Noise Thermal Impedance of a Diffusive Wire
平衡状态下导体的电流噪声密度S,即约翰逊噪声,由其温度T决定:S=4kTG,G为电导。样品的噪声温度Tn=S/(4kG)概括了非平衡系统的T。我们引入的“噪声热阻抗”的样品作为Tn的振荡的振幅时,由振荡功率加热。对于宏观样品,它是通常的热阻抗。我们展示了一个扩散线如何这个(复杂的)频率相关的量给访问的电子-声子相互作用时间在一个长的线和扩散时间在一个较短的,以及如何它的实部也可以访问电子-电子非弹性时间。这些时间不能简单地从S本身的频率依赖性中获得。
2005-01-17 cond-mat.mes-hall
Weak localization in multiterminal networks of diffusive wires
我们研究了量子输运通过网络的扩散线连接到水库的Landauer-Büttiker形式主义。电导矩阵的元素由图解法计算。我们恢复了经典电阻的组合,得到了弱的局域化修正。对于任意的网络,我们展示了如何在不同的电线的cooperon必须适当的加权。它的非定域性进行了明确的分析。我们预测了一个新的几何效应,可能会改变的弱本地化校正在多端几何的符号。
2003-12-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Intensity of Coulomb Interaction between quasiparticles in diffusive metallic wires
从两种不同的方法获得金属线中准粒子之间的库仑相互作用的能量依赖性和强度:从磁阻的相位相干时间的温度依赖性的确定,和在非平衡的情况下的能量分布函数的测量。在这两种类型的实验中,库仑相互作用的能量依赖性被发现与理论预测非常吻合。相反,相互作用的强度仅与第一种方法的理论密切一致,而使用第二种方法发现了一个重要的差异。提出了不同的解释,并给出了测试实验的结果。
2004-04-08 cond-mat.mes-hall
Probing the electron-electron interaction in a diffusive gold wire using a controllable Josephson junction
本文研究了扩散超导体-正常金属-超导体(SNS)约瑟夫森结的临界电流随正常区电子能量分布的变化。这是在一个4端设备中实现的,其中两个电子库之间的介观金线在其中心耦合到两个超导电极。通过改变导线的长度并在导线上施加电压,我们能够控制导线中心的电子分布函数,该中心形成SNS结的正常区域。所观察到的电压和温度的依赖性是在良好的协议与现有的理论扩散SNS结,除了低能量。然而,发现电子-电子相互作用时间$τ_0$ =10 ps,这比理论预期的快三个数量级。
1999-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Shot Noise in Mesoscopic Diffusive Andreev Wires
本文研究了超导终端和正常终端之间的介观扩散导线中的散粒噪声。我们特别关注的政权,在邻近诱导再入效应是重要的。我们将研究一个简单的玻尔兹曼-朗之万描述,它忽略了简单的电导率校正以外的诱导相关性,和一个完整的量子计算之间的差异。在后一种方法中,结果表明,当E<E_c时,相干传播到正常金属中的两个Andreev对是反相关的,其中E_c=D/L^2是无相干能量。在一个叉子的几何形状的磁通敏感抑制的有效电荷的实验证实。
2003-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Kondo effect in non-equilibrium - Theory of energy relaxation induced by dynamical defects in diffusive nanowires
在有限的传输电压$U$的扩散铜和金量子线的非平衡分布函数$f(E,U)$表现出标度行为,$f(E,U)=f(E/eU)$,表明在这些线的异常能量弛豫过程。我们表明,在非平衡态下,无论是由磁性杂质产生的近藤效应,(单通道近藤效应)或可能通过非磁性、简并两能级系统(双通道近藤效应),产生这样的缩放行为作为一个类似Korringa的结果(伪)自旋弛豫率$\propto U$和作为低近藤强耦合区残余的杂质谱密度的阻尼幂律行为温度,但高偏压。的理论,缩放的分布函数与实验结果定量吻合,杂质浓度是唯一的可调参数。这为实验系统中存在单通道或双通道近藤缺陷提供了强有力的证据。这些结果的介观导线的退相问题的相关性进行了简要讨论。
2001-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Super-diffusive transport in two-dimensional Fermionic wires
本文构建含非关联无序的二维费米线模型,利用发散局域长度本征态解释幂律电导,并揭示不同 Fermi 能级下的超扩散、扩散、亚扩散及指数衰减行为。
2024-07-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Majorana single-charge transistor
我们研究通过库仑阻塞的拓扑非平凡的超导导线(马约拉纳端态)的金属导线接触的运输。通过这种相互作用的马约拉纳单电荷晶体管的电流的精确公式推导出的线谱函数。从三个不同的角度可以得出一个全面的图景。我们发现库仑振荡与普遍减半的有限温度下的峰值电导强封锁条件下,谷电导主要来自弹性共隧穿。由于涉及库珀对分裂的异常隧穿,非线性电导表现出有限电压边带。
2012-10-23 cond-mat.mes-hall
Resonant tunneling through a quantum dot weakly coupled to quantum wires or quantum Hall edge states
讨论了弱耦合量子点与Tomonaga-Luttinger液体的共振隧穿。由于顺序隧穿的线性电导计算通过求解主方程的温度低于和高于平均水平间距的点。当表征Tomonaga-Luttinger液体的参数g小于1/2时,共振隧穿过程在零温度下是不相干的。在低温T下,库仑阻塞振荡中电导峰的高度和宽度分别与T^{(1/g)-2}和T成正比。隧道通过一个虚拟的中间状态(cotunneling)的贡献也包括在内。所得的电导公式可以应用于填充因子nu=1/(2 m +1)=g的分数量子霍尔液体边缘态之间的共振隧穿。
