Signature of pseudo-diffusive transport in mesoscopic topological insulators
狄拉克费米子的一个独特的特点是伪扩散输运的倏逝模在低费米能量时，无序是低的。在较高的费米能量，即载流子密度，电输运是扩散的性质和传播发生通过平面波。在这项研究中，我们报告了通过1/f噪声在拓扑绝缘体的表面态中检测到这样的倏逝模。虽然在实验上已经在石墨烯中看到了伪扩散传输的特征，但在具有狄拉克色散的任何其他系统中尚未明确观察到这种行为。为了探讨这一点，我们研究了拓扑绝缘体中的1/f噪声作为栅极电压和温度的函数。我们的结果表明，在1=f噪声的费米能量的变化的非单调行为，表明从伪扩散到扩散输运机制的介观拓扑绝缘体的交叉。噪声的温度依赖性指向来自量子干涉的电导波动，作为这些样品中噪声的主要来源。
2019-04-13 cond-mat.mes-hall
Noise suppression due to long-range Coulomb interaction: Crossover between diffusive and ballistic transport regimes
我们提出了一个蒙特卡罗分析的散粒噪声抑制由于在半导体样品的长程库仑相互作用下的扩散和弹道输运制度之间的交叉。通过改变碰撞之间的平均时间，我们发现，在弹道制度下观察到的强抑制持续准弹道条件下，被洗出来时，一个完整的扩散制度达到之前。
1997-10-06 cond-mat.mes-hall
Unified Theoretical Approach to Electronic Transport from Diffusive to Ballistic Regimes
我们表明，通过整合出的电场，并结合适当的边界条件，半经典玻尔兹曼方程可以描述电子输运性能，连续从扩散弹道制度。得到了$D=1,2,3$维电导的一般解析公式，分别在扩散和弹道极限下恢复了Boltzmann-Drude公式和Landauer-Büttiker公式.这种直观和有效的方法可以应用于调查各种电荷和自旋输运现象的系统尺寸和杂质散射的相互作用。
2016-01-14 cond-mat.mes-hall
Direct Measurement of Room Temperature Non-diffusive Thermal Transport Over Micron Distances in a Silicon Membrane
室温下硅中载热声子的“教科书”声子平均自由程（MFP）为~40 nm。然而，对热导率的较大贡献来自具有长得多的MFP的低频声子。我们提出了一个简单的实验表明，室温下的热输运在Si显着偏离扩散模型已经在微米的距离。交叉的激光脉冲在独立的硅膜中的吸收建立了通过探测激光束的衍射来监测的正弦温度分布。通过改变热光栅的周期，我们在~1-10 μm的范围内改变热传输距离。在小的距离，我们观察到的有效热导率的减少，表明从扩散到弹道输运制度的声子谱的低频部分的过渡。
2012-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two Problems in Spin-Dependent Transport in Metallic Magnetic Multilayers
在垂直于层几何结构的平面的电流中的磁性多层膜的输运性质由层的本体中的扩散散射以及跨界面的扩散散射和弹道散射来定义。由于金属中的屏蔽长度较短，当在每层中求解宏观输运方程（玻尔兹曼方程或扩散方程）时，多层的逐层处理是可能的，同时通过边界条件考虑界面散射的细节。嵌入的弹道和扩散界面散射的扩散散射在大部分的层的框架是统一的想法背后的问题，在这项工作中解决的问题：在多层结构中找到的界面电阻的问题和电流感应磁化切换的问题。
2004-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stochastic Field Theory for Transport Statistics in Diffusive Systems
我们提出了一个场论的统计电荷和电流的波动扩散系统。累积量母函数由该场论作用的鞍点解给出。作用仅取决于两个参数：局部扩散和噪声系数，这自然导致了广泛的多维扩散模型的输运统计的普遍性。我们的理论可以应用于半经典介观系统，以及超越介观物理。
2004-10-29 cond-mat.mes-hall
Two distinct methods to evaluate graphene relaxation time and mobility in Boltzmann diffusive transport, considering ionized impurity scattering and Thomas-Fermi screening
研究了受电离杂质散射限制的石墨烯中的玻尔兹曼扩散输运，包括弛豫时间和迁移率。弛豫时间的计算有两种不同的方法，一种是通过散射矩阵直接利用玻尔兹曼输运方程，另一种是基于散射截面。对于石墨烯，两种方法产生相同的弛豫时间结果。假设线性的超导费米屏蔽和合理的电子载流子密度，弛豫时间和迁移率可以计算和绘制，这表明石墨烯是一种非常有前途的高迁移率材料，用于超快电子器件应用。
2017-12-30 cond-mat.mes-hall
Diffusive transport in Weyl semimetals
扩散是自然界中普遍存在的一种现象，在具有足够阻尼的系统中，扩散是粒子数守恒和局域性的结果。在本文中，我们考虑在大量的外尔半金属，这是奇异的量子材料，最近相当感兴趣的扩散过程。为了做到这一点，我们首先明确实施的分析方案，其中各向异性散射振幅的障碍被纳入到图形响应函数形式主义计算的“扩散”。这样得到的结果与玻尔兹曼输运方程或重整化均匀流顶点计算的输运系数是一致的，因为它应该是。因此，我们表明，扩散系数的计算应涉及的运输寿命，而不是准粒子寿命。使用这种方法，我们然后计算的密度响应函数外尔半金属和发现一个非常规的扩散过程，是显着慢于传统的扩散。这引起了松弛过程，表现出拉伸指数衰减，而不是通常的指数扩散松弛。这一结果，然后解释了使用模型的热激发准粒子扩散与扩散系数是强烈依赖于它们的能量。我们阐明了在这个新的过程中所涉及的各种能量和时间尺度的作用，并提出了一个实验，通过该实验可以观察到这个过程。
2013-09-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
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
Lateral diffusive spin transport in layered structures
本文从铁磁层和顺磁层的垂直截面中的二维流动出发，导出了横向自旋极化输运的一维理论。这考虑了电极导线对下方横向电流的影响，与通过电极导线/通道/电极导线的共线配置进行的传统1D建模不同。我们的理论对于全金属自旋电子学结构的平面结构中的电流以及具有铁磁接触的半导体的平面结构是方便和适当的。对于这两个系统，我们预测最大磁阻的最佳接触宽度，并提出了一个广泛的材料的自旋扩散长度的电测量。
2005-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum phase coherence in non-Markovian and reaction-diffusive transport
我们研究量子相位相干性和弱局域化（WL）在无序金属与限制背散射和唯象制定了一大类非常规的传输机制，修改后的扩散过程中没有捕获的玻尔兹曼图片。受铁磁薄膜和半导体中电导率测量的启发，在那里观察到异常的幂律修正，我们将记忆依赖性，自我回避效应约束到量子增强的背散射轨迹上，大大改变了二维（2D）中弱局域化的效果。电导率的尺度相关修正不能使$d \ge 2$中的电子在足够弱的无序下局域化。此外，我们分析了由Fisher方程控制的反应扩散系统中的量子输运，并观察到2D中渐进相似的离域。这种非常规的输运可能与某些非费米液体或强相关相在二维内的负压缩性制度。
2010-06-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Ballistic, diffusive, and localized transport in surface-disordered systems: Two-mode waveguide
本文分析研究了准一维表面无序波导（或电子导体）中不同输运机制共存的问题。为了阐明表面散射的主要特点，两个开放模式（渠道）的情况下被认为是非常详细的。主要关注的是传输依赖于两种类型的粗糙表面轮廓（对称和反对称）的模型的各种参数。结果表明，根据对称性，散射的基本机制可以被增强或抑制。因此，可以实现不同的传输机制。具体地说，在具有对称粗糙边界的波导中，存在弹道传输、局域传输和共存传输。在波导与反对称粗糙度的侧壁，另一种制度的扩散输运可能会出现。我们的研究可以揭示所谓的平方梯度散射的作用，这通常是在文献中被忽略，但是，可以给一个强大的影响传输。
2010-12-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Ballistic vs. diffusive transport in metals
本文基于玻尔兹曼输运模型揭示金属中电子弹道输运弱于扩散输运的反直觉现象，归因于飞秒级碰撞导致平均自由程可忽略，并通过连续波与脉冲光实验验证，为复杂金属纳米结构的非热电子分布建模提供新途径。
2024-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.optics
Temperature Profile for Ballistic and Diffusive Phonon Transport in a Suspended Membrane with a Radial Symmetric Heat Source
我们已经计算了声子热输运的温度分布在一个径向对称的热源在两个极端情况下，无论是完全弹道或完全扩散运输的悬浮膜。理论结果证实，仅从径向温度分布就可以区分这两种传输机制。模型也进行了比较，用40纳米厚，独立的氮化硅膜低于1 K通过使用隧道结（SINIS）温度计测量的实验数据。所测得的温度分布定性地与弹道模型一致。
2010-08-30 cond-mat.mes-hall
Nonlocal Spin Dynamics in the Crossover from Diffusive to Ballistic Transport
改进的制造技术使得超净石墨烯器件中的弹道输运和前所未有的自旋操纵成为可能。石墨烯中的自旋输运通常在非局域自旋阀中进行探测，并使用自旋扩散理论进行分析，但当电荷输运变成弹道或自旋扩散长度异常长时，该理论不一定适用。在这里，我们通过对石墨烯非局域自旋阀进行量子模拟来研究这些机制。我们发现，传统的自旋扩散理论未能捕捉到弹道制度的交叉，以及长的自旋扩散长度的限制。我们表明，后者可以描述目前的理论框架的扩展。最后，通过覆盖整个自旋动力学范围，我们的研究开辟了一个新的视角来预测和审查石墨烯和其他二维材料基超净器件中的自旋输运。
2020-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Crossover from ballistic to diffusive thermal transport in quantum Langevin dynamics study of a harmonic chain connected to self-consistent reservoirs
通过一个精确的分析，使用量子朗之万动力学，我们证明了从弹道到扩散的热传输在一个谐波链与每个站点连接到欧姆热库的交叉。在边界处的两个热浴的温度是从之前指定的，而内部热库的温度是通过要求在稳定状态下，平均而言，在任何这样的（自洽的）库与谐波链之间没有热流来自洽地确定的。我们研究的本质是，有效的平均自由程分离的弹道制度的运输从扩散一个自然出现。
2008-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Antiferromagnetic magnon pseudospin: Dynamics and diffusive transport
我们制定了一个理论描述的反铁磁振子及其输运的相关的赝自旋。这个公式的必要性和强度来自于反铁磁本征模，该本征模是由自旋向上和自旋向下的磁振子的叠加形成的，取决于材料的各向异性。因此，一个类似于自旋1/2电子的描述被证明，同时占反铁磁本征模的玻色子性质。引入赝自旋化学势和赝场的概念，并将磁振子自旋与赝自旋联系起来，可以对具有任何各向异性和相互作用的反铁磁绝缘体中的扩散自旋输运进行一致的描述。采用的形式主义发展，我们阐明了最近的非局域自旋输运实验的一般特点，在反铁磁绝缘体托管具有不同的极化磁振子。本文发展的赝自旋形式对任何耦合玻色子对都是有效的，并且可能在包括相互作用玻色子模的其他系统中有用。
2020-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Controlling diffusive transport in confined geometries
我们分析了布朗粒子在具有周期性变化截面的窄通道中的扩散输运。几何约束导致熵障碍，颗粒必须克服以在传输方向上前进。的运输特性表现出独特的行为，这是在观察到的运输与纯粹的能量障碍的潜力。通过调节通道的几何参数，可以有效地调节输运和扩散性质。一个突出的例子是特定信道参数的扩散的最大化增强。通道形状的作用的理解提供了一种设计的风格化的通道，其中的质量的运输可以有效地优化的可能性。
2010-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
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
Unambiguous Simulation of Diffusive Charge Transport in Disordered Nanoribbons
针对无序二维系统扩散输运区间难以数值观测的问题，本文采用新型线性标度时间分辨方法，成功实现直流输运特性推导及弹道、扩散、局域化三种输运区间的观测。
2024-09-18 cond-mat.mes-hall
Diffusive Transport Enhanced by Thermal Velocity Fluctuations
本文研究了热速度波动对两种不可区分流体混合物中有效扩散系数的贡献。扩散输运的增强依赖于系统尺寸L，在准二维系统中按\ln（L/L_0）增长，而在三维系统中按L_0^{-1}-L^{-1}增长，其中L_0为参考长度。一个简单的波动流体动力学理论的预测相比，从粒子模拟和有限体积求解器和良好的协议观察到的结果。我们的研究结果最终表明，非线性平流项需要保留在波动流体动力学方程时，在小尺度有限系统的传输建模。
2011-04-25 cond-mat.mes-hall
Transport of interacting electrons in arrays of quantum dots and diffusive wires
本文从理论上详细研究了库仑相互作用对混沌量子点阵列和扩散金属线中电子输运的影响。采用实时路径积分技术，我们制定了一个新的Langevin型的方法，它利用了散粒噪声和介观导体中的相互作用效应之间的直接关系。借助于这种方法，我们建立了一维量子点阵列Fano因子的一般表达式，并导出了对电流的相互作用修正的完整公式，它包含了以前对各种准一维和准一维无序导体所得到的所有微扰结果，并将这些结果推广到尚未探索的领域。
2004-02-11 cond-mat.mes-hall
Coherent low-energy charge transport in a diffusive S-N-S junction
研究了具有高透明Nb-Cu界面的扩散介观Nb-Cu-Nb约瑟夫森结的电流-电压特性。我们考虑低压和高温状态eV<ε_{c}< k_{B} T，其中epsilon_{c}是Thouless能量。在微波辐射下观察到的过剩电流和次谐波夏皮罗台阶表明发生了低能相干多重Andreev反射（MAR）。
2001-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Diffusive-Ballistic Crossover and the Persistent Spin Helix
传统的输运理论侧重于扩散或弹道制度，忽略了两者之间的交叉区域。在自旋-轨道耦合的存在下，输运方程仅在自旋旋进角很小的扩散区是已知的。本文发展了一个适用于特殊SU（2）对称自旋轨道耦合系统的扩散-弹道交叉的半经典输运理论。该理论也是有效的，在物理上有趣的制度，自旋进动角是大的。我们得到了具有自旋轨道耦合的二维和三维样品的密度和自旋结构因子的精确表达式。
2007-08-27 cond-mat.mes-hall
Monte Carlo Study of Temperature-dependent Non-diffusive Thermal Transport in Si Nanowires
非扩散热输运由于其对材料声子平均自由程分布的基本理解和许多纳米级能量应用的重要意义，近年来获得了广泛的研究兴趣。在这项工作中，我们系统地研究了边界散射和纳米线长度的作用，在薄硅纳米线的非扩散热输运通过严格求解声子玻尔兹曼输运方程，使用方差减少Monte Carlo技术在一个温度范围内。模拟使用完整的声子色散和光谱寿命数据从第一性原理密度函数理论计算作为输入，没有任何可调参数。我们的BTE模拟结果表明，纳米线的长度起着重要的作用，在决定硅纳米线的热导率。此外，我们的模拟结果表明，先前测量的硅纳米线显着的声子约束效应。这些发现对于全面理解硅纳米线中的微观非扩散热输运具有重要意义。
2017-01-01 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Intermediate diffusive-ballistic electron conduction around mesoscopic defects in graphene
本研究利用扫描隧道电位法结合格子玻尔兹曼模拟，探究石墨烯介观缺陷周围的电子输运，发现中间扩散-弹道输运区的存在，揭示缺陷尺寸、形状与平均自由程对输运特性的影响。
2025-10-02 cond-mat.mes-hall
Quantum Chaos and Diffusive Transport from Geometric Randomness
International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research（理论科学国际中心，塔塔基础研究所）
该研究证明几何随机性可独立产生量子混沌与扩散输运，通过分析随机局域树状分层图上的无相互作用量子粒子，揭示了层大小、有效维度对混沌及输运行为的调控作用。
2026-07-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Heat vortexes of ballistic, diffusive and hydrodynamic phonon transport in two-dimensional materials
本文基于Callaway模型下的声子玻尔兹曼输运方程（BTE），研究了二维多孔或带状结构中的热涡旋。首先，在频率无关的假设下，分别研究了法向（N）散射和电阻（R）散射的热效应。并以石墨烯中的热涡旋为例进行了研究。结果发现，热涡可以出现在弹道（罕见的R/N散射）和流体动力学（N散射占主导地位）制度，但消失在扩散（R散射占主导地位）制度。只要没有足够的R散射，热涡可以出现在目前的模拟。
2020-09-26 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Two-terminal transport in biased lattices: transition from ballistic to diffusive current
Kirensky Institute of Physics（基连斯基物理研究所）；Siberian Federal University（西伯利亚联邦大学）
研究偏置晶格中量子传输的弹道到扩散转变，分析化学势差异对弹道和扩散传输的影响。
2024-11-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Ballistic-diffusive Phonon Heat Transport across Grain Boundaries
采用原子-连续介质并行方法，结合相干声子脉冲模型，模拟了热脉冲在单晶中的传播过程。利用基于声子玻色-爱因斯坦分布的热脉冲，再现了单晶和多晶材料中的声子聚焦现象。模拟结果提供了可见的证据，即热脉冲在具有或不具有GB的结晶固体中的传播是部分弹道和部分扩散的，即，存在弹道和扩散热传输的共存，其中长波长声子弹道地行进，而短波长声子彼此散射并扩散地行进。为了获得定量的了解GB的热阻，跨GB传输的动能进行监测的飞行和时间依赖的能量传输为每个标本进行测量，相干和非相干声子传输的能量传输的贡献估计。模拟结果表明，GB的存在下修改的热输运的性质，与相干的长波声子主导的热传导与GB的材料。此外，还发现声子与带隙的相互作用可以导致带隙的重构。
2017-04-27 cond-mat.mes-hall
Ballistic-diffusive model for heat transport in superlattices and the minimum effective heat conductivity
半导体超晶格由于具有很低的热导率而引起了人们的极大兴趣。这使得它们特别适合于应用在各种设备的热电发电的能量，热控制在纳米长度尺度等，最近的实验已经证实，在室温下的超晶格的有效热导率有一个最小的非常短的时间内（在纳米的顺序），因为一些动力学计算以前曾预计。这项工作将显示在纳米一维多层系统的热传输的热力学理论的进步，考虑弹道和扩散热通量，这两者都是由Guyer-Krumhansl本构方程描述的分离。的色散关系，来自弹道和扩散热传输方程，被用来推导出的超晶格的有效热导率，并解释最小的有效热导率。
2019-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium Transport in Superconductor/Ferromagnet/Superconductor Diffusive Junctions: Interplay between Proximity Effect and Ferromagnetism
发展了扩散超导体/弱铁磁体/超导体（SFS）结的I-V特性理论。我们表明，交换场$h$的铁磁体表现为一个额外的电导峰在$eV \sim Δ+h$在相位相干制度，当无扰能量的超导序参量的顺序。过剩电流表现出对交换场的非单调依赖性和非平凡的温度行为，这强烈地受到交换场的温度依赖性的影响。
2006-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-dephasing anisotropy for electrons in a diffusive quasi-1D GaAs wire
我们提出了一个数值研究的电子自旋系综的退相扩散准一维GaAs线由于D 'yakonov-Perel'自旋退相机制。当线的宽度小于自旋旋进长度，Rashba和线性Dresselhaus自旋轨道场的强度相等时，发现线的自旋退相受到很强的抑制，这种抑制表现出对线相对于晶格的取向的很强的依赖性。现实情况下的相关性进行评估，通过研究这种效果如何降低偏离强度的Rashba和线性Dresselhaus字段，并列入三次Dresselhaus长期。
2008-10-08 cond-mat.mes-hall
Fast transport and relaxation of vibrational energy in polymer chains
我们研究了在退相干存在下，低聚物链中通过光学声子带的弹道振动能量输运。在连续极限的时空表示中，得到了激发密度的精确解，并利用该解表征了能量输运的时间和强度。三种传输机制，如弹道，扩散和定向扩散制度，发生在不同的距离和时间范围。两个扩散机制之间的交叉是连续的，而弹道和扩散机制之间的切换发生在不连续的方式，根据最近的实验数据在全氟烷烃的能量传输。
2014-10-22 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Pseudo-diffusive magnetotransport in graphene
研究了在任意掺杂和磁场作用下宽、短弹道石墨烯结的输运性质。对于任何电流累积量，在狄拉克点处都没有观察到对磁场的依赖性，就像在经典的扩散系统中一样，在正常石墨烯-正常和正常石墨烯-超导体结中。然而，这种伪扩散制度是非常脆弱的掺杂在有限领域。我们确定的交叉场抑制和一个正常的弹道输运制度中的磁场掺杂参数空间，并提供了一个物理解释的相图。值得注意的是，伪扩散运输恢复远离狄拉克点共振朗道水平在高磁场。
2007-04-03 cond-mat.mes-hall
Diffusive transport from spatially correlated random phase kicks
Zhejiang Normal University（浙江师范大学）
研究单粒子波包在一维晶格中受有限空间相关长度的周期性随机相击影响的动力学，发现相击抑制弹道传输并诱导扩散，推导出扩散系数的解析表达式，为周期驱动晶格系统中的扩散提供可检验预测。
2026-05-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
A Simple Boltzmann Transport Equation for Ballistic to Diffusive Transient Heat Transport
需要开发简化但准确的理论方法来处理所有长度和时间尺度上的热传输，以进一步实现科学见解和技术创新。使用简化形式的玻尔兹曼输运方程（BTE），最初开发的电子输运，我们演示了如何弹道声子效应和有限速度传播很容易和自然地捕获。我们展示了这种方法如何与声子BTE进行比较，并且很容易处理完整的声子色散和能量依赖的平均自由路径。瞬态热传输的研究表明i）接触处的基本温度跃变如何简单地取决于弹道热阻，ii）在任何长度的样品中，声子传输在早期接近弹道极限，iii）热传导的感知减少，当存在弹道效应时，其源于温度梯度的减小。重要的是，这个框架可以完全按照Cattaneo和双曲型热方程来重新构建，我们讨论了捕获弹道热效应的关键是如何使用正确的物理边界条件。
2015-01-21 cond-mat.mes-hall
Unified Semiclassical Theory of Nonlinear Hall Effect:Bridging Ballistic and Diffusive Transport Regime
本文基于Boltzmann输运方程建立统一半经典框架，结合广义边界条件桥接弹道与扩散输运区域，揭示非线性霍尔效应源于Berry曲率偶极子与Fermi面积分的竞争，为有限尺寸系统提供理论见解与分析工具。
2025-08-10 cond-mat.mes-hall
Crossover from Diffusive to Superfluid Transport in Frustrated Magnets
我们调查的自旋输运的磁相图的阻挫反铁磁绝缘体，并揭示了一个急剧的修改的运输制度从自旋扩散自旋超流。采用三角形晶格占最近邻和次最近邻交换相互作用与易平面各向异性，我们进行原子自旋模拟的两端配置在整个磁相图。我们发现，只要基态磁矩保持在平面内，无论磁配置是铁磁，共线或非共线反铁磁，该系统表现出自旋超流行为与设备的输出是独立的交换相互作用的值。当磁阻挫大到足以与易平面各向异性竞争并使磁矩倾斜出平面时，自旋输运逐渐向扩散区发展。研究了磁相界附近自旋超流的稳定性，揭示了铁磁相变附近{ \em近似}自旋超流的可能性。
2021-03-29 cond-mat.mes-hall
A Lévy flight for electrons in graphene: superdiffusive-to-diffusive transport transition
本文提出含幂律直径圆形静电簇的石墨烯纳米带电子 Lévy flight 器件，数值揭示能量升高时输运由超扩散转为扩散，并归因于远离 Dirac 点导致的手性对称性破缺。
2023-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Optically induced spin-dependent diffusive transport in the presence of spin-orbit interaction for all-optical magnetization reversal
我们考虑了短脉冲激光作用下不同自旋轨道相互作用机制对退磁过程的影响。垂直磁化的薄膜如果有足够强的自旋霍尔、斜散射和Rashba相互作用，则可以发生全光磁化反转。在存在自旋-轨道相互作用的情况下，瞬态电荷电流提供横向自旋电流和累积的产生，其最终对磁化施加自旋转移力矩。通过将光激发的自旋相关扩散输运与由于斜散射、自旋-霍尔、逆自旋-霍尔和Rashba相互作用引起的自旋和电荷电流结合到一个数值模型中，我们证明了超快全光磁化反转的可能性。这一认识引发了有趣的，更深入的实验研究自旋轨道相互作用机制的作用，在优化结构的全光学磁化反转。
2016-07-15 cond-mat.mes-hall
Carbon Nanotube Thermal Transport: Ballistic to Diffusive
我们建议用l_0/（l_0+L）来描述能量传输，其中l_0是平均自由程，L是系统长度。该公式适用于碳纳米管（CNT）中的热传导。热传导计算表明：（1）室温下，单壁碳纳米管（SWCNTs）的热导率与碳纳米管直径成正比，多壁碳纳米管（MWCNTs）的热导率与碳纳米管直径的平方成正比。(2)由于碳纳米管振动模式的对称性，界面在碳纳米管的热传导中起着重要的作用。(3)当声子平均自由程与碳纳米管的长度L相当时，热导率κ与L^α成正比。数值计算发现，Umklapp散射过程的有效指数α随着温度的升高而减小，且对单壁碳纳米管的直径不敏感。对于短的单壁碳纳米管（<0.1 μm），我们发现在室温下α \approx为0.8。这些结果与最近的实验结果一致。
2005-10-21 cond-mat.mes-hall
A Variational Approach to Extracting the Phonon Mean Free Path Distribution from the Spectral Boltzmann Transport Equation
声子玻尔兹曼输运方程（BTE）是研究非扩散热输运的有力工具。在这里，我们开发了一种新的通用变分方法来解决的BTE，使声子平均自由程（MFP）分布的实验探索非扩散运输的提取。通过利用已知的傅立叶解作为试函数，我们提出了一种直接的方法来计算的有效导热系数从BTE。我们证明了这种技术的瞬态热光栅（TTG）的实验，这是一个有用的工具，研究非扩散热输运和探测材料的平均自由程（MFP）分布。我们得到了一个封闭的形式表达的抑制功能，是材料依赖性，成功地解决了在过去使用的抑制功能的非普遍性，同时提供了一个通用的方法来研究在非扩散制度的热性能。
2015-11-29 cond-mat.mes-hall
Ellipticity effects on diffusive magnon spin and heat transport in easy-plane ferromagnets
Universidad de La Frontera（拉弗龙特拉大学）；Universidad Tecnológica Metropolitana（大都会科技大学）
本文研究了易平面铁磁体中椭圆磁旋的扩散输运，通过推导磁旋色散关系和磁旋从Landau-Lifshitz-Gilbert方程出发，结合玻尔兹曼输运方程和扰动分析，得到了磁旋和热导率，揭示了椭圆性对磁旋输运系数的影响，并预测了磁旋热输运的增强效应。
2026-05-19 cond-mat.mes-hall
Observation of ballistic-diffusive thermal transport in GaN transistors using thermoreflectance thermal imaging
为了开发有效的GAN晶体管热管理策略，必须准确预测器件结温。由于器件中的热生成宽度与GAN的声子平均自由程相当，声子弹道输运存在并且可以显著影响热输运过程，这需要彻底理解GAN晶体管中声子弹道效应的影响。本文采用热反射热成像TTI结合混合声子Monte Carlo扩散模拟方法，通过测量热点温度，研究了GaN on SiC器件中的弹道-扩散声子输运。在GAN层的顶部制造一系列Au加热器，以定量地模拟器件操作期间的不同热源分布。实验和模拟结果显示了良好的一致性，都表明声子弹道效应可以显着提高热点温度。随着热源尺寸的减小，基于傅里叶定律的预测误差增大，这就强调了在器件热模拟中仔细考虑声子弹道输运的必要性。
2023-02-16 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Shot noise in generic quantum dots: crossover from ballistic to diffusive transport
我们研究散粒噪声耦合到两个引线的通用量子点，并允许任意强度的衍射杂质散射内的点。弹道量子点具有混合的经典相空间，其中规则和混沌区域共存。在没有无序的情况下，噪声被系统地抑制到完全混沌系统的普遍值以下，其量随引线的位置而变化。这种抑制是由于通过规则区域和沿短混沌轨道的运输的确定性，并通过增加散射率，这是通过使用随机矩阵理论的泊松核纳入消失。
2002-08-08 cond-mat.mes-hall
From diffusive to ballistic transport in etched graphene constrictions and nanoribbons
石墨烯纳米带和收缩被设想为未来碳基纳米电子和自旋电子器件的基本组成部分。在纳米尺度下，这些器件中的电子效应在很大程度上取决于有源沟道的尺寸和边缘的性质。因此，控制这两个参数对于理解此类系统中的物理至关重要。本文从低温量子输运的角度综述了石墨烯纳米带的制备和收缩的研究进展。特别是，最近的进展，使用封装的石墨烯允许量子化电导和未来的实验对探索这些设备中的自旋效应。讨论了高质量样品中载流子不均匀性和对输运起关键作用的重要长度尺度的影响。
2017-06-29 cond-mat.mes-hall
Modeling quasi-ballistic transient thermal transport with spatially sinusoidal heating: a McKelvey-Shockley flux approach
弹道声子效应产生于与平均自由程相当的长度尺度上，导致非扩散热流并改变材料的热性质。精确捕获非扩散传输物理的简单理论模型对于实验分析、技术设计和提供物理见解是有价值的。在这项工作中，我们利用和扩展的McKelvey-Shockley（McK-S）通量方法，一个简单而准确的框架，调查提交给一个空间正弦加热分布的瞬态声子输运的弹道效应，模拟瞬态热光栅。我们首先通过扩展以前的McK-S公式，包括非弹性散射，然后获得在单声子能量的情况下（灰色近似）的解析解，并显示这种方法可以很容易地支持一个完整的声子色散和平均自由程分布。计算结果与实验数据一致，并与扩散和弱准弹道输运体系中声子玻尔兹曼输运方程的解进行了比较。我们讨论了弹道和非平衡物理的作用，并表明，非弹性散射是关键检索热方程解的扩散限制。总的来说，McK-S通量方法，它采取的扩散方程的形式，被证明是一个简单而准确的框架，适用于从弹道扩散运输制度。
2017-04-20 cond-mat.mes-hall
Tunable Surface Conductivity in Bi2Se3 Revealed in Diffusive Electron Transport
我们证明了弱反局域化效应可以作为一种方便的方法来检测拓扑绝缘体薄膜中的去耦表面输运。在体费米表面与表面态共存的制度下，低场磁导性很好地描述了由Hikami-Larkin-Nagaoka方程的非相互作用电子的单组分输运。当电子密度降低时，磁输运行为偏离了单组分描述，并且在底部和顶部表面发现了独立的导电通道。磁场依赖的部分，由于塞曼能量的电导率的修正被证明是可以忽略不计的，尽管不可忽略的电子-电子相互作用。
2011-04-27 cond-mat.mes-hall
Non-diffusive Lattice Thermal Transport in Si-Ge Alloy Nanowires
我们提出了一个计算的晶格热导率的硅锗纳米线（NWs）的基础上解决玻尔兹曼输运方程的抽样声子平均自由程的蒙特卡罗方法。我们增加了以前的工作与完整的声子色散和部分扩散动量依赖镜面模型的边界粗糙度散射。我们发现，声子飞行是由几个μm以上的长自由飞行的混合中断的短飞行的突发，导致在一个沉重的尾部分布的飞行长度，通常遇到的Lévy步行动力学。因此，在硅锗纳米线声子运输既不完全弹道也不扩散，而是，它落入一个中间制度称为超扩散，其中热导率的规模与作为$κ\propto L^α$的NW的长度与长度依赖性$α\approx 0.33$的指数在广泛的范围内的线长度10纳米$<L<$ 10 $μ$ m的直径和粗糙度无关。我们的结论是，在硅锗合金纳米线的热导率是长度依赖于高达10 $μ$ m，因此可以调整热电应用。
2016-10-26 cond-mat.mes-hall
Diffusive nature of thermal transport in stanene
利用声子玻尔兹曼输运理论和基于密度泛函理论的计算，我们发现锡烯具有较低的热导率。对于1 $\times$ 1 $μ$ m $^{2}$（$L\times W$）的样品尺寸，在室温下，沿着Z字形和扶手椅方向的晶格热导率分别为10.83 W/m-K和9.2 W/m-K，表明热传输的各向异性。热导率的低值是由于晶体中的大非谐性导致高Grüneisen参数和低群速度。室温下的有效声子平均自由程约为17 nm，表明锡烯中的热输运是完全扩散性质的。此外，我们的研究带来了贡献的声子分支的相对重要性，并揭示，在非常低的温度下，晶格热导率的贡献来自弯曲声学（ZA）分支，在较高的温度下，它是由纵向声学（LA）分支占主导地位。我们还表明，锡烯的晶格热导率可以通过调整样品尺寸和在边缘处产生粗糙表面来进一步降低。锡烯晶格热导率的这种可调谐性表明其在热电器件中的应用。
2016-04-28 cond-mat.mes-hall
Diffusive density response of electrons in anisotropic multiband systems
我们明确地计算了各向异性多带系统中存在的杂质，包括长程无序的密度-密度响应函数与保存顶点校正。正确地考虑了顶点修正的方向依赖性，以获得由费米表面上的分量输运弛豫时间和速度的组合给出的扩散常数。我们还研究了各种各向异性系统的扩散密度响应，提出了相应的扩散常数的一些经验规则，并证明了考虑输运弛豫时间的组分依赖性对于正确解释各向异性系统的输运性质是至关重要的，特别是在每个方向上具有不同幂律色散的各种拓扑材料。
2022-09-26 cond-mat.mes-hall
Sub-Kelvin Lateral Thermal Transport in Diffusive Graphene
在这项工作中，我们报告了热载流子在石墨烯中的扩散，在足够大的长度尺度上，载流子不会在晶体中被热化。载流子被注入到石墨烯的一个位置，并研究其热传输作为施加的功率和距离热源的函数，高达几十微米远。超导接触防止热载流子的向外扩散，以隔离电子-声子耦合作为热弛豫的唯一通道。作为局部温度计，我们使用作为温度函数单调变化的普适电导波动的幅度。通过同时测量电子温度，我们观察到一个热梯度，这是由于电子-声子冷却和横向热流之间的竞争。
2019-01-14 cond-mat.mes-hall
Enhancement of Diffusive Transport by Nonequilibrium Thermal Fluctuations
本文研究了两种相同流体的混合物中热速度波动对流对有效扩散系数的贡献。由于浓度波动和平行于浓度梯度的速度波动之间的长程相关性，在有限浓度梯度系统中的稳态扩散通量得到增强。扩散输运的增强取决于系统尺寸L，并且在准二维系统中以\ln（L/ L_{0}）的形式增长，而在三维系统中以L_{0} ^{-1}-L^{-1}的形式增长，其中L_{0}是参考长度。一个简单的波动流体力学理论的预测，密切相关的二阶模式模式耦合分析，比较粒子模拟和有限体积求解器的结果，并观察到良好的协议。我们阐明了直接连接到有限系统中的速度自相关函数的长时间尾部，以及在分子动力学计算中采用的有限尺寸修正。我们的研究结果最终表明，非线性平流项需要保留在波动流体动力学方程时，在小尺度有限系统的传输建模。
2011-05-10 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
