Polarized Electric Current in Semiclassical Transport with Spin-Orbit Interaction
研究了具有自旋轨道相互作用和光滑势的二维薛定谔方程的半经典解。在领先的顺序,自旋极化是在平面内,并遵循一个给定的子带的电子动量的演变。面外自旋极化表现为一种量子修正,并给出了明确的表达式。我们演示了如何借助仅在较低子带中传输的势垒或量子点接触来实现自旋极化电流。
2006-10-17 cond-mat.mes-hall
Semiclassical study of edge states and transverse electron focusing for strong spin-orbit coupling
研究了二维电子气中存在自旋轨道相互作用时的边缘态和横向电子聚焦。在强自旋轨道耦合的假设下,我们导出了描述边缘态色散的半经典量子化条件。然后,利用色散关系,我们对聚焦光谱的某些性质进行预测。我们的分析结果与量子力学输运计算的比较表明,聚焦光谱的某些功能可以很好地理解的边缘状态的干扰,而其他功能的解释似乎需要不同的方法。
2010-07-01 cond-mat.mes-hall
Unified bulk semiclassical theory for intrinsic thermal transport and magnetization currents
我们揭示了意想不到的作用,材料的不均匀性,统一制定的固有的热和热电传输以及磁化电流。光滑的不均匀性导致位置相关的局部能带色散和相空间Berry曲率,使得能够普遍和快速地访问显示动量空间Berry曲率物理的传输和磁化电流。我们的理论没有调用边界电流,磁化的热力学方法或任何统计力的机械对应物。通过引入一个虚拟的非均匀性,它也适用于均匀样品,促进非均匀性是半经典输运理论中的一个基本技巧。这样的技巧无论运输的驱动力如何都有效,例如,温度梯度,与量子输运理论中虚构的引力场的技巧相反。因此,我们包括更一般的机械驱动力,并建立莫特之间的关系所产生的运输热和电流,而这两个电流的关系是以前只知道当电场是驱动力。
2020-06-04 cond-mat.mes-hall
Semiclassical theory of spin transport in spin-orbit coupled systems
最近的兴趣在新的自旋电子学效应的动机,我们开发了一个半经典的自旋输运理论,是有效的自旋轨道耦合带。除了平均自旋以波包群速度传输的明显对流项外,自旋流还有来自波包自旋和扭矩偶极矩的额外贡献。电场修正群速度和载流子自旋有助于对流项。将所有项相加,我们得到了空穴掺杂杂质半导体的本征自旋霍尔电导率的表达式,该表达式与Kubo公式对相同量的预测一致。我们讨论了自旋积累的计算,这说明了在系统的边界附近的扭矩偶极子的重要性。
2004-08-02 cond-mat.mes-hall
Pseudo-Path Semiclassical Approximation to Transport through Open Quantum Billiards: Dyson Equation for Diffractive Scattering
我们提出了一个半经典理论运输通过开放台球的任意凸形,包括衍射散射路径的铅开口。从半经典格林函数的戴森方程开始,我们开发了一个图形扩展,它允许对经典路径和伪路径进行系统的求和,其中经典路径由衍射散射("扭结“)组成。这使得包括一个指数增殖数量的伪路径组合数值上易于处理的规则和混乱的台球。对于一个圆形台球和Bunimovich体育场的路径和导致一个很好的协议与量子路径长度功率谱长的路径长度。此外,我们发现良好的数值协议与微波台球量子散射的实验研究,伪路径提供了显着的贡献。
2005-04-08 cond-mat.mes-hall
Semiclassical Boltzmann transport theory for multi-Weyl semimetals
多Weyl半金属(m-WSMs)是一类沿一个对称方向具有线性色散,而沿两个横向具有各向异性非线性色散,且拓扑荷大于1的新型Weyl半金属。利用玻尔兹曼输运理论,并充分考虑系统的各向异性,我们研究了直流电导率作为载流子密度和温度的函数。我们发现在玻尔兹曼理论水平上输运系数的特征密度和温度依赖性是由多Weyl点的拓扑荷控制的,并将m-WSM与线性Weyl对应物区分开来。
2017-04-26 cond-mat.mes-hall
Semiclassical theory of spin-orbit torques in disordered multiband electron systems
研究了弱无序极限下非简并多带电子系统的自旋轨道矩。为了具有更好的物理透明性,在非交叉近似下,给出了与久保图解法等价的半经典玻尔兹曼方法。这个半经典框架解释了由电场和静态杂质散射引起的带间相干效应。使用二维Rashba铁磁体作为模型系统,我们表明,由无序诱导的带间相干效应所产生的反阻尼类SOT是非常敏感的自旋结构的障碍,并可能有相同的符号作为本征SOT的存在下,自旋相关的障碍。而这种SOT与本征SOT的抵消只发生在自旋无关的短程无序的情况下。
2017-07-21 cond-mat.mes-hall
Semiclassical Concepts in Magnetoelectronics
