Drude Conductivity of Dirac Fermions in Graphene
在石墨烯中运动的电子表现为无质量的狄拉克费米子,它们表现出迷人的低频电输运现象。然而,它们的动态响应在1太赫兹(THz)以上的频率下鲜为人知。这些知识不仅对于更深入地理解狄拉克电子量子输运非常重要,而且对于石墨烯在超高速THz电子学和IR光电子学中的应用也非常重要。在本文中,我们报告的第一个测量的高频导电性的石墨烯从太赫兹到中红外在不同的载流子浓度。电导率表现出类似德鲁德的频率依赖性,并在太赫兹频率显着增加,但其绝对强度大大低于理论预测。这种自由电子振子强度的异常降低被石墨烯带间跃迁的相应变化所证实,正如求和规则所要求的那样。我们令人惊讶的观察表明,多体效应和狄拉克费米子杂质相互作用超越电流输运理论是重要的狄拉克费米子在石墨烯的电响应。
2010-07-27 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
Cascades in transport and optical conductivity of Twisted Bilayer Graphene
Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), CSIC(马德里材料科学研究所,西班牙国家研究委员会);Ciclo Básico Común, Universidad de Buenos Aires and IFIBA, Conicet(布宜诺斯艾利斯大学基础课程部及IFIBA,阿根廷国家科学研究委员会);Université de Paris, Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques, CNRS(巴黎大学物质与量子现象实验室,法国国家科学研究中心);Université Paris-Saclay, CNRS, Laboratoire de Physique des Solides(巴黎萨克雷大学,法国国家科学研究中心,固体物理实验室);Aalto University School of Science(阿尔托大学理学院)
研究双层石墨烯在正常态下的输运和光学性质,发现整数填充附近的电阻态与实验观测相似,低频光学电导显示强掺杂依赖的Drude权重和散射率,远红外频率下光学电导表现出由强度不对称重置和能级峰频率振荡特征的级联现象。
2026-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous transport phenomena in Weyl metal beyond the Drude model for Landau's Fermi liquids
朗道的费米液体理论是金属的标准模型,其特征在于只要朗道的相互作用参数低于不稳定性的临界值,费米表面附近就存在电子准粒子。最近,这种基本范式受到了强自旋轨道耦合物理学的挑战,尽管电子准粒子的概念在费米表面附近仍然有效,朗道的费米液体理论未能描述这种新型金属状态(称为外尔金属)的电磁特性。一个新的成分是,这样的费米面包围着一个外尔点与明确的手征,被称为手征费米面,它可以产生于打破任何时间反演或反演对称性的系统与强自旋轨道耦合,负责贝里曲率和手征异常。因此,外尔金属态的电磁特性不是由传统的麦克斯韦方程组描述,而是由轴子电动力学描述,其中麦克斯韦方程组被修改为具有拓扑原点空间调制$θ(\bm{r}) \bm{E} \cdot \bm{B}$项。最近在磁场下在$x \sim 3%$周围的Bi $_{1-x}$ Sb $_{x}$中实现了这种新的金属态,其中狄拉克光谱出现在正常半导体之间的临界点附近,($x < 3%$)和拓扑半导体相($x > 3%$)并且时间反演对称性破缺扰动导致狄拉克点沿着所施加的磁场的方向分裂成一对外尔点,如此强大的自旋轨道耦合系统。本文讨论了在磁场作用下,Berry曲率和手征反常(轴子电动力学)的拓扑结构如何引起Bi $_{1-x}$ Sb $_{x}$在$x \sim 3%$周围的反常输运现象,修正了朗道费米液体的Drude模型.
2014-10-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Electrical and optical conductivities of hole gas in $p$-doped bulk III-V semiconductors
我们研究了由Luttinger哈密顿量描述的$p$掺杂的体III-V族半导体中空穴气的电导率和电导率。我们提供了德鲁德电导率的精确解析表达式,反弛豫时间为各种杂质的潜力,德鲁德重量和光学电导率的Luttinger参数$γ_1 $和$γ_2$。由于重、轻空穴态的螺旋度守恒,后向散射被完全抑制。我们发现,对于库仑型和高斯型杂质势,重空穴的弛豫时间的倒数远小于轻空穴的弛豫时间的倒数,而对于短程杂质势,轻空穴的弛豫时间的倒数则小于重空穴的弛豫时间的倒数。Drude电导率随空穴密度的增加呈非线性增加。在超导费米极限下,得到了电导率与密度关系的指数。即使存在自旋-轨道耦合,Drude重量也随密度线性变化。有限频率电导率为$\sqrtω$,其振幅强烈依赖于Luttinger参数。可以从光学电导率测量中提取Luttinger参数。
2016-09-13 cond-mat.mes-hall
Quantum intrinsic ${\cal T}$-odd spin Hall effect in altermagnets
提出量子内禀霍尔效应(QIHE),揭示弹道量子输运中由对称性和边界散射导致的内禀霍尔响应,并以交错磁体中的量子时间反演奇自旋霍尔效应验证。
2024-09-08 cond-mat.mes-hall
Finite-frequency response of Rasba electron gas with two-particle scattering
具有Rashba自旋轨道耦合的二维系统不是伽利略不变量,因此其中的电子-电子碰撞可能会影响电流。然而,当单独使用时,它们不能确保非零直流电阻率,因此它们的影响被杂质散射所掩盖。在这里,我们计算相关的有限频率响应,并表明,在清洁Rashba导体的电子-电子散射减少德鲁德重量,同时导致在德鲁德峰以外的响应的有限耗散分量。
2021-09-02 cond-mat.mes-hall
Hidden Anisotropy in the Drude Conductivity of Charge Carriers with Dirac-Schrödinger Dynamics
我们发现,尽管费米面各向同性,能量色散,和无序配置的二维电子气的电导率可以是本质上各向异性的。在我们研究的模型中,各向异性源于狄拉克和薛定谔特征之间的相互作用,结合在一个特殊的双带哈密顿描述类似于磷烯中的低能激发的准粒子。因此,即使是标量各向同性无序散射也会改变载流子的性质并导致各向异性输运。精确地求解这种带有点状随机杂质的载流子的玻尔兹曼方程,我们发现了一个隐藏的旋钮,可以通过调节费米能量或温度来控制各向异性。我们的研究结果预计将普遍适用于超出这里研究的模型,并应刺激进一步寻找替代方法来控制先进材料中的电子输运。
2019-05-08 cond-mat.mes-hall
Transient Drude Response Dominates Near-Infrared Pump-Probe Reflectivity in Nodal-Line Semimetals ZrSiS and ZrSiSe
利用瞬态反射法研究了两种半金属材料ZrSiS和ZrSiSe在近红外波段的超快光学响应。这两种材料表现出相似的响应,其特征在于两个特征,在时间和能量上很好地分辨。第一个瞬态特征在几百飞秒后衰减,而第二个持续纳秒。使用Drude-Lorentz拟合的材料的平衡反射率,我们表明,快速响应是很好地表示的Drude等离子体频率的降低,和第二个功能的Drude散射率的增加。这直接将瞬态数据与物理图像联系起来,其中载流子在被激发远离费米能量后,通过与声子浴共享其多余能量在几百飞秒内返回到该附近,导致热晶格仅通过缓慢的扩散过程(ns)弛豫。新出现的图像显示,在费米能级载流子密度的突然变化瞬间修改的时间尺度上的电子声子热化不兼容的材料的输运性质,并在很大程度上是由在节线的状态密度降低驱动。
2020-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Drude weights in one-dimensional systems with a single defect
量子系统的弹道输运可以用德鲁德重量来表征,德鲁德重量量化了系统在无限长时间尺度上对均匀电场的响应。Drude权经常根据Kohn公式进行讨论,该公式通过具有周期边界条件的有限尺寸系统的能量本征值对Aharonov-Bohm通量的导数给出Drude权。最近,Kohn公式被推广到非线性响应。然而,由Kohn公式确定的非线性Drude重量经常在热力学极限下发散。为了阐明这个问题,在这项工作中,我们研究了一个简单的例子,一个一维紧束缚模型中存在一个单一的缺陷在零温度。我们发现,它的线性和非线性Drude重量给出的Kohn公式(i)依赖于Aharonov-Bohm通量和(ii)发散成比例的系统大小的幂。我们认为,这个问题可以归因于不同的顺序的限制。根据Kohn公式的Drude重量(“Kohn-Drude重量”)表示有限尺寸系统对Aharonov-Bohm通量的绝热插入的响应。虽然它是有限尺寸系统的一个明确定义的物理量,但其热力学极限并不总是描述大体积的弹道输运。后者的特点应该是“散装德鲁德重量”,通过采取热力学极限之前的零频率限制的定义。虽然有时在线性响应中讨论了极限顺序的潜在问题,但在非线性Drude权重中放大了两个极限之间的差异。我们证明了低能量激发的$O(1/L)$,这是排除在Kohn-Drude重量,正规化散装Drude重量的重要性。
2023-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Laser damage in silicon: energy absorption, relaxation and transport
本文采用双温描述理论研究了超短800 nm激光脉冲辐照硅时瞬态自由载流子密度的变化。一个德鲁德模型来解释高度瞬态的光学参数。我们分析的重要性,考虑这些密度相关的参数,以及德鲁德碰撞频率的选择。此外,简并和输运效应进行了研究。每个这些过程的重要性,从而计算出的损伤阈值的研究。我们报告的损伤阈值的计算是在很宽的脉冲持续时间范围内的实验结果非常吻合。
2014-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Optical conductivity, Drude weight and plasmons in twisted graphene bilayers
在连续介质模型下数值计算了扭曲石墨烯双层膜的光学电导率。为了获得虚部,我们采用正则化的Kramers-Kronig关系,使我们能够讨论任意的扭转角,化学势和温度。我们发现Drude重量$D$与化学势$μ$的函数关系与态密度所显示的扭曲双层的壳层结构密切相关。对于某些角度,这导致在有限的$μ$处的传输间隙D=0。我们还讨论了损失函数,低掺杂,其特征在于声学带间“等离子体激元”和过渡接近的范霍夫奇点。对于较大的掺杂,去耦的石墨烯双层的等离子体振子模式被恢复,其特别是对于小波数被阻尼。
2013-07-17 cond-mat.mes-hall
Adiabatic transport in one-dimensional systems with a single defect
U(1)不变系统的绝热输运性质由扭曲边界条件对基态能量的依赖关系决定。我们研究了一个一维紧束缚模型中存在的一个单一的缺陷,并发现该模型的基态能量显示出一个普遍的依赖于扭曲角,可以充分表征由缺陷的散射的透射系数。我们确定的病理行为的Drude重量在大系统的大小限制:(i)的线性和非线性Drude重量依赖于扭转角和(ii)$N$阶Drude重量偏离成比例的$(N-1)$次幂的系统大小。为了阐明发散的物理含义,我们模拟了静态电场下紧束缚模型的实时动力学,并表明发散并不一定意味着大电流。此外,我们还讨论了我们的结果与边界共形场论之间的关系。
2021-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Unconventional dc transport in Rashba electron gases
讨论了具有强Rashba自旋轨道耦合的无序二维电子气的输运性质。我们表明,在高密度的制度,费米能量克服了与自旋轨道耦合的能量,直流运输是准确地描述了一个标准的德鲁德定律,由于一个非平凡的补偿之间的抑制背散射和相对论修正准粒子速度。相反,当系统进入相反的主导自旋-轨道区域时,Drude范式被打破,直流电导率变得对自旋-轨道耦合强度非常敏感,这为测试这些系统中自旋和电荷自由度之间的纠缠提供了合适的工具。
2016-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Drude weight, plasmon dispersion, and pseudospin response in doped graphene sheets
普通电子液体中的等离子体激元是集体激发,其长波长极限是具有色散关系的刚性质心运动,该色散关系由于伽利略不变性而未被多体效应重整化。长波长的等离子体激元频率与电子-液体的Drude峰上的电导率的积分通过f-和规则相关,这意味着传输性质也倾向于不具有重要的电子-电子相互作用重整化。在这篇文章中,我们证明了等离子体激元频率和德鲁德重量的电子液体在掺杂的石墨烯片,这是由一个无质量的狄拉克哈密顿量,而不是不变的普通伽利略助推下,强烈重整化,即使在长波长的限制。通常用于描述电子流体的随机相位近似(RPA)没有捕获这种效应。这主要是由于非本地带间交换的相互作用,其中,正如我们所示,降低等离子体频率和德鲁德重量相对RPA值。我们的预测可以使用非弹性光散射或红外光谱进行检查。
