Localized end states in density modulated quantum wires and rings
我们研究了存在由化学势的周期性调制引起的电荷密度波隙的有限量子线和量子环。我们表明,出现在电线的两端的Tamm-Shockley束缚态是稳定的,对弱无序和相互作用,离散开链和连续系统。低能物理可以映射到描述大质量狄拉克费米子和束缚态的Jackiw-Rebbi方程。我们通过连续模型处理相互作用,并表明它们增加了电荷间隙,并进一步本地化的最终状态。在具有弱连接的Aharonov-Bohm环中,束缚态引起了谱和持续电流随外通量变化的不寻常的$4π$周期性.置于线的相对端上的两个局域态中的电子可以经由交换相互作用而相互作用,并且这种设置可以用作托管自旋量子位的双量子点。
2011-11-22 cond-mat.mes-hall
Transport in a spin incoherent Luttinger liquid
本文从理论上研究了自旋非相干的一维电子系统的输运,该系统可以在低电子密度和有限温度下在量子线中实现。纯和无序的情况下,被认为是在有限的电线和热力学极限。费米液体的影响,附加到有限长的系统也解决了。在无限系统中,我们发现一个相图相同的无自旋的Luttinger液体,如果我们使标识$g=2g_c$,其中$g$是相互作用参数在无自旋的Luttinger液体和$g_c$是相互作用参数的电荷扇区的Luttinger液体理论的电子自旋。对于一个有限长的导线连接到费米液体导致的输运依赖于在导线中的无序的细节。一个简单的图片的交叉从自旋非相干制度的自旋相干制度的温度变化进行了讨论,以及一些物理意义。
2005-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coulomb drag between two spin incoherent Luttinger liquids
在足够低密度的一维电子气中,相邻电子之间的磁(自旋)交换能$J$相对于特征电荷能(费米能$E_F$)被指数抑制。在非零温度$T$下,可以达到能级$J \ll T \ll E_F$,我们称之为自旋非相干卢廷格液态。我们讨论了两个平行的量子线之间的库仑阻力在自旋非相干制度,以及交叉到这个状态从低温制度,通过使用一个模型的波动维格纳固体。对于固定的电子密度,当温度从零升高到高于$J$时,密度-密度关联中的$2k_F$振荡消失。其结果是,库仑阻力的温度依赖性显着改变,并可能导致非单调的依赖性。讨论了等密度和不等密度丝之间的阻力,以及丝中弱无序的影响。我们推测,弱无序可能发挥重要作用,在提取信息的量子线在真正的拖动实验。
2005-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A spin-wave logic gate based on a width-modulated dynamic magnonic crystal
实现了一种基于宽度调制动态磁振子晶体的电流控制自旋波逻辑门。该器件利用了由单晶钇铁石榴石薄膜和两条连接到薄膜表面的导线制成的自旋波波导。向导线施加电流提供了用于动态控制波导的有效几何形状的手段,并且导致对磁振子带隙的抑制。磁振子晶体作为一个与逻辑门的性能被证明。
2015-01-16 cond-mat.mes-hall
Edge-modulated perpendicular magnetic anisotropy in [Co/Pd]n and L10-FePt thin film wires
纳米结构磁性薄膜边缘的厚度调制对其垂直磁各向异性有重要影响。用双层抗蚀剂剥离法从[Co/Pd]20多层膜或L10-FePt膜制备具有锥形边缘的薄膜线。利用磁力显微镜和微磁学模型研究了刃口锥度对反转过程的影响。在[Co/Pd]20的各向异性是较低的锥形边缘区域切换在一个较低的反向场相比,线的中心。L10-FePt线表现出相反的行为,锥形区域表现出更高的各向异性。
2015-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strongly modulated transmission of a spin-split quantum wire with local Rashba interaction
