Electron energy and phase relaxation on magnetic impurities
讨论了磁性杂质对电子非弹性散射和退相的影响。磁性杂质介导电子之间的能量交换。当电子动力学方程中的两粒子碰撞积分在宽能量范围内具有核$K\propto 1/E^2$时，在没有塞曼分裂的情况下，这种机制在小能量转移$E$时特别有效。在磁场中，该机制在低于塞曼能量的$E$处被抑制。同时，杂质自旋态的塞曼分裂降低了电子退相速率，从而增强了电子干涉对导电的影响。我们发现，在任意强度的磁场的存在下，电导率和电导波动的幅度的弱局域化修正。我们的研究结果可以定量地与短金属丝中的能量弛豫和线环中的Aharonov-Bohm电导振荡的实验进行比较。
2002-11-19 cond-mat.mes-hall
Effect of dilute impurities on short graphene Josephson junctions
我们研究了非磁性杂质的稀释均匀空间分布对弹道石墨烯约瑟夫森结在短结极限下维持的平衡超电流的影响。在Dirac-Bogoliubov-de Gennes方法和安德森模型的杂质建模，我们得到的超导和它的平衡功率谱。我们发现一个修改的电流相位关系与减少的偏斜引起的混乱，和非单调的临界电流的温度依赖性。的潜力的超导功率谱的准确光谱的杂化Andreev束缚态杂质光谱突出。在低温极限下，超导零频热噪声直接探测费米能级处的谱函数。
2022-09-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Diluted magnetic Dirac-Weyl materials: Susceptibility and ferromagnetism in three-dimensional chiral gapless semimetals
我们从理论上研究了具有任意带色散的三维（3D）手性无带隙电子空穴系统（半金属）的温度依赖的静态磁化率和长程磁耦合[即，$\varepsilon(k) \sim k^N$，其中$k$是波矢量，$N$是正整数]。我们研究了这些系统中存在的稀随机磁性杂质的磁性。假设载体介导的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida间接交换相互作用，我们发现，在存在稀磁性杂质的情况下，本征3D手性半金属的磁有序是铁磁性的所有值的$N$。采用有限温度自洽场近似，计算了铁磁转变温度（$T_{\rm c}$）。我们发现，$T_{\rm c}$的增加而增加的$N$由于增强的态密度，和计算的$T_{\rm c}$是实验上可访问的假设合理的磁性杂质和巡回载流子之间的耦合。
2018-08-29 cond-mat.mes-hall
Theory of Ferromagnetism in Diluted Magnetic Semiconductor Quantum Wells
提出了稀磁半导体量子阱铁磁性的平均场论。当忽略量子阱自由载流子与磁性杂质之间的交换相互作用引起的子带混合时，可以得到临界温度和自发磁化强度与磁性杂质分布和量子阱宽度的关系的解析结果。这种近似理论的有效性进行了测试，通过比较其预测与数值自洽场计算。自由载流子之间的相互作用，占使用本地自旋密度近似，大大提高了临界温度。我们证明了一个外部的偏置电位可以调整的临界温度通过一个很宽的范围。
2000-01-26 cond-mat.mes-hall
Universal dephasing rate due to diluted Kondo impurities
我们计算了弱无序金属中磁性杂质引起的退相速率。当磁性杂质的密度n_S足够低时，失相速率1/tau_phi是一个普适函数，1/tau_phi =（n_S/nu）f（T/T_K），其中T_K为近藤温度，nu为态密度。结果表明，具有典型能量转移Δ E的非弹性顶点修正被1/（tau_phi Δ E）的幂次抑制.因此，可以根据与π nu Im T成比例的非弹性截面来计算失相速率。|π nu T|其中T是T矩阵，它是用数值重整化群精确数值计算的。
2006-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Phonon-induced quantum ratchet in the exciton spin dynamics in diluted magnetic semiconductors in a magnetic field
磁掺杂杂质半导体因其巨大的塞曼分裂而闻名，即使在相对较小的外部磁场中，塞曼分裂也可以达到几meV。在通过光激发制备非平衡激子分布后，稀磁半导体量子阱中的自旋动力学通常由激子-杂质交换相互作用引起的自旋翻转散射过程控制。我们的理论计算表明，在这些材料中的巨大塞曼分裂与纵向声学声子的影响相结合，导致量子棘轮型动力学，导致在非常低的温度下几乎完全逆转的载流子自旋极化。此外，我们发现，一个更简单的速率方程方法的预测定性同意更先进的和数值要求的量子动力学描述的自旋动力学在很宽的温度范围内，虽然定量差异是显而易见的。
2019-02-05 cond-mat.mes-hall
Effect of Magnetic Impurities on Energy Exchange between Electrons
为了定量地探讨近藤杂质对金属中电子之间能量交换的影响，我们比较了在其中一根引入稀磁性杂质（锰）的两条银线上的测量结果。的测量的温度依赖性的电子相位相干时间的线提供了一个独立的确定的杂质浓度。Göppert等人的理论解释了电子在自旋为1/2的杂质上的近藤散射，发现能量交换率的定量一致性。
2005-07-26 cond-mat.mes-hall
Symmetry-protected coherent transport for diluted vacancies and adatoms in graphene
我们研究了低浓度的吸附原子或单个空位在其他清洁石墨烯的线性响应输运性质中的影响。这些杂质被视为本地化的轨道，并为每种类型的两种情况下，不同的耦合对称性进行了研究。对于吸附原子，我们认为顶部和空心网站吸附（TOP和HS）。对于空位，我们研究了软键重构（REC）的杂质形成，以及在未重构空位（VAC）中电荷积累的更对称的情况。我们的结果表明，当石墨烯-杂质耦合不具有$C_{3v}$对称性（TOP和REC）时，输运由通常的杂质散射决定。相反，VAC杂质在狄拉克点处与电子态解耦，并且对于电荷中性的样品，对电阻率没有贡献。此外，反转对称性守恒HS杂质也从整个布里渊区的动量的整个集合中解耦，并且在宽的参数范围内对电阻率没有贡献。这些行为分别受到$C_{3v}$和反转对称性的保护，并且对于更一般的杂质模型持续存在。
2016-08-30 cond-mat.mes-hall
Medium-enhanced polaron repulsion in a dilute Bose mixture
本研究通过微扰展开证明弱相互作用下介质增强玻色极化子排斥，与朗道理论预测的吸引不同，并解释实验中相互作用符号差异。
2025-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Magnetic impurities in spin-split superconductors
混合超导体-超导体量子点器件是超导体中磁性杂质的量子杂质模型的可调物理实现。局域子带隙Shiba态的结合能由栅电压和外加磁场决定。在这项工作中，我们讨论了塞曼自旋分裂的影响，这是普遍存在于量子点和（薄膜）超导体。半导体和超导体材料中不相等的$g$ -因子导致各自不同大小的塞曼分裂。我们考虑经典和量子杂质。在第一种情况下，我们分析研究的光谱函数和子带隙状态。束缚态的能量依赖于Bogoliubov准粒子带的自旋分裂作为一个简单的刚性移动。对于杂质和主体共线磁化的情况下，给定的自旋极化的Shiba共振保持不变时，它与相反的自旋极化的准粒子激发的分支重叠。在量子情况下，我们采用数值重整化群计算来研究不同值的$g$因子的杂质和超导体的塞曼场的效果。我们发现，在一般情况下，单重态-二重态转变的临界磁场随超导能隙的变化呈非单调变化，表明存在两种不同的转变机制：Shiba态的塞曼分裂和Bogoliubov态的塞曼分裂导致的能隙闭合.我们还研究了如何在自旋-轨道耦合的存在下，建模为一个额外的非共线分量的磁场在杂质网站，与准粒子连续的相反的自旋重叠的Shiba共振逐渐扩大，然后合并与连续。
2017-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Highly Non-linear Excitonic Zeeman Spin-Splitting in Composition-Engineered Artificial Atoms
在In（x）Ga（1-x）As自组装量子点中观察到中性激子的非线性塞曼分裂，并解释了其微观起源。八波段的K.P模拟，使用现实的点参数提取的横截面扫描隧道显微镜，揭示了二次贡献的塞曼能量源于自旋相关的混合的重和轻空穴轨道状态的点。研究的量子点的稀In组分（x<0.35）和大横向尺寸（40-50 nm）被示出强烈增强非线性激子塞曼间隙，提供了通过生长工程增强这种磁非线性的蓝图。
2011-12-12 cond-mat.mes-hall
Spin currents in diluted magnetic semiconductors (extended version)
在无偏置稀磁半导体结构（Cd，Mn）Te/（Cd，Mg）Te中观察到了导致零偏置自旋分离的自旋电流。通过施加外部磁场，将由于太赫兹辐射加热电子气而产生的纯自旋电流转换成净电流。我们证明了由于局域Mn（2+）离子的自旋相关散射和巨大的塞曼分裂，磁性离子系统的极化极大地增强了转换。
2009-03-02 cond-mat.mes-hall
Aharonov-Bohm effect as a probe of interaction between magnetic impurities
研究了磁性杂质间的RKKY相互作用对含稀磁性杂质金属环介观电导涨落的影响。在足够低的温度和强磁场下，电子相干性的损失主要是由于强耦合磁性杂质的稀有对的散射而发生的。我们建立了退相速率和分布函数的交换相互作用在这样的对之间的关系。在RKKY交换相互作用的情况下，该速率在强磁场中表现出1/B^2的行为。我们证明了Aharonov-Bohm电导振荡可以作为金属中磁性杂质之间交换相互作用分布函数的探针。
2004-06-30 cond-mat.mes-hall
Spin-Hall conductivity of a spin-polarized two-dimensional electron gas with Rashba spin-orbit interaction and magnetic impurities
利用Kubo公式计算了具有Rashba型自旋轨道相互作用的自旋极化二维电子系统的自旋霍尔电导率。在非极化电子系统的情况下，自旋霍尔电导率完全由费米能级的状态决定，这是一种在磁性杂质存在时仍然存在的性质。在干净的限制，自旋霍尔电导率单调下降的塞曼分裂，由磁场产生的电子自旋的有序效应的结果。在磁性杂质的存在下，自旋相关散射决定了速度算符的完全缀饰顶点修正的静态部分的有限重整化，导致σ sH的增强，这与自旋无关无序的情况相反。研究了σ_{sH}随Rashba耦合和塞曼分裂强度的变化。
2007-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron transport and energy relaxation in dilute magnetic alloys
我们考虑了磁性杂质之间的RKKY相互作用对正常金属中电子弛豫速率的影响。RKKY相互作用和近藤效应之间的相互作用可能导致电子动量弛豫速率的非单调温度依赖性，这决定了Drude电导率。决定电阻率弱局域化修正大小的电子相位弛豫速率也是温度的非单调函数。对于这个函数，我们发现其最大值的位置上的磁性杂质的浓度的依赖性。我们还将电子能量弛豫速率与磁性杂质系统的激发谱联系起来。能量弛豫决定了非平衡电子的分布函数。因此，电子分布函数的测量可以提供关于自旋玻璃相中的激发的信息。
2003-05-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Emergence of skyrmion lattices and bimerons in diluted chiral magnetic thin films
Skyrmions是一种拓扑保护的场结构，具有类似粒子的性质，在各个科学领域中发挥着重要作用。最近，Skyrmions已被直接观察到手征磁铁。在这里，我们调查的影响，不同的初始状态（随机或螺旋状态）和skyrmion晶体的形成在一个离散的晶格上的doppler杂质（结构点状缺陷）。通过第一性原理计算和Monte Carlo技术，我们已经表明，即使是一个很小的比例的自旋空位存在于手性磁性薄膜影响相当大的skyrmion秩序。杂质的主要效应与热效应有些相似。这些自旋空位的存在也诱导了螺旋态和skyrmion态的致密重子（双重子）的形成。我们还研究了相邻的杂质只产生一个孔（几乎是圆形的形状）故意插入板（形成一个非简单连接的歧管）上的skyrmion晶体的影响。
2013-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic Impurity States and Ferromagnetic Interaction in Diluted Magnetic Semiconductors
研究了稀磁半导体的电子结构，特别是空穴性质。将Haldane-Anderson模型推广到磁性杂质，并在Hartree-Fock近似下进行了分析。由于杂质d-态与宿主p-态的强杂化，在价带中产生空穴，同时形成局域化的磁矩。这些空穴弱束缚在杂质位置周围，其特征长度为几个晶格常数。对于两种杂质的情况，发现当两种杂质的间距为空穴长度的数量级时，这些空穴的重叠有利于铁磁相互作用。空间扩展的空穴对铁磁交换相互作用起着至关重要的作用。
2007-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Resistivity of dilute 2D electrons in an undoped GaAs heterostructure
我们报告的电阻率测量从0.03 K到10 K在稀释的高迁移率的二维电子系统。在门控场效应晶体管几何结构中使用未掺杂的GaAs/AlGaAs异质结，探索了宽范围的密度，$0.16 \times 10^{10} {cm}^{-2}$至$7.5 \times 10^{10} {cm}^{-2}$。对于高密度，结果被定量地证明是由于散射的声学声子和杂质。在密度的中间范围内，在低于1 K的温度下观察到电阻率的峰值。这种非单调的电阻率可以通过考虑声子、体和界面电离杂质的已知散射机制来理解。在测量的最低温度下，更低的密度似乎是绝缘的。
2002-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Conductance fluctuations in the presence of spin scattering
数值研究了含自旋散射体的无序系统的电子输运。我们考虑三种磁性杂质：伊辛，XY和海森堡。通过将转移矩阵法推广到自旋自由度，计算了双端电导。随着磁性杂质自旋分量的增加，电导的方差减半。在某些条件下，在导联中应用塞曼场会导致方差进一步减半。
2003-09-12 cond-mat.mes-hall
Spin and impurity effects on flux-periodic oscillations in core-shell nanowires
我们研究了位于有限轴向长度的圆柱表面上的电子的量子力学状态，以模拟半导体核壳纳米线。我们计算电导的存在下的纵向磁场弱耦合的圆柱体的半无限的铅。自旋效应是通过塞曼耦合和Rashba自旋轨道相互作用（SOI）。重点是磁通周期（FP）振荡的表现形式，我们将展示杂质，接触几何形状和自旋等因素如何影响它们。在杂质、非圆形接触和SOI的存在下，振荡仍然存在并保持周期性，而塞曼分裂导致非周期性、跳动模式和额外的背景波动。我们的结果是在定性协议与最近的GaAs/InAs核壳纳米线上进行的磁输运实验。最后，我们提出了数据分析的方法，用于检测Rashba SOI核壳系统中的存在，并估计在壳层中的电子g因子。
2014-07-17 cond-mat.mes-hall
Spin diffusion in the Mn2+ ion system of II-VI diluted magnetic semiconductor heterostructures
用光学方法对（Zn，Mn）Se和（Cd，Mn）Te稀磁半导体异质结构的磁化动力学进行了实验研究和数值模拟。在具有非均匀磁性离子分布的样品中，这种动力学是由Mn自旋系统中的自旋-晶格弛豫和自旋扩散贡献的。通过对实验结果和数值计算结果的比较，确定了Zn（0.99）Mn（0.01）Se的自旋扩散系数为7 × 10 ^（-8）cm ^2/s。对用数字生长技术制备的有序合金和抛物量子阱中激子态的巨大塞曼分裂和磁化动力学的计算与实验数据完全一致。在这两种结构类型中，自旋扩散对磁化动力学具有重要贡献。
2010-05-26 cond-mat.mes-hall
Enhancement of Spin-charge Conversion in Dilute Magnetic Alloys by Kondo Screening
我们推导出一个动力学理论，能够处理大自旋轨道耦合和近藤屏蔽在稀磁合金。我们得到的碰撞积分非微扰和发现的贡献成正比的杂质散射S-矩阵的动量导数。后者对自旋扩散和自旋-电荷转换系数产生了重要的修正，并完全捕获了所谓的侧跳过程，而无需诉诸玻恩近似（共振散射失败）或其他启发式推导。我们将我们的动力学理论应用到具有强自旋轨道的量子杂质模型，该模型捕获了La $_{1-x}$ Cu $_6$等合金中近藤屏蔽铈杂质的最重要特征。我们发现1）一个大的零温自旋霍尔电导率，它只依赖于费米波数和2）横向自旋扩散机制，修改了标准的菲克扩散定律。我们的预测可以很容易地验证标准的自旋输运测量金属合金与近藤杂质。
2021-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Role of excited states in the dynamics of excitons and their spins in diluted magnetic semiconductors
从理论上研究了稀磁半导体量子阱中激子基态动力学过程中激发态的变化。利用这些材料中的巨大塞曼位移，外部磁场被用来使激子基态和激发态之间的跃迁接近共振。事实证明，当根据超越马尔可夫近似的量子动力学理论来处理激子动力学时，更高的激子状态已经被填充到远低于使激子基态共振到激发态所需的临界磁场。这种行为是解释激子杂质的相关性，可以桥接能量差的顺序上的几个meV，并需要一个量子动力学的描述超出了独立的粒子图片。特别令人感兴趣的是显着的自旋转移到光学暗$2p$激子抛物线上的状态，这是保护免受辐射衰变。
2019-05-30 cond-mat.mes-hall
Synchronous Spatial Oscillation of Electron- and Mn-Spin Polarizations in Dilute-Magnetic-Semiconductor Quantum Wells under Spin-Orbit Effective Magnetic Fields
在半导体中，自旋轨道有效磁场，即，Rashba和Dresselhaus场用于控制电子自旋极化。然而，这种操作破坏了电子-自旋相干性，并且自旋极化被限制在铁磁源极附近。在本文中，我们提出使用稀磁半导体来改善空间振荡电子自旋极化的相干性。在稀磁半导体中，源极附近的电子自旋极化通过s-d自旋翻转散射动态地诱导磁性杂质的局域自旋极化。这种杂质-自旋极化又改善了电子-自旋极化的相干性，并且这种改善的电子-自旋极化在邻近区域中更远地诱导杂质-自旋极化。由于这种正反馈，电子和杂质自旋极化的相干和同步空间振荡协同增长。对CdMnTe量子阱的数值计算表明了该机制的有效性。
2012-08-02 cond-mat.mes-hall
Many-body correlations brought to light in absorption spectra of diluted magnetic semiconductors
稀磁半导体是众所周知的表现出强相关性的材料，其通常表现在载体介导的磁有序中。在这个快速通信，我们表明，激子和磁性杂质在这些材料之间的相互作用甚至是强大到足以导致显着偏离裸激子图片在量子阱纳米结构的线性吸收光谱。据发现，激子-杂质的相关性诱导的特征指纹的形式的一个额外的功能接近激子共振结合的主激子线的移位高达几毫电子伏。我们追溯这些功能的形式的自能和证明，每个激子的平均相关能的可靠值可以直接从光谱中提取。由于我们的研究结果的唯一要求是足够强的相关性，结果可以推广到其他强相关系统。
2018-10-02 cond-mat.mes-hall
Phonon impact on the dynamics of resonantly excited and hot excitons in diluted magnetic semiconductors
声子是半导体中亮激子和暗激子耦合的主要机制。在这里，我们研究稀磁半导体，这个过程是在直接竞争的散射在本地化的磁性杂质。为此，最近开发的量子动力学描述的激子自旋动力学在稀磁半导体量子阱扩展的散射与纵向声学声子。一个强大的声子的影响被发现在激子的抛物线上的激子动量的重新分配，变得特别突出的高温和激子分布进一步远离激子共振，这是光学黑暗。尽管它们对能量再分配的影响，声学声子几乎不影响激子自旋动力学，因为激子-杂质相互作用总是占主导地位。此外，事实证明，激子自旋寿命增加了大约一个数量级的非平衡热激子分布，此外，显着的量子动力学签名后出现的激子自旋动力学共振光激发显着减少。
2019-02-28 cond-mat.mes-hall
Giant Extrinsic Spin Hall Effect due to Rare-Earth Impurities
我们研究了电子气模型中由于磁性杂质引起的非本征自旋霍尔效应，重点是Ce和Yb杂质。在稀释极限，斜散射项占主导地位的侧跳项。对于Ce杂质，由于斜散射引起的自旋霍尔角$α_{\rm SH}$由$-8π\sinδ_2/7$给出，其中$δ_2 (\ll 1)$是$d (l=2)$分波的相移。由于$α_{\rm SH}$达到$O(10^{-1})$，如果$δ_2 \simge 0.03$，自旋霍尔效应预计在具有稀土杂质的金属中是相当大的。巨大的非本征SHE起源于大的轨道角动量，这对本征SHE也很重要。
2008-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin dynamics of Mn impurities and their bound acceptors in GaAs
我们提出的紧束缚自旋动力学模拟的结果个别和对的替代Mn杂质在GaAs中。我们的方法是基于自旋动力学的混合量子-经典方案，与耦合的量子子系统的运动方程，代表主机，和磁性掺杂剂的本地化自旋，这是经典的治疗。在一个单一的Mn杂质的情况下，我们明确地计算的Mn自旋和最近的邻居作为原子的自旋的时间演化，其中由Mn掺杂剂引入的受体（空穴）状态驻留。我们将动力学谱中的特征频率与系统的两个主要能量尺度相关联，即自旋-轨道相互作用强度和杂质自旋与宿主载流子之间的p-d交换耦合值。对于一对锰杂质，我们发现的间接（载体介导的）交换相互作用的杂质自旋的时间演化的签名。最后，我们研究了两个Mn自旋之间的时间相关性和它们对交换耦合和自旋轨道相互作用强度的依赖性，以及对初始自旋配置和杂质之间的分离。我们的研究结果提供了深入了解本地化的磁性杂质之间的动态相互作用在纳米尺度的磁性半导体样品，在极稀（solotronics）制度。
2014-10-22 cond-mat.mes-hall
Case study of the validity of truncation schemes of kinetic equations of motion: few magnetic impurities in a semiconductor quantum ring
本文以半导体量子环中少量磁性杂质为原型，通过对比精确求解与截断方案，验证了量子动力学方程截断方案在长时间尺度下的有效性，并指出其引入负布居数的方法论缺陷。
2023-11-27 cond-mat.mes-hall
Influence of non-magnetic impurity scattering on the spin dynamics in diluted magnetic semiconductors
半导体中磁性杂质的掺杂不仅引起准自由载流子和磁性杂质之间的自旋-自旋相互作用，而且引起载流子的局部自旋无关的无序势。基于载流子和杂质密度矩阵的量子动力学理论以及磁性和非磁性载流子-杂质关联，以Mn掺杂的CdTe为例，研究了非磁性散射势对圆偏振光激发后DMS自旋动力学的影响.结果表明，非马尔可夫效应，这是预测在计算中，只有磁性载流子-杂质相互作用占，可以强烈抑制在非磁性杂质散射的存在下。这种效应可以追溯到一个显着的重新分布的载流子在$\mathbf{k}$ -空间，这是使大的载流子杂质相关能量的积累。与量子动力学理论的马尔可夫极限的比较表明，在平行于初始载流子极化方向的外部磁场存在下，量子动力学和马尔可夫极限计算的自旋极化的长时间渐近值有显著的不同.这种效应也可以归因于强相关性的形成，使半经典马尔可夫图失效，并且当考虑非磁性载流子-杂质相互作用时，这种效应更强。在垂直于初始载流子自旋的外部磁场中，相关性也负责载流子自旋进动频率的重整化。
2016-09-08 cond-mat.mes-hall
Charge impurity effects in hybrid Majorana nanowires
我们解决了一个突出的问题，代表了一个关键的路障，在发展中的基于马约拉纳的拓扑量子位使用超导体-超导体混合结构：定量表征的混合设备内的电荷杂质的无意存在所产生的无序效应。考虑到无序可能对马约拉纳物理学产生深远的影响，但本质上很难在混合结构中进行实验探测，因此提供无序效应的定量理论描述变得至关重要。为了完成这一任务，我们发展了一个微观理论，（i）通过自洽地解决相关的三维薛定谔-泊松问题，提供了嵌入在半导体线邻近耦合到超导层内的电荷杂质产生的有效电势的定量表征，（ii）描述了在s波超导性存在下混合结构的低能物理，自旋-轨道耦合、塞曼分裂和由多电荷杂质引起的无序通过使用（i）在标准自由费米子方法内的结果，和（iii）通过产生作为控制参数的函数的隧穿微分电导图将微观结果与实验上可观察的特征联系起来（例如，塞曼场和化学势）。我们发现，电荷杂质导致严重的并发症的实现和观察的马约拉纳零模式，这有直接影响的发展马约拉纳为基础的量子比特。更重要的是，我们的工作为该领域的进展提供了明确的方向，包括必须实现的特定材料质量和半导体纯度目标，以创建拓扑量子位。
2021-03-11 cond-mat.mes-hall
Spin Helix of Magnetic Impurities in Two-dimensional Helical Metal
分析了三维拓扑绝缘体表面螺旋金属中磁性杂质间的Ruderman-Kettel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用。除了常规的RKKY项，传导电子的自旋动量锁定也导致杂质自旋之间的显着的Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）相互作用。对于磁性杂质链，DM项可以在表面上产生单手自旋螺旋。自旋螺旋线的旋向与表面出射狄拉克费米子的费米速度符号锁定。我们还表明，杂质自旋的极化可以通过控制稀磁杂质浓度的电压。
2010-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic impurities in thin films and 2D Ising superconductors
在超导体中的稀磁杂质理论中，所有杂质自旋分量的影响都用单个磁散射率$Γ_\mathrm{m}$来表示。在更现实的情况下，磁性杂质是各向异性的。在这种情况下，杂质的三个自旋分量的空间随机性产生通常不同的散射率$Γ_i$（$i=1,2,3$）。我们探讨了各向异性磁性杂质对二维超导体中面内临界场的影响。讨论了无反转中心系统中允许的单重态、三重态和宇称混合序参量。此外，少量磁性杂质的添加可能导致单重态到三重态的交叉。在所有情况下，杂质自旋的不同分量对磁场-温度相图的影响不同。我们发现磁性杂质的各向异性可以作为非常规三重态或宇称混合超导的探针。
2020-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gap-modulated doping effects on indirect exchange interaction between magnetic impurities in graphene
磁性杂质的稀释分布被假定为存在于掺杂的石墨烯中。我们计算了两个磁性杂质之间的相互作用能，这两个磁性杂质通过掺杂的传导电子通过间接交换或Ruderman-Kittel-Kasuva-Yosida（RKKY）相互作用耦合。当前模型是半填充的$AB$晶格结构。我们的计算是基于延迟格点格林函数形式主义的动量-能量空间，这是采用线性响应理论，以确定在坐标空间中的磁化率。当磁性杂质被放置在该结构的$A$和$B$亚晶格位置上时，得到了带隙石墨烯的分析结果。已经发现，由于能隙的存在，这种在确定自旋排序中很重要的相互作用对于掺杂石墨烯中的$AA$和$BB$交换能是显著不同的，并且归因于局部场在$A$和$B$子晶格上不相等的结果。对于掺杂的石墨烯，从铁磁到反铁磁的所有三种RKKY相互作用的振荡随着费米能量的增加而被能隙在幅度和相位上显著修改。另外，$AB$交换能可以通过未掺杂石墨烯的带隙的存在而改变，但由于掺杂的传导电子的主导作用，掺杂的石墨烯不存在带隙。
2012-11-21 cond-mat.mes-hall
Spectral and Transport Properties of d-Wave Superconductors With Strong Impurities
无序d波超导体的显著特征之一是其长程特性对无序势的微观实现具有很强的敏感性。特别丰富的现象观察-实验相关的-情况下，孤立的杂质中心的稀释分布。本文在前人图解分析的基础上，推导并分析了该系统的低能有效场论。具体来说，以前的图解T-矩阵方法的结果扩展到微扰不可访问的低能量制度，和系统的长距离（热）输运行为进行了讨论。事实证明，在半填充的紧密结合带和无限强杂质（单位极限的杂质）的极端情况下，系统处于离域相。
2001-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spectral properties of superconductors with ferromagnetically ordered magnetic impurities
本文从理论上研究了磁性杂质浓度较低时超导体的热力学性质，重点研究了杂质的磁矩为铁磁性时超导体的性质如何变化。磁性杂质的散射导致超导能隙内Yu-Shiba-Rusinov态带的形成，这极大地影响了超导性。在磁有序系统中，磁化强度随杂质密度或磁矩幅值的变化而突然下降。当自旋极化的杂质带穿过费米能级时，这种下降发生，并且与Sakurai首次提出的单杂质情况下的量子相变有关。考虑到有序杂质磁矩产生的背景磁场以塞曼位移的形式进入，我们发现当杂质浓度足够高时，超导相变从二级变为一级。
2015-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Equilibrium current vortices in rare-earth-doped simple metals
稀稀土合金在理解磁性现象方面起着至关重要的作用。在这里，我们模拟轻金属中稀4f稀土杂质的基态。当4f次壳层是开放的（但不是半满的）时，自旋轨道耦合在稀土原子周围留下了传导电子的旋转电荷流。电流的符号和振幅振荡类似于RKKY自旋极化。我们计算的可观察到的效果，即奥斯特场产生的电流涡和奈特位移。
2021-02-26 cond-mat.mes-hall
Non-perturbative Correlation Effects in Diluted Magnetic Semiconductors
研究了稀磁半导体中类近藤自旋相互作用引起的载流子-杂质关联效应。这些相关性不仅负责载流子和杂质之间的自旋转移，而且还在自旋动力学中产生非微扰效应，例如载流子自旋的进动频率的重整化，其可以在CdMnTe量子阱中达到百分之几的值。在二维系统中，具有定义波矢的单电子自旋的旋进频率重整化显示出类似于金属中的近藤问题的对数发散。然而，对于光滑的电子分布，由于对数的可积性，发散消失。一个可能的失相机制所造成的波矢量依赖的电子自旋进动频率被发现是次要的重要性相比，从载流子的自旋转移到杂质系统。在马尔可夫极限的理论，准平衡表达式的载流子-杂质的相关能量可以推导出表示形成强相关的载流子-杂质态的温度在mK范围内。
2015-09-11 cond-mat.mes-hall
Gapless superconductivity from extremely dilute magnetic disorder in 2H-NbSe2-xSx
Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）；University of Wisconsin–Milwaukee（威斯康星大学密尔沃基分校）；Universidad de Valencia（瓦伦西亚大学）；University of Twente（特温特大学）；Centro Atómico Bariloche, CNEA（巴里洛切原子能中心）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）
研究发现极稀磁性杂质在2H-NbSe2-xSx中诱导无隙超导性，揭示了能带结构对杂质响应的重要性。
2025-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetization dynamics down to zero field in dilute (Cd,Mn)Te quantum wells
利用谱线的巨大塞曼位移，研究了（Cd，Mn）Te量子阱在短脉冲磁场作用下的磁化强度的演化。发现在没有磁场的情况下的动力学比在1T下的动力学快达三个数量级。超精细相互作用和应变是导致快衰变的主要原因。空穴气体的影响是清楚可见的：在零场各向异性孔稳定的Mn离子的系统，而在磁场的1 T，他们是已知的，以加快衰变打开一个额外的弛豫通道。
2008-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mean-field approach to ferromagnetism in (III,Mn)V diluted magnetic semiconductors at low carrier densities
我们提出了一个详细的研究，在平均场近似下，III-V族稀磁半导体的杂质带模型。这样的模型应该是相关的低载流子密度，下面和附近的金属-绝缘体过渡。位置无序的磁性杂质内的主机半导体示出具有可观察到的后果的磁化曲线的形状。低于临界温度的磁化强度是空间不均匀的，导致非常不寻常的温度依赖性的平均磁化强度以及比热。无序也被发现提高铁磁转变温度。不寻常的自旋和电荷输运的暗示。
2001-11-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Diluted Magnetic Semiconductors in the Low Carrier Density Regime
本文基于2001年自旋电子学会议上的演讲，回顾了我们对II-VI族和III-V族锰掺杂稀磁半导体的研究。我们使用简单的模型适合于低载流子密度（绝缘）制度，虽然我们认为，磁化曲线的一些不寻常的功能应该定性地存在于较大的掺杂（金属制度）以及。位置无序的磁性杂质内的主机半导体示出具有可观察到的后果的磁化曲线的形状。低于临界温度的磁化强度是空间不均匀的，导致非常不寻常的温度依赖性的平均磁化强度以及比热。无序也被发现提高铁磁转变温度。不寻常的自旋和电荷输运的暗示。
2001-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lifetimes of Confined Optical Phonons and the Shape of a Raman Peak in Disordered Nanoparticles: II. Numerical Treatment
数值研究了非极性晶体纳米颗粒中无序诱导的光学振动本征模展宽。以前用于治疗声子在无缺陷的粒子的方法进行调整，无序问题的数值评估。在广泛的杂质浓度和无序强度的形式，高斯和二元障碍以及表面的不规则性的缺陷进行了彻底的研究。对于稀的和弱的点状杂质，得到了声子能级分离和重叠的区域，证实了理论预测的线宽行为，交叉尺度落在几纳米的实际范围内。这些概念也适用于强稀杂质。政权和理论预测的交叉检查和识别，并讨论微小的差异。这里仅举几例：对于弱无序，线宽随声子量子数的增加比理论上慢，而对于强稀无序，共振展宽只有理论和数值之间的定性一致。数值计算发现的新现象是：“介观涂抹”的分布函数在合奏相同的无序粒子，拐点的线宽依赖于杂质浓度的轻“密集”的二元杂质，和位置依赖的能力强杂质赶上声子。结果表明，表面不规则性对声子谱线宽度的贡献小于体积无序性，并且它们的衰减速率随颗粒尺寸的增大而加快。本文的研究结果也适用于量子点和短量子线。
2020-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Physics of Kondo Impurities in Graphene
本文主要从理论角度总结了我们对石墨烯中近藤效应的理解。我们将描述在石墨烯中产生磁矩的不同方法，无论是通过吸附原子沉积还是通过缺陷。对于稀矩，理论描述是根据耦合到石墨烯的狄拉克电子的有效安德森或近藤杂质模型。我们将详细讨论这些模型的物理，包括它们的量子相变和载流子掺杂的影响，并与现有的实验数据面对这一点。最后，我们指出了与其他量子杂质问题的联系，例如，在非常规超导体、拓扑绝缘体和量子自旋液体中。
2013-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic and optical spectra in a diluted magnetic semiconductor multilayer
利用相干势近似和紧束缚模型研究了顺磁温度下半导体合金多层膜中磁性杂质随浓度$x$的随机分布效应。计算了磁性离子上载流子自旋和局域自旋矩之间的弱交换作用和强交换作用下电子态和光吸收谱随$x$的变化。我们发现，由于量子尺寸效应，态密度和光吸收具有很强的层依赖性。由于磁性离子的自旋涨落使电子光谱和光学光谱展宽，在强交换作用的情况下，两个光谱中都出现了能隙。此外，内层在系统的光吸收中显示出更高的贡献。研究结果对磁光器件在顺磁温度下的应用有一定的参考价值。
2012-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarized transport in II-VI magnetic resonant tunneling devices
我们研究了通过含有稀磁杂质的II-VI族半导体共振隧穿结构的电子输运。由于传导电子与杂质之间的交换作用，在中等低的磁场中会产生巨大的塞曼分裂。因此，当量子阱被磁性掺杂时，电流-电压特性示出对应于每个自旋通道的输运的两个峰。这种行为是实验观察到的，可以用一个简单的隧道模型再现。因此，该模型允许分析其他配置。首先，我们进一步增加磁场，这导致从引线注入的电子电流的自旋极化，从而引起电流幅度的相对变化。我们证明，自旋极化的发射极可以确定从这样的变化。此外，在磁掺杂注入器的情况下，我们的模型示出了峰值振幅的大幅增加和随着外场的增加而向更高电压的共振的移位。我们发现这种效应是由巨塞曼分裂、三维入射分布和宽共振线宽共同作用的结果。
2007-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resonant tunneling diode with spin polarized injector
我们研究了II-VI族半导体共振隧穿二极管与稀磁半导体注入器耦合的电流-电压特性。由于外部磁场的作用，注入器中产生了巨大的塞曼分裂，这改变了器件的能带结构，强烈影响了输运性质。我们发现一个很大的增加，伴随着位移的共振峰振幅随着电场的增加到更高的电压。我们讨论了一个模型，该模型表明，这种效应是由三维入射分布，巨大的塞曼自旋分裂和宽共振线宽的组合。
2007-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetism in chiral multilayer 2D semimetals
我们计算了手性多层二维半金属中存在稀浓度随机磁性杂质时的温度相关长程磁耦合，即，未掺杂的本征多层石墨烯。假设分离良好的磁性杂质之间存在载体介导的间接RKKY交换相互作用，而巡游载体介导杂质之间的磁性相互作用，我们利用有效手性哈密顿模型研究了本征多层石墨烯的磁性.我们发现由于石墨烯层的菱面体堆叠序列中态密度的增强，多层石墨烯的磁有序在连续极限下是铁磁的。的铁磁转变温度计算使用有限温度自洽场近似，并发现在实验范围内的杂质载流子耦合的合理值。
2017-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport signatures of Kondo physics and quantum criticality in graphene with magnetic impurities
局域磁矩已被预测发展在石墨烯样品与空位或吸附。这种磁性杂质和石墨烯的狄拉克准粒子之间的相互作用导致了显着的多体现象，到目前为止，实验工作已经证明了这一点。在这篇文章中，我们研究了石墨烯中原子杂质稀系综的量子临界性和近藤物理的热力学、光谱和输运特征。我们考虑空位和吸附原子，要么打破或保持石墨烯的$C_{3v}$和反转对称性。在中性石墨烯样品中，所有情况下显示依赖于量子临界性，从而导致非对称杂质的增强的杂质散射，其方式类似于由非对称共振散射体形成的束缚态。近藤的相关性只出现在存在一个背门，估计近藤温度以及在实验范围内的所有杂质类型。对于电荷中性的破介杂质，通过$T^{-2}$电阻率缩放来指示量子临界性，从而导致低温下的完全绝缘行为，而低温电阻率平台出现在非临界和近藤区域。相比之下，从对称的空缺和中空的网站吸附的电阻率的贡献消失在电荷中性和任意背栅电压，分别。这意味着，本地探测方法需要检测近藤和量子临界签名，在这些保密的情况下。
2017-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Breakdown of universality in three-dimensional Dirac semimetals with random impurities
Dirac-Weyl半金属是一种独特的三维（3D）相物质，具有无隙电子和新的电动力学性质，被认为对弱扰动具有鲁棒性。在这里，我们揭示了无序统计和杂质的多样性在三维半金属中的不可压缩电子的稳定性的关键影响。聚焦于稀有杂质配置所起的关键作用，我们表明，在稀释的随机势阱的存在下，低能量共振的丰度赋予罕见的本地化零能量模式的统计意义，从而提升节点的状态密度。这里报道的强非微扰效应将3D Dirac-Weyl半金属转换为可压缩金属，即使在最低的杂质密度。我们的分析结果进行了验证，高分辨率的真实空间模拟记录大的三维晶格高达536 000 000轨道。
2021-02-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