2009-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Persistent current and Drude weight for the one-dimensional Hubbard model from current lattice density functional theory
将一维排斥性哈伯德模型的晶格密度泛函理论的Bethe-Anglesian局域密度近似(LDA)推广到电流密度泛函理论(CLDFT).利用该方案系统地研究了磁通量穿过的介观Hubbard环的输运性质。特别是,我们目前的基态能量,持续电流和Drude重量的排斥均匀和单一杂质哈伯德模型的计算。我们的金属相的基态能量的结果与数值精确的多体技术所获得的结果相比,毫不逊色。LDA-CLDFT也很好地捕捉到了持续电流对库仑和杂质相互作用强度以及环尺寸的依赖关系。我们的研究表明,CLDFT是一个强大的工具,用于研究一维相关电子系统的高精度和低计算成本。
2010-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic Response of Interacting Electrons in a Fractal Network: A Mean Field Approach
在Hartree-Fock平均场方法中,对Sierpinski垫片分形上的哈伯德模型进行了仔细的研究。我们研究了穿过垫片的磁通量对其基态能量、持续电流和Drude重量的影响。对各向同性垫片和各向异性垫片进行了研究。计算的物理量的图案中的方差进行了讨论的两种情况下,即,在半填充和当“带”小于半填充。持续电流的相位反转和作为哈伯德相互作用的函数的德鲁德重量的变化被发现表现出有趣的模式,迄今为止仍然没有解决。
2010-09-29 cond-mat.mes-hall
Transport anomaly in the low energy regime of spin chains
本文研究了自旋链在低温区的反常热导率。在具有最真实扰动的有效动力学中,即使在有限温度下,所谓的Umklapp项也与减少能量输运中的平均自由程无关。这与最近实验中发现的大电导率一致。计算了电导率发散的前置因子Drude重量,讨论了电导率发散的温度依赖性。
2002-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metalization of topological insulators
Beijing Institute of Technology(北京理工大学);Beijing Normal University(北京师范大学)
本文研究拓扑绝缘体中量子输运机制,发现量子退相干导致纵向导电性,其导电性与杂质密度线性相关,且与温度成反比,挑战传统金属-绝缘体区分。
2026-04-29 cond-mat.mes-hall
AC Fingerprints of 2D Electron Hydrodynamics: Superdiffusion and Drude Weight Suppression
Department of Physics, University of California, Irvine(加州大学尔湾分校物理系)
研究揭示二维费米液体在低频下由单一水动力极主导的AC导电性,通过Krylov链解释电流弛豫,并展示窄通道AC传输可直接探测这些现象。
2026-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Beyond the Drude model: surface and non-local effects in near-field radiative heat transfer and the Casimir puzzle
本文利用电子表面Green函数研究金属表面电荷与电流响应,发现表面电子强阻尼使Drude模型失效,近场Coulomb相互作用由1/d²变为1/d⁴,电流响应高度各向异性,但仍无法解决Casimir难题。
2025-02-15 cond-mat.mes-hall
Hole-Hole Interaction Effect in the Conductance of the Two-Dimensional Hole Gas in the Ballistic Regime
本文研究了GaAs/GaAlAs异质结构中高迁移率二维空穴气(2DHG)在弹道区对Drude电导的相互作用修正$k_BTτ/\hbar $ $>1$。结果表明,低密度2DHG的电阻率($dρ/dT>0$)的“金属”行为是由空穴-空穴相互作用引起的。我们发现电导率和平行场磁电阻的温度依赖性与这一描述一致,并确定了控制$dρ/dT$符号的费米-液体相互作用常数$F_0^σ$.
2001-09-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Single particle relaxation time versus transport scattering time in a 2D graphene layer
我们从理论上计算和比较单粒子弛豫时间($τ_s$)定义的量子能级展宽和传输散射时间($τ_t$)定义的德鲁德电导率在2D石墨烯层中存在屏蔽带电杂质散射和短程缺陷散射。我们发现比率$τ_t/τ_s$随着$k_F z_i$和$κ$的增加而强烈增加,其中$k_F$、$z_i$和$κ$分别是费米波矢量、衬底带电杂质与石墨烯层的分离以及背景晶格介电常数。提供了石墨烯与相应的调制杂质半导体结构的$τ_t/τ_s$结果的关键定量比较,显示了这两种2D载体系统之间的显著差异。
2008-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport in finite graphene samples
我们研究了具有随机带隙的有限个石墨烯样品的直流输运。用狄拉克费米子描述狄拉克点附近的低能物理,我们采用广义德鲁德形式的电导率。后者是恒定的消失的平均差距,但总是随着样本大小的非零平均差距。如果平均间隙小于临界值,则无限样品的渐近电导率为非零,否则为零。我们的结果与Bardarson等人最近的数值计算结果一致。
2010-05-20 cond-mat.mes-hall
Quantum transport properties of two-dimensional systems in disordered magnetic fields with a fixed sign
在二维系统中数值研究了无序磁场中的量子输运。特别地,考虑了无序磁场的平均值和涨落具有相同量级的情况。结果表明,在弱无序极限下,电导率表现出与常规零均值无规磁场中电导率性质不同的行为。电导率由运动方程法和双端Landauer公式估算。结果表明,即使在弱无序极限下,电导仍保持在$e^2/h$量级。目前的行为可以用德鲁德公式来解释。在弱无序区也观察到舒布尼科夫-德哈斯振荡。
2004-11-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Optical and Transport Properties in 3D Dirac and Weyl Semimetals
在一个Kubo形式主义,我们研究直流运输和交流光学性质的三维狄拉克和外尔半金属。重点放在电荷中性的方法和狄拉克和外尔材料之间的差异。在电荷中性,零温度极限的直流电导率是不普遍的,也取决于所采用的剩余散射模型。然而,洛伦兹数L保持其通常值L_0。随着温度的升高,违反了Wiedemann-Franz定律。在高温下,L表现出一个新的平台值依赖于散射率的细节。这样的细节也可以出现在光学电导率,无论是在德鲁德响应和带间背景。在干净的限制,带间背景是线性的光子能量,总是外推到原点。通过引入无质量的能隙,这个背景可以向右移动。在这种情况下,外推可以在有限的光子能量下切割轴,如在一些实验中观察到的。区分两种类型的外尔半金属也很有趣:那些具有破缺的时间反演对称性和那些具有破缺的空间反演对称性。我们表明,虽然前者将遵循相同的行为作为三维狄拉克半金属,为零磁场属性在这里讨论的,后者类型将显示在有限掺杂和一个单一的吸收边在电荷中性的光学电导率的双步骤。在这种情况下,德鲁德电导率总是有限的,即使在电荷中性。
2016-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Transport Conductivity of Graphene at RF and Microwave Frequencies
我们测量了石墨烯共面波导从直流(DC)到13.5GHz,并表明,表观电阻(在寄生阻抗的存在下)具有二次频率依赖性,但本征电导率(没有寄生阻抗的影响)是频率无关的。因此,在我们的设备中,复数交流电导率的实部与DC值相同,虚部为~0。石墨烯通道被建模为平行的磁阻-电容网络,其频率依赖性与动量弛豫时间约为2.1 ps的Drude电导率相同,突出了交流(AC)电子输运对石墨烯电磁特性的影响。这可以导致高速模拟场效应晶体管、混频器、倍频器、低噪声放大器和辐射探测器的优化设计。
2015-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Long-range-correlated disorder in graphene
我们研究了在静态长程关联随机标量势和矢量势的存在下,二维准相对论电子激发在石墨烯中的输运。使用微扰理论和路径积分技术相结合,我们估计控制德鲁德电导率,磁输运,和弗里德尔振荡的弹道制度的大准粒子能量的散射率。我们还讨论了零能态的性质和相关的本地化方案。
2006-11-30 cond-mat.mes-hall
Frequency dependent transport in the integer quantum Hall effect
在QHE条件下研究了二维无序系统的频率依赖输运。电导率的实部和虚部的数值计算的线性响应,使用递归格林函数技术。在最低朗道带内得到了$σ_{xx}(E,ω)$的能量依赖性。当系统的宽度超过特征长度$L_ω=(\hbarωρ(E))^{-1/2}$时,$σ_{xx}(E,ω)$的实部的最大值随频率几乎线性衰减,这与经典的Drude行为不同.
2001-02-23 cond-mat.mes-hall
Optical conductivity of the $t_{2g}$ two-dimensional electron gas
最近的兴趣在钙钛矿表面和异质结构的动机,我们提出了一个二维电子气(2DEG)的Kubo电导率的分析中形成的$t_{2g}$带的氧化物与钙钛矿结构。我们发现,当电场是在平面内的二维电子气极化,光学电导率是由几乎独立的Drude贡献从二维子带费米面,而对于双平面极化,它具有很强的子带间的功能。我们的分析表明,晶体到平面的光学电导率的研究可能有助于推进复杂氧化物2DEG量子限制物理晶格畸变和电子-电子相互作用之间的相互作用的理解。
2013-08-05 cond-mat.mes-hall
Electron transport in parallel quantum wires with random potentials
研究了两条平行量子线中的电子输运性质。假设两种金属丝的微观参数相同,我们着重研究了低能区金属丝间相互作用与电子被随机势后向散射的关系。我们的分析和数值计算表明,德鲁德重量(衡量电子输运的指标)独立地受到线间相互作用和随机势的影响,并且观察到这两者之间几乎没有耦合,这与单根导线中上自旋和下自旋相互作用与随机势之间的深层关系形成鲜明对比。结果表明,丝间相互作用对各丝中的安德森局域化影响不大。
2004-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interface charged impurity scattering in semiconductor MOSFETs and MODFETs: temperature dependent resistivity and 2D "metallic" behavior
我们采用Drude-Boltzmann输运理论并考虑实际电荷杂质散射效应,给出了反常二维输运行为的结果。我们的研究结果与现有的实验数据在几个不同的系统,解决了起源的强和非单调的温度依赖性电阻率的定量协议。
2000-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Isotropically conducting (hidden) quantum Hall stripe phases in a two-dimensional electron gas
量子霍尔条纹(QHS)相,由Hartree-Fock理论预测,表现在GaAs基二维电子气体作为巨电阻各向异性。在这里,我们预测一个“隐藏”的QHS阶段,表现出\emph{isotropic}电阻率的值,由QHS的态密度,是独立的朗道指数$N$,并在零磁场的Drude电导率成反比。在足够高的$N$,该阶段产生Ando-Unemura-Coleridge-Zawadski-Sachrajda阶段,其中电阻率与$1/N$以及量子和传输寿命的比率成比例。对这个边界的实验观察应该可以让我们找到量子弛豫时间。
2020-02-25 cond-mat.mes-hall
Boltzmann transport and residual conductivity in bilayer graphene
用Drude-Boltzmann理论计算了双层石墨烯的输运性质。我们发现,对于石墨烯实验中可获得的典型载流子密度,主要的散射机制是过屏蔽的库仑杂质,其行为类似于短程散射体。我们预计,在高密度下,电导率$σ(n)$在$n$中是线性的,并且在低密度下具有对应于$n^* = \sqrt{n_{\rm imp} {\tilde n}}$的剩余密度的平台,其中${\tilde n}$是一个常数,我们使用自洽的高斯-费米屏蔽近似估计为${\tilde n} \approx 0.01 ~q_{\rm TF}^2 \approx 140 \times 10^{10} {\rm cm}^{-2}$。导出了电导率随带电杂质密度变化的解析结果。我们还评论的双层电导率的温度依赖性。
2008-03-21 cond-mat.mes-hall
More current with less particles due to power-law hopping
我们揭示了具有幂律跳跃的有序一维费米子系统有趣的普遍输运行为。我们限制自己的情况下,幂律衰减指数$α>1$,使热力学极限是明确的。我们探讨的非相互作用模型的量子相图的零温度德鲁德重量,它可以解析计算。最有趣的是,我们发现,对于$1<α<2$,有一个阶段的零温度德鲁德重量发散填充分数为零。因此,在这种情况下,与直觉相反,减少颗粒数量增加了传输,并且对于亚广泛数量的颗粒是最大的。作为关于零填充的声明,这种传输行为不受添加数量守恒交互项的影响。我们已经使用两个不同的相互作用系统明确地检查了这一点。我们建议,持续电流的测量,由于通过一个介观环与幂律跳跃通量将给出这个阶段的实验签名。在持续电流中,对于有限系统,该相的特征在有限温度下仍然存在。在较高的温度下,可以看到交叉。最大持续电流在高温下呈幂律衰减。这与短程系统相反,短程系统中持续电流随温度呈指数衰减。
2019-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Magnetic control of nonlinear transport induced by the quantum metric
本文利用玻尔兹曼输运形式研究了不同自旋轨道耦合二维系统中量子度量诱导非线性输运的磁控制,发现非线性电导率具有强烈的空间各向异性且可区分Drude机制贡献,并推导出与数值结果一致的解析公式。
2025-07-13 cond-mat.mes-hall
Nonlocal optical responses of ultrapure metals in the hydrodynamic regime
我们对金属中光学响应的传统理解是以德鲁德理论为基础的。然而,近年来,已经可以制备超纯金属样品,其中电子-电子散射成为控制传输的最主要过程,因此Drude理论不再有效,其中动量弛豫散射,如电子-杂质散射被认为是主导的。这种状态被称为水动力状态,并由涌现水动力理论描述。在这里,我们开发了一个基本的框架,在流体动力学制度的光学响应。从流体力学方程出发,揭示了粘性效应导致的“流体力学模式”的存在,并计算了三维电子流体的反射率和透射率。我们的理论还描述了如何探测流体动力学效应和测量粘度通过简单的光学技术。
2019-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnonic thermal transport using the quantum Boltzmann equation
基于量子玻尔兹曼方程(QBE),我们给出了玻色体系中的热输运公式。首先,从量子动力学方程出发,利用杂质散射的玻恩近似,导出了玻色系统的QBE,并给出了温度梯度下的热输运公式。接下来,我们将该公式应用于磁振子。假设弛豫时间近似,并专注于线性响应制度,我们表明,纵向热导率的QBE表现出不同的行为从传统的。在准粒子近似下,量子边界元的热导率退化为德鲁德型,而在非准粒子近似下则不是。最后,将准粒子近似应用于量子边界效应,我们发现对传统玻尔兹曼方程的修正作为自能被积分到量子边界效应的谱函数中,这增强了热导率。因此,我们揭示了QBE的热输运性质超出了传统的。
2021-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas