Thermopower for a molecule with vibrational degrees of freedom
我们提出了一个简单的模型来研究共振隧穿通过有机分子之间的导电引线，考虑到分子的振动模式。我们在弱耦合极限下近似解析地求解了该模型，并给出了热功率和塞贝克系数的显式表达式。这两个量的行为作为模型参数和温度的函数进行了研究。对于一定的制度的参数的热电势和塞贝克系数的一个相当奇特的变化进行观察。虽然这个模型非常简单，但我们希望它能对纳米器件的热输运性质提供一些重要的见解。此外，由于我们可以提供一个分析解决方案，它最终可能会作为更先进的分析或计算方法的基准。
2011-08-23 cond-mat.mes-hall
Hierarchical quantum master equation approach to electronic-vibrational coupling in nonequilibrium transport through nanosystems: Reservoir formulation and application to vibrational instabilities
我们提出了一种新的分级量子主方程（HQME）方法，它提供了一个精确的数值描述的非平衡电荷输运的纳米系统与电子振动耦合。与之前的工作[Phys. Rev. B $\bf{94}$，201407（2016）]相比，在储层子空间中处理主动振动自由度并将其积分。这有助于应用于具有非常高的激发水平的系统，例如由于电流感应加热，而振动自由度的性质，例如激发水平和振动分布函数的其他时刻，仍然是可访问的。该方法被应用到一个通用的模型的纳米系统，它包括一个单一的电子水平，耦合到费米子铅和振动的自由度。收敛的结果得到了广泛的参数，范围从非绝热到绝热运输制度。我们专门研究的振动不稳定性的现象，即，减少电子振动耦合的电流诱导的振动激发的增加。新的HQME方法使我们能够分析由于分子-铅耦合和热效应导致的能级展宽的影响。前两个时刻得到的结果表明，振动激发总是由弱电子振动耦合极限的几何分布。
2018-02-26 cond-mat.mes-hall
Graphene Quantum Dot as a Probe for DNA Nucleobase Detection: A First Principle Study
本论文采用密度泛函理论研究了石墨烯量子点吸附DNA核碱基的结构稳定性、电子、光学和振动性质。基于最新的电子结构计算，我们预测了GQD对DNA碱基的灵敏度顺序为胸腺嘧啶>胞嘧啶>鸟嘌呤>腺嘌呤。GQD与DNA核碱基的相互作用导致电子能隙的调制。我们计算的UV/vis和IR振动光谱显示了独特的光谱带，可以用于下一代DNA测序诊断中的指纹。
2019-10-13 cond-mat.mes-hall
Control of vibrational states by spin-polarized transport in a carbon nanotube resonator
我们研究了悬浮碳纳米管量子点与两个铁磁引线接触时的自旋相关输运，量子点的自旋耦合到弯曲力学模式。自旋-振动相互作用在量子点的两个能级之间引起自旋翻转过程。这种相互作用源于自旋-轨道耦合或磁场梯度。非弹性振动辅助自旋翻转引起的机械阻尼，并为施加的偏置电压，到一个稳定的非平衡占据的谐振子。我们分析了这些影响的功能的点的能级分离和磁极化的线索。依赖于磁结构和偏置电压的极性，我们可以强烈地冷却一个单模或泵能量到它。在后一种情况下，我们发现，在我们的近似下，系统最终接近一个政权的机械不稳定。此外，由于电子输运的自旋取向的敏感性，我们发现的电流-电压特性的纳米机械运动的签名。因此，振动状态可以在输运测量中读出。
2015-03-01 cond-mat.mes-hall
Rectifying the output of vibrational piezoelectric energy harvester using quantum dots
压电能量采集器清除机械振动并产生电力。研究人员一直在努力优化机电结构，并设计必要的外部电源管理电路，旨在提供高功率和整流输出，以便用作电池。机械结构的复杂变形导致具有相反极性的电荷出现在同一表面上，导致所附接的金属电极中的电流损耗。诸如整流器的外部功率管理电路包括消耗功率并且具有不期望的正向偏压的二极管。为了解决上述问题，我们设计了一种新型的集成压电能量收集装置，其结构是通过堆叠一层量子点（QD）和一层压电材料。我们发现，量子点可以整流从压电材料产生的电荷，因为它的自适应电导的量子点层的两侧的电化学电位，使电流引起的能量损失在同一表面上的压电材料可以最小化。量子点层有可能取代外部整流电路，提供一个更紧凑和更低功耗的解决方案。
2016-12-19 cond-mat.mes-hall
Vibrational effects in charge transport through a molecular double quantum dot
分子电子学领域的最新进展揭示了电子自由度和特定振动模式之间耦合的根本重要性。考虑到分子二聚体和碳纳米管双量子点的例子，我们在这里从理论上研究了通过一个双位系统，是强耦合到一个单一的振动模式的运输。使用量子主方程的方法，我们证明，根据两个点的相对位置，电子-声子相互作用可以导致负微分电导和抑制通过系统的电流。我们还讨论了实验相关性的研究系统的结果和可能的实现。
2017-02-17 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Quantum entanglement driven by electron-vibrational mode coupling
