Spatiotemporal dynamics of Coulomb-correlated carriers in semiconductors
当实空间中载流子的激发聚焦到纳米尺度时，载流子系统不再被视为均匀的，并且发生激发的载流子波包的超快传输。在现有技术的半导体结构如低维异质结构或过渡金属二硫属化物的单层中，激发载流子之间的库仑相互作用由于限制或减少的屏蔽而变得更强。这需要对强相互作用的电子和空穴以及库仑关联的影响有基本的了解。为了研究相应的粒子动力学控制的方式，我们考虑一个系统的两个电子空穴对正好在波函数的方法。我们发现，激发波包包含一个非平凡的自由粒子和激子态的混合物。我们进一步研究了库仑相互作用对波包动力学的影响，揭示了它在带隙激发下和带隙激发下的不同作用。
2019-03-12 cond-mat.mes-hall
The helical quantum two-body problem and its wave packet dynamics
Universität Hamburg（汉堡大学）
研究螺旋量子双体问题中波包的动力学，揭示多势阱对瞬态演化和空间尺度振荡的影响。
2026-03-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Time-resolved energy dynamics after single electron injection into an interacting helical liquid
将单个电子注入弹道导体的可能性是电子量子光学新领域的基础。在这里，我们考虑一个单一的电子注入到螺旋边缘通道的拓扑绝缘体。它们的反向传播性质和电子-电子相互作用的不可避免的存在，极大地影响了单波包的时间演化。模拟了介观电容器在非局域隧穿作用下的注入过程，重点研究了时间分辨的电荷和能包动力学。这两个量分裂成反传播的贡献，其配置文件的相互作用强度的强烈影响。此外，更强的签名被发现的注入能量，这也是由隧道区的有限宽度的影响。事实上，可以通过调整注入参数来控制能量流，并且我们证明，在存在非局部隧穿的情况下，可以实现电荷和能量沿相反方向流动的情况。
2016-07-07 cond-mat.mes-hall
Spin rotations induced by electron running on closed trajectories in gated semiconductor nanodevices
提出了一种实现单电子自旋变换的量子门的设计。自旋旋转是由电子绕着门控半导体器件中的闭环运动来执行的。我们演示了非，相位翻转和阿达玛量子门，即最常用的单量子比特门的算法的操作。该器件利用了电子波包与电极上电子气相互作用的自聚焦效应和Rashba自旋轨道耦合效应。由于自聚焦效应，电子以紧凑的波包运动。自旋-轨道耦合将电子的空间运动转化为自旋的旋转。该器件不需要微波辐射，并使用低恒定电压工作。因此，它适用于较大寄存器中的选择性单自旋旋转。
2008-07-11 cond-mat.mes-hall
How many electrons are needed to flip a local spin?
考虑局域磁原子的自旋作为量子力学算符，我们用波包描述了局域磁原子与弹道电子相互作用的动力学过程。这种方法改进了半经典近似，并提供了一个完整的量子力学理解的自旋转移现象。将自旋极化电子一个接一个地发送到局部磁性原子，我们估计翻转局部自旋所需的最小电子数。
2004-10-29 cond-mat.mes-hall
Simulation of wavepacket tunneling of interacting identical particles
我们提出了一种新的方法来模拟非平稳量子过程，考虑隧道的两个{ \it相互作用的全同粒子}，表示为波包。量子分子动力学（WMD）方法是基于量子力学的Wigner表示。在这种方法的背景下，经典轨迹系综被用来解决量子Wigner-Liouville方程。这些经典轨迹服从类哈密顿方程，其中有效势由通常的经典项和量子项组成，量子项取决于维格纳函数及其导数。量子项是用相空间中轨道的局部分布计算的，因此经典轨道不是独立的，与经典分子动力学相反。开发的大规模杀伤性武器的方法考虑到交换和粒子之间的相互作用的影响。直接和交换相互作用的隧道的作用进行了分析。计算了相互作用粒子的隧穿时间。
2003-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Induced quantum dots and wires: electron storage and delivery
我们发现，量子点和量子线形成下的金属电极沉积在一个平面的半导体异质结构包含一个量子阱。这种限制是由于电子波包与金属表面上感应的电荷相互作用的自聚焦机制。感应量子线引导电子沿着金属路径转移，感应量子点将电子存储在纳米结构的特定位置。感应点和线可以用于在电子自旋上操作的设备。
2007-12-10 cond-mat.mes-hall
Scattering of electrons from an interacting region
我们解决的问题，通过一个区域，它们相互作用（量子点）的两个非相互作用的铅之间的电子传输。我们使用一个模型的无自旋电子跳跃的一维晶格和一个单键上的相互作用。我们表明，所有的两粒子散射态可以准确地找到。与数值结果的比较，一个两粒子的波包的时间演化和几个有趣的功能被发现的散射。对于N个粒子，用微扰理论得到了散射态。对于一个点连接到费米海在不同的化学势，我们找到了一个表达的变化，在朗道电流所造成的相互作用的点。最后，我们对自旋为1/2的电子的情况作了一些评论。
2008-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dynamics of Two-Level System Interacting with Random Classical Field
利用泛函积分方法研究了双势阱中粒子与随机经典场相互作用的动力学问题。详细研究了粒子在两个井中定位的概率。计算了量子力学概率的某些场平均关联函数和最终态概率的分布函数（在存在随机场的情况下，最终态可以被认为是随机变量）。利用计算得到的双折射子讨论了终态对初态的依赖性。本文的主要结果之一是，虽然密度矩阵的非对角元素随时间消失，但系统中的粒子是不完全局域化的（不发生波包约化），在其中一个阱中发现粒子的概率分布函数在无限时间是常数。
2008-05-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
QED Model of Resonance Phenomena in Quasionedimensional Multichain Qubit Systems with Axial Symmetry
首次给出了考虑链内和链间耦合的多链准维轴对称量子比特系统与量子化电磁场相互作用的解析解。本文预言了与电磁场强相互作用的准维系统光谱中附加谱线的出现。它们是非平稳记录条件的结果，是Rabi波包形成的结果，并且对应于积分反演的时间依赖性中的Rabi波包的恢复部分的傅立叶变换。认为有机导体的Su-Schrieffer-Heeger模型对完美准维碳锯齿形纳米管的适用性是随着直径减小而发生2D-1D转变的结果。
2011-03-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Time-dependent approach to transport and scattering in atomic and mesoscopic physics
利用含时薛定谔方程，可以方便地求解具有连续能谱的开放量子系统中的输运和散射现象。在含时图中，初始局域波包的演化揭示了所考虑系统的本征态和本征值。我们讨论了应用波包方法在原子，分子和介观系统，并指出具体的优势，时间依赖的方法。与熟悉的经典力学的初始值公式相联系，出现了对输运的直观解释。对于相互作用的多粒子系统，我们讨论了在磁场存在下自洽经典输运的有效计算。
2010-11-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Shock Waves - the case for non-linear effects in dynamics of electronic liquids
以Calogero模型为例，我们证明了相互作用的非耗散电子系统中的输运本质上是非线性的。非线性效应是由于费米能附近的电子光谱的曲率。对于非线性系统来说，传播的波包是不稳定的。在有限时间内，激波奇点发展，波包坍缩，并出现振荡特征。它们演化为带有分数量子化电荷的规则结构的局域脉冲- { \it孤子串}。简要讨论了在分数量子霍尔效应边缘态观测量子冲击波和直接测量分数电荷的前景。
2006-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Electrostatically interacting Wannier qubits in curved space
本文从薛定谔理论出发，推导了在静态和含时电场作用下，各种位置基半导体量子比特拓扑结构的紧束缚模型。简单的紧束缚模型允许描述大集成规模的单电子器件。在薛定谔模型中，给出了两个静电Wannier量子比特（也称为基于位置的量子比特）的情况，其中省略了自旋自由度。可编程量子物质的概念可以在耦合的半导体量子点链中实现。事实上，高度集成和开发的低温CMOS纳米结构可以映射到耦合的量子点，其连接性可以通过施加在晶体管栅极上的电压以及外部磁场来控制。利用电子之间库仑排斥相互作用产生的反相关原理，可以实现经典和量子反相器（经典/量子交换门）和许多其他逻辑门。由于物理过程的量子性，使得关联与反关联同时存在，这种反关联将被削弱。在这项工作中提出的核心结果之一依赖于耗散过程的出现在光滑弯曲的半导体纳米线的经典和量子图像的情况下。我们观察到强烈的本地化的波包由于纳米线弯曲。所得结果可以映射到弯曲空间中的电子问题，从而可以用嵌入薛定谔方程中的可编程位置相关度规来表示。事实上，半导体量子点系统能够模仿弯曲的空间，这在单电子器件的实现中提供了基础科学和应用科学之间的桥梁。
2021-12-27 cond-mat.mes-hall
Localized-basis formulation of interacting Hamiltonians in flat topological bands: coherent states and coherent-like states for fractional physics
Graduate School of Engineering, Kyushu Institute of Technology（九州工业大学工学研究科）
本文提出了一种统一框架，通过局部基描述量子反磁效应和陈绝缘体，并展示其在分数量子反磁系统中的应用。
2026-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Semiclassical dynamics of electrons in space-time crystal: Magnetization, polarization, and current response
时空晶体被定义为同时具有空间和时间周期性的量子力学系统。这样的系统可以用Floquet-Bloch（FB）理论来描述。我们首先通过FB波函数的叠加构造一个波包来建立一个半经典理论，并推导出FB电子在缓慢变化的外场（不要与快速变化的Floquet驱动器混淆）下的运动方程，揭示了与普通布洛赫电子相似的行为，但在Floquet上下文中修改了数量。具体而言，我们研究了由于波包的自旋转，从k-空间中的Berry曲率的总磁化的贡献，和一个完全占据FB带的极化的本地磁矩。在半经典理论的基础上，我们还可以给出这种能量不守恒系统的能流指纹。然后，我们讨论的密度矩阵的FB系统连接到一个热浴，这使我们能够调查的数量涉及许多电子在非相互作用的限制。作为应用，我们计算了倾斜时空金属中的本征电流响应，显示了FB系统的非平衡性质。电流响应也可以与声电效应有关。总的来说，我们开发了一个系统的方法来研究时空晶体，并提供了一个强大的工具来探索这个奇异的系统与耦合的空间和时间的电子特性。
2022-12-16 cond-mat.mes-hall
Ultrafast dynamics of quantum matter driven by time-energy entangled photons
Dipartimento di Fