Transport in multilevel quantum dots: from the Kondo effect to the Coulomb blockade regime
介绍了一种新的理论方法来研究相互作用多能级量子点中的相干电子输运。该方法在弱耦合和强耦合的极限下都能得到正确的结果,从而给出了库仑阻塞和近藤效应的统一描述。给出了二能级点的态密度和电导随温度变化的结果。这些结果的相关性与最近的实验半导体量子点的近藤效应进行了讨论。
1999-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Effects of spin and exchange interaction on the Coulomb-blockade peak statistics in quantum dots
我们推导出了一个封闭的表达式的线性电导通过量子点在库仑阻塞制度的存在下,一个恒定的交换相互作用。利用该表达式,我们计算了电导峰高和峰间距统计的温度依赖性。使用一个现实的交换相互作用的值,我们发现显着更好的协议与实验数据相比,在没有交换相互作用的情况下获得的统计。
2002-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coulomb blockade and Quantum Critical Points in Quantum Dots
研究了一个超小量子点耦合到一个引线和一个量子盒(一个大的量子点)。调整隧道振幅的铅和盒子,我们发现一条线的不稳定的非费米液体不动点作为量子点的栅极电位的函数,扩展到任意充电能量的小和大的量子点。这些量子临界不动点具有有限的剩余熵。它们控制着从一种费米液体状态到另一种费米液体状态的交叉,其特征在于不同的(高和低)电导值。
2004-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractional plateaus in the Coulomb blockade of coupled quantum dots
研究了通过单模点接触与贮液池相连的双大点样品的基态性质。当点间传输是完美的,由相同的无量纲的栅极电压控制的点,我们发现,对于任何有限的背散射从之间的铅和左点的障碍,平均点电荷表现出库仑阶梯行为的步骤的大小为e/2和电容峰值周期减半。这里的点间静电耦合很弱。对于左点和铅之间的强隧穿,我们报告了一个明显的中间阶段,其中分数平台得到大幅改变的斜率增加。
2003-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interplay of Coulomb interaction and spin-orbit coupling
本文采用Gutzwiller变分法研究了三轨道哈伯德模型中库仑相互作用和自旋轨道耦合的相互作用。已经在顺磁相,我们发现一个实质性的重整化的自旋轨道耦合,进入有效的单粒子哈密顿准粒子。只有接近半带填充和相当大的库仑相互作用,我们观察到清晰的签名洪德的原子规则的自旋,轨道和总角动量。对于一个有限的本地洪德规则交换相互作用,我们发现一个铁磁有序状态。自旋-轨道耦合显著地减小了有序矩的大小,它产生小的有序轨道矩,并且它诱导磁各向异性。为了研究磁各向异性能,我们使用了一个外部磁场,使磁矩远离易磁化轴$(1,1,1)$。
2016-07-13 cond-mat.str-el
Universal Features of Interacting Chaotic Quantum Dots. Application to Statistics of Coulomb Blockade Peak Spacings
基于$1/M$的逆幂展开式,即无窗电子态数$M \simeq k_F R$,给出了混沌量子点中电子-电子相互作用的一个完整分类.这种分类是相当普遍的,并扩展和扩大了普遍的非相互作用的RMT统计系综。我们发现,现有的库仑阻塞$B=0$和$B\ne 0$的峰间距数据描述相当准确的相互作用GSE和其扩展到$B\ne 0$。存在于相互作用的GUE情况下的双峰结构被自旋轨道,配对和高阶残余相互作用的综合作用完全冲洗掉。
2001-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
New regime of the Coulomb blockade in quantum dots
本研究针对量子点经典库仑阻塞区域中热化缺失的影响问题,通过求解双占据态下的量子动力学方程,得到不同耦合条件下的电流-电压特性,发现了不对称耦合下的库仑台阶缩减及对称耦合下的微分电导额外峰新现象。
2024-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coulomb correlation effects in semiconductor quantum dots: The role of dimensionality
我们通过不同的理论方法(单点哈伯德和Hartree-Fock哈密顿)研究了小的三维(3D)和二维(2D)半导体量子点的能谱;在最小的点,我们也与精确的结果进行了比较。我们发现,纯粹的二维模型往往导致不充分的描述库仑相互作用存在于现实的结构,作为高估的载体定位的结果。我们发现,点的维数有一个至关重要的影响(i)预测的添加光谱的准确性;(ii)近似理论方案的有效性范围。当应用到现实的3D几何形状,后者被发现是更准确的比在相应的2D情况下的一个大类的量子点,单网站哈伯德哈密顿量示出提供了一个非常有效和准确的计划来描述量子点光谱,导致与实验吻合良好。
1998-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Charge and energy transfer in ac-driven Coulomb-coupled double quantum dots
我们研究了库仑耦合双量子点系统中的电荷流和能流的动力学,当两个量子点中只有一个被时间周期门驱动时,时间周期门调制它的能级。虽然库仑耦合不允许点之间的电子转移,但它使它们之间的能量交换成为可能,这在未驱动的点中引起电荷的时间变化。我们描述了在低温下的电子相互作用的效果,使用一个随时间变化的奴隶自旋1制定内的平均场,有效地捕捉强相关性的主要影响,以及驱动的动力学性质。我们发现,在未驱动的点,由于点间电子之间的相互摩擦感生的电流是相同的顺序,在驱动的点。有趣的是,高达百分之43 $\%$的交流电源注入的能量可以从驱动点转移到未驱动的一个。我们通过研究库仑相互作用对由门驱动的量子点的电阻的影响来完成我们的分析。
2022-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Impact of Coulomb interaction and Kondo effect on transport in quantum dots
我们研究了库仑电子-电子相互作用对近藤哈密顿量描述的量子点结中输运的影响。我们分析了费米液体制度,并考虑了零温度的限制。借助Keldysh技术,我们计算了非线性电流和散粒噪声随外加电压的变化。我们表明,库仑相互作用markable影响的通用有效电荷的载流粒子e*=5/3e,可以测量的散粒噪声实验。电子-电子相互作用通过因子(e*=5/3eF)修改该普适值,该因子小于1并且也依赖于电压。
2006-11-21 cond-mat.other cond-mat.str-el
Spectral scrambling in Coulomb-blockade quantum dots
研究了加在库仑阻塞量子点上的电子数$m$对能级涨落的影响。在Koopmans定理的极限下的微观计算预测,这些波动的标准偏差在不存在表面电荷的情况下表现为$\sqrt{m}$,但当包括有限几何中的表面电荷的影响时,在$m$中表现为线性。微观结果进行了比较,一个参数随机矩阵的方法。我们估计的电子数,它需要在相互作用强度,无量纲的无量纲电导,和对称类的频谱完全打乱。
2001-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Solution of the Schrödinger Equation for Quantum Dot Lattices with Coulomb Interaction between the Dots
研究了由椭圆量子点构成的非立方、非布拉维结构量子点晶格的薛定谔方程。在偶极近似下考虑了量子点之间的库仑相互作用。那么只有质量的质心(c.m.)不同点的坐标相互耦合。这个C。该子系统可以精确求解,并提供类似磁-声子的集体激发。点间相互作用仅通过单个相互作用参数涉及。各个点的相对坐标形成解耦的子系统,从而引起点内激励。作为一个例子,后者是精确计算的双电子点。重点放在定性的影响,如:i)由于点间相互作用的晶格不稳定性的磁场的影响,ii)关闭之间的差距较低和较高的厘米。模式在B=0的椭圆形点由于点的相互作用,和iii)扭结的单点激发能(相对于磁场)由于基态角动量的变化。结果表明,为了获得惊人的定性效果,应该超越简单的立方晶格与球形点。我们还证明了一个更一般的版本的量子点晶格的Kohn定理。它示出,为观察在FIR光谱(打破科恩定理)的点之间的电子-电子相互作用的影响,必须考虑点晶格与至少两个点物种具有不同的限制张量。
2000-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ground state spin and Coulomb blockade peak motion in chaotic quantum dots
我们从实验和理论上研究了库仑阻塞(CB)峰在磁场中的行为,该磁场主要耦合到混沌量子点的基态自旋(而不是轨道矩).在第一部分中,我们讨论了CB峰和间距的磁场依赖性中的数值观察特征,这些特征明确地识别了点N上连续数量的电子的每个基态的自旋S的变化。接下来,我们评估点的基态具有特定自旋S的概率,作为交换强度J和外部磁场B的函数。在第二部分中,我们描述了最近的实验栅极定义的GaAs量子点,其中库仑峰运动和间距作为面内磁场的函数进行测量,允许N和N+1电子基态之间的自旋变化被推断。
2000-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Breaking whispering-gallery modes of massless Dirac fermions in graphene quantum dots by Coulomb interaction
库仑相互作用在局域能级(束缚态)或电子平带中具有核心重要性,并且可能导致许多奇异量子相,例如石墨烯系统中的磁性相、超导相和拓扑相1 -14。在石墨烯单层中,载流子的相对论无质量狄拉克费米子性质使我们能够实现前所未有的准束缚态,其通过回音壁模式(WGM)暂时捕获,寿命(捕获时间)为~ 10 fs,在圆形石墨烯量子点(GQD)中15-20。在这里,我们表明,库仑相互作用仍然起着主导作用,在确定的电子性质的时间限制准束缚态。我们的扫描隧道显微镜(STM)和光谱(STS)测量表明,在GQD中的离散准束缚态将分裂成两个峰值时,它是部分填充。两个分裂峰的能量分离与GQD有效半径的倒数呈线性增加,表明分裂源于库仑相互作用。此外,我们发现两个分裂态的实空间分布在GQD的不同区域分开,以减少库仑相互作用,导致准束缚态的WGM破缺。
2020-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coulomb versus spin-orbit interaction in few-electron carbon-nanotube quantum dots
利用组态相互作用方法研究了碳纳米管量子点中的少电子态。最近由Kuemmeth等人[Nature 452,448(2008)]测量的两个电子的隧穿谱的独特的非相互作用特征通过由于自旋轨道相互作用导致的低位同位旋多重态的分裂来解释。然而,强相互作用的基态形成了一个由空间中的电子组成的“维格纳分子”。通过改变可调谐点限制势,可以在隧穿光谱中看到电子分子的签名。
2009-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coulomb blockade and Non-Fermi-liquid behavior in quantum dots
研究了超小量子点与铅和量子盒耦合时的非费米液体性质。调整的比例的隧道振幅的铅和盒子,我们发现一条线的两个通道的近藤不动点上的任意库仑排斥点,两个不同的费米液体制度之间的过渡。费米液体的特征在于不同的电导值。对于一个不对称的点,自旋和电荷的自由度纠缠:一个连续的过渡从自旋到电荷的双通道近藤效应的演变。两通道近藤效应的交叉温度在远离局域矩的情况下大大增强,使得这种奇异效应在现实的量子点器件中可以实现。
2005-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interplay between electron pairing and Dicke effect in triple quantum dots structures
我们研究了邻近诱导配对对异质结中Dicke效应的电子版本的影响,该异质结包括三个垂直耦合在金属和超导引线之间的量子点。我们讨论了一个可行的实验过程中检测的窄/宽(subradiant/superradiant)的贡献,通过亚间隙Andreev光谱。在近藤区和小的能级失谐Dicke效应表现在微分电导。
2017-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interplay of mesoscopic and Kondo effects for transmission amplitude of few-level quantum dots
计算了多能级量子点在能级间距比能级宽度大的介观条件下透射振幅的大小和相位。讨论了近藤关联之间的相互作用和相邻能级的影响。与单能级情况一样,近藤的幅度和相位的平台随着温度的升高而消失。在一定的栅极电压下,发现传输相位与温度无关的“稳定”点。根据相邻能级的介观参数(如隧穿矩阵元的相对符号和大小),固定点被移动到相邻能级或被相邻能级排斥。
2008-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
An improved auxiliary boson method for quantum dots with finite Coulomb interaction U
Universidad de Antofagasta(安托法加斯塔大学);Universidade de São Paulo(圣保罗大学);Universidad Santo Tomás(圣托马斯大学)
本文改进了Kotliar-Ruckenstein四辅助玻色子方法,用于描述具有有限U的Kondo区量子点,在保持解析可处理性的同时更精确处理强关联,基准计算与数值重整化群吻合,为强关联量子点输运研究提供了高效稳健框架。
2026-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interplay of Coulomb interaction and disorder in a two-dimensional semi-Dirac fermion system
最近发现,库仑相互作用可以在二维各向异性Weyl半金属中诱导出一系列非平凡的光谱和输运性质。与通常的费米液体不同,该系统中的库仑相互作用使得费米液体描述在很宽的能量范围内失效。本文对库仑相互作用和淬火无序的相互作用进行了系统的重整化群分析,指出它们之间存在着实质性的相互作用,从而导致了各种量子相变和非费米液体行为。系统的低能物理敏感地依赖于库仑相互作用和无序的有效强度。
2016-11-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Interplay between electron-phonon and Coulomb interactions in cuprates
强的电子-声子耦合在高温铜酸盐的证据进行了审查,重点是电子和声子的光谱功能。由于库仑和电子-声子相互作用之间的相互作用的影响进行了研究。对于弱掺杂的铜氧化物,由于关联效应,声子自能强烈降低,而电子自能没有相应的强烈降低。极化子的形成进行了研究,重点是库仑相互作用和反铁磁关联的影响。有人认为,在未掺杂的铜酸盐极化子形成的实验迹象是由于这些系统的强电子-声子相互作用。
2007-08-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Impact of capacitance and tunneling asymmetries on Coulomb blockade edges and Kondo peaks in non-equilibrium transport through molecular quantum dots
考虑到分子电子学中的典型情况,我们从理论上研究了通过分子量子点的非平衡输运作为门电压和偏置电压的函数。在这方面,我们的研究包括在电容和隧穿率的源极和漏极的不对称性,以及一个无限大的充电能量的分子。我们的计算是基于平衡非交叉近似(NCA),这是一个可靠的技术,在考虑的制度。我们发现,库仑阻塞的边缘和近藤峰显示强重整化的宽度和强度作为这些不对称性的函数,和基本的期望,从库仑阻塞理论必须小心一般,尤其是当近藤物理在发挥作用。为了帮助理论与实验的比较,我们还提出了一个简单的唯象模型,半定量地再现库仑阻塞的边缘,数值计算从NCA在所有政权的参数。
2015-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coulomb blockade microscopy of spin density oscillations and fractional charge in quantum spin Hall dots
我们评估了量子自旋霍尔量子点中产生的自旋密度振荡通过两个本地化的磁势垒。磁势垒和自旋动量锁定的组合存在,拓扑绝缘体的标志,导致了特殊的现象:半整数电荷被困在点中的障碍的反平行磁化,振荡出现在平面内的自旋密度,这是在电子相互作用的存在下增强。此外,我们表明,这些振荡的数量是由内部的点的粒子数,因此,部分电荷的存在或不存在可以推断从面内自旋密度。我们表明,当点与磁化尖端耦合时,在化学势中引起的空间位移允许探测这些特有的功能。
2013-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum transport through double-dot Aharonov-Bohm interferometry in Coulomb blockade regime
在弱耦合和库仑阻塞条件下,分析了量子点内无限大库仑排斥和任意点间库仑排斥的Aharonov-Bohm干涉中横向嵌入两个量子点的输运.利用修正的量子速率方程和从玻色子方法,在高于近藤温度的温度下,对于两个量子点的自旋简并能级相互接近的情况,我们建立了一个通用的直流电流公式.我们研究两个简单的例子相同的点-没有双重占用状态和没有空的状态。在前者中,完全破坏性的相干输运和相位锁定分别出现在磁通量$Φ=Φ_{0}/2$和$Φ=0$;在后者中,部分相干输运表现出具有周期为$Φ_0$的磁通量的振荡。
2003-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Linear conductance in Coulomb-blockade quantum dots in the presence of interactions and spin
本文讨论了在电荷能以外的相互作用下,通过库仑阻塞量子点的线性电导的计算。在温度是一个典型的隧道宽度相比,大的限制,我们使用速率方程的方法来描述相应的多体状态之间的转换。我们讨论了弹性和快速热化的限制,在点的非弹性散射率是小的或大的弹性跃迁率相比,分别。在弹性限度,我们发现几种情况下,封闭的解决方案的电导是可能的,包括一个恒定的交换相互作用的情况下。在快速热化极限下,在一般情况下,封闭解是可能的。我们表明,相应的线性电导的表达式简化的哈密顿量是不变的自旋旋转。
2002-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-resolved thermal signatures of Majorana-Kondo interplay in double quantum dots
从理论上研究了T型双量子点与拓扑超导纳米线耦合的Majorana零能模的热电输运性质。使用数值重整化群方法进行计算,重点是输运制度,系统表现出两阶段的近藤效应。结果表明,Majorana准粒子泄漏到双点系统中导致近藤效应第二阶段的半抑制,这一现象通过电荷和热导的分数值揭示出来,并在Seebeck系数中引起新的共振.热传导满足修正的Wiedemann-Franz定律。最后,强电子相关性的马约拉纳诱导的干扰的相互作用进行了讨论的自旋塞贝克效应,所考虑的设置的一个独特的功能的行为。
2022-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Strongly nonlinear thermovoltage and heat dissipation in interacting quantum dots
我们研究了库仑阻塞量子点中电荷和能量的非线性输运。我们讨论了交叉效应时产生的电子移动响应于热梯度(塞贝克效应)或能量流的反应电压差(珀尔帖效应)。我们发现,由于充电效应,微分热电导呈现出一种典型的库仑蝶形结构。重要的是,我们表明,实验观察到的热电压零点是由激活库仑共振在大的热位移。此外,两个连接的电极之间的功耗不对称性可以操纵与所施加的电压,这对纳米级冷却器的有效设计的影响。
2014-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Interplay between Kondo physics and spin-orbit coupling in carbon nanotube quantum dots
利用数值重整化群方法研究了自旋轨道耦合对碳纳米管量子点中近藤效应的影响。足够大的自旋轨道耦合被证明在零磁场下破坏了SU(4)近藤效应,在单电子和三电子库仑阻塞谷中只留下两个SU(2)近藤效应。在施加有限磁场时,在三电子谷和二电子谷中产生两个额外的自旋轨道诱导SU(2)近藤效应。使用物理上现实的模型参数,我们计算的差分电导在一定范围内的栅极电压,温度和字段。结果与文献中两个不同实验装置的测量结果吻合良好,并解释了SU(4)Anderson杂质模型标准框架内未描述的一些观察结果。
2009-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interplay between Josephson effect and magnetic interactions in double quantum dots
我们分析了双量子点耦合到超导导线的磁性和输运性质。除了可能的相变到一个$π$状态,已经存在于单点的情况下,该系统表现出更丰富的磁性行为,由于近藤和点间的反铁磁耦合之间的竞争。我们得到的约瑟夫森电流,这可能有助于了解最近的实验超导金属富勒烯二聚体结的结果。我们表明,在这样的系统中的约瑟夫森效应可以用来控制其磁位形。
2006-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interplay of electromagnetic noise and Kondo effect in quantum dots
研究了有限阻抗$Z(ω)$电磁环境对量子点中近藤效应的影响。电路电压波动耦合到点中的电荷波动,并影响电极之间转移电荷的自旋交换过程。讨论了近藤量子点在动态库仑阻塞作用下的低能性质与近藤杂质在Luttinger液体中的低能性质的相似性。利用量子杂质模型玻色子化的基础上,我们以前的知识,低电压电导异常出现在零温度。电导可以消失,在低温下,即使在屏蔽杂质自旋的存在。此外,相应的近藤温度的定量测定取决于电路的全频变阻抗。这是证明了弱耦合计算中的近藤相互作用,考虑到充分的分布$P(E)$的激发环境模式。
2007-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Phase Transitions to Charge Order and Wigner Crystal Under Interplay of Lattice Commensurability and Long-Range Coulomb Interaction
利用路径积分重整化群方法研究了具有长程库仑相互作用的二维晶格中Wigner晶体、电荷序和莫特绝缘体之间的关系。与Hartree-Fock的结果相反,固体稳定性随着晶格可折叠性而急剧增加。在填充$n=1/2$的电子气参数$r_s \sim 2$处发生向液体的转变,显示出在连续极限中从$r_s \sim 35$的大幅降低。量子涨落的正确解释对于理解通常只在简单分数填充和远离它们的量子液体的性质中观察到的电荷序稳定性至关重要。
2002-03-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Connecting the SYK dots
我们研究了一个假定的(奇怪的)金属到绝缘体的转变在一个颗粒阵列的Sachdev-Ye-Kitaev(SYK)量子点,每个占据了大量的N>>1的电荷携带费米子。扩展以前的研究,我们补充了物理相关的库仑相互作用的SYK耦合,并专注于电荷波动的影响,评估导电性和态密度。后者被发现表现出显着的变化时,有效的网站间隧道变得可比的重整化库仑能量的行为,从而标志着过渡的问题。
2020-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th