Interplay of Kondo effect and strong spin-orbit coupling in multi-hole ultraclean carbon nanotubes
本文报道了在SU(4)Kondo体系中,利用共隧穿谱测量了具有强自旋轨道耦合的多孔超净碳纳米管量子点的磁导。连续的壳层显示出相对于自旋轨道分裂的近藤效应逐渐减弱,导致从SU(4)到SU(2)对称性的演化,在半壳层填充时电导被抑制。提取的能级谱,总体上与纳米管中可忽略的无序一致,在半填充的情况下,由于库仑效应而显示出大的重整化。
2013-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kondo effect in carbon nanotube quantum dots with spin-orbit coupling
基于碳纳米管量子点中自旋轨道耦合的实验研究[F. Kuemmeth \textsl{et al.},Nature(London){ \bf 452},448(2008)],我们详细研究了它对近藤效应的影响。自旋-轨道耦合本质上提升了点中单个电子的四重简并,从而打破了SU(4)对称性,甚至在零磁场下也分裂了近藤共振。当外加磁场时,近藤共振进一步分裂,并呈现出精细的多峰结构,这是由于自旋轨道耦合和塞曼效应的相互作用。每个峰的微观共隧穿过程可以被唯一地识别。最后,还得到了双电子区的纯轨道近藤效应。
2008-12-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
New Numerical Results Indicate a Half-Filling SU(4) Kondo State in Carbon Nanotubes
数值计算模拟了碳纳米管量子点中的传输实验(P. Jarillo-Herrero等人,Nature 434,484(2005)),其中强烈增强的近藤温度T_K ~ 8 K与轨道双简并单占据电子壳层四分之一填充时哈密顿量的SU(4)对称性有关。我们的结果清楚地表明,在T_K ~ 16 K的相邻壳层上测得的Kondo电导(解释为单重态-三重态近藤效应),在半填充时可以与SU(4)近藤效应联系起来。除了呈现类似于四分之一填充SU(4)的自旋-电荷近藤屏蔽外,半填充SU(4)最近被关联到非常丰富的物理行为,包括非费米液体状态(M。R. Galpin等人,物理修订版信函94,186406(2005))。
2006-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kondo Phase Transitions of Magnetic Impurities in Carbon Nanotubes
我们提出碳纳米管(CNT)与磁性杂质作为一个通用的平台,以实现非常规的近藤物理,其中CNT浴是由自旋轨道相互作用和表面曲率间隙。虽然在中性扶手椅型碳纳米管中半填充杂质的特殊情况下,强耦合相是不可接近的,但该系统通常可以经历到近藤基态的量子相变。研究了CNT半径、手性和载流子掺杂变化时产生的位置特定的相图,揭示了几个显著的特征,例如,非扶手椅型碳纳米管实现相变的最大半径的存在,以及近藤屏蔽的干涉抑制.我们表明,通过静电门控的费米能量调谐,量子临界区可以在实验上访问。
2012-08-11 cond-mat.mes-hall 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
Two-Stage Kondo Effect and Kondo Box Level Spectroscopy in a Carbon Nanotube
“近藤盒”的概念描述了一个单自旋,反铁磁耦合到一个量子点与有限的水平间距。在这里,一个近藤盒是在碳纳米管与局域电子相互作用中形成的。我们研究了它的前几个本征态的自旋,并将它们与最近的理论进行了比较。在一个“开放”的近藤盒,强烈耦合到引线,我们观察到的纳米管电导,这是从近藤盒单线态和“传统”近藤状态之间的竞争的结果,耦合的纳米管的引线之间的非单调的温度依赖性。
2010-10-07 cond-mat.mes-hall
Kondo effect of magnetic impurities on nanotubes
磁性杂质对纳米接触的弹道电导的影响,在最近的工作中建议,服从从头计算研究\cite{naturemat}。我们的方法通过常规的密度泛函计算自旋和对称性相关的电子散射相移,随后由随后的数值重整化群解安德森模型-其成分和参数的选择,以便重现这些相移。我们应用这种方法来研究近藤零偏压异常,将引起的弹道电导完美的金属(4,4)和(8,8)单壁碳纳米管,理想地连接到铅在两端,由外部吸附的钴和铁吸附原子。这些杂质的不同的自旋和电子结构的预测,导致各种近藤温度,一般远低于10 K,并在零偏置导致范诺电导最小值的通道之间的干扰。
2012-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Zero-field splitting of Kondo resonances in a carbon nanotube quantum dot
我们在低温下测量了具有近藤共振的单壁碳纳米管量子点的低温电子输运。与自旋为1/2的近藤效应的通常行为相反,我们发现零偏压电导的温度依赖性是非单调的。在非线性输运测量中,在零磁场下观察到近藤共振的低能分裂。我们认为,这些异常反映了纳米管和磁性(催化剂)颗粒之间的相互作用。纳米管器件可以有效地充当铁磁接触的近藤点。
