Anderson impurity model in nonequilibrium: analytical results versus quantum Monte Carlo data
利用最近发展起来的图解量子蒙特卡罗方法和微扰理论,分析了有限电压下单杂质双端Anderson模型的谱函数。在(粒子-空穴)对称的情况下,我们发现一个很好的协议的数值数据与微扰的结果的二阶相互作用强度$U/Γ\approx 2$,其中$Γ$是杂质电极界面的透明度。分析结果以非平衡自能的形式给出,并给出了任意偏压下的闭合形式的显式公式。我们观察到由近藤效应引起的零能量附近谱密度的增加。我们的分析表明,有限的外加电压$V$作为系统的有效温度。我们的结论是,在电压显着大于平衡Kondo温度有一个完全抑制的近藤效应和没有共振分裂可以观察到。我们证实了这种情况下的数值数据与微扰的结果进行比较。
2011-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonequilibrium spintronic transport through an artificial Kondo impurity: Conductance, magnetoresistance and shot noise
我们研究了在铁磁引线存在下,自旋翻转过程与近藤共振形成竞争时量子点的非平衡输运性质。基于强相互作用极限下的Anderson哈密顿量,我们预言了当自旋翻转散射振幅为近藤温度量级时微分电导的分裂.我们讨论了如何在一个非平凡的方式强烈影响的电子电流和散粒噪声的铅磁化的相对取向。此外,我们还发现零偏压隧穿磁电阻随自旋翻转散射振幅的增大而减小。
2003-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonequilibrium Dynamics Across an Impurity Quantum Critical Point
一个小的量子力学系统是否能够在外部局部扰动使其脱离热平衡时与环境平衡是一个贯穿许多不同科学领域的中心问题。在这里,我们考虑这样一个问题的相关量子杂质耦合到一个费米子水库和驱动出平衡的局部量子猝灭,如最近实现的光吸收实验中的单量子点。我们认为,在这个问题中的平衡是深深连接到近藤效应的发生在低能量和一个高度非平凡的动力学行为可能会出现一个本地量子临界点之间的入侵传统的近藤屏蔽相和近藤未屏蔽的。我们讨论这个问题的上下文中的安德森杂质模型耦合到一个伪间隙水库,通过使用相关的时间依赖性变波函数,能够定性地描述这个物理。
2012-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Auxiliary master equation approach within matrix product states: Spectral properties of the nonequilibrium Anderson impurity model
在最近引入的辅助主方程方法中,可以有效且高准确度地解决强相关杂质模型、小分子或团簇的稳态特性。它特别适用于非平衡和平衡情况下的动力学平均场论。该方法基于一个辅助的开放量子系统的解,它可以快速等价于原始的杂质问题。在其第一个实现Krylov空间方法。在这里,我们的目标是通过采用矩阵乘积状态的解决方案,相应的辅助量子主方程的方法来扩展的能力。这使得准确度大幅提高,并允许我们访问近藤政权的大值的相互作用。特别地,我们研究了单杂质Anderson模型的非平衡稳态,并着重研究了温度T低于近藤温度T_K和小偏压下的光谱性质。对于T=T_K/4和T=T_K/10的两种情况,我们发现当φ接近T_K时,近藤共振明显分裂为双峰结构。在平衡态(φ =0)和T=T_K/4时,所得谱函数与数值重整化群的谱函数基本一致。
2015-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hamiltonian-based impurity solver for nonequilibrium dynamical mean-field theory
本文导出了从非平衡动力学平均场论(DMFT)作用到含时单杂质Anderson模型(SIAM)的精确映射,该映射可以通过精确对角化数值求解。非平衡DMFT作用的SIAM的可表示性被建立为非平衡格林函数的一个相当普遍的性质。我们也得到了非平衡DMFT方程单独使用腔方法。我们展示了如何使用Cholesky或特征向量矩阵分解数值获得SIAM参数。作为一个应用,我们使用基于Krylov的时间传播方法来研究哈伯德模型,其中跳跃是打开的,从原子极限。讨论了未来可能的发展。
2013-06-26 cond-mat.str-el
Nonequilibrium Steady-State Transport in Quantum Impurity Models: a Thermofield and Quantum Quench Approach using Matrix Product States
数值重整化群(NRG)被定制来描述平衡中的相互作用杂质模型,但面临稳态非平衡的限制,例如,这是由于施加的偏置电压。我们表明,这些限制可以克服描述的热引线使用的热场的方法,整合出高能量模式,使用NRG,然后治疗在低能量的非平衡动力学使用淬火协议,实现使用随时间变化的密度矩阵重整化群(tDMRG)。这产生了定量可靠的结果,目前(误差$\lesssim 3\%$)下降到指数小的能量尺度的杂质模型的特点。我们目前的基准质量的结果的温度和磁场依赖的零偏置电导峰的单杂质安德森模型。
2019-01-03 cond-mat.str-el
Numerically Exact Long Time Behavior of Nonequilibrium Quantum Impurity Models
