Mode-selective vibrational excitation induced by nonequilibrium transport processes in single-molecule junctions
在有限偏压下的纳米级分子结中,振动能的分子内分布可以强烈地偏离热平衡分布,并且可以以可控的方式选择性地激发特定的振动模式,而不管相应的模式频率。这表明与本地化的电子状态的非对称分子结的通用模型,采用主方程以及非平衡格林函数的方法。它示出,施加的偏置电压控制耦合到这些状态的特定振动模式的激发,通过调整它们的电子布居,这会影响由于与引线的能量交换的振动冷却过程的效率。
2010-06-24 cond-mat.mes-hall
Charge-carrier-induced frequency renormalization, damping and heating of vibrational modes in nanoscale junctions
在纳米结中,载流子与局部振动之间的相互作用导致振动模式的重整化、阻尼和加热。在这里,我们制定了一个非平衡格林函数为基础的理论来描述这种影响。研究一个通用的结模型与非共振电子水平,我们发现一个强的偏置依赖的频率重整化和振动阻尼伴随着显着的非线性振动加热与中间值的耦合到引线的交界处。结合我们的理论和从头计算,我们进一步表明,在OPV 3结中实验观察到的拉曼位移和线宽的偏压依赖性[D. Ward等人,Nature Nano. 6,33(2011)]可以通过动态载体筛选和分子充电的组合来解释。
2013-11-21 cond-mat.mes-hall
Low conductance of the nickel atomic junctions in hydrogen atmosphere
采用非平衡格林函数理论结合第一性原理计算研究了氢环境中镍原子结的低电导。由$H_2$分子桥接的Ni结具有约0.7 $G_0$的电导。这种电导是由$H_2$分子的反键状态贡献的,其与附近Ni原子的$3d$轨道形成键合状态。相反,由两个单个H原子桥接的Ni结具有约1 $G_0$的电导,其是弱自旋极化的。自旋通道被发现主要贡献电导在一个小的结间隙,而自旋通道发挥主导作用,在一个较大的结间隙。
2016-12-22 cond-mat.mes-hall
Vibrationally Induced Two-Level Systems in Single-Molecule Junctions
发现单分子结在dI/dV谱中显示出异常尖峰。尖峰的能量位置与局部振动模式能量有关。振动引起的两级系统的模型再现的数据非常好。这种机制预计是相当普遍的单分子结。它作为一个内在的放大机制,本地振动模式的功能,并可能被开发作为一个新的光谱工具。
2006-07-18 cond-mat.mes-hall
Tunnel transport through multiple junctions
我们计算了通过M(inf.)型双结的电导。Sn-Mm-Sn-M(inf.)和M(inf.)-型的三联点。Sn-Mm-Sn-Mm-Sn-M(inf.),其中M(inf.)是半无限金属电极,Sn是半导体的“n”层,Mm是金属的“m”层(与电极相同),并将结果与通过类型M(inf.)的简单结的电导进行比较。Sn-M(inf.)。结是二维的,并且它们的部分(电极和“活性区域”)在垂直于传输方向的方向上是周期性的。为了计算电导,我们使用格林函数Landauer-B $\ddot{u}$ ttiker形式主义。结的电子结构由紧束缚哈密顿量建模。对于一个简单的结,我们发现电导随半导体厚度呈指数衰减。对于双结和三结,电导随着中间金属厚度而振荡,并且呈现峰值,对于该峰值,电导增强1-4个数量级。我们发现,当有一个电导峰时,电导高于对应于一个简单的结。双结的电导与简单结的电导之比最大为146%,而三结的电导之比最大为323%。这些振荡的电导解释的结的有源区的能谱。
2008-10-02 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic effects in the heat conductance of superconducting-normal-superconducting and normal-superconducting junctions
我们研究了混合超导结的热导。我们的分析涉及单通道结与任意传输以及扩散连接器,并显示超导间隙和相位的接触对热导的影响。如果结是扩散的,这些影响是完全淬火的平均,但是,我们发现,他们的影响仍然存在于弱本地化的修正和电导波动。虽然这些统计特性强烈偏离众所周知的类似物的电荷电导,我们证明,热导波动保持接近普遍的行为。我们发现了一个推广的Wiedemann-Franz定律,适用于具有相等禁带和零相位差的约瑟夫森结。
2019-06-28 cond-mat.mes-hall
Dependence of Single Molecule Junction Conductance on Molecular Conformation
单个金属-分子-金属结的电导主要取决于分子的构象。在联苯的简单情况下,两个苯环通过单个C-C键连接在一起,电导预计取决于两个环之间的相对扭转角,其中平面构象具有最高的电导。许多不同的技术已经测量了金属-分子-金属结的电导。然而,从结到结的电导变化使得很难验证即使是最简单的预测分子应该如何在单分子器件中的行为。在这里,使用胺连接基团形成单分子结,我们显示了一系列的7个联苯分子与不同的环取代,改变分子的扭转角的分子构象和结电导之间的明确的相关性。我们发现,该系列的电导随着扭转角的增加而减少,符合理论上预测的余弦平方关系通过π共轭系统的运输。
2006-07-31 cond-mat.mes-hall
Vibrational Excitations in Weakly Coupled Single-Molecule Junctions: A Computational Analysis
在本体系统中,分子通常使用拉曼或红外光谱通过其振动光谱来识别。近年来,在单分子结的低温电导测量中观察到了振动激发线,它们可以提供类似的识别手段。我们提出了一种方法来有效地计算这些激发线在弱耦合,门控单分子结,使用从头算密度泛函理论和速率方程的组合。我们的方法考虑到从激发态到激发振动态的过渡,通过评估任意数量的振动量子的Franck-Condon因子,因此能够从限于从基态到激发振动态的过渡的计算中预测定性不同的行为。我们发现,振动光谱是敏感的分子接触几何形状和电荷状态,它通常是必要的,以考虑一个以上的振动量子。与先前报道的π共轭分子测量的定量比较表明,我们的方法能够表征振动激发,并可用于识别结中的单个分子。该方法在商用硬件上计算上是可行的。
2010-02-24 cond-mat.mes-hall
Suppression of Conductance in a Topological Insulator Nanostep Junction
我们研究了三维拓扑绝缘体表面纳米台阶结中的量子输运。我们计算的散射矩阵形式主义内的整个结的电导,并发现,作为偏置电压的增加,纳米台阶结的电导被抑制了1/3的通用因子相比,一个类似的平面结的电导基于一个单一的表面的拓扑绝缘体。我们还计算和分析了纳米台阶结的Fano因子,并预测Fano因子在1/5处饱和,比泊松过程小五倍。
2012-04-16 cond-mat.mes-hall
Experimental Evidence for Quantum Interference and Vibrationally Induced Decoherence in Single-Molecule Junctions
利用机械控制的断裂结技术和密度泛函理论,从实验和理论两方面分析了单分子结中的量子干涉和退相干效应。我们考虑的情况下,干扰是由重叠的准简并态。由电子-振动耦合引起的退相干机制强烈影响流过单分子接触的电流,并且可以通过温度变化来控制。我们的研究结果强调了所有重要的相关振动理解电荷传输通过分子结。
2012-03-19 cond-mat.mes-hall
Vibrationally coupled electron transport in single-molecule junctions: The importance of electron-hole pair creation processes
振动耦合电子输运通过单分子结被认为是。回顾我们最近的理论工作,我们表明,电子-空穴对创建过程的关键是理解的振动激发特性的单分子接触。此外,这些过程可以导致许多有趣的传输现象,例如负微分电阻、整流、模式选择性振动激发和电流的显著温度依赖性。因此,电子-空穴对产生过程对于阐明通过单分子接触的振动耦合电子输运的基本机制是至关重要的,尽管这些过程不直接有助于流过结的电流。
2013-04-17 cond-mat.mes-hall
Spin-Dependent Conductance in a Junction with Dresselhaus Spin-Orbit Coupling
研究了具有Dresselhaus自旋轨道耦合(DSOC)和磁化的正常金属(NM)/NM结的自旋相关电导。作为参考,我们还研究了这种结中的自旋依赖电导与Rashba自旋轨道耦合(RSOC)。利用标准散射方法,我们计算了DSOC和RSOC中自旋相关电导与栅电压的关系。此外,我们还计算了具有自旋轨道耦合和磁化的铁磁金属(FM)/NM结(我们称之为铁磁自旋轨道金属(FSOM))的电导与栅电压的关系。从这些结果中,我们讨论了这些电导之间的关系,在存在的DSOC和RSOC的存在。我们发现对于NM/FSOM结,DSOC中的电导与RSOC中的电导相同。此外,我们发现在FM/FSOM结中,只有当FM磁化沿面外方向时,DSOC中的电导才与RSOC中的电导相同。
2018-04-01 cond-mat.mes-hall
Vibrationally dependent electron-electron interactions in resonant electron transport through single-molecule junctions
我们调查的作用,电子振动耦合共振电子输运通过单分子结,考虑到相应的耦合强度可能取决于电荷和激发态的分子桥。在存在多个电子态的情况下,这需要扩展常用的模型,并包括振动依赖的电子-电子相互作用。我们使用Born-Markov主方程的方法,并考虑选定的模型来验证额外的相互作用对单分子结的输运特性的影响。特别是,我们表明,它有一个显着的局部冷却和加热机制的影响,可能会导致负微分电阻,并导致显着的不对称性的电导图的单分子结。
2015-08-10 cond-mat.mes-hall
Electrical conductance of molecular junctions by a robust statistical analysis
我们提出了一个客观和强大的方法来提取连接到金属电极的单分子的电导从一组测量的电导数据。我们的方法根源于隧道的物理学和octanedithiol使用机械可控断裂结进行测试。单分子电导值可以在不需要数据选择的情况下推导出。
2006-10-11 cond-mat.mes-hall
Voltage tuning of vibrational mode energies in single-molecule junctions
分子的振动模式是由分子内键合、原子质量和分子几何形状决定的基本性质,并且通常作为纳米级过程中耗散的重要通道。虽然单分子结已经被用来操纵分子的电子结构和相关的功能特性,振动模式能量的电控制仍然是难以捉摸的。在这里,我们使用同时传输和表面增强拉曼光谱测量,以证明大的,可逆的,电压驱动的位移的振动模式能量的C60分子在金结。C60模式的能量被发现与偏置近似二次变化,但在一个简单的振动斯塔克效应不一致的方式。相反,我们的理论模型表明,模式转换是偏置驱动的电子电荷添加到分子的签名。这些结果意味着,电压控制调谐的振动模式是一种普遍的现象,在金属分子界面,是一种手段,实现显着转变的振动能量相对于纯斯塔克效应。
2014-03-04 cond-mat.mes-hall
Non-linear thermoelectrics of molecular junctions with vibrational coupling
我们提出了一个详细的研究的非线性热电性质的分子结,所代表的耗散Anderson-Holstein模型。一个单一的轨道水平与强库仑相互作用耦合到一个本地化的振动模式,我们占电子和声子交换与两个电极,调查这些如何有助于热量和电荷的传输。我们计算的效率和功率输出的设备作为一个热电功率转换器,并确定最佳的操作条件,这被发现是定性地改变振动模式的存在。基于这一研究的一个通用模型系统,我们讨论了理想的热电应用的分子结的属性。
2010-04-26 cond-mat.mes-hall
Vibrationally Induced Decoherence in Single-Molecule Junctions
采用非平衡格林函数方法研究了单分子结中电子输运的量子干涉效应和电子振动耦合的相互作用。我们的研究结果表明,非弹性过程导致,在一般情况下,淬火的量子干涉效应。这种淬灭对于增加偏置电压和振动激发水平更明显。由于这种振动诱导的退相干,在分子接触的传输特性的振动签名可能会强烈偏离一个简单的弗兰克-康登图片。这包括共振和非共振传输机制中的签名。此外,它示出,通过电子-空穴对创建过程的局部冷却可以深刻地影响输运特性,从而引起电流的显着的温度依赖性。
2013-02-05 cond-mat.mes-hall
Conductance oscillations in Chern insulator junctions: valley-isospin dependence and Aharonov-Bohm effects
在相干态下,对量子霍尔石墨烯双极结产生的陈氏绝缘结的输运性质进行了理论研究。通过结的相干输运表现出两个介观特征:量子霍尔电导的谷-同位旋依赖性和界面通道的Aharonov-Bohm(AB)效应。我们证明了可以在具有完美边缘终端的石墨烯样品中测量谷-同位旋依赖性,从而导致最小陈数情况下的电导振荡。另一方面,虽然电导平台被发现是不清楚的较大的陈数,电导表现出振荡行为的周期是相对较长的比谷同位旋依赖的振荡。这种电导振荡归因于AB效应,这是隐含地由结界面附近的分裂金属通道创建的。我们指出,一个可能的起源不明确的高原先前推测是不完整的现实设备是低能见度电导振荡由于不平等的光束分裂。
2017-12-08 cond-mat.mes-hall
Effect of broadening in the weak coupling limit of vibrationally coupled electron transport through molecular junctions and the analogy to quantum dot circuit QED systems
本文用速率方程方法研究了稳态偏置分子结中振动模的非平衡布居。我们专注于弱电子振动耦合的限制,并表明,在共振传输制度和足够高的偏置电压,振动激发的水平随着耦合强度的降低而增加,假设一个有限的非零值。只有当明确考虑环境自由度的影响时,才能观察到关于电子振动耦合强度的分析行为。我们认为三种不同类型的加宽的影响:杂交与电极,热波动和耦合到一个热的热浴。我们的结果适用于振动耦合电子输运通过分子结,但也耦合到微波腔,其中的光子数可以预期表现出类似的行为的量子点。
2015-06-15 cond-mat.mes-hall
Conductance of a Semiconductor-Superconductor junction in high magnetic field
研究了高磁场中二维超导体(S)器件的电导$G$:计算了$G(ν)$。当二维电子气中的回旋直径大于二维电子气-S表面的宽度时,由于准粒子在表面的Aharonov-Bohm型干涉,$G(ν)$成为非单调函数。在结的某些参数下,电导随$ν$振荡。
2001-02-11 cond-mat.mes-hall
Conductance asymmetry of graphene pn junction
我们使用非平衡格林函数(NEGF)方法在弹道极限下提供石墨烯PN结电导的定量描述-石墨烯电子器件的重要构建块。在本文中,最近的实验石墨烯结解释的弹道输运模型,但只有当有限的结过渡宽度,DW,占。特别是,实验观察到的anamolous增加在低源极/漏极电荷密度条件下的nn和np结之间的电阻不对称性也定量捕获我们的模型。鉴于在电子聚焦等应用中对尖锐结的要求,我们还研究了Dw小的情况下的PN结电导,发现波函数失配(所谓的伪自旋)在尖锐PN结中起着重要作用。
2009-06-05 cond-mat.mes-hall
Role of Nearly-Degenerate Vibrational Modes in Electron Transport through a Molecular Junction
我们考虑一个开放的分子结,其中电子耦合到多模声子。使用主方程方法的平衡声子,我们表明,近简并声子模式可以映射到一个有效的单模,这可以导致显着减少计算成本。作为例子,我们将我们的理论应用于OPV-5分子,并表明我们可以获得一致的电导谱,同时将计算时间减少了几个数量级
2020-11-12 cond-mat.mes-hall
Negative Differential Conductance in Nano-junctions: A Current Constrained Approach
提出了一种计算分子纳米结负微分电导的电流约束方法。一个四站点的结被认为是一个稳态电流被迫插入只有两个中心网站内的电路。这两个侧位(代表例如悬挂分子基团)不积极参与传输,但与两个主位交换电子。这些辅助位点允许结内的电子数量可变,而如电流约束方法所要求的,系统中的电子总数保持恒定。我们讨论了负微分电导的条件,在合作,在结中的电子数的变化,和电子的相关性。
2012-04-23 cond-mat.mes-hall
Low Energy Coherent Transport in Metallic Carbon Nanotube Junctions
我们研究了两个交叉的具有一般手性的金属碳纳米管结的低能电子性质。我们推导出一个紧密结合的隧道矩阵元素,它耦合两个管上的低能态,这使我们能够计算结的接触电导。我们发现,固有的不对称性的结导致的前向和后向跳跃的概率从一个管到另一个是不同的。这定义了一个零场霍尔电导的结,我们发现成反比的结接触电导。通过系统研究结电导与不同结参数的关系,发现交叉角是决定电导大小的主要因素。
2010-12-02 cond-mat.mes-hall
Conductance oscillations of antiferromagnetic layer tunnel junctions
研究了MnBi$_{2}$Te$_{4}$等磁性拓扑绝缘体构成的反铁磁层隧道结在面内磁场下的电导振荡,发现奇偶层因散射相位差表现出截然不同的量子干涉特征,且随结长增加干涉图样从类SQUID演化为类Fraunhofer振荡。
2023-06-06 cond-mat.mes-hall
Magneto-conductance of topological junctions based on two-dimensional electron gases reveals Majorana phases
本文计算了在垂直磁场作用下,二维电子气结的线性电导。我们考虑两个重要的条款往往被忽视的文献中,磁轨道和横向Rashba自旋轨道。强轨道效应,由于磁场产生拓扑相变到非平凡的阶段托管马约拉纳模式的混合部分。在交界面处的势垒的存在下,揭示了马约拉纳相的量子化高原的高电导,为低的化学势值。在宽结(或大化学势)中,相变发生在低磁场下,但磁导变得异常,缺乏明显的量化平台。
2019-12-04 cond-mat.mes-hall
Influence of chemical structure on the stability and the conductance of porphyrin single-molecule junctions
卟啉分子可以在没有锚定基团的情况下形成稳定的单分子连接。添加硫醇端基和吡啶轴向基团产生更稳定的结与低偏置电导的增加的扩展。这是一个结果,不同的桥接的几何形状在断裂过程中,其稳定性表现在随时间变化的电导测量。这与棒状分子形成强烈对比,棒状分子显示出一种优先结合几何形状。
2011-09-29 cond-mat.mes-hall
Resonant Electron Transport in Single-Molecule Junctions: Vibrational Excitation, Rectification, Negative Differential Resistance and Local Cooling
分析了单分子结共振电子输运中的振动子效应。这项研究是基于分子结的通用模型,其中包括振动耦合和库仑相互作用的分子桥上的电子状态。输运计算采用主方程法。结果,获得了一系列的模型与日益复杂的,显示了许多有趣的传输现象,包括振动激发,整流,负微分电阻(NDR)以及局部冷却。虽然其中一些现象已经观察到或提出之前,本分析扩展了以前的研究,并允许更详细地了解基本的传输机制。特别是,它表明,许多观察到的现象只能解释,如果考虑到在分子-铅界面的电子-空穴对创建过程。进一步分析了多电子态系统中的电子振动效应及其对分子结稳定性的影响。
2010-10-24 cond-mat.mes-hall
Non-thermal vibrations in biased molecular junctions
利用主方程方法研究了载流模型分子结的振动统计。特别是,我们集中在使用一个有效的温度$T_{\rm eff}$的有效性来表征的非平衡稳态的振动模式。我们确定的情况下,一个单一的$T_{\rm eff}$不能完全描述一个振动状态。在这种情况下,不同振动状态之间的概率分布不遵循玻尔兹曼类型。因此,振动模式的实际熵(自由能)低于(高于)由$T_{\rm eff}$给出的对应的热值,表明可以从这些状态提取额外的功。研究结果对纳米尺度体系非热振动态的热力学研究及其在纳米尺度热机中的应用具有重要意义。
2020-03-21 cond-mat.mes-hall
Conductance oscillation due to the geometrical resonance in FNS double junctions
本文从理论上分析了铁磁金属/超导金属/超导体双结中的Andreev反射,特别考虑了超导金属层中的电子干涉效应。我们表明,由于几何谐振的电导振荡作为偏置电压的函数。我们发现,交换场,因此自旋极化的铁磁金属可以确定从电导振荡的周期,这是成比例的平方根的交换场。
2009-06-26 cond-mat.mes-hall
Mechanically-Controlled Binary Conductance Switching of a Single-Molecule Junction
分子尺度的元件预计将成为纳米级电子器件的核心。虽然已经报道了原子量子点接触中的分子尺度开关,但单分子结通过分子设计提供了调节开/关电导状态的额外灵活性。到目前为止,单分子结中的开关被归因于分子的构象或电荷状态的变化。在这里,我们证明了可逆的二元开关在单分子结的金属分子接触几何形状的机械控制。我们发现,4,4 '-联吡啶-金单分子结可以通过反复的结伸长和压缩在两种电导状态之间可逆地切换。使用第一性原理计算,我们将不同的测量电导状态归因于在灵活但稳定的N-Au键处的不同接触几何形状:当N-Au键垂直于导电π系统时电导低,否则电导高。吡啶-金连接所固有的这种开关机制可以形成一类新的机械活化单分子开关的基础。
2009-01-08 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
Effect of Disorder on the Conductance of (non-) Topological SN Junctions
一般的多通道SN结分为两个拓扑类取决于是否有一个马约拉纳模式本地化的交界处。这是已知的,导致不同的行为的电导在任意的障碍附近的结的存在。我们讨论这些拓扑性质从两个角度来看,一个是基于代表的混乱与一个干净的SN结和一个基于低能量场论方法的散射矩阵串联。第一种方法用于讨论量子线与远离结的三维金属之间的欧姆接触效应。第二个是用于处理相互作用。
2014-10-07 cond-mat.mes-hall
Conductance asymmetry in proximitized magnetic topological insulator junctions with Majorana modes
本文研究了磁性拓扑绝缘体-超导体NSN结中通过Majorana态的电子输运,发现拓扑保护的Majorana模式要求接地电导相对于偏压等分点呈现反对称性。
2023-08-01 cond-mat.mes-hall
Valley detection using a graphene gradual pn junction with spin-orbit coupling: an analytical conductance calculation
石墨烯PN结是构筑各种石墨烯纳米结构的重要材料。石墨烯渐变PN结在整个双极区的电导的解析公式至今还没有。本文在考虑自旋轨道耦合和交错势的情况下,解析地计算了pn电导。我们的解析表达式表明,在一定的参数范围内,能隙使电导相对于无能隙时的电导下降一个恒定值,并表明电导对交错势的曲线由两个高斯峰组成,一个谷贡献一个峰.后者的功能允许一个检测谷极化,而不使用双界面谐振装置。
2016-01-06 cond-mat.mes-hall
Transient currents of a single molecular junction with a vibrational mode
利用电流矩阵的传播格式和辅助模式展开方法,研究了单分子结与振动模耦合的瞬态动力学。我们的方法是基于Anderson-Holstein模型和修饰隧道近似的电子自能的极化制度。计算了突然开启隧穿引线和突然向上阶跃偏置脉冲后的随时间变化的电流。我们发现,强的电子-声子相互作用极大地影响系统的非线性响应特性,并引起有趣的特性的瞬态电流的时间轨迹。
2015-09-21 cond-mat.mes-hall
Tunneling Conductance in Normal-Insulator-Superconductor junctions of Silicene
本文从理论上研究了薄势垒条件下硅烯正常绝缘体超导结的输运性质。类似于石墨烯,这种NIS结构中的隧穿电导表现出作为绝缘区域中的势垒的强度的函数的振荡行为。然而,与石墨烯不同的是,硅烯中的隧穿电导可以通过外部电场来控制,这是由于硅烯的屈曲结构。我们还证明了整个NIS结的隧穿电导的行为的变化,因为我们改变了正常硅烯区域的化学势。此外,在正常区的高掺杂水平下,隧穿电导随势垒强度变化的振荡周期随硅烯超导区掺杂的变化而从$π/2$变化到$π$.
2016-09-02 cond-mat.mes-hall
Mechanisms of jump to contact and conductance plateau formation in copper atomic junctions in vacuum and aqueous environments
通过第一性原理理论和半经验计算,探讨了水分子和单原子接触之间的相互作用,反映在铜原子结的电导和机械力。我们研究的影响的原子几何形状的铜电极的金字塔和非晶体结构的存在和不存在的水的电导分布的电极接近对方。结果表明,纳米接触的原子排列对平台的形成和电导值有至关重要的影响。在电极之间形成直接Cu-Cu接触之前,氢键合的水分子的基团桥接结电极。然而,通过单个H $_{2}$ O分子桥接两个铜电极仅发生在与金字塔电极的结中。我们的研究结果表明,H $_{2}$ O分子的存在强烈修改这些路口的电导分布。在没有水分子的情况下,金字塔结表现出连续的整数电导平台之间的过渡,而在H $_{2}$ O分子的存在下,这些结显示出突然跳跃到接触行为,没有明确的电导平台。相比之下,在不存在H $_{2}$ O分子的情况下,非结晶结显示跳跃到接触行为并且没有明确的平台,而在存在H $_{2}$ O分子的情况下,它们显示跳跃到接触以及分数和整数平台之间的突然转变。
2020-05-16 cond-mat.mes-hall
Tunneling Conductance of The Graphene SNS Junction with a Single Localized Defect
利用Dirac-Bogoliubov-deGennes方程研究了石墨烯基超导体-正常(石墨烯)-超导体(SNS)结中的电子输运。我们考虑了在脏极限下,带重掺杂超导电极的未掺杂石墨烯带的隧穿电导特性。我们发现,Andreev束缚态的光谱的存在下,单一的局域缺陷的体积修改。最小隧穿电导保持不变,并且该结果不依赖于缺陷的实际位置。
2010-06-07 cond-mat.mes-hall
Simultaneous Determination of Conductance and Thermopower of Single Molecule Junctions
我们报告的第一个并发测定电导(G)和热电(S)的单分子结通过直接测量的电流和热电流使用扫描隧道显微镜为基础的断裂结技术。我们探索了几个胺-Au和吡啶-Au连接的分子,预测通过最高占据分子轨道(HOMO)或最低未占分子轨道(LUMO),分别进行。我们发现,塞贝克系数是负的吡啶金连接LUMO导电结和积极的胺金连接HOMO导电结。在可达到的温度梯度(<30 K),我们没有观察到结塞贝克系数对温度的强烈依赖性。从1000个结的直方图中,我们使用最可能的塞贝克系数来确定所研究的每个结的功率因数GS ^2,并发现GS ^2随着G的增加而增加。最后,我们发现电导和塞贝克系数值与我们的自能校正的密度泛函理论计算结果有很好的定量一致性。
2012-01-09 cond-mat.mes-hall
Light Induced Negative Differential Conductance in Molecular Junctions: Role of Triplet States and Electron-Phonon Interaction
在本工作中,我们从理论上考虑了OPE-3分子桥接两个金属引线,并表明,由于电子-声子相互作用和阳离子到三重态的跃迁,我们可以有一个光诱导的负微分电导。此外,我们还研究了光强和温度对这种现象的影响。
2021-04-28 cond-mat.mes-hall
Distribution of Conductances in Chiral Topological Superconductor Junctions
研究了具有$N$手性Majorana费米子模的手性拓扑超导体和具有整数Chern数$C$的量子霍尔绝缘体构成的异质结的电子输运性质.在弱无序区,我们发现QHI-TSC-QHI结的两端电导$σ_{12}$一般是非量子化的,但服从由$C$和$N$确定的一定分布,这是由TSC边缘上手征Majorana费米子模基的随机SO($N$)旋转引起的。相反,在强无序区,$σ_{12}$倾向于量子化。最后,我们简要讨论了分数量子化的结的热导。
2018-07-11 cond-mat.mes-hall
Role of crystal structure and junction morphology on interface thermal conductance
我们认为,具有不同形态的界面之间的相对热导率是由晶体结构通过$M_{min}/M_c > 1$,{ \it最小模式}计数之间的比率两侧$M_{min}$,和{ \it保存模式} $M_c$,保持声子动量横向的界面。具有添加的均匀层的结,“均匀”和“突变”结限于$M_c$,而具有界面无序的结,“混合”,利用模式谱扩展到$M_{min}$。在我们的立方晶体的研究中,从“突变”到“混合”界面的电导的最大增强似乎与守恒模式中的空隙的出现相关,其中$M_c = 0$。当层间耦合弱色散时,这种空洞通常会出现,使能带随动量刚性移动。界面混合也增加了合金散射,这降低了电导与模式谱扩展。因此,跨“混合”结的电导并不总是相对于“均匀”界面处的电导增加。
2015-07-15 cond-mat.mes-hall
Generalized conductance sum rule in atomic break junctions
当一个原子大小的断裂结被机械拉伸时,接触的总电导在很宽的伸长范围内保持近似恒定,尽管同时各个通道的透射率(结原子的价轨道)经历强烈的变化。我们提出了一个微观的解释这一现象的基础上,库仑关联效应的结原子的价轨道之间的电子。由此产生的近似电导量子化是密切相关的弗里德尔求和规则。
2000-10-06 cond-mat.mes-hall
Bias-Controlled Selective Excitation of Vibrational Modes in Molecular Junctions: A Route Towards Mode-Selective Chemistry
我们发现,在单分子结与非对称分子铅耦合的振动模式可以选择性地通过施加一个外部偏压激发。由此,可以产生振动能量的非统计分布,即,具有高频率的模式可以比具有低频率的模式更强地被激发。这在模式选择性化学的背景下特别令人感兴趣,其中人们的目标是打破分子中的特定(不一定是最弱的)化学键。这种模式选择性的振动激发证明了两个通用的模型系统,代表不对称的分子结和/或扫描隧道显微镜实验。为此,我们采用两种互补的理论方法,非平衡格林函数方法和主方程方法。这两种方法的比较揭示了良好的协议在描述共振电子输运通过单分子接触,但也突出了非共振传输过程中的作用,特别是共隧穿和非共振电子空穴对创建过程。
2011-06-01 cond-mat.mes-hall
Magneto tunnel conductance across twisted Weyl semimetal junctions
本文研究扭转耦合的有限尺寸外尔半金属结的磁输运,发现零场下存在纯费米弧态贡献的新型隧穿电导,实验相关磁场下介观及更小样品中横向费米弧态电导贡献显著,需与体手性朗道能级电导共同考虑。
2024-08-20 cond-mat.mes-hall
Tuning the thermal conductance of molecular junctions with interference effects
我们提出了一个\emph{ab initio}研究的干扰效应的作用,在单分子结的热导。更准确地说,使用基于密度泛函理论的第一性原理输运方法,我们分析了基于几种苯和低聚亚苯基乙炔衍生物的单分子结中的相干声子输运。我们发现,这些结的热导率可以通过包含取代基,诱导相消干涉效应,并导致相对于未改性的分子的热导率的降低进行调谐。特别是,我们证明了这些干扰效应表现为声子传输中的反共振,其能量位置可以通过改变取代基的质量来控制。我们的工作为分子结中的热管理提供了明确的策略,更一般地说,在纳米结构的金属-有机混合系统中,这对于确定这些系统如何作为高效的能量转换设备(如热电发电机和冰箱)非常重要。
2017-12-01 cond-mat.mes-hall
Conductance oscillations and zero-bias anomaly in a single superconducting junction to a three-dimensional $Bi_2Te_3$ topological insulator
我们实验研究了Andreev输运通过s波铟超导体和三维$Bi_2Te_3$拓扑绝缘体厚膜之间的单个结。我们研究$Bi_2Te_3$样品具有不同的体积和表面特性,其中的拓扑表面状态的存在下证实了直接ARPES测量。所有的结都证明了超导能隙内的Andreev输运。对于具有透明$In-Bi_2Te_3$界面的结,我们发现了一些近周期的电导振荡,这是伴随着零偏压电导异常。这两种效应在超导转变或电阻结以上消失。我们提出了一个一致的解释,这两种效应起源于邻近诱导的超导关联内的$Bi_2Te_3$拓扑表面状态。
2017-10-27 cond-mat.mes-hall
Excess noise in scanning tunneling microscope-style break junctions at room temperature
纳米系统中的电流噪声提供了电子电导之外的额外信息。我们报告测量在室温下的非平衡“过剩”噪声合奏原子级的金结之间的尖端和薄膜反复形成和破裂,作为偏置条件的函数。我们观察到抑制的噪声附近的电导与电导量子化在这样的结,预期从有限温度理论的散粒噪声在几个量子信道的限制。在更高的电导结中,噪声的Fano因子接近低电导隧穿极限中看到的值的1/3,与扩散制度的方法的理论预期一致。在散粒噪声被相对抑制的电导值处,可能由于闪烁噪声/电导波动机制,存在对与所施加的偏置成二次比例的噪声的残余贡献。
2012-06-19 cond-mat.mes-hall
Thermal transport in fullerene-based molecular junctions: Molecular dynamics simulations
本研究通过经典分子动力学模拟,采用三种方法计算富勒烯单体、二聚体和三聚体分子结的热导,发现三聚体结热导显著降低,为设计低热导热电结提供参考。
2024-02-09 cond-mat.mes-hall
Shot-noise and conductance measurements of transparent superconductor / two-dimensional electron gas junctions
我们已经测量了超导正常金属(S-N)之间的铌(Nb)膜和二维电子气(2DEG),形成在InAs基半导体异质结的电导和散粒噪声。在结附近,2DEG被成形为亚微米分束器。通过分束器的一个臂测量的电流散粒噪声被发现是由于Andreev反射增强。噪声和电导测量都表明Nb-2DEG界面是高质量的,透明度接近约。六七成本装置可以看作是一个准弹道S-N分束器结。
2004-10-25 cond-mat.mes-hall
Vibrational and electronic heating in nanoscale junctions
理解和控制热流是纳米电子学的一个主要挑战。当一个结被光或电荷的流动驱动而脱离平衡时,振动和电子的自由度一般不再由单一的温度来描述[1-6]。此外,表征稳态振动和电子分布{ \it in situ}极具挑战性。在这里,我们表明,表面增强拉曼发射可用于确定在用分子装饰的偏置金属纳米级结中振动模式和流动电子的有效温度[7]。分子振动通过光激发[8]和直流电流[9]显示出模式特定的泵浦,有效温度超过几百开尔文。反斯托克斯电子拉曼发射\cite [10,11]表明,在几百mV的偏置电压下,电子有效温度也增加到其无电流值的三倍。虽然精确的有效温度依赖于模型,但作为偏置条件的函数的趋势是稳健的,并且允许与纳米级加热理论进行直接比较。
2011-06-28 cond-mat.mes-hall
Conductance of Ferro- and Antiferro-magnetic single-atom contacts: A first-principles study
利用第一性原理研究了由磁性针尖和吸附在磁性表面上的吸附原子组成的五个单原子磁性结的自旋相关电导,Co-Co/Co(001)和Ni-X/Ni(001)(X=Fe,Co,Ni,Cu)结。当自旋组态由铁磁性变为反铁磁性时,自旋向上的电导增大,自旋向下的电导减小。对于含有磁性吸附原子的结,由于自旋向下电导的减小抵消了自旋向上电导的增加,几乎不存在自旋阀效应。对于含吸附原子的Ni-Cu/Ni(001)结,在总电导变化22%的情况下,获得了自旋阀效应。此外,自旋组态的改变增强了Ni-Fe/Ni(001)结的自旋过滤效应,但抑制了其它结的自旋过滤效应。
2013-06-14 cond-mat.mes-hall
Conductance Fluctuations in a Metallic Wire Interrupted by a Tunnel Junction
实验研究了金属导线被小隧道结截断时的电导涨落。在这个系统中,偏置电压V,它几乎完全下降的隧道势垒内,被用来探测由于在导线中的无序的电导波动的能量依赖性。我们发现波动的方差与V成正比。实验数据一致地由具有两个唯象参数的理论模型描述:低温下的相破裂时间和扩散系数。
1997-04-14 cond-mat.mes-hall