Functionality in single-molecule devices: Model calculations and applications of the inelastic electron tunneling signal in molecular junctions
我们分析了如何功能可以获得单分子器件内使用非平衡格林函数和从头计算的组合来研究单分子结的非弹性输运性质。首先，我们应用一个完整的非平衡格林函数技术与电子振动耦合的模型系统。我们表明，在非弹性电子隧穿谱（IETS）的分子结的功能几乎是独立的分子铅接触的性质。由于接触不容易从一个器件复制到另一个器件，因此这是一个非常有用的特性。IETS信号相对于接触处的修改更加稳健，因此可以用于构建功能性纳米器件。其次，我们考虑一个现实的有机共轭分子模型。我们使用从头计算来研究如何可以通过外部电场作为栅极电压来控制分子的电子振动性质。通过栅极电压控制振子频率和（更重要的是）电子-振子耦合使得能够构建功能：从单分子器件内的IETS信号获得非线性放大和/或切换。
2012-01-25 cond-mat.mes-hall
Simulation of inelastic spin flip excitations and Kondo effect in STM spectroscopy of magnetic molecules on metal substrates
分子磁体中的单离子磁各向异性导致自旋翻转激发，可以通过非弹性扫描隧道显微镜（STM）光谱测量。本文采用半从头计算方法计算了单分子磁体非弹性自旋翻转激发和近藤效应的光谱特征。为此，密度泛函理论计算的分子在基板上结合更复杂的多体技术，用于解决安德森杂质问题的自旋携带轨道的磁性分子耦合到其余的系统，包含一个唯象的磁各向异性项。为了计算STM光谱的dI/dV在理想的STM限制的精确表达式，当耦合到STM尖端变得可忽略不计的小，推导。在此极限下，dI/dV仅与分子-底物系统的光谱函数有关。对于Au（111）衬底上的Fe卟啉分子，计算的STM谱与最近测量的STM谱符合得很好，显示了自旋1量子磁体在有限偏压下自旋翻转激发的典型阶跃特征.对于Au（111）上Mn卟啉的近藤效应，由于忽略了隧穿中的量子干涉，计算结果与实验光谱的符合性较差。
2018-05-27 cond-mat.mes-hall
The hydrogen molecule in a vice
我们进行了实验的作用，分子氢物理吸附在两个金属表面。这样的氢导致强签名的非弹性电子隧穿光谱超过典型的非弹性跃迁的幅度的一个数量级，并伴随着一个步骤，在隧道电流导致在某些情况下，一个巨大的负微分电导。我们发现，分子振动打开了一个非弹性通道，如预期的，但同时失速的总弹性通道，由于振动分子施加在电极上的力。触针所需的顺应性令人惊讶地大，但在宽范围的实验条件下是可能的。此外，非弹性通道经历饱和，由此可以推断分子振动的寿命为约1 ns。这个实验允许解析对应于单个分子的特定振动状态的力。
2015-03-26 cond-mat.mes-hall
Electronic-vibrational coupling in single-molecule devices
研究振动对单分子电子输运的影响的实验观察到了几种看似不一致的行为，从一个实验中振动频率的高达30个谐波到另一个实验中没有更高谐波的峰值。研究了单分子非弹性和弹性电子输运中电子-振动耦合的不同表现。对于非弹性输运的情况，高次谐波被电子振动耦合常数$λ$的幂之外的附加小因素所阻尼。有两种机制大大增加了非弹性输运中次级峰的大小：电子输运和分子空间运动之间的耦合，以及当电子跃迁之间的振动激发没有完全弛豫时分子较高振动模式的"泵浦“。
2003-03-10 cond-mat.mes-hall
The influence of vibronic coupling on the shape of transport characteristics in inelastic tunneling through molecules
本文从理论上研究了分子电子器件中电子振动耦合对非线性输运特性（电流-电压和电导-电压）的影响。所考虑的器件由弱连接到金属电极（在宽带近似内处理）的分子量子点（具有离散能级）组成，其中分子振动被建模为无色散声子激发。非微扰计算方案，在这项工作中使用的，是基于格林函数理论的框架内映射技术（GFT-MT），将多体电子-声子相互作用问题转化为一个单一的身体多通道单电子散射问题。特别是，它表明，通过分子的虚极化子的量子相干传输可以是一个主导因素，证明一些众所周知的理论计算和实验结果之间的差异。
2005-10-29 cond-mat.mes-hall
A minimal model of inelastic tunneling of vibrating magnetic molecules on superconducting substrates
针对超导衬底上磁性分子振动激发数量远超普通金属的现象，本研究构建了用孤立分子前线轨道谱函数描述非弹性跃迁的最小模型，结合从头算参数，实现了与实验数据的良好吻合，且可便捷纳入多振动跃迁。
2025-01-13 cond-mat.mes-hall
Microscopic origin of molecule excitation via inelastic electron scattering in scanning tunneling microscope
扫描隧道显微镜诱导发光是近年来发展起来的一种测量单分子水平上分子性质的有力工具。快速的实验进展远远领先于理解观察到的现象的理论努力。这样的无能导致在定量分配的荧光光谱的结构和动力学的单个分子的观察到的特征的显着困难。本文致力于揭示扫描隧道显微镜中隧穿电子非弹性散射激发分子的微观起源。目前的理论解释了所观察到的大光子计数之间的不对称性的分子发光强度在正负偏压。
2020-03-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Identification of the Atomic Scale Structures of the Gold-Thiol Interfaces of Molecular Nanowires by Inelastic Tunneling Spectroscopy
我们从理论上研究了金-硫醇界面上的键合几何形状对桥接金电极的丙二硫醇（PDT）分子的非弹性隧穿光谱的影响，并表明非弹性隧穿光谱与理论相结合可以用来确定这些键合几何形状的实验。借助密度泛函理论，我们计算了由一个或两个PDT分子连接两个金纳米团簇组成的扩展分子的弛豫几何构型和振动模式。我们制定了一个微扰理论的非弹性隧穿分子桥接金属接触的弹性传输振幅，并使用此理论计算的非弹性隧穿光谱的金-PDT-金扩展分子。我们认为PDT分子与反式和gauche构象绑定到顶部，桥和空心键合位点的金簇。将我们的结果与Hihath等人的实验数据进行比较[Nano Lett. 8，1673（2008）]中，我们确定实验中最频繁实现的构象为与两个电极顶部结合的反式分子的构象。我们发现从42 meV的振动模式的46 meV的模式在实验中观察到的切换是由于过渡的反式分子从混合顶桥纯顶位键合的几何形状。我们的研究结果还表明，gauche分子构象和空心网站键并没有显着的实验非弹性隧穿谱的贡献。对于对PDT分子并联连接的金电极，我们发现总弹性电导接近两倍的单分子桥接的接触，具有类似的键合构象和小分裂的振动模式的能量的模式，是最敏感的分子电极键合几何形状。
2012-02-08 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Pressure dependence of the exchange interaction in the dimeric single-molecule magnet [Mn4O3Cl4(O2CEt)3(py)3]2 from inelastic neutron scattering
用中子非弹性散射方法研究了单分子磁体（Mn_4）_2的低激发态随流体静压的变化。描述每个Mn4亚单元的各向异性参数D和B04基本上与压力无关，而两个Mn4亚单元之间的反铁磁交换耦合J强烈依赖于压力，在17 kbar时增加了42%。额外的压力依赖性粉末X射线测量允许的结果的结构解释。
2006-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Full counting statistics and shot noise of cotunneling in quantum dots and single-molecule transistors
我们开发了一个概念上简单的方案，基于主方程的方法来评估弹性和非弹性非共振隧穿（cotunneling）在量子点（QD）和分子的全计数统计（FCS）。我们证明了该方法表明，它再现已知的结果的FCS和散粒噪声的cotunneling制度。对于具有激发态的量子点，我们得到了考虑弹性和非弹性共隧穿的累积生成函数（CGF）的解析表达式。从CGF我们发现，散粒噪声以上的非弹性阈值的共隧穿制度是内在的超泊松时，外部弛豫是弱的。此外，一个完整的图片的散粒噪声在不同的运输制度。在激发态是一个阻塞状态的情况下，强烈增强的散粒噪声预测在共振和共隧穿制度。
2015-06-03 cond-mat.mes-hall
Influence of atomic tip structure on the intensity of inelastic tunneling spectroscopy data analyzed by combined scanning tunneling spectroscopy, force microscopy and density functional theory
在非弹性扫描隧道光谱（IETS）中获得高强度对于精确测量是重要的。IETS信号的强度可以变化高达三个因素的各种提示没有一个明显的原因，通过扫描隧道显微镜（STM）单独访问。在这里，我们表明，STM和IETS与原子力显微镜相结合，使一氧化碳前端原子识别，揭示了高IETS强度CO/Cu（111）获得单原子尖端，而强度急剧下降的多原子尖端。将CO分子吸附在Cu吸附原子[CO/Cu/Cu（111）]上，使其在衬底上升高，强烈地降低了IETS强度的尖端依赖性，表明即使对于多原子尖端，升高的位置也会引导大部分隧穿电流通过CO分子，而在CO/Cu（111）的情况下，大部分隧穿电流绕过CO分子。
2016-03-08 cond-mat.mes-hall
Inelastic neutron scattering study and Hubbard model description of the antiferromagnetic tetrahedral molecule Ni4Mo12
用惯性干涉仪（INS）研究了Ni（II）四聚体自旋团簇Ni 4 Mo 12，用一个非常一般的自旋哈密顿量对数据进行了广泛的分析，其中包括反铁磁海森堡相互作用、双二次2-自旋和3-自旋相互作用、单离子磁各向异性和Dzyaloshinsky-Moriya相互作用.一些实验观察到的功能在INS光谱可以重现，但是，一个功能在1.65毫电子伏抵制所有的努力。这支持了自旋哈密顿方法不足以描述Ni 4 Mo 12磁性的结论。自旋哈密顿量中的各向同性项可以在半填充的哈伯德模型的强耦合展开中得到。因此，详细的理论研究的哈伯德模型进行，使用分析以及数值技术。我们仔细分析了它在分子自旋团簇中的应用能力和局限性。作为主要结果，发现哈伯德模型也不能适当地解释Ni 4 Mo 12中的磁性。模型的扩展也进行了讨论。
2010-06-10 cond-mat.mes-hall
Cotunneling theory and multiplet excitations: emergence of asymmetric line shape in inelastic scanning tunneling spectroscopy of correlated molecules on surfaces
Institute of Physics, Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Department of Condensed Matter Physics, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University（查理大学数学与物理学院凝聚态物理系）；Czech Advanced Technology and Research Institute (CATRIN), Palacký University Olomouc（帕拉茨基大学奥尔米茨捷克先进技术与研究院）
研究通过扩展杂化理论，揭示了多重参考系统中不对称线形的形成机制，为解释非弹性扫描隧道谱中的不对称峰提供了新视角。
2026-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin dynamics of current driven single magnetic adatoms and molecules
扫描隧道显微镜可以通过自旋翻转辅助隧道探测表面中单个磁性原子的非弹性自旋激发，其中传输电子与原子自旋交换自旋和能量。如果非弹性输运时间（定义为两个非弹性自旋翻转事件之间经过的平均时间）短于原子自旋弛豫时间，则STM电流可以驱动自旋脱离平衡。在这里，我们模拟这个过程中使用速率方程和模型哈密顿成功地描述自旋翻转辅助隧穿实验，包括一个单一的锰原子，锰二聚体和Fe酞菁分子。当STM电流没有自旋极化时，磁性原子的非平衡自旋动力学导致非单调的$dI/dV$曲线。在自旋极化STM电流的情况下，磁性原子的自旋取向可以被控制为平行于或反平行于针尖的磁矩。因此，自旋极化STM针尖可以用来探测和控制单个原子的磁矩。
2010-06-29 cond-mat.mes-hall
Inelastic transport in molecular spin valves
我们提出了一个非弹性散射的各种纳米器件，即H $_2$分子夹在Pt触点之间的传输特性的影响的研究，和一个自旋阀由一个有机分子连接到模型半金属铁磁电流/电压探针。在这两种情况下，我们使用紧束缚的Su-Schrieffer-Heeger哈密顿量和非弹性效应处理的多通道方法，包括泡利不相容原理。在H $_2$分子的情况下，我们发现，非弹性背散射是负责下降的差分电导在偏置大于激发能的较低的分子声子模式。在自旋阀的情况下，我们研究了不同的自旋电流和磁阻作为费米能级相对于自旋极化带边的位置的函数。一般来说，非弹性散射降低了电流的自旋极化，从而降低了磁阻。
2005-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of Inelastic Tunneling Current-Driven Motions of Single Adsorbates (Review Article)
本文综述了非弹性电子隧道能谱（IETS）的理论和利用扫描隧道显微镜（STM）研究振动激发下金属表面单个吸附原子和分子的运动。STM-IETS的理论描述使用吸附诱导共振模型。描述了吸附物如何通过非弹性隧穿电流克服沿反应坐标（RC）的势垒的基本过程，重点讨论了相干和非相干振动爬梯对RC模的直接激发以及通过非谐耦合对隧穿电子激发的模的间接激发.还讨论了单分子运动的作用光谱。后者允许直接访问的振动态密度，这不能以其他方式观察到的STM-IETS，因为弹性和非弹性隧穿电流之间的竞争。
2011-01-19 cond-mat.mes-hall
Inelastic Tunneling Spectroscopy of Gold-Thiol and Gold-Thiolate Interfaces in Molecular Junctions: The Role of Hydrogen
人们普遍认为，当具有硫醇（S-H）端基的分子桥接一对金电极时，S原子键合到金上，硫醇H原子从分子上脱离。然而，很少有人知道这个过程的细节，它的时间尺度，以及是否有和没有硫醇氢原子的分子可以共存于分子结。在这里，我们从理论上探讨如何非弹性隧穿光谱（IETS）可以揭示这些问题。我们目前的几何形状，低偏压电导和IETS的丙二硫醇和丙二硫醇分子结与金电极的计算。我们表明，IETS可以区分没有，一个或两个硫醇氢原子的分子之间的结。我们发现，在大多数情况下，在Hihath等人的IETS实验中的单分子结[Nano Lett. 8，1673（2008）]没有硫醇H原子，但是具有单个硫醇H原子的分子可能偶尔桥接它们的连接点。我们还考虑了IETS光谱的演变，作为一个黄金STM尖端接近完整的S-H基团在其另一端绑定到第二个电极的分子的末端。我们预测的硫醇H原子的振动模式的频率增加的一个因素\sim 2的尖端和分子之间的间隙变窄。因此，IETS应该能够跟踪尖端朝向分子的硫醇基团的接近，并且在发生硫醇H原子从分子脱离时检测硫醇H原子。
2012-08-16 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Imaging spin-inelastic Friedel oscillations emerging from magnetic impurities
我们考虑与表面电子耦合的局域磁矩的非弹性散射。我们认为，自旋非弹性跃迁的磁性杂质产生的振荡在动量$k$，对应于非弹性模式，在二阶导数的电流相对于电压$d^2I/dV^2$。这些振荡在性质上类似于弗里德尔振荡。非弹性Friedel振荡，这是以前提出的自旋非极化设置，在这里扩展到自旋极化系统。我们建议使用扫描隧道显微镜测量自旋非弹性散射产生的杂质自旋成像的$d^2I/dV^2$振荡的金属表面。
2012-04-05 cond-mat.mes-hall
Detection of the electrostatic spin crossover effect in magnetic molecules
扫描隧道显微镜（STM）可用于检测磁性纳米结构中的非弹性自旋跃迁，该结构仅包含少数原子。在这里，我们表明，STM可以唯一地识别静电自旋交叉效应，从而在磁性分子中的两个磁性中心之间的交换相互作用改变作为外部电场的函数的符号。这种效应的指纹是随着偏置增加，差分电导的大的下降。重要的是，在磁性二聚体的情况下，自旋交叉跃迁反转基态和第一激发态之间的顺序，但不改变它们的对称性。这意味着在与自旋交叉跃迁相关联的电导下降的两侧，在相同状态之间存在两个非弹性跃迁。相应的电导步骤分裂相同的磁场，并提供了一种独特的方式来识别静电自旋交叉。
2013-04-17 cond-mat.mes-hall
Exchange-coupling constants, spin density map, and Q dependence of the inelastic neutron scattering intensity in single-molecule magnets
研究了单分子磁体基态自旋多重态跃迁的非弹性中子散射强度与Q的关系。对于这些转变，Q依赖性与基态中的自旋密度图有关，而自旋密度图又由团簇中的海森堡交换相互作用决定。这为从自旋基态内INS跃迁的Q依赖性推断交换耦合常数提供了可能性。以Mn_（12）分子S = 10多重峰中的M = +-10 -> +-9跃迁为例，探讨了这种策略的潜力.计算粉末以及单晶Mn 12样品的各种交换耦合的情况下，在文献中讨论的Q依赖性。将结果与Mn 12的粉末样品上的文献数据和Mn 12的约500个单晶的定向阵列上的测量进行比较。计算的Q依赖性表现出显着的变化与交换-耦合常数，特别是对于单晶样品，但实验结果并不允许明确的测定。然而，尽管具有挑战性，但合适的实验是在当今仪器的范围内的。
2007-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum corrections to conductivity of disordered electrons due to inelastic scattering off magnetic impurities
本文研究了二维无序相互作用电子系统在扩散区由于稀有磁性杂质的非弹性散射对电导率的量子修正。我们专注于电子和磁性杂质的g因子非常不同的情况下。在玻恩近似的磁性杂质的非弹性散射，我们发现额外的温度依赖性校正的Altshuler-Aronov型的电导率。我们的研究结果表明，在相互作用的无序电子系统与罕见的磁性杂质的低温输运是更有趣的，比它通常认为的基础上处理的磁性杂质自旋的经典。
2018-04-12 cond-mat.mes-hall
Resonanant enhancement of molecular excitation intensity in inelastic electron scattering spectrum owing to interaction with plasmons in metallic nanoshell
建立了一个计算金属纳米壳层与分子体系电子能量损失谱的量子力学模型。在纳米壳层中的分子激发和等离子体激元模式之间的共振处，这可以通过适当选择内纳米壳层和外纳米壳层半径的比率来提供，在分子激发能处的非弹性电子散射的横截面被示出显著地增长，因为分子跃迁从等离子体激元借用了振子强度。分子对非弹性电子散射的增强使得用电子显微镜观察分子跃迁成为可能。绘制并分析了EEL光谱与分子和纳米壳层的相对排列、纳米壳层内外半径之比以及散射角之间的关系。
2014-10-06 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph
Spin transport and tunable Gilbert damping in a single-molecule magnet junction
我们研究了含时的电子和自旋输运通过一个电子水平连接到两个引线和耦合的单分子磁铁通过交换相互作用。分子自旋被视为一个经典变量，并在外部磁场周围进动。我们推导出表达式的电荷和自旋电流的Keldysh非平衡格林函数技术的线性顺序相对于时间依赖的磁场由这个进动。电子自旋和分子的磁化动力学之间的耦合产生非弹性隧穿过程，这有助于自旋电流。非弹性自旋电流反过来又产生作用于分子自旋的自旋转移力矩。这种反作用包括对吉尔伯特阻尼的贡献和对进动频率的修改。吉尔伯特阻尼系数可以通过偏置电压和栅极电压或通过外部磁场来控制，并且对隧穿速率具有非单调依赖性。
2013-07-22 cond-mat.mes-hall
Many-spin effects in inelastic neutron scattering and electron paramagnetic resonance of molecular nanomagnets
许多分子磁性团簇，如单分子磁体，其特征在于具有表现出零场分裂的具有确定的总自旋S的自旋基态。在这项工作中，基态多重态内的跃迁的光谱强度进行了分析。特别是，与高的说谎的自旋多重态，这是由各向异性相互作用产生的，在标准的单自旋描述中被忽略的混合的影响，系统地研究了非弹性中子散射（INS）和电子顺磁共振（EPR）的两种实验技术，重点放在前一种技术。光谱跃迁强度的计算分析，通过构建相应的有效自旋算子微扰高达二阶，因此使用不可约张量算子技术。三个主要的自旋混合的效果进行了观察。首先，INS强度对动量传递Q的显著依赖性，具有典型的振荡行为，在一阶出现，表明交换耦合团簇中波函数的多自旋性质。第二，与一阶计算的结果相比，自旋多重态内的跃迁强度受到自旋混合的不同影响。这允许一个，第三，区分高阶贡献的集群磁各向异性，分别来自单离子配体场项和自旋混合。通过反铁磁异质结二聚体、Mn-[3 × 3]网格分子和单分子磁体Mn 12的三个例子说明了分析结果。
2005-08-09 cond-mat.mes-hall
Magnetic field symmetries of nonlinear transport with elastic and inelastic scattering
我们研究了Aharonov-Bohm干涉仪中非弹性散射效应下的非线性电子输运对称性，并证明了在磁场中，当结是（左右）空间对称时，奇（偶）电导项是偶（奇）电导项.当引入不对称性时，这种观察并不成立，正如我们数值所示，但是奇电导项只表现出磁场对称性的弱击穿。在弹性退相效应下，Onsager-Casimir对称性在线性响应之外和空间不对称下保持。
2013-07-15 cond-mat.mes-hall
Single-molecule enhanced spin-flip detection
利用非弹性隧道谱（IETS）、X射线磁性圆二色性（XMCD）和密度泛函理论（DFT）研究了双层镍茂分子（Nc）吸附在Cu（100）表面的自旋翻转激发.结果表明，该分子不仅在Cu（100）上保持其磁矩和磁各向异性，而且在包括针尖在内的不同金属环境中也保持其磁性。利用这种分子的有效自旋翻转激发，我们展示了这样的分子功能化尖端如何通过双自旋激发过程将表面支持的Nc的非弹性信号提高几乎一个数量级。
2016-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The role of elastic and inelastic processes in the temperature dependence of Hall induced resistance oscillations in strong magnetic fields
我们开发了一个模型的磁阻振荡引起的霍尔场，以研究在最近的实验中观察到的温度依赖性。该模型是基于冯诺依曼方程的解决方案，将二维阻尼电子在任意强磁场和直流电场的存在下，精确的动态，而随机分布的中性和带电杂质的影响扰动添加。杂质的弹性散射效应以及与非弹性过程相关的效应都起着重要作用。理论预测正确地再现了主要的实验特征，提供的非弹性散射率服从$T^2$温度依赖性，与电子-电子相互作用的影响。
2013-03-12 cond-mat.mes-hall
Experimental Test of the Numerical Renormalization Group Theory for Inelastic Scattering from Magnetic Impurities
我们目前的相位相干时间\tauphi在准一维金/铁近藤线的测量和比较\tauphi的温度依赖性与最近的理论非弹性散射磁性杂质（物理评论Lett. 93，107204（2004））。对于低至0.2 $T_K$的温度，获得了非常好的一致性。在近藤温度$T_K$以下，相位相干时间的倒数在几乎十倍的温度上随温度线性变化。
2006-01-09 cond-mat.mes-hall
Detection and Cloaking of Molecular Objects in Coherent Nanostructures Using Inelastic Electron Tunneling Spectroscopy
我们在纳米级量子结构中的电子学背景下解决量子不可见性。我们利用自由的设计，量子畜栏提供和显示，量子力学对象可以隐藏在畜栏内，相对于非弹性电子散射光谱结合扫描隧道显微镜，我们提出了一个设计策略。一个简单的说明的不可见性给出了一个椭圆量子围栏包含一个分子，与本地振动模式，在一个焦点。我们的工作对量子信息技术具有重要意义，并为非局域量子检测和区分不同分子提供了新的工具。
2010-04-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Effect of transverse anisotropy on inelastic tunneling spectroscopy of atomic-scale magnetic chains
从理论上研究了横向磁各向异性对自旋反转辅助隧穿原子自旋链的影响。利用唯象方法和一级微扰理论，我们解析地计算了非弹性隧穿电流、微分电导和原子自旋跃迁率。我们预测出现额外的步骤中的微分电导和显着增加的自旋翻转转变率，在低电压下的横向各向异性能和纵向各向异性能和交换能的总和的比例平方。我们的研究结果提供了直观的定量洞察中所发挥的作用，横向各向异性的非弹性隧穿光谱的原子链，可以观察到在现实的实验条件下。
2017-05-10 cond-mat.mes-hall
Inelastic scattering approach to the theory of a tunnel magnetic transistor source
隧道磁晶体管作为自旋极化电子源的高效率最近已得到证实[X。Jiang { \it et al.}，物理修订信函{ \bf 90}，256603（2003）]。这种设备的概念的基础上控制集电极电流和经验主要是非弹性散射在基地的热电子的活性组开发。它考虑到在设备的不同元件中自旋极化电子的注入和过滤之间的互连。根据系统的基本参数，给出了器件参数的显式表达式。
2003-10-08 cond-mat.mes-hall
Mechanical control of vibrational states in single-molecule junctions
我们报告的非弹性电子隧穿光谱测量进行了单分子纳入一个机械可控的Au和Pt电极的断裂结在低温下。在这里，我们建立了一个单分子结的分子构象和导电性能之间的相关性。我们表明，通过单分子的电导至关重要地取决于接触材料和配置凭借其机械和电气性能。我们的研究结果证明，通过单分子的电荷传输可以通过改变分子构象（例如，反或偏）和接触材料。
2010-11-14 cond-mat.mes-hall
Theory of Zero-Bias Anomaly in Magnetic Tunnel Junctions: Inelastic Tunneling via Impurities
利用闭合时间路径积分方法，我们非微扰地研究了磁性隧道结中电子通过势垒中磁性杂质的非弹性隧穿并伴随声子发射。声子发射谱密度表现出幂律的红外奇异性$\simω^{-(1-g)}$，其中$g$为无量纲的电子-声子耦合。结果，隧穿电导$G(V)$随着偏置电压$| V|$增加为$G(V)-G(0)\sim| V|^{2g}$，对于$g\le 0.5$，在V=0处表现出斜率的不连续性。该理论可以再现实验中广泛观察到的隧道电阻和磁电阻零偏异常的尖点和非尖点特征。
2004-08-26 cond-mat.mes-hall
Theory of inelastic scattering from magnetic impurities
本文用数值重整化群方法计算了T=0温度下导电电子与磁性杂质散射的多体$T$ -矩阵的单粒子矩阵元$\cal T$。由于$\cal T$确定总的和弹性的，自旋对角散射截面，我们能够计算的全部能量，自旋和磁场的非弹性散射截面，$σ_{\rm inel}(ω)$的依赖性。我们发现一个几乎线性的频率依赖性的$σ_{\rm inel}(ω)$低于近藤温度，$T_K$，它跨越到一个$\sim ω^2$的行为，只有在极低的能量。我们的方法可以推广到其他量子杂质模型。
2004-03-31 cond-mat.mes-hall
Phonon-assisted relaxation between hole states in quantum dot molecules
我们从理论上研究了双量子点中空穴的声子弛豫和非弹性隧穿。我们推导出空穴态和弛豫率从kp哈密顿量，并表明，有一个有限的点之间的距离，空穴态的寿命很长，这是有关消失隧道耦合。我们还表明，轻空穴混合空穴状态可以显着影响空穴弛豫速率，即使它的幅度很小。
2012-02-06 cond-mat.mes-hall
Carrier-carrier inelastic scattering events for spatially separated electrons: magnetic asymmetry and turnstile electron transfer
我们考虑一个电子沿着一个严格的一维量子线与另一个电子在一个量子环电容耦合到线相互作用。我们发展了一种精确的数值方法来处理稳态双电子波函数图像中的散射问题。所考虑的过程保持了总能量，但导线内的电子将其能量的一部分传递给环。我们表明，非弹性散射的结果在两个磁不对称的转移概率和旋转门的作用，分别沿环上的电子旅行的环。我们证明了通过在金属丝中加入能量过滤器，使金属丝的共振能级与入射电子的能量相匹配，可以选择性地消除非弹性背散射和/或非弹性电子转移，从而恢复了磁对称性。并且当对于转移和反向散射电子波都排除了到环的能量转移时，去除了环的旋转栅门特性。讨论了这些结果与基于电子气的电导系统的关系。
2011-12-07 cond-mat.mes-hall
Non-equilibrium current and noise in inelastic tunneling through a magnetic atom
在最近的实验中，Hirjibehedin { \it et al.} [Science { \bf 317}，1199（2007）]进行了吸附在非磁性衬底上的单个铁原子的非弹性隧穿光谱。在微分电导中观察到的台阶标志着自旋激发能。在这封信中，我们解释观察到的非单调性的微分电导的非平衡人口的原子自旋态。此外，我们预测超泊松电流噪声，由于这种非平衡的情况。通过引入各向异性弛豫通道，我们也能够解释显着缺乏非平衡功能，在某些电导步骤。
2010-08-13 cond-mat.mes-hall
Inelastic effects in molecular transport junctions: The probe technique at high bias
我们扩展的Landauer-Büttiker探针形式主义的电导高偏置制度，并研究环境引起的弹性和非弹性散射的影响，在单分子结的电荷电流，专注于高偏置效应。探测技术现象学地将非相干弹性和非弹性效应结合到完全相干的情况下，以微不足道的代价模仿丰富的物理环境。我们进一步确定环境引起的机制，产生电流的不对称性，表现为弱二极管的行为。这种整流行为，发现在两种类型的分子结模型，是不存在的相干弹性限度，只有在与非相干非弹性散射的情况下是积极的。我们的工作表明，在低偏置线性响应制度，常用的“退相探针”（模仿只有弹性退相干效应）几乎不可避免地从一个“电压探针”（承认非弹性耗散效应）。然而，这些探针在高偏压下实现了根本不同的$I$ - $V$特性，反映了耗散和非弹性散射过程对远离平衡的分子电子输运的核心作用。
2015-12-26 cond-mat.mes-hall
Spin Inelastic Electron Tunneling Spectroscopy on Local Magnetic Moment Embedded in Josephson Junction
最近的实验电导测量顺磁性分子吸附在超导表面上，使用超导扫描隧道显微镜技术，进行了理论研究。对于低温，我们证明，隧道电流辅助激发的本地磁矩不能发生小于扫描隧道显微镜的超导能隙的电压偏置。磁矩仅在对应于超导能隙和自旋激发能之和的电压下被激发。在极好的协议与实验中，我们表明，泵入较高的激发提供额外的电流签名的密度在较低的积累。使用外部磁场，我们塞曼分裂可能的简并，从而解决了所有的励磁包括在磁矩。
2014-10-10 cond-mat.mes-hall
Inelastic electron tunneling spectroscopy for probing strongly correlated many-body systems by scanning tunneling microscopy
我们提出了一个扩展的扫描隧道显微镜（STM）的隧道理论，包括不同类型的振动电子耦合负责非弹性贡献的隧道电流在强耦合限制。它允许更好地理解更复杂的扫描隧道光谱的分子在金属基板上分离弹性和非弹性的贡献。出发点是在没有STM尖端的情况下，电子活性局域轨道的谱函数的精确解。这包括耦合系统中的电子-声子耦合，该耦合系统包括分子和衬底到任意顺序，包括反绝热强耦合机制以及对分子的自由电子自旋的近藤效应。隧道电流是在隧道矩阵元的第二阶中导出的，该隧道矩阵元以相关振动位移的幂展开。我们使用单粒子电子性质的从头计算结果作为数值重整化群方法的适应材料特定输入，以准确地确定Ag（111）上NTCDA分子的电子性质，作为我们理论的挑战性样品系统。我们的分析表明，在没有任何电子-声子耦合的情况下，隧道电流的从头算多体计算与实验扫描隧道光谱之间的失配可以通过包括两种机制来解决：（i）局部衬底轨道上的强非常规Holstein项导致近藤温度的降低，以及（ii）不同的电子-振动耦合到隧穿矩阵元是$dI/dV$曲线中有限频率处的非弹性阶跃的原因。
2019-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Superconducting transport through a vibrating molecule
本文研究了超导导线中弱耦合到单个相干声子/振动模的分子水平的非平衡电子输运。Keldysh格林函数形式主义用于计算整个偏置电压范围的电流。在亚间隙制度，多Andreev反射（MAR）过程伴随着声子发射导致丰富的结构附近的MAR通道的发病，包括奇偶校验效应，可以解释在非弹性MAR梯形图片。因此，我们建立了非弹性MAR的Keldysh形式主义和Landauer散射方法之间的联系。
2006-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum hardware simulating four-dimensional inelastic neutron scattering
以有限尺寸自旋系统为模型的磁性分子是量子现象的试验台，可能构成未来自旋电子器件、持久纳米级存储器或抗噪声量子计算平台的关键元件。非弹性中子散射是探测它们的首选技术，在原子尺度上表征分子本征态。然而，尽管可以可控地合成大的磁性分子，但由于经典计算机上所需资源的指数缩放，模拟它们的动力学和解释光谱测量是具有挑战性的。在这里，我们表明，量子计算机有可能有效地提取动力学相关性和相关的磁中子截面模拟原型自旋系统的量子硬件。我们确定的主要门错误，并显示我们的方法的潜在的可扩展性。中子散射和量子处理器的发展之间的协同作用将有助于为未来的应用设计自旋团簇。
2021-03-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Inelastic quantum transport in a ladder model: Measurements of DNA conduction and comparison to theory
我们研究了梯形模型的量子输运特性，该模型有效地模拟了双链DNA分子的拓扑结构。我们考虑隧穿电荷与选定的内部振动自由度的相互作用，并讨论其对电流-电压特性的结构的影响。此外，分子电极接触效应显着影响的数量级的电流。最近的电传输测量悬浮的DNA低聚物与一个复杂的碱基对序列，揭示惊人的高电流，也提出了作为一个参考点的理论建模。测量的I-V曲线的半定量描述实现，这表明耦合到振动激发在DNA导电中起着重要的作用。
2006-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Determining the molecular Huang-Rhys factor via STM induced luminescence
本研究基于Bardeen理论和IES机制，利用STML分析非弹性隧穿电流的微分电导及二阶导数特征，提出测定分子黄-里斯因子的方法。
2023-11-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Inelastic Scattering in Metal-H2-Metal Junctions
我们提出了第一性原理计算的dI/dV特性的H2分子夹在Au和Pt电极中的存在下的电子-声子相互作用。电导被发现减少了几个百分点，在阈值电压对应的激发能的纵向振动的H2分子。在Pt电极的情况下，横向振动可以介导通过否则非传输Pt $d$ -通道的传输，导致微分电导的增加，即使氢结的特征主要在于单个几乎完全开放的传输通道。在Au的情况下，横模不影响dI/dV，因为Au的d态远低于费米能级。利用散射理论对第一性原理的结果作了简单的解释。最后，我们比较和讨论我们的结果与实验数据。
2009-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic spectra in the tridiminished-icosahedron \{Fe$_9$\} nano-cluster by inelastic neutron scattering
低温下外加磁场下的非弹性中子散射（INS）实验表明，在所谓的三缩铁二十面体磁性分子中存在详细的低激发态。磁性分子由九个铁Fe $^{3+}$（$s = 5/2$）和三个磷原子组成，它们位于一个近乎完美的二十面体的十二个顶点上。三个磷原子形成一个平面，将铁簇分成两个弱耦合的三离子和六离子碎片，分别为\{Fe $_3$ \}和\{Fe $_6$ \}。磁场INS结果显示出$S=1/2$基态，预期来自具有粉末平均$g$值$=2.00$的\{Fe $_3$ \}三元组的完美等边三角形。两组三重激发的温度和磁场依赖性表明$S=0$基态与两个非简并$S=1$状态归因于\{Fe $_6$ \}片段。分裂可能是由于两个片段之间的有限耦合，单离子各向异性，反对称交换耦合，或从其三角形构建块的磁阻挫。
2014-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Vibration-mediated correlation effects in the transport properties of a benzene molecule
我们从理论上分析了关联效应对苯分子输运性质的影响，这种影响是由原子核的运动和传输电荷之间的相互作用所介导的。我们专注于最低的分子振动模式，使我们能够推导出电流的解析表达式。结果提供了透明的解释的各种功能的高度非线性的电流-电压特性，这是实验上可通过共振非弹性电子隧穿光谱。
2013-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electric Field Controlled Magnetic Anisotropy in a Single Molecule
我们已经测量了量子输运通过一个单独的Fe $_4$单分子磁铁嵌入在一个三端设备的几何形状。在非弹性隧穿谱中观察到相邻电荷态的特征零场分裂及其磁场演化。我们表明，分子保留其磁性，而且，磁各向异性显着增强的可逆电子添加/减去控制的栅极电压。因此，单分子磁性可以通过电气方式控制。
2010-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
E-band excitations in the magnetic Keplerate molecule Fe30
通过线性自旋波理论（SWT）、修正的线性SWT和自旋能级平均场论（SLMFT）计算的磁性Keplerate分子Fe 30中的低温激发与Garlea等人[Phys.Rev.B73，024414（2006）]最近的非弹性中子散射结果进行了比较。SLMFT很好地再现了部分实验光谱，但不是全部。SWT产生了一部分E带激发，因此不能完整地描述激发光谱。
2006-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theory of single spin inelastic tunneling spectroscopy
最近的工作表明，非弹性电子扫描隧道显微镜（STM）探测薄绝缘层中单个和少数磁性原子的基元自旋激发。在这里，我表明，这种新类型的光谱描述使用现象学自旋辅助隧穿哈密顿。在这种形式中，非弹性$dI/dV$线形与被探测磁性原子的自旋谱权重有关。这解释了实验中观察到的自旋选择规则。该理论与现有的STM实验，以及单一的Fe和Mn原子，以及线性链的几个Mn原子。在非弹性$dI/dV$和显着的奇-偶$N$效应的磁各向异性占的理论。
2009-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic transitions induced by tunnelling electrons in individual adsorbed M-Phthalocyanine molecules (M $\equiv$ Fe, Co)
本文对吸附在Cu（110）（2 $\times$ 1）-O表面上的Fe-Pc和吸附在Pb（111）岛上的Co-Pc分子中的隧穿电子引起的磁跃迁进行了理论研究。磁转变对应于金属离子的自旋角动量相对于周围环境和可能的外加磁场的取向的变化。用密度泛函理论（DFT）输运方法研究了Fe-Pc吸附体系，结果表明：（1）Fe-Pc吸附体系中Fe原子的磁结构与自由Fe原子或其它吸附体系中Fe原子的磁结构不同;（2）电子（空穴）注入Fe-Pc吸附体系中Fe原子主要涉及Fe $3d_{z^2}$轨道.这些结果充分说明了系统的磁结构和负责磁转变的过程。在强耦合的方法处理的动力学的隧穿电子引起的磁跃迁。将Fe-Pc处理扩展到Co-Pc情况。本计算准确地再现了磁性IETS（非弹性电子隧穿光谱）实验所观察到的磁性跃迁的强度，特别是，占主导地位的吸附M-Pc分子的传导中的非弹性电流。
2010-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Fingerprints of collective magnetic excitations in inelastic electron tunneling spectroscopy
针对大体系磁激发难以由微分电导离散台阶表征的问题，本文提出利用二阶微分电导测量局域自旋态密度，并在Heisenberg链中给出零频模式探测方法。
2025-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonlocal inelastic scattering of light: Enhanced and noiseless signals in remote-coupled optomechanical systems
物质系统的非弹性散射，如拉曼散射，包含了丰富的机械振动信息，如共振频率，这导致了各种应用，例如，特定分子的传感器。然而，观察输出信号需要灵敏的设置，因为非弹性信号本质上是弱的，并且受到强输入的干扰。在这项研究中，我们从理论上研究了一种物理方案，以避免有害的影响，通过远离它的发射器和大大提高输出信号的输入。如果两个物体之间存在机械耦合，并且禁止直接的光通信，则非局域非弹性散射信号会显著增强。我们证明了这种机制，考虑耦合光机系统作为一个典型的例子，使控制的两体相互作用的强度。结果提出了一个一般的计划，以提高非局部非弹性散射的无噪声和纯信号。
2021-10-01 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
