Microscopic study of electrical transport through individual molecules with metallic contacts: I. "Band" lineup, voltage drop and high-field transport
我们提出了第一个在一系列的微观研究通过单个分子与金属接触的电传输。我们认为分子的化学定义良好的原子团组成的“异质结构”，并分析这些原子团的电荷和电位响应的金属分子耦合和所施加的电场，这是使用基于第一性原理的自洽矩阵格林函数（SCMGF）方法建模引起的扰动方面的设备特性。作为第一个例子，我们研究了通过将两个基于苯的分子自由基-苯基二硫醇（PDT）和联苯二硫醇（BPD）-通过末端硫原子对称地连接到两个半无限金电极上形成的器件。
2003-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge transport through a flexible molecular junction
该研究基于联苯分子结的机理模型，采用电子-分子散射理论精确方法，分析振动激发、温度对输运的影响及电子辅助隧穿过程，验证近似方法的有效性。
2004-11-02 cond-mat.mes-hall
Giant Thermoelectric Effect from Transmission Supernodes
我们预测一个巨大的顺序依赖于量子增强热电效应在附近的一个更高的顺序的“超节点”的纳米结的透射光谱。详细研究了3，3 '-联苯和聚苯醚（PPE）的单分子结。采用多体理论计算了基于1，3-苯结的热电热机的非平衡热力学效率和功率输出，并与优值ZT的预测结果进行了比较。
2010-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Electron transfer through a single barrier inside a molecule: from strong to weak coupling
在两个金属电极之间通过单个分子的电子输运的所有理论处理中，必须在整个结中具有强耦合的相干传输状态和分子仅与两个引线弱耦合的库仑阻塞状态之间进行清楚的区分。前一种情况下，隧道势垒被认为在整个系统中离域，可以用基于密度泛函理论（DFT）的常见平均场技术很好地描述，而后一种情况下，其两个不同的势垒位于界面处，通常需要多决定性描述。有第三种情况下，只有一个障碍内的分子，我们在这里调查使用各种量子化学方法，通过研究部分电荷移位联苯自由基离子诱导的电场在不同的角度调制耦合，从而在$π$系统内的障碍。我们发现步骤四舍五入在边缘的电荷与场的曲线为弱耦合和中间耦合，其准确的描述需要一个正确的治疗交换和动力学相关效应是必不可少的。我们建立了DFT标准泛函不能再现这一特征，而长程校正的混合泛函则要好得多，这使得它成为基于DFT的此类单势垒系统的适当输运描述的合理选择
2012-07-31 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Role of Noise in Nanostructure Formation: A Theoretical Investigation of Quantum Dots and Quantum Dot Molecules
我们在理论上模拟了硅锗异质外延中量子点（QD）和量子点分子（QDM）的形成，明确地将噪声的作用纳入分子束外延中表面演化的连续理论。使用通量和噪声之间的连接，我们解释如何改变通量可以导致从QD到QDM形成的过渡，如在实验中看到的。在这些系统中，我们显示了噪声在纳米结构生长中的双重作用;一个是它通过凹坑成核促进QDM的形成，另一个是它由于随机效应而减少QDM的形成。
2021-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlling Fano and Dicke effects via a magnetic flux in a double quantum-dot molecule
研究了在磁场作用下电子通过平行双量子点分子的输运。我们通过一个非相互作用的两个杂质的安德森哈密顿系统建模。我们发现，电导表现出Fano和Dicke效应，可以控制的磁通量。
2004-04-13 cond-mat.mes-hall
Multi-terminal quantum transport through a single benzene molecule: Evidence of a Molecular Transistor
我们探讨了通过Aharonov-Bohm通量$ϕ$的苯分子的多终端量子输运。一个简单的紧束缚模型被用来描述系统和所有的计算都是基于格林函数形式主义。在简要介绍了双端量子输运的基础上，详细研究了苯分子的三端输运性质，揭示了电子输运的实际机理。本文从分子耦合强度和磁通量$ϕ$两个方面数值计算了多端电导、反射几率和电流-电压特性。最重要的是，我们观察到，苯分子连接到三个末端的分子系统可以作为晶体管工作，我们称之为分子晶体管。这一方面可以利用在纳米电子电路的设计和我们的研究可能提供一个基本的框架，研究任何复杂的多终端量子系统中的电子输运。
2009-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Transport through Organic Molecules
利用格林函数方法研究了苯-1，4-二硫纶（BDT）分子模型和苯分子在两个半无限一维金属电极上的电子输运性质.基于一个简单的紧束缚框架，提出了一种分析方法来描述电子输运通过分子导线。在这样的分子系统中的电子输运强烈地受到分子的几何形状以及它们与侧附电极的耦合的影响。电导揭示了与分子能量本征态相关的共振峰，提供了几个复杂的光谱。通过分子的电流表现出阶梯状的行为与尖锐的步骤在弱的分子-电极耦合的限制，而它的变化相当连续与施加的偏置电压在强的分子耦合的限制。在横向磁场的存在下，电导表现出振荡行为与通量$ϕ$，通过分子环，显示$ϕ_0$（$=ch/e$）通量量子周期性。虽然电导在横向磁场的存在下发生变化，但电流-电压特性不受此场的显著影响。
2009-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fano resonances and Aharonov-Bohm effects in transport through a square quantum dot molecule
研究了耦合2 $\times$ 2量子点阵列中的Aharonov-Bohm效应.当中间点的能级不匹配时，发现由Fano干涉引起的显著电导下降，该电导下降在存在磁通量的情况下被提升。在大的失配下，电导出现了一种新的五峰结构。线性电导的Aharonov-Bohm演化强烈地依赖于点能级的配置以及点间和点-引线耦合强度。此外，点-引线耦合之间的磁通量和不对称性可以引起电导峰的分裂和合并。
2001-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent control of artificial molecules using an Aharonov-Bohm magnetic flux
通过直接耦合两个量子点，在实验中实现了人工分子的成键和反键态。在两个相邻量子点之间没有直接耦合的情况下，通过改变双量子点Aharonov-Bohm（AB）干涉仪的光通量，可以实现从对称态到反对称态的连续跃迁.我们明确提出的通量依赖的分子态形成的实时过程。与具有$2π$周期的传输电流相反，DQD分子的量子态在AB通量中具有$4π$周期。
2012-04-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
A fluxonium-based artificial molecule with a tunable magnetic moment
工程量子系统使我们能够观察到自然界中不容易获得的现象。超导电路的乐高性质使它们特别适合于构建和耦合人造原子。在这里，我们介绍了一个人工分子，由两个强耦合的磁通鎓原子，它具有可调的磁矩。使用施加的外部通量，可以在两种状态之间调节分子：一种是基态-激发态流形具有磁偶极矩，另一种是基态-激发态流形仅具有磁四极矩。通过改变外加磁通，我们发现分子的相干性受到局部磁通噪声的限制。工程和控制人造分子的能力为构建更复杂的保护量子位和量子模拟电路铺平了道路。
2016-12-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Effective level attraction and magnetic flux-induced negative differential conductance in two double quantum dot molecules embedded in an Aharonov-Bohm ring
研究了无相互作用电子通过嵌入Aharonov-Bohm干涉仪中的两个量子点分子的输运。处于平衡状态的系统表现出连续体（BIC）中的束缚态和传输的完全抑制。当分子内耦合较弱时，它还表现出与磁通量相关的有效能级吸引和完全透射的谱线。在非平衡状态下，电流呈现两种不同来源的负微分电导（NDC）区。一种是由双量子点系统中产生的NDC的通常机制产生的。另一个是由磁通量引起的，它发生在小电压和一定范围内的分子内耦合。我们解释这种效果的水平吸引力显示的系统。
2009-01-19 cond-mat.mes-hall
An argument why the Spinterface model cannot explain the chirality induced spin selectivity effect
Uppsala University（乌普萨拉大学）
本文分析了Spinterface模型在解释手性诱导自旋选择效应时的不足，指出强自旋轨道耦合无法维持界面自旋矩，且分子内电子通量也不利于自旋矩形成。
2026-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transmission through a quantum dot molecule embedded in an Aharonov-Bohm interferometer
我们从理论上研究了量子点分子嵌入Aharonov-Bohm四量子点环的臂中，并通过一个磁通量来实现量子点的传输。除了沿着臂的那些之外，可调谐分子耦合在干涉仪臂之间提供传输路径。从分解的传输路径的贡献方面，我们表明，在传输中的反共振产生的自能沿不同的路径和应用程序的磁通量的干扰可以产生抑制这种反共振。量子通量的两倍周期的出现是由于通过量子点分子的传输路径的打开。两种不同的连接的设备的引线被认为是和它们的电导谱作为一个函数的模型的可调参数进行比较。
2011-06-02 cond-mat.mes-hall
Electronic transport through a parallel--coupled triple quantum dot molecule: Fano resonances and bound states in the continuum
研究了在有磁通量存在下，电子通过平行连接在导线上的三重量子点分子的输运。得到了零温下处于平衡态的分子的线性电导和态密度的解析表达式。作为量子干涉的结果，电导一般表现出Breit-Wigner和两个Fano共振，其位置和宽度由磁场控制。每两个磁通量子，存在成键态和反键态的角色反转。对于特定值的磁通量和点-引线耦合，一个或甚至两个法诺共振崩溃和连续（BIC的）中的束缚态形成。线加宽的分子状态的Aharonov-Bohm相位的函数检查周围的BIC的形成的条件，发现共振非常狭窄和强大的磁场的变化。
2006-04-11 cond-mat.mes-hall
Coupling single molecule magnets to quantum circuits
在这项工作中，我们从理论上研究了单分子磁体（SMM）的耦合到各种量子线路，包括微波谐振器和没有压缩和通量量子比特。这项研究的主要结果是，SMM晶体和超导电路之间可以实现强耦合和超强耦合，强烈暗示这种耦合也可以达到接近收缩的单个分子。基于这些分子的耦合强度和典型的相干时间（微秒级），我们得出结论，SMM可以用于相干存储和操作的量子信息，无论是在量子计算的背景下，还是在量子模拟。在整个工作中，我们还详细讨论了最适合这种操作的分子家族，不仅基于耦合强度，而且基于典型的能隙和简单性，它们可以被调谐和定向。最后，我们还讨论了SMMs的实际优势，如通过沉积小液滴在芯片上制造SMMs集成的可能性。
2013-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Persistent Current in an Artificial Quantum Dot Molecule
利用广义Mott-Hubbard哈密顿量中的精确对角化技术，预言了相干二维半导体量子点阵列在外加磁通量作用下基态持续电流的存在.计算的持续电流，这是由于基态能量对外磁通的非平凡依赖性，存在于孤立阵列中，没有任何周期性的边界条件。计算出的持续电流的相互作用和无序的敏感性，以反映在二维系统中的各种Anderson-Mott-Hubbard量子相变的错综复杂。
1996-10-30 cond-mat.mes-hall
The Floquet Fluxonium Molecule: Driving Down Dephasing in Coupled Superconducting Qubits
本文提出一种受驱动的超导擦除量子比特——Floquet 磁通量子分子，通过分离量子比特态和二阶通量噪声不敏感机制，实现约50毫秒相干时间和约500微秒擦除寿命，并展示高保真单量子比特门操作方案。
2024-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Three-terminal thermoelectric transport through a molecule placed on an Aharonov-Bohm ring
分析了通过Aharonov-Bohm通量穿过的环的热电输运，其中一个臂上具有分子桥。传输电子也与该分子的振动激发相互作用。这个纳米系统连接到三个终端：两个是电子库，提供传输电子，第三个是声子浴，使分子振动热化。传输系数的表达式，涉及所有的电荷和热流的温度和化学电势差之间的终端，推导出二阶的电子振动耦合。在线性响应下，所有这些系数都服从完整的Onsager-Casimir关系。当声子浴保持在与电子库的温度不同的温度下时，在分子振动和传输电子之间交换的热流可以转换成电流和/或热电子流。相关的输运系数，只存在于电子振动耦合，改变符号的电子终端之间的互换和磁通量的符号变化。它也表明，Aharonov-Bohm通量可以提高这种类型的转换。
2011-11-24 cond-mat.mes-hall
Quantum transport through a molecule coupled to a mesoscopic ring: A theoretical study
研究了夹在两个金属电极之间的分子与穿过磁通量$ϕ$的介观环的耦合输运。提出了分子桥系统中电子输运的分析方法。电子输运性质从两个方面进行了讨论：（a）外磁场的存在和（b）分子-电极耦合的强度。
2009-12-31 cond-mat.mes-hall
Anomalous magnetotransport through reflection-symmetric artificial molecules
我们计算磁输运振荡电流通过一个三重量子点分子，占高次谐波（具有通量周期h/ne，与n的整数）。对于反射对称的三重量子点，我们发现奇数阶谐波比偶数阶谐波占优势。这是相反的行为理论上预测由于“暗态”本地化，但已观察到在最近的实验[L。Gaudreau等人，Phys. Rev. B，80，075415（2009）]，尽管在可能不表现出反射对称性的三点中。这一特征来自于一个更一般的结果：在弱耦合极限下，我们发现对于任意反射对称的Aharonov-Bohm网络，电流是通量无关的。我们进一步表明，这些影响是可观察到的纳米系统，即使在典型的失相源的存在下。
2013-02-25 cond-mat.mes-hall
Two-electron quantum dot molecule: Composite particles and the spin phase diagram
通过直接对角化哈密顿矩阵，研究了磁场中的双电子量子点分子。具有总自旋S=0和S=1的分子的基态为量子计算机的量子比特提供了可能的实现。状态之间的切换最好通过改变磁场来实现。通过对波函数的分析，我们证明了系统是由电子和附加在电子上的通量量子组成的复合粒子构成的，这一图象也可以用来解释自旋相图。
2002-01-07 cond-mat.mes-hall
Nonlinearities and Noise-Signal Relations in Electronic Heat Transport via Molecules
我们研究了由有机分子耦合到两个不同温度的金属储层组成的纳米结中的电子热输运现象。电子热通量和它的动态噪声特性的计算内的散射（Landauer）形式主义的传输概率确定使用非平衡格林函数（NEGF技术）。基于泰勒级数展开的方法被用来确定非线性修正的电子热流及其噪声功率谱密度与二阶项相对于温差。我们的结果表明，弹道傅立叶定律和波动耗散定理在分子系统中的热输运的适用性有限。我们推导并测试了几个信号，噪声信号和噪声关系适用于纳米级的热流进行电子在强烈的非平衡条件（类似的公式预计声子和光子）。重要的是，我们提出的特殊处理可以扩展到更高阶的条款，以解决各种相关的问题，非线性热和电热效应，可能会发生在纳米级。
2016-08-01 cond-mat.mes-hall
Water Transport through Carbon Nanotubes with the Radial Breathing Mode
采用分子动力学模拟研究了径向呼吸模式（RBM）振动下单壁碳纳米管（SWCNT）的水渗透行为。结果表明，在5000 ~ 11000 GHz频率范围内，RBM能显著破坏水链的氢键，从而显著增加净通量，并显著减少管内水分子的平均数，而远离该频率范围的水分子输运特性几乎不受RBM的影响.这种现象可以理解为水分子链对RBM的共振响应。我们的研究结果将有助于高通量纳米通道的设计和生物活动，特别是水通道的理解。
2013-04-01 cond-mat.mes-hall
Spin-Pair Tunneling in Mn$_3$ Single-Molecule Magnet
本文报道了在Mn $_3$单分子磁体中观察到的自旋对隧穿现象。通过交流磁化率测量，我们观察到了一系列额外的量子隧穿，并证明了这是两个自旋同时从同一初态到同一终态的协同隧穿。自旋对隧穿的共振场可以表示为$H_z=lD/gμ_{0}μ_{B}+(n_{\downarrow}-n_{\uparrow})JS/2{gμ_{0}μ_{B}}$，分裂间隔（$|J|S/{gμ_{0}μ_{B}}$）是单自旋隧穿（$2|J|S/{gμ_{0}μ_{B}}$）的一半，类似于超导体（$h/2e$）和普通金属（$h/e$）中磁通量量子的关系。
2014-11-02 cond-mat.mes-hall
Optical properties of current carrying molecular wires
我们考虑几个基本的光学现象，涉及单分子偏置金属分子金属结。分子由其最高占据和最低未占据的分子轨道表示，并且分析涉及同时考虑三个耦合通量：通过分子的电子电流、分子与电子-空穴激发之间的能量流以及引线中的入射和/或发射的光子通量。使用统一的理论方法的基础上的非平衡格林函数方法，我们推导出表达式的吸收线的形状（不是一个可观察到的，但一个有用的参考考虑其他光学过程的产量）和电流诱导的分子发射在这样的结。我们还考虑了条件下，共振辐射可以诱导电子电流在一个无偏结。我们发现，在适当的条件下，单分子结中的电流驱动的分子发射和共振光诱导的电子电流可以是可观测的量级。特别是，光感应电流，应观察到在涉及分子桥，其特征在于强电荷转移光学跃迁的结。对于电流诱导分子发射的观测，我们发现除了需要控制进入金属衬底的分子激发的阻尼之外，这种现象还对结上的电势偏置分布方式敏感。
2006-02-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
On-off switch and sign change for non-local Josephson diode in spin-valve Andreev molecules
该研究提出在自旋阀Andreev分子中通过势垒磁构型切换非局域Josephson二极管效应的开关与符号，实现基于自旋自由度的完全控制。
2023-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson Diode Effect in Andreev Molecules
本文提出在Andreev分子平台中实现约瑟夫森二极管效应，通过一个结提供对称性破缺，另一个结产生二极管效应，并揭示连续谱对临界电流不对称的关键作用。
2023-06-21 cond-mat.mes-hall
Magnetic flux locking in two weakly coupled superconducting rings
我们分析了宏观“超导分子”中的量子干涉效应。复合系统由两个大质量的超导环组成，每个环被约瑟夫森结中断，它们同时彼此弱耦合。通过约瑟夫森四端结耦合的特殊情况被认为是。计算了外加磁场中宏观量子态的结构。它示出，取决于通过每个环的磁通量的值，系统显示两组状态，“正态"与两个感应电流在相同的方向，和”parastates"与相反的电流和总感应通量锁定为零值。随着总磁通量的变化，到磁通锁定状态的转变是突然的，并且保持在一定的间隔内，该间隔由通过每个环施加的磁通量的差异决定。这使得系统对外部磁场的小梯度敏感。
1998-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Sensing magnetic flux of Langmuir-Blodgett films of a molecular magnetic system using superconducting films and nano-SQUID devices
本文利用超导Nb微轨道和纳米SQUID探测Mn12-ac分子磁体Langmuir-Blodgett薄膜的磁矩邻近效应与磁化隧穿现象，发现SMM磁矩降低Nb临界温度、增强涡旋解束缚能，并通过SQUID电压跳变证实了磁化随机隧穿。
2024-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Density of States (Gate) - Controlled Andreev Molecule and Sensor
本文提出一种门控安德烈耶夫分子，通过静电调谐态密度非局域增强临界电流，无需磁通控制，并扩展到多站点基塔耶夫链及单库珀对电荷传感器，用于拓扑量子比特的宇称读出。
2025-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
