Kondo effect of an adatom in graphene and its scanning tunneling spectroscopy
我们研究了单个磁性吸附原子在石墨烯表面的近藤效应。结果表明,石墨烯中Dirac点附近独特的线性色散关系使其更容易形成局域磁矩,这意味着可以在比金属基质更宽的参数范围内观察到近藤共振。结果表明,从近藤区到混合价区,甚至到空轨区,都能形成近藤共振。近藤共振在第一个区域表现为尖锐的峰,而在其余两个区域中具有峰谷结构和/或反共振,这是由于石墨烯中杂质能级的显著加宽导致的显著背景导致的Fano共振。我们还研究了吸附原子的扫描隧道显微镜(STM)光谱,它们显示出明显的粒子-空穴的不对称性时,化学势的调整施加到石墨烯的栅极电压。最后,我们研究了STM针尖和石墨烯之间的直接隧穿通道对近藤共振的影响,发现近藤共振的线形不受影响,这可能是由于石墨烯中不寻常的大不对称因子。我们的研究表明,石墨烯是系统研究近藤物理的理想平台,这些结果有助于进一步激发该系统的相关实验研究。
2012-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Realization of anomalous multiferroicity in free-standing graphene with magnetic adatoms
通常认为,自支撑石墨烯不表现出任何铁性。在目前的工作中,我们修改了这一说法,并表明,单一的石墨烯片与一对磁性吸附原子可以驱动到铁电(FE)和多铁性(MF)相通过调整狄拉克锥斜率。转变为FE相是逐渐发生的,但通过量子相变,反常MF相突然出现。我们的研究结果表明,这些特征应该存在于最近通过扫描隧道显微镜研究的石墨烯中(Science 352,437(2016))。
2016-11-14 cond-mat.str-el
Current-Noise Spectroscopy with a Scanning Tunneling Microscope
这篇论文由于基本错误而被撤回。
2008-03-20 cond-mat.str-el
Nonequilibrium theory of scanning tunneling spectroscopy via adsorbate resonances: nonmagnetic and Kondo impurities
本文提出了一种利用金属表面吸附杂质原子引起共振的扫描隧道显微镜(STM)的完全非平衡理论。该理论考虑了隧穿电流和有限偏压对系统的影响,适用于任意的吸附质内电子关联强度。因此,它适用于最近的近藤杂质的STM实验。
2000-07-11 cond-mat.str-el
The emergence of classical behavior in magnetic adatoms
一类广泛的纳米磁体显示出惊人的量子行为,被称为量子自旋隧道(QST):而不是两个简并的基态具有相反的磁化,成键-反键对的形式,导致分裂的基态双峰与波函数的线性组合的两个经典相反的磁性状态,导致其磁矩的淬火。在这里,我们研究如何QST被破坏和经典行为出现在磁性吸附原子的情况下,作为他们的耦合强度,无论是基板或彼此,是增加。自旋-衬底耦合和自旋-自旋耦合都使QST分裂重正化为零,从而允许环境退相干消除经典态之间的叠加,导致自发磁化的出现。
2014-05-13 cond-mat.str-el
Conduction States with Vanishing Dimerization in Pt Nanowires on Ge(001) Observed with Scanning Tunneling Microscopy
用扫描隧道显微镜研究了Pt原子在Ge(001)表面形成的一维纳米线的低能电子性质。链结构表现出各种二聚元素在高隧道偏压,指示基板键合起源,而不是电荷密度波。出乎意料的是,当成像能量窗口接近费米能级时,这种二聚化变得非常小,隧道电流足够低。纳米线原子的出现,被发现代表导电状态。链的金属性的影响进行了讨论。
2006-03-20 cond-mat.str-el
Strong correlation effects in theoretical STM studies of magnetic adatoms
我们提出了一个理论研究的表面支撑的磁性纳米结构的扫描隧道显微镜(STM)光谱,结合强相关效应。作为具体的例子,我们研究了Co和Mn吸附在Cu(111)表面上的原子,这是预期代表的Kondo物理和本地矩行为的相反的限制,使用密度泛函理论和量子Monte Carlo和精确对角化杂质求解器的组合。我们详细研究了温度$T$,相关强度$U$,和杂质$d$电子占有率$N_d$的局部态密度的影响。我们还研究了有效相干能量尺度,即,近藤温度$T_K$,其可以从STM光谱中提取。理论STM光谱计算为STM尖端相对于每个吸附原子的位置的函数。由于吸附原子的多轨道性质,STM光谱被示出由具有不同轨道对称性、自能和近藤温度的轨道贡献的复杂叠加组成。对于接近半填充的Mn吸附原子,STM谱在费米能级附近没有特征。另一方面,准粒子峰的钴吸附原子产生强烈的位置依赖的Fano线形。
2016-03-21 cond-mat.str-el
Kondo Quantum Criticality of Magnetic Adatoms in Graphene
我们研究了具有局域内壳层态的磁性吸附原子在石墨烯中的交换哈密顿量。在对称性的基础上,我们预测存在一类轨道,导致一个独特的类的量子临界点在石墨烯,近藤温度标度为$T_{K}\propto|J-J_{c}|^{1/3}$附近的临界耦合$J_{c}$,和本地自旋有效地屏蔽了\emph{super-ohmic}浴。对于这一类,RKKY相互作用在空间上以快幂律$\sim1/R^{7}$衰减。远离半填充,我们表明,在石墨烯中的交换耦合可以控制整个量子临界区的门控。我们提出了近藤量子临界点附近可以直接访问扫描隧道探针和门控。
2011-06-14 cond-mat.str-el
Scanning Tunneling Shot Noise Spectroscopy in Kondo Systems
使用大N理论与Keldysh非平衡格林函数形式主义相结合,我们调查的电流,微分电导,零频散粒噪声和Fano因子测量扫描隧道散粒噪声光谱(STSNS)使用扫描隧道显微镜(STM)附近的单个近藤杂质和近藤晶格。我们发现,Fano因子$F$表现出的特征偏置依赖所产生的近藤屏蔽,这是类似的近藤共振中观察到的微分电导。此外,$F$的线形强烈依赖于电子从STM针尖隧穿到导带的隧穿幅度与磁性吸附原子的电子能级的比值。我们证明,Fano因子可以增强或抑制由于干涉效应,因此,不仅是一个敏感的探针的相关效应所产生的近藤屏蔽,但也隧道电子之间的量子干涉。我们确定的微分电导和Fano因子,可以在未来的STSNS实验中进行测试的形式之间的相关性。
2019-06-06 cond-mat.str-el
To probe quantum criticality with scanning tunneling spectroscopy
我们研究了量子相干性在隧穿电导中的作用,量子临界性抑制了Fano共振。在非平衡非交叉近似下,我们发现多通道近藤效应中的线性隧穿电导在零能量处呈现出弱的Fano线型,并具有尖锐的尖点,这是由于杂质动力学的量子临界性引起的非相干性造成的.特别地,预测Fano共振中的峰位置的移动对于多通道近藤效应不会发生,这与单通道近藤效应中的费米液体理论不同。
2010-02-01 cond-mat.str-el
Scanning tunneling spectroscopy of Majorana zero modes in a Kitaev spin liquid
我们描述了Kitaev自旋液体中Majorana零模(MZMs)的扫描隧道光谱特征。隧道电导是由自旋液体的动态自旋相关,我们精确计算,并通过自旋各向异性共隧穿形状因子。在$\mathbb{Z}_2$涡旋附近,隧道电导具有阶梯电压依赖性,其中电导阶跃来自MZM和(在较高电压下)来自附加涡旋配置。通过扫描探针尖端位置,可以检测涡流位置。我们的分析表明,拓扑磁振子束缚态附近的缺陷或磁性杂质产生的光谱特征,是定性不同的MZM。
2023-02-08 cond-mat.str-el
Exchange interaction between single magnetic adatoms
利用低温扫描隧道光谱探测了吸附在铜表面上的单个Co原子之间的磁耦合。近藤共振,这是由于磁性吸附原子的自旋和衬底的传导电子之间的磁相关效应,被修改的特征方式通过耦合相邻的吸附原子自旋。增加钴二聚体的原子间距离从2.56A到8.1A,我们遵循从铁磁到反铁磁耦合的振荡转变。在反铁磁耦合的二聚体中加入第三个原子会导致集体关联态的形成。
2007-02-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Control of magnetic interactions between surface adatoms via orbital repopulation
我们提出了一个可逆的机制转换海森堡型交换相互作用之间的沉积过渡金属吸附原子从铁磁性到反铁磁性。使用第一性原理计算,我们表明,这种机制可以实现钴原子的黑磷表面上,通过利用电控轨道再布居,最近证明了扫描探针技术[国家通讯。9,3904(2018)]。我们发现,场诱导的再布居不仅影响自旋态,而且引起吸附原子之间交换相互作用的显著改变,包括其符号。我们的模型分析表明,可变adatom-substrate杂交是一个关键因素,负责这种修改。我们进行非弹性隧穿特性的量子模拟,并讨论可能的方法来验证所提出的机制实验。
2020-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Effect of Inter-Adatoms Correlations on the Local Density of States of Graphene
我们从理论上讨论了位于六边形单元中心的两个远距离吸附原子的石墨烯片的局域态密度。通过将扫描隧道显微镜(STM)尖端横向放置在碳原子上,可以检测到两个显著的新效应:i)LDOS中的多级结构和ii)诱导LDOS中的跳动模式。我们发现,这两种现象发生在狄拉克点附近,是高度各向异性的。此外,我们提出了电导实验采用STM作为探针观察这种外来表现在LDOS的石墨烯诱导的吸附原子间的相关性。
2014-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Scanning tunneling spectroscopy of a magnetic atom on graphene in the Kondo regime
研究了磁性吸附原子在石墨烯上的近藤效应。采用非平衡格林函数方法,在从玻色子平均场近似下,计算了局域态密度和电导。对于掺杂的石墨烯,近藤相始终存在。令人惊讶的是,两种近藤政权被发现。但对于未掺杂的石墨烯,只有当吸附原子的能级超过临界值时,才存在近藤相。电导与LDOS相似,因此,LDOS中的近藤峰可以用扫描隧道光谱观察到。此外,在STM尖端和石墨烯之间存在直接耦合的情况下,取决于耦合位点,电导可以显著增强。
2009-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Role of Inelastic Tunneling through the Barrier in Scanning Tunneling Microscope Experiments on Cuprates
在铜氧化物超导体中的CuO 2层和扫描隧道显微镜尖端之间的隧道路径穿过由其他氧化物层制成的屏障。这打开了势垒中的非弹性过程对隧穿谱有贡献的可能性。这样的过程导致一个或可能多个峰的二阶导数电流-电压谱位移声子能量从与超导性相关的奇异态密度。计算的非弹性过程中产生的顶端O-声子表现出良好的定性协议与最近的实验报告李等人。[1]的文件。提出了进一步的测试来区分这些非弹性过程和耦合到平面声子。
2006-05-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Intrinsic Inhomogeneities in Manganite Thin Films Investigated with Scanning Tunneling Spectroscopy
La0.7Sr0.3MnO3在MgO上的薄膜表现出金属-绝缘体转变和巨磁电阻效应。这种过渡的形状可以解释为内在的空间不均匀性,这引起了在亚微米尺度的导电和绝缘域的域结构。然后,这些域经历渗透转变。通过扫描隧道光谱测量的隧穿电导和隧穿间隙被用来区分和可视化这些领域。
2002-12-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum spins and hybridization in artificially-constructed chains of magnetic adatoms on a superconductor
表面上的磁性吸附原子链构成了迷人的量子自旋系统。超导衬底抑制与体电子激发的相互作用,但耦合的吸附原子自旋的亚间隙Yu-Shiba-Rusinov(YSR)准粒子链。利用扫描隧道显微镜,我们通过在超导NbSe $_2$上一个原子接一个原子地构建Fe链来研究这种相关的自旋费米子系统。吸附原子完全通过衬底耦合,保持其量子自旋性质。在二聚体中,我们观察到最深的YSR状态由于Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida相互作用而经历量子相变,这是量子自旋的独特特征。链表现出连贯的杂化和带形成的YSR激发,表明铁磁耦合。由于NbSe $_2$的电荷密度波序共存,较长的链形成单独的畴。尽管自旋轨道耦合基板,我们没有发现马约拉纳签名,可能是因为量子自旋拓扑超导性的参数范围减少。我们认为吸附原子链是研究相关电子物理及其与拓扑超导性相互作用的通用系统。
2022-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Scanning tunneling spectroscopy with superconducting tips of Al
本文报道了0.1K下用Al针尖的扫描隧道谱测量,在零场下观察到了2HNbSe_2的原子晶格和电荷密度波,在磁场下精确地分辨出了涡旋特有的电子表面性质。尖端态密度受涡旋的局部磁场的影响,为纳米尺度下的磁场提供了新的探针。
2007-09-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Scanning Tunneling Microscopy studies on CeCoIn$_5$ and CeIrIn$_5$
用低温扫描隧道显微术研究了重费米子超导体CeCoIn $_5$和CeIrIn $_5$的高质量单晶。建立了促进\textit{in-situ}样品裂解的方法。CeCoIn $_5$中的光谱揭示了一个持续到$T_c$以上的间隙,可能证明了SC的前体状态。原子分辨形貌图显示了晶体表面原子的重排。这种表面改性可能会影响隧道光谱检测到的表面性质。
2010-02-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unconventional scanning tunneling conductance spectra for graphene
我们计算的石墨烯的隧道电导测量的扫描隧道显微镜(STM)与正常/超导尖端。我们证明,对于未掺杂的石墨烯与零费米能量,相对于所施加的电压的隧穿电导的一阶导数是成比例的STM尖端的态密度。我们还表明,掺杂杂质的石墨烯的STM光谱的形状定性地取决于杂质原子在石墨烯基质中的位置,并将这种非常规的现象与石墨烯中的狄拉克准粒子的伪紫质对称性联系起来。我们建议用实验来检验我们的理论。
2010-05-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Scanning tunneling spectroscopy characterization of the pseudogap and the x = 1/8 anomaly in La2-xSrxCuO4 thin films
使用扫描隧道光谱,我们研究了薄的c轴La 2-xSrxCuO 4薄膜的局域态密度,在宽的掺杂和温度范围内。我们发现,赝能隙只存在于掺杂水平低于最佳。对于x = 0.12,接近于“异常”x = 1/8掺杂水平,零偏压电导峰是主要的光谱特征,而不是例外的V形(c轴隧穿)带隙结构。我们已经确定,这种令人惊讶的效果不能用隧道进入(110)面来解释。这种独特的行为可能的起源进行了讨论。
2007-07-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Supercurrent on a vortex core in 2H-NbSe$_2$: current driven scanning tunneling spectroscopy
我们报告电流驱动的扫描隧道光谱(CDSTS)测量在非常低的温度下在2 H-NbSe 2的涡旋。我们发现,电流使涡旋之间费米能级的态密度增加,涡旋中心的零偏压峰减小。这发生在远低于去配对电流的情况下。我们的结论是,超导电流影响的超导能隙结构的2 H-NbSe 2的低能量部分。
2013-09-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Analyzing scanning tunneling spectroscopy for Fe-based superconductor Ba$_{1-x}$K$_x$Fe$_2$As$_2$ and extracting $s$-wave density of states
我们从Ba $_{1-x}$ K $_x$ Fe $_2$ As $_2$超导体的扫描隧道谱数据中提取了态密度。所得到的样品DOS由两种普通的$s$波型和一种线性DOS组成,前者来自布里渊区的$Γ$点,后者来自布里渊区的M点,并与角分辨光电子能谱的相应数据一致.我们澄清,隧穿电导的主峰是不相关的DOS,而是非平衡相干隧穿,包括所有的相干自旋在尖端和样品的效果。
2019-03-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Atomic scale variation of electron tunneling into a Luttinger liquid ? : High resolution scanning tunneling spectroscopy study on Au/Ge(001)
Ge(001)表面的Au诱导原子线最近被认为是一种理想的一维金属,它们的隧穿谱被分析为Tomonaga-Luttinger液体(TLL)态的表现。我们重新调查这个系统的原子有序的表面区域与高分辨率扫描隧道显微镜和光谱(STS)。局部态密度图没有提供任何证据表明金属一维电子通道沿导线。此外,费米能级附近的原子分辨隧穿谱主要由局域态密度特征决定,定性地偏离幂律行为。另一方面,缺陷强烈影响费米能级附近的隧道谱。这些结果不支持该系统的TLL状态的可能性。对于TLL态的STS研究,需要一个具有良好定义的一维能带且没有缺陷的一维金属系统。
2014-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Imaging doubled shot noise in a Josephson scanning tunneling microscope
我们在一个铅-铅结的约瑟夫森扫描隧道显微镜中获得了具有原子分辨率的电流噪声图像。通过测量电流噪声随外加偏压的变化,揭示了当Andreev过程占主导地位时,在超导能隙能量以上的单电子隧穿转变为在能隙能量以下的双电子电荷转移.我们的空间分辨噪声图表明,这种加倍均匀地发生在表面上,也在杂质位置上,表明电荷配对确实不受小于超导相干长度的超导体中的中断的影响。
2019-07-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Robust procedure for creating and characterizing the atomic structure of scanning tunneling microscope tips
扫描隧道显微镜(STM)被广泛用于在原子尺度上研究和操纵物质。尽管STM针尖的关键作用,STM针尖的原子尺度形状的控制仍然是一个解决不好的问题。在这里,我们提出了一种方法,用于制备尖端{ \it原位},并确保晶体结构和可重复地制备尖端结构的第二个原子层。我们展示了这样的提示从未定义的尖端形状的受控演变。
2017-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el