Gain in quantum cascade lasers and superlattices: A quantum transport theory
利用非平衡格林函数理论计算了电流驱动半导体异质结器件的增益。为了处理非平衡分布自洽的理论的完整的两个时间结构，而不依赖于任何种类的Kadanoff-Baym Answer。如果考虑自能的变化，则结果与电磁场的选择无关。与量子级联激光器的实验增益谱得到了很好的定量一致。对半导体超晶格的计算表明，简单的二次微带输运模型在室温下对大的微带宽度给出了可靠的结果
2002-07-02 cond-mat.mes-hall
Interface roughness transport in THz quantum cascade detectors
基于量子级联的红外探测器已经被提出来抑制暗电流，暗电流被认为是量子阱红外探测器中的限制因素。这些探测器主要设计用于3- 5 um和8- 12 um的波长范围。对于在THz范围内操作的探测器，预期传输状态的完全改变，因为光子能量低于纵向光学（LO）声子能量。使用二维码的运输，我们已经确定界面粗糙度（IR）的关键相互作用，在这样的结构。我们已经使用扫描透射电子显微镜（STEM）来评估IR参数（粗糙度和缺陷之间的平均距离的大小），而不是经典的迁移率测量。最后，我们使用这些参数来研究它们对器件电阻的影响。
2009-10-28 cond-mat.mes-hall
Sequential resonant tunneling in quantum cascade lasers
考虑到明确的弹性散射的二维子带之间的顺序共振隧穿输运模型进行了研究。它是比较量子级联激光器的共振隧穿过程中进行的运输测量是已知的占主导地位。在很大的电流，温度和器件结构范围内，实验和理论之间的良好协议。
2008-10-01 cond-mat.mes-hall
Simulation of Transport and Gain in Quantum Cascade Lasers
量子级联激光器可以在不同的方法层次内建模：能级中电子密度的标准速率方程，微观分布函数的半经典玻尔兹曼方程，以及包括状态之间的相干演化的量子动力学。本文提出了一种基于非平衡格林函数的量子输运方法。这允许对器件的传输和光学增益进行定量模拟。将电流密度分为两个部分表明，半经典跃迁可能主导Sirtori等人的原型器件的输运，但对于最近的每周期只有几层的太赫兹激光器则不然。许多粒子的影响是非常依赖于异质结构的设计，并在这里考虑的情况下，包含在Hartree Fock水平的电子-电子相互作用，提供了一个相当大的变化吸收，但只赋予一个微小的位移的增益峰值。
2003-04-24 cond-mat.mes-hall
Density Matrix Modeling of Quantum Cascade Lasers without an Artificially Localized Basis: A Generalized Scattering Approach
我们推导了量子级联激光器的密度矩阵理论，通过广义散射超算符描述了散射对相干性的影响。该理论使定量建模QCL，包括本地化和隧道效应，使用定义良好的能量本征态，而不是临时本地化的基础状态所需的大多数以前的DM模型。我们的微观散射方法也消除了现象学过渡或退相速率的需要。我们讨论的物理解释和数值实现的理论，提出了一套能量分辨和热平均方程，可用于详细或紧凑的设备建模。我们通过模拟一个高性能的谐振声子太赫兹（THz）QCL设计，不能很容易或准确地使用传统的DM方法建模，说明了理论的应用。我们表明，该理论的列入相干性是至关重要的描述本地化和隧道效应与实验一致。
2017-08-25 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Temporal Coherence Governs Heat Transport of Zone-Folded Phonons
Southwest Jiaotong University（西南交通大学）；The University of Tokyo（东京大学）；Ecole Polytechnique（巴黎综合理工学院）；Tongji University（同济大学）；Harbin Institute of Technology（哈尔滨工业大学）；Aix-Marseille Université（艾克斯-马赛大学）
研究从时间相干性角度探讨声子传输，发现区折叠声子的内在相干性主导超短周期超晶格的热传导增强，而Wigner传输方程对带折叠的影响较小。
2026-03-31 cond-mat.mes-hall
Quantum transport calculations for quantum cascade laser structures
我们应用基于非平衡格林函数的量子输运理论的量子级联激光器（QCL）结构，同时处理通过注入器区域的传输和由于在有源区的散射弛豫。量子动力学方程求解自洽使用自能界面粗糙度和声子散射过程内的自洽玻恩近似。通过这种方式，我们获得了电流密度J和给定能量E下的平均电子分布f（E），作为施加偏压的函数。作为一个测试案例，我们将理论应用于文献中报道的GaAs/Al_ xGa_{1-x} As QCL结构。理论结果重现良好报道的电压-电流（V-I）测量，也表明在一个偏置的人口反转，同意以及在观察到激光的电流和字段的范围。
2001-09-10 cond-mat.mes-hall
Partially coherent electron transport in terahertz quantum cascade lasers based on a Markovian master equation for the density matrix
推导了适用于量子级联激光器的单电子密度矩阵的马尔可夫主方程。该方程保持了密度矩阵的正性，包括非对角元素（相干性）以及面内动力学，并考虑了电子与声子和杂质的散射。我们使用该模型来模拟太赫兹频率QCL，并通过非平衡格林函数（NEGF）与实验和模拟的结果进行比较。当QCL偏向最佳激光时，我们得到了与实验和NEGF非常好的一致性。对于所考虑的设备，我们表明，相干性的幅度可以是一个显着的分数的对角矩阵元素，这表明它们的重要性时，描述太赫兹QCL。我们表明，在平面内的能量分布可以偏离远离加热麦克斯韦分布，这表明简化的密度矩阵模型中的热化子带的假设是不够的。我们还表明，电流密度和子带职业放松对他们的稳态值在非常不同的时间尺度。
2016-04-04 cond-mat.mes-hall
Boltzmann transport from density matrix theory: interband and intraband coherences
为了解释强自旋-轨道耦合系统中电子散射时间零阶的反常/自旋霍尔电导率和自旋-轨道矩，通过手工加入带间相干效应，扩充了弱无序势情况下的Boltzmann输运理论.本文从分析单粒子密度矩阵在布洛赫表象中的运动方程出发，系统地导出了这些带间相干项。非平衡密度矩阵的带间元素只与带间相干响应的一部分有关。平衡态密度矩阵中的非对角元素是产生修正玻尔兹曼方程中坐标移动反常驱动项的关键。此外，带内相干性是固有的玻尔兹曼方程，其异常/自旋霍尔电导率的贡献是参数相同的带间相干性。
2018-11-15 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium Green's function theory for transport and gain properties of quantum cascade structures
采用非平衡格林函数（NGF）理论研究了量子级联（QC）结构的输运和增益特性，该理论包含了超出玻尔兹曼输运描述的量子效应。在神经生长因子理论中，我们包括界面粗糙度，杂质，和电子-声子散射过程内的自洽玻恩近似，和电子-电子散射的平均场近似。有了这个理论，我们得到的非平衡稳态QC结构下施加的偏压的描述，因此，我们确定的传输特性，如这些结构的电流-电压特性。我们定义了两个贡献的电流，一个贡献驱动的散射自由部分的哈密顿量，和其他驱动的散射哈密顿量。我们发现，在这些结构中的电流的主要部分，在简单的超晶格结构相比，主要是由散射哈密顿量。此外，通过考虑结构的稳态对所施加的光场的线性响应，我们确定了线性极化率，从而确定了结构的增益或吸收光谱。从更严格的神经生长因子理论与更简单的模型得到的光谱的比较表明，在更简单的理论中，光谱往往被偏移到更高的值。
2002-12-03 cond-mat.mes-hall
Exploiting Coherence in Nonlinear Spin-Superfluid Transport
我们展示了超流自旋电流之间的干涉如何赋予自旋电路相干逻辑功能。虽然流体动力学方面的线性响应集体自旋输运干扰功能，我们专注于非线性制度，其中的临界超电流是敏感的凝聚物在一个循环的几何形状积累的相位。我们建议通过电子门控来控制这个相位，调节自旋凝聚相干长度。因此，自旋超流的非线性方面自然有助于逻辑门的构建，独特地利用集体自旋流的相干性。反之亦然，这种功能可以用来揭示自旋超流体的基本性质。
2017-07-04 cond-mat.mes-hall
Role of coherence in transport through engineered atomic spin devices
我们给出了工程原子自旋结构的量子力学描述的进一步步骤，通过推导Redfield型的主方程，支配原子自旋密度矩阵的动力学。通过将这种方法推广到特定的电荷密度矩阵，我们能够描述磁输运量，如平均非弹性电流和散粒噪声，可通过隧道光谱。我们的方法适当地描述了中度铅原子耦合制度的量子相干性的影响不能被忽视。我们对比我们的方法与现有的描述速率方程，并显示的例子中，相干效应是至关重要的理解物理的自旋极化隧道电流通过自旋结构。
2016-12-20 cond-mat.mes-hall
Coherence and Partial Coherence in Interacting Electron Systems
研究了电子输运在相互作用量子点中的相干性，并讨论了三种不同类型Aharonov-Bohm干涉仪中相干部分与通量灵敏电导的关系。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。我们预测共振峰周围的干涉信号的不对称性作为与自旋翻转过程相关的不相干的结果。此外，我们通过严格的计算表明，一阶贡献可以部分甚至完全相干。这与将一阶输运描述为非相干隧穿过程序列的顺序隧穿图形成对比。
2001-04-23 cond-mat.mes-hall
Spintronics: electron spin coherence, entanglement, and transport
近年来，构建电子自旋存储和传输信息的自旋电子器件的前景引起了人们的强烈关注。在这里，我们提出了一些我们的代表性的理论结果的三个基本方面的自旋电子学：自旋相干，自旋纠缠，自旋输运。特别是，我们讨论了电子材料中自旋弛豫和相干性的详细定量理论，在这个过程中解决了一个长期存在的难题，即为什么Al中的自旋弛豫非常快（与其他简单金属相比）。在自旋纠缠的研究中，我们考虑了耦合GaAs双量子点结构中的两个电子，并探讨了双量子点的希尔伯特空间。具体目标是严格评估所提出的基于自旋的量子点量子计算机架构的定量方面。此外，我们还讨论了自旋极化输运穿过超导体-金属界面的理论。特别是，我们研究Andreev反射，这使我们能够量化的程度载流子的自旋极化和界面散射的强度。
2000-03-17 cond-mat.mes-hall
Electronic transport in quantum cascade structures
从理论上描述了复杂多量子阱异质结构中的输运。该模型的重点是量子级联探测器，这是一个令人兴奋的挑战，由于结构的复杂性，包含7或8个不同宽度的量子阱。电子输运可以完全描述，没有任何可调参数。从一个子带到另一个子带的扩散是用标准的电子光学声子哈密顿量计算的，电子输运是由电子通过不同子带的所有可能路径的平行流动引起的。最后，给出了这种复杂器件的电阻的简单表达式，与实验结果吻合良好。该关系涉及从设备的一个周期到下一个周期的子带之间的转换速率的总和。这种关系表现为适用于复杂多量子结构的爱因斯坦关系。
2006-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Photon-induced carrier transport in high efficiency midinfrared quantum cascade lasers
用系综蒙特卡罗方法分析了具有高壁插效率的中红外量子级联激光器。模拟中考虑了载流子输运和腔场动力学，为分析和优化激光器工作提供了一种自洽的方法。结果表明，在低温下，光子发射和吸收可以支配这种器件中的载流子输运。此外，我们发现光子诱导散射可以强烈地影响子带内的动力学电子分布。我们的结果进行了验证，对现有的实验数据。
2011-07-27 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Numerically efficient density-matrix technique for modeling electronic transport in midinfrared quantum cascade lasers
提出了一种适用于中红外量子级联激光器的有效的密度矩阵模型。该模型是基于一个马尔可夫主方程的密度矩阵，其中包括面内动态，保持积极的密度矩阵，不依赖于现象学引入的失相时间。在能带结构中的非抛物性占一个三带k.p模型，其中包括传导，光空穴，和自旋轨道分裂带。我们比较模型的实验结果QCL的基础上晶格匹配，以及应变平衡的InGaAs/InAlAs异质结生长在InP。我们发现，我们的密度矩阵模型是在定量协议与实验阈值，并能够再现使用更昂贵的计算非平衡格林函数形式主义所获得的结果。我们比较我们的密度矩阵模型的半经典模型，其中的非对角元素的密度矩阵被忽略。我们发现，半经典模型高估了29%的阈值电流密度为8.5-um QCL基于晶格匹配异质结构和40%的4.6-um QCL基于应变平衡异质结构，表明需要包括非对角密度矩阵元素的准确描述中红外QCL。
2020-11-22 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent transport through quantum-dot Aharonov-Bohm interferometers
研究了自旋极化对相互作用量子点中电子输运相干度的影响。为此，我们确定运输制度中的相干程度可以通过一个正常的和一个铁磁铅的量子点Aharonov-Bohm干涉仪的电流中的Aharonov-Bohm振荡的可见性。对于这些制度，我们计算的可见性，因此，作为铁磁铅的自旋极化的程度的函数的相干度。
2010-11-03 cond-mat.mes-hall
Density matrix theory of transport and gain in quantum cascade lasers in a magnetic field
建立了量子级联激光器在外加磁场中电子输运和光学增益的密度矩阵理论。从一般的量子动力学处理出发，我们在非马尔科夫、马尔科夫和玻尔兹曼近似水平上描述了周期内和周期间的电子动力学。电子与纵向光学声子和经典光场的相互作用包括在本说明书中。原型结构的非马尔可夫计算揭示显着不同的增益谱的线宽和额外的极化特征相比，马尔可夫和玻尔兹曼的。尽管强烈反对的解释起源的运输过程中的非马尔可夫或马尔可夫和玻尔兹曼的方法，他们产生的电流密度的可比值。
2007-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
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
An extended density matrix model applied to silicon-based terahertz quantum cascade lasers
硅基太赫兹量子级联激光器（QCL）提供了优于现有III-V族器件的潜在优势。尽管已知相干电子输运效应在QCL中很重要，但在Si基器件设计中从未考虑过它们。我们描述了一个密度矩阵传输模型，该模型被设计成比以前的研究中的那些更一般，并需要较少的先验知识的电子能带结构，允许其使用在半自动化的设计程序。该模型的基础包括所有的状态，在周期间运输，我们的稳态解决方案扩展到超越的行波近似，包括DC和反向传播条款。我们模拟了束缚到连续Ge/SiGe QCL的潜在性能，发现具有4-5 nm厚势垒的器件具有最高的模拟光学增益。我们还研究了Ge和SiGe层之间的相互扩散的影响，我们表明，如果它是考虑到在设计中，相互扩散长度高达1.5 nm不会显着影响模拟器件的性能。
2012-06-01 cond-mat.mes-hall
Nanowire terahertz quantum cascade lasers
提出了一种利用纳米线轴向异质结制作量子级联激光器的方法。利用非平衡格林函数理论研究了它们载流子的耗散量子动力学。它们的传输和增益特性计算不同的纳米线厚度，从经典线制度的量子线制度。我们的计算表明，由纳米线提供的横向量子限制允许的最高工作温度的增加和电流密度阈值的大幅降低相比，传统的太赫兹量子级联激光器。
2014-10-07 cond-mat.mes-hall
Transport measurements of majorization order for wave coherence
该研究探究波相干性比较的优超序，证明功率分布、吸收等输运测量在幺正控制下保持优超序，低相干波的测量值范围更受限，为优超序的实验表征提供依据，深化输运相干性理解。
2024-08-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Density-matrix model for photon-driven transport in quantum cascade lasers
建立了一个含时的密度矩阵模型来研究量子级联激光器中的光子辅助电子输运。对于任意的场振幅，求解了存在光场时密度矩阵的马尔可夫运动方程。能级加宽项来自微观哈密顿量，取代了相关方法中经常采用的经验参数。我们表明，在量子级联激光器与对角设计，光子共振有一个显着的影响，电子动力学周围和以上的激射阈值，效果源于上，下激射状态之间的大空间分离。在考虑PA隧穿效应的情况下，电流密度和输出功率的计算值与实验值吻合较好。
2021-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Optimization of quantum cascade laser operation by geometric design of cascade active band in open and closed models
利用有效质量近似和矩形势近似，在开放纳米系统模型下，建立了置于恒定电场中的平面多层共振隧道结构的电子动态电导率理论，在封闭纳米系统模型下，建立了量子跃迁的振子力理论.对于实验上制备的四势垒分立级联量子级联激光器，证明了只有开级联模型中的动态电导率理论才能充分描述电子在恒定电场驱动下通过共振隧道结构输运时高频电磁场的辐射。
2013-09-25 cond-mat.mes-hall
Conical Intersections Shed Light on Hot Carrier Cooling in Quantum Dots
本文通过圆锥交叉级联模型，解释了不同表面配体量子点中热载流子冷却的超快动力学，揭示了配体通过电子或振动耦合影响弛豫行为的机制。
2025-08-10 cond-mat.mes-hall
Many-Body Coherence in Quantum Transport
本研究提出利用多体相干性控制电子输运，通过Hubbard算子开放量子系统技术消除库仑阶梯并产生负微分电阻，进而实现相干控制晶体管，开辟量子电子器件新方向。
2023-08-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Distinguishing coherent from incoherent charge transport in linear triple quantum dots
量子输运中的一个基本问题是量子相干性如何影响通过纳米结构的电荷转移。我们通过比较Lindblad密度矩阵描述与Pauli速率方程方法来解决线性三重量子点的这个问题，并分别分析相干和顺序电荷隧穿的相应零频率计数统计。还研究了由于失相引起的密度矩阵的衰减相干性的影响。我们的研究结果表明，散粒噪声和偏度，特别是在大耦合到排水水库的限制，所示的相干性的敏感性，可以用来明确地证明在三重量子点的电荷传输参与的相干过程。我们的分析结果是通过使用特征多项式的方法完全计数统计量。
2016-08-16 cond-mat.mes-hall
Energy transport and coherence properties of acoustic phonons generated by optical excitation of a quantum dot
从理论上研究了量子点在脉冲激发和连续波激发下的声子能量输运和声子的相干特性。对于脉冲激发，取决于脉冲面积和脉冲持续时间，有限数量的声子波包被发射，而对于连续波激发的情况下，一个序列的波包具有减小的振幅后产生的激发已经被switchedon.We表明，与所产生的声子的能量流是部分相关的相干声子振荡和部分非相干声子发射。能量转移到声子的效率和能量流的细节强烈地并且以非单调的方式依赖于表现出共振行为的拉比频率。然而，在cw激发的情况下，事实证明，转移到声子的总能量以单调的方式直接与拉比频率相关。
2014-06-10 cond-mat.mes-hall
Full counting statistics as a probe of quantum coherence in a side-coupled double quantum dot system
基于有效的粒子数分辨主方程，从理论上研究了电子通过侧耦合双量子点（QD）输运的全计数统计。结果表明，输运电流的高阶累积量比平均电流对量子相干性更敏感，可以用来探测双量子点系统的量子相干性.特别是，量子相干性在决定点间跳跃耦合区是否出现超泊松噪声时起着至关重要的作用，这取决于相应的点-铅耦合，当考虑传导电子的自旋时，相应的超泊松噪声值可以相对增强。此外，该超泊松噪声偏置范围取决于系统的单占据本征态，这因此表明可调谐的超泊松噪声器件。超泊松噪声的产生机制可以从量子相干性的相互作用和快、慢传输通道之间的有效竞争两个方面来理解。
2013-05-09 cond-mat.mes-hall
Wigner transport equation with finite coherence length
使用维格纳函数研究开放系统中的量子输运提出了严厉的批评。有些问题是由于假设感兴趣的系统外的电子动力学的相干长度为无穷大而引起的。在目前的工作中的维格纳函数的理论进行了修订，假设一个有限的相干长度。建立了一个新的动力学方程，对应于将Wigner动量移离实轴，并对一维势垒的情况进行了数值分析。
2013-09-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Phonon Coherence and Its Effect on Thermal Conductivity of Nanostructures
相干性的概念是电子学和光学中的基本现象之一。声子是自然界中除电子、光子之外的另一种重要的能量和信息载体。毫无疑问，探索声子相干性及其对热传导的影响将显著改变现实世界中热控制和管理的广泛应用的许多方面。迄今为止，相干效应在声子输运调控中的应用是一项具有挑战性的工作。本文综述了纳米材料和纳米结构中声子相干输运的研究进展。我们首先简要回顾了相干性的经典理论和量子理论。接下来，我们分别回顾了超晶格、纳米线和纳米网中声子相干性的研究进展，重点讨论了声子相干性对热导率的影响。最后介绍了利用光学相干理论直接探测声子相干性的最新进展。
2018-08-31 cond-mat.mes-hall
Quantum simulating the electron transport in quantum cascade laser structures
本文提出用一维光晶格中的超冷费米子原子来量子模拟量子级联激光器（QCL）结构中的电子输运。讨论了在激光作用的基础上，阱间（和阱内）相干隧穿与耗散衰变之间的竞争。为了验证所提出的模拟方案，我们在简化的一维模型中定量地解决了这种竞争。我们表明存在的模型参数之间的最佳关系，最大化粒子电流，人口反转（或其产品），和受激发射率。这证实了在冷原子光晶格模拟器中模拟QCL运行机制的概念，为解决新一代QCL设计中的开放问题（如电子-电子散射的影响和输运引起的噪声的起源）奠定了基础。
2021-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Transport in serial spinful multiple-dot systems: The role of electron-electron interactions and coherences
量子点是纳米级系统，其中载流子被限制在所有三个空间方向上。这样的纳米系统适合于量子力学的基础研究，并且是诸如量子信息处理的应用的候选者。提出了量子点的线性排列可以作为量子级联激光器的设想。在本工作中，我们研究了电子-电子相互作用对弱耦合到两个引线的自旋串联三重量子点系统输运的影响。我们发现，由于电子-电子散射过程的传输是使超越常见的单粒子传输通道。这表明，串行量子点中的情况本质上偏离了量子级联激光器等分层结构，其中相邻能级之间存在明确的单粒子共振对于器件操作至关重要。此外，我们检查泡利主方程的有效性，通过比较它与一阶冯诺依曼方法。在这里，我们证明了相干性是相关的，如果本征态的能量间距小于铅跃迁率乘以$\hbar$。
2016-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherence of polaronic transport in layered metals
层状体系表现出各向异性的输运性质。层间电导率显示了广泛的一类材料的一般温度依赖性。如果在不同温度下激活的两个不同通道中发生传导，则可以理解这一点。我们表明，可以解释使用极化子模型的运输的特征温度依赖性。结果显示了一个直观的解释层内的相干和非相干准粒子。此外，我们提取的结果的磁阻，热电势，光谱功能和光导模型，并讨论应用到实验中。
2004-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
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
Transition from population- to coherence-dominated nondiffusive thermal transport
McGill University（麦吉尔大学）
本文基于Wigner传输方程研究了高热导晶体绝缘体中非扩散热输运的转变，通过计算声子群体和相干的动力学，预测了CsPbBr3和La2Zr2O7在特定长度尺度下的热导率显著偏离体材料热导率。
2026-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Towards high-temperature coherence-enhanced transport in few-atomic layers heterostructures
利用量子相干性来大大提高在环境条件下工作的固态器件中的电荷传输效率的可能性将为破坏性的技术应用铺平道路。在这项工作中，我们解决的问题的量子输运的光生电子激发受退相和现场库仑相互作用。我们表明，运输到一个连续的状态代表金属收集器可以优化利用“超辐射”现象。我们证明，这是一个相干的效果，这是强大的对退相和电子-电子相互作用的参数范围内，这是兼容的实际实现在几个单层过渡金属氧化物（TMO）异质结构。
2019-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Rectified diode response of a multimode quantum cascade laser integrated terahertz transceiver
研究了太赫兹量子级联激光器中二极管的直流输运响应随激光电流的变化规律。的整体响应被描述为平行的贡献，由于二极管I-V的非线性和热激活的运输从激光场的整流。当激光器从单模改变到多模操作时，二极管响应中的突然跳跃，在输出功率中没有相应的跳跃，表明二极管和激光场之间的耦合取决于内部场的空间分布。结果表明，内部激光场直接耦合到集成二极管。
2016-05-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Density matrix Monte Carlo modeling of quantum cascade lasers
通过引入密度矩阵的元素，将载流子输运的半经典系综Monte Carlo方法扩展到非相干隧穿，这在量子级联激光器中起着重要作用.特别是，这种效应主导了电子输运穿过厚注入势垒，这是经常使用的太赫兹QCL设计。实现了量子力学退相的自洽模型，消除了对经验模拟参数的需要。我们的建模方法进行了验证，对不同类型的太赫兹QCL设计的实验数据。
2017-11-16 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Analytical expression for Risken-Nummedal-Graham-Haken instability threshold in quantum cascade lasers
本文得到了法布里-珀罗腔量子级联激光器（QCL）中Risken-Nummedal-Graham-Haken（RNGH）多模不稳定性阈值的封闭表达式。这个简单的解析表达式是一个通用的工具，可以很容易地应用于实际情况下，需要分析QCL的动态行为和估计其第二个阈值。我们的FP腔激光器模型考虑了载流子相干光栅和载流子布居光栅以及它们由于载流子扩散而产生的弛豫。在该模型中，RNGH不稳定性阈值分析使用二阶双正交微扰理论，我们确认我们的解析解与数值模拟的比较。特别是，该模型预测QCL中的第二阈值较低。这与文献中的实验数据非常吻合。
2016-09-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Transport Statistics of Interacting Double Dot Systems: Coherent and Non-Markovian Effects
我们正式推导出一个广义粗粒度的$n$解决主方程通过引入一个虚拟的检测器计数转移的电荷数在单电子输运。我们的方法可以方便地包括cohesiveness和Lamb移位计数统计。作为一个Lindblad型密度矩阵的马尔可夫例子，我们考虑了Born-Markov-Secular（BMS）近似，它是非马尔可夫动态粗粒化（DCG）方法的一种特殊情况。为了说明，我们考虑通过两个相互作用的水平，这是串联或串联耦合到两个铅举行不同的化学势的运输。结果表明，相干性可以强烈地影响（频率相关的）输运累积量：在串行的情况下，相干性的忽略将导致非物理电流通过断开的导体。在平行设置中的干涉效应可以导致强电流抑制与巨大的Fano因子和电报状的分布函数的转移电子，这是没有发现相干。我们证明，有限的粗粒化时间coherencies自动包括，因此，BMS近似的缺点得到解决。
2009-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Monte Carlo study of carrier-light coupling in terahertz quantum cascade lasers
我们提出了一种自洽的方法，包括光学腔场的Monte Carlo为基础的载流子输运模拟。这种方法允许在量子级联激光器中的实际激射操作的分析，考虑到诸如增益饱和和纵模竞争的影响。对太赫兹量子级联激光器的模拟结果与实验结果一致。
2011-06-14 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Curl flux, coherence, and population landscape of molecular systems: Nonequilibrium quantum steady state, energy (charge) transport, and thermodynamics
通过对分子过程中能量和电荷输运的研究，建立了稳态非平衡量子系统的旋度通量、布居景观和相干性的理论框架。旋度量子通量在决定输运性质中起关键作用，当旋度量子通量为零时系统达到平衡。新的旋度量子通量反映了非平衡性和时间不可逆性的程度。我们发现了量子通量的解析表达式及其与环境泵浦（由远离平衡的电压量化的非平衡性）和量子隧穿的关系。此外，我们还研究了另一个量子特征--相干性，它是通过密度矩阵的非零对角元来定量度量的。在一定的隧穿强度下，环境辅助可以在高电压下显著增强相干性和量子通量，但由于相干性和隧穿强度之间的非单调关系，在小隧穿区，相干性增强量子通量，而在大隧穿区，相干性减弱量子通量。从系统作为量子热机的角度出发，研究了系统的非平衡热力学，建立了旋度量子通量与能量（电荷）转移效率、化学反应效率、能量耗散、热量和电流等输运量之间的解析关系。我们在高电压（化学电势差）下的化学反应中观察到完美的转移效率。理论预测的电流随电压的变化规律与最近的单分子电子转移实验符合得很好。
2015-12-25 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Resonant Regimes in the Fock-Space Coherence of Multilevel Quantum Dots
具有不同粒子数的量子态之间的相干性-Fock空间相干性-与更常见的具有相等粒子数的态之间的希尔伯特空间相干性有质的不同。对于具有多个通道的量子点，我们找到了使Fock空间相干性的动力学与Hilbert空间相干性以及布居动力学解耦的条件。我们进一步发现特定的能量和耦合制度，其中实现了系统的Fock空间相干性中的长寿命共振，即使在人口或希尔伯特空间相干性中没有发现共振。数值计算表明，这种共振在玻色子介导的弛豫和通过量子点的输运的存在下仍然是鲁棒的。
2012-12-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Heat transport and rectification via quantum statistical and coherence asymmetries
最近在纳米尺度上的实验证实，热整流器，电子二极管的热等效物，可以在量子机制中工作。我们提出了一个彻底的调查不同的粒子交换统计，相干性和集体相互作用的量子热输运整流器两端结的效果。使用碰撞模型的方法来描述开放系统的动力学，我们得到的非线性热流的一般表达式，从根本上偏离的朗道公式，每当量子统计或相干不对称存在于浴粒子。在此基础上，我们表明，热整流是可能的，即使与对称的介质浴耦合，如果两个浴不同的量子统计或相干。此外，相关的热导在低温下呈指数消失，如库仑阻塞效应。然而，在高温下，它获得取决于量子统计的幂律行为。我们的研究结果对于混合开放量子系统或固态热电路的热管理具有重要意义。
2022-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Macroscopic transverse drift of long current-induced spin coherence in two-dimensional electron gases
我们对三重量子阱中二维电子气中电流诱导自旋相干的输运进行了成像。非局部克尔旋转测量，基于光共振放大的电诱导极化，揭示了一个大的空间变化的电子g因子和有效的产生电流控制的自旋轨道场在宏观霍尔棒设备。我们观察到的相干时间在纳秒范围内传输超过半毫米的距离在横向的方向上施加的电场。测量到的长自旋输运长度可以用两种材料性质来解释：清洁系统中电荷扩散的大平均自由程和三重阱中增强的自旋轨道系数。
2016-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magneto-Transport in MoS2: Phase Coherence, Spin Orbit Scattering and the Hall Factor
我们通过弱局域化测量和霍尔效应测量表征了n型MoS 2二维晶体中的相位相干长度、自旋轨道散射长度和霍尔因子。弱局域化测量显示，对于少层MoS 2薄膜，在T = 400 mK时，相位相干长度约为50 nm，随着温度的升高，相位相干长度随T^-1/2减小。弱局域化测量也使我们能够，第一次没有光学技术，估计自旋轨道散射长度为430 nm，指向潜在的二硫化钼自旋电子学应用。通过霍尔效应测量，我们观察到在T = 1 K时的低温霍尔迁移率为311 cm 2/Vs，从10 K到60 K，迁移率随温度的升高呈幂律下降，特征指数γ=1.5。在室温下，我们观察到的霍尔迁移率为24厘米2/Vs。通过确定的霍尔因子为二硫化钼为1.35，在T = 1 K和2.4在室温下，我们观察到的漂移迁移率为420厘米2/Vs和56厘米2/Vs，在T = 1 K和室温下，分别。
2013-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mesoscopic spin confinement during acoustically induced transport
使用移动的电位点传输的电子自旋的长相干寿命示出从自旋矢量的介观约束的结果。自旋控制所需的限制尺寸由电子自旋的特征自旋轨道长度决定，该长度必须大于点电势的尺寸。我们表明，电子自旋的相干寿命是独立的本地载流子密度内的每个潜在的点和进动频率，这是由Dresselhaus贡献的自旋轨道耦合，可以通过改变样品的尺寸，从而导致可预测的变化的自旋轨道长度，因此，在自旋相干寿命进行修改。
2007-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic coherence dynamics and phase localization in Aharonov-Bohm Interferometers
利用双点Aharonov-Bohm干涉仪研究了量子输运过程中电子相干性的非平衡实时动力学。通过求解精确的主方程，得到器件的精确量子态，并由此得到了非平衡输运过程中电子相干性随磁通量的变化.我们发现，对于所有不同的磁通量，双点的两个电荷态之间的相对相位都局限于$\fracπ{2}$或$-\fracπ{2}$。这种非平凡的相位局域化过程可以表现在可测量的占据数上。
2010-10-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Modeling techniques for quantum cascade lasers
量子级联激光器是单极半导体激光器，覆盖宽范围的红外和太赫兹光谱。激光作用是通过使用专门设计的多量子阱异质结构中的量子态之间的光学子带间跃迁来实现的。量子级联激光器在工作温度、效率和光谱范围方面的系统改进需要对这些结构中的基本物理过程进行详细建模。此外，量子级联激光器构成了一个多功能的模型设备，用于开发和改进纳米和光电子学的模拟技术。这篇评论提供了一个全面的调查和讨论用于模拟量子级联激光器的建模技术。主要的重点是在纳米结构增益介质中的载流子输运的建模，而光学腔的模拟覆盖在一个更基本的水平。具体地，讨论了求解一维薛定谔方程和薛定谔-泊松方程的传输矩阵和有限差分方法，给出了多量子阱有源区的量子化态.光学腔的建模覆盖了基本波导谐振器结构的重点。此外，各种载流子输运模拟方法进行了讨论，从基本的经验方法，先进的自洽技术。这些方法包括经验速率方程和相关的Maxwell-Bloch方程方法，自洽速率方程和系综Monte Carlo方法，以及量子输运方法，特别是密度矩阵和非平衡格林函数（NEGF）形式主义。导出的散射率和自能一般是有效的n型器件的基础上一维量子限制，如量子阱结构。
2014-12-11 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Coherence, long-range transport and nuclear polarization in a driven-dissipative dark exciton condensate
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）
研究揭示了耦合量子井中暗极化激子凝聚体的宏观相干性，其形成机制为非平衡驱动-耗散过程，通过光致发光变暗、辐射复合通道变化和长程流体输运现象，揭示了动态核极化对暗-亮激子能隙的影响，产生显著滞后行为。
2026-05-10 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Quantum master equation for electron transport through quantum dots and single molecules
导出了与两金属引线弱耦合的载流开放系统的多体密度矩阵的量子主方程。利用投影算符技术研究了系统在任意偏压下的动力学和稳态性质，该技术跟踪系统中的电子数。我们发现，系统状态之间的相干性与不同数量的电子，n，（Fock空间相干性）不有助于运输到二阶系统铅耦合。然而，具有相同的n的状态之间的相干性可能会影响输运性质时，阻尼率的顺序或更快，然后系统玻尔频率。对于大的偏置，当所有系统的多体态都位于两个引线的化学势之间时，我们恢复了以前的结果。在旋转波近似中（当阻尼慢于系统的玻尔频率时），种群动力学和系统本征基中的相干性被解耦。然后，QME简化为人口的出生和死亡主方程。
2006-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