我们研究了存在塞曼自旋分裂和空间非均匀Rashba相互作用的弹道量子线的输运性质。塞曼相互作用沿着导线延伸,并在能谱中产生间隙,该间隙仅允许电子沿着一定方向的旋量传播。对于相反方向的自旋,波在远离Rashba区域的地方是倏逝的,Rashba区域起着散射中心的作用。当磁场垂直于Rashba场时,发生了最有趣的情况。然后,渐近波函数的自旋不是Rashba哈密顿量的本征函数,并且当费米能量沿着带隙扫过时,Rashba区域中自旋之间的耦合引起透射概率的突然变化。在简要地研究了扩展Rashba耦合线的能谱和本征函数后,我们分析了通过局域Rashba相互作用区域的传输,在该区域中,双界面将恒定Rashba相互作用区域与无自旋轨道耦合的导线分开。对于能量略高于传播阈值,我们发现无处不在的传输零点(反共振),这是通过匹配的方法在一维极限分析。我们发现,一个最小的紧束缚模型产生的Fano反共振型的解析传输线形状。更一般的角度依赖性的外部磁场内处理投影薛定谔方程与哈密顿矩阵元素混合波函数分量。最后,我们考虑了一个现实的量子线,其中能量子带通过Rashba子带间耦合项耦合,并讨论了它对传输零点的影响。
2007-06-01 cond-mat.mes-hall
Domain wall pinning in a circular cross-section wire with modulated diameter
具有直径调制的圆柱形纳米线中的畴壁传播是设计物理导向器件或破坏性三维磁存储器的关键现象。本章提出了一个组合的分析建模和微磁模拟,目的是提出一个全面的全景的物理钉扎的畴壁调制时,移动的刺激下的磁场或自旋极化电流。为了考虑简单的物理,我们考虑最多几十纳米的直径,并相应地横向类型的畴壁。使用适当的近似建模提供了简单的比例律,而模拟则更准确,可以细化结果并定义模型的有效性范围。虽然钉扎随着直径的相对变化而增加,但关键特征是在考虑电流而不是场时,由于与直径的增加相关的电流密度的急剧减小,在直径的增加处钉扎的效率大得多。
2019-06-18 cond-mat.mes-hall
Metal-insulator transition in a quantum wire driven by a modulated Rashba spin-orbit coupling
我们研究了束缚在量子线中的电子在光滑调制的Rashba自旋轨道耦合作用下的基态性质。当调制的周期变得与带填充相称时,Rashba耦合驱动量子相变到量子绝缘状态。利用玻色化和微扰重整化群方法,我们发现这种状态对电子-电子相互作用是鲁棒的。电荷和自旋激发的间隙与具有共同的相互作用依赖指数的Rashba调制的幅度成比例。估计的预期大小的电荷间隙,使用数据的栅InAs异质结构,表明该效果可以投入实际使用,在未来的自旋晶体管设计。
2009-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Multiple crossovers in interacting quantum wires
我们研究了在磁场作用下自旋非相干态下电子隧穿到相互作用的金属丝中以及金属丝之间的行为。隧穿电流遵循所施加电压的幂律,其指数取决于在相关长度尺度上的电子自旋是极化的还是无序的。交叉长度(或能量)尺度在所施加的场中是指数的。在有限尺寸的导线中,可能发生多个交叉。
2006-05-31 cond-mat.mes-hall
Modulated currents in open nanostructures
我们从理论上研究了介观系统的输运性质,该系统由施加在输入(左)引线的接触处的矩形脉冲序列驱动。将在输出(右)引线中测量的电流的特性与样品的光谱特性进行了讨论。通过广义非马尔可夫主方程方案计算的时间相关的电流。我们研究了量子点和窄量子线的瞬态响应。我们表明,输出响应不仅取决于铅样品耦合和脉冲的长度,但也传播输入信号的状态。我们发现,通过增加偏置窗口,由于不同的动态隧穿过程,可用于传输的新态会在弛豫电流中引入额外的结构。在窄量子线的情况下,输出信号相对于输入电流的延迟与通过线的瞬态时间相关联。
2009-09-04 cond-mat.mes-hall
Interference as a Probe of Spin Incoherence in Strongly Interacting Quantum Wires
我们表明,干涉实验可以用来确定强相互作用的一维导体的自旋非相干制度。自旋不相干的两个定性签名被发现:一个强烈的磁场依赖的干涉对比度和一个异常的缩放与所施加的电压的干涉对比度,与温度和磁场依赖的标度指数。实验区分自旋非相干的自旋极化制度,因此可能是有用的,在决定提出的替代解释之间的异常电导量子化在量子点接触和量子线在低密度下观察到的。
2006-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Preparation and physical properties of soft magnetic nickel-cobalt nanowires with modulated diameters
我们建立了一种方法来生产圆柱形磁性纳米线显示几个部分,具有很大的通用性,在段直径和长度。它基于氧化铝模板中的电镀,后者通过阳极氧化、湿法蚀刻和原子层沉积的几个步骤来制备,以分别产生、加宽或收缩孔。我们提出了一个分析模型来分析密集组装的多段导线的面内和面外磁化回路。该模型考虑了线间偶极场和端域卷曲,预测了单个线的开关场,没有可调参数。它的成分是至关重要的,以提取可靠的参数,从拟合的循环,如磁化或孔隙率的阵列。
2018-07-12 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Pumping in an interacting quantum wire
我们研究了相互作用的一维导线中的电荷和自旋泵。我们表明,在空间和时间调制的空间周期性的潜力作为量子泵诱导直流电流分量在零偏置。由泵产生的电流受到相互作用的强烈影响。它与频率或温度具有幂律依赖性,指数由导线中的相互作用确定,而与泵的耦合仅影响幅度。我们还表明,纯自旋泵浦可以实现,没有一个磁场的存在。
2003-06-06 cond-mat.mes-hall
Vertical quantum wire realized with double cleaved-edge overgrowth
在(001)-GaAs上两个过度生长解理的交叉处制备了量子线。导线的每一端通过二维(2D)引线与n+ GaAs层接触。一个侧门控制的密度揭示导线电导量化。由于2D引线串联电阻,台阶高度从2e^2/h大幅降低。我们的特点是二维密度和流动性的两个解理面与四点测量。第一刻面上的密度由衬底电势调制,耗尽限定线长度的2um宽的条带。显微光致发光显示了一个额外的峰值与一维电子状态的角落。
2006-04-04 cond-mat.mes-hall
Modulated Rashba interaction in a quantum wire: Spin and charge dynamics
最近表明,当调制的波数与量子线中电子的费米波长相称时,量子线中空间调制的Rashba自旋轨道耦合驱动从金属态到绝缘态的转变。有人建议,这种效应可能会在未来的自旋晶体管设计中投入实际使用。在本文中,我们重新审视这个问题,并提出了一个详细的分析基础物理。首先,我们探讨了如何建立的电荷密度波的相关性在量子线由于周期性的栅极配置,产生的Rashba调制的影响过渡到绝缘状态。电荷密度调制和自旋-轨道耦合调制之间的相互作用非常微妙:根据两种调制之间的相对相位,Rashba相互作用和电荷密度波相关性的联合作用可能会增强或减弱Rashba电流阻断效应。其次,我们询问的Dresselhaus自旋轨道耦合,是一般存在于嵌入在半导体异质结构的量子线的作用。虽然Dresselhaus耦合被发现对绝缘状态的电流封锁的工作,在大多数材料中的效果是小的。使用有效场论的方法,我们还进行了电子-电子相互作用的影响分析,并显示如何在绝缘状态下的单粒子间隙可以提取更容易访问的集体电荷和自旋激发阈值。单粒子间隙的小与Rashba和化学势调制之间的反相位关系一起构成了在InAs基器件中实现Rashba控制的电流开关的严重困难。一些替代设计进行了讨论。
2011-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The FIR-absorption of short period quantum wires and the transition from one to two dimensions
研究了短周期平行量子线在垂直量子化磁场中的红外吸收。外部随时间变化的电场沿导线调制线极化。在基态和Hartree近似下的吸收计算中,电子的相互库仑作用被自洽地处理。我们考虑了金属栅光栅耦合器,与线调制周期相同或不同,对吸收的影响。磁等离子体激元在非局域区域的演变,它被分裂成几个伯恩斯坦模式进行了讨论的过渡:窄到宽的电线,并孤立重叠的电线。我们表明,在狭窄的情况下,没有强烈的调制线的吸收可以直接与底层的电子能带结构。
1997-10-20 cond-mat.mes-hall
Hall effect between parallel quantum wires
我们从理论上研究了Auslaender等人[Science 308,88(2005)]在低电子密度下的实验中的平行量子线。研究表明,当两条线中的一条进入小自旋带宽的自旋非相干区域时,在二维或三维电子系统中观察到的霍尔效应会发展。这与依赖于磁场的隧穿指数一起清楚地识别了这种实验中的自旋不相干性,并且将其与无序效应区分开来。
2007-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Junctions of Spin-Incoherent Luttinger Liquids with Ferromagnets and Superconductors
本文讨论了与铁磁体和/或超导体耦合的强相互作用自旋-电荷分离的一维系统的性质。我们的结果是有效的任意温度相对于自旋能量,但需要温度是小的电荷能量相比。我们主要集中在自旋非相干制度,温度是大的自旋能量相比,但小的电荷能量相比。在铁磁体的情况下,我们研究自旋泵和重整化动力学的进动磁序参量。我们发现的相互作用依赖的自旋泵的温度依赖性可以定性不同的自旋不相干制度从Luttinger液体制度,允许识别前者。同样,重整化磁化动力学的温度依赖性可以用来识别自旋非相干物理。对于自旋非相干的Luttinger液体耦合到两个超导体的情况下,我们计算的交流和直流约瑟夫森电流的线几何隧道耦合超导体的限制。交流和直流响应都包含“确凿的证据”,可以用来识别自旋非相干行为。这些效果的观察实验要求。
2008-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Decoherence of coherent transport in a disordered one-dimensional wire: Phenomenological model
我们模拟了相破缺碰撞对无序一维单沟道线中相干电子输运的影响。在我们的模型中,相破裂碰撞将导线分成段,其中每个段是具有相干电子电阻的独立串联电阻器,并且分段是具有相破裂散射时间的泊松分布的随机过程。作为导线长度$L$,相干长度$L_ϕ$,和本地化长度$ξ$的函数的导线电阻计算和从相干到非相干传输的过渡被定量跟踪。在相干状态($L < L_ϕ$)中,电阻以电阻的特征对数正态分布从线到线波动,典型电阻以$\exp(L/ξ)$增加,并且平均电阻以$\exp(2L/ξ)$增加(或者如果无序强则更快)。当$L$超过$L_ϕ$时,退相干抑制电阻波动并使电阻分布变窄。结果,在$L \gg L_ϕ$处,平均电阻随着$βL-c$而增加,典型电阻随着$βL - c'$而增加,其中$β$是导线电阻率,$c$是由于源极附近的退相干引起的恒定偏移,并且$c' \gg c$是与单个导线中的电阻自平均相关的偏移。给出了GaAs量子线的数值计算结果。值得注意的是,相干传输在这样的线可以表现出特殊的偏差,由于强烈的背散射杂质的普遍缩放。
2001-11-07 cond-mat.mes-hall
Spin-Orbit induced semiconductor spin guides
Rashba自旋轨道耦合的可调性允许构建具有空间调制耦合强度的半导体异质结构。我们表明,线形的自旋轨道调制在量子阱中可以支持传播的电子态线内只有一定的自旋取向,因此,它作为一个有效的自旋传输指南,为这个特定的自旋取向。
2002-11-29 cond-mat.mes-hall
Microwave control of thermal magnon spin transport
我们观察到射频微波场强烈影响钇铁石榴石中非相干热磁振子的输运。铁磁共振在非线性制度抑制95%的热磁振子输运。在两种情况下,在非共振条件下的运输也被调制,这两种情况都与磁振子带最小值有关。首先,在低于谐振条件的静态磁场中,非局部信号出现强烈增强。这种增加仅发生在一个场极性处,并且可以高达800%。我们将这种效应归因于磁振子动力学过程,这会产生带最小磁振子和高能手征表面模式。其次,信号在高于谐振条件的静态场处增加,其中rf频率与磁振子带最小值一致。我们的研究提供了洞察相干和非相干自旋动力学之间的相互作用:射频场修改相关的磁振子状态的占领,并通过动力学过程,磁振子自旋运输。
2018-10-27 cond-mat.mes-hall
The spin-incoherent Luttinger liquid
与众所周知的三维费米液体理论相反,相互作用的一维和准一维费米子系统在低能量下由称为Luttinger液体理论的有效理论描述。这个理论是用集体多体激发来表达的,这些激发表现出奇异的行为,如自旋-电荷分离。Luttinger液体理论通常应用于“低能量”描述自旋和电荷扇区的前提下。然而,当系统中的相互作用非常强时,因为它们通常处于低粒子密度,自旋与电荷能量的比率可能会变得指数级小。因此,在非常低的温度下,能量与特征电荷能量相比可能较低,但与特征自旋能量相比仍然较高。这种接近基态电荷自由度,但具有高热激发自旋自由度的能量窗口被称为自旋不相干的Luttinger液体。自旋非相干Luttinger液体比Luttinger液体具有更高的普适性,性质也有本质的区别。在这个座谈会上,我详细介绍了一些最新的理论发展领域,并描述了实验迹象,这样一个制度的门控半导体量子线。
2007-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Helical States in Curved Bilayer Graphene
研究了静电约束下双层石墨烯中量子线的自旋效应。适当选择约束方向,我们表明,在存在的磁场,自旋轨道相互作用引起的曲率,和谷间散射,束缚态出现的螺旋。这些螺旋态的局域长度可以通过栅极电压来调制,这使得能够控制两个平行导线之间的隧道耦合。通过s波超导体的邻近效应,我们表明,螺旋模式引起的双层石墨烯中的马约拉纳费米子。
2012-08-13 cond-mat.mes-hall
Disorder and dephasing effect on electron transport through conjugated molecular wires in molecular junctions
了解分子导线中的电子输运过程是分子电子学领域的一个中心焦点。尤其是引起隧穿-跳跃跃迁的退相效应,无论从应用还是从基本的角度来看都具有重要意义。我们分析了相干和非相干电子通过共轭分子线的D 'Amato-Pastawski模型内的密度泛函紧束缚理论的装置。我们的方法可以明确地研究结构/输运关系的分子结在一个退相环境条件下,使用单一的退相参数。我们研究了长度依赖性和热涨落对输运的影响,并再现了著名的隧穿跳跃转变。这种方法将是一个强有力的工具,最近的电导测量的分子导线的解释。
2012-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin filtering implemented through Rashba and weak magnetic modulations
提出了两种在空间调制的Rashba自旋轨道耦合(SOC)和弱磁势下的一维半导体量子线中自旋滤波器的理论方案。对于情况I,SOC是周期性的,并且弱磁势沿导线均匀施加。在两个分离的能量区间内获得了符号相反的全自旋极化。对于第二种情况,弱磁位是周期性的,而SOC是均匀的。通过调节SOC的强度,实现了自旋极化的正负转换,分析了SOC、磁势及其耦合对自旋过滤的影响。
2007-04-28 cond-mat.mes-hall
Superfluorescence in CdS/CdSe/CdS Spherical Quantum Wells Modulated by Excitation Geometry
Southeast University(东南大学);Nantong University(南通大学);Nanjing University(南京大学)
本研究在CdS/CdSe/CdS球形量子阱中实现室温超荧光,发现条纹激发可将阈值降至点激发的约1/30,证明空间扩展激发促进合作相干性,为主动控制集体发射提供新途径。
2026-09-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Localized states in a semiconductor quantum ring with a tangent wire
我们扩展了一种特殊的局域态被困在交叉点由于几何限制,首先提出了一个三终端开口T形结构[欧洲。Phys. Lett. {\bf 55},539(2001)]中所述的方法制成具有与金属丝相切连接的环形几何形状。在这种环形结构中,存在一个局域态被捕获在交叉点处,能量位于最低子带内。我们系统地研究了这种局域态和由于局域态与连续态之间的耦合而产生的Fano型干涉。结果表明,环内径的增大减弱了与连续介质的耦合,非对称Fano凹陷逐渐消失。由于Fano型反共振和结构反共振的相互作用,在透射过程中出现了很宽的能隙。该反共振间隙的大小可以通过调节磁通量来调制。而且,在相同的间隙区域内可以获得大的透射振幅。强鲁棒性的反共振间隙证明了所提出的几何形状的实际应用的可行性。
2014-08-14 cond-mat.mes-hall
Resonant tunnelling in interacting 1D systems with an AC modulated gate
我们提出了一个系统的输运性质的分析组成的两个半无限相互作用的一维线连接到一个单一的费米子网站,其中的能量受到周期性的时间调制。使用的性质,完全可解的图卢兹点,我们推导出一个积分方程的本地化水平Keldysh格林函数的行为的线性电导。我们调查这个方程的数值和解析在各种限制。周期平均电导G根据系统的参数显示出令人惊讶的丰富行为。最突出的特征是在低频率下出现中间温度区,其中G与在较低温度下在非通用频率依赖值下饱和的相应静态电导的线宽成比例。
2004-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Transfer-matrix approach to the problem of electrical conduction through a series of absorbers
在这里,我们研究了非相干输运通过分子线处理作为一个线性链的吸收体,其中的相位打破过程是由使用虚点的潜力建模。计算是在散射理论的转移矩阵方法内进行的。得到了有限链传输的解析表达式,并利用Tsu-Esaki公式计算了电流。特别是,它示出的最大电流依赖于导线长度是指数。
2006-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bandgap renormalization of modulation doped quantum wires
我们测量了调制掺杂的T形量子线阵列的光致发光谱,它是用表面门调制的一维密度n_e的函数。我们提出了自洽的电子结构计算这种设备,它显示了带隙重整化,当校正激子能量和屏蔽,在很大程度上是不敏感的n_e,这是在定量极好的协议与数据。计算(cf。cond-mat/9908349)示出了包括屏蔽电子和与空穴结合的电子之间的正交性的重要性。计算表明,电子和空穴在3 x 10^6 cm^-1的范围内仍然保持束缚状态,因此激子的稳定性远远超过保守的莫特判据。
1999-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fractional chiral second-order topological insulator from a three-dimensional array of coupled wires
University of Basel(巴塞尔大学);University of Maryland(马里兰大学)
本文通过弱耦合纳米线阵列构建三维手性二级拓扑绝缘体模型,揭示旋转磁场与空间调制的耦合可打开能隙,同时保留手性边缘态,通过调节参数实现整数和分数手性SOTI。
2025-08-13 cond-mat.mes-hall
Dimensional crossover in spin Hall oscillators
由直接自旋电流驱动的磁化的自振荡先前已经在多个准零维(0 D)铁磁系统(诸如纳米磁体和纳米接触)中观察到。最近,研究表明,纯自旋霍尔电流可以激发准一维(1D)铁磁纳米线的相干自振荡动力学,但不是在准二维(2D)铁磁薄膜。本文研究了通过改变线宽,Pt/ $\mathrm{Ni}_{80}\mathrm{Fe}_{20}$双层自旋霍尔振荡器中电流驱动磁化动力学的一维到二维交叉.我们发现,增加线宽的结果在增加的数量的激发的自振荡模式伴随着每个模式的振幅和相干性的降低。我们还观察到一个交叉从一个硬到一个软发病的自动振荡与增加线的宽度。自激振荡的振幅随着温度的升高而迅速减小,这表明相位相干自激振荡模式与非相干热磁振子的相互作用在抑制自激振荡动力学中起着重要的作用。我们的测量设置的上限上的尺寸的一个单独的自旋霍尔振荡器和阐明的机制,导致抑制相干自振荡与振荡器的大小增加。
2020-10-09 cond-mat.mes-hall
Dissipative Effects in the Electronic Transport through DNA Molecular Wires
我们调查的耗散环境,有效地包括反离子和水化壳层的影响,短\DNA线的输运性质的影响。它们的电子结构由紧束缚模型捕获,该模型嵌入由一系列谐振子组成的浴中。在不与浴耦合的情况下,在电子光谱中打开与温度无关的间隙。在允许电子浴相互作用时,间隙变得依赖于温度。它随温度的增加,在弱耦合限制浴自由度。在强耦合区,形成了槽诱导的{ \it赝能隙}。结果,随着温度的升高,观察到在$I$ - $V$特性的低电压区域中从隧穿到激活行为的交叉。费米能附近的传输,$t(E_{\rm F})$的温度依赖性,表现出与最近的输运实验一致的Arrhenius样的行为。此外,$t(E_{\rm F})$显示出弱指数依赖于线的长度,典型的强非相干传输。无序效应使电子能带模糊,但不明显影响赝能隙的形成。
2005-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Magnetoresistance from quenching of spin quantum correlation in organic semiconductors
提出了一种基于非相干跃迁时载流子自旋与局域环境之间量子关联的猝灭的有机磁电阻理论。我们证明了这一过程对跳跃率中的跃迁-逃逸频率贡献了一个自旋相关的前因子,其值受磁场的调制。由此产生的OMR表现出一个正的洛伦兹饱和分量和一个负的小场分量,这是独立的模型参数。这些行为及其同位素效应与实验结果符合得很好。
2014-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Synthesizing Majorana zero-energy modes in a periodically gated quantum wire
我们探索了一个方案,工程的一维无自旋p波超导体托管不成对的马约拉纳零能量模式,使用一个全电的设置与自旋轨道耦合量子线接近的s波超导体。通过采用周期性调制的Rashba相互作用来确保由单个自旋分裂能带所需的费米能级的交叉,所述Rashba相互作用由电子-电子相互作用和均匀的Dresselhaus相互作用辅助,在两个自旋轨道移动的费米点处打开间隙。虽然在混合超导体-半导体器件中的实现需要改进当今的能力,但是我们的方案的变体(其中自旋-轨道耦合冷费米子有效地邻近耦合到Feshbach分子的BEC储库)可以提供即用型平台。
2016-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Analog of a quantum heat engine using a single-spin qubit
具有周期性调制能量分裂的量子二能级系统可以提供一个最小的通用量子热机。本文给出了硅隧道场效应晶体管中杂质电子自旋二能级系统的实验实现和理论描述。在非相干状态下,系统的行为类似于奥托热机或制冷机。相干区可以被描述为这两个区的叠加,在观察到的源漏电流中产生特定的干涉条纹。
2020-09-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-Reciprocal Transport of Thermally-Generated Magnons
本文利用 Py 线磁化方向证明了热生成非相干磁子输运的非互易性,揭示了其对称性受 YIG 磁子偶极杂散场手性控制,并符合手性自旋塞贝克效应。
2024-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phononic heat conductance of gold atomic contacts: Coherent versus incoherent transport
我们在这里提出了一个理论方法来确定声子的贡献,在相位相干制度的纳米系统的热导。我们的方法利用经典的分子动力学(MD)模拟计算的温度依赖的动力学矩阵,声子热导随后计算内的Landauer-Büttiker形式主义的帮助下,非平衡格林函数技术。针对纳米结构,直接在真实空间中执行力常数和热传输计算的关键步骤。与传统的密度泛函理论(DFT)方法相比,我们的方法的优点是双重的。首先,原子间的相互作用可以用选择的方法来描述。半经验势可能会导致大的计算加速,使更大的系统的研究。其次,该方法自然地考虑到原子力常数的温度依赖性,这是在典型的基于DFT的静态计算中被忽略的方面。我们说明我们的方法通过分析的声子热导的温度依赖性的长度范围从1到12个原子的金(Au)链。此外,为了评估在这些原子尺度的电线的非谐波效应的重要性,我们比较相位相干的方法与非平衡MD(NEMD)模拟。我们发现,相位相干方法和经典NEMD方法的预测在很大程度上同意以上的德拜温度为所有研究的链长,这表明,热传输是连贯的,我们的相位相干的方法是非常适合这样的纳米结构。
2022-11-08 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Transport through a double barrier for interacting quasi one-dimensional electrons in a Quantum Wire in the presence of a transverse magnetic field
讨论了半导体量子线的Luttinger液体行为。我们表明,体临界指数,$α_{bulk}$,隧穿态密度的测量值可以很容易地计算。然后,研究了在强横向磁场$B$作用下,沿量子线的两个量子点接触形成的量子点与无自旋Tomonaga-Luttinger液体弱耦合的输运问题.在非常低的温度$T$下的弹道状态中的电导$G(B)$的已知的磁相关峰也必须反映在较高$T$下和不同状态中的输运中。根据相关顺序调谐理论,电导峰的最大$G_{max}$的温度依赖性产生幂律$G_{max}\propto T^{2α_{end}-1}$,临界指数$α_{end}$被$B$强烈降低。这种行为表明使用类似的器件作为磁场调制晶体管。
2005-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kinetics of Spin Relaxation in Wires and Channels: Boundary Spin Echo and Tachyons
本文利用自旋动力学方程研究了一维线和二维沟道中的自旋极化动力学。这种方法是有效的扩散和弹道自旋输运制度,因此,更一般比通常的自旋漂移扩散方程。特别地,我们证明了在具有Rashba自旋轨道相互作用的无限一维线中,指数自旋弛豫衰减可以由振荡函数调制。在有限长度的一维线自旋弛豫的情况下,它示出了一个最初均匀的自旋极化自发地转变成一个持久的自旋螺旋。在有限长金属丝中发现了初始局域自旋极化包的一种有趣的类似声波回声的行为。我们表明,传播的自旋极化曲线从系统边界反射,并返回到其初始位置类似的反射声波从障碍物。对有限和无限一维体系,求出了自旋动力学方程的格林函数。此外,我们明确地表明,在2D通道与Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用的强度相等的自旋弛豫发生类似的一维线的有限长度。最后,找到了一维自旋动力学方程到虚质量Klein-Gordon方程的一个简单变换,从而建立了半导体自旋电子学与相对论量子力学之间有趣的联系.
2011-06-02 cond-mat.mes-hall hep-th
Spin-catalyzed hopping conductivity in disordered strongly interacting quantum wires
在具有强排斥相互作用的一维电子系统中,电荷激发的传播速度比自旋激发快得多。因此,这样的系统具有中间温度范围[称为“自旋非相干Luttinger液体”(SILL)状态],其中电荷激发是“冷的”(即,具有低熵),而自旋激发是“热的”。“我们探讨了在没有外部平衡源的情况下,SILL体系中电荷扇区无序的影响。我们认为,混乱本地化所有的电荷部门的激发,但是,自旋激发的保护,防止完全本地化,并作为一个热浴促进电荷和能量运输的渐近长时间尺度。电荷、自旋和能量的电导率彼此之间相差很大。主要的能量载体既不是电荷也不是自旋激发,而是中性的“声子”模式,它经历了我们讨论的非常规形式的跳跃传输。我们评论这些想法的实验和数值模拟的适用性。
2016-03-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
1D Majorana Goldstinos and partial supersymmetry breaking in quantum wires
在拓扑超导体中实现Majorana模式,即,粒子物理学中马约拉纳费米子的凝聚态对应物,可能会导致拓扑保护量子计算领域的重大进展。在这里,我们介绍了一维,反向传播,和分散的马约拉纳模式的部分重叠,零维马约拉纳模式的周期性链的批量激发在邻近的纳米线通过螺旋调制场。该系统实现了中心扩展的量子力学超对称性和自发的部分超对称性破缺。无质量的马约拉纳模是与自发破缺超对称性相关的南武-戈德斯通费米子(Goldstinos)。他们的实验指纹是在零偏压电导,这是一般不会预期的马约拉纳模式重叠在有限的距离下降到峰值过渡。此外,通过施加旋转磁场,马约拉纳模式可以沿着线滑动,实现“马约拉纳泵”。这可能会提出新的编织协议和拓扑量子位的实现。
2022-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con hep-th
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
Charge transport in molecular junctions: From tunneling to hopping with the probe technique
我们证明了一个简单的唯象方法可以用来模拟周围环境引起的热效应下的分子导线中的电子传导。这种“Landauer-Büttiker探针技术”可以正确地复制不同的传输机制:相位相干非共振隧穿,弹道行为和跳跃传导,以提供与实验一致的结果。具体来说,我们的模拟与探针方法恢复以下中心特征的分子线中的电荷转移:(i)短导线的电导下降与分子长度呈指数关系,隧道(超交换)机制的表现。跳跃动力学超越了长导线中的超交换,表现出类似欧姆的行为。(ii)在非共振情况下,弱的失相效应促进电荷转移。在大的失相下,电导被抑制。(iii)在足够高的温度下,$k_BT/ε_B>1/25$,其中$ε_B$作为分子势垒高度,电流通过热激活(Arrhenius)因子增强。然而,这种增强发生在相干和非相干电子,它并不容易表明潜在的机制。(iv)在有限偏压下,退相效应阻碍共振情况下的传导。我们进一步表明,记忆(非马尔可夫)的影响,可以实现内的Landauer-Büttiker的探测技术,以模拟电子与结构化环境的相互作用。最后,我们研究了共轭分子线中电子转移的实验结果,并表明我们的计算方法可以合理地再现报道的值,提供机械信息。
2015-05-04 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Coulomb blockade effects in anodised niobium nanostructures
铌薄膜线的制造使用电子束光刻与四层剥离掩模系统,随后减薄的阳极氧化。在线监测沿丝的电阻,并通过控制阳极化电压进行微调。根据室温薄层电阻,样品在低温下表现出超导或绝缘行为。对于超过6 kOhm/平方的样品,观察到库仑阻塞。样品也制成了一个单电子晶体管的几何形状与两个薄弱环节的结合角蒸发和阳极化。它们的电流-电压特性可以通过施加在重叠栅极上的电压来调制。
1997-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con