在这项工作中，我们提供了一个有效的生产最大纠缠态的原理证明使用耦合到振动模式的带电量子点。该物理系统由两对量子点组成，每对量子点都有一个能够在量子点之间隧穿的电子，从而编码一个量子比特。最初没有耦合的电子与两个玻色子振动模式相互作用。结果表明，电子与振动模的耦合导致了有效的电子-电子相互作用，这是形成最大量子纠缠电子态的主要机制.这种耦合的效果遵循一个非单调的行为，这是通过一个有效的哈密顿量，考虑到高阶过渡过程来解释。
2019-08-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum correlations among optical and vibrational quanta
我们研究了关联光腔场和振动声子模的可行性。固定在纳米机械谐振腔梁上的激光泵浦量子点作为一个整体与光学谐振腔模相互作用。当量子点变量比光学和声子变量快时，我们得到了一个只描述所涉及模式的主方程。增加直接影响振动自由度的温度，也可以影响腔光子强度，即，光学和声子模式是相关的。此外，相应的Cauchy-Schwarz不等式被违反，证明了这些关联的量子性质。
2014-04-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Charge-vibration interaction effects in normal-superconductor quantum dots
研究了嵌入在超导导线和正常导线之间的量子点的量子输运和非平衡振动态，量子点上的电荷与频率为$ω$的谐振子线性耦合。对于电荷-振动相互作用的首级，我们用Keldsyh格林函数方法计算了电流和非平衡声子占据。我们分析了非弹性，振动辅助隧道过程中的制度$ω<Δ$，与超导能隙$Δ$，并通过点尖锐的共振传输。当点能级的能量$\varepsilon_0$接近费米能$μ$，即$|\varepsilon_0-μ|\ll Δ$时，非弹性Andreev反射占主导地位，直到电压$eV\gtrsimΔ$。当量子点能级接近能隙$|\varepsilon_0-μ|\sim Δ\pm ω$时，非弹性准粒子隧穿成为主导过程。在这两种情况下，非弹性隧穿过程在$I$-$V$特性中表现为尖锐而突出的峰-不因温度而变宽，并且即使在温度$T \gg ω$下也为振动模式的非弹性光谱铺平了道路。我们还发现，非弹性Andreev反射以及准粒子隧穿诱导一个强的非平衡态的振荡器。在点的水平上的不同范围内，我们发现，电流产生：（i）基态冷却的振荡器与声子占领$n\ll 1$，（ii）在振荡器中的能量与$n\gg 1$和（iii）的机械不稳定性，这是一个自我维持振荡的前兆。我们表明，基态冷却同时实现了几种模式的不同频率。最后，我们讨论了如何通过非弹性电流峰相对于栅电压的不对称行为来检测非平衡振动态。
2017-03-15 cond-mat.mes-hall
Vibrational Instability due to Coherent Tunneling of Electrons
研究了单电子晶体管两引线间量子点的机械振动与量子点中电子通过单能级的相干隧穿之间的耦合效应。我们已经发现，超过一定的临界值的偏置电压的动态不稳定性发生和机械振动的点发展成一个稳定的极限环。计算了这种晶体管的电流-电压特性，它们似乎与Park等人最近对单$C_{60}$分子晶体管的实验结果相当吻合。（Nature { \bf 407，}（2000）57）。
2002-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Effective Hamiltonian for two-electron Quantum Dots from weak to strong parabolic confinement
我们用振转和纯振动有效哈密顿算符模拟了抛物禁闭势中的准二维双电子量子点。这些通过非线性最小二乘拟合到精确的能级来优化。我们发现，振动哈密顿量很好地描述了能级，并揭示了相对贡献如何变化的限制强度。振转模型表明，形成一个刚性的两电子分子在弱约束，我们进一步提出了一个修改后的模型，允许一个非常准确的过渡从弱到强的约束制度。
2017-04-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Resonant hyper-Raman scattering in spherical quantum dots
建立了球形半导体量子点系综共振超拉曼散射的理论模型。在包络函数近似的框架下，电子中间态被描述为Wannier-Mott激子。的光学极性振动模式的纳米晶体（振动子）和它们与电子系统的相互作用的分析与连续模型的帮助下，满足机械和静电匹配条件的接口。导出了超喇曼散射效率的显式表达式，该表达式适用于入射双光子能量接近激子共振的情况。导出了光学跃迁和类Fröhlich激子-晶格相互作用的偶极选择规则：结果表明，只有具有总角动量$L=0,1$的激子态和具有角动量$l_p=1$的振动模对超拉曼散射过程有贡献.得到了球形CdSe锌配合物纳米晶体的激子能量、波函数和振动子频率，并计算了相应的超拉曼散射谱和共振谱。讨论了它们与点半径的关系以及尺寸分布对它们的影响。
1998-11-05 cond-mat.mes-hall
Effect of nonadiabatic electronic-vibrational interactions on the transport properties of single-molecule junctions
单分子结中电子自由度和振动自由度之间的相互作用可能是由于电子能量或分子桥的电子态对核位移的依赖性。后一种机制导致不同电子态之间的直接耦合，称为非绝热电子振动耦合。采用微扰非平衡格林函数方法，研究了模型分子结中非绝热电子-振动耦合的影响。因此，我们区分系统以及分离和准简并电子水平。结果表明，非绝热电子-振动相互作用对输运性质有重要影响。的基本机制，特别是非绝热和绝热电子振动耦合之间的差异，进行了详细分析。
2014-11-21 cond-mat.mes-hall
Multimode vibrational effects in single molecule conductance: A nonequilibrium Green's function approach
研究了多模态振动动力学在单分子结电子输运中的作用。该研究基于一个通用模型，该模型描述了通过连接到金属引线的单个分子的电荷传输。为了解决振动耦合的电子输运，我们采用非平衡格林函数方法，该方法将Galperin等人[Phys.Rev.B73，045314（2006）]最近提出的方法扩展到多个振动模式。该方法适用于两个系统：一个通用的模型与两个振动自由度和benzenedibutanethiolate共价键合到金电极。结果表明，多振动模式的耦合对分子结的电导有显著的影响。特别是，我们证明了不同的振动模式之间的电子诱导耦合的效果，并通过计算电流诱导的振动模式的激发研究非平衡振动效应。
2008-01-24 cond-mat.mes-hall
Two and three electrons in a quantum dot: 1/|J| - expansion
我们考虑二维抛物型量子点中的两个和三个电子系统。磁场垂直于电子运动平面施加。我们表明，对应于高角动量，J，和振动量子数低的状态的能级可以系统地计算为1/ |J|中的幂级数。这些状态与高B限值相关。
1997-06-02 cond-mat.mes-hall
Tensor Network simulation of polaron-polaritons in organic microcavities
在分子激子和受限光学模式之间的强耦合的制度中，分子内的自由度受到深刻的影响，导致与裸电子激发态相比，极化激元的振动敷料减少。然而，现有的模型只描述了一个单一的振动模式，在每个分子，而实际的分子拥有大量的振动自由度，并在典型的实验中，另外与主机介质中的声子模式的连续浴相互作用。在这项工作中，我们研究了一个小的分子系综与任意数量的振动自由度下的强耦合到微腔模式。我们证明，减少振动敷料仍然存在，在这种情况下，并表明，在最低的激发态的电子和光子观测的声子环境的影响，可以预测从只有两个集体参数的振动模式。此外，我们探索的振动特性，可以解决专门由我们的扩展模型，并可以通过实验测试。我们的研究结果表明，振动耦合更有效地抑制了环境的特点是低频（亚欧姆）模式。
2018-07-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tunneling broadening of vibrational sidebands in molecular transistors
在强耦合的情况下，研究了通过耦合到单个振动模式的分子量子点的输运。我们使用的电子在分子和电子之间的相关性的扩展，并显示出的隧道展宽的泡利原理和量子化的振荡器的组合强烈抑制。因此，第一个弗兰克-康登步骤是尖锐的比高阶的，其宽度，相比裸隧穿强度，减少了位移和非位移振子的基态之间的重叠。
2003-09-16 cond-mat.mes-hall
Current-induced dissociation in molecular junctions beyond the paradigm of vibrational heating: The role of anti-bonding electronic states
单分子结中电子自由度与原子核自由度之间的相互作用是导致电流诱导化学键断裂的重要机制。因此，它是分子结的稳定性和分子电子器件的适用性的基础。在这篇文章中，我们研究了电流诱导的键断裂分子结使用数值精确的计划，这是基于分层量子主方程（HQME）方法结合离散变量表示的核自由度。采用一般模型的分子结与离解的核势，我们确定不同的机制导致解离，即反键电子态的电子布居和电流诱导的振动模式加热。我们的研究结果表明，后者起着微不足道的作用时，反键态的电子布居的能量是可能的。因此，电流诱导加热作为涉及活性反键状态的分子结中的解离源的意义仅限于非共振输运机制，其重新构建了分子电子学领域中的主导范式。
2020-11-24 cond-mat.mes-hall
Pumping of vibrational excitations in a Coulomb blockaded suspended carbon nanotube
对悬浮的少孔碳纳米管量子点的低温输运谱进行了测量，发现了一个与门相关的谐波激发谱，该谱发生在库仑阻塞区。量子化的激发能对应于纳米管的纵向振动所预期的尺度。电子输运过程被确定为cotunnel辅助顺序隧穿，导致非平衡占领的机械模式。它们只出现在电子纳米管激发的尺度上的高偏置阈值之上。我们讨论模型的泵送过程，解释增强的非平衡占领，并表明它是连接到一个微妙的相互作用之间的电子和振动自由度。
2009-04-09 cond-mat.mes-hall
Rotational and vibrational spectra of quantum rings
人们可以通过静电或蚀刻技术将二维电子气限制在半导体异质结构中，从而形成小的电子岛。这些人造的“人造原子”提供了多粒子物理学教科书例子的实验实现：一个陷阱中有限数量的量子粒子。人们花费了大量的努力来使这种“量子点”更小，并从介观到量子体系。从一开始，原子、原子核或金属团簇的物理学就有着深远的相似性：壳结构和洪德规则的概念就被发现适用于真实的原子！在这封信中，我们报告了一个发现，即被限制在环形量子点中的电子形成了在基态具有反铁磁有序的相当刚性的分子。这可以从旋转和振动激励的分析中最好地看出。
2000-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Entangling spin and charge degrees of freedom in semiconductor quantum dots
在这篇理论手稿中，我提出了一个在三角形三重量子点结构中纠缠单电子半导体自旋量子比特和单电子半导体电荷量子比特的方案。三个量子点中的两个用于定义单电子半导体电荷量子比特。此外，自旋量子位嵌入在第三量子点的塞曼子能级中。将单量子位门与纠缠CNOT门组合允许构建SWAP门，并且因此使用半导体自旋量子位作为半导体电荷量子位的长寿命存储器。
2022-03-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin-orbital Kondo effect in a parallel double quantum dot
研究了平行双量子点中包含自旋和轨道（赝自旋）自由度的双轨道近藤效应的输运性质.在点间库仑阻塞区观察到自旋和轨道自由度均简并的近藤效应。当轨道简并度通过施加有限失谐量而被提升时，近藤共振呈现出三峰结构，表明自旋和轨道贡献都参与其中。
2011-10-24 cond-mat.mes-hall
Charge pumping in strongly-coupled molecular quantum dots
电子与分子量子点的振动自由度之间的相互作用可以导致电导的指数抑制，这种效应通常被称为Franck-Condon阻断。在这里，我们研究这种效应在一个量子点驱动的时间周期性的栅极电压和隧穿振幅使用非平衡格林函数和Floquet展开。基于以前的结果表明，驱动可以解除Franck-Condon封锁，我们研究了驱动协议，可用于泵电荷通过量子点。特别是，我们表明，由于系统的强耦合性质，在谐振的泵电流是驱动强度的指数函数。
2017-08-03 cond-mat.mes-hall
Quantum entanglement between electronic and vibrational degrees of freedom in molecules
利用模型耦合谐振非绝热势能面研究了具有双阱势倾向的分子中电子自由度和振动自由度的量子纠缠.约化密度矩阵的冯诺伊曼熵被用来量化这种二分系统中最低两个振动波函数的电子振动纠缠。仅在基电子振动态包含双峰密度分布（即，包含两个单独的局部极小值）。然而，在这个区域中，发现了两种不同类型的纠缠：（1）纠缠纯粹来自两个势阱中能级的简并，并被轻微的不对称所破坏;（2）纠缠涉及每个势阱中的强相互作用态，对不对称相对不敏感。这两个不同的区域分别被称为脆弱的简并诱导纠缠和持久纠缠。六个经典的分子系统描述的两个非绝热状态被认为是：氨，苯，semibullvalene，吡啶激发三重态，Creutz-Taube离子，和自由基阳离子的“特殊对”的叶绿素参与光合作用。这些化学上不同的系统都使用相同的一般形式主义和纠缠的性质，他们体现阐明。
2011-07-06 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Finite frequency current noise in the Holstein model
研究了纳米结非对称电流噪声$S(ω)$中的局域振动激发效应。为了这个目的，我们分析了一个简单的模型-Holstein模型-其中的结是由一个单一的电子水平，耦合到两个金属导线和一个单一的振动模式。利用Keldysh格林函数方法计算了电荷-振动相互作用中首阶非对称电流噪声。对于与后者相关的噪声，我们确定了对应于平均场噪声和顶点校正的不同术语。平均场结果可以进一步分为对噪声的弹性校正和非弹性校正，第二个与振动的能量交换有关。为了说明由电荷-振动相互作用引起的噪声的一般行为，我们考虑两种极限情况。在第一种情况下，我们假设一个强耦合的点与能量无关的传输的引线，而在第二种情况下，我们假设一个弱的隧道点和引线之间的耦合，使运输发生通过一个尖锐的共振水平。我们发现，与振动-电荷相互作用相关的噪声显示出作为频率$ω$和传输函数或点的能级的函数的复杂图案。在不同的区域中发生从噪声的增强到抑制的几个转变，这些转变特别地由振动频率确定。值得注意的是，在与能量无关的传输状态下，零阶弹性噪声在完美传输和正频率下消失，而与电荷-振动相互作用相关的噪声保持有限，使得能够分析纯振动-感应电流噪声。
2017-12-18 cond-mat.mes-hall
Thermopower, figure of merit, quantum dot, Kondo effect, orbital degrees of freedom
在多轨道杂质Anderson模型的非交叉近似下，研究了具有有限库仑排斥力的单量子点系统中由于轨道近藤效应引起的热电势及相关输运量.阐明了双轨道近藤效应引起的重正化隧穿共振的不对称性如何在栅压和磁场控制下引起有限温度下的热电势特征行为，并与普通自旋近藤效应的热电势特征行为进行了比较.
2007-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A molecular state of correlated electrons in a quantum dot
有限量子系统中粒子之间的关联导致了复杂的行为和新的物质状态。一个值得注意的例子被预测发生在半导体量子点（QD）中，在密度为零的情况下，电子之间的库仑相关性将它们的相对位置刚性地固定为分子中原子核的相对位置。在此极限下，中性少体激振是具有刚性转子或相对运动特性的转子振动。相反，在弱相关区域，科里奥利力混合了旋转和振动运动。在这里，我们报告的证据旋转振动模式的电子分子状态的密度，电子本地化尚未完全实现。我们探测这些集体模式的非弹性光散射量子点含有四个电子。与相对运动波函数（与传统分子的振动模式类似）的变化相关的低位激发谱不依赖于由总角动量表示的转动状态。通过构型相互作用（CI）方法的理论模拟与所观察到的旋转振动模式一致，并表明这种分子激发发展在发病的短程相关。
2009-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Thermoelectric effects in molecular quantum dots with contacts
我们考虑了通过与宏观引线接触的振动分子量子点的稳态热电输运。对于中等的电子-声子相互作用强度和可比的电子和声子的时间尺度，我们调查的影响，形成一个局部极化子的热电性能的结。我们应用变分Lang-Firsov变换和解决的Kadanoff-Baym形式主义的运动方程的二阶的点-铅耦合参数。我们计算的热电流和电压有限的温度差的共振和非弹性隧穿制度。对于近共振点能级，由于Franck-Condon阻塞，局部极化子的形成可以增强热电效应。由于点态的极化子特性变化，热电电压信号的线形变得不对称，并且在非线性传输状态下，出现振动特征。
2014-07-25 cond-mat.mes-hall
Vibrational dichroism of chiral valley phonons
本文用无参数从头算框架模拟单层 MoS$_2$ 中圆偏振光激发后的电子—声子超快动力学，发现可由光螺旋性选择的手性谷声子及其持续逾10 ps的振动二色性信号。
2023-07-18 cond-mat.mes-hall
Bistability signatures in nonequilibrium charge transport through molecular quantum dots
研究了在有限电压作用下，与内部振动自由度强耦合的分子结的瞬态非平衡动力学。使用两种不同的，数值精确的技术，图解Monte Carlo和多层多组态时间依赖性Hartree方法，我们表明，通过结的稳态电流可能依赖于敏感的系统的初始准备，从而揭示了签名的双稳态。分析了偏置电压和瞬态动力学对双稳态现象的影响。此外，在nanoelectromecanical器件中的随机开关现象的可能关系进行了讨论。
2012-06-20 cond-mat.mes-hall
Vibrational Sidebands and Kondo-effect in Molecular Transistors
研究了近藤体系中单振动模耦合分子量子点的电子输运。我们应用一个广义的Schriffl-Wolff变换来确定有效的低能自旋-自旋-振子相互作用。从这个模型中，我们计算的非线性电导，并找到近藤边带位于偏置电压等于振动子频率的倍数。由于选择规则，侧峰被发现有很强的栅极电压依赖性，这可以通过实验来测试。在弱电子-振子耦合条件下，我们采用微扰重整化群方法解析计算了非线性电导。
2004-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-valley coupling in single-electron bilayer graphene quantum dots
了解电子自旋如何与轨道自由度耦合，例如固态系统中的谷自由度，对于基于自旋的电子学和量子计算中的应用至关重要。在带隙双层石墨烯（BLG）中制备静电约束量子点的最新进展使得能够研究BLG量子点中的低能单电子光谱，这对于潜在的自旋和自旋谷量子比特操作至关重要。在这里，我们提出了在单电子制度的双层石墨烯量子点的自旋谷耦合的观察。通过使用高度可调谐的双量子点器件，我们实现了能量分辨率，使我们能够解决提升的四重自旋和谷简并由$\approx 65~μ$ eV的Kane-Mele型自旋轨道耦合。此外，我们发现一个潜在的无序诱导的$K$和$K'$状态低于$20~μ$ eV的混合的上限。
2021-06-19 cond-mat.mes-hall
Relaxation, dephasing, and quantum control of electron spins in double quantum dots
最近的实验已经证明了在双量子点中使用电控交换相互作用对双电子自旋态的量子操纵。在这里，我们提出了一个详细的理论，用于指导这些实验和分析实验结果的双电子双点系统中的电子自旋动力学。该理论在平等的基础上对待电荷自由度和自旋自由度。具体地，我们分析了与实验相关的弛豫和退相机制，并讨论了双电子系统量子控制的实用方法。我们发现，电荷和自旋退相在双自旋系统的动力学中起着重要的作用，但都不代表半导体量子比特中自旋自由度的电控制的基本限制。
2007-03-14 cond-mat.mes-hall
Fine structure of current noise spectra in nanoelectromechanical resonators
本文采用 Keldysh 图解法研究悬浮碳纳米管量子点谐振器的电子—振动耦合噪声，揭示振动频率处的窄共振峰及其在对称隧穿点的相干抵消，并提出以电流噪声谱灵敏检测阻尼与退相。
2024-09-27 cond-mat.mes-hall
Long transient dynamics in the Anderson-Holstein model out of equilibrium
计算了通过强耦合振动模的单能级量子点的含时非平衡电流。采用近似方法讨论了引线与量子点瞬时耦合引起的非平衡实时动力学。该方法是专门为强极化子制度设计的，是基于所谓的极化子隧穿近似。考虑到不同的初始点的职业，我们表明，一个共同的稳定状态达到后的时间远大于典型的电子隧穿时间，由于极化子阻挡效应的点电荷。一个直接的比较与数值精确的数据，显示出良好的协议的时间尺度可访问的图形蒙特卡罗模拟方法。
2013-02-13 cond-mat.mes-hall
Ground state cooling of nanomechanical resonators by electron transport
我们讨论了两个理论上的建议，控制非平衡稳态的纳米机械谐振器使用量子电子输运。具体点？我们分析了实现耦合到嵌入在（i）自旋极化接触或（ii）正常金属和超导接触之间的量子点的机械振动的基态冷却的两种方法。假设振动模式和量子点中的电子的电荷或自旋之间存在合适的耦合，我们表明，机械振荡器的基态冷却是在作为机电设备操作的悬浮碳纳米管量子点的现有技术范围内。
2019-07-29 cond-mat.mes-hall
Vibrational cooling and thermoelectric response of nanoelectromechanical systems
纳米机电学的一个重要目标是冷却振动运动，理想情况下冷却到其量子基态。通过所施加的充电电流进行冷却是特别简单的，因此对于该效果是有吸引力的策略。在这里，我们探讨这种现象的背景下，一般理论的热电。在线性响应中，该理论根据其冷却效率和品质因数ZT来描述热电制冷器。我们表明，这两个概念结转到纳米机电系统中的声子冷却。作为一个重要的结果，这使我们能够讨论声子制冷机的效率与基本卡诺效率。我们通过彻底研究一个简单的双量子点模型来说明这些一般概念，该模型具有非常现实的实验和理论分析的双重优势。具体来说，我们得到的效率，品质因数，和有效温度的振动运动在两个制度的结果。在振动运动快于电子自由度的量子区域中，我们可以用主方程描述模型的电子和声子动力学。在互补的经典制度的慢振动运动，动力学描述在一个适当的朗之万方程。值得注意的是，我们发现，效率可以接近最大卡诺值的量子制度，与大的相关的品质因数。相比之下，效率通常远离经典状态中的卡诺极限。我们的理论结果应提供指导，在实验室中实施有效的振动冷却的纳米机电系统。
2014-07-11 cond-mat.mes-hall
Double Quantum Dots in Carbon Nanotubes
研究了自旋轨道耦合下碳纳米管双量子点的双电子本征谱。精确的计算与简单的模型相结合，提供了一个直观和准确的描述单粒子和相互作用的影响。对于对称点和弱磁场，双电子基态在自旋谷自由度上是反对称的，不是纯自旋单重态。当通过增加量子点间的失谐量来实现量子点的双占据时，库仑相互作用导致了通过高轨道能级混合实现的强关联效应。双点构型的变化影响电子-电子相互作用的相对强度，并且可以导致不同的基态跃迁。特别是，它们可以有利于铁磁基态的自旋和谷自由度。能隙的强抑制可以导致传输实验中泡利阻塞的消失，从而也可以限制量子信息提议中自旋量子比特的稳定性。我们的分析是广义的耦合点，预计将表现出丰富的多体行为的阵列。
2010-08-30 cond-mat.mes-hall
Creating arbitrary quantum vibrational states in a carbon nanotube
我们从理论上研究了单声子和多声子Fock态的产生以及纳米机械碳纳米管（CNT）谐振器中量子声子态的任意叠加。在我们的模型中，双钳位碳纳米管谐振器初始化在基态和一个电子被困在量子点，这是由一个电子门电位形成的，并引入到一个微磁铁的磁场。任意量子声子态的制备是基于碳纳米管的机械运动和电子自旋之间的耦合，这是一种非线性。我们假设具有不同频率的电驱动脉冲施加在系统上。通过自旋-声子耦合将量子信息从自旋量子比特转换为机械运动，通过单电子自旋共振可以重置电子自旋量子比特。我们描述了维格纳层析成像，它可以应用在年底获得的相位信息的准备声子状态。
2016-08-10 cond-mat.mes-hall
Charge-state dependent vibrational relaxation in a single-molecule junction
原子核自由度和电子自由度之间的相互作用强烈地影响分子的电荷输运。在这里，我们报告通过卟啉二聚体分子，弱耦合到石墨烯电极，显示连续的隧道内的库仑阻塞制度的运输。顺序输运是由电流诱导的声子吸收发起的，并通过非平衡振动分布通过快速顺序输运进行。我们证明这是可能的，只有当振动耗散是缓慢的相对于顺序隧穿率，并获得一个较低的边界为8纳秒的振动弛豫时间，一个值，这是依赖于分子的电荷状态。
2022-02-25 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Charge and heat transport of soft nanosystems in the presence of time-dependent perturbations
软纳米系统是电子纳米器件，例如悬浮的碳纳米管或分子结，其传输特性由软内部自由度调制，例如慢振动模式。在这篇综述中，电子振动耦合对软纳米系统的电荷和热输运的影响进行了理论研究，在存在与时间相关的扰动，如强迫天线或泵送条款之间的引线和纳米系统。一个行之有效的方法适用于非平衡绝热制度的情况下，外部依赖于时间的扰动。然后，一些相关的应用程序的方法进行审查的系统组成的量子点（或分子）由一个单一的电子能级耦合到一个振动模式。在引入含时微扰之前，讨论了绝热方法的有效性范围，表明在低能级占有的限制下，与精确量子计算的结果非常一致。这篇综述的目的是讨论不同的软纳米系统在外部驱动下的共同特征。当外力与慢振动模近似共振时，得到了由含时微扰引起的最有趣的效应。事实上，不仅外部强迫可以增强电子响应，但它也诱导非线性制度，其中电子和振动自由度之间的相互作用起着重要作用。
2016-03-22 cond-mat.mes-hall
Vibration-mediated resonant tunneling and shot noise through a molecular quantum dot
受最近的一个实验的启发，在悬浮的碳纳米管连接到两个正常电极的非线性隧穿[S。Sapmaz，{ \it等人}，物理修订版信函{ \bf 96}，26801（2006）]，我们研究了通过具有两个电子轨道的分子量子点的非平衡振动介导的顺序隧穿，所述两个电子轨道不对称地耦合到两个电极并且与内部振动模式强烈相互作用，所述内部振动模式本身弱耦合到耗散声子浴。为了这个目的，我们建立速率方程使用通用的量子朗之万方程的方法。基于这些方程，我们详细研究了电流-电压特性和零频率散粒噪声，特别注意了由电子-声子耦合诱导的{ \em选择性单电子单向级联}引起的负微分电导和超泊松电流噪声的出现的提前或推迟。
2007-06-15 cond-mat.mes-hall
Transport via a Quantum Shuttle
我们调查的振动模式的量子化的影响，在该系统中的传输路径是通过安装在悬臂梁或弹簧上的量子点，使隧道和从点调制的振荡。我们在这里考虑运动的量子方面的影响。在电流电压特性的峰值被观察到对应于避免的本征值谱中的电平交叉。传输通过声子产生的过程发生。这提供了一个能量耗散的路径以及一个驱动振荡器的机制，从而使电子更容易隧穿到点上和离开点，并在器件上摆渡。
2002-09-09 cond-mat.mes-hall
Exact time-evolving resonant states for open double quantum-dot systems with spin degrees of freedom
Institute of Industrial Science, The University of Tokyo（东京大学工业科学研究所）
研究开放双量子点系统中考虑自旋自由度的精确时间演化共振态，通过求解薛定谔方程分析电子的存活与跃迁概率。
2026-03-12 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Vortex structures in few-electron quantum dots with spin degree of freedom
研究了没有塞曼分裂的量子点中的涡旋结构和少电子态的形成。在自旋自由度的情况下，我们注意到探测电子的选择和其他电子在条件单粒子波函数中的固定方式都会影响涡旋结构和行为的显示。然后研究了不同自旋的最低态在磁场中的涡旋跃迁。当场不很强时，随着场的增加，涡旋数单调不减，虽然角动量符合电子分子理论给出的跃迁规则，但仍有缺位态存在。随着相互作用范围的变化，涡旋的不同行为分别与分数量子霍尔系统中的电子涡旋和准粒子涡旋相似。即使相互作用被屏蔽，分离的涡旋也与电子保持分离，这种行为可以理解跃迁序列中角动量的缺失。
2007-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Thermoelectric energy harvesting with quantum dots
我们回顾了最近的理论工作在多终端量子点设置的热电能量收集。我们首先讨论几个例子的纳米级热机的基础上库仑耦合导体。特别是，我们专注于量子点在库仑阻塞制度，混沌腔和共振隧穿通过量子点和阱。然后，我们转向量子点热机，这是由玻色子自由度，如声子，磁振子和微波光子驱动。这些系统为自旋热电子学和电路量子电动力学提供了有趣的联系。
2015-01-07 cond-mat.mes-hall
Fano Resonances in Quantum Transport with Vibrations
涉及耦合到具有离散谱的散射体的连续态的量子力学散射引起Fano共振。在这里，我们考虑的散射体，拥有内部的振动自由度，除了离散状态。散射激发和振动模式之间的纠缠使分析和数值计算相当复杂。对于一维散射的例子，我们开发了一种多通道量子散射方法，它可以确定存在振动的反射和透射概率。应用程序耦合到一个控制单元包含振动网站的线性链表明，振动自由度可以有一个深刻的影响量子输运。对于合适的参数，在静态情况下不透明的光谱区域可以在包括振动时变得透明。该方法具有很好的通用性，适用于各种量子输运平台，包括分子聚集体、冷原子链、量子点阵列和基于共轭聚合物的分子线。
2021-08-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fast polaron switching in degenerate molecular quantum dots
用于纳米和分子尺寸电子器件的器件目前是旨在有效的电流整流和切换的研究焦点。由于分子中的构象变化而引起的电流切换是缓慢的，在几kHz的量级上。至少在原理上，在具有电子与振动激发的强耦合的简并分子量子点中可以实现1 THz量级的快速切换。我们发现，平均场的方法不能正确地描述内在的分子开关，并提出了一个精确的解决方案的问题。
2006-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Charge Transport in a Quantum Electromechanical System
我们描述了一个量子机电系统（QEMS），包括一个单一的量子点谐波约束在两个电极之间，并促进它们之间的隧穿电流。这种系统的一个实例是两个金属电极之间的富勒烯分子[Park等人，Nature，407，57（2000）]。该描述是基于量子主方程的密度运营商的电子和振动自由度，从而结合了对角（人口）和非对角（相干）条款的动态。我们推导出耦合运动方程的电子占据数的点和振动的自由度，包括阻尼的振动和热机械噪声。这种动态描述与系统的可观察特征有关，包括作为偏置电压的函数的稳定电流。
2004-06-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
The Role of Interdiffusion and Spatial Confinement in the Formation of Resonant Raman Spectra of Ge/Si(100) Heterostructures with Quantum-Dot Arrays
利用拉曼光谱研究了在与扫描隧道显微镜腔室集成的高真空系统中分子束外延生长的Ge/Si自组装量子点的声子模。结果表明，当价带$Λ_3$和导带$Λ_1$之间的激子激发时，Ge-Ge和Si-Ge的振动模（E1和E1 + $Δ_1$跃迁）显著增强.这使得可以观察到非常少量的锗的拉曼光谱，例如锗层厚度为10 μ m的一层量子点。这些模式的增强表明，在量子点的E1和E1 + $Δ_1$激子的振动模式的强的电子-声子相互作用。结果表明，随着Ge层厚度从10 μ m减小到6 μ m，由于空间限制效应，Ge-Ge模的频率降低了10 cm^-1。确定了使量子点尺寸分散最小的Ge层的最佳厚度。
2010-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Kondo effect in double quantum dots with inter-dot repulsion
我们研究了一个对称的双量子点系统串联在导线上。重点是在点间排斥电容耦合的存在下，有限点间隧穿的数值分析。结果揭示了扩展近藤相和局域单态相在自旋和电荷自由度上的竞争。定量地确定了相应的相图。
2006-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Vibrational enhancement of quadrature squeezing and phase sensitivity in resonance fluorescence
振动环境通常被认为对固态和分子系统的光发射特性有害，限制了它们在量子信息协议内的性能。鉴于这种环境是自然产生的，重要的是要问，它们是否可以反过来对我们有利。在这里，我们表明，振动相互作用可以利用共振荧光产生光学状态，具有更高程度的正交压缩比孤立的原子系统。考虑到一个受驱动的量子点耦合到声子的例子，我们证明了它是可行的，超过理论上可获得的最大水平的压缩在一个孤立的原子系统，确实接近饱和的基本上限压缩从一个两能级发射器。我们分析了这些振动增强压缩态在相位估计协议中的性能，发现对于相同的光子通量，它们可以优于单模压缩真空态。
2019-07-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Surface Acoustic wave modulation of a coherently driven quantum dot in a pillar microcavity
报道了嵌入柱形微腔中的半导体量子点的有效相干光子散射。我们发现声表面波可以周期性地调制量子点的能级，但对腔模的影响可以忽略不计。散射的窄带激光被转换成脉冲单光子流，显示出单光子发射的反聚束凹陷特性。由于在每个散射事件中振动量子的吸收和发射，在发射光谱中分辨出多个声子边带。
2017-07-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
The Role of Superlattice Phonons in Charge Localization Across Quantum Dot Arrays
该研究针对CdSe-CdS核壳量子点阵列的电荷输运问题，理论揭示了超晶格振动模式随连接颈宽度变化分别引发电荷局域化或促进相干输运的双重作用，为高迁移率量子点超晶格器件设计提供了依据。
2025-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
