Conductance distribution in strongly disordered mesoscopic systems in three dimensions
最近的数值模拟表明,电导P(g)在三维强局域区域的分布与预期的对数正态分布有很大的不同。为了从分析上理解这种差异的起源,我们使用了广义DMPK方程用于传输本征值的联合概率分布,该方程包括包含传输矩阵的某些相关性的唯象(无序和维度相关)矩阵K。首先,我们检查的假设,如果广义DMPK的推导,并发现一个很好的近似,他们仍然有效的3D。然后,我们评估矩阵K数值的各种强度的混乱和各种系统的大小。在强无序极限下,我们发现K可以用一个简单的模型来描述,对于一个立方系统,它依赖于一个单一的参数。我们使用这个唯象模型来分析评估安德森绝缘体在3D中的全分布P(g)。分析结果使我们能够直观地了解整个分布,这与Q1D导线的对数正态分布有本质的不同。我们还表明,我们的方法可以适用于临界区的安德森转变。
2005-07-29 cond-mat.dis-nn
Fingerprints of mesoscopic leads in the conductance of a molecular wire
本文研究了接触对分子导线中线性输运的影响。结果表明,低维的铅,如碳纳米管,在相反的笨重的电极,强烈影响输运性质。通过专注于引线接触的特异性,我们表明,在一个充分的分析处理,该混合系统的几何形状支持的通道选择和求和规则,这是一个独特的标志介观性质的电极的机制。
2002-05-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On the Applicability of the Ergodicity Hypothesis to Mesoscopic Fluctuations
我们评估了一个典型的值,高阶累积量(不可约矩)的电导波动,可以从一个单一的样品中的磁导测量时,外部磁场被扫过的间隔$B_0$。我们发现n阶累积量具有一个依赖于样本的随机部分$\pm \gN 2^{n/2}\sqrt{a_{n}B_{c}/B_{0}}$,其中$\gN 2$是电导涨落的方差,$B_{c}$是相关场,而$a_{n}\sim n!$是随机部分。这意味着电导分布与高斯形状的明显偏差,表现为非零的较高累积量,可能是在磁场的不同值处电导相关性的虚假结果。
2003-06-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Crossover from the chiral to the standard universality classes in the conductance of a quantum wire with random hopping only
研究了非对角无序量子线的电导问题(具有手征对称性的随机跳跃问题)。相对于标准的安德森局域化问题,在扩散和局域化状态下,带中心的输运是反常的。在扩散制度,有没有弱本地化校正的电导和普遍的电导波动的两倍大,在标准情况下。指数本地化只发生在偶数个传输通道,在这种情况下,本地化长度不依赖于是否存在时间反演和自旋旋转对称性。对于奇数个通道,电导代数衰减。在远离频带中心的传输特性进行交叉的标准普适性类的安德森局域化。该交叉是在扩散状态下计算的。
2000-04-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Universal Conductance Distributions in the Crossover between Diffusive and Localization Regimes
从扩散到局域化状态分析了粗糙表面准一维导线中电导$P(G)$的全分布。在交叉区域,其中的统计是占主导地位的只有一个或两个本征通道,数值得到的P(G)被发现是独立的系统的细节与平均电导<G>作为唯一的标度参数。对于<G>< e^2/h,P(G)基本上是由“单侧”对数正态分布给出的。相反,当e^2/h <<G><= 2e^2/h时,P(G)的形状与随机矩阵理论对两个起伏传输本征通道的预测结果非常一致。
2001-07-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Crossover of conductance and local density of states in a single-channel disordered quantum wire
计算了具有手征对称性的单沟道无序量子线在两种不同几何结构下的介观局域态密度的概率分布。提出了一种近似的解析法来描述单沟道无序量子线的电导和LDOS的概率分布在手征对称类和标准对称类之间的交叉。通过与Schomerus和Titov在Phys. Rev. B \textbf{67},100201(R)(2003)中引入的大偏差分析法进行比较,讨论了该分析法的准确性。
2004-11-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Dimensional Crossover of the Dephasing Time in Disordered Mesoscopic Rings
我们研究了弱耦合到引线的小无序准一维(1D)环中电子相互作用引起的退相。我们使用量子奈奎斯特噪声的影响泛函来描述当$T$下降到无噪声能量以下时,移相时间$\Tph (T)$从扩散或遍历1D($ \Tph^{-1} \propto T^{2/3}, T^{1}$)到0 D行为($\Tph^{-1} \propto T^{2}$)的交叉。早期预测的2D和3D系统到0 D的交叉,到目前为止还没有实验观察到。环的几何形状有希望满足这一长期的挑战,因为交叉体现自己不仅在磁导性的平滑部分,而且在Altshuler-Aronov-Spivak振荡的振幅。这允许通过过滤掉引线的那些来干净地提取环中的失相的签名。
2009-12-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Transmission eigenvalues and the bare conductance in the crossover to Anderson localization
我们测量了微波辐射在随机波导中传播到安德森局域化的场传输矩阵t。从这些测量中,我们确定了无量纲电导g和传输矩阵$tt^\dagger$的各个特征值$τ_n$,其总和等于g。在扩散样本中,最高本征值$τ_1$接近于1,对应于接近100%的透射率,而对于局部波,$τ_1$的平均值几乎等于g。我们发现,$\lnτ_n$的平均值之间的间距是恒定的,并表明,当考虑到表面相互作用,它等于裸电导的倒数。
2012-01-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
A homotopic mapping between current-based and conductance-based synapses in a mesoscopic neural model of epilepsy
大脑状态的变化,如在许多神经系统疾病如癫痫中发现的,通常被描述为介观神经模型中的分叉。几乎所有这些模型都依赖于一种数学上方便,但生物物理学上不准确的描述神经元的突触输入,称为基于电流的突触。我们开发了一个新的分析框架,以分析一个更生物药理学现实的描述,被称为电导为基础的突触的影响。这些都是在介观神经模型中实现的,并通过一个单参数同伦映射与标准近似进行比较。使用同伦参数的分叉分析表明,如果在这类模型中使用更现实的突触耦合机制,则在相同的参数空间中不会发生分叉或过渡到异常的大脑状态。我们表明,更现实的耦合有额外的数学参数,需要一个根本不同的生物物理机制进行状态转换。这些结果证明了在介观神经模型中纳入更真实的突触的重要性,并挑战了以前模型的准确性,特别是那些描述癫痫等大脑状态转变的模型。
2018-12-16 cond-mat.dis-nn physics.bio-ph q-bio.NC
Which Kubo formula gives the exact conductance of a mesoscopic disordered system?
在研究和教科书文献中,人们经常发现两个“不同的”Kubo公式,用于非相互作用费米系统的零温度电导。它们包含速度算符和单粒子(延迟和高级)格林算符的乘积的迹线:$\text{Tr} (\hat{v}_x \hat{G}^r \hat{v}_x \hat{G}^a)$或$\text{Tr} (\hat{v}_x \text{Im} \hat{G} \hat{v}_x \text{Im} \hat{G})$。该研究调查这些表达式之间的关系,以及电流守恒的要求,通过精确评估这样的纳米级(含1000个原子)介观无序导体的量子力学痕迹。的痕迹计算在半经典制度(其中无序是弱),更重要的是,在非微扰传输制度(包括区域周围的本地化-离域过渡)的平均自由程的概念不再存在。由于这种强无序的量子干涉效应不服从图形或非线性$σ$模型技术,不同的格林函数项与无序强度的演变提供了新的见解安德森本地化阶段的发展。
2001-10-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Scaling and Crossover Functions for the Conductance in the Directed Network Model of Edge States
我们考虑长为L、周长为C的圆柱表面上边态的有向网络。通过将其映射到铁磁超自旋链上,并利用标度分析,我们证明了它在标度极限下与一维超对称非线性西格玛模型的等价性,除了L小于C^{1/2}阶的短系统外,L/C之比为任意值.对于西格玛模型,电导及其方差的通用交叉函数先前已经确定。我们还表明,DN模型可以直接映射到随机矩阵(福克-普朗克)的方法无序准一维导线,这意味着整个分布的电导是相同的,在后者的系统中,任何值的L/C在相同的标度限制。对Chalker和Dohmen的结果作了定量解释。
1996-12-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Signature of Parity Anomaly: Crossover from One Half to Integer Quantized Hall Conductance in a Finite Magnetic Field
本研究探究有限磁场下半磁性拓扑绝缘体薄膜中无质量狄拉克费米子的宇称反常,发现半量子化霍尔电导与宇称反常直接相关,其随磁场和无序的转变特征可作为宇称反常的关键指标,为理解能带拓扑与量子反常的关系提供新见解。
2023-08-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Statistical properties of eigenstates in three-dimensional mesoscopic systems with off-diagonal or diagonal disorder
研究了有限尺寸介观无序电子系统本征函数振幅的统计特性。精确的本征谱和本征态是通过数值求解三维晶格上的Anderson哈密顿量来获得的,对于不同的无序强度,无论是在潜在的在位能量("对角线“)还是在跳跃积分("非对角线”)中引入。样品的特征在于使用实空间格林函数技术和相关的Landauer型公式计算的精确的零温电导。本征态统计在两种模型的无序的比较显示,没有充分考虑到的电导,形状的样品和维数的样品特定的细节。属于不同的运输制度在同一个模型中的状态的波函数振幅分布相互对比,以及与通用的预测的随机矩阵理论有效的无限电导限制。
2001-06-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Superconductivity in disordered thin films: giant mesoscopic fluctuations
讨论了具有大无因次电导g的均匀无序薄膜介电特性的本征不均匀性。结果表明,在临界电导g_c >> 1附近,由于库珀吸引力的库仑抑制,介观涨落(通常包含一个小的1/g)被极大地增强,在临界电导g_c >> 1处,超导性在T=0时被破坏。这导致了强烈的空间波动的局部转变温度,从而对热相变的热膨胀性质。
2005-03-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mesoscopic conductance fluctuations and noise in disordered Majorana wires
具有破缺时间反转和自旋旋转对称性的超导导线可以表现出两种不同的拓扑能隙相和相边界处的宿主束缚Majorana态。当导线被调谐到这两个阶段之间的过渡和间隙是关闭的,马约拉纳状态成为离域导致系统的一个特殊的临界状态。我们研究了这种临界态的输运性质作为无序多通道线的长度$L$的函数。应用具有两个副本的D对称类非线性超对称西格玛模型,当$L$超过系统的相关长度时,我们确定了从短导线的欧姆极限到宽电导分布的范围内$L$的平均电导、其方差和第三累积量.此外,我们还计算了任意$L$拓扑指数的平均散粒噪声功率和方差。本文提出的一般方法也可用于研究其他对称性导线中无序和拓扑的综合效应。
2022-11-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The Electron-Glass in samples approaching the Mesoscopic regime
我们研究了强局域氧化铟薄膜的玻璃性质对样品横向尺寸的依赖关系。特征介观效应,如可再现的电导波动(CF)是很容易观察到的门控结构的样品尺寸小于100微米,在4K下测量,和CF的相对幅度随样品体积的闪烁噪声。相比之下,下至几微米的样品尺寸,归因于电子玻璃的非平衡特征与在宏观样品中观察到的那些特征无法区分,并且特别地,弛豫动力学与下至2微米的样品尺寸无关。此外,表征电子玻璃的通常特征包括慢弛豫、记忆效应和全老化行为都在“介观”区域中观察到,并且它们似乎与电导波动无关。
2007-03-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Quantum transport through mesoscopic disordered interfaces, junctions, and multilayers
这项研究探讨了通过宏观不均匀的三维无序导体使用介观方法(实空间格林函数技术在两探针测量几何)的垂直输运。纳米尺度的样品(含有$\sim1000$原子)是由一个简单的立方晶格上的紧束缚的哈密顿量,其中引入的现场势能的无序建模。我计算的输运性质:无序金属结连接两个均匀的样品与不同种类的微观无序,一个单一的强烈无序的界面,和多层组成的界面和均匀的层,其特征在于不同的强度相同类型的微观无序。这使我们能够:对比电阻模型(半经典)方法与肮脏的介观多层膜的全量子描述;研究肮脏界面的传输特性(其中,对于单个界面以及薄于局部化长度的这种界面的堆叠,确定了传输特征值的Schep-Bauer分布);并阐明耦合到理想导联的效果(“测量装置”)对体导体和脏界面的电导的测量当多层在两个界面之间包含弹道层时,其无序平均电导作为费米能的函数振荡。我还解决了量子输运理论中的一些基本问题-Kubo公式在精确状态表示和“介观Kubo公式”(它给出了连接到两个半无限理想引线的有限尺寸样品的零温度电导)之间的关系通过比较它们对结和均匀样品的答案进行了彻底的重新检查。
2001-12-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Non-linear conductance in mesoscopic weakly disordered wires -- Interaction and magnetic field asymmetry
研究了准一维弱无序金属线中的非线性电导$\mathcal{G}\sim\partial^2I/\partial V^2|_{V=0}$。该分析是基于两个基本的计算(电导的功能衍生物和相关性的注入率的相关性),这是明确地通过使用图解技术。在长度为$L$的相干线中,我们得到了$\mathcal{G}\sim0.006\,E_\mathrm{Th}^{-1}$(和$\langle\mathcal{G}\rangle=0$),其中$E_\mathrm{Th}=D/L^2$是无量纲能量,$D$是扩散常数;小的无量纲因子来自屏蔽,即在非相互作用电子的简单理论中无法获得。电子相互作用也是造成磁场反转下不对称的原因:非线性电导的反对称部分(在高磁场下)远小于对称部分$\mathcal{G}_a\sim0.001\,(gE_\mathrm{Th})^{-1}$,其中$g\gg1$是导线的无量纲(线性)电导。弱相干制度也进行了研究:对于$L_φ\ll L$,其中$L_φ$是相位相干长度,我们得到$\mathcal{G}\sim(L_φ/L)^{7/2}E_\mathrm{Th}^{-1}$和$\mathcal{G}_a\sim(L_φ/L)^{11/2}(gE_\mathrm{Th})^{-1}\ll\mathcal{G}$(在高磁场)。当热波动是重要的,$L_T\ll L_φ\ll L$其中$L_T…
2018-01-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall