_1$联系起来。对于保持电子流(么正性)的封闭系统,昂萨格关系式要求$β=0$。对于开放系统,我们表明,$β$一般取决于破么正性的细节。虽然它给出了点的共振信息,但$β$通常不等于$α_1$。$β$和$α_1$之间的直接关系需要特定的方式打开系统,这是讨论。
2002-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Time-dependent electron transport through a strongly correlated quantum dot: multiple-probe open boundary conditions approach
本文研究了强关联量子点中电子输运随时间的变化。与时间相关的电流是用多探针电池方法得到的,而绝热晶格密度泛函理论在Bethe局域密度近似的哈伯德模型描述的点的电子结构。我们发现,对于一定范围的电压的量子点可以驱动到一个动态的状态,其特征在于定期电流振荡。这是最近提出的库仑阻塞动力学图象的一种表现。此外,我们研究了电子-电子相互作用的各种近似如何影响库仑峰的线形和I-V特性。我们发现,在近似的交换相关电位的导数不连续的存在下,导致显着不同的结果相比,在更简单的Hartree水平的描述。特别地,在大偏压和大库仑相互作用强度下观察到I-V特性中的负微分电导(NDC)。我们证明了这种NDC起源于点中的电子-电子相互作用和电极的有限带宽的综合效应。
2012-04-04 cond-mat.mes-hall
Spin-polarized conductance in double quantum dots: Interplay of Kondo, Zeeman and interference effects
我们研究了双量子点系统中近藤机制中外部磁场的作用,在该系统中,一个强关联的点(“悬挂点”)耦合到第二个非相互作用的点,该点也桥接了两个外部引线之间的间隙。在零场中,悬点的谱函数在费米能级附近由于桥点的“近藤共振滤波”而呈现出裂峰结构。我们表明,使用数值重整化群的应用程序的磁场导致电子干扰,近藤物理,塞曼分裂与非平凡的后果的光谱和输运性质之间的微妙的相互作用。在费米能级的挂点谱函数的值表现出非普遍的场依赖性,可以解释使用广义的Friedel和规则的近藤系统与能量依赖的杂交。磁场也加剧了交换介导的点间耦合,其在中间场处主导基态,导致在点上形成反平行的磁矩。通过调节栅极电压和磁场,可以实现引线之间的线性电导的完全自旋极化,提高了该器件作为高度可调自旋滤波器的应用前景。该系统的低能量性质是定性不变的存在下,弱的现场库仑排斥内的桥接点。
2013-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Inelastic Backaction due to Quantum Point Contact Charge Fluctuations
理论上研究了作为探测器的邻近量子点接触(QPC)中的非平衡电荷涨落引起的双量子点量子比特的跃迁。我们表明,这些过渡与基本海森堡反作用与测量,并使用不确定原理推导出一个下界的过渡率。我们还推导出简单的表达式的过渡率的通常模型的QPC作为介观导体,在RPA水平的屏蔽处理。最后,数值计算结果表明,电荷噪声和散粒噪声反作用机制可以区分具有非绝热势的量子光子晶体。增强的灵敏度的电荷噪声的QPC电位解释的干扰贡献类似于那些导致弗里德尔振荡。
2010-05-04 cond-mat.mes-hall
Adiabatic pumping in the mixed-valence and Kondo regimes
在从玻色子平均场近似下,研究了单能级量子点在混合价态和近藤态下的绝热抽运。泵浦电流是由一个规范的潜力,由于随时间变化的隧穿势垒,以及通过调制的弗里德尔相位驱动。前一种贡献的符号取决于库仑相互作用的强度。在有限的磁场下,发生了近藤效应特有的自旋电流和电荷电流的分离。
2004-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Conditions for observing emergent SU(4) symmetry in a double quantum dot
分析了在电容耦合量子点中观测到低能SU(4)不动点的条件。Tosi、Roura-Bas和Aligia(2015)已经考虑了一个问题,即由于点与其浴槽的耦合不同。他们展示了如何通过调整单个栅极电压来有效地恢复对称性,但他们假设点上和点间的相互作用强度是无限的。一个相关的问题是电容耦合量子点的点上和点间强度之间的幅度差异。在这里,我们研究这两个因素,基于两个网站的安德森模型,使用数值重整化群计算的局部谱密度的点和重整化参数,指定的低能量不动点。我们的结果支持了Tosi等人的结论,即低能SU(4)对称性可以恢复,但只有当点间相互作用$U_{12}$大于或等于耦合传导池$D$的带宽时才能渐近实现,这在实验上可能很难实现。通过比较SU(4)Kondo对全点占据$n_{\rm tot}=1$和$n_{\rm tot}=2$的结果,我们得出结论,电导的温度依赖性主要是由Friedel求和规则的约束而不是SU(4)对称性决定的,并建议电导随温度的初始增加是$n_{\rm tot}=1$普适SU(4)不动点的一个显著特征。
2016-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Correlated electron physics in multilevel quantum dots: phase transitions, transport, and experiment
我们研究相关的两级量子点,耦合在有效的1-通道的方式,以金属铅;与电子的相互作用,包括对水平和水平间的库仑排斥,以及轨道间的洪德规则交换有利于自旋-1状态的相关部门的自由点。对于任意的点占有率,被认为是潜在的阶段,量子相变(QPT),热力学,单粒子动力学和电子输运性质,并直接比较横向量子点上的电导实验。两个不同的阶段一般出现,一个特点是正常的费米液体固定点(FP),另一个由欠屏蔽(USC)自旋-1 FP。相关联的QPT,这发生在一般的混合价制度的非整数点电荷,被发现由连续线的Kosterlitz无边界过渡,分离的一阶能级交叉过渡在高对称点。一个'Friedel-Luttinger求和规则'的推导,并与Luttinger定理的USC阶段(奇异费米液体)的推导推广,是用来获得T=0零偏压电导的一般结果,仅表示在点占有率和适用于两个阶段。与此相关的是,QPT的动力学特征表现出两大类行为,对应于近藤共振或反共振的崩溃,因为从费米液相过渡接近;后一种行为在实验微分电导图中很明显。利用数值重整化群方法结合分析论证对该问题进行了研究。
2009-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The atomic approach of the Anderson model for the U finite case: application to a quantum dot
在目前的工作中,我们应用原子的方法,单杂质安德森模型(SIAM)。这种方法的一般公式,可以应用于杂质和晶格安德森哈密顿量,在以前的工作中开发(arXiv:0903.0139v1 [cond-mat.str-el])。该方法从周期性安德森模型(PAM)的累积量展开开始,采用杂交作为微扰。解析求解了原子的安德森极限,得到了16个本征能和本征态。这个原子安德森解,我们称之为(AAS),具有产生近藤效应的所有基本激发,并且在原子方法中被用作种子来产生有限U的近似解。在原子吸收光谱中,导带的宽度被减小到零,并且我们选择它的位置,以便满足弗里德尔求和规则(FSR),接近化学势。我们执行一个完整的研究的状态密度的SIAM在所有相关的参数范围:空点,中间价(IV-制度),近藤和磁制度。在近藤制度,我们得到的状态,以及表征的近藤峰的结构的密度。为了证明该方法的有效性,我们计算了一侧耦合到导带的量子点的电导。
2009-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum criticality and non-Fermi-liquid behavior in a two-level two-lead quantum dot
本文采用解析和连续时间量子蒙特卡罗方法研究了双量子杂质耦合双引线模型中占位开关和量子临界的可能性。本文对与占据开关有关的量子临界点进行了一般性的讨论,并对最近讨论的一个具体模型进行了详细的分析。对于无自旋的电子,没有发现相变,对于有自旋的电子,相互作用强度的一个临界值将所有性质随参数平滑变化的弱耦合区与占据数随能级能量变化而不连续变化的强耦合区分开.不连续点的特征是非费米液体行为。给出了自能和关联函数的计算结果。相图。
2009-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Supercurrent through a serial quantum dot close to singlet-triplet degeneracy
我们研究了两个串联排列的量子点在大的隧道耦合的分子制度。塞曼场B用于调节单重态和三重态自旋构型的能量差。附加这种几何结构的BCS源极和漏极引线间隙三角洲和相位差φ产生一个平衡的超电流J。计算J的库仑相互作用U之间的点电子的存在下,我们采用的功能重整化群(FRG)。对于B \simt --其中单重态和最低三重态自旋态的能量相等--电流表现出类似于单个杂质的0 π跃迁的特征。然而,它在π相位中的幅度在B=t处不连续地跳跃,在三重态侧较小。利用FRG的灵活性,我们证明了这种效果是通用的,并计算J为现实的实验参数三角洲,U,和栅极电压。为了更深入地理解不连续性,我们分析地处理极限Delta=infty,其中可以访问精确的多粒子状态。最后,在点-铅耦合中进行微扰理论验证了单重态自旋组态有利于库珀对隧穿而三重态自旋组态抑制隧穿的直观图象。