综述了金属磁性结构中电子和自旋输运的半经典理论,重点讨论了无序和电子能带结构在电流垂直于界面平面(CPP)输运组态中的作用。
2000-11-08 cond-mat.mes-hall
A semiclassical theory of the Ehrenfest-time dependence of quantum transport in ballistic quantum dots
我们提出了一个基于量子力学的半经典计算方法,计算了具有理想点接触的弹道量子点的弱局域化修正和普适电导涨落的Eklfest-时间关系。当弱局域化校正与exp(-tau_E/tau_D)成正比时,电导的方差与tau_E无关,其中tau_E和tau_D分别是点的Ekfest时间和停留时间。后者与量子被踢旋转器的数值模拟一致[Tworzydlo等人,B 69,165318(2004)和Jacquod和Sukhorukov,Phys. Rev. Lett. 92,116801(2004)]。
2006-03-30 cond-mat.mes-hall
Towards a semiclassical justification of the `effective random matrix theory' for transport through ballistic chaotic quantum dots
弹道混沌腔体的散射矩阵S是“经典”和“量子”部分的直接和,它们分别描述了典型驻留时间小于和大于Ehrfest时间的通道的散射。根据Silvestrov,Goorden和Beenakker的“有效随机矩阵理论”[Phys. Rev. Lett. 90,116801(2003)],通过随机矩阵理论给出涉及量子力学散射矩阵的统计平均值。虽然已知这种有效随机矩阵理论不适用于对输运的量子干涉校正,其在散射通道的数量N中表现为次前导级,但据信它正确地描述了在N中前导级的量子输运。在这里,我们部分验证了这一信念,通过比较有效随机矩阵理论的预测的系综平均的多项式函数的S和S^匕首的程度为2,4,和6的半经典计算。
2006-06-14 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
Semiclassical spin-spin dynamics and feedback control in transport through a quantum dot
我们提出了一个理论的磁输运通过电子轨道,其中电子自旋相互作用与(足够)大的外部自旋通过交换相互作用。利用半经典近似,我们导出了一组运动方程的电子密度矩阵和外自旋的平均值,原来是高度非线性的。通过电子引线的耗散实施的量子主方程,结合自旋-自旋相互作用的非线性项。随着各向异性交换耦合的各种动力学的产生,如参数共振或甚至混沌行为的自持振荡。在我们的理论中,我们可以集成一个麦克斯韦恶魔样的闭环反馈方案,该方案能够针对所施加的偏置电压传输粒子,并且可以用于实现自旋滤波器以产生相反方向的自旋相关振荡电流。
2014-10-21 cond-mat.mes-hall
Semiclassical Boltzmann transport theory of few-layer black phosphorus in various phases
黑磷(BP)是一种由磷原子组成的二维范德华层状材料,由于其可调的能带隙(甚至可调到负值)和高度各向异性的电子结构,近年来成为研究最活跃的二维材料之一。根据带隙调谐参数的符号,少层BP可以处于带隙绝缘体相、无带隙狄拉克半金属相或两相之间的无带隙半狄拉克转变点。利用完全各向异性的多带玻尔兹曼输运理论,通过改变带隙调谐参数,系统地研究了少层BP的直流电导率随载流子密度和温度的变化规律,确定了各相对应的特征密度和温度依赖关系.
2019-04-03 cond-mat.mes-hall
Semiclassical Theory of Quantum Chaotic Transport: Phase-Space Splitting
这篇论文被撤回。虽然几乎所有的研究结果仍然有效,我们的一些评论的命运弱本地化修正的电导在深半经典极限现在是过时的。与这里所建议的不同,我们发现在有限的Escherichfest时间弱局域化的指数抑制。有关更多详细信息,请参见cond-mat/0512662。
2005-12-26 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Semiclassical matrix model for quantum chaotic transport with time-reversal symmetry
我们表明,在时间反演对称性的存在下,混沌量子输运的半经典方法可以描述为一个矩阵模型,即矩阵积分的微扰展开满足半经典图形规则的计算输运统计。这种方法非常自然地导致从随机矩阵理论的普遍预测的半经典推导。
2015-02-10 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Semiclassical equations of motion for disordered conductors: extrinsic interband velocity, corrected collision integral and spin-orbit torques
半经典运动方程被广泛用于描述导电材料中的载流子输运。然而,将无序系统地纳入半经典模型的实质性挑战仍然存在,导致定量的不准确性和偶尔错误的预测的期望值的物理观测。本文以量子力学密度矩阵为出发点,给出了无序导体中载流子半经典运动方程的一般公式。我们专注于外部电场,没有磁场,和自旋无关的无序。密度矩阵方法允许对杂质组态进行平均,并且具有无序平均密度矩阵的速度算符的迹可以被重新解释为由玻尔兹曼分布函数加权的半经典速度。通过这个基本原理,众所周知的本征群和异常速度是平凡恢复,而我们证明了一个外在的带间速度的存在,即无序校正的半经典速度的布洛赫电子,介导的带间矩阵元的贝瑞连接。类似的修正也存在于自旋算符的非平衡期望值中,对自旋-轨道力矩有贡献。为了获得与图解方法的一致性,将玻尔兹曼方程中的散射项校正到电场中的一阶,并且将玻尔兹曼方程求解到无序势中的子前导阶。我们的处方确保所有的顶点校正中存在的图解治疗考虑在内,并说明这一点,我们讨论模型的情况下,在拓扑绝缘体,包括异常霍尔效应以及自旋轨道扭矩。
2021-09-13 cond-mat.mes-hall
Semiclassical theory of magnetotransport through a chaotic quantum well
我们导出了倾斜磁场中量子阱共振隧穿电流的半经典定量公式。结果表明,电流只依赖于量子阱内的周期轨道。该理论解释了令人困惑的演变隧道光谱附近的倾斜角$30^{\circ}$所产生的相关周期轨道的交换分岔。
1997-07-08 cond-mat.mes-hall
The semiclassical theory of anomalous transport in type-II topological Weyl semimetals
外尔半金属具有低能激发,充当动量空间中Berry曲率的磁单极。这些涌现的单极子是外尔半金属所展示的广泛新颖的输运性质的核心。外尔半金属中节点周围的Berry曲率的奇异性使得在零外加磁场下出现大的反常输运系数成为可能。最近一个新的类别,称为II型外尔半金属,已被证明在各种材料,其中外尔节点是倾斜的。我们在这里提出了一个研究的异常输运在这一类新的外尔半金属。我们发现,这些II型外尔点的倾斜参数是密切相关的零场横向输运性质。我们还发现,温度依赖性的化学势起着重要的作用,在确定如何传输系数可以有效地探测Berry曲率的II型外尔点。我们还讨论了我们的工作的时间反演打破II型外尔半金属的实验影响。
2017-07-19 cond-mat.mes-hall
Semiclassical theory of ballistic transport through chaotic cavities with spin-orbit interaction
利用半经典方法研究了自旋轨道相互作用对混沌腔中弹道输运的影响。我们的方法是基于Landauer形式主义和Fisher-Lee关系,适当地推广到自旋轨道相互作用,和半经典表示的格林函数。我们计算电导系数,利用遍历性和适当结合的经典自旋轨道动力学的混合,并利用Sieber-Richter方法及其最近的扩展。这样,我们得到弱反本地化,并确认以前的结果中得到的随机矩阵理论的辛系综。
2007-04-20 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Topological Berry phase and semiclassical quantization of cyclotron orbits for two dimensional electrons in coupled band models
研究了具有粒子-空穴对称谱的耦合双带模型中二维布洛赫电子回旋轨道的半经典量子化。作为具体的例子,我们研究石墨烯(单层和双层)和氮化硼。主要的重点是波的影响-如贝瑞相位和马斯洛夫指数-发生在半经典量子化的顺序$\hbar$和产生的朗道水平的非平凡的移位。具体来说,我们表明,指数移动出现在朗道水平是相关的拓扑部分的Berry相位-这基本上是一个缠绕数的方向的伪自旋1/2相关的耦合带-获得的电子在回旋加速器轨道,而不是完整的Berry相位,如通常所述。因此,耦合带绝缘体的朗道能级与通常的带绝缘体相比发生了偏移。我们还详细研究了一个具体的例子(氮化硼)在整个布里渊区的Berry曲率,并表明,其计算需要小心定义的“k依赖的哈密顿量”H(k),其中k是布洛赫波矢。
2010-07-08 cond-mat.mes-hall
Semiclassical Approach to Chaotic Quantum Transport
本文描述了一种计算混沌腔普遍输运性质的半经典方法。虽然能量平均电导原来由成对的入口到出口的轨迹,电导方差,散粒噪声和其他相关的量需要轨迹四元组;简单的图形规则允许找到这些对和四元组的贡献。纯对称类和交叉,由于外部磁场被认为是。
2006-10-20 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Universality in chaotic quantum transport: The concordance between random matrix and semiclassical theories
