Proposal for a Mesoscopic Optical Berry-Phase Interferometer
我们提出了一种基于极化激元波干涉的新型自旋光电子器件。它由TE-TM分裂和塞曼分裂的比率决定,这可以用来控制输出强度。由于极化激元的TE-TM有效磁场的特殊取向,不存在类似于电子的Aharonov-Casher相移。
2009-02-03 cond-mat.mes-hall
Decoherence in ballistic mesoscopic interferometers
我们提供了一个理论解释最近的两个实验的Aharonov-Bohm振荡的退相干在两个和多终端弹道环。我们认为由于电荷波动的退相干,并强调系统和水库或附近的门之间的电荷交换的作用。含时散射矩阵方法被证明是一个方便的工具,弹道导体中的退相干的讨论。
2003-11-09 cond-mat.mes-hall
Balanced double-loop mesoscopic interferometer based on Josephson proximity nanojunctions
我们报道了一种基于三个纳米级截面的V/Cu/V约瑟夫森结的双端介观干涉仪的制作和表征。结已被安排在一个双环的几何形状实现的金属薄膜沉积通过电子束光刻定义的悬浮掩模。虽然观察到每个结的临界电流之间的显著量的不对称性,我们表明,干涉仪是能够抑制的超电流低于千分之6的水平,在这里被限制的测量分辨率。本纳米器件适用于微米尺度上的低温磁力和梯度测量。
2013-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermopower oscillations in mesoscopic Andreev interferometers
介观正常金属/超导体干涉仪的异常大的热功率已被研究由Eschrasekhar等人。它表明,取决于干涉仪的几何形状,热功率是对称或反对称的磁通量的周期函数。我们发展了一个详细的理论,所观察到的热电现象的非平衡准经典方法的框架。特别是,我们第一次提供了一个可能的解释的对称热功率振荡。这种效应归因于电子-空穴对称性破坏,其起源于干涉仪的不同臂之间的稳态电荷不平衡。我们的理论可以通过一个额外的控制在一个修改后的设置几何电荷不平衡进行测试。我们还预测了一个符号反转行为的热电势随温度的升高,是由帕森斯等人的实验相一致。
2008-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mesoscopic Aharonov-Bohm Interferometers:Decoherence and Thermoelectric Transport
分析了介观Aharonov-Bohm(A-B)电子干涉仪的两个重要特性:与其他自由度耦合引起的退相干和电荷与热量的耦合输运。本文首先回顾了电子干扰的退相干原理。然后,我们分析了热电输运在一个环线程这样的通量,与分子桥上的一个手臂。载流子还可以与分子振动非弹性地相互作用。这个纳米系统连接到三个终端;其中两个是电和热的,保持在稍微不同的化学势和温度,第三个是纯粹的热。例如,声子浴使分子振动热化。当该第三端子保持在与电子库的温度不同的温度下时,通常在电子库之间产生电流和热流。同样,电子端子之间的电压和/或温度差导致热端子和电子端子之间的热流。这些转换(由于电子和振动之间的能量交换)和它们的依赖关系的传输系数进行了分析。最后讨论了这些非弹性事件引起的退相干。
2013-06-07 cond-mat.mes-hall
Reversal of thermopower oscillations in mesoscopic Andreev interferometer
本文报道了扩散型Andreev干涉仪中热功率振荡$vs$磁场的测量结果。当施加到加热器电极的直流电流增加时,这些振荡的幅度首先增加,然后如人们所期望的那样趋于零。令人惊讶的是,振荡在更高的加热器电流下再次出现,其相位与低电流值相比发生了$π$偏移。从直接测量的温度梯度,我们估计的振幅的振荡的数量级小于理论预测。
2001-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coherent Thermoelectric Effects in Mesoscopic Andreev Interferometers
我们调查热电输运通过Andreev干涉仪。结果表明,随着两个超导接触之间的相位差$ϕ$的增大,热电导和电荷电导的比值呈现出较大的振荡,并且只有当相位差为$ϕ=π$时,Wiedemann-Franz定律才成立.此外,当到达超导触点的停留时间不对称时,还会出现大的平均热电势。在这种情况下,热电势在$ϕ$中是奇数。相比之下,当到达任一超导接触的平均时间相同时,平均热电势为零,然而介观效应(类似于普遍的电导波动)导致系统地甚至在$ϕ$中的样品依赖的热电势。
2009-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con nlin.CD
Non-Abelian Aharonov-Casher Phase Factor in Mesoscopic Systems
矩阵值Aharonov-Casher相位因子$F_{\text{AC}}$(与c数Aharonov-Casher相位$λ_{\text{AC}}$相关)在与自旋-轨道耦合相关的介观系统的物理中起着重要作用。然而,它与实验观测值的关系是相当难以捉摸的。基于SU(2)规范不变的薛定谔方程,我们将$F_{\text{AC}}$与电子干涉仪中产生Rashba或Dresselhaus自旋轨道耦合的电场中的可测量联系起来。具体来说,我们考虑电子通过(i)单通道环形干涉仪和(ii)双通道方形干涉仪的传输。在这两个例子中,我们导出了电导的封闭表达式,并表明它们是$F_{\text{AC}}$的迹部分的简单有理函数。在第二种情况下,我们也得到了电子自旋极化矢量的封闭表达式,并发现它是$F_{\text{AC}}$中有迹部分和无迹部分的简单函数。然后,这种分析提出了一种直接的方法来实验性地接近这个难以捉摸的量。
2019-04-03 cond-mat.mes-hall
Kondo effect in spin-orbit mesoscopic interferometers
我们考虑一个内嵌量子点的磁通螺纹Aharonov-Bohm环与两个正常引线耦合。作用于量子点电子的局域Rashba自旋轨道相互作用导致除了由外磁通引起的Aharonov-Bohm相位之外的自旋相关相位因子。利用数值重整化群方法,我们发现了近藤共振在费米能级处的分裂,这种分裂可以被外加磁场补偿。为了充分理解这种补偿效应的性质,我们进行了缩放分析,并推导出有效磁场的表达式。分析是基于紧束缚模型,导致一个有效的安德森模型与自旋相关的态密度的转换铅态。我们发现,有效场起源于Rashba相互作用和磁通量的联合作用,它包含了重要的修正,由于电子-电子相互作用。我们表明,补偿场是一个振荡函数的自旋轨道和Aharonov-Bohm相位。此外,有效场永远不会消失,由于粒子-空穴对称性破缺独立的栅极电压。
2010-06-09 cond-mat.mes-hall
Spin Current Generation as a Nonequilibrium Kondo Effect in a Spin-orbit Mesoscopic Interferometer
研究了具有Rashba自旋轨道耦合的单能级量子点的自旋相关输运的非平衡产生。我们考虑无磁场和铁磁导线的超导系统。理论上预测,在不使用磁场或材料的情况下,大的自旋相关电流是Rashba自旋轨道相互作用、近藤效应和非平衡效应的综合效应.这种现象被看作是一种新的非平衡相关效应,当相互作用或有限偏差不存在时,这种效应就会消失。我们用有限相互作用从玻色子方法说明了近藤物理是如何与这种突现自旋现象联系起来的。
2012-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phase-Coherent Transport through a Mesoscopic System: A New Probe of Non-Fermi-Liquid Behavior
提出了一种新的手征干涉仪,它可以直接测量在强磁场中通过各种介观结构的传输系数的相位。利用有限尺寸玻色化技术结合微扰理论,研究了电子-电子相互作用对该相的影响。新的非费米液体现象的预测,可用于区分Luttinger和费米液体实验在EQUIPHE制度。
1998-04-22 cond-mat.mes-hall
Dynamic generation of orbital quasiparticle entanglement in mesoscopic conductors
我们提出了一个通过介观导体中随时间变化的电势来动态产生轨道纠缠电子空穴对的方案。含时势在导体的两个不同轨道区域中产生电子-空穴对的叠加,这是量子霍尔机制中的马赫-曾德尔干涉仪。轨道纠缠通过违反贝尔不等式,制定在零频率电流噪声。绝热循环的潜力,无论是在弱和强的振幅限制,被认为是。
2004-11-11 cond-mat.mes-hall
Distributions of electron waiting times in quantum-coherent conductors
电子等待时间的分布对表征介观结构中的量子输运是有用的。在这里,我们考虑一个通用的量子相干导体组成的介观散射体的两端设置。我们扩展早期的结果为单通道导体设置有几个(可能是自旋简并)导电通道,我们讨论了有限的电子温度的影响。我们提出了详细的调查电子等待时间在量子点接触,以及在两个介观干涉仪与能量依赖的传输:一个法布里-珀罗干涉仪和马赫-曾德尔干涉仪。我们表明,等待时间分布使我们能够确定散射体的特征,例如,在法布里-珀罗干涉仪中的谐振能级的数量,有助于电子输运。
2014-12-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
How to extract weak values from a mesoscopic electronic system
弱值(WV)协议可能会导致极端期望值大于相应的正统期望值。最近的工作提出了在纳米级电子系统中实现这一概念。在这里,我们解决的问题是如何校准的问题,最大限度地提高测量的灵敏度,并提取明显大的WVs。我们的具体设置包括两个马赫-曾德尔干涉仪(MZI):“系统”和“检测器”。这样的设置已经在实验中实现。
2016-06-11 cond-mat.mes-hall
A Mesoscopic Quantum Eraser
受Buks等人[Nature 391,871(1998)]最近的实验的启发,我们考虑通过在其一个臂中具有量子点的Aharonov-Bohm干涉仪的电子输运。该量子点耦合到具有有限数量的状态的量子系统,该量子系统充当哪条路径检测器。利用双粒子散射方法计算了探测器和量子点的联合跃迁的Aharonov-Bohm干涉。在检测器上跟踪产生去相位和干涉幅度的减小。我们证明了干涉可以通过对探测器的适当测量来恢复,并基于这一原理提出了一种介观量子擦除器。
1998-11-13 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic proximity effect probed through superconducting contacts
我们研究了复杂的介观超导-正常混合器件的性质,Andreev干涉仪的情况下,电流是通过超导隧道接触,而邻近效应是由一个透明的SN界面产生的。我们显示在准经典格林函数技术,如何基本SNIS元素的这种结构可以映射到一个有效的S $^\prime$ IS-结,其中S $^\prime$是接近的材料与有效的能隙$E_g<Δ$。我们提出了Andreev干涉仪,其中$E_g$可以通过外部相位$ϕ$调谐,并在0 mod $2π$处显示最大值,在$π$ mod $2π$处显示最小值。这导致了奇特的电流相位关系,我们提出了一个实验来验证我们的预测,并显示,我们的结果是如何与最近的,无法解释的实验结果是一致的。
2000-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Time-Domain Spectroscopy of Mesoscopic Conductors Using Voltage Pulses
单电子源的发展为一种新型的实验铺平了道路,在这种实验中,单个电子被发射到量子相干电路中。在一种方法中,通过向接触施加洛伦兹形电压脉冲来产生单电子激发。在这里,我们建议使用这样的电压脉冲的介观器件的电子光谱。具体来说,我们展示了如何从传播通过介观电路的电荷脉冲之间的等待时间分布中提取量子相干导体的特征时间尺度。为了说明我们的想法,我们采用Floquet散射理论来评估电子的法布里-珀罗腔和马赫-曾德尔干涉仪的电子等待时间。我们讨论了我们的建议的实验实现的前景,并确定进一步发展的可能途径。
2018-08-30 cond-mat.mes-hall
Probing spin and orbital Kondo effects with a mesoscopic interferometer
本文从理论上研究了强耦合下封闭的双量子点Aharonov-Bohm干涉仪的输运性质。我们发现两个不同的物理场景取决于点间库仑相互作用的强度。当点间库仑相互作用可以忽略不计时,只有自旋涨落是重要的,并且每个点在费米能级处产生与所施加的磁通量无关的近藤共振。输运的特征在于这两个独立的近藤共振的干涉。相反,对于大的点间相互作用,只有一个电子可以容纳到双点系统。在这种情况下,不仅自旋可以波动,而且轨道自由度(赝自旋)也可以波动。结果发现,不同的基态取决于所施加的通量的值。当$ϕ=π$(mod $2π$)($ϕ=2πΦ/Φ_0$,其中$Φ$是通量,$Φ_0=h/e$是通量量子)时,电子输运可以通过自旋和伪自旋扇区中的同时关联发生,导致高度对称的SU(4)Kondo态。然而,我们发现$ϕ>0$(mod $2π$)的情况下,赝自旋量子数在隧穿事件中不守恒,从而产生具有增强的近藤温度的常见SU(2)近藤态。我们研究了两个基态之间的交叉,并讨论了可能的实验签名,此物理作为所施加的磁通量的函数。
2005-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interplay of magnetic field and geometry in magneto-transport of mesoscopic loops with Rashba and Dresselhaus spin-orbit interactions
电子输运在闭环结构中的紧束缚的形式主义内,并在Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用的存在下解决。已经表明,任何一个自旋轨道场可以精确地估计,如果另一个是已知的,通过观察非极化电子的透射共振或反共振。结果是通过一个简单的方形回路的精确解析计算,并通过一个圆环的数值精确配方。详细讨论了输运性质对干涉仪几何结构的敏感性。
2012-06-19 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic phase behavior in a quantum dot around crossover between single-level and multilevel transport regimes
跨量子点(QD)的传输相位预期显示出介观行为,其中作为栅极电压的函数的库仑峰(CP)之间的相位衰减的出现取决于相应CP之间的轨道宇称关系。另一方面,这种介观行为只在有限的量子点配置(少电子和单能级输运制度)和通用的相位laps-by $π$之间的连续CP已被报告为所有其他配置。在这里,我们报告的测量传输相位跨越量子点周围的交叉之间的单级和多级运输制度采用原始的双路量子干涉仪。我们发现所研究的量子点的介观行为。我们的研究结果表明,普遍的相位衰退,一个长期存在的难题的相移,是不存在的一个标准的量子点,在那里观察到几十个连续的分离CP。
2017-09-26 cond-mat.mes-hall
Tuning of the Fano Effect through a Quantum Dot in an Aharonov-Bohm Interferometer
法诺效应是由局域态和连续谱之间的干涉引起的,它揭示了量子力学的一个基本方面。我们在Aharonov-Bohm干涉仪中实现了量子点中的可调谐Fano系统,这是介观系统中这种效应的第一个令人信服的证明。在连续介质的帮助下,即使在库仑阻塞中,量子点内部的局域态也获得了在整个系统中的巡游。通过调整参数,这是本系统的一个优点,Fano效应对电子的相位和相干性的独特性质已经被揭示。
2002-05-16 cond-mat.mes-hall
Ultra-Highly Linear Magnetic Flux-to-Voltage response in Proximity-based Mesoscopic bi-SQUIDs
超导双环干涉仪(bi-SQUID)已经被引入以产生专门设计为呈现作为磁通量的函数的超高线性电压响应的磁通量传感器。这些器件对于量子传感和对于在电磁波谱的射频范围内振荡的信号的信号处理是非常重要的。本文报道了一种基于近似介观Cu约瑟夫森结的Al双环双SQUID。这种方案提供了一种替代传统的基于隧道结的干涉仪的制造方法,其中结特性以及因此的磁通量-电压和磁通量-临界电流器件响应可以很大程度上且容易地通过金属弱连接的几何形状来定制。我们讨论了这样的传感器的性能,通过显示一个完整的表征的设备开关电流和电压降\textit{vs.}磁通量的操作温度范围从30 mK到$\sim 1$ K。文中还讨论了传递函数和总谐波失真的品质因数。后者提供了通量-电压器件响应的线性度的估计,其获得的值高达45 dB。这样的结果让我们预见到的性能已经对与传统的隧道结为基础的双SQUID阵列组成的数百个干涉仪实现。
2021-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Towards an Explanation of the Mesoscopic Double-Slit Experiment: a new model for charging of a Quantum Dot
对于处于可积和完全混沌之间的中间状态的量子点,单粒子能级的宽度自然会相差几个数量级。特别地,一个强耦合级的宽度可以大于其它非常窄的级之间的间隔。在这种情况下,许多连续的库仑阻塞峰是由于占据了相同的宽能级。在峰值之间,电子从这个能级跳到一个窄能级,并且在下一个共振处通过点的传输基本上重复了前一个共振处的传输。这提供了一个自然的解释,最近观察到的行为,在一个量子点的干涉仪的传输相位。
2000-08-28 cond-mat.mes-hall
Interaction-free measurement with mesoscopic devices on a GaAs/AlGaAs heterostructure
在本文中,我们提出了一种方法来实现无相互作用测量(IFM)与介观器件上制作的高迁移率GaAs/AlGaAs异质结,其中二维电子气(2DEG)系统被掩埋,在低温下。IFM是量子力学非定域性的惊人证据,因为IFM使我们能够在不与物体相互作用的情况下检测物体的存在。Kwiat等人实现IFM的方案利用量子芝诺效应,使我们无法识别物体存在的概率尽可能小。我们利用电子量子光学和隧道显微镜技术,构造了Kwiat等人的IFM干涉仪。我们检查了一个散粒噪声的电流流过干涉仪。我们的方法进行IFM的目的是实现一个里程碑的量子信息处理介观系统。
2017-11-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Phase measurements in open and closed Aharonov-Bohm interferometers
介观Aharonov-Bohm干涉仪已经被用于尝试测量放置在干涉仪的一个臂上的量子点的透射相位。在这里,我们回顾理论结果的电导通过这样的干涉仪,为封闭(两个终端)和开放(多终端)的情况下。除了早期的库仑阻塞制度的结果,我们提出了新的结果强相关的近藤制度,并测试的一致性的双缝分析的一些数据从开放的干涉仪实验。
2004-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological transitions in spin interferometers
我们表明,电子自旋输运的拓扑转变是可行的自旋引导场的控制操纵。的过渡是由拓扑结构的字段纹理通过一个有效的Berry相(有关的绕组奇偶性的自旋模式在布洛赫球极点周围),无论实际的复杂性的非绝热自旋动力学。这表现为介观回路的量子电导中干涉图样的明显错位。这种现象对无序是鲁棒的,并且可以通过实验来确定内部自旋轨道场的大小。
2015-05-01 cond-mat.mes-hall
An Electronic Mach-Zehnder Interferometer
在高迁移率二维电子气(2DEG)中制备的双缝电子干涉仪被证明是研究介观系统中相干类波现象的有力工具。然而,它们由于每个狭缝中的许多通道而遭受小的条纹可见度,并且由于它们的开放几何形状而对小电流具有差的灵敏度。此外,干涉仪在高磁场中不起作用,即在量子霍尔效应(QHE)状态中不起作用,因为它破坏了左右狭缝之间的对称性。在这里,我们报告的制造和操作的一种新型的,单通道,双路电子干涉仪,在高磁场的功能。它是著名的光学马赫-曾德尔(MZ)干涉仪的第一个电子模拟。基于单边缘状态和封闭的几何输运在QHE制度的干涉仪是高度灵敏的,并表现出非常高的可见度(62%)。然而,随着电子温度或能量的增加,干涉图样急剧衰减。虽然我们不明白的原因,我们表明,通过散粒噪声测量,这不是一个退相干过程,结果从非弹性散射事件。
2003-03-26 cond-mat.mes-hall
Detecting weak coupling in mesoscopic systems with a nonequilibrium Fano resonance
量子力学的一个关键方面是波函数的非定域性质,这一特性可能会导致名义上的孤立系发生意外的耦合。在许多情况下,检测这种耦合的能力是至关重要的,特别是在这种耦合强度较弱的情况下。在这项工作中,我们解决这个问题的介观物理学的背景下,通过实施电子波实现的Fano干涉仪使用耦合量子点接触(QPC)对。在该方案中,Fano共振所需的离散能级通过夹断QPC之一来提供,从而诱导在其自洽势垒的中心处形成准束缚态。使用这个系统,我们证明了一种形式的\textit{nonequilibrium} Fano共振(NEFR),其中非线性电偏置的干涉仪引起其Fano共振的显着失真。我们的实验结果被捕获以及定量的理论模型,它认为是一个系统中,一个标准的双路Fano干涉仪耦合到一个额外的,\textit{intruder},连续。根据这一理论,在Fano共振中观察到的畸变在与入侵者耦合的情况下产生\textit{only},这表明NEFR提供了一种灵敏的手段来推断介观系统之间存在弱耦合。
2016-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
The Fano regime of one-dot Aharonov-Bohm interferometers
本文利用Landauer-Büttiker方法研究了Aharonov-Bohm环中嵌入二维非相互作用点的介观Fano效应。点能级的磁场依赖性导致Fano线的全局移位,这对于小的环/点面积比变得重要。正如Kobayashi { \it et al.}报道的那样,随着磁场的变化,Fano倾角周期性地从峰的一侧移动到另一侧。[Phys. Rev. Lett. { \bf 88},256806(2002)]。我们发现,这种效果出现是由于一个特定的磁控制的相位之间的差异,通过环的自由臂的单个非共振路径和全局相位的所有轨迹涉及共振隧穿通过点。
2005-07-27 cond-mat.mes-hall
Imaging Coulomb Islands in a Quantum Hall Interferometer
在量子霍尔机制中,接近整数填充因子,电子应该仅通过空间分离的边缘态传输。然而,在介观系统中,电子传输变得更加复杂,从而产生大范围的磁阻振荡。为了解释这些观察结果,最近的模型提出,当边缘状态彼此接近时,电子可以在反向传播的边缘通道之间跳跃,或者穿过库仑岛。在这里,我们使用扫描门显微镜来证明量子霍尔库仑岛的存在,并揭示量子霍尔干涉仪内的空间结构的传输。电子岛的位置被发现通过调制边缘状态和限制的电子轨道之间的隧道。调整磁场,我们揭示了一个连续的演变,活跃的电子岛。这允许解密高磁场磁阻振荡的复杂性,并开辟了进一步的局部尺度操纵量子霍尔局域态的方式。
2010-10-21 cond-mat.mes-hall
Electronic Hong-Ou-Mandel interferometer for multi-mode entanglement detection
我们证明了在Hong-Ou-Mandel干涉仪中通过测量零频率电流关联可以检测到介观导体中电子的多模纠缠。通过这种方法,可以进一步建立两电子输入态形成纠缠的下界。我们的结果扩展了Burkard和Loss的工作[Phys. Rev. Lett. 91,087903(2003)],并提供了一种方法来测试涉及轨道和自旋自由度的纠缠态的存在。
2008-02-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Controlled dephasing in single-dot Aharonov-Bohm interferometers
研究了在第二个量子点附近嵌入一个量子点的介观干涉仪的Fano效应和Aharonov-Bohm振荡的可见性。当考虑两个点之间的电子-电子相互作用时,附近的点充当电荷检测器。我们计算的电流通过的干涉仪和检测器内的Keldysh形式主义和非平衡格林函数的自能被发现的相互作用强度的二阶。目前的公式包含对Landauer-Buttiker公式的修正。它的运输和退相的贡献进行了讨论。随着施加在检测器上的偏置增加,Fano谐振和Aharonov-Bohm振荡的幅度由于受控的移相而显著减小。通过分析自能的虚部作为能量和偏压的函数的行为来解释这一结果。我们调查,以及环点耦合的作用。我们的理论结果与Buks { \it et al.} [Nature { \bf 391},871(1998)]。
2006-04-04 cond-mat.mes-hall
Measuring the transmission phase of a quantum dot in a closed interferometer
在一个简单的模型下,精确计算了电子通过一个量子点(QD)的{ \it封闭} Aharonov-Bohm介观固体干涉仪的传输。虽然电导是磁通量的偶函数(由于Onsager关系),但在许多情况下,可以使用测量的电导来提取通过“裸”QD的“本征”传输幅度$t_D=-i|t_D|e^{iα_D}$的幅度和相位。我们还建议将这种间接测量与(迄今尚未检验的)直接关系$\sin^2(α_D) \equiv |t_D|^2/\max(|t_D|^2)$进行比较。
2003-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Aharonov-Bohm interferometer in inverted-band pn junctions
本研究提出利用二维材料反型带pn结实现Aharonov-Bohm干涉仪,观测到电导中的AB振荡并解析其产生条件,发现渐变界面结中振荡频率的突变,验证其抗无序和退相干的鲁棒性,为无空间限制的块体介观电子光学提供新途径。
2024-10-29 cond-mat.mes-hall
Fabry-Pérot interferometry with stochastic anyonic sources
University of Basel(巴塞尔大学);United Arab Emirates University(阿联酋大学);University of Luxembourg(卢森堡大学)
该研究通过随机注入准粒子到Fabry-Pérot干涉仪,揭示了准粒子交换相位对干涉相位的影响,并发现了与实空间辫状相关的特征相移。
2026-09-02 cond-mat.mes-hall
An Electronic Mach-Zehnder Quantum Eraser
我们提出了一种电子量子擦除器,其中电子被注入到介观导体在量子霍尔制度。该导体是由一个双路干涉仪,这是一个电子模拟的光学马赫-曾德尔干涉仪,和量子点接触检测器电容耦合到干涉仪。虽然在干涉仪的输出电流的干扰示出被抑制的哪一个路径的信息,我们表明,哪一个路径的信息被擦除的干涉仪和检测器的输出引线之间的零频率互相关测量。我们还研究了一种改进的装置,在该装置中,探测器被替换为双光路干涉仪,我们表明,路径可重复性和联合探测的可见性可以以连续的方式进行控制,并满足纠缠电子的互补关系。
2006-07-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Transport properties of a molecule embedded in an Aharonov-Bohm interferometer
本文从理论上研究了嵌入介观Aharonov-Bohm干涉仪一臂中的分子的输运性质。由于声子的存在,分子能级位置($ε_d$)和电子-电子相互作用($U$)经历\emph{polaronic shift},其显著影响通过分子结的电子输运。当电子-声子相互作用较弱时,只要打开电极间的直接通道,线性电导呈现Fano线形。在线性电导中观察到的Fano共振是由自旋Kondo态与直接路径之间的干涉引起的,当电子-声子相互作用足够强时,电子-电子相互作用向负值重整化,{ \it,即}变得非常有吸引力。这种情况有利于空的和双占用的电荷状态之间的波动,因此促进了电荷近藤效应。然而,接触之间的直接路径破坏了电子-空穴对称性,这可以有效地抑制这种电荷近藤效应。然而,我们表明,适当的调整栅极电压是能够恢复近藤共振。我们的结果是用数值重整化近似计算电子谱函数和线性电导得到的。
2010-02-20 cond-mat.mes-hall
Broken unitarity and phase measurements in Aharonov-Bohm interferometers
Aharonov-Bohm介观固态干涉仪产生包含项$\cos(ϕ+β)$的电导,其中$ϕ$涉及磁通量。在干涉路径上的量子点实验旨在将$β$与量子点的固有弗里德尔传输相位$α_1$联系起来。对于保持电子流(么正性)的封闭系统,昂萨格关系式要求$β=0$。对于开放系统,我们表明,$β$一般取决于破么正性的细节。虽然它给出了点的共振信息,但$β$通常不等于$α_1$。$β$和$α_1$之间的直接关系需要特定的方式打开系统,这是讨论。
2002-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Flux-dependent Kondo temperature in an Aharonov-Bohm interferometer with an in-line quantum dot
分析了一个臂上带有量子点的Aharonov-Bohm干涉仪。结果表明,该器件的近藤温度强烈依赖于穿过环的磁通量。因此,当ABI上量子点的近藤温度显著小于量子点的标称温度(当不在干涉仪上时)时,介观有限尺寸效应出现,导致有限温度电导中的平台作为通量的函数。当量子点打开时(即,连接到两个以上的引线)进行了检查,导致的结论是,有限尺寸的影响,当显着,可能会阻碍检测的近藤相移
2005-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Using Crossed Andreev Reflection to Split Electrons
本研究介绍了介观系统散粒噪声的研究价值,阐述了超导邻近结中交叉安德烈夫反射产生非局域空穴电流的机制,指出其可用于构建量子光学干涉仪的介观类似物。
2025-10-29 cond-mat.mes-hall
What Can We Learn from Noise? -- Mesoscopic Nonequilibrium Statistical Physics --
介观系统--工作在量子机制中的小电路--为我们提供了一个独特的实验平台,以可调和精确的方式探索量子输运。这篇评论的目的是展示它们如何对统计物理学做出贡献。我们介绍了波动的意义,或相当于噪声,噪声测量使我们能够解决物理系统的基本方面。指出涨落定理在统计物理中的重要意义。我们解释了什么信息可以推导出在介观系统中的电流噪声测量。作为噪声测量在统计物理中的一个重要应用,我们描述了我们对电子干涉仪中的电流和电流噪声的实验研究,这是FT在量子范围内的第一个实验测试。我们的尝试将为介观量子统计物理的研究提供新的思路。
2017-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Measuring the transmission of a quantum dot using Aharonov-Bohm Interferometers
通过一个封闭的Aharonov-Bohm介观固态干涉仪(保持电子流)的电导G,其中一个路径上有一个量子点(QD),仅取决于cos(φ),其中φ =(hbar c φ)/e是通过环的磁通量。在φ依赖性中没有相移导致了这样的结论,即封闭的干涉仪不产生通过QD的“固有”透射振幅t_D= |t_D| e^{i alpha}的相位,并且导致了开放干涉仪的研究。在这里,我们表明:(a)对于单通道导联,α可以从|t_D|中推导出来,而不需要干涉测量;(b)G(phi)对cos(phi)的显式依赖性(在封闭情况下)允许确定|t_D|和α;(c)在开放案件中,结果取决于开放的细节,但是这些细节的优化可以产生使测量的相移与α相关的双缝条件。
2002-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Gate-control of the current-flux relation of a Josephson quantum interferometer based on proximitized metallic nanojuntions
我们展示了一个Al超导量子干涉器件,其中的约瑟夫森结是通过门控邻近Cu介观弱连接实现的。后者的行为类似于真正的超导金属的静电门控的响应方面,并提供了良好的性能方面的电流调制的可见性。我们表明,通过应用程序的静态栅极电压,我们能够修改干涉仪的电流通量关系的方式,这似乎是兼容的$π$通道内的门控弱链接。我们的研究结果表明,在干涉仪中的开关电流的抑制的起源处的微观机制显然是相位相干的,导致在超导相位刚性的整体阻尼。最后,我们解决的性能的干涉仪的响应度磁通量的变化在耗散制度,并讨论了实际意义的门控接近为基础的全金属SQUID在纳米级的磁力。
2021-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase measurements in Aharonov-Bohm interferometers
在本文中,我们解决测量的共振量子传输幅度$t_{QD}=-i|t_{QD}|e^{iα_{QD}}$通过量子点(QD),作为柱塞栅电压$V$的函数。介观固态Aharonov-Bohm干涉仪(ABI)已被用来测量的"本征"相,$α_{QD}$,当QD被放置在一个路径。在一个"封闭"的干涉仪中,连接到两个终端,电子流是守恒的,昂萨格的关系要求通过ABI的电导${\cal G}$是穿过ABI环的磁通量$Φ=\hbar cϕ/e$的偶函数。因此,如果将${\cal G}$拟合到$A+B\cos(ϕ+β)$,则$β$仅在0和$π$之间"跳跃",与$α_{QD}$无关。额外的终端打开ABI,打破Onsager关系,并产生$β$与$V$的非平凡变体。在回顾了这些主题之后,我们使用理论模型得出关于这个问题的三个结果:(i)对于一维导联,关系$|t_{QD}|^2 \propto \sin^2(α_{QD})$允许直接测量$α_{QD}$。(ii)在许多情况下,在闭合ABI中测量的${\cal G}$可用于提取{\it both} $|t_{QD}|$和$α_{QD}$。(iii)对于开放式ABI,$β$取决于开放的细节。我们提出了$β$等于所需的$α_{QD}$的定量标准(可以通过实验测试):QD附近的"有损"通道应具有小的透射和小的反射。
2003-08-20 cond-mat.mes-hall
Measurement of the Transmission Phase of an Electron in a Quantum Two-Path Interferometer
量子双光路干涉仪可以直接测量电子的传输相移,为相干散射问题提供有用的信息。然而,在介观系统中,双路径干涉很容易被来自其他路径的贡献所模糊,这使得难以观察到\textit{true}传输相移。为了消除这个问题,多终端Aharonov-Bohm(AB)干涉仪已被用来推导相移,假设两个路径之间的电子的相对相移是简单地获得时,观察到的AB振荡的平滑移位。然而,使用这种标准的相移有时与理论不一致。另一方面,我们使用了一个AB环接触隧道耦合线,并获得了相移与理论一致时,通过耦合线的两个输出电流振荡的明确定义的反相。在这里,我们彻底调查这两个标准,以确保一个可靠的相位测量,两个输出电流的反相关系和AB振荡中的平滑相移。我们确认,定义良好的反相位关系,确保正确的相位测量与量子双路干涉。相比之下,我们发现,即使在反相关系是不太明确的情况下,在AB振荡的平滑相移仍然可以发生,但不给正确的传输相位由于多个路径的贡献。这表明,在我们的干涉仪中的两个输出电流的相位关系给出了一个很好的标准为\textit{true}传输相位的测量,而在AB振荡本身的平滑相移不。
2015-06-24 cond-mat.mes-hall
Three Mach Zehnder Interferometers Setup for Production and Observation of GHZ-entanglement of Electrons
我们提出了一种新的单步方案,用于产生三个单电子激发(飞行量子比特)的GHZ纠缠态。我们还提出了一种获得广义GHZ态的方法。我们的想法依赖于按需电子源和介观马赫-曾德尔干涉测量领域的最新进展。我们还提供了配方的明确检测GHZ状态通过相关性测量的输出,这意味着违反贝尔型不等式,这是广义的情况下,三个粒子。我们解释了如何可以实现这种测量的背景下,马赫-曾德尔干涉,并绘制了一个实际的原型设备,可以实现与点接触和金属栅极放置在GaAs样品上,在整数量子霍尔效应制度。
2014-03-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Andreev Interferometers in a Strong Radio Frequency Field
实验研究了1-40 GHz辐射对正常(N)介观导体耦合到超导(S)环(Andreev干涉仪)电阻的影响。在低RF振幅,我们观察到通常的h/2 e超导相周期电阻振荡作为施加的磁通量的函数。我们发现,振荡获得一个π位移与RF幅度的增加,并与此结果相一致的电阻在固定的相位是一个振荡的RF幅度的函数。定性解释的结果作为两个过程的结果。第一种是通过RF场调制N/S界面之间的相位差,电阻随相位变化。第二个过程是由RF场引起的电子温度的变化。从数据中估计Andreev干涉仪的响应时间为<40 ps。然而,有一些实验特征仍然无法解释;这些包括电阻在不同相位的行为作为RF频率和振幅的函数的巨大差异,以及存在“透明窗口”,其中加热效应足够弱以允许π位移。需要一个描述射频辐射对Andreev干涉仪影响的微观理论。
2010-03-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Andreev Interferometers in a strong Radio-Frequency Field
实验研究了1-40 GHz辐射对正常(N)介观导体耦合到超导(S)环(Andreev干涉仪)电阻的影响。在低RF振幅,我们观察到通常的h/2 e超导相周期电阻振荡作为施加的磁通量的函数。我们发现,振荡获得一个π位移与RF幅度的增加,并与此结果相一致的电阻在固定的相位是一个振荡的RF幅度的函数。结果被定性地解释为两个过程的结果。第一种是通过RF场调制N/S界面之间的相位差,电阻随相位变化。第二个过程是由RF场引起的电子温度的变化。从数据中估计Andreev干涉仪的响应时间为<40 ps。然而,有一些实验特征仍然无法解释;这些包括电阻在不同相位的行为作为RF频率和振幅的函数的巨大差异,以及存在“透明窗口”,其中加热效应足够弱以允许π位移。需要一个描述射频辐射对Andreev干涉仪影响的微观理论。
2010-03-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Crossover from mesoscopic to universal phase for electron transmission in quantum dots
测量相干电子系统(介观系统)中的相位提供了电导测量不容易揭示的丰富信息。最近,在相对较大的量子点(QD)的相位测量表明,一个普遍的像点的大小,形状和占用独立的相位演化。可以解释的是,在库仑阻塞量子点的传输相位单调增加π整个电导峰,此后,在电导谷的相位急剧返回到其基础值。预期的介观功能的阶段,有关自旋简并或交换效应,从来没有观察到。目前,还没有令人满意的全面解释所观察到的相位普适性。不幸的是,在少电子量子点中的相位,它可以更好地理解从未测量。在这里,我们报告这样的测量上的一个小量子点,只占用1-20个电子。这种点被嵌入在双光路电子干涉仪的一个臂中,在点附近有一个电子计数器。与在较大的点中发现的重复行为不同,我们发现现在的介观特征是点占据少于10个电子。在这个制度中的一个意想不到的特点是一个明确的观察到两个不同的轨道状态的占领的前两个电子-相反,最近的出版物。随着占领的增加,这个阶段演变并变成了普遍的,就像14个电子和更高的电子一样。目前的测量使我们能够确定水平占有率和奇偶性。更重要的是,他们认为量子点经历了一个相变,从介观到普遍的行为,随着占有率的增加。这些测量有助于在众多提出的理论模型中挑选出潜在的少数理论模型。
2005-05-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Level-occupation switching of the Quantum Dot, and phase anomalies in mesoscopic interferometry
对于各种量子点,不同单粒子能级的宽度自然可能相差几个数量级。特别地,一个强耦合级的宽度可以大于其它非常窄的级之间的间隔。我们发现,在这种情况下,许多连续的库仑阻塞峰是由于占用相同的宽水平。在峰值之间,电子从这个能级跳到一个窄能级,并且在下一个共振处通过点的传输基本上重复了前一个共振处的传输。这提供了一个自然的解释的显着特点的行为的传输相位在干涉仪与量子点。这种效应的理论将审查特别强调的相互作用的作用。点充电测量和占领开关的精细结构的新结果将被提交,伴随着由一个单一的宽电平引起的CB峰的整个系列的统一描述。然后,我们讨论的情况下,该系统的方法近藤政权。
2007-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Two-particle entanglement in capacitively coupled Mach-Zehnder interferometers
我们提出并分析了一种按需产生纠缠电子对的介观器件。该系统由两个电容耦合马赫-曾德尔干涉仪实现在量子霍尔结构。一对电子波包被注入到两个(四个)入射臂的手征边缘状态;入射干涉仪上的散射将波包分成四个分量,其中两个分量相互作用。由此产生的相互作用相与此组件导致纠缠的状态;后者是散射在出射分束器和分析在贝尔违反测试测量粒子的存在下,在四个出射引线。我们研究了两粒子的情况,并确定了达到和观察到完全纠缠的条件。我们扩展我们的两粒子分析,包括量子霍尔器件中的费米海;波函数形状的变化,在相互作用机制中产生的电子-空穴对,以及脉冲之间的时间延迟都降低了可见纠缠的程度和违反贝尔不等式,我们定量分析的影响。我们确定的设备设置优化纠缠和贝尔测试,并发现违反仍然是可能的费米海的存在下,与最大贝尔参数达到${\cal B} = 2.18 > 2$在我们的设置。
2012-12-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Controlled Dephasing of Electrons by Non-Gaussian Shot Noise
在“受控退相”实验中[1-3],干涉仪由于与受控量子系统(“哪条路径”探测器)纠缠而失去相干性。在迄今为止在介观系统中进行的实验中,仅实现了部分失相。这是由于许多检测器电子和干扰电子之间的弱相互作用,导致高斯相位随机化过程[4-10]。在这里,我们报告了相反的极端:通过强相位随机化,只有几个电子在检测器中的干扰完全破坏。该实现是基于马赫-曾德尔电子干涉仪中的干扰边缘通道(在整数量子霍尔效应机制中,填充因子2),其中内边缘通道用作检测器。出乎意料的是,随着探测器电流的增加,可见度以周期性的波瓣形式猝灭;也就是说,随着探测器电流的增加,可见度周期性地下降,从而探测器的效率增加。此外,可见度对探测器电流的划分具有V形依赖性,而不是预期的对散粒噪声的二阶矩T(1-T)的依赖性,其中T是划分。我们将这些意想不到的特征归因于强探测器-干涉仪耦合,仅允许探测器中的1-3个电子完全使干扰电子退相。因此,在这项工作中,我们探索了噪声的非高斯性质[11],即散粒噪声全计数统计的直接影响[12-15]。
2006-10-23 cond-mat.mes-hall
Electron-pairing in the quantum Hall regime due to neutralon exchange
电子在凝聚态系统中的行为主要由库仑排斥作用决定。然而,在特殊情况下,库仑相互作用可以有效地吸引,在非常规超导体和专门设计的介观装置中产生电子配对。在量子霍尔系统中,由于朗道能级的巨大简并性,电子相互作用可以发挥特别重要的作用,例如导致具有分数电荷和任意子统计的准粒子的出现。量子霍尔法布里-珀罗(FPI)干涉仪由于其探测这种奇异物理的能力而引起了越来越多的关注。此外,这种干涉仪也会受到电子相互作用的影响。最近,在量子霍尔FPI中发现了电子配对的实验证据(H.K. Choi等人,Nat. Comm 6,7435(2015))。理论上描述的FPI在强背散射的限制和屏蔽库仑相互作用的影响下,我们计算电子散粒噪声,确实找到了一个两倍的增强Fano因子的一些参数,指示电子配对。这一结果解释的电子相互作用,由于交换中性边缘间等离子体激元,所谓的中性子。
2020-07-01 cond-mat.mes-hall
Giant universal conductance fluctuations in the antiferromagnetic topological insulator MnBi2Te4
Leibniz Institute for Solid State and Materials Research, IFW Dresden(德累斯顿IFW固体与材料研究所);TU Dresden(德累斯顿工业大学);Université Grenoble Alpes(格勒诺布尔阿尔卑斯大学);CNRS(法国国家科学研究中心);CEA(法国原子能和替代能源委员会);Technical University of Dortmund(多特蒙德工业大学);Research Center ”Future Energy Materials and Systems”(未来能源材料与系统研究中心);Laboratoire National des Champs Magnetiques Intenses LNCMI(强磁场国家实验室)
在抗铁磁拓扑绝缘体MnBi2Te4中,发现长相位相干长度和巨幅通用电导波动,揭示了二维拓扑表面态和退相干机制。
2025-12-25 cond-mat.mes-hall