2004-10-25 cond-mat.mes-hall
SU(12) Kondo Effect in Carbon Nanotube Quantum Dot
我们研究了CNT(left lead)-CNT(QD)-CNT(right lead)结构中的近藤效应。这里CNT是单壁金属碳纳米管,对于其1)具有零轨道角动量($m=0$)的电子的价带和导带在第一布里渊区的两个谷点${\bf{K}}$和${\bf{K}}'$处聚结,并且2)具有$m \ne 0$的电子的能谱具有尺寸与$|m|$成比例的能隙。在吸附氢原子和施加适当设计的栅极电势之后,CNT(QD)中的电子能级可调谐为具有:1)两倍自旋简并性; 2)两倍同位旋(谷)简并性; 3)三倍轨道简并性$m=0,\pm1$。结果,实现了具有显著高的近藤温度的SU(12)近藤效应。与SU(2)情形不同,低温电导率和磁化率在有限温度下有一个峰值。此外,平行和垂直磁场(WRT管轴)的磁化率显示各向异性的通用比率$χ_{\rm{imp}}^\parallel / χ_{\rm{imp}}^\perp=η$,它只取决于电子的轨道和自旋$g$因素。
2014-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Orbital Kondo effect in carbon nanotubes
纳米级电子器件制造的进展为揭示近藤效应的最深层次提供了新的机会,近藤效应是强关联电子物理学中的典型现象之一。人工单杂质近藤系统已经在各种纳米结构中实现,包括半导体量子点,碳纳米管和单个分子。近藤效应通常被认为是一种与自旋相关的现象,即局域态和费米电子海之间的自旋相干交换。然而,原则上,自旋的作用可以被其他自由度所取代,比如轨道量子数。在这里,我们证明了碳纳米管的独特的电子结构,使一个纯粹的轨道近藤效应的观察。我们利用磁场将自旋极化态调谐到轨道简并态,并得出在隧穿过程中轨道量子数守恒的结论。当轨道简并和自旋简并同时存在时,我们观察到强烈增强的近藤效应,在有限场中近藤共振的多重分裂,并预测服从所谓的SU(4)对称性。
2005-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Broken SU(4) symmetry in a Kondo-correlated carbon nanotube
了解多体现象和纠缠自旋和轨道自由度系统中的非平衡之间的相互作用是纳米电子学的一个中心目标。我们证明了库仑相互作用,自旋轨道耦合和谷混合的组合导致在一个特定的选择的非弹性虚拟过程中的近藤共振在碳纳米管在低温下。这种效应是由下面的碳纳米管光谱在零和有限磁场的共轭性质决定的。我们对一个干净的碳纳米管的测量是补充计算的基础上的一种新的方法,很好地再现了丰富的实验观测近藤运输的非平衡近藤问题。
2015-03-02 cond-mat.mes-hall
Sensing Kondo correlations in a suspended carbon nanotube mechanical resonator with spin-orbit coupling
研究了悬浮碳纳米管(CNT)量子点器件中的电子-机械耦合。在电子隧穿过程中,由于自旋-轨道耦合,电子自旋耦合到弯曲振动模式。在弱耦合极限下,即电子-振动耦合远小于电子能量标度,通过计算动态自旋磁化率可以得到CNT谐振器的阻尼和谐振频率偏移。我们发现近藤区的强自旋翻转散射过程对碳纳米管的机械运动有显著的影响:近藤效应导致了碳纳米管共振器的强阻尼和频移.
2019-03-17 cond-mat.mes-hall
Kondo physics in carbon nanotubes
将电引线连接到线状分子是分子电子学发展中的一个合乎逻辑的步骤,但也允许基础物理学的研究。例如,金属碳纳米管是量子线,已经发现其充当一维量子点、Luttinger液体、邻近诱导超导体以及弹道和扩散一维金属。在这里,我们报告,电接触的单壁纳米管可以作为强有力的近藤物理探针,证明了近藤效应的普遍性。近藤效应起源于金属中局域杂质磁矩和离域电子之间的相互作用,它被用来解释金属中磁性杂质的低温散射增强,也发生在半导体量子点的输运过程中。与原子杂质相比,点(在我们的情况下,纳米管)具有更高的可调性,这使得新的类近藤效应变得容易获得。我们的纳米管器件不同于先前观察到近藤效应的系统,因为它们是具有三维金属(金)储层的一维量子点。这使我们能够观察到非常大的电子数(N)在点的近藤共振,并接近幺正极限(其中传输达到其最大可能值)。此外,我们检测到一个以前未观察到的近藤效应,发生在一个磁场中的N的偶数值。
2000-11-17 cond-mat.mes-hall
Quantum Noise Measurement of a Carbon Nanotube Quantum Dot in the Kondo Regime
在近藤区中的碳纳米管量子点的电流发射噪声在与近藤效应$k_B T_K/h$相关的频率的量级或更高的频率$ν$下测量,其中$T_K$为近藤温度。碳纳米管通过片上谐振电路耦合到量子噪声检测器,即超导体-绝缘体-超导体结。我们发现$h ν\approx k_B T_K$的近藤效应相关的奇异性在电压偏置$eV \approx h ν$,和一个强大的减少这种奇异性$h ν\approx 3 k_B T_K$,在良好的协议与理论。我们的实验构成了一个新的原始工具,在纳米器件的非平衡动力学的多体现象的调查。
2012-01-26 cond-mat.mes-hall
Nanomechanical characterization of the Kondo charge dynamics in a carbon nanotube
利用悬浮碳纳米管的横向振动共振作为其嵌入量子点的电荷探测器,研究了量子点与其引线之间存在强近藤关联的情况.我们证明了即使在奇电子数下进行大的近藤电导时,奇数和偶数量子点占据之间的充电行为仍然相似。虽然近藤电导是由高阶过程引起的,但顺序隧穿模型可以描述时间平均电荷。最大电流和最快的电荷增加的栅极电位显示出特征性的相对偏移,该偏移在升高的温度下被抑制。这些观测结果与近藤相关量子点的模型非常吻合。
2018-04-23 cond-mat.mes-hall
Tuning the Josephson current in carbon nanotubes with the Kondo effect
研究了单壁碳纳米管与超导电极连接时的约瑟夫森电流。我们专注于参数制度,其中运输是占主导地位的近藤物理。当近藤温度Tk与超导能隙相比足够大时,观察到纳米管上奇数个电子的相当大的超电流。另一方面,当在近藤脊的中心处Tk略小于超导能隙时,发现超电流对栅极电压Vbg极其敏感。虽然它在脊的中心处被很大程度上抑制,但在Vbg的有限值处显示出急剧增加。这种增加可以归因于纳米管岛的自旋状态的二重态-单重态转变,导致电流相位关系中的π位移。这种转变是非常敏感的接触的不对称性,是在良好的协议与理论预测。
2009-05-04 cond-mat.mes-hall
Tunable Non-local Coupling between Kondo Impurities
研究了近藤机制下两个横向量子点之间Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)交换相互作用的调谐机制。在零磁场,我们观察到的近藤共振的预期分裂和测量的RKKY相互作用强度J作为两个近藤温度之间的不对称性的函数。在有限的磁场下,我们观察到量子点之间的手征耦合的近藤棋盘和探测交换相互作用的存在,通过分析近藤温度与磁场。
2011-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kondo effects in small bandgap carbon nanotube quantum dots
在强关联区研究了自旋轨道耦合下小禁带碳纳米管量子点的磁导。本文采用有限U平均场从玻色子方法研究多体效应。在磁场中恢复了不同的简并度,产生了不同对称性的近藤效应,包括不同类型的SU(3)效应。在零场条件下,完全的自旋-轨道简并可以恢复,相应的SU(4)近藤效应开始出现。我们指出了在倾斜磁场中发生电子-空穴近藤效应的可能性,我们预测这种效应将发生在磁场取向接近垂直的可用磁场中。当场接近横向取向时,观察到从SU(2)或SU(3)对称性到SU(4)对称性的交叉。
2020-09-23 cond-mat.mes-hall
Enhanced shot noise of multiple Andreev reflections in a carbon nanotube quantum dot in SU(2) and SU(4) Kondo regimes
研究了碳纳米管量子点与超导电极之间近藤关联与超导电性相互作用对散粒噪声的敏感性。根据栅电压的不同,SU(2)和SU(4)Kondo幺正区可以被清楚地识别出来。我们观察到的增强的散粒噪声通过超导状态下的Fano因子。它在低偏压下的发散,在SU(4)区域比在SU(2)区域更明显,比现有理论预测的多个Andreev反射的扩散所预期的要大。我们的结果表明,近藤效应是负责这种强烈的增强。
2018-05-21 cond-mat.mes-hall
Collapse of the Josephson emission in a carbon nanotube junction in the Kondo regime
我们探测了基于碳纳米管的约瑟夫森结的高频发射,并将其与直流约瑟夫森电流进行了比较。通过将碳纳米管经由共面波导谐振器耦合到片上检测器(超导体-绝缘体-超导体结)来探测AC发射。检测器的光辅助电流的测量给出了对由碳纳米管发射的信号的直接访问。我们专注于在正常状态下表现出近藤功能的栅极区域,并证明了当直流超电流被增强的近藤效应,AC约瑟夫森效应强烈减少。这一结果相比,NRG理论,是由于之间的单重基态和双重激发态,这是使只有当结被驱动出平衡的电压偏置的过渡。
2021-03-30 cond-mat.mes-hall
Spin polarized current and shot noise in carbon nanotube quantum dot in the Kondo regime
利用非平衡格林函数和几种互补多体近似,计算了自旋轨道近藤机制下碳纳米管半导体量子点的散粒噪声和自旋相关电导.指出了在此范围内实现隧道磁电阻巨值的可能性,并讨论了其栅极控制的前景。我们还分析了对称破缺微扰对散粒噪声的影响,特别强调了自旋相关效应。给出了噪声Fano因子受磁场、电极极化和自旋反转过程影响的栅和偏置依赖关系。
2010-03-04 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable split Kondo effect in a carbon nanotube quantum dot
详细研究了多栅电极碳纳米管量子点中的分裂近藤效应。研究发现,随着磁场的增大,分裂减小,在有限磁场下,近藤共振恢复为零偏置共振。令人惊讶的是,在相同的电荷状态下,但在不同的栅极配置,分裂不消失的任何值的磁场,但我们观察到避免交叉的两个高电导线。我们认为,我们的观察可以理解为一个双杂质近藤效应与反铁磁耦合的两个自旋。两个自旋之间的交换耦合可以受到局部门的影响,并且通过对两个自旋之间的交换相互作用的小的反对称贡献的存在来解释对于某些门配置的近藤共振的非恢复。
2011-05-31 cond-mat.mes-hall
Kondo Physics in Nanotubes: Magnetic-field dependence and singlet-triplet Kondo
在单壁碳纳米管中,我们观察到自旋为1/2的近藤效应。与最近的报道相反,自旋分辨近藤峰的能量在高场下与磁场成正比。在较低的领域,能量低于这种线性关系,在定性与理论预期一致。对于均匀的电子占有率,我们观察到自旋1近藤效应由于三重态基态的简并。在相同的库仑金刚石内调谐栅极电压驱动到单重态基态的转变。我们还使用磁场独立调整单重态和三重态之间的能量差。由此测得的塞曼分裂证实了从自旋1/2近藤特征测得的g因子的值。
2007-04-29 cond-mat.mes-hall
Field-induced SU(4) to SU(2) Kondo crossover in a half-filling nanotube dot: spectral and finite-temperature properties
利用Wilson数值重整化群研究了碳纳米管量子点中近藤效应的有限温度性质。在没有磁场的情况下,由自旋和轨道自由度组成的CNT的四个简并能级引起SU(4)Kondo效应。我们重新审视了SU(4)电导在宽温度范围内四分之一和半填充的普遍标度行为。我们发现,填充依赖的普遍标度行为在低温$T$可以清楚地解释与扩展的费米液体理论。该理论阐明了电导的$T^{2}$系数在四分之一填充时变为零,而在半填充时的系数是有限的。我们还研究了在半填充碳纳米管点上观察到的SU(4)到SU(2)近藤态的场诱导跃迁。交叉是由自旋和轨道塞曼分裂的匹配引起的,即使在磁场$B$中,塞曼分裂也会将四个能级中的两个锁定在费米能级。我们发现电导在$μ_{B}B<k_{B}T_{K}^{\mathrm{SU(4)}}$处表现出SU($4$)标度行为,在$μ_{B}B\gg k_{B}T_{K}^{\mathrm{SU(4)}}$处表现出SU($2$)普适性,其中$T_{K}^{\mathrm{SU(4)}}$是SU($4$)Kondo温度.为了阐明激发态如何沿着SU(4)到SU(2)交叉演化,我们还计算了谱函数。结果表明,两个锁定在费米能级的态的近藤共振宽度随外电场的增加而变窄。远离费米能级的另外两个能级的光谱峰与$μ_{B}B \gtrsim k_{B}T_{K}^{\mathrm{SU(4)}}$的原子极限峰合并。
2020-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kondo Effects in Carbon Nanotubes: From SU(4) to SU(2) symmetry
我们研究了单壁碳纳米管单电子晶体管器件中的近藤效应。纳米管的K-K'双轨道简并度是由石墨烯特有的二维能带结构引起的,它起着赝自旋的作用。这种赝自旋的屏蔽,连同真实自旋一起,可以在低温下导致SU(4)近藤效应。对于这种奇异的近藤效应的出现,至关重要的是,这个轨道量子数在隧穿过程中是守恒的。在实验上,这种守恒并不明显,轨道通道中可能会发生一些混合。在这里,我们详细研究了混合和不对称性在隧穿耦合中的作用,并分析了不同的近藤效应,从SU(4)对称性到两能级SU(2)对称性,如何出现取决于混合和/或不对称性。我们使用四种不同的理论方法来解决外部磁场的不同值的线性和非线性电导。我们的结果清楚地指出了只观察SU(4)Kondo物理的实验条件。虽然我们专注于纳米管量子点,我们的结果也适用于垂直量子点。我们还提到,在赝自旋语言中,有限量的轨道混合对应于相对于轨道“磁化"轴具有非共线的引线,所述轨道”磁化"轴定义了纳米管量子点中的两个赝自旋取向。在这个意义上,我们的一些结果也相关的问题的近藤量子点耦合到非共线铁磁引线。
2006-10-07 cond-mat.mes-hall
Fabry-Perot interference, Kondo effect and Coulomb blockade in carbon nanotubes
高质量的单壁碳纳米管量子点已被制成显示出金属和半导体行为。一些器件被确定为小带隙半导体纳米管,其具有用于通过价带的空穴传输的相对高的宽电导振荡和用于通过导带的电子输运的低电导库仑阻塞振荡。这些机制之间的过渡说明了传输从被称为法布里-珀罗干涉的波状传输演变为电子或空穴的单粒子状隧穿。在中间区域,每个法布里-珀罗共振出现四个库仑阻塞峰,这被解释为进入SU(4)近藤区域。在某些情况下,观察到一个电子和一个空穴在壳层中的近藤共振的相反极性的偏置移位。
2007-11-13 cond-mat.mes-hall
Quantum noise in carbon nanotubes as a probe of correlations in the Kondo regime
在大多数情况下,介观导体中的电子激发在平衡附近可以用非相互作用的朗道准粒子来描述。这使得在线性政权的传输特性的一个很好的理解。然而,相互作用的作用,在非平衡性质超出这一制度仍有待建立。一个典型的例子是近藤多体态,其可以在低于近藤温度$T_K$的温度下在碳纳米管(CNT)量子点中实现。由于碳纳米管具有自旋和轨道量子数,通过调节碳纳米管的简并度和填充因子,可以研究二次简并SU(2)近藤效应和四次简并SU(4)态.本文综述了近藤关联态在低频和高频下的量子噪声测量,并展示了当前的噪声测量如何对近藤关联态的相互作用效应和动力学产生新的认识。
2019-09-13 cond-mat.mes-hall
Field-Enhanced Kondo Correlations in a Half-Filling Nanotube Dot: Evolution of an SU(N) Fermi-Liquid Fixed Point
我们从理论上研究了最近的磁输运测量所提出的一种涌现的SU(2)对称性,该测量在两个电子填充的碳纳米管量子点附近进行。它出现的情况下,自旋和轨道塞曼分裂相互抵消的两个单粒子点水平之间的四个。利用Wilson数值重整化群,我们证明了随着磁场的增加,在两个杂质电子填充的情况下,会出现从SU(4)到SU(2)费米液体行为的交叉。我们还发现,准粒子显着重整化的其余两个单粒子能级远离费米能级,并冻结在高磁场。为了阐明基态在这种交叉过程中的演化,我们还重新研究了在强交换相互作用的限制下,M个杂质电子的SU(N)Kondo单重态。我们证明了Nozièes和Béziès的非简并费米液体不动点可以描述为M硬核玻色子的玻色子Perron-Frobenius矢量,每个玻色子由一个杂质电子和一个导电空穴组成。这种解释也适用于不具有SU(N)对称性的费米液体不动点。
2016-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Single Wall Carbon Nanotube Weak Links
我们已经可重复地接触门控单壁碳纳米管(SWCNT)的超导铅基于铌。这些器件被确定为属于两种透明机制:库仑阻塞和近藤机制。在这两种机制中都观察到了超导引线的明显特征,在近藤机制中,一个窄的零偏置峰被解释为近藤共振的库仑阻塞金刚石中存在邻近感生的超电流。
2007-03-13 cond-mat.mes-hall
Kondo resonance enhanced supercurrent in single wall carbon nanotube Josephson junctions
我们将化学气相沉积法生长的单壁碳纳米管与Ti/Al/Ti超导电极相接触。该设备,我们在这里报告的是在近藤政权表现出四重壳结构,在那里观察到一个明确的签名超导电极低于临界温度。多重Andreev反射揭示了子间隙结构和一个狭窄的峰值附近的零偏置的差分电导被视为取决于壳填充。我们解释的峰值接近诱导的超电流,并检查其与近藤共振的相互作用。
2007-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fabry-Pérot oscillations in correlated carbon nanotubes
我们报告观察到一个有趣的行为之间的法布里-珀罗和近藤限制制度的纳米器件的传输特性。使用超高质量的纳米管器件,我们研究了当扫描栅极电压时电导如何振荡。令人惊讶的是,我们观察到一个四倍的振荡周期增强后,降低温度,信号从单电子隧穿到法布里-珀罗干涉的交叉。这些结果表明,Fabry-Pérot干涉发生在电子相关的区域。讨论了测量的关联法布里-珀罗振荡与SU(4)近藤效应之间的联系。
2020-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable pseudogap Kondo effect and quantum phase transitions in Aharonov-Bohm interferometers
我们研究了两个量子点嵌入在一个磁通量穿过的Aharonov-Bohm环的臂。该系统可以描述一个有效的单杂质安德森模型与能量和通量依赖的态密度。对于特定的通量值,这种态密度在费米能处消失,产生受控的赝能隙近藤效应。电导和传输相移反映了波干涉和相互作用之间的非平凡的相互作用,提供了清晰的签名之间的量子相变近藤和非近藤基态。
2009-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kondo effect in a carbon nanotube with spin-orbit interaction and valley mixing: A DM-NRG study
研究了自旋轨道相互作用(SOI)和谷混合效应对近藤区碳纳米管(CNT)量子点输运和动力学性质的影响。由于这些微扰破坏了CNT光谱中的赝自旋对称性,但保留了时间反演对称性,因此它们在以前简并的Kramers对之间引起了有限的分裂$Δ$。相应地,当这些对称破缺参数的强度变化时,会发生从SU(4)到SU(2)-近藤效应的交叉。明确的签名的交叉进行了讨论,无论是在水平上的频谱功能,以及电导。特别是,我们证明了数值和支持与缩放参数,近藤温度规模与分裂$Δ$的交叉制度。在有限磁场的存在下,时间反演对称性也被破坏。我们调查的影响,平行和垂直的领域(相对于管的轴),并讨论的条件下,近藤复兴可能实现。
2015-07-20 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable heavy fermion quantum criticality in a moiré Kondo lattice
我们提出了一种在WX $_2$同质双层和MoX $_2$单层(X=S,Se)之间的界面上实现莫尔超晶格中的近藤晶格物理。在适当的选通条件下,界面-WX $_2$ -层形成局部矩的三角形晶格,该局部矩经由栅极可调谐近藤交换相互作用耦合到另一WX $_2$ -层中的巡游电子。使用部分子平均场的方法,我们确定了一个范围内的扭曲角,支持门调谐的量子相变之间的重费米子液体与大反常霍尔电导和分馏手性自旋液体共存的轻费米液体,并描述实验签名,以区分竞争的理论方案。
2021-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetically Tunable Kondo - Aharonov-Bohm Effect in a Triangular Quantum Dot
离散轨道对称性在介观物理学中的作用表现在由三个相同的量子点组成的等边三角形系统中。在垂直磁场下,由于连续[自旋-旋转SU(2)]和离散(置换C3 v)对称性之间的相互作用,以及U(1)规范不变性,该系统展示了Kondo和Aharonov-Bohm特征的独特组合。电导作为磁通量的函数,根据接触设置显示急剧增强或完全抑制。
2006-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable Kondo-Luttinger systems far from equilibrium
利用受控频率相关的重整化群方法,研究了一维电子引线耦合量子点中的非平衡电流。我们计算了大偏压下的非平衡电导,并讨论了退相干、近藤纠缠和Luttinger物理之间的相互作用。大的偏置电压和强相互作用的组合效应,已知稳定双通道近藤物理,导致非平凡的修改的电导。对于弱相互作用,我们建立了一个类似的点耦合到螺旋边缘态的二维拓扑绝缘体。
2010-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Thermoelectric Signatures of Kondo Physics in Geometry-Tunable Double Quantum Dots
Gerencia de Investigación y Aplicaciones, GAIDI, CNEA(应用研究管理部,GAIDI,CNEA);Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas(国家科学研究委员会);Centro Atómico Bariloche, GAIDI(巴里洛切原子中心,GAIDI)
研究通过几何调节双量子点系统,揭示Kondo峰和卫星特征对几何结构的敏感性,以及Seebeck系数的非单调行为,为纳米器件优化提供新思路。
2025-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kondo resonance in a nanotube quantum dot coupled to a normal and a superconducting lead
我们报告的电输运测量通过碳纳米管量子点耦合到正常和超导铅。近藤温度和超导能隙$T_{K}/Δ$的比值被确定为支配系统的输运性质。在$T_{K}<Δ$的情况下,电导共振在$\pm Δ$处分裂成两个共振。对于相反的情况$T_{K}>Δ$,电导谐振持续存在,然而,由于引线点耦合的相对不对称性,与正常状态相比,电导没有增强。在此范围内的数据是在协议与一个简单的模型的谐振SN接口。
2004-06-25 cond-mat.mes-hall
Tunable Kondo resonance at a pristine two-dimensional Dirac semimetal on a Kondo insulator
两种不同材料的接近导致准粒子的复杂耦合,使得在界面处经常实现前所未有的电子状态。在这里,我们证明了共振型多体基态的石墨烯,一个非磁性的二维狄拉克半金属,当生长在SmB 6,近藤绝缘体,通过热分解的富勒烯分子。这种基态通常在具有相关电子的三维磁性材料中观察到。在衬底的特征近藤温度以上,原始石墨烯的电子能带结构保持几乎完整。然而,随着温度的降低,石墨烯的狄拉克费米子与Sm 4f态杂化。随着石墨烯的进一步冷却和载流子密度的增加,杂化和近藤共振显著增强,证明了石墨烯的导电电子在界面处对Sm 4f局域磁矩的近藤屏蔽.这些发现表明,近藤效应在石墨烯中的实现通过SmB 6的接近,这是由石墨烯的温度和载流子密度调谐。
2021-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Compensation effect in carbon nanotube quantum dots coupled to polarized electrodes in the presence of spin-orbit coupling
本文从理论上研究了极化电极上碳纳米管量子点的近藤效应。由于在这样的系统中涉及自旋和轨道自由度,电极极化包含自旋和轨道极化以及存在自旋-轨道耦合的Kramers极化。本文着重研究了外加磁场对不同极化方式所产生的有效场的补偿效应。主要结果是:(1)自旋极化和轨道极化诱导的有效场消除了近藤效应中的简并,而Kramers极化诱导的有效场通过抑制自旋-轨道耦合增强了简并; ii)当由自旋极化引起的有效场不能通过施加磁场来补偿时,可以补偿由轨道极化引起的有效场;以及iii)自旋-轨道耦合的存在不改变在没有自旋-轨道耦合的情况下观察到的补偿行为。这些结果是在沿管轴方向施加平行磁场的情况下,在超净碳纳米管量子点与铁磁接触中观察到的,这将加深我们对碳纳米管量子点的近藤物理的理解。
2012-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
On the Kondo effect in carbon nanotubes at half halfing
在量子点的单态中,由于自旋简并性而产生近藤效应,如果量子点被一个电子(N = 1)占据,则存在自旋简并性。碳纳米管量子点的本征态具有额外的轨道简并性,导致四重壳模式。这种额外的简并性增加了近藤效应出现的可能性。我们重新审视近藤问题在金属碳纳米管的线性和非线性输运测量在这个政权,其中的四重模式是本。我们分析了在填充N = 1、N = 2和N = 3时通过化学气相沉积生长的CNT的基态。特别感兴趣的是半填充壳,即N = 2。在这种情况下,基态是成对电子态或单重态和三重态有效简并的状态,在后一种情况下允许出现近藤效应。我们从完全简并度和交换能J推导出能级的有效失配d的数值。虽然d~0.1 - 0.2(以能级间距为单位)与以前的工作一致,但交换项被发现出奇地小:J <0.02。此外,我们报告的观察差距,这在一种情况下是在N = 3,在另一种情况下是存在于一个扩展序列的水平。
2004-07-08 cond-mat.mes-hall
Impact of Kondo correlations and spin-orbit coupling on spin-polarized transport in carbon nanotube quantum dot
在有限U从玻色子平均场近似下,利用非平衡格林函数方法讨论了非共线磁化的铁磁电极与量子点耦合的自旋极化输运.电极磁化方向的差异开启了非对角自旋轨道传输,除了纵向极化的自旋电流外,还出现了自旋翻转电流。我们还研究了零偏压下的平衡纯自旋电流,并讨论了它与磁化方向、自旋轨道耦合强度和栅电压的关系。这些因素对隧道磁电阻(TMR)的影响也进行了。一般来说,自旋-轨道耦合会削弱TMR,但它可以改变它的符号。
2021-12-09 cond-mat.mes-hall
Tunable Giant Anomalous Hall in a Kondo Lattice Ferromagnet UBiTe
本研究探究铁磁性Kondo晶格系统UBiTe,发现其反常霍尔电导率的内在贡献与Kondo相干温度紧密相关,且费米能级的微小移动可显著调节该贡献,其中一个样品的反常霍尔电导率在拓扑磁性材料中名列前茅。
2024-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Orbital selective and tunable Kondo effect of magnetic adatoms on graphene: Correlated electronic structure calculations
我们已经研究了动力学相关性对石墨烯单层上单个Co吸附原子的电子结构的影响,最近开发了一种新的纳米材料方法,该方法将密度泛函计算与强相互作用的3d电子的完全动力学处理相结合。Co 3d-壳层与石墨烯衬底的耦合以及因此的动态相关性强烈依赖于轨道对称性和系统参数(温度、吸附原子与石墨烯片的距离、栅极电压)。当发生近藤效应时,我们发现动力学关联在费米能级附近的Co 3d谱中产生强烈的温度依赖峰.此外,我们发现近藤效应可以通过施加栅极电压来调谐。事实证明,近藤峰的位置被钉在石墨烯的狄拉克点上,而不是化学势上。
2010-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A Fully Tunable Single-Walled Carbon Nanotube Diode
我们展示了一个完全可调的二极管结构,利用完全悬浮的单壁碳纳米管(SWNT)。通过控制栅极电压,二极管在正向偏压下的导通电压可以连续调节到4.3 V,这是纳米管带隙能量的约6倍。此外,通过利用栅极电压调谐带间隧穿电流,可以将相同的器件设计配置成反向二极管。首次研制出非线性超过理想二极管的纳米管反向二极管。这些结果表明,可调谐纳米管二极管可以是一个独特的构建块,用于开发下一代可编程纳米电子逻辑和集成电路。
2010-12-10 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable heavy fermions in a moiré Kondo lattice
该研究在 AB 堆叠 MoTe2/WSe2 莫尔双层中构建人工 Kondo 晶格,观测到磁场可破坏的重费米子,并实现 Kondo 温度的连续栅极调控。
2022-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Conductance and thermoelectric power in carbon nanotubes with magnetic impurities
在Anderson模型和Landauer公式的基础上,通过引入一个法向自能来考虑磁性杂质的影响,研究了单壁金属碳纳米管中的近藤效应.磁性杂质诱导近藤共振,在费米能级附近产生电导谷。在低温范围内,纳米管的电导率随温度的升高而增大。利用Mott关系式计算了磁性杂质的热电势,计算结果表明磁性杂质的热电势随温度的变化关系能很好地解释实验结果。
2007-03-14 cond-mat.mes-hall
Tunable Kondo effect in a single donor atom
在单原子中观察到了近藤效应。该测量装置由一个单一的作为掺杂剂纳入硅纳米结构。掺杂剂的原子轨道可由栅极电场调节。当它们被调谐,使原子系统的基态成为两个硅谷的(近)简并叠加时,一种奇异的、迄今未观察到的谷近藤效应出现了。与规则自旋Kondo一起,可调谐的谷近藤效应允许可逆的电控制从SU(2)-到SU(4)-配置的Kondo基态的对称性。
2009-09-30 cond-mat.mes-hall
A Tunable Kondo Effect in Quantum Dots
我们展示了在小量子点中实现的可调谐近藤效应。当点上的电子数从奇数变为偶数时,我们可以将点从近藤杂质切换到非近藤系统。我们表明,近藤温度可以通过一个门电压调谐作为一个单粒子的能量状态接近费米能量。测量的温度和磁场的库仑阻塞点的依赖性表现出良好的协议与平衡和非平衡近藤效应的预测。
1998-04-20 cond-mat.mes-hall
Blocking transport resonances via Kondo entanglement in quantum dots
多体纠缠是近藤效应的核心,近藤效应在量子点中的标志是在低温下的零偏压电导峰。它标志着由局部点自由度和导电电子形成的导电单重态的出现。碳纳米管提供了可能性,研究近藤纠缠的出现,通过调整多体关联与栅极电压。在这里,我们定量地显示了一个未被发现的一面近藤相关性,这违反直觉,往往会阻止导电通道:非弹性cotunneling线在碳纳米管的磁谱显着消失时,调整栅极电压。考虑到全球的\SUT \ $\otimes $ \SUT \对称性的碳纳米管耦合到铅,我们发现,只有涉及的Kramers赝自旋翻转的共振,与这种对称性,观察到在温度和电压低于相应的近藤尺度。我们的结果表明,纠缠多体态的形成没有净赝自旋的鲁棒性。
2016-08-31 cond-mat.mes-hall
First order $0/π$ quantum phase transition in the Kondo regime of a superconducting carbon nanotube quantum dot
为了研究强电子关联与邻近效应的竞争,我们研究了嵌入SQUID环中的碳纳米管量子点。取决于局部配对还是局部磁性占优势,超导量子点将分别表现出正或负超电流,称为0或$π$约瑟夫森结。在强库仑阻塞的状态下,0到$π$的转变通常由点的离散电荷状态从偶数到奇数的变化来控制。相反,在较大的隧穿振幅的近藤效应发展为一个奇数电荷(磁)点在正常状态下,猝灭磁性。在这种情况下,我们发现,由于超导能隙和Kondo温度的竞争,当引入超导时,可以在固定价态下触发0到$π$的一阶量子相变. SQUID的几何形状与我们的设备的可调谐性一起允许探索由最近的理论预测的相关联的相图。我们还报告了在过渡制度中的电流-相位关系的非谐行为的观察,我们与两个不同的可访问的超导状态。我们的研究结果最终揭示了近藤基态的自旋单重态性质,这是使0相远离混合价态区域稳定的关键过程。
2011-10-10 cond-mat.mes-hall
Tunable reentrant Kondo effect in quantum dots coupled to metal-superconducting hybrid reservoirs
本文详细阐述了最近提出的量子杂质/量子点耦合到混合金属-半导体接触中的重入近藤效应的概念[G.~ Diniz { \em等人},B { \bf 101},125115(2020)]。通过注意到最初提出的半导体布置与我们最近的工作中引入的具有正常和两个相位偏置超导引线的类似三端量子点设置的等效性[Phys. Rev. B { \bf 103},035419(2021)],我们将这种效应置于新的物理背景中,这使我们能够重新看待这个问题。首先,我们确定了超导对应的重入近藤效应,因此,揭示其脆弱性相对于一个潜在的双重单重态量子相变引起的粒子-空穴不对称的水库密度的状态。这在原始和扩展的半导体设置中也是相关的(即使以前没有注意到),其中它对接触态密度的对称性提出了严格的条件。此外,我们分析了实验的可行性,观察的可重入近藤效应在其超导实现的结论,即使是今天的实验可能会看到的可重入行为的开始,但充分发展的近藤功能不能达到由于所需的巨大的分离的能量/温度标度。
2021-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Unhiding a concealed resonance by multiple Kondo transitions in a quantum dot
本文通过碳纳米管磁输运实验,发现由不对称隧穿耦合和电势降驱动的赝自旋不守恒跃迁增强,揭示了Kondo系统中隐藏的共振特征及其微观机制。
2019-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Transport in Carbon Nanotubes: 2LSU(2) regime reveals subtle competition between Kondo and Intermediate Valence states
在这项工作中,我们使用三种不同的数值技术来研究一个系统的电荷输运性质的两个能级SU(2)(2LSU 2)制度,获得从SU(4)模型哈密顿量通过引入轨道混合的退化轨道通过耦合到铅。SU(4)近藤物理在碳纳米管量子点中得到了实验观察和详细研究。采用两个分子轨道的基础上,哈密顿量被重铸成一种形式,其中一个分子轨道从电荷库中分离出来,但仍然与另一个分子轨道相互作用。这个基变换清楚地解释了当系统从SU(4)态过渡到2LSU 2态时,电荷输运是如何从双通道过渡到单通道的。这些分子轨道的电荷占有显示门电位依赖的占有振荡,产生从近藤和中间价态之间的竞争。对于门电位的特定值,近藤或中间价态是否更有利的确定通过能量标度$T_0$的定义来评估,该能量标度通过DMRG计算。我们推测,$T_0$的计算可能会提供一个有用的工具来分析在许多其他系统中的相关电荷输运的实验。为此,目前的工作正在进行中,以提高其DRMG计算的数值精度,并探索不同的定义。
2010-10-08 cond-mat.mes-hall