电子在混沌量子点中的输运表现出普遍的、系统无关的性质,与随机矩阵理论相一致。量子输运也可以通过半经典近似在经典散射轨迹上求和。这些轨道之间的相关性可以用图表来组织,并已被证明可以为某些观测量提供普遍的答案。在这里,我们开发的一般组合治疗的半经典图,通过连接到因式分解的排列。我们之间的协议的半经典和随机矩阵的方法传输本征值的时刻。结果是有效的所有时刻的所有订单的逆通道数的扩展为所有三个主要的对称类(有和没有时间反演对称性和自旋轨道相互作用),并扩展到非线性统计。这最后解释了随机矩阵理论的混沌量子输运的基础动力学方面的适用性,以及提供半经典访问的传输本征值的概率密度。
2012-05-04 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Semiclassical quantization of skipping orbits
我们提出了一个简单的描述的边缘态的光谱在量子霍尔制度,在半经典量子化跳跃轨道沿硬壁边界,${\cal A}=2 π(n+γ) \ell_B^2$,其中${\cal A}$是包围之间的跳跃轨道和壁和$\ell_B$的磁性长度。值得注意的是,这种描述提供了一个很好的定量协议与确切的光谱。讨论了跳跃轨道与一个或两个边缘接触时的$γ$值,以及轨道掠过边缘和半经典量子化必须用衍射效应校正时的$γ$值的变化。$γ$的值从$1/2$到$3/4$不断演变。计算了不同朗道能级上的漂移速度与能量的关系。我们比较的半经典回旋轨道的结构,它们的位置相对于边缘,相应的本征态的波函数。
2010-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Comment on: ``Semiclassical theory of spin-orbit interactions using spin coherent states''
我们指出,在[M. Pletyukhov等人,Phys. Rev. Lett. 89(2002)116601]中的半经典极限$\hbar\to0$中的泡利方程--只有在同时考虑高自旋极限$S\to\infty$时才出现。
2002-08-23 cond-mat.mes-hall nlin.CD
The semiclassical relation between open trajectories and periodic orbits for the Wigner time delay
经典混沌量子系统的Wigner时间延迟可以半经典地表示为进入和离开系统的散射轨道对或捕获在系统内的周期轨道。我们展示了这两幅图是如何在半经典水平上相互关联的。我们从具有散射轨迹的半经典公式出发,导出了时滞的周期轨道公式中的所有项。在此计算中的主要成分是一种新的类型的散射轨迹之间的相关性,这是由于接近被捕获的周期轨道的轨迹。还通过考虑时间延迟的关联函数证明了两幅图像之间的等效性。相应的计算电导给出了没有周期轨道的贡献,在领先的顺序。
2007-11-28 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Developing a semiclassical Wentzel-Kramers-Brillouin theory for $α-\mathcal{T}_3$ model
我们发展了一个完整的半经典Wentzel-Kramers-Brillouin(WKB)理论,用于描述广泛存在的一类赝自旋为1的Dirac锥材料的$α-\mathcal{T}_3$模型.通过对所求的波函数进行普朗克常量$\hbar$的幂级数展开,得到了计算半经典电子在$α-\mathcal{T}_3$中的电子性质和输运性质所需的关键量--首阶展开项.我们导出了连续两级波函数展开式之间的输运方程,并求解它们,得到了一级WKB波函数。我们还讨论了所获得的近似的适用性,以及如何将这些结果可以用来调查各种隧道和传输性能的$α-\mathcal{T}_3$材料与非平凡的潜在档案。我们的研究结果也可能有助于构建电子器件和晶体管的基础上创新的平带狄拉克材料。
2022-05-07 cond-mat.mes-hall
Semiclassical theory of spin-orbit interaction in the extended phase space
我们考虑自旋和轨道自由度联合相空间中的半经典理论。该方法是从自旋相干态表象的路径积分发展而来的,并给出了态密度的迹公式。我们讨论了特殊情况下,如弱和强自旋轨道耦合,并与本理论的早期方法。
2003-05-05 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Vertex corrections to the dc conductivity in anisotropic multiband systems
对于各向同性单带系统,弛豫时间近似下的半经典Boltzmann输运理论和顶点修正下的Kubo公式在逆输运弛豫时间中引入$(1-\cosθ)$因子时,给出了相同的结果.在各向异性多带系统中,半经典玻尔兹曼输运方程被推广到耦合积分方程,该方程在不同的角度在不同的带中的输运弛豫时间。利用Kubo公式,研究了各向异性多带系统中直流电导率的顶点修正,导出了弹性和非弹性散射的输运弛豫时间所满足的关系式,验证了结果与半经典方法的一致性.
2019-04-10 cond-mat.mes-hall
Non-retracing orbits in Andreev billiards
研究了Andreev台球半经典量子化中回溯近似的有效性。通过求解Bogoliubov-de Gennes方程计算了与超导体接触的正常导电弹道量子点的精确能谱和本征态,并与Andreev反射产生的周期轨道的半经典Bohr-Sommerfeld量子化进行了比较.我们发现的偏差是由于假设精确追溯电子-空穴轨道,而不是半经典近似,同时进行爱因斯坦-布里渊-凯勒量子化证明。我们确定了三种不同的机制产生非回溯轨道,直接确定通过电子和空穴之间的差异波函数。
2005-12-13 cond-mat.mes-hall
Transport through open quantum dots: making semiclassics quantitative
我们研究电子输运通过干净的开放量子点(量子台球)。我们提出了一个半经典理论,可以准确地再现量子输运计算。定量协议达成个别能量和磁场相关元素的散射矩阵。两个关键因素是必不可少的:(i)包含伪路径,这些路径除了经典路径之外,还具有由衍射产生的链接经典路径的拓扑结构;(ii)对衍射散射的高级近似。在这个框架内的伪路径半经典近似(PSCA),半经典理论的典型缺点,如违反的反射和透射之间的反相关和高估的电导波动。除了其预测能力,PSCA还提供了对量子到经典交叉的更深入的见解。
2009-10-30 cond-mat.mes-hall
Classical limit of transport in quantum kicked maps
研究了半经典极限下混沌散射体的弱局域化、电导涨落和散粒噪声的行为。时间分辨的数值结果,通过截断踢量子映射的时间演化经过一定次数的迭代得到的,相比半经典理论。考虑到量子效应的出现如何作为埃伦费斯特时间的函数而延迟,给出了一种比较理论和数值模拟的新方法。我们发现,弱本地化和散粒噪声同意与半经典理论,它预测指数抑制随着增加Escherichfest时间。然而,电导的波动表现出不同的行为,只有轻微的依赖于Ehrfest时间。
2006-01-16 cond-mat.mes-hall
Semiclassical Boltzmann theory of spin Hall effects in giant Rashba systems
对于强带结构自旋轨道耦合产生的自旋霍尔效应,仍然缺乏合理解决称为侧跳的有趣无序效应的半经典玻尔兹曼理论。在本文中,我们描述了这样一个理论的关键成分是自旋电流对应的半经典侧跳速度(介绍的背景下,反常霍尔效应)。将该理论应用于具有巨Rashba自旋轨道耦合的二维电子气中的自旋霍尔效应,我们发现当只有较低的Rashba带被部分占据时,磁性杂质的存在大大增强了自旋霍尔角。
2017-07-21 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional metal-insulator-transition as a potential fluctuation driven semiclassical transport phenomenon
我们理论上考虑的载流子密度调谐(表观)的二维(2D)金属-绝缘体-过渡(MIT)在半导体异质结为基础的2D载流子系统所产生的一个经典的渗流现象的不均匀密度景观所产生的随机淬火带电杂质的环境中的长程电位波动。半导体中固有的长程库仑无序在2D系统中产生强烈的电势波动,其中一部分载流子被捕获或经典局部化,导致在中等密度下的混合2组分半经典输运行为,其中一部分载流子是移动的,另一部分是固定的。在高载流子密度下,所有载流子基本上都是移动的,而在低载流子密度下,所有载流子基本上都被捕获,因为不可能存在通过湖泊和山脉不均匀的电势景观的移动传输路径。没有渗透的低密度情况将模仿绝缘体,而允许通过湖泊和山脉能量景观的路径的高密度情况将模仿金属,系统在两者之间表现出明显的MIT。我们计算的载流子密度,杂质密度,杂质的位置,和温度的函数的输运特性,使用2-组分(捕获和移动载流子)有效介质理论。我们的理论计算的输运性质与实验观察到的二维电子和空穴系统中的二维MIT现象有很好的定性一致性。我们发现一个高(低)密度金属(绝缘)的温度依赖性的二维电阻率,和一个中等密度的交叉行为,可以确定与实验观察到的二维MIT。
2013-10-12 cond-mat.mes-hall
A semiclassical nonequilibrium Green's Function approach to electron transport in systems exhibiting electron-phonon couplings
针对声子动力学与电子输运时间尺度相当的开放量子系统,本文构建含电子-声子耦合的半经典非平衡格林函数方法,应用于量子点充放电等系统并验证其描述核运动影响的高效性。
2025-08-23 cond-mat.mes-hall
Semiclassical dynamics and transport of the Dirac spin
利用狄拉克电子模型,建立了自旋动力学和输运的半经典理论。这是通过从正能量电子带构造波包,并研究其结构和质心运动来实现的。波包具有等于康普顿波长的最小尺寸,并且具有关于平均自旋角动量的自转,这产生自旋磁矩。质心运动中的几何规范结构提供了自旋轨道耦合和各种Yafet项的自然解释。讨论了自旋霍尔效应和自旋能斯特效应的应用。
2009-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Semiclassical electron transport at the edge of a 2D topological insulator: Interplay of protected and unprotected modes
我们研究了电子输运在一个通用的无序二维拓扑绝缘体的边缘,其中一些通道的拓扑保护从背散射。假设通道的总数是大的,我们认为边缘作为一个准一维量子线和描述它的非线性西格玛模型的拓扑术语。忽略本地化效应,我们计算的平均分布函数的传输概率作为样本长度的函数。我们主要集中在两个实验相关的情况下:两个量子霍尔(QH)态之间的结具有不同的填充因子(酉类)和一个相对较厚的量子阱表现出量子自旋霍尔(QSH)效应(辛类)。在一个QH样本中,拓扑保护模式的存在下,导致在其他渠道已经在远短于本地化长度的尺度扩散的强烈抑制。在半经典水平上,这伴随着在接近单位透射的透射概率谱中形成间隙,从而抑制了散粒噪声和电导波动。在QSH系统的情况下,最多有一个拓扑保护的边缘通道导致较弱的输运效应。为了描述“拓扑”抑制几乎完美的双折射,我们开发了一个精确的映射到一个零维西格玛模型的一个不同的对称类的一维西格玛模型的半经典极限,使我们能够确定的传输概率的分布与一定的随机矩阵合奏的平均谱密度。我们将我们的结果扩展到其他对称类拓扑保护的边缘在两个维度。
2016-03-07 cond-mat.mes-hall
Semiclassical Monte Carlo Model for In-Plane Transport of Spin-Polarized Electrons in III-V Heterostructures
研究了自旋极化电子在III-V族半导体量子阱中的面内输运。自旋动力学由自旋-轨道相互作用控制,该相互作用通过Dresselhaus(体不对称性)和Rashba(阱不对称性)机制产生。这种相互作用,由于其动量依赖性,导致自旋极化矢量的旋转,也产生有效的自旋退相。用密度矩阵方法描述电子自旋极化的演化,而电子的空间运动则用半经典方法处理。在77-300 K温度范围内进行了蒙特卡罗模拟。
2003-03-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Semiclassical treatment of quantum chaotic transport with a tunnel barrier
我们考虑量子混沌输运的半经典描述的问题,当隧道势垒存在于一个铅。利用半经典方法,在矩阵模型的基础上,得到了势垒反射几率的幂级数形式的输运矩,其系数是开放通道数M的有理函数.因此,我们的结果是有效的量子制度,而不仅仅是当$M\gg 1$。我们得到的表达式与随机矩阵理论的相应预测不相同,但实际上要简单得多。就我们所能检验的而言,这两种理论都是一致的。
2020-08-17 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Semiclassical spin transport in LaO/STO system in the presence of multiple Rashba spin orbit couplings
LaO/STO系统中的线性和立方自旋轨道耦合与磁矩和自旋极化载流子之间的相互作用为自旋输运应用提供了新的途径。利用基于弛豫时间近似(RTA)的Boltzmann输运理论和更精细的Schliemann-Loss(SL)δ势散射模型,研究了LaO/STO体系中线性和立方Rashba自旋轨道耦合(RSOC)对面内磁矩的影响.在一般情况下,这两种方法产生的自旋积累(自旋电流)之间的线性(二次)关系时,三个RSOC强度之一是变化的,其他两个固定。具有不同角度依赖性的多种类型的RSOC的同时存在是破坏费米表面的k空间对称性的关键成分,从而确保在整个费米表面上积分时的有限自旋累积。虽然经常使用的RTA方法是足够准确的自旋累积计算,更精细的SL模型需要自旋电流计算,因为RTA方法忽略了费米轮廓的各向异性所产生的立方RSOC条款。基于改进的SL模型和RSOC参数的优化调整,自旋电荷转换值LaO/STO的预测值达到30的显着效率。
2022-09-06 cond-mat.mes-hall
Application of a semiclassical model for the second-quantized many-electron Hamiltonian to nonequilibrium quantum transport: The resonant level model
发展了一种研究分子结中非平衡量子输运的半经典方法。继Miller和White [J. Chem. Phys. 84,5059(1986)]的早期工作之后,二次量子化中的多电子哈密顿量被映射到保留电子的费米子特征的经典模型上。由此产生的经典电子哈密顿允许实时分子动力学模拟的多体问题从一个不相关的初始状态的稳定状态。与共振能级模型产生的精确结果的比较表明,运输的半经典治疗提供了一个定量描述的动态在所有相关的时间尺度为广泛的偏置和栅极电位,并为不同的温度。这种方法打开了一扇大门,以处理非平凡的量子传输问题,仍然远远达不到完全量子方法。
2011-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Semiclassical theory of spin-orbit interactions using spin coherent states
我们制定了一个半经典理论系统的自旋轨道相互作用。利用自旋相干态,从扩展相空间中的路径积分出发,建立了耦合轨道自由度和自旋自由度的经典动力学方程,并计算了Gutzwiller态密度迹公式的成分.对于具有Rashba型自旋轨道相互作用的二维量子点,我们得到了与全量子力学计算满意的一致。模式转换的问题,出现在早期的半经典方法,从而克服了。
2002-07-23 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Semiclassical propagation of coherent states with spin-orbit interaction
本文研究了一般自旋轨道耦合问题相干态时间演化的半经典近似,在两种不同的半经典情形下:首先在自旋量子数s不变的情况下取\hbar为零,然后在\hbar* s不变的情况下取\hbar为零。在这两种情况下,出现了不同的经典自旋轨道动力学。我们证明了在适当的经典动力学条件下传播的相干态近似于量子时间演化的误差为\sqrt{\hbar},并确定了一个Escherfest时间尺度。随后,通过对经典传播的状态进行适当的变形,实现了将半经典误差改善到任意阶\hbar^{N/2}。
2004-03-16 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Semiclassical theory of weak antilocalization and spin relaxation in ballistic quantum dots
我们发展了弹道量子点中自旋相关量子输运的半经典理论。该理论是基于半经典的Landauer公式,我们推广到包括自旋轨道和塞曼相互作用。在这种方法中,轨道的自由度被半经典地处理,而自旋动力学计算量子力学。利用该方法计算了具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用的量子点中电导的量子修正。我们发现一个强大的敏感性的量子校正系统的基本经典动力学。特别地,在可积系统中观察到弱反定域的抑制。这些结果归因于可积腔和混沌腔中自旋弛豫的性质不同。
2005-06-07 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Semiclassical Foundation of Universality in Quantum Chaos
我们勾勒出了所谓的Bohigas-Giannoni-Schmit猜想的证明的半经典核心:一个完全经典混沌的动力系统具有一个量子能谱,该能谱具有平均能级间距尺度上的普遍波动。我们展示了如何在半经典的限制,所有系统的特定属性逐渐消失,只留下遍历性,双曲性,组合作为代理商确定的贡献对经典的周期轨道的量子光谱形状因子。因此,小时间形状因子被半经典地再现。经典轨道和(非线性西格玛模型)量子场论之间的桥梁,通过揭示贡献轨道对作为拓扑等价的费曼图。
2005-03-23 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Semiclassical Electron and Phonon Transport from First Principles: Application to Layered Thermoelectrics
本文综述了基于第一性原理和半经典玻尔兹曼输运方程计算设计热电材料的方法,并以锡和锗硒化物层状热电材料为例,展示了热电优值的确定流程与实用评估指南。
2023-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Semiclassical Identification of Periodic Orbits in a Quantum Many-Body System
虽然单粒子量子系统中的混沌已经获得了丰富的结果,但对量子多体系统中的混沌知之甚少。我们有助于最近的努力,使半经典分析这样的系统可行的,这是不平凡的,由于指数增殖的轨道随着粒子数的增加。采用最近发现的对偶关系,我们专注于集体,连贯的运动,连同也存在不连贯的一个通常会导致一个混合物的定期和混乱的动力学。我们调查踢自旋链作为一个例子,目前的实验和理论研究的系统类。
2016-11-17 cond-mat.mes-hall nlin.CD quant-ph
Theory of wavepacket transport under narrow gaps and spatial textures: non-adiabaticity and semiclassicality
我们概括了著名的半经典波包方法从绝热到非绝热制度。对于具有空间变化的能带结构的系统,特别需要覆盖这两种状态的统一描述,其中同时存在各种尺寸的带隙,例如以莫尔图案存在。对于一个单一的波包,替代以前的推导拉格朗日变分法,我们表明,相同的半经典运动方程可以通过引入类似的Eklfest定理的空间纹理诱导力算子。对于半经典计算的电流,系综的波包绝热动力学的基础上示出,以及对应的相空间流体的流体的质量和速度是两个可区分的属性。这种区别并不遗传到具有非绝热动力学的波包系综。我们将绝热动力学理论推广到非绝热区域,考虑到退相干,退相干与电场的共同作用有利于某种形式的带间相干。稳态密度矩阵作为相空间变量的函数,然后获得唯象计算的传输电流。该结果适用于有限电场,通过将电场取为无穷小,从而再现了已知的绝热极限,从而获得了从绝热到非绝热情况的统一描述。
2020-04-14 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Semiclassical trace formulae for systems with spin-orbit interactions: successes and limitations of present approaches
我们讨论了Littlejohn和Flynn(1991,1992),Frisk和Guhr(1993),Bolte和Keppeler(1998,1999)描述自旋-轨道相互作用系统的半经典方法。我们使用这些方法来推导几个二维和三维模型系统的轨迹公式,并展示他们的成功和局限性。我们讨论,特别是,也出现在强耦合限制的模式转换问题。
2002-07-05 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Semiclassical Boltzmann transport theory for graphene multilayers
我们计算任意堆叠的多层石墨烯片的弛豫时间近似内的导电性,同时考虑短程和长程杂质。我们从理论上探讨的可行性,确定这些多层膜的堆叠顺序使用运输测量。对于相对干净的样品,各种堆叠配置的电导率取决于载流子密度作为一个幂律超过二十年。这种依赖性是由多层能带结构的低密度分解为手性哈密顿量之和引起的。对于脏样本,简单的幂律关系不再成立。尽管如此,通过仔细比较实验数据和这里给出的结果,仍然可以识别层的数量和堆叠顺序。
2011-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge effects in graphene nanostructures: II. Semiclassical theory of spectral fluctuations and quantum transport
我们研究了半经典极限下不同边缘类型对封闭石墨烯台球能谱和开放石墨烯腔电导统计特性的影响。为此,我们使用我们在参考文献1中导出的弹道石墨烯薄片的半经典格林函数。首先,我们研究光谱两点关联函数,或更准确地说,它的傅里叶变换的光谱形状因子,从石墨烯版本的Gutzwiller的迹公式的振荡部分的状态密度。我们计算了两个领先的顺序贡献的频谱形状因子,特别注意的边缘特性的系统的影响。然后,我们考虑开放的石墨烯腔的输运性质。我们推导出通用的解析表达式的经典电导,弱本地化校正,通用电导波动的大小和散粒噪声功率的弹道石墨烯腔。我们再次关注边缘结构的影响。对于电导和光谱形状因子,我们发现边缘诱导的赝自旋干涉对结果有显著影响。特别是通过扶手椅边缘散射介导的谷间耦合是控制弹道石墨烯腔中相干量子干涉效应的关键机制。
2011-11-14 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Scaling theory for anomalous semiclassical quantum transport
通过耦合到电子库的器件的量子输运可以用电荷转移的全计数统计(FCS)来描述。传输观测量,如电导和散粒噪声功率只是FCS的累积量,可以从样品的传输本征值的平均密度中获得,而传输本征值又可以从凯尔迪什(或超对称)非线性西格玛模型的鞍点方程的有限元表示中获得,称为量子线路理论。在半经典状态下,正常的普遍金属行为是由透射本征值的平均密度中的法布里-珀罗奇异性控制的。我们提出了一般的条件,在半经典制度中的任意形状的样品,无序导体或网络的弹道量子点,这将导致异常金属相的法布里-珀罗模式的抑制。通过双标度极限,我们导出了金属反常输运的标度方程,它是一个非线性微分方程的形式,推广了正常金属的弹道扩散标度方程.我们的标度方程的双参数稳态解推广了Dorokhov的普遍的单参数传输本征值分布。我们提供了一个简单的解释固定的解决方案,使用一个自旋玻璃系统的热力学类比。作为一个应用,我们考虑一个系统形成的扩散线耦合通过一个障碍正常超导(NS)水库。我们观察到异常的无反射隧穿,当所有完美的传输通道被抑制,这是不能解释的通常机制的无序引起的隧道通道开放。
2015-12-22 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Weak localization and antilocalization corrections to nonlinear transport: a semiclassical Boltzmann treatment
Washington University in St. Louis(华盛顿大学圣路易斯分校);National High Magnetic Field Laboratory(国家高磁场实验室)
研究二维系统中弱(反)局域化对二阶非线性输运的影响,采用半经典玻尔兹曼方法求解准粒子分布函数,计算电导率张量,发现局域化效应会使非线性电导率张量符号改变,此现象在相关器件中被观测到。
2026-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Semiclassical transport in nearly symmetric quantum dots II: symmetry-breaking due to asymmetric leads
在这项工作中-一对文章的第二个-我们考虑通过空间对称的量子点与铅的宽度或位置不服从空间对称性的运输。我们使用半经典理论的运输,以找到弱的本地化校正和普遍的电导波动的点与左右,上下,反转和四重对称性的dotsby诱导的贡献。我们发现,所有这些贡献被抑制的不对称的线索,但他们仍然是有限的,每当线索相交,他们的对称操作下的图像。对于上下对称点,这意味着即使其中一条引线完全不对称,贡献也可能是有限的。我们发现,抑制的贡献普遍电导波动是平方的抑制贡献弱本地化。最后,我们开发了一个随机矩阵理论模型,使我们能够在数值上证实这些结果。
2009-09-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall nlin.CD
Dephasing in quantum chaotic transport: a semiclassical approach
研究了在小费米波长与系统尺寸比$λ_F/L << 1$的半经典极限下,退相/退相干对开放混沌弹道导体量子输运的影响.利用基于量子力学的半经典理论,研究了具有退相干的双端混沌点,其退相干源于:(i)外部封闭量子混沌环境,(ii)经典噪声源,(iii)电压探针,即额外的电流守恒终端.我们专注于纯退相制度,耦合到外部源的退相是如此之弱,它不会引起能量弛豫。除了普遍的代数抑制弱本地化,我们发现弱本地化的指数抑制$\propto \exp[-\tildeτ/τ_ϕ]$,与失相率$τ_ϕ^{-1}$。参数$\tildeτ$强烈依赖于失相源。对于电压探头,$\tildeτ$的顺序为EQUIPFest时间$\propto \ln [L/λ_F ]$。相比之下,对于混沌环境或经典噪声源,它具有耦合/噪声势的相关长度$ξ$来代替费米波长$λ_F $。我们明确表明,Fano因子的散粒噪声是不受退相干。我们将这些结果连接到早期的作品由于电子-电子相互作用的失相,并在数值上证实了我们的研究结果。
2008-02-17 cond-mat.mes-hall nlin.CD