一个Monte Carlo抽样的非交叉近似的图解校正提供数值精确估计的长时间动态和稳态性质的非平衡量子杂质模型。这种“大胆”的扩展收敛均匀的时间和显着改善迄今为止限制了强大的相互作用的实时量子问题的实时蒙特卡罗方法的权力的符号问题。新的方法使以前难以解决的问题,从一般的长时间非平衡输运特性的系统与现场大排斥的动力学平均场论的频谱函数的直接描述。
2011-05-05 cond-mat.str-el
Hierarchical Liouville-space approach to nonequilibrium dynamical properties of quantum impurity systems
提出了一种计算量子杂质系统非平衡动力学响应性质的递阶动力学方法。它是基于一个层次的运动方程形式主义,结合线性响应理论建立在层次刘维尔空间。这为表征局部杂质的任意响应和关联函数以及与传输相关的响应特性提供了准确且通用的工具。我们所提出的方法的实用性证明通过评估的各种动力学性质的单杂质安德森模型。这些包括在平衡和非平衡情况下的杂质谱密度、局部电荷波动、局部磁化率和电流-电压导纳。数值结果被认为是达到定量的精度,只要他们收敛于截断的层次。
2013-07-12 cond-mat.str-el
Superdiffusive nonequilibrium motion of an impurity in a Fermi sea
本文研究了低温单粒子费米海中单个杂质原子的非平衡运动,它们通过接触相互作用相互作用。在非平衡状态下,杂质进行超扩散几何随机行走,其中典型的行进距离随时间增长,对于具有$d\geq 2$的$d$维系统,为$\sim t^{d/(d+1)}$。对于非零温度的$T$,这在长时间内与扩散率$D\sim T^{-(d-1)/2}$的扩散运动交叉。这些结果也适用于非零浓度的杂质原子,只要它们保持稀释和非简并。
2012-03-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Symmetry breaking and restoration using the equation-of-motion technique for nonequilibrium quantum impurity models
量子杂质模型中关联电子动力学的描述通常是在非平衡格林函数形式主义结合适当的近似下描述的。一种常见的方法是基于运动方程技术,通常用于描述动态响应的不同状态。在这里,我们表明,这种方法可能会违反一定的对称性关系,必须履行的定义的格林函数。这些对称性的破坏会导致非物理行为。为了避免这种病态的缺点的运动方程的方法,我们提供了一个计划,以恢复基本的对称关系。举例说明了安德森和双安德森杂质模型。
2012-09-23 cond-mat.str-el
Erratum: Nonequilibrium Transport in Quantum Impurity Models (Bethe-Ansatz for open systems). [Phys. Rev. Lett. 96, 216802 (2006)]
我们修正了散射贝特效应在相互作用共振能级模型中的符号错误,并补充了一些注释。
2007-03-15 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Multiconfiguration time-dependent Hartree impurity solver for nonequilibrium dynamical mean-field theory
非平衡态动力学场论(DMFT)从一个由单一杂质组成的有效模型出发,通过获得相关晶格模型的局部关联函数,求解相关晶格模型。最近发展的从Keldysh时间轮廓到含时单杂质Anderson模型(SIAM)的杂质问题的映射[C。Gramsch等人,Phys.Rev.B88,235106(2013)]允许在非平衡DMFT的背景下使用基于波函数的方法。在此映射中,DMFT模拟中的长时间变得可通过增加浴轨道的数量来访问,这需要有效表示时间依赖的SIAM波函数。这些可以通过多配置时间相关Hartree(MCTDH)方法及其多层扩展来实现。我们发现,MCTDH优于精确对角化的大浴,后者的方法仍然触手可及,并允许计算SIAMs超出系统的大小访问精确对角化。此外,我们说明了自洽的两次杂质格林函数的计算内的MCTDH第二量子化表示。
2014-07-24 cond-mat.str-el
Universal scaling in nonequilibrium transport through an Anderson impurity
利用非平衡重正化微扰理论,计算了适用于描述量子点输运性质的Anderson模型的电导G随温度T和偏压V的变化.对于重整化参数,对应于极端近藤极限,我们没有找到一个简单的缩放公式超过二次依赖T和V。然而,如果允许价波动,我们发现最近的实验协议。
2009-10-20 cond-mat.str-el
Real-time simulations of nonequilibrium transport in the single-impurity Anderson model
在强相互作用纳米结构中的输运领域中的主要开放问题之一是对超出线性响应范围的电流的理解。本文考虑单杂质Anderson模型,采用自适应含时密度矩阵重整化群(tDMRG)方法计算了实时的非平衡电流.我们首先集中在粒子-空穴对称点,近藤关联是最强的,然后扩展到混合价制度的非平衡输运的研究。作为主要结果,我们提出了准确的数据,该模型的电流-电压特性。
2009-06-15 cond-mat.str-el
Renormalized Lindblad Driving: A Numerically-Exact Nonequilibrium Quantum Impurity Solver
非平衡强关联量子系统的精确描述一直是多体物理学中的一个挑战。其中值得注意的是量子杂质模型,它出现在各种纳米电子和量子计算应用中。尽管它们看起来很简单,但它们具有相关的现象,包括涌现的能量尺度和非费米液体物理,需要重整化群处理。这通常与有限偏置下它们的非平衡稳态的描述不一致,这暴露了它们作为开放量子系统的本质。本文提出了一种新的数值精确方法,用于计算任意偏压或温度下耦合到金属引线上的一般量子杂质的非平衡态,我们称之为“RL-NESS”(RenormalizedLindblad-driven非平衡稳态).它是基于相干耦合的杂质离散化的领导,这是严格处理。此外,这些引线弱耦合到由施加电压或温度偏置的Lindblad动力学描述的储层。超越以往的尝试,我们利用混合离散计划的线索连同威尔逊的数值重整化群,以探测指数小的能量尺度。稳态,然后发现通过实时Lindblad动力学的矩阵乘积密度算子,采用耗散的广义的时间依赖的密度矩阵重整化群。在长时间的限制下,由于引入了限制纠缠增长的耗散,该过程收敛到有限键维的稳态。我们测试的非相互作用的共振能级模型的精确解的方法。我们使用一个相互作用的两级模型,它正确地再现了已知的限制,并给出了完整的$I$ - $V$曲线之间的权力。
2020-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.comp-ph
Impurity problems for steady-state nonequilibrium dynamical mean-field theory
详细描述了稳态非平衡动力学平均场论从晶格到杂质的映射。我们的重点是在一个恒定的直流电场的任意大小的电流流动的情况下。除了制定的问题,通过路径积分和功能的衍生物,我们还描述了延迟和先进的格林函数的分布函数的依赖。我们的正式发展是准确的Falicov-Kimball模型。我们还展示了这些正式的发展是如何修改为更复杂的模型(如哈伯德模型)。
2009-02-24 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Nonequilibrium Transport through Double Quantum Dots: Exact Results near Quantum Critical Point
我们研究了一个双量子点的制度,其中每个点进行自旋1/2。该系统由2-杂质Kondo模型描述,对于杂质间耦合的临界值具有非费米液体固定点。描述临界点附近的哈密顿量,包括相关的潜在散射扰动,可以转换为二次形式。这使我们能够预测一个通用的标度函数的有限温度非线性电导沿交叉从临界点周围的稳定固定点。
2008-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electron transport in the four-lead two-impurity Kondo model: Nonequilibrium perturbation theory with almost degenerate levels
孤立的纳米结构的本征态可以通过耦合到外部引线而混合。这种效应越强,点上的能级分裂越小,由耦合到引线引起的加宽越大。我们描述了如何计算的非对角密度矩阵的纳米结构有效地在cotunneling制度。作为一个例子,我们考虑一个系统的两个量子点在近藤制度,两个自旋耦合的反铁磁交换相互作用和每个点隧道耦合到两个引线。计算非平衡密度矩阵和相应的电流,我们证明了非对角项的重要性,在存在一个施加的磁场和一个有限的偏置电压。
2008-04-22 cond-mat.str-el
Weak-coupling tensor cross interpolation impurity solver for nonequilibrium dynamical mean-field theory
University of Tokyo(东京大学);Saitama University(埼玉大学);University of Fribourg(弗里堡大学);RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)(理化学研究所新兴物质科学中心)
提出基于弱耦合展开和张量交叉插值的非平衡杂质求解器,避免随机采样,缓解符号问题,在Hubbard模型中准确再现热化行为,并适用于稳态DMFT。
2026-07-02 cond-mat.str-el
Nonequilibrium quantum dynamics of the magnetic Anderson model
研究了自旋为1/2的磁性杂质掺杂的自旋单轨道量子点的非平衡动力学。由于自旋简并,双占据是允许的,库仑相互作用和磁性杂质的交换耦合一起影响动力学。通过将实时路径积分的迭代求和方法推广到该耦合系统,我们监测了含时非平衡电流和杂质自旋极化,以确定含时非平衡动力学的特征.我们特别关注深量子区,其中所有的时间和能量尺度都是相同的数量级,没有小参数可用。我们观察到的杂质自旋极化的非平衡衰变的存在和不存在的库仑相互作用的显着影响。偏置电压、电子-杂质相互作用和温度越大,指数弛豫越快。我们发现,精确的弛豫率偏离相应的微扰结果。此外,我们还详细研究了杂质对电荷电流的反作用,发现增加杂质的耦合会降低稳态电流。此外,我们的方法使我们能够系统地区分平均场库仑和杂质效应的量子涨落和触发器散射的影响,分别。事实上,我们发现一个局部最大值的电流有限库仑相互作用由于杂质的存在。
2012-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Thermoelectric response of a correlated impurity in the nonequilibrium Kondo regime
我们研究了温度低于近藤标度的相关杂质连接到两个引线的非平衡热电输运性质。在有限的偏置,电流流过的引线,我们调查的差分响应的电流的温度梯度。特别是,我们比较了偏置电压和有限温度对热电响应的影响。从基本的角度来看,这是感兴趣的,以更好地理解由偏置电压和温度产生的两种不同的退相干机制。我们的研究结果表明,在这方面的热电响应行为不同的电导。特别是,虽然后者显示出类似的定性行为作为电压和温度的函数,无论是在理论和实验研究,定性差异发生在热电响应的情况下。为了理解这种效应,我们分析了不同的贡献与杂质光谱函数与温度的关系。特别是在强相互作用和足够大的偏置电压的制度,我们得到了一个简单的图片的基础上的不对称抑制或增强的分裂近藤峰的温度梯度的函数。除了学术兴趣,这些研究还可以提供有价值的信息,以评估量子点器件作为响应纳米级温度传感器的适用性。
2017-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Nonperturbative Green's function technique for nonequilibrium steady state
非微扰动力学理论在研究定态量子杂质系统的输运方面具有独特的优势。在这里,我们开发了一种新的方法来获得延迟格林函数表示的预解形式。我们使用海森堡图像,以促进动力学理论,并提出了一个新的系统的方法收集的基向量跨越刘维空间,这是最关键的一步,在获得预解格林函数。我们得到了研究单杂质单库和双库Anderson模型的所有线性无关基向量。后者是一个适当的模型,用于研究近藤现象在稳态时施加偏压。这是理论凝聚态物理中的一个长期课题。
2009-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonequilibrium conductance of asymmetric nanodevices in the Kondo regime
近藤杂质与处于或不处于平衡态的两个引线相连的电导的标度性质已经在实验和理论上得到了广泛的研究。从这些研究中,一个共识已经出现了有关的解析表达式的标度函数。在这个简短的报告中解决的问题涉及的属性的实验测量系数$α$目前在描述领先的电导依赖于$eV/T_K$,其中$V$是源漏电压和$T_K$近藤温度的条款。我们研究了粒子-空穴对称Anderson模型中$α$对铅点耦合比的依赖性,发现这种依赖性在强耦合的近藤区消失,杂质的电荷涨落消失.
2010-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Strong coupling impurity solver based on quantics tensor cross interpolation
本研究开发了基于量子张量交叉插值的单交叉近似求解器,用于强关联非平衡杂质模型,并在安德森模型和哈伯德模型的DMFT计算中验证了其准确性和效率。
2025-03-31 cond-mat.str-el
Functional interpolation expansion for nonequilibrium correlated impurities
该研究在辅助主方程框架下提出泛函插值方法,利用近精确辅助库表示和少量库实现插值估计校正,以更低计算成本更高精度求解非平衡DMFT的关联杂质问题,在Anderson杂质模型和Hubbard模型上验证了其捕捉平衡态与长寿命光掺杂态的有效性。
2025-06-12 cond-mat.str-el
Nonequilibrium, spatio-temporal formation of the Kondo screening-cloud on a lattice
我们研究了自旋屏蔽云的非平衡形成,它伴随着浸没在零温度费米海中的局部磁矩的淬灭。基于相互作用单杂质Anderson模型的高精度密度矩阵重整化群结果,利用时间演化块抽取方法讨论了杂质-库杂化量子猝灭后的实时演化.我们报告出现的长度和时间尺度的时空结构的非本地关联函数的自旋和电荷密度通道。在平衡时,我们的数据的关联函数和提取的长度尺度显示出良好的协议与现有的结果,因为本地时间相关的观测在杂质。在随时间变化的数据中,我们确定了一个主要的信号,它定义了一个“光锥”移动的费米速度和铁磁组件在其唤醒。在光锥内部,我们发现非平衡关联函数的结构出现在两个时间尺度上。最初,关联函数的定性结构在晶格费米速度下迅速发展。随后自旋关联在更大的时间尺度上收敛到平衡结果。这个过程设定了一个动态能量尺度,我们确定它与近藤温度成正比。在光锥外,我们观察到关联函数在空间中的两种不同的幂律衰减,其指数与时间和相互作用强度无关。
2015-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonequilibrium dynamics of a singlet-triplet Anderson impurity near the quantum phase transition
我们研究了单重态-三重态Anderson模型(STAM),其中一个具有双重态的组态与另一个具有单重态和三重态的组态杂化,作为一个极小模型来描述与两个金属引线以有效的单通道方式耦合的二能级量子点.该模型有一个量子相变,分离的区域的双重和单基态。的STAM(其中包括一个模型类似的欠屏蔽自旋-1近藤模型)的整数价的限制推导和用于预测的行为,通过系统的电导在过渡的两侧,在那里它突然跳跃。在一个特殊的量子临界线上,STAM可以映射到一个普通的安德森模型(OAM)加上一个自由自旋1/2。我们使用这个映射来获得的光谱密度的STAM作为一个功能的OAM在过渡。使用非交叉近似(NCA),我们计算的光谱密度和电导通过系统作为温度和偏压的函数,并确定发生在量子相变的变化。将光谱密度分离成单线态和三线态部分使我们能够阐明基础物理学,并解释最近在通过单个富勒烯分子的传输测量中作为温度函数的零偏压电导中观察到的肩部[Roch N等人,Nature 453,633(2008)]。对实验中观察到的非平衡输运三峰结构也作了解释。
2009-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonequilibrium functional RG with frequency dependent vertex function: A study of the single impurity Anderson model
利用Keldysh泛函重整化群(fRG)研究了单杂质Anderson模型的非平衡性质.我们提出了如何可以使用的水平加宽伽玛/2作为流动参数的fRG。这种选择保留了费米液体行为的重要方面,该模型在粒子-空穴对称的情况下表现出。的Keldysh fRG的近似方案的开发,占两个粒子顶点的频率依赖性的方式类似,但不等同于最近发表的近似平衡松原fRG。我们的方法是一个灵活的工具,研究弱到中等的现场相互作用U <= 3伽玛。在平衡状态下,我们发现在有限的栅极电压,磁场和温度下的线性电导与NRG结果非常吻合。在非平衡态下,我们的结果与TD-DMRG的结果吻合得很好。对于非线性电导作为偏置电压的函数,我们提出了可靠的结果,在有限的磁场和有限的温度。此外,我们证明了指数小尺度的近藤温度出现在二阶导数的自能。我们表明,近似是,但是,不能再现的有效质量在大的相互作用的缩放。
2010-05-27 cond-mat.str-el
Nonequilibrium Kondo problem with spin-dependent chemical potentials: Exact results
本文对近藤效应作了简要的回顾,并在具有自旋相关化学势的模型的参数空间的特殊点上精确地求解了非平衡近藤问题。使用所得到的解决方案,我们计算几个实验上可观察到的量:充电电流,自旋电流和磁性。应用物理上重要的情况下,如杂质自旋的情况下,放置在两个铁磁极化的引线之间进行了讨论。
2007-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonequilibrium dual-boson approach
发展了非平衡辅助量子主方程双玻色子方法(aux-DB),并指出它为描述关联杂质模型(如单分子光电子器件)的稳态提供了一种方便的方法,其中需要考虑电子和能量的输运。的aux-DB示出,以提供相对较低的数值成本的高精度。理论分析之后,说明性的模拟通用的两级结模型,新方案的基准对数值精确的结果。
2020-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Configuration interaction based nonequilibrium steady state impurity solver
我们提出了一个求解器的相关杂质问题的平衡的基础上结合所谓的辅助主方程方法(AMEA)和组态相互作用展开。在AMEA中,人们将原始的杂质模型映射到一个辅助的开放量子系统上,该系统具有有限数量的浴点,可以通过数值多体方法(如Lanczos/Arnoldi精确对角化(ED)或矩阵乘积态(MPS))来解决。虽然随着浴点数量的增加,映射变得指数地更准确,但由于开放系统的希尔伯特空间维度的快速增加,ED实现受到严重限制,并且MPS求解器通常需要相当长的运行时间。本文提出采用一种通过有效空间扩展的组态相互作用方法来数值求解关联辅助开放量子系统。这允许访问更多的浴网站在较低的计算成本比普通ED。我们基准的方法与数值重整化群结果平衡和MPS平衡。特别是,我们评估的电流,电导以及近藤峰和其分裂作为一个函数的增加偏置电压低于近藤温度TK。我们获得了一个相当准确的缩放的电导的偏置电压和温度的函数重新缩放TK为中等到强相互作用在很宽的参数范围内。该方法结合了ED的快速运行时间与接近MPS实现的精度,使其成为非平衡动力学平均场论的有吸引力的求解器。
2022-10-25 cond-mat.str-el
Nonequilibrium quantum-impurities: from entropy production to information theory
非平衡稳态电流与其平衡态电流不同,它不断地将能量耗散到其物理环境中,导致熵产生和时间反演对称性破缺。这封信讨论了这些问题的背景下,量子杂质模型驱动的平衡,通过附加杂质的铅在不同的化学势和温度。我们首先指出,熵产生往往隐藏在量子杂质模型的传统处理。然后,我们使用简单的热力学参数来定义熵产生率。使用散射框架最近开发的作者,我们表明,熵产生率有一个简单的信息论解释的香农熵和Kullback-Leibler散度的非平衡分布函数。这使我们能够证明,对于任何非平衡稳态,熵产生都是严格正的。最后,我们将这些想法应用到共振能级模型和近藤模型。
2007-06-08 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Nonequilibrium dynamics in a two-channel Kondo system due to a quantum quench
Potok等人最近的实验表明,单通道费米液体固定点和双通道非费米液体固定点之间具有显著的可调谐性。受此启发,我们研究的非平衡动力学,由于突然淬火的哈密顿量的参数从单通道到双通道各向异性近藤系统。我们发现与杂质自旋相关的局部量的长时间行为与与系统的总(传导电子+杂质)自旋相关的批量量的长时间行为之间存在明显差异。特别是,当地的杂质自旋和当地的自旋磁化率被发现平衡,但在一个非常缓慢的幂律的方式,这是特有的非费米液体性质的哈密顿量。相反,我们发现在两个粒子的期望值与系统的总自旋的平衡缺乏。
2010-02-18 cond-mat.str-el
Real-time dynamics in Quantum Impurity Systems: A Time-dependent Numerical Renormalization Group Approach
本文发展了一种研究任意耦合强度下量子杂质系统非平衡动力学的一般方法。数值重整化群用于生成正确描述时间演化所需的完整基组。我们基准我们的方法与共振能级模型的精确解析解。作为第一个应用,我们研究了量子点在栅极电压和外部磁场突然变化时的平衡。两个不同的弛豫时间被确定为自旋和电荷动力学。
2005-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Extended dissipaton equation of motion for electronic open quantum systems: Application to the Kondo impurity model
本文提出扩展耗散子运动方程,在哈密顿量中引入二次耦合描述杂质与环境相互作用,并用于研究近藤杂质模型中近藤共振的温度依赖性。
2023-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Solving nonequilibrium dynamical mean-field theory using matrix product states
我们用矩阵乘积态(MPS)求解非平衡态动力学场论(DMFT).这使我们能够处理更大的熔池尺寸,从而达到比精确对角化更长的时间(因子$\sim$ 2 - 3)。我们表明,潜在的杂质问题的星几何形状可以有更好的纠缠特性比以前青睐的链几何形状。这对基于MPS的一般杂质问题描述的效率有着巨大的影响:在平衡DMFT的情况下,它导致了数量级的加速。我们介绍了一个近似的两个时间的杂交功能,使用时间平移不变性,这可以观察到一定的弛豫时间后淬火到时间无关的哈密顿量。
2014-12-19 cond-mat.str-el
Variational approach to transport in quantum dots
我们导出了一个变分原理,它定义了相关杂质模拟的非平衡稳态输运,例如,耦合到偏置引线的量子点。将该变分原理推广到Gutzwiller变分空间,并应用于半填充的简单单轨道Anderson杂质模型的研究,得到了与量子点中所观察到的偏置值相一致的结果.除了对非平衡问题中的变分原理的形式定义的纯理论兴趣之外,所提出的特定方法具有足够简单和灵活以处理更复杂的系统和变分空间的重要优点。
2011-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Density matrix renormalization group study of a quantum impurity model with Landau-Zener time-dependent Hamiltonian
利用自适应含时密度矩阵重整化群方法(t-DMRG)研究了具有含时哈密顿量的量子杂质系统的非平衡动力学.该模型是一个共振能级模型,通过从描述耗散朗道-齐纳跃迁的特定欧姆自旋玻色子模型映射得到。我们将共振能级模型映射到Wilson链上,然后计算共振能级的时间依赖占据$n_d(t)$。我们比较t-DMRG结果与精确的结果在零温度下,发现非常好的协议。我们也给出了一个物理解释的数值结果。
2009-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonequilibrium Anderson model made simple with density functional theory
在i-DFT框架下研究了单杂质Anderson模型,i-DFT是最近提出的描述稳态电子输运的密度泛函理论的扩展. i-DFT被设计为给出杂质处的恒定电流和密度,并且它需要交换相关(xc)偏置和现场电势(栅极)的知识。在这项工作中,我们构建了一个近似的两个量,这是准确的在很宽的温度范围内,门和偏置,从而提供了一个简单和统一的框架来计算微分电导在不同的制度,在可以忽略不计的计算成本。我们的结果标志着DFT的重大进步,并可能为适用于其他相关系统的泛函的构建提供信息。
2017-01-10 cond-mat.str-el
Nonequilibrium dynamical mean-field calculations based on the non-crossing approximation and its generalizations
本文利用原子极限附近的自洽微扰展开,解决了哈伯德模型的非平衡动力学平均场论中的杂质问题。虽然最低阶,称为非交叉近似(NCA),是可靠的,只有当相互作用U是远远大于带宽,低阶修正的NCA原来是足以重现数值精确的蒙特卡罗结果在一个广泛的参数范围内,覆盖绝缘相和金属绝缘体交叉制度在不太低的温度。作为微扰强耦合杂质解的一个应用,我们研究了哈伯德模型中Mott绝缘相的二重占据对相互作用或跳跃的动力学变化的响应,这种技术已被用作超冷费米子气体中Mott绝缘态的探针。
2010-05-11 cond-mat.str-el
Nonequilibrium Critical Behavior for Electron Tunneling through Quantum Dots in an Aharonov-Bohm Circuit
双量子点可以提供一个实验实现的2杂质Kondo模型,表现出一个非费米液体量子临界点(QCP)在其参数的特定值。我们推广我们最近的研究中的双量子点串联\cite{Sela08}的Aharonov-Bohm通量的平行配置。我们给出了从QCP到低能费米液相的有限温度和有限电压电导$G[V,T]$的精确普适结果。与串联配置相比,这里一般称为$G[V,T] \ne G[-V,T]$,导致电流整流。
2008-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Lindblad-Driven Discretized Leads for Non-Equilibrium Steady-State Transport in Quantum Impurity Models: Recovering the Continuum Limit
描述稳态非平衡下的相互作用量子杂质模型是计算多粒子方法的一个公开挑战:使用有限数量的铅能级的数值要求和描述真正开放量子系统的物理要求似乎是不相容的。弥合这一差距的一种可能性是使用Lindblad驱动的离散铅(LDDL):一个耦合辅助连续水库的离散铅水平,并表示这些额外的水库在刘维方程中的Lindblad条款。对于由Lindbladian动力学控制的二次模型,我们给出了一种解析获得关联函数的基本方法。在第二部分中,我们使用这种方法来明确讨论的条件下,LDDL方法的连续极限恢复热储的正确表示。作为一个解析可解的例子,非平衡共振能级模型进行了更详细的研究。最后,我们提出的想法对建议的林德布拉德方程相互作用的杂质矩阵产品状态的基础上的数值评估。特别是,我们提出了一个重新制定的林德布拉德方程,它具有有用的属性,可以映射到一个链的哈密顿动力学和林德布拉德驾驶是本地在同一时间的线索。此外,我们讨论了结合Lindblad方法与对数离散化所需的指数小的能量尺度的探索的可能性。
2016-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Accelerating a Strong-Coupling Non-Equilibrium Steady-State Impurity Solver using (Quantics) Tensor Trains
University of Hamburg(汉堡大学);The Hamburg Centre for Ultrafast Imaging(汉堡超快成像中心)
本研究提出四种积分参数化方式,结合量子化张量列与张量交叉插值加速强耦合非平衡稳态杂质求解器,经基准测试与DMFT验证可降低高阶图计算成本,适用于多类量子杂质计算。
2026-08-14 cond-mat.str-el physics.comp-ph
Nonequilibrium critical scaling from quantum thermodynamics
新兴的量子热力学领域正在为包括量子相变在内的典型多体问题提供重要的结果和见解。尽管如此,在封闭系统中突然失超后,诸如功的涨落之类的非平衡量是否表现出临界尺度的问题仍然是难以捉摸的。在这里,我们采取了一种新的方法来解决这个问题,通过研究淬火跨越杂质量子临界点。通过对双杂质Kondo模型进行密度矩阵重整化群计算,我们能够确定在量子临界态下,猝灭产生的不可逆功具有有限尺寸标度。这种缩放忠实地预测平衡临界指数的交叉长度和序参量的模型,而且,意味着一个新的指数的重新缩放的不可逆工作。通过将不可逆功与双杂质自旋关联函数联系起来,我们的研究结果可以得到实验验证。
2016-05-23 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Numerical operator method for the real time dynamics of strongly-correlated quantum impurity systems far from equilibrium
发展了一种研究强相互作用非平衡量子杂质模型中海森堡算符实时动力学的方法。我们的方法适用于广泛的相互作用强度和偏置电压超出线性响应制度,在零温度下工作,并克服了有限尺寸的限制所面临的其他数值方法。我们比较我们的方法与量子蒙特卡罗模拟在强相互作用强度,在没有分析方法是适用的。我们发现,在高偏压下的结果,并在短时间内在低偏压下的一个非常好的吻合。我们讨论了在低偏压下长时间的偏差的可能原因。在弱相互作用下,我们的结果与微扰结果也有很好的一致性。
2014-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Effective Equilibrium Theory of Nonequilibrium Quantum Transport
强关联量子系统的理论描述提出了几个挑战和一些悬而未决的问题。在本文中,我们专注于非线性电子输运通过相互作用的量子点保持在有限的偏压使用的概念介绍了Hershfield [物理。70,2134(1993)],由此可以用系统的Lippmann-Schwinger算子来表示这种非平衡量子杂质模型。这些散射算子允许一个重新制定的非平衡问题作为一个有效的平衡问题与修改后的哈密顿量。在本文中,我们提供了一个有效的平衡理论的核心概念的教学分析。首先,我们证明了使用Schwinger-Keldysh框架和有效平衡方法计算的可观测量之间的等价性,并将两个理论框架中的格林函数联系起来。其次,我们阐述了这种方法在相互作用量子杂质模型中的一些应用。我们引入了一个新的框架来处理相互作用的影响微扰,同时捕捉整个依赖于偏置电压。为了具体起见,我们采用安德森模型作为这个计划的原型。工作在粒子-空穴对称点,我们调查的Abrikosov-Suhl共振的命运作为偏置电压和磁场的函数。
2011-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Nonequilibrium Dynamical Mean Field Theory: an auxiliary Quantum Master Equation approach
介绍了一种计算强关联扩展量子系统电子稳态性质的通用方法。该方法是基于动力学平均场论(DMFT),其中原系统被映射到一个辅助的非平衡杂质问题嵌入在马尔可夫环境。辅助系统的稳态格林函数通过相应的林德布拉德方程的全对角化来求解。该方法可以看作是基于精确对角化的DMFT到非平衡情形的非平凡扩展。作为第一个应用程序,我们考虑一个相互作用的哈伯德层连接到两个金属导线和目前的结果的稳态电流和非平衡态密度。
2012-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hierarchical Liouville-space approach for accurate and universal characterization of quantum impurity systems
为了准确有效地计算强关联量子杂质系统的动力学观测值,提出了一种基于分层运动方程(HEOM)的数值方法。该方法能够定量描述近藤共振和费米液体特性,达到最新高级数值重整化群方法的准确性,正如在单杂质安德森模型系统上所证明的那样。它的应用到一个两个杂质的安德森模型的微分电导与外部偏压的结果,正确地再现了连续过渡的单个杂质之间形成的单重态自旋态的Kondo状态。HEOM方法在描述量子杂质系统的平衡和非平衡性质方面的优异性能使得它在动力学平均场论框架下处理强关联晶格系统具有潜在的应用价值。
2012-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.str-el
Nonequilibrium spintronic transport through Kondo impurities
本文分析了量子杂质的非平衡输运利用混合数值重整化群-含时密度矩阵重整化群温度场猝灭方法,研究了附着在铁磁导线上的量子点(或量子分子)的微分电导随偏压的变化规律,发现系统中存在一个有限的零偏压峰,近藤共振的特点,并让人想起平衡局域态密度。在非平衡条件下,微分电导中的共振也随着铅自旋极化的增加而减小。后者诱导了一个有效的交换场,提升了点能级的自旋简并度。因此,正如我们所证明的,近藤共振可以恢复抵消交换场与有限的外部磁场施加到系统。最后,我们研究了温度对非平衡电导的影响,重点研究了分裂近藤共振。因此,我们的工作提供了一个准确的定量描述的自旋分辨输运性质相关的量子点和分子嵌入在磁性隧道结。
2022-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonequilibrium transport through an interacting monitored quantum dot
Institute of Theoretical and Computational Physics, Graz University of Technology(格拉茨工业大学理论与计算物理研究所);JEIP, UAR 3573 CNRS, Collège de France, PSL Research University(法国国家科学研究中心联合研究单位3573 JEIP,法兰西学院,巴黎文理研究大学)
该研究通过监控量子点的电荷或自旋自由度,探讨了强关联与马尔可夫退相干的相互作用,揭示了Kondo物理在不同退相干条件下的鲁棒性及非线性电导的普遍缩放行为。
2026-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Many-body wavefunctions for quantum impurities out of equilibrium. II. Charge fluctuations
我们推广了前一篇文章[A. B.卡尔弗和N. Andrei,Phys.Rev.B103,195106(2021)]的两个模型与电荷波动:相互作用的共振能级模型和安德森杂质模型。在相互作用共振能级模型中,我们求出了精确的随时间演化的波函数,并计算了相互作用中的定态杂质占据率。在Anderson杂质模型中,我们发现了小库仑排斥和大库仑排斥$U$的非平衡稳态,并且发现$U$中的定态流与Keldysh微扰理论计算的结果一致。
2021-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Iterative path integral summation for nonequilibrium quantum transport
我们发展了一个数值精确的方法来计算实时路径积分表达式的量子输运问题的平衡。该方案基于感兴趣的非平衡观测量的生成函数的路径积分(ISPI)的确定性迭代求和,例如,中心部分的充电电流或动力学量。由于引线的自能,在时间上是非本地的,在有限的记忆时间内被充分考虑,从而包括非马尔可夫效应。数值结果外推第一消失(特罗特)时间离散化,第二,无限的记忆时间…
2013-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Truncating the memory time in nonequilibrium DMFT calculations
非平衡格林函数(NEGF)方法是一种通用的理论工具,它可以描述强关联系统的电子结构,光谱和动力学。然而,这种方法的适用性是有限的,其相当大的计算成本。由于NEGF的完全两时间依赖性的处理,潜在的运动方程涉及持久的非马尔可夫记忆内核,其导致时间点$N_t$的数量中的至少一个$N^3_t$缩放。然而,在存在热化浴的情况下,系统的记忆时间减少。特别是,动力学平均场论(DMFT)-强关联晶格系统的最成功的方法之一-映射扩展系统耦合到一个浴的有效杂质。在这项工作中,我们系统地研究如何记忆时间可以截断在非平衡DMFT模拟的Hubbard和Hubbard-Holstein模型。我们表明,适当的截断方案,大大降低了计算成本,结果在良好的近似的全时演变。这种方法使传播到更长的时间,使基本的过程,如预热化和热化的最后阶段,非平衡DMFT访问。
2018-04-25 cond-mat.str-el
Nonequilibrium Kondo effect in a magnetic field: Auxiliary master equation approach
研究了单杂质Anderson模型在偏置电压$ϕ$和磁场$B$的影响下的非平衡态。我们研究了自旋分辨态密度(DOS)中近藤峰的位移($ω_B$)和电导异常的位移($ϕ_B$)之间的相互作用。与实验和以前的理论计算一致,我们发现,虽然后者显示出一个相当线性的行为,几乎恒定的斜率作为$B$的函数下降到近藤规模,DOS转变的第一个特点是一个缓慢的增加,达到相同的行为$ϕ_B$仅为$|g| μ_B B \gg k_B T_K$。我们的辅助主方程的方法产生高度准确的非平衡态结果的DOS和电导的所有方式从近藤内的电荷波动制度,表现出良好的协议与最近推出的计划的基础上结合的数值重整化群与时间相关的密度矩阵重整化群。
2018-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el