1997-12-04 cond-mat.mes-hall
Quantum Interference Effects in Topological Nanowires In a Longitudinal Magnetic Field
我们研究了纵向磁场中拓扑绝缘体纳米线的磁电导,包括Aharonov-Bohm,Altshuler-Aronov-Spivak,理想导电沟道,以及普遍电导涨落效应。我们的重点是预测实验行为的单线在量子极限的温度降低到零。我们发现,改变费米能$E_F$可以调整导线从弹道扩散传导和本地化。在弹道和扩散单线中,我们发现Aharonov-Bohm和Altshuler-Aronov-Spivak振荡具有相似的强度,伴随着相当强的普适电导波动(UCF),所有振幅都在$0.3 \, G_0$和$1\,G_0$之间。这与许多导线的平均行为形成强烈对比,其显示出弹道状态中的Aharonov-Bohm振荡和扩散状态中的Altshuler-Aronov-Spivak振荡,这两种振荡基本上大于电导波动。在单线中,可以通过改变$E_F$并研究AB信号的符号来区分弹道和扩散状态,AB信号的符号在弹道线中周期性地取决于$E_F$,而在扩散线中随机地取决于$E_F$。我们还表明,在长导线的完美的导电通道是可见的,在很宽的能量范围内的散装间隙。我们提出了典型的电导分布在几个导线长度,电导波动可以占主导地位的平均信号。在碳纳米管中也会发现类似的行为。
2016-10-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Ergodic vs diffusive decoherence in mesoscopic devices
我们报告的测量相位相干长度的高迁移率的二维电子气图案在两个不同的几何形状,一个线和一个环。相位相干长度提取从弱本地化修正长导线和从一个单一的环中的Aharonov-Bohm振荡的振幅,在低温制度时,退相干是由电子相互作用为主。我们表明,这两个测量导致不同的相位相干长度,即$L_Φ^\mathrm{wire}\propto T^{-1/3}$和$L_Φ^\mathrm{ring}\propto T^{-1/2}$。这种差异反映了这样一个事实,即围绕环缠绕的电子必然会探索整个样品(遍历轨迹),而在长导线中,电子在到达样品边缘之前失去了相位相干性(扩散机制)。
2013-01-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Energy redistribution between quasiparticles in mesoscopic silver wires
我们用隧道探针测量了连接到两个大焊盘(“焊盘”)的银扩散线中准粒子的能量分布函数,在两个焊盘之间施加偏压。从分布函数的能量和偏置电压的依赖关系,我们推断出准粒子之间的能量交换率。与先前获得的结果相比,铜线和金线,这些数据可以很好地解释与扩散导体的理论,无论是单独的,或与另一种机制,可能耦合到两个级别的系统。
1999-12-08 cond-mat.mes-hall
We investigate diffusive nanowire-based structures with two normal terminals on the sides and a central superconducting island in the middle, which is either grounded or floating. Using a semiclassical calculation we demonstrate that both device layouts permit a quantitative measurement of the energy-dependent sub-gap thermal conductance $G_\mathrm{th}$ from the spectral density of the current noise. In the floating case this goal is achieved without the need to contact the superconductor provided the device is asymmetric, that may be attractive from the experimental point of view. In addition…
2021-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Direction Dependence of Spin Relaxation in Confined 2D Systems
研究了在Rashba和Dresselhaus(线性和立方)自旋轨道耦合下,自旋弛豫与量子线方向的关系。在扩散区考虑了线的降维,发现(001)和(110)系统的自旋弛豫和退相速率最低,并将自旋弛豫降维的分析推广到非扩散线,表明与扩散线中从弱定域到弱反定域的维度交叉理论相反,由于立方Dresselhaus自旋轨道耦合引起的弛豫被减小,并且线性部分随着横向沟道的数量而移动。
2010-11-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Using inelastic cotunneling spectroscopy, we observe a 55μeV zero field splitting in the spin triplet manifold of Ge hut wire quantum dots. The degeneracy of the heavy hole triplet state is lifted since the interplay of strong spin orbit coupling and strong confinement leads to a preferred direction of the heavy-hole pseudospin. The reported effect should be observable in a broad class of strongly confined hole quantum-dot systems and needs to be considered when operating hole spin qubits.
2020-03-03 cond-mat.mes-hall
Low-energy theory of disordered interacting quantum wires
我们导出了无序相互作用量子线的有效低能理论。我们的理论描述了失相消失极限下的安德森局域化,并在无序消失极限下还原为标准阿贝尔玻色化。在具有多个输运通道的系统中,它表现出多通道量子线的扩散物理特性。
2008-05-23 cond-mat.mes-hall
Crossover from the chiral to the standard universality classes in the conductance of a quantum wire with random hopping only
研究了非对角无序量子线的电导问题(具有手征对称性的随机跳跃问题)。相对于标准的安德森局域化问题,在扩散和局域化状态下,带中心的输运是反常的。在扩散制度,有没有弱本地化校正的电导和普遍的电导波动的两倍大,在标准情况下。指数本地化只发生在偶数个传输通道,在这种情况下,本地化长度不依赖于是否存在时间反演和自旋旋转对称性。对于奇数个通道,电导代数衰减。在远离频带中心的传输特性进行交叉的标准普适性类的安德森局域化。该交叉是在扩散状态下计算的。
2000-04-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Shot noise in diffusive ferromagnetic metals
我们发现,散粒噪声在一个扩散的铁磁线连接的隧道接触到两个铁磁电极可以探测本征态密度和非本征杂质散射自旋极化贡献的线导电性的极化。当电极在相反方向上完全极化时,效果更明显。虽然在这种情况下,散粒噪声对杂质散射偏振的依赖性较弱,但它受到态密度的偏振的强烈影响。对于有限的自旋翻转散射率的散粒噪声增加远高于正常状态值,并可以达到完整的泊松值时,状态密度趋于完美极化。对于平行结构,我们发现散粒噪声依赖于本征和非本征偏振的相对符号。
2006-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Spatial wave intensity correlations in quasi-one-dimensional wires
在随机传输矩阵理论的框架内,通过随机介质传播的波之间的空间强度相关性进行了分析。假设传输矩阵的统计分布是各向同性的,我们发现空间关联函数可以表示为三项之和,具有独特的空间依赖性。这一结果与微扰计算在扩散区得到的结果一致,但从准弹道输运到局域化都成立。虽然相关性是积极的扩散制度,我们预测的过渡到负相关的系统的长度减少。
2005-09-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
The 1/3-shot noise suppression in diffusive nanowires
我们报告的低温散粒噪声测量的短扩散金线连接到不同大小的电子水库。与经典噪声值$2e\left| I\right| $相比,测得的噪声抑制因子强烈依赖于储层的电热传导。对于小储层,热电子的注入增加了测量的噪声,因此增加了抑制因子。普遍的1/3抑制因子只能渐近地达到宏观大而厚的电子库。基于Wiedemann-Franz定律的加热模型被用来解释这种效果。
1998-08-04 cond-mat.mes-hall
Current-current correlations in hybrid superconducting and normal metal multiterminal structures
考虑由两个正常金属导线与超导体弱连接组成的混合系统。研究了正常引线在亚能隙电压和温度下的隧穿极限下的电流-电流相关性。我们发现,只有两个过程有助于互相关:交叉Andreev反射(发射电子在不同的铅)和弹性cotunneling。由于库珀对的有限大小,这两种过程都是可能的。因此,噪声测量可以用于直接探测超导波函数,而没有出现在平均电流测量中的缺点,在平均电流测量中,电流由直接Andreev反射过程主导。通过调谐电压,可以改变互相关的符号。在扩散和弹道状态下都给出了定量预测。
2003-10-15 cond-mat.mes-hall
We report the measurement of the third moment of current fluctuations in a short metallic wire at low temperature. The data are deduced from the statistics of voltage fluctuations across the conductor using a careful determination of environmental contributions. Our results at low bias agree very well with theoretical predictions for coherent transport with no fitting parameter. By increasing the bias voltage we explore the cross-over from elastic to inelastic transport.
2018-03-29 cond-mat.mes-hall
Effects of Coulomb interaction and tunneling on electron transport in coupled one-dimensional systems: from ballistic to diffusive regime
本文对两条长度为L的理想量子线通过隧穿和库仑相互作用耦合的系统,发展了电子输运的线性理论。电子与声学声子的相互作用包括和结果是有效的弹道和扩散制度。在{ \it弹道}区域中,隧穿和库仑阻力都导致{ \it负}跨阻R_{TR},而在{ \it扩散}区域中,隧穿对抗阻力并导致{ \it正} R_{TR}。如果L小于相位断裂长度,则隧穿导致电阻的干涉振荡,其随L呈指数衰减。
1999-09-11 cond-mat.mes-hall
Structured Energy Distribution and Coherent AC Transport in Mesoscopic Wires
得到了外加交流电压时介观扩散导线中的电子能量分布。在低温下,分布具有多阶阶梯的形式,其中阶宽等于场能量量子。分析结果的场频率高和低相比,无干扰的能量,而中频区进行了数值分析。表现在隧道光谱和噪声测量进行了讨论。
2003-12-01 cond-mat.mes-hall
Long-Range Spin-Triplet Correlations and Edge Spin Currents in Diffusive Spin-Orbit Coupled SNS Hybrids with a Single Spin-Active Interface
利用准经典扩散区的SU(2)规范对称性方法,理论研究了有限尺寸二维自旋轨道耦合超导体/正常金属/超导体(S/N/S)混合结构.我们考虑的内在自旋轨道相互作用(ISOI),被限制在N线和s波超导电极(S)中的缺席。使用实验上可行的参数,我们表明,耦合的ISOIs和自旋力矩的自旋活性界面的结果在最大的单重态-三重态转换和积累的自旋电流密度在角落的N线最接近的自旋活性界面。通过单独调制的超导相位差,我们展示了如何相反的奇偶性的电荷和自旋电流提供了一个有效的场所,实验研究纯边缘自旋电流不伴随着电荷电流。这些效应发生在没有外部施加的领域,而且是不敏感的界面自旋力矩的任意取向。这些强大的边缘现象的实验实现进行了讨论。
2015-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Surface spin flip probability of mesoscopic Ag wires
通过对坡莫合金/Ag横向自旋阀的非局域自旋阀和Hanle效应测量,研究了扩散输运机制下介观Ag丝的自旋弛豫。动量和自旋弛豫时间之间的比率在低温下不是恒定的。这可以用Elliott-Yafet自旋弛豫机制来解释,即考虑动量表面弛豫时间与温度有关。我们提出了一个模型,分别确定自旋翻转概率的声子,杂质和表面散射,发现自旋翻转概率是最高的表面散射。
2010-02-17 cond-mat.mes-hall
Electron transport in Coulomb- and tunnel-coupled one-dimensional systems
我们开发了一个线性理论的电子输运系统的两个相同的量子线在很宽的范围内的线长L,统一的弹道和扩散的传输制度。微观模型,涉及电子相互作用,并与大量的声学声子允许减少的量子动力学方程的一组耦合方程的局部化学势向前和向后移动的电子在电线。作为这些方程的通解的一个应用,我们考虑了双线系统的不同类型的电接触,并计算了直接电阻,跨阻,在隧道和库仑阻力的存在下,和隧道电阻。当L小于后向散射长度l_P时,隧穿和阻力都导致负的跨阻,而在扩散区(L >>l_P),隧穿与阻力相反,导致正的跨阻。如果L小于相位断裂长度,则隧穿导致电阻的干涉振荡,该干涉振荡与L成指数衰减。
2000-10-02 cond-mat.mes-hall
Evanescent states and non-equilibrium in driven superconducting nanowires
研究了超导扩散纳米线在正常库之间电流输运的非线性响应。我们从理论上和实验上证明了存在两种不同的超导状态时出现的导线被驱动的平衡由一个外加偏压,称为全球和双峰超导状态。通过使用两个探针测量的导线,和测量的局域态密度与隧道探针的不同的状态。分析是在扩散超导体的准经典动力学方程的框架内进行的。
2012-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Universal Conductance Distributions in the Crossover between Diffusive and Localization Regimes
从扩散到局域化状态分析了粗糙表面准一维导线中电导$P(G)$的全分布。在交叉区域,其中的统计是占主导地位的只有一个或两个本征通道,数值得到的P(G)被发现是独立的系统的细节与平均电导<G>作为唯一的标度参数。对于<G>< e^2/h,P(G)基本上是由“单侧”对数正态分布给出的。相反,当e^2/h <<G><= 2e^2/h时,P(G)的形状与随机矩阵理论对两个起伏传输本征通道的预测结果非常一致。
2001-07-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Conductance Fluctuations in Disordered Wires with Perfectly Conducting Channels
我们研究了具有幺正对称性的无序量子线中的电导涨落,重点研究了在一个传播方向上的导电通道数不等于在相反方向上的导电通道数的情况。我们考虑具有$N+m$左移通道和$N$右移通道的无序导线。在这种情况下,$m$左移通道变得完全导电,左移通道的无量纲电导$g$表现为长线极限中的$g \to m$。我们得到的方差$g$的扩散制度,通过使用Dorokhov-Mello-Pereyra-Kumar方程的传输特征值。结果表明,除非$N$很大,否则$m \neq 0$电导涨落的普适性将被破坏.
2008-04-28 cond-mat.mes-hall
Pseudo-ballistic transport in 3D topological insulator quantum wires
研究了无序三维拓扑绝缘体量子线中的量子电导涨落。实验和理论都揭示了介观导体中一种新的输运机制,即伪弹道输运,其弹道性质持续超过输运平均自由程,具有扩散输运的特征。由于准1D表面模式,其导致非通用电导波动,如在长且窄的Bi $_2$ Se $_3$纳米带中所观察到的。量子线中的自旋螺旋狄拉克费米子由于强的量子限制和弱的动量散射而在异常宽的能量范围内保持伪弹道性质。
2015-04-29 cond-mat.mes-hall
Electronic dephasing in wires due to metallic gates
分析了金属栅对准一维扩散线中电子运动的退相效应。这种几何形状中的不完全屏蔽意味着,在高能量或高温度下,门的效应可以描述为随时间波动的电场。由此产生的系统可以被认为是一个实现的Caldeira-Leggett模型的环境耦合到许多粒子。在这种近似有效的温度范围内,对逆失相时间的简单估计给出了$τ_{\rm G}^{-1} \propto T^{1/2}$。
2004-06-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Heat transport in proximity structures
我们研究了在小于相干长度的区域内,通过与超导导线耦合的正常扩散导线的热量和电荷输运。由于部分Andreev反射的准粒子从接口,subgap热流基本上被抑制,并与能量一起接近零,这是特定的扩散结构。而电导表现出传统的再进入效应,热导随温度的快速下降,定性地解释了最近的实验结果。在Andreev干涉仪的几何结构中,热传导经历了具有序参量相位差的满尺度振荡。
2003-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of Microwave-Assisted Supercurrent in Diffusive SNS Junctions
在温度远低于电极的临界温度时,在超导体-正常金属-超导体(SNS)结中观察到非常大的微波增强临界电流,三十多年来一直没有令人满意的理论解释。在这里,我们提出了一个理论的超导扩散SNS结微波辐射下的准经典格林函数形式主义的基础上。我们表明,临界电流的增强是由于电磁场诱导的正常导线中的准粒子的能量重新分配。该理论提供了在很宽的温度,频率和辐射功率范围内的预测,无论是临界电流和电流相位关系。
2010-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Re-entrant localization of single particle transport in disordered Andreev wires
本文研究了无序对被超导体包围的正常金属丝中低能单粒子输运的影响。我们发现,热传导包括Andreev扩散减少的平均自由程$\ell $和扩散漂移产生的一个小的颗粒孔的不对称性,这增加了$\ell$。因此,电导具有作为$\ell$的函数的最小值,这导致作为平均自由程的函数的特有的折返定位。
2003-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mesoscopic effects in tunneling between parallel quantum wires
我们考虑一个相位相干系统的两个平行的量子线耦合通过隧道势垒的有限长度。在这种情况下,即使在扩散极限下,一旦耦合区的长度L超过由隧穿设置的特征长度尺度L_t,通常的隧穿微扰处理也失败了。扩展的隧穿势垒引起的散射问题的精确解使我们能够计算作为施加电压和磁场的函数的隧穿电导。我们考虑到由于施加电压的量子线的充电效应,并发现这些是重要的一维到一维隧穿传输。
2001-06-06 cond-mat.mes-hall
Higher-order mesoscopic fluctuations in quantum wires: Conductance and current cumulants
我们研究了在相干介观量子线中与热输运和电输运相关的电导累积量$<< g^n >>$和电流累积量$C_j$。我们考虑的极限中的通道的数量和长度的金属丝在单位的平均自由程是大的,但裸电导是固定的渐近行为。给出了一个统一标准对称类和Bogoliubov-de Gennes(BdG)对称类描述的递归方程.我们给出了高阶电导累积量的值,并提出了一种新的标度形式。在BdG线,在时间反演对称的存在下,对于高于第二的累积量,它被发现,可能只有贡献依赖于非解析线的长度。这表明,图解或半经典图片不足以描述高阶光谱相关。此外,我们还得到了用$j\le 10$对$C_j$的弱局域化修正。
2006-07-22 cond-mat.mes-hall
Carrier mean free path and temperature imbalance in mesoscopic wires
在电场作用下,金属纳米线中的非相干电子输运表现出不同的前向和后向非平衡态载流子温度。取决于表征分支间载流子后向散射的平均自由程,传输机制在弹道极限和扩散极限之间变化。特别是,我们表明,同时测量的电气特性和载波分布函数提供了一种直接的方法来提取载波平均自由程,即使它是可比的导体长度。我们的模型与Pothier { \it et al.}对铜纳米线的实验工作符合得很好。[Phys. Rev. Lett. { \bf 79},3490(1997)],并提供了对局部载流子分布函数中观察到的不均匀热加宽及其随外部偏置的缩放的优雅解释。
2009-03-13 cond-mat.mes-hall
Conductance spectroscopy on Majorana wires and the inverse proximity effect
最近的实验搜索的签名马约拉纳样激发在接近半导体纳米线涉及电导光谱,其中寻求的证据是一个强大的零偏置峰(在较长的电线)和其特征场依赖分裂(在较短的电线)。虽然实验结果部分证实了理论预测,但通常观察到的差异仍然包括:(i)零偏置峰值明显低于$2e^2/h$的预测值;(ii)在较高磁场下,最低能量模式不存在预期的“马约拉纳振荡”。在这里,我们调查如何不可避免地存在一个正常的漏极引线连接到混合线可以影响混合线的电导谱。我们目前的数值结果使用一个带模型的近似纳米线,超导体被认为是在扩散制度,半经典格林函数描述。我们展示了正常排水的存在如何(至少部分地)解释所观察到的差异,我们用分析结果补充了这一点,从而为基础物理学提供了更多的见解。
2017-06-12 cond-mat.mes-hall
Dephasing due to electron-electron interaction in a diffusive ring
研究了电子-电子相互作用对被磁通量穿透的圆环的弱局域化修正的影响。我们精确地计算了孤立环的路径积分,给出了孤立环的磁导率。结果以时间表示进行解释。这允许表征环中的相位相干弛豫的性质。弛豫的性质取决于时间制度(扩散或遍历),但也对磁导性的谐波$n$。相位相干弛豫对于谐波$n=0$是非指数的,而对于谐波$n\neq0$总是指数的。然后,我们考虑的情况下,一个环连接到水库,并讨论连接线的效果。我们恢复的行为的谐波预测最近由路德维希和Mirlin为一个大的周长(奈奎斯特长度相比)。我们还预测了一个新的行为时,奈奎斯特长度超过周长。
2006-10-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Effect of Disorder on the Quantum Coherence in Mesoscopic Wires
我们目前的相位相干时间测量准一维介观线从高迁移率的二维电子气。通过将镓离子注入GaAs/AlGaAs异质结,我们能够改变扩散系数超过2个数量级。我们表明,在扩散限制,退相干时间遵循幂律作为扩散系数的函数,如理论所预期的。当无序足够低,使样品是半弹道,我们观察到一个新的和意想不到的制度,其中的相位相干时间是独立的无序。此外,对于所有样品的相位相干时间的温度依赖性遵循幂律下降到最低温度没有任何饱和的迹象,并强烈表明,经常观察到的低温饱和不是固有的。
2009-06-03 cond-mat.mes-hall
Boundary scattering effects on magnetotransport of narrow metallic wires and films
薄金属丝和薄膜中的电子输运受其表面质量的强烈影响。弱局域化和磁导率也对样品边缘的电子散射敏感。本文研究了横向磁场作用下二维电子气中的弱局域化效应。最一般的边界条件之间的限制镜和漫边缘散射插值假设。我们计算了任意宽度的样品的磁导率,包括扩散和弹道横向运输的情况下,以及它们之间的交叉。我们发现,在很宽的参数范围内,电子迁移率是有限的边界粗糙度,而磁输运的边缘的质量只有微弱的影响。此外,我们还计算了金属圆柱在横向磁场中的磁导率和准二维金属薄膜在平行磁场中的磁导率。
2016-07-20 cond-mat.mes-hall