2011-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Influence of spin and interactions on quantum dots and nano-wires
在本论文中,我们使用复杂的数值方法来研究两类具有电子-电子相互作用的量子系统的基态性质:量子点和纳米线。在前半部分的工作中,我们研究了一个系统的单级耦合到一个一维线与相互作用的无自旋电子,当线是干净的或无序的。我们利用密度矩阵重整化群(DMRG)方法研究了能级对干净相互作用线的几种热力学性质的影响,这些相互作用线可以处于Tomonaga-Luttinger液体相和电荷密度波相之一.当导线是无序的,我们研究的弗里德尔振荡,探索两个阶段之间的差异,并将它们与干净的非相互作用的情况下,我们开发了一个精确的振荡公式。在论文的后半部分,我们研究了两种孤立的二维量子点。我们首先研究了一种新的数值方法,粒子-空穴DMRG(PH-DMRG),它被用来计算由相互作用的无自旋电子组成的无序量子点的GS能量。我们表明,这种方法比Hartree-Fock方法更准确,我们提出了一种改进的算法,它减少了近30个百分点的错误率。最后,我们研究了自旋为1/2的量子点在自旋轨道耦合和相互作用下的磁化强度。我们计算了量子点的g因子和自旋算符的期望值,发现量子点被偶数个电子占据时,量子点可以具有有限的磁化强度。
2008-06-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Inductive microwave response of Yu-Shiba-Rusinov states
本文计算了跨越磁性杂质和自旋库仑阻塞量子点的相位偏置约瑟夫森结的频率相关导纳。局域磁矩产生Yu-Shiba-Rusinov束缚态,它控制子带隙吸收以及感应响应。我们的模型系统的超导自旋极化交换cotunnel结和计算的线性电流响应的交流偏置电压,包括其依赖于相位偏置以及粒子空穴,和源漏耦合的不对称性。相应的电感导纳进行了分析和比较的结果的零带宽,以及无限间隙近似超导安德森模型。所有三种方法都捕获了相互作用引起的$0-π$转变,其反映为绝热感应响应中的不连续性。
2021-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fermi liquid approach to the quantum RC circuit: renormalization-group analysis of the Anderson and Coulomb blockade models
我们制定了一个通用的方法来研究的低频响应的相互作用的量子点连接到引线中存在的振荡栅电压。耗散的能量的特征在于电荷弛豫电阻,在低能量下的费米液体行为的松散假设下,示出仅取决于静电荷介电常数。在无相互作用的极限下,散射理论的预言得到了恢复,而相互作用的影响只是在公式中用电荷极化率代替态密度。为了证实费米液体图片的情况下,量子RC几何,我们应用重整化群分析,并推导出两个特定的模型的低能哈密顿量:安德森和库仑阻塞模型。安德森模型示出,使用基于巴恩斯奴隶玻色子的场论方法,映射到近藤模型。我们恢复了非对称Anderson模型的Kondo温度的表达式,并计算了电荷的磁化率。将Barnes从玻色子推广到库仑阻塞模型,在该模型中,重整化群分析可以微扰地进行到零能量。所有的计算都符合低能不动点的费米液体性质,并满足Friedel求和规则。
2012-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Assessment of the notions of band offsets, wells and barriers at nanoscale semiconductor heterojunctions
外延生长的半导体异质结构提供了以非常受控的方式定制载流子的潜在景观的可能性。在平面晶格匹配的异质结构中,电势确实具有非常简单且容易预测的行为:除了在界面处存在台阶(不连续性)之外,它在任何地方都是恒定的,而台阶(不连续性)仅取决于接触的半导体的组成。在本文中,我们证明了这种普遍接受的图像在纳米异质结构中可能是无效的(例如,量子点、棒、纳米线),其目前可以以多种形式制造。应用于包含多达75000个原子的系统的自洽紧束缚计算确实表明,在轴向异质纳米结构中,势可能具有更复杂的行为:如果纳米结构没有被均匀的壳覆盖,则带边可以显示出远离界面的显著变化。这些结果提出了新的策略,以工程师的纳米级物体的电子特性,例如传感器和photopolics。
2011-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci