Inelastic scattering and local heating in atomic gold wires
我们提出了一种方法，包括非弹性散射的第一性原理密度泛函计算方案的分子电子学。作为一个应用，我们研究了两种几何形状的四原子金丝对应于两个不同的应变值，并提出了非线性微分电导与器件偏压的结果。我们的理论与实验结果是定量一致的，并解释了实验观察到的模式选择性。我们还识别了声子加热的特征。
2004-12-16 cond-mat.mes-hall
Inelastic current-voltage characteristics of atomic and molecular junctions
我们报告了非共振区金点接触和分子结的非弹性电流-电压（I-V）特性的第一性原理计算。I-V曲线中的不连续性对应于结构的简正模式出现。由于这些系统的准一维性质，具有大纵向分量的特定模式主导非弹性I-V曲线。在金点接触的情况下，我们的结果与最近的实验数据吻合得很好。对于分子结，我们发现非弹性I-V曲线对分子与电极的接触结构非常敏感，从而为提取分子线中的键合几何提供了一个强有力的工具。
2005-03-08 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
Cotunneling theory of inelastic STM spin spectroscopy
我们建议cotunneling作为微观机制，使非弹性电子光谱的磁性原子在表面的广泛的系统，包括单个磁性吸附原子，分子和分子堆。我们描述的扫描尖端和导电表面之间的电子输运通过磁系统（MS）与广义安德森模型，而不使用有效的自旋模型。运输和自旋动力学描述与一个有效的cotunneling哈密顿在磁系统中的相关性被精确计算和耦合到电极被包括到第二阶的尖端MS和MS-基板。在适当的限制下，我们的方法等价于成功描述实验的唯象Kondo交换模型。我们应用我们的方法详细研究了两个系统中的非弹性输运，堆叠的钴酞菁和一个单一的Mn原子上的铜$_2$ N。我们的方法帐户，为大的贡献的非弹性自旋交换事件的电导和所观察到的电导不对称性。
2011-03-18 cond-mat.mes-hall
Inelastic fingerprints of hydrogen contamination in atomic gold wire systems
我们提出了一系列的第一性原理计算的纯和氢污染的金线系统，以调查如何可以检测到这样的杂质。我们展示了原子金丝中的单个H原子或单个H2分子如何影响拉伸时的力和Au-Au原子距离。我们进一步确定了相应的低偏置电导的演变，以及从振动的非弹性贡献。我们的结果表明，由于存在单个氢杂质，金线的电导仅从电导量子G 0 =2e^2/h略微降低，因此很难使用电导本身来区分各种构型。另一方面，我们的非弹性信号的计算预测纯和氢污染的电线之间的显着差异，重要的是，原子和分子形式的杂质。因此，从电导中的非弹性信号的应变依赖性，可以详细表征具有氢杂质的金线。
2006-10-26 cond-mat.mes-hall
Modeling of inelastic transport in one-dimensional metallic atomic wires
基于非平衡格林函数（NEGF）和电子-振动耦合的无限阶微扰理论，研究了纳米器件中电子输运的非弹性效应.我们讨论的数值实现，其中涉及到一个迭代方案来解决一组耦合的非线性方程的电子格林函数和自能量由于振动。为了说明我们的方法，我们将其应用到一维单轨道紧束缚描述的导电电子在原子金丝，并表明，这个简单的模型是能够捕获大部分的基本物理。
2004-11-04 cond-mat.mes-hall
Modeling inelastic phonon scattering in atomic- and molecular-wire junctions
从非平衡格林函数方法导出了分子尺度导体中电子-声子散射的计算上廉价的近似。用原子金丝的第一性原理计算证明了这种方法的准确性。定量协议之间的充分非平衡格林函数计算和新推导的表达式，同时简化了几个数量级的计算负担。此外，分析模型提供了对包括非平衡加热在内的电导的直观理解，并提供了一种方便的物理参数化方法。这是通过拟合的表达式，以实验观察到的电导，通过原子金线和氢分子的例子。
2005-11-30 cond-mat.mes-hall
Correlation-function spectroscopy of inelastic lifetime in heavily doped GaAs heterostructures
通过局域杂质态的共振隧穿测量被用来探测重掺杂GaAs的局域态密度的波动。根据相对于电压的关联函数分析了所测量的微分电导。基于无量纲标度理论，我们发展了一个定性的图象，把观测到的涨落与单粒子波函数的统计联系起来。在定量理论中，计算关联函数。通过比较实验和理论关联函数，分析了辐射体的有效维数，并提取了非弹性寿命对能量的依赖关系。
2001-05-02 cond-mat.mes-hall
Spin-flip inelastic electron tunneling spectroscopy in atomic chains
本文从理论上研究了单原子磁链的自旋输运性质，重点研究了自旋翻转过程中I-V曲线的光谱特征。我们的计算是基于磁的s-d模型与电子输运处理的非平衡格林函数形式主义的水平。通过第一玻恩近似微扰引入非弹性自旋翻转散射过程，并推导出相关自能的表达式。然后应用计算方法描述了一维Mn原子链的I-V特性及其导数，并将计算结果与实验数据进行了比较。我们发现一个定性和定量的计算和实验电导谱之间的协议。值得注意的是，我们能够描述的I-V曲线中的自旋激发功能的相对强度，通过仔细分析的自旋跃迁的选择规则与原子链。
2011-03-14 cond-mat.mes-hall
Spin excitations in 3d transition-metal adatoms on Pt(111): Observable with inelastic scanning tunneling spectroscopy or not?
非弹性扫描隧道光谱研究了原子尺度纳米结构中的自旋激发，有时会产生相互矛盾的结果。在这项工作中，我们提出了一个理论的观点，最近的实验争论有关的钴原子吸附在Pt（111）的自旋激发。虽然一组[Balashov等人，物理修订版信函\textbf{102}，257203（2009）]声称已经检测到它们，另一个小组报告了仅在Co吸附原子氢化后的观察结果[Dubout等人，物理修订版信函\textbf{114}，106807（2015）]。利用含时密度泛函理论结合多体微扰理论，我们证明，虽然非弹性自旋激发是可能的铬，锰，铁，钴吸附原子，其效率不同。虽然Mn和Co吸附原子的激发特征不太明显，但Cr和Fe吸附原子的激发特征较大。我们发现，相关的电子状态的性质和对称性的隧道矩阵元素更有利于触发自旋激发在Fe比在Co。增强的隧道和非弹性光谱是可能的附加氢吸附原子在适当的位置。
2015-11-08 cond-mat.mes-hall
Spin-pumping and inelastic electron tunneling spectroscopy in topological insulators
我们证明了一个量子自旋霍尔电流，自发地产生在二维拓扑绝缘体的边缘，作为一个源的自旋泵的磁杂质与单轴各向异性。然后，人们可以通过电流来操纵杂质的自旋方向，而不使用磁电极或外部磁场。此外，我们还表明量子自旋霍尔拓扑态的独特性质对杂质的非弹性电子隧穿谱有着深刻的影响。对于低电流密度，非弹性自旋翻转事件对电导没有贡献。因此，电导步骤，通常出现在对应于自旋激发的电压，完全抑制。相反，强电流导致自旋泵浦并产生杂质自旋的横向分量。这打破了拓扑相位，从而产生电导阶跃。
2013-06-07 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 of local "spin accumulation" devices
我们调查的起源，所谓的“自旋积累”信号中观察到的本地“三端”（3 T）测量铁磁/绝缘体/n-Si隧道结使用非弹性电子隧穿光谱（IETS）。电压偏置和磁场依赖的IET谱被发现占主导地位的贡献3 T磁阻信号，从而表明它产生于非弹性隧穿通过杂质和缺陷在结界面和势垒内，而不是从自旋积累由于纯弹性隧穿到体硅如先前已假设。
2014-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
First-Principles Simulations of Inelastic Electron Tunneling Spectroscopyof Molecular Junctions
发展了一种广义格林函数理论，用于模拟分子结的非弹性电子隧穿谱。结合混合密度泛函理论计算，它已被应用到一个现实的分子结与octanedithiolate嵌入在两个金触点之间。计算的光谱与最近的实验结果非常一致。强的温度依赖性的实验IETS光谱也再现。结果表明，IETS是非常敏感的分子内构象和分子-金属接触的几何形状。
2005-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
From tunneling to contact: Inelastic signals in an atomic gold junction
在非弹性效应的存在下，电子电导的演变研究作为一个原子金接触形成从低电导制度（隧穿）演变到高电导制度（接触）。为了表征每个区域，我们进行了密度泛函理论（DFT）计算来研究几何和电子结构，以及原子键的强度和相关的振动频率。通过首先评估电子通过系统的传输，其次通过计算由于振动的激发而引起的电导变化来计算电导。如在先前的研究中发现的[Paulsson等人，物理学修订版B 72，201101（R）（2005）]，由于非弹性效应引起的电导变化允许表征从隧穿到接触的交叉。最臭名昭著的效果是交叉从增加电导的隧穿制度的接触制度时，偏置电压匹配的振动阈值的电导降低。我们基于DFT的计算实际上表明，电子电导中的振动模式的效果是相当复杂的，特别是当本地化的模式在接触区域被允许延伸到电极。作为一个例子，我们发现，某些模式可以引起电导下降时，在隧道制度，与上述结果相反。而在非弹性光谱的细节取决于振动区域的大小，我们表明，电导的整体变化是定量近似的最简单的计算，其中只有顶点原子被允许振动。我们的研究是通过应用一个简化模型完成的，其中相关参数是从上述基于DFT的计算中获得的。
2007-02-07 cond-mat.mes-hall
Inelastic electron tunneling via molecular vibrations in single-molecule transistors
在单分子晶体管中，我们观察到非弹性cotunneling功能，对应于大力振动激发的分子，确定拉曼光谱和红外光谱。这是单分子的非弹性电子隧穿光谱的一种形式，晶体管的几何形状允许通过栅电极原位调节电子状态。当电子能级在共振附近被调谐时，振动特征移动并改变形状，这表明振动态的显著修改。当分子中含有未成对电子时，我们还观察到近藤共振周围的振动卫星特征。
2004-08-03 cond-mat.mes-hall
Inelastic Electron Tunneling Spectroscopy for Topological Insulators
非弹性电子隧穿光谱（IETS）是一种强大的光谱学，它允许人们研究感兴趣的系统中的局部激发和能量转移的性质。我们研究了拓扑绝缘体（TI）的IETS，并研究了TI表面Dirac节点态的非弹性散射作用。局部非弹性散射显着修改狄拉克节点谱。在弱耦合极限下，二阶导数$d^2I/dV^2$中出现峰和阶跃。在强耦合极限下，杂质位形成局域负U心，狄拉克锥结构局部完全破坏。在中间耦合处出现共振峰。我们绘制出从弱耦合到强耦合的共振峰的演变，这很好地插入两个限制之间。在中间耦合处，行为发生突然的质的变化，表明可能存在局部量子相变。我们还发现，即使是一个简单的局域声子模式，自旋和轨道度的固有耦合在TI导致自旋极化织构的非弹性Friedel振荡诱导的局域模式。
2012-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Inelastic electron tunneling spectroscopy of a Mn dimer
扫描隧道显微镜（STM）可以通过自旋反转辅助隧穿来探测表面中单个磁性原子的非弹性自旋激发。一个特殊的和有趣的情况是锰二聚体的情况。在这里，我们表明，现有的非弹性输运光谱理论不能解释所观察到的自旋跃迁时，两个原子是平等地耦合到STM针尖和基板。核自旋的超精细耦合导致有限的激发振幅，但导致观察到的大的非弹性信号的物理机制仍然是未知的。我们讨论一些其他的替代品，打破系统的对称性，并允许更大的激发概率。
2022-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Inelastic transport theory from first-principles: methodology and applications for nanoscale devices
我们描述了一种第一性原理方法，用于计算非平衡条件下桥接两个金属接触的原子尺度器件的电子结构、振动模式和频率、电子-声子耦合以及非弹性电子输运性质。该方法扩展了使用原子基集的密度函数代码SIESTA和TransSIESTA。非弹性电导特性的计算使用非平衡格林函数形式主义，和电子-声子相互作用的微扰理论的自洽玻恩近似的水平。虽然这些计算往往是计算要求，我们展示了如何可以近似一个简单而有效的最低阶扩展。我们的方法还解决了能量耗散和局部加热的结通过详细计算的功率流的影响。我们通过考虑通过各种长度的原子金丝的非弹性输运来证明所开发的程序，从而扩展了[Frederiksen等人，物理修订版信函93，256601（2004）]。为了说明该方法更普遍地适用于分子器件，我们还计算了通过金电极之间的不同烃分子的非弹性电流。无论是对于电线和分子，我们的理论是在定量协议与实验，并表征系统特定的模式选择性和局部加热。
2006-11-21 cond-mat.mes-hall
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
Theory of spin inelastic tunneling spectroscopy for superconductor-superconductor and superconductor-metal junctions
我们解决的隧道电导和自旋非弹性隧道光谱的本地化的顺磁性磁矩在超导环境中，有关最近的测量Fe-八乙基卟啉氯化物使用超导扫描隧道显微镜。我们表明，库珀对相关的尖端和衬底产生有限的单轴各向异性场作用于本地自旋矩，我们认为，这个字段可能是一个源观察到的电导谱之间的扫描隧道尖端和本地磁矩的距离减小的变化。我们并排比较超导体-超导体结和正常金属-超导体结之间，并找到两种设置之间的定性协议，而定量差异变得明确。当模拟电子泵浦的影响，我们得到额外的峰的电导谱，可以归因于更高能量的自旋态之间的激发。横向各向异性场耦合局部自旋的基态，其打开用于否则由角动量守恒禁止的自旋状态之间的转变。最后，我们探讨了温度的影响，这往往使在间隙过渡，和外部磁场，这使得更深入的研究的自旋激发光谱。我们特别注意到在主相干峰的每一侧出现低和高激发峰，作为塞曼分裂基态之间跃迁的印记。
2015-05-28 cond-mat.mes-hall
Mapping spin-polarised transitions with atomic resolution
Angstrom大小的电子探针和自旋极化电子跃迁之间的耦合表明，非弹性散射探针是在一个混合状态包含电子涡旋与非零轨道角动量。这些电子在能量过滤的衍射图案中产生不对称的强度分布，从而获得具有原子分辨率的磁矩图。一个可行性实验显示了预测效果的证据。潜在的应用是磁有序的逐列映射，以及在薄铁磁箔中通过非弹性散射产生具有轨道角动量的埃大小的自由电子。
2012-03-14 cond-mat.mes-hall
Quantitative chemical mapping at the atomic scale
利用像差校正的电子显微镜，现在可以对材料中的化学元素进行原子尺度的测绘，但离域和多重散射会混淆图像的解释。在这里，我们报告原子分辨率测量的弹性和非弹性信号上获得的绝对规模。通过包括在弹性和非弹性通道的动态散射，我们得到定量的理论和实验之间的协议。我们的研究结果使非弹性散射物理的仔细审查，并证明元素特定的原子计数的可能性。
2011-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of correlated electron transport and inelastic tunneling spectroscopy
对于非超导系统，计算了电子通过绝缘势垒的隧穿电流，包括相互作用的影响。将整个系统的精确哈密顿量投影到“左”和“右”导矢的子空间上。在弱隧穿极限下，恢复了著名的隧穿哈密顿量，并增加了一个附加项。这个附加项源自电子-电子相互作用在每个子系统上的投影，对应于相关隧穿。结果表明，隧穿电流除了由单粒子态密度决定外，还由自旋-自旋和密度-密度极化率决定。最近在几个实验中观察到了这种信号。
2010-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electron-phonon interaction in an $N$-atomic 1-D periodic chain
电子-声子相互作用作为一种重要的非弹性效应，其研究具有重要意义。本文利用精确对角化方法研究了一阶电子-声子相互作用对单原子周期链电子性质的非弹性效应。因此，只考虑声学模式。为了避免Keldysh形式主义和电子-声子相互作用假设所产生的近似结果，我们将格林函数技术与Fröhlich哈密顿量一起用于相互作用部分。最后，作为一个例子，我们应用我们的方法的情况下，$N=6$，这可以被认为是一个苯类分子。
2016-09-28 cond-mat.mes-hall
Inelastic electron tunneling spectroscopy in molecular junctions: Peaks and dips
本文利用非平衡格林函数（NEGF）方法研究了分子结中的非弹性电子隧穿。声子和电子子系统之间的相互影响的电子隧穿过程中的效果被认为是在一个一般的自洽计划。将计算结果与用较简单的玻恩近似和最简单的微扰理论方法得到的结果进行了比较，指出了后者的一些不足。自洽计算还允许评估其他相关的量，如电子传导过程中的功率损耗。关于非弹性谱，讨论了两种类型的非弹性贡献。与声子的实能量转移和虚能量转移相关的特征通常在电流I相对于电压的二阶导数中观察到，当相对于电压绘制时。由中间分子离子驱动的共振隧穿的签名出现在一阶导数d（电流）/d（电压）的峰值，并可能显示声子边带。所观察到的振动诱导的线型的依赖关系的结特性，和线宽与这些功能进行了讨论。
2004-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermally induced subgap features in the cotunneling spectroscopy of a carbon nanotube
本文报道了碳纳米管量子点与铌超导接触耦合的非线性共隧穿谱。我们的测量结果显示丰富的subgap功能的稳定性图变得更加明显，随着温度的升高。应用输运理论的基础上的刘维尔-冯诺依曼方程的密度矩阵，我们表明，输运性质可以归因于涉及顺序以及弹性和非弹性cotunneling的准粒子热激发跨越间隙的过程。特别是，我们预测的弹性和非弹性共隧穿峰的热副本，与我们的实验结果一致。
2014-10-17 cond-mat.mes-hall
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
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
Transport Spectroscopy of a Graphene Quantum Dot Fabricated by Atomic Force Microscope Nanolithography
我们报道了用原子力显微镜纳米光刻技术制备的石墨烯量子点的低温输运谱。原子力显微镜出色的空间分辨率使我们能够可靠地制造长度小于15 nm的短收缩量子点。输运测量表明，该器件是由一个单一的量子点在一个宽的门范围内占主导地位。通过施加面内磁场研究了量子点的电子自旋系统。结果与Lande g因子2一致，但没有观察到规则的自旋填充序列，很可能是由于无序。
2013-11-29 cond-mat.mes-hall
Auger-spectroscopy in quantum Hall edge channels: a possible resolution to the missing energy problem
量子霍尔边缘通道为研究一维量子输运提供了一个高效、可控的平台。这种通道是在纳米尺度上有效传输量子信息的一种有前景的工具，在揭示有趣的物理学方面起着至关重要的作用。沿着边缘的电流携带能量和热量，导致非弹性散射，这可能阻碍相干传输。几个实验试图探测伴随的能量沿边缘重新分布报告能量损失通过未知的非弹性散射机制。在这里，我们采用量子点注入和提取特定能量的电子，光谱分析量子霍尔边缘通道内的非弹性散射。我们发现，“失踪的能量”的难题可以解开，将非本地的俄歇样的过程，在该过程中，能量在空间上分开的部分之间的样本重新分配。我们的理论分析，占实验结果，挑战常识分析，忽略了这样的非本地衰减通道。
2019-02-26 cond-mat.mes-hall
Unravelling the role of inelastic tunneling into pristine and defected graphene
提出了一种计算栅控石墨烯非弹性电子隧穿谱的第一性原理方法。我们重现实验上的原始石墨烯，并指出包括几个声子模式的重要性，以正确地估计本地掺杂IETS。我们演示了如何在石墨烯中的典型缺陷的IETS可以产生特征指纹揭示例如吸附物物种或局部屈曲。我们的研究结果表明，如何照顾时，需要解释STM图像的缺陷，由于抑制石墨烯上的弹性隧穿。
2014-10-11 cond-mat.mes-hall
Inelastic electron tunneling spectroscopy at local defects in graphene
我们解决本地非弹性散射振动杂质吸附到石墨烯和附近的杂质从弱到强耦合制度的局部电子态密度的演变。对于弱耦合的本地电子结构是扭曲的非弹性散射开发峰/谷和步骤。这些功能应在非弹性电子隧穿光谱，$d^2I/dV^2$，使用本地探测技术检测。非弹性弗里德尔振荡在接近非弹性模式的能量处使谱密度失真。在强耦合极限下，杂质位周围的原子中形成局部负$U$ -中心。对于这些原子，狄拉克锥结构被完全破坏，即线性能量色散以及V形局域电子态密度被完全破坏。我们进一步考虑了负的$U$的形成及其从弱耦合到强耦合的演变的影响。负$U$ -位有效地充当局部杂质，使得在局部电子结构中出现尖锐的共振。主共振是由杂质的弹性散射引起的，并且特征是由振动激活的侧共振的存在来修饰的。从弱耦合到强耦合，改变了局部电子结构，从狄拉克锥状，包括midgap状态，到一个完全破坏的狄拉克锥，只有杂质共振剩余。
2013-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Many-body effects in magnetic inelastic electron tunneling spectroscopy
磁非弹性电子隧穿谱（IETS）表明，当一个新的电导通道与磁结构的变化是开放的电导急剧增加。一般来说，吸附物所携带的磁矩可以通过与隧穿电子的碰撞而改变;在这个过程中，电子的自旋可以翻转或不翻转。一个以前的单电子理论[物理评论Lett。{ \bf 103}，176601（2009）]成功地解释了电导阈值和电导变化的幅度。磁性杂质引起的传导电子的弹性自旋翻转导致了众所周知的近藤效应。在本工作中，我们比较了用单电子方法和包含近藤现象的多体理论获得的非弹性磁隧道的理论预测。我们将我们的理论应用到一个单重态-三重态跃迁模型系统中，该模型系统包含了磁性IETS中揭示的大部分特征。我们使用了两种自洽的处理方法（非交叉近似和自洽阶梯近似）。我们表明，虽然一个电子的限制是适当的恢复，新的内在的多体功能出现。特别是，尖锐的峰值出现接近非弹性阈值，这些都不是本地化的阈值，并可能影响确定的磁性结构从IETS experiments.Analysis的演变与温度的分析表明，这些多体功能涉及的能量尺度不同于通常的近藤峰。事实上，多体特征在远大于系统近藤能量标度给出的温度下仍然存在。
2011-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Inelastic Tunneling Spectroscopy in a D-wave Superconductor
我们提出了一种机制，使用非弹性隧道光谱STM检测一个单一的自旋在d波超导体和赝隙状态，基于直接交换耦合J之间的表面电子和本地自旋S在磁场。这种耦合将在自旋ω_0的塞曼能量处产生dI/dV特性的扭结。我们发现，对于相关的参数值，信号标度为dI^2/dV^2 \simeq（JN_0）^2 Θ（eV - ω_0），并且可以在裸态密度的10^{-2}范围内，其中N_0是表面电子的态密度。在超导体中，相干峰位于能隙最大值Δ处的散射也导致了在Δ+ ω_0处的强特征。这为STM探测局域自旋激发提供了一种新的技术。我们还考虑检测的本地振动模式作为一个简单的扩展的自旋情况。
2003-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Superconducting Tunneling Spectroscopy of a Carbon Nanotube Quantum Dot
我们报道了碳纳米管量子点的超导隧穿谱。使用三探针技术，其中包括超导隧道探针，我们映射出由于能带结构，激发态，和端到端的偏压电导的变化。超导探针使我们能够观察到增强的光谱特征，例如弹性和非弹性共同隧穿的鲁棒信号。我们还看到了量子点内部非弹性散射过程的证据。
2009-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Brillouin-Mandelstam Light Scattering Spectroscopy: Applications in Phononics and Spintronics
近年来，布里渊非弹性光散射光谱在研究新型材料、纳米结构和器件中的声子和磁振子方面得到了广泛的应用。由于仪器的发展和对元素激发能量的精确知识的强烈需求，布里渊-曼德尔谱正迅速成为拉曼非弹性光散射光谱的重要补充技术。我们提供了一个概述的布里渊光散射技术的最新进展，侧重于使用这种光子方法的调查限制声学声子，声子超材料，磁振子的传播和散射。该评论强调了新兴的应用布里渊-曼德尔散射光谱的声子工程结构和自旋电子器件，并总结了未来的发展方向。
2020-11-17 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
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
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
Ab initio study of angle-resolved electron reflection spectroscopy of few-layer graphene
本文利用第一性原理研究少层石墨烯的角分辨电子反射谱，纳入非弹性效应，证明该方法可确定层数、堆垛类型及扭转双层中的莫尔图案，且预测对比度足以用于实验检测。
2025-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scanning Josephson spectroscopy on the atomic scale
约瑟夫森效应提供了一种直接的方法来探测超导体中对相互作用的强度。通过测量扫描隧道显微镜（STM）超导针尖与表面吸附有孤立磁性原子的BCS超导体之间的相位涨落约瑟夫森电流，证明了配对序参量的空间变化可以在原子尺度上表征.该系统提供了一个例子，其中局部配对电位抑制不直接反映在通过准粒子隧穿测量的光谱中。具有这种超导尖端的光谱也显示了先前未探索的Andreev过程通过单个杂质束缚的Shiba状态的特征。这里实现的原子分辨率建立扫描约瑟夫森光谱作为一种有前途的技术，用于研究新的超导相。
2016-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconductivity-enhanced bias spectroscopy in carbon nanotube quantum dots
我们研究了低温下碳纳米管量子点在库仑阻塞体系中与超导铅的耦合输运。我们观察到明显的电导峰在有限的源漏偏置，我们归因于弹性和非弹性cotunneling过程增强的超导导线的状态密度的相干峰。非弹性共隧穿线显示出显着的依赖于所施加的栅极电压，我们涉及到不同的隧道重整化的纳米管中的两个子带。最后，我们讨论了一个特别明显的子间隙结构中观察到的每四个库仑金刚石的起源。
2009-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Higher order spin noise spectroscopy of atomic spins in fluctuating external fields
我们讨论了外部噪声磁场对介观自旋涨落的影响，这些自旋涨落可以通过光学自旋噪声谱（SNS）在半导体和原子蒸气中探测到。我们表明，传统的大数定律的论点不适用于自旋关联引起的外场，即，的大小的4阶自旋累积量的增长与观测到的自旋数$N$的$\sim N^2$，即它不被抑制相比，2阶累积量。这使我们能够设计一个简单的实验来测量热力学平衡附近的原子系统中自旋涨落的四阶累积量，并发展解释所有观测结果的定量理论。
2015-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Inelastic co-tunneling through an excited state of a quantum dot
研究了有限偏压下偶数电子数量子点在库仑阻塞金刚石中的输运谱。计算了自旋单重态基态和自旋三重态第一激发态的弹性和非弹性共隧穿过程引起的隧穿电流。我们发现在偏置电压等于激发能时，微分电导中存在一个台阶，在台阶边缘有一个峰值。这可以解释最近在半导体量子点和碳纳米管的有限偏置光谱中观察到的尖锐特征。考虑了两种极限情况：（i）对于低激发能，激发态只能通过库仑阻塞引起的非弹性共隧穿衰变;（ii）对于高激发能，激发态可以通过顺序隧穿衰变。我们考虑两个自旋简并轨道是积极的运输。点的非平衡状态描述使用主方程考虑自旋自由度。用微扰理论计算了跃迁速率，直到二阶。为了计算电流，我们推导出一组封闭的主方程的自旋平均职业的运输状态。
2001-03-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Real-Space Imaging of Inelastic Friedel-like Surface Oscillations Emerging from Molecular Adsorbates
我们报告非弹性弗里德尔振荡的真实空间成像测量。利用扫描隧道显微镜对吸附在Au（111）表面上的二氯苯二聚体的非弹性电子隧道谱进行了研究，结果表明，在Au（111）表面上，二氯苯二聚体的非弹性电子隧道谱具有明显的空间调制，这是由于分子振动引起的分子位置的非弹性散射所致。由于吸附物和表面状态之间的局部相互作用，分子振动在非弹性模式周围的窄范围内的能量下产生电荷密度的重新分布。我们的实验结果得到了理论论证的支持。
2011-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Measurements of spin properties of atomic systems in and out of equilibrium via noise spectroscopy
我们探索了自旋噪声谱（SNS）在探测处于和脱离平衡态的原子系综自旋性质中的应用。在SNS中，线偏振的远失谐探测光束通过原子自旋系综时获取系统的自旋相关信息，该信息是利用其时间分辨的法拉第旋转噪声提取的。我们测量各种原子、磁性和亚原子性质，并在热平衡的铷原子蒸气中使用SNS进行精密磁力测量。之后，我们通过控制光抽运来操纵铷原子不同基态超精细能级之间的相对自旋布居，从而使系统脱离平衡。然后，我们应用SNS探测这种自旋不平衡非微扰。我们进一步使用这种驱动的原子蒸气，以证明SNS可以有更好的分辨率比典型的吸收光谱检测谱线在各种光谱展宽机制的存在。
2018-09-07 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