We have theoretically investigated the influence of interface roughness scattering on the low temperature mobility of electrons in quantum wires when electrons fill one or many subbands. We find the Drude conductance of the wire with length $\mathcal{L}$ first increases with increasing linear concentration of electrons $η$ and then decreases at larger concentrations. For small radius $R$ of the wire with length $\mathcal{L}$ the peak of the conductance $G_{max}$ is below $e^2/h$ so that electrons are localized. The height of this peak grows as a large power of $R$, so that at large $R$ the con…
2017-11-17 cond-mat.mes-hall
The Statistical Theory of Quantum Dots
量子点是一种亚微米级的导电器件,包含多达数千个电子。低温下通过量子点的输运是量子相干过程。这篇评论的重点是点,其中电子的动力学是混乱的或扩散的,从而产生的统计特性,反映了一体混沌,量子干涉和电子-电子相互作用之间的相互作用。通过这样的点的电导显示作为栅极电压,磁场,和形状变形的函数的介观波动。用来描述这些波动的技术包括半经典方法,随机矩阵理论,和超对称非线性$σ$模型。在开放的点,非相互作用准粒子的近似是合理的,和电子-电子相互作用的贡献间接通过他们的影响在有限的温度下的退相时间。在几乎封闭的点中,电导通过隧穿发生,点上的电荷被量子化,电子-电子相互作用起着重要作用。传输主要由库仑阻塞,导致峰值的电导,在低温下提供的点的基态属性的信息。电子-电子相互作用的几个统计特征已被确定,最显着的是在点的添加光谱。量子点的自旋部分由交换相互作用决定,也会影响电导的波动特性。量子点中的其他介观现象包括共隧穿电导的涨落和介观库仑阻塞。
2001-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el nucl-th
Classical to quantum crossover in high-current noise of one-dimensional ballistic wires
微观的电流波动与电导是分不开的。我们给出了一个积分帐户的量子化电导和非平衡热噪声在一维弹道导线。我们的强电流噪声理论为这种系统打开了一扇非常不同的窗户。非平衡弹道噪声的作用的核心是它对载流子统计的直接和鲁棒的依赖。因为,随着密度的增加,它们经历了从经典到强简并行为的显著交叉。这是非常明显的两个探针电导显示量化的步骤:即,在离散的子带能量阈值。在那里,场激发弹道电子的过量热噪声显示出尖锐而大的峰值,总是大于散粒噪声。最重要的是非平衡峰对开放系统内的非弹性弛豫的高灵敏度。通过这种灵敏度,高电流噪声提供了独特的线索,量化接触电阻的起源和它的演变向正常扩散传导。
2001-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Dephasing of Electrons in Mesoscopic Metal Wires
本文从银、铜、金等弱无序金属丝的低场磁电阻中提取了电子准粒子的相位相干时间$τ_ϕ$。在使用我们最纯的银和金源制造的样品中,当温度$T$降低时,$τ_ϕ$以$T^{-2/3}$的形式增加,如扩散线中的电子-电子相互作用理论所预测的。相比之下,由纯度较低的银源材料或铜制成的样品表现出$τ_ϕ$的表观饱和度,从0.1至1 K开始下降至我们的40 mK的基础温度。通过在银线中注入锰杂质,我们表明,即使是一个小的近藤温度的磁性杂质的分钟浓度可以导致准饱和的$τ_ϕ$在很宽的温度范围内,而预期的电阻增加从近藤效应仍然隐藏在一个大的背景。我们还测量了Aharonov-Bohm环的电导,使用一个非常纯净的铜源,并发现$h/e$电导振荡的幅度强烈增加与磁场。这组实验表明,在弱无序金属薄膜中经常观察到的$τ_ϕ$的"饱和"可归因于极稀磁性杂质的自旋翻转散射,其水平用其他方法检测不到。
2003-06-03 cond-mat.mes-hall
Diameter-dependent conductance of InAs nanowires
通过InAs纳米线的电导是相关的电子应用以及基本的量子实验。在这里,我们采用名义上未掺杂的,稍微锥形的InAs纳米线来研究其电导的直径依赖性。通过接触每根线的多个部分,我们可以研究单个线内的直径依赖性,而无需比较不同的纳米线批次。在室温下,我们发现直径大于40 nm的直径独立的电导率,指示三维扩散运输。对于更小的直径,电阻显著增加,与流动性的强烈抑制一致。从分析的有效载流子密度,我们发现的表面积累层的迹象。
2009-12-22 cond-mat.mes-hall
Scaling theory put into practice: first-principles modeling of transport in doped silicon nanowires
将标度理论和普适电导涨落的思想与密度泛函理论相结合,分析了掺杂硅纳米线的电导特性。具体而言,我们研究了从弹道的交叉扩散输运在硼(B)或磷(P)掺杂的硅纳米线通过计算平均自由程,样品平均电导<G>,和样品到样品的变化std(G)作为能量,掺杂密度,线长,和径向掺杂剂的分布的函数。我们的主要发现是:(i)的主要趋势可以定量预测的基础上的散射特性的单一掺杂剂;(ii)样品到样品的波动依赖于能量,但不掺杂密度,从而显示出一定程度的普遍性,和(iii)在扩散制度的DMPK理论的分析预测是在良好的协议与我们的从头计算。
2007-06-26 cond-mat.mes-hall
Long-range spin and charge accumulation in mesoscopic superconductors with Zeeman splitting
我们描述了在具有塞曼分裂的扩散超导导线中的远离平衡的非局域输运,考虑到不同的自旋弛豫机制。我们证明,由于塞曼分裂的电流注入超导导线创建一个自旋积累,只能通过热化放松。此外,塞曼分裂还导致自旋轨道和自旋翻转散射率的抑制。这两种效应导致在非本地信号中可检测到的远程自旋和电荷积累。我们的模型解释了最近的实验结果的主要定性特征,在现实的参数和预测的强烈依赖的非本地信号的轨道上的depairing效应从一个感应磁场。
2014-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
AC quantum transport: Non-equilibrium in mesoscopic wires due to time-dependent fields
一个模型的开发描述准粒子的能量分布在准一维,正常的金属丝,其中的运输是扩散,平衡水库之间连接。当通过储存器向导线施加交流偏压时,载流子的统计受所形成的非平衡的影响。该模型是从格林函数形式主义。准粒子的能量分布计算与量子扩散方程,包括碰撞项占非弹性散射。由于高频辐射,交流偏压使金属丝失去平衡。对于相干输运,光子吸收过程在能量分布中产生多个光子台阶,其中台阶的数量取决于场eV的幅度与光子能量ω之间的关系。此外,我们还观察到在慢场区(ωτ D < 1),光子吸收是高度依赖于时间的。在快场状态下,这种时间依赖性消失,光子阶跃在分布中有一个固定值。当导线被延长时,由于相互作用过程,如电子-电子相互作用和电子-声子相互作用,输运变得不相干。这些相互作用引起准粒子相对于能量的重新分布。我们集中在快场制度,并得出结论,这两种机制的强相互作用限制给出了预期的结果。强的电子-声子相互作用迫使导线中每个位置上的分布函数变为具有浴温度的费米函数,而强的电子-电子相互作用导致导线上的有效温度分布,并且导线中每个位置上的分布函数是具有有效温度的费米函数。
2017-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Quantum Coherence at Low Temperatures in Mesoscopic Systems: Effect of Disorder
我们研究了由高迁移率GaAs/AlGaAs异质结构制备的准一维线和二维(2D)霍尔条的相位相干时间的无序依赖性。使用一个原始的离子注入技术,我们可以调整由二维电子气感受到的内在的无序,并不断改变系统从半弹道制度的本地化。在扩散状态下,相位相干时间与扩散系数的函数关系符合费米液体理论,没有低温饱和的迹象。令人惊讶的是,在半弹道制度,它变得独立的扩散系数。在强本地化制度,我们发现一个发散的相位相干时间随温度的降低,然而,与弱本地化制度相比,具有较小的指数。
2010-06-15 cond-mat.mes-hall
Proximity DC squids in the long junction limit
我们报告的设计和测量超导/正常/超导(SNS)接近直流鱿鱼在长结的限制,即超导回路中断的两个正常的金属线大约一微米长。由于金属之间的清洁界面,在低温下,大的超电流流过设备。直流鱿鱼状的几何形状导致通过磁通量对通过器件的临界电流进行几乎完全的周期性调制,其中通过SNS回路的通量量子的通量周期性为h/2 e。此外,我们研究了整个场的依赖性,特别是最大开关电流的低场和高场的依赖性。与著名的Fraunhoffer型振荡典型的短宽结相比,我们发现一个单调的高斯消光的临界电流在高场。如[15]所示,这种单调的相关性是长而窄的扩散结的典型特征。我们还发现在某些情况下,一个令人费解的再入低场。相反,临界电流的温度依赖性由邻近效应理论很好地描述,如Dubos { \it et al.} [16]在SNS电线上的长结限制。开关电流分布和滞后IV曲线也表明有趣的动态长SNS结的扩散时间跨结发挥了重要作用。
2007-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con