Nonequilibrium electron distribution function in a voltage-biased nanowire: A nonequilibrium Green's function approach
Nihon University（日本大学）；The University of Tokyo（东京大学）
本研究通过非平衡格林函数方法，研究电压偏置纳米线中非平衡电子分布函数及静电势分布，揭示其在不同散射情形下的描述能力。
2026-02-04 cond-mat.mes-hall
Recursive Green's function method for multi-terminal nanostructures
本文提出并评述了一种计算多终端纳米结构中延迟格林函数的有效方法，该方法在对离散化的Hamilton矩阵进行适当划分后，采用递归格林函数方法计算系统的电导和局域粒子密度。我们表明，这种方法，循环切片计划，可以修改，以适应多终端系统以及传统的双终端系统。此外，我们表明，圆形切片计划的性能和鲁棒性与其他先进的方法不相上下，非常适合于各种各样的多终端几何形状。最后，我们给出了一个例子，该方法可以用来计算运输在一个非平凡的多终端几何。
2013-05-31 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium diagrammatic technique for Hubbard Green functions
本文介绍了Hubbard非平衡格林函数（NEGF）的图解方法。该配方是一个扩展的平衡考虑强相关的晶格模型来描述载流分子结。在该技术内系统内的相互作用被完全考虑在内，而分子耦合接触被用作微扰膨胀中的一个小参数。我们证明了可行的方法与数值模拟的通用结模型耦合到两个电子库的量子点。
2016-09-30 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium Green's function approach to mesoscopic thermal transport
我们提出了一个非平衡格林函数方法的非线性相互作用的纳米结原子系统中的热流制定。将这种第一性原理方法应用于碳纳米管结的热导率的计算。它表明，非线性已经成为重要的在低温下。非线性相互作用极大地抑制了室温下的声子传输。热导率的峰值在400K附近，与实验结果吻合较好。高阶声子散射过程对于热扩散输运是重要的。
2006-05-01 cond-mat.mes-hall
Quantum transport in driven systems with vibrations: Floquet nonequilibrium Green's functions and the GD approximation
研究了交变电压对具有局域声子模的非平衡量子系统的影响。利用非平衡格林函数，考虑电子-声子耦合与$GD$近似（自洽玻恩近似）。使用Floquet方法，我们假设的动态周期。这种方法使我们能够调查的非平衡占据的振动的驱动电子组件的影响。结果发现，非弹性输运的签名获得光子辅助峰。提出了一个简化的模型，并发现在一定的参数范围内与完整的模型是一致的。此外，发现以振动频率共振驱动交流电流引起声子占据的增加。
2022-12-03 cond-mat.mes-hall
Study of couplings effect on the performance of a spin-current diode: Nonequilibrium Green's function based model
本文研究了由量子点耦合到普通金属和铁磁铅组成的自旋二极管中的自旋相关输运。利用非平衡格林函数运动方程方法分析了电流极化和自旋积累。本文提出了一种计算格林函数的合适方法，无需进行任何自洽计算。研究了耦合强度和磁场对自旋电流的影响，观察到在一定条件下该器件不能作为自旋二极管工作。
2012-04-26 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium Green function modelling of transport in mesoscopic systems
一个广义的Landauer公式，由于Keldysh，Baym和Kadanoff的方法推导出来的，在大量不同的介观系统中的输运建模得到广泛的使用。我们回顾了最近的一些进展，包括半导体超晶格中的输运，噪声的计算，和纳米机电系统。
2002-08-29 cond-mat.mes-hall
Replacing Leads by Self-Energies Using Nonequilibrium Green's Functions
开放量子系统由连接到感兴趣的设备的引线组成。在非平衡格林函数技术，我们检查更换的铅在连续计算中的自能。我们的出发点是T.E.福伊希特旺在这种方法中，在选择未扰动格林函数方面有相当大的灵活性。我们研究的后果，这种自由的治疗铅。对于任何选择，引线都可以用耦合自能代替，耦合自能是能量的简单函数。我们发现，延迟自能依赖于无扰格林函数的选择细节，可以取任意值。然而，非平衡自能或散射函数可以被认为与这种选择无关。用这些自能表示，非平衡输运计算采用特别简单的形式。
2002-03-27 cond-mat.mes-hall
A nonequilibrium theory for transient transport dynamics in nanostructures via the Feynman-Vernon influence functional approach
在本文中，我们发展了一个非平衡理论的基础上的Feynman-Vernon影响泛函方法的纳米结构中的瞬态电子输运动力学。我们将我们以前的工作扩展到描述双点中非马尔可夫电子动力学的精确主方程[Phys.Rev.B78，235311（2008）]，其中中心区域的能级，与引线的耦合和施加到引线的外部偏压都是时间依赖的。然后，我们推导出精确的瞬态电流在同一框架内的约化密度矩阵。这为量子输运过程提供了一个精确的非线性响应理论，充分考虑了接触的反反应效应，包括非马尔可夫量子弛豫和退相。基于Schwinger-Keldysh非平衡格林函数技术的非平衡稳态输运理论可以作为一个长的时间极限来恢复。对于一个简单的应用程序，我们提出了一个洛伦兹型谱密度和交流偏置电压的共振隧穿纳米器件的瞬态动力学的分析和数值结果，其中的非马尔可夫存储器结构和非线性响应的偏置电压在运输过程中被证明。
2009-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Time-dependent resonant tunneling transport: Keldysh and Kadanoff-Baym nonequilibrium Green's functions in an analytically soluble problem
本文讨论了偏压突变下共振隧穿结构的两种非平衡格林函数方法。我们的目的是强调，依赖于时间的Keldysh制定Jauho，Wingreen和Meir，和无分区计划的Stefanucci和Almbladh是形式上等价的宽带限制和非相互作用的电子的普遍存在的情况下，如果铅和点是在平衡前的依赖于时间的扰动。我们开发了显式封闭的较小的格林函数和随时间变化的电流公式，提醒不同的集成限制排除了面对面的比较两种方法。这项研究揭示了这两种做法，这是非常感兴趣的介观运输社区。
2017-02-01 cond-mat.mes-hall
Molecular junctions and molecular motors: Including Coulomb repulsion in electronic friction using nonequilibrium Green's functions
我们提出了一个分子马达理论的基础上的核坐标和绝热极限的Kadanoff-Baym方程的电流诱导力的Escherichfest动力学。电子-电子相互作用可以系统地包括通过多体微扰理论，使非平衡格林函数制定适合现实的交界处的第一性原理治疗。该方法通过实时Kadanoff-Baym方程对模拟进行基准测试，发现非常一致。分子马达的范例模型的结果表明，相关性可以显着改变的物理场景，例如，引入一个相当大的阻尼在自持范德波尔振荡。
2018-07-04 cond-mat.mes-hall
Nonlinear electronic transport in nanoscopic devices: Nonequilibrium Green's functions versus scattering approach
本文利用非平衡格林函数方法研究了纳米器件的非线性弹性量子电子输运性质。格林函数方法允许我们将给定器件的$I-V$特性扩展到所施加电压的任意幂。通过这样做，我们能够将NEGF方法与散射方法联系起来，显示它们的相似性和差异性，并计算任意阶的电导系数。我们证明了由NEGF给出的电子电流是规范不变性的所有订单的$V$的权力，并讨论了规范不变性的标准密度泛函理论（DFT）在分子电子学实现的要求。我们还分析了非线性电导系数的对称性相对于一个磁场反转和违反的Onsager互易关系与增加源漏偏置。
2009-07-12 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
How to interpret the spectral density of the Keldysh nonequilibrium Green's function
本文研究和解释了Keldysh非平衡格林函数的谱函数$\mathbf{A}(ω, T)$。谱函数的空间对角线通常被解释为依赖于时间的局域态密度。我们表明，这个对象可以采取负值意味着一个简单的概率解释为随时间变化的状态密度是不可能的。同样的问题也发生在维格纳函数$P(x,p)$中，其中通过考虑不确定原理来求解。我们遵循相同的路径，并将时间-能量不确定性关系定义为允许概率解释的卷积谱函数。这个量作为一个解释工具的有用性证明了可视化的量子点耦合到超导导线的电荷动力学。
2014-05-23 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium Green's functions in the study of heat transport of driven nanomechanical systems
我们回顾了最近的理论发展的基础上，非平衡格林函数形式主义，研究纳米机械设备的耦合量子振荡器由交流力驱动的声子系统建模的热输运和连接到声子水库。我们提出了相关的方程来计算沿设置的不同区域流动的热流，以及随时间变化的力所产生的功率。我们还提出了不同的策略，以评估格林函数准确或近似在弱驱动制度。我们最后讨论了交流驱动力提供能量的不同机制。我们表明，除了产生热量，力可以作为量子引擎交换能量。
2012-12-13 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium Green's function theory for predicting device-to-device variability
由于随机掺杂波动，器件到器件的可变性是新兴的纳米电子学的一个严重挑战。在这项工作中，我们提出的理论形式和量子输运可变性的数值模拟，基于非平衡格林函数和多重散射理论。我们已经开发了一个通用的形式主义，使用的图形技术内的相干势近似（CPA），可以应用到广泛的无序浓度。此外，我们已经开发了一种方法，通过使用微扰膨胀内的低浓度近似（LCA），这是非常有用的典型的纳米电子器件具有低掺杂剂浓度。应用这两种形式主义，运输波动由于随机杂质可以预测，而无需冗长的蛮力计算的合奏设备结构。数值实现的形式主义证明使用紧束缚模型和第一原理模型。
2013-11-13 cond-mat.mes-hall
Floquet Nonequilibrium Green's functions with Fluctuation-Exchange Approximation: Application to Periodically Driven Capacitively Coupled Quantum Dots
本研究采用含涨落-交换近似的Floquet格林函数方法，研究周期驱动下电容耦合量子点的能量转移动力学，发现该过程分四阶段且存在对应最优完成的驱动频率。
2023-07-22 cond-mat.mes-hall
Clarification of Floquet--Enhanced Thermal Emission Through the Nonequilibrium Green's Function Formalism
National University of Singapore（新加坡国立大学）
本文通过非平衡格林函数方法研究了时间调制介质中热辐射的增强机制，揭示了强度谱的发散问题及Floquet工程的应用价值。
2025-10-10 cond-mat.mes-hall
Charge dynamics in molecular junctions: Nonequilibrium Green's Function approach made fast
分子结（开放量子系统）的实时格林函数模拟通常通过求解Kadanoff-Baym方程（KBE）来执行。然而，由于所需的大存储器，KBE对最大传播时间施加了严重的限制。在这项工作中，我们提出了一个简化的格林函数方法的基础上广义Kadanoff-Baym Answer（GKBA），以克服KBE的时间限制，显着加快计算，但仍然保持接近KBE的结果。这是通过一个双重的进步：首先，我们展示了如何使GKBA工作在开放系统中，然后构建一个合适的准粒子传播，包括相关效应在一个图解的方式。我们还提供了证据表明，我们的GKBA计划，虽然已经在很好的协议与KBE的方法，可以进一步改善，而不增加计算成本。
2013-11-19 cond-mat.mes-hall
Photon heat transport in low-dimensional nanostructures
在低温下，当声子模被有效冻结时，光子输运是金属系统热弛豫的主要机制。从微观多体哈密顿量出发，发展了一种非平衡格林函数方法来研究光子在纳米结构中的能量输运。得到了金属岛与一维电磁场之间能流的形式精确表达式。从这个表达式中，我们得到的量子化的热导，以及显示如何可以推广到非平衡的情况下的结果。通常，岛电子的频率依赖性电流噪声决定能量转移速率。
2007-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
A brief review of thermal transport in mesoscopic systems from nonequilibrium Green's function approach
随着纳米级电子器件集成度和功率密度的迅速提高，涉及热量产生和能量收集的热管理变得非常重要。由于声子是半导体中的主要热载体，介观系统中声子引起的热输运引起了人们的广泛关注。在量子输运研究中，非平衡格林函数（NEGF）方法是一个通用的和强大的工具，已经发展了几十年。本文将从两个方面讨论NEGF方法在热输运理论研究中的应用。在声子输运方面，简要介绍了声子NEGF方法，讨论了它在一维原子链、多端系统和瞬态声子输运等介观系统热输运中的应用。在热电输运方面，讨论了温度梯度对电荷自由度、自旋自由度和谷值自由度的影响。在基于NEGF方法的分区方案中，还给出了瞬态区域中随时间变化的热电行为。
2021-02-26 cond-mat.mes-hall
Efficient implementation of the nonequilibrium Green function method for electronic transport calculations
采用非平衡格林函数（NEGF）方法和基于局域赝原子轨道（PAO）的密度泛函理论（DFT）相结合，计算了有限偏压下两引线连接体系的电子输运.在实现过程中，特别是密度矩阵的评估和处理之间的散射区域和引线的边界，准确和有效的方法开发。平衡和非平衡的贡献在密度矩阵的计算精度非常高的轮廓积分与Fermi-Dirac函数的连分式表示和一个简单的quadratureon一个小的虚部的实轴上，分别。采用二维快速傅里叶变换（FFT）和有限差分相结合的方法，有效地计算了Hartree势，并对边界附近的电荷密度进行了仔细的处理，以避免边界处的寄生散射。密度矩阵的快速收敛特性证明了该方法的有效性。此外，作为一个例子，我们的方法适用于锯齿形石墨烯纳米带，Fe/MgO/Fe隧道结，和LaMnO $_3/$ SrMnO $_3$超晶格，证明其适用于各种各样的系统。
2009-08-28 cond-mat.mes-hall
Second-order adiabatic expansions of heat and charge currents with nonequilibrium Green's functions
本文基于非平衡格林函数和Schwinger-Keldysh方法，发展了能量、热和电流的二阶绝热展开表达式，并通过简单模型验证其物理一致性，为二阶单参数泵浦等未探索现象的热力学研究提供新工具。
2024-04-25 cond-mat.mes-hall
Current response of nonequilibrium steady states in Landau-Zener problem: Nonequilibrium Green's function approach
强电场作用下绝缘体中载流子的产生可用具有非微扰指数的Landau-Zener隧穿几率公式来描述。尽管它有着悠久的历史和不同的应用和扩展，非平衡稳态和相关的电流响应的产生的载流子的存在下的研究主要限于数值模拟到目前为止。在这里，我们开发了一个框架来计算非平衡格林函数的通用绝缘系统下的直流电场，在存在的费米子水库。利用渐近展开技术，我们得到了一个半定量的格林函数的非微扰贡献的公式。这种形式使我们能够计算的非平衡稳态，这原来是不是简单地由带内电流成比例的隧穿概率的耗散电流响应。我们也适用于目前的形式主义的非中心对称绝缘体，并提出非互易电荷和自旋输运特有的隧穿电子。
2020-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Influence of phonons on solid-state cavity-QED investigated using nonequilibrium Green's functions
利用非平衡格林函数方法研究了电子-声子相互作用对量子点与光子腔模耦合的动力学行为的影响。在极化子框架下，采用自洽玻恩近似处理了量子点极化子与腔之间的声子辅助散射过程。通过求解Kadanoff-Baym方程，计算了量子点-腔系统的双时间光子数，给出了光子谱和光子不变性.在腔量子电动力学（cavity-QED）的各种机制中，我们的方法可以非常准确地描述与声子浴相互作用的非马尔可夫性质。发现在零温度下发射的发射光子的不可分辨性与先前报道的精确对角化方法非常一致[Phys.~修订版~ B~87，~081308~（2013）]。此外，我们的方法可以计算有限温度下的光子不可逆性和强的电子-声子相互作用。更一般地说，我们的方法开辟了新的途径，在开放量子系统动力学耦合到非马尔可夫环境的研究。
2016-09-30 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium Green's function theory for transport and gain properties of quantum cascade structures
采用非平衡格林函数（NGF）理论研究了量子级联（QC）结构的输运和增益特性，该理论包含了超出玻尔兹曼输运描述的量子效应。在神经生长因子理论中，我们包括界面粗糙度，杂质，和电子-声子散射过程内的自洽玻恩近似，和电子-电子散射的平均场近似。有了这个理论，我们得到的非平衡稳态QC结构下施加的偏压的描述，因此，我们确定的传输特性，如这些结构的电流-电压特性。我们定义了两个贡献的电流，一个贡献驱动的散射自由部分的哈密顿量，和其他驱动的散射哈密顿量。我们发现，在这些结构中的电流的主要部分，在简单的超晶格结构相比，主要是由散射哈密顿量。此外，通过考虑结构的稳态对所施加的光场的线性响应，我们确定了线性极化率，从而确定了结构的增益或吸收光谱。从更严格的神经生长因子理论与更简单的模型得到的光谱的比较表明，在更简单的理论中，光谱往往被偏移到更高的值。
2002-12-03 cond-mat.mes-hall
Temperature-Stable Tunneling Current in Serial Double Quantum Dots: Insights from Nonequilibrium Green Functions and Pauli Spin Blockade
该研究利用非平衡格林函数分析串联双量子点中的隧穿电流，发现泡利自旋阻塞下存在对温度变化稳健的反向电流，为宽温域晶体管设计提供新见解。
2025-04-28 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium Green's function method for quantum thermal transport
本文综述了非平衡格林函数（NEGF）方法应用于原子振动（声子）引起的能量输运问题，主要是小结系统。我们提出了一个教学介绍的主题，推导出一些著名的结果，如在弹道系统中的热流Laudauer式公式。审查的主要目的是建立这一方法的机制，使其能够适用于本文没有直接讨论的其他情况。除了上述，我们考虑了一些NEGF的应用，而不是在常规的模型系统计算，但在一些新的方面显示的权力和有用的形式。特别地，我们讨论了多导联、左右导联耦合系统和无中心系统的问题。我们还将该方法应用于全计数统计量问题。在非线性系统的情况下，我们对热膨胀效应，声子弛豫时间，和某一类平均场近似作了一般性的评论。最后，我们研究NEGF，约化密度矩阵，和主方程方法的热输运之间的关系。
2013-03-29 cond-mat.mes-hall
Superoperator nonequilibrium Green's function theory of many-body systems; Applications to charge transfer and transport in open junctions
非平衡格林函数为计算耦合量子系统的动力学响应和粒子交换统计提供了有力的工具。我们用刘维尔空间的密度矩阵来表述理论，并引入超算子代数，大大简化了所有量的推导和物理解释。各种观测量的表达式直接在实时超算子非平衡格林函数（SNGF），而不是人工的时间循环所需的Schwinger的希尔伯特空间公式。计算相互作用能，电荷密度，平均电流，电流诱导荧光，电致发光和电流波动（电子计数）统计的应用进行了讨论。
2008-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Green's functions perspective on nonequilibrium thermodynamics of open quantum systems strongly coupled to baths
我们给出了非平衡格林函数（NEGF）的观点，热力学公式的开放量子系统强烈耦合到浴。散射的方法意味着热力学考虑的一个超级系统（系统加浴）弱耦合到外部超级浴相比，考虑热力学的一个系统强耦合到它的浴。我们分析这两种方法从NEGF的角度来看，并认为后者产生的热力学配方与动力学（量子输运）描述一致的可能性。
2020-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Optical properties and electron transport in low-dimensional nanostructures
我们介绍了准零维量子纳米结构（如量子点或DNA分子）的电子转移理论和光学性质。该理论是基于准零维纳米结构中载流子的多重散射导致原子晶格对载流子的非绝热影响的表现。该理论基于非平衡格林函数和量子动力学方程。文中给出了三个小系统中电子运动的例子，并将理论结果与实验结果进行了比较。与实验的比较强调了电子-声子相互作用在纳米结构中的重要性。
2010-10-11 cond-mat.mes-hall
Quantum thermal transport in nanostructures
在这篇评论中，我们讨论了连接到两个半无限的引线作为热浴的纳米结的热输运计算方法。我们的重点是基本的量子理论和原子模型。首先介绍了弹道热输运的Landauer公式，并从散射波的观点给出了它的推导过程。给出了计算声子透射系数的几种方法（散射边界条件、模式匹配、Piccard公式和Caroli公式）。介绍了非平衡格林函数方法，推导了Caroli公式。我们还给出了迭代方法和算法的基础上的广义特征值问题的表面格林函数的计算，这是一个NEGF计算的起点。本文从格林函数的基本定义出发，以围道有序格林函数的运动方程和费曼图解展开为基础，对NEGF方法作了系统的阐述。在后一部分中，我们讨论了热传导中非线性效应的处理，包括传输的唯象表达式，声子-声子相互作用的NEGF，具有量子热浴的分子动力学（广义朗之万），以及电子-声子相互作用。并给出了一些新的结果。我们还简要回顾了纳米结构中热输运测量的实验现状。
2008-02-20 cond-mat.mes-hall
Photon-assisted transport in semiconductor nanostructures
在这篇综述中，我们专注于电子输运通过半导体纳米结构，这是由交流电场驱动。沿着评论，我们描述了不同的纳米结构，如共振隧穿二极管，超晶格或量子点，以及所需的理论工具来描述所观察到的功能可用的实验信息。这些理论工具，例如，Floquet形式主义，非平衡格林函数技术或密度矩阵技术，适合于处理与光子辅助传输问题，其中不同方面的相互作用，如非平衡，非线性，量子限制或电子-电子相互作用引起许多有趣的新现象。沿着评论，我们给出了许多例子，证明了使用适当的交流场来控制/操纵半导体纳米结构中的相干量子态的可能性。
2003-10-31 cond-mat.mes-hall
Quantum mechanical scattering on time-dependent potentials using nonequilibrium Green's functions
含时非平衡格林函数（TDNEGF）被证明是一个灵活的，有效的工具，用于描述量子力学单粒子散射的空间局域化，随时间变化的潜力。专注于数值方法，可以处理任意的空间和时间依赖性的潜力，提供它是零之前的初始时刻。在这种情况下，戴森和凯尔迪什方程的适当版本导致一个透明的描述与明确的物理解释。作为一个例子，讨论了激光短脉冲与初始在自由空间中传播的电子的相互作用。
2015-05-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonequilibrium properties of strongly correlated artificial atoms - a Green's functions approach
提出了一种非平衡格林函数（NEGF）方法，用于计算空间非均匀、强关联的人工原子在有限温度下从（关联）初始少电子态出发的含时性质.在中强耦合区，我们考虑了在偶极近似下，短脉冲经典激光场激发的抛物约束三电子系统的Kohn模。特别是，我们在数值上证实了这种模式在守恒（例如Hartree-Fock或第二Born）理论中得到了保留。
2008-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonequilibrium functional bosonization of quantum wire networks
我们开发了一种通用的方法来耦合隧道结和/或杂质散射的一维通道形成的非平衡纳米结构。形式主义是基于非平衡版本的功能玻色化。在这种方法中，凯尔迪什作用起着核心作用，它的形式让人想起完全计数统计理论。为了进行物理观测值的评估，我们假设弱隧穿制度，并开发一个实时瞬子方法。一个详细的阐述的形式主义补充了两个重要的应用：（一）隧道到一个偏置的Luttinger液体与杂质，及（ii）量子霍尔法布里-珀罗干涉。
2012-05-15 cond-mat.mes-hall
Spin-polarized current and shot noise in the presence of spin flip in a quantum dot via nonequilibrium Green's functions
本文利用非平衡格林函数计算了铁磁-量子点-铁磁（FM-QD-FM）系统中的自旋极化电流和散粒噪声散粒噪声。平行（P）和反平行（AP）的磁性配置被认为是。库仑相互作用和相干自旋翻转（类似于横向磁场）被考虑在内的点。我们发现库仑相互作用和点中自旋累积之间的相互作用可以导致偏置依赖的电流极化$\wp$。特别地，取决于偏置电压，$\wp$可以在P取向中被抑制并且在AP情况中被增强。相干自旋翻转还可以导致电流极化从发射极到集电极引线的切换。有趣的是，对于一组特定的参数，集电极中可能有极化电流，发射极引线中可能有非极化电流。我们还发现了抑制的Fano因子值远低于0.5。
2008-10-31 cond-mat.mes-hall
Tunneling current spectroscopy of a nanostructure junction involving multiple energy levels
采用多能级Anderson模型模拟了具有任意数量单粒子能级的纳米结构隧道结系统。利用非平衡格林函数方法，对隧道电流进行了理论研究。得到了谱函数的闭合形式，并利用它分析了双势垒结中量子点或分子的复杂隧穿电流谱。我们还发现，当考虑到与相邻量子点的库仑相互作用时，在量子点隧道结中可以观察到负微分电导。
2007-02-05 cond-mat.mes-hall
Optical spectroscopy of molecular junctions: Nonequilibrium Green's functions perspective
我们从量子输运的角度考虑了分子结的光谱学，辐射场被量子化，系统的光学响应被模拟为光子通量。使用精确的表达式内的非平衡格林函数（NEGF）的方法，并利用四阶图解微扰理论在分子耦合辐射场，我们进行模拟采用现实的参数导出的光子和电子通量。模拟结果进行了比较裸微扰理论（PT）通常采用在非线性光学光谱学的研究，光学过程进行分类。我们发现，裸PT违反守恒定律，而通量守恒NEGF配方混合光学过程。
2016-01-20 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Nonequilibrium Green's Function Approach to Phonon Transport in Defective Carbon Nanotubes
我们已经开发了一种新的理论形式主义声子输运纳米结构中使用非平衡声子格林函数技术，并已将其应用于有缺陷的碳纳米管的热传导。碳纳米管中的低温热导的普遍量子化可以观察到，即使在存在局部结构缺陷，如空位和Stone-Wales缺陷，因为长波长的声学声子不被局部缺陷散射。然而，在室温下，热导是严重影响缺陷散射，因为入射声子散射的缺陷周围的局部声子。我们发现一个显着的变化，从量子到经典功能的热输运通过缺陷碳纳米管随着温度的升高。
2006-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Quantum Transport with Spin Dephasing: A Nonequilibrium Green's Function Approach
在自洽玻恩近似下，利用非平衡格林函数（NEGF）形式，提出了一个包含自旋散射过程的量子输运模型。该模型通过同时考虑自旋翻转散射和量子效应，提供了一种统一的方法。该模型的数值实现说明了嵌入磁性杂质层的磁性隧道结器件。结果与实验数据进行了比较，揭示了相干和非相干传输制度的基本物理。结果表明，磁性杂质自旋态/浓度的小的变化可能会导致结磁阻的大的偏差。
2007-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Nonperturbative Green's function technique for nonequilibrium steady state
非微扰动力学理论在研究定态量子杂质系统的输运方面具有独特的优势。在这里，我们开发了一种新的方法来获得延迟格林函数表示的预解形式。我们使用海森堡图像，以促进动力学理论，并提出了一个新的系统的方法收集的基向量跨越刘维空间，这是最关键的一步，在获得预解格林函数。我们得到了研究单杂质单库和双库Anderson模型的所有线性无关基向量。后者是一个适当的模型，用于研究近藤现象在稳态时施加偏压。这是理论凝聚态物理中的一个长期课题。
2009-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A General Algorithm For Determining The Conductivity Zeros In Large Molecular Nanostructures: Applications To Rectangular Graphene Sheets
本研究提出一种基于逆图方法的通用算法，用于确定矩形石墨烯片等大分子纳米结构的电导率零点，揭示两类格林函数零点对应不同外无序响应的电导抵消特性，并探讨其潜在应用。
2025-05-20 cond-mat.mes-hall
Antidamping spin-orbit torque driven by spin-flip reflection mechanism on the surface of a topological insulator: A time-dependent nonequilibrium Green function approach
最近的实验观察自旋轨道力矩（SOT）作用于三维拓扑绝缘体（TI）表面的铁磁（F）覆盖层的磁化$\vec{m}$的启发，我们调查的SOT的起源和磁化动力学在这样的系统。我们预测，有限长度的横向F/TI双层，夹在两个正常的金属引线之间，将产生一个大的抗阻尼类SOT每非常低的电荷电流注入平行的接口。抗阻尼类SOT的大值是{ \it空间局部化}在F覆盖层的横向边缘周围。我们的分析是基于绝热膨胀（一阶$\partial \vec{m}/\partial t$）的时间依赖的非平衡格林函数（NEGFs），描述电子推出平衡的施加偏压和缓慢变化的经典自由度[如$\vec{m}(t)$ ]。从中我们得到了自旋力矩和电荷泵的计算公式，这表明它们是相互作用的，以及在SO耦合存在下的吉尔伯特阻尼。基于NEGF的SOT公式自然分为四个分量，由它们在时间和偏置电压反转下的行为（偶数或奇数）决定。它们复杂的角度依赖性被描绘和采用的磁化动力学的Landau-Lifshitz-Gilbert模拟，以证明预测的SOT的能力，有效地切换$\vec{m}$的垂直磁化F覆盖层。
2016-01-24 cond-mat.mes-hall
Can Non-Equilibrium Spin Hall Accumulation be Induced in Ballistic Nanostructures?
我们证明了纵向非极化电流通过具有Rashba自旋轨道耦合的弹道二维电子气的流动将诱导非平衡自旋积累，该非平衡自旋积累对于两个横向边缘具有相反的符号，因此，它是双探针半导体纳米结构中自旋霍尔效应的主要可观察特征。其面外分量的幅度逐渐减少静态无序，而它可以通过面内横向磁场增强。此外，我们的预测的纵向分量的自旋霍尔积累，这是不敏感的反向偏置电压，提供了一个吸烟枪，以区分实验之间的外在，内在的，和介观自旋霍尔机制。
2005-07-20 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium Green's function theory for nonadiabatic effects in quantum electron transport
我们发展了基于非平衡格林函数的输运理论，在计算分子结中的电流时考虑了非绝热核运动的影响。我们的方法是基于分离的慢和快的时间尺度的运动方程的格林函数的维格纳表示。相对于中心时间的时间导数作为微扰膨胀中的一个小参数，使得能够计算分子格林函数的非绝热修正。因此，我们产生一系列的非绝热电子格林函数的解析表达式（在中央时间导数的二阶），这不仅取决于瞬时分子几何形状，但同样对核速度和加速度。导出了考虑非绝热修正的电流的扩展公式。通过对一个模型分子结的计算，简明地说明了这一理论。
2017-12-19 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Master equation approach to transient quantum transport in nanostructures
本文基于费米子相干态表象中的路径积分方法导出的精确主方程，提出了一种适用于纳米器件中瞬态电子动力学的非平衡量子输运理论。将精确的主方程应用于纳米器件，我们还建立了约化密度矩阵和瞬态量子输运电流与Keldysh非平衡格林函数之间的联系。该理论使我们能够研究纳米结构中的瞬态量子输运与反反应的影响，从接触，与非马尔可夫耗散和退相干被充分考虑。在应用方面，我们将该理论应用到具体的量子输运系统中，研究了在任意初始温度下的瞬态和稳态情况下，各种量子退相干和涉及非马尔可夫记忆效应的量子输运现象。
2016-11-14 cond-mat.mes-hall
Effective spin-mixing conductance of topological-insulator/ferromagnet and heavy-metal/ferromagnet spin-orbit-coupled interfaces: A first-principles Floquet-nonequilibrium-Green-function approach
自旋混合电导（SMC）是决定自旋输运效率的关键参数。因此，需要了解其精确值，以便精确测量量化自旋电子学中的许多效应的参数，例如自旋-轨道转矩、自旋霍尔磁阻、自旋霍尔效应和自旋泵浦。然而，SMC的标准表达式，由散射理论提供的反射概率振幅，是不适用的强自旋轨道耦合（SOC）直接存在于界面处。这正是当代人们非常感兴趣的拓扑绝缘体/铁磁体和重金属/铁磁体界面的情况。我们介绍了一种方法，其中这些界面的第一性原理哈密顿量，从非共线密度泛函理论（ncDFT）计算，结合电荷守恒Floquet非平衡格林函数方法，{ \em直接}计算了双端异质结构Cu/X/Co/Cu或Y/Co/Cu-（其中X=Bi $_2$ Se $_3$，Y=Pt或W-）半无限左引线中的泵浦自旋电流$I^{S_z}$。由于微波驱动的Co层的稳定旋进磁化。这允许我们提取有效的SMC作为$I^{S_z}$对进动锥角$θ$依赖性中的前因子，只要它保持相同，即$I^{S_z} \propto \sin^2 θ$，如在SOC不存在的情况下。通过比较SOC在ncDFT计算中关闭与打开的计算，我们发现SOC始终降低泵浦自旋电流，因此，有效的SMC。
2019-12-24 cond-mat.mes-hall
Electronic Transport in Hybrid Mesoscopic Structures: A Nonequilibrium Green Function Approach
本文提出了一种混合结构的统一输运理论，其中一个受限正常态（$N$）样品通过隧道势垒夹在两个引线之间，每个引线可以是铁磁体（$F$）或超导体（$S$）.通过引入四维Nambu-spinor空间，在Keldysh非平衡格林函数形式下导出了一个通用的电流公式，该公式可应用于各种强关联的混合介观系统，即使在非平衡情况下.这样的公式是规范不变的。我们还证明了一些数量，如化学势，超导体序参量相位和铁磁磁化方向之间的差异，只有它们的相对值出现明确的电流表达式解析。当应用到特定的结构，该公式成为有利于强关联效应的梅尔-温格恩型，并减少到Landauer-Büttiker型的非相互作用系统，如双势垒共振结构，我们研究的详细超出了宽带近似。
2003-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnon based logic in a multi-terminal YIG/Pt nanostructure
布尔逻辑是现代数字信息处理的基础。最近，人们对基于纯自旋电流的现象越来越感兴趣，这种现象允许从基于电荷的逻辑门移动到基于自旋的逻辑门。我们研究了一种基于亚铁磁绝缘体钇铁石榴石（YIG）的原理验证逻辑器件，其中Pt条用作非平衡磁振子的注入器和探测器。我们在实验上观察到不同注入器产生的磁振子的非相干叠加。这允许实现全功能的多数门，在同一个器件中实现多个逻辑操作（AND和OR）。时钟频率的几个GHz的顺序和简单的缩小比例，使我们的设备有希望的应用程序。
2016-04-25 cond-mat.mes-hall
Quantum Transport Theory with the Nonequilibrium Coherent Potentials
由于任何现实的电子器件都具有一定程度的无序性，因此预测量子输运中的无序效应是一个关键问题。本文报道了非平衡相干势近似（NECPA）理论，用于分析纳米电子器件非平衡量子输运中的无序效应。NECPA是由轮廓有序的非平衡格林函数（NEGF），其中进行的无序平均内的相干势近似的复杂的时间轮廓。我们已经推导出一套新的规则，补充著名的Langreth定理，作为一个整体，广义Langreth规则允许我们推导出实时格林函数的NECPA方程。NECPA方程的解为量子输运计算提供了无序平均非平衡密度矩阵以及其它相关量。我们建立了良好的精度NECPA通过比较其结果蛮力数值计算的无序紧束缚模型。此外，连接的NECPA方程，这是推导出的复时间轮廓，非平衡顶点校正理论，这是推导出的实时轴，作出。作为一个应用程序，我们表明，NECPA可以结合密度泛函理论，使原子的第一性原理的纳米电子器件物理分析。
2013-11-08 cond-mat.mes-hall
Green's functions from real-time bold-line Monte Carlo: spectral properties of the nonequilibrium Anderson impurity model
利用数值精确的实时量子蒙特卡罗方法研究了具有化学势偏置的Anderson杂质模型的非平衡光谱性质。两次关联函数的计算形式适合于非平衡动力学平均场计算。此外，该模型的光谱特性的演变模拟在一个替代的表示，定义了一个假设的，但实验上可实现的弱耦合辅助铅。近藤峰的电压分裂的确认和耦合或栅极淬火后，其形成的动力学进行了研究。这种表示包含有关点的人口动态的附加信息。此外，我们表明，依赖于电压的微分电导给出了一个合理的定性估计的平衡谱函数，但发现显着的定性差异，包括不正确的趋势和虚假的温度依赖性的影响。
2014-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Distinguishing quantum and classical transport through nanostructures
我们考虑的问题，如何区分量子从经典的传输通过纳米结构。为了解决这个问题，我们推导出了与铅弱耦合的纳米结构中非平衡输运的时间相关性的两个不等式。第一个不等式涉及局部电荷测量，具有普遍有效性;第二个不等式涉及通过器件的电流，与双量子点有关。违反这些不等式中的任何一个都表明，在纳米结构中发生了超越经典马尔可夫模型的物理学。
2010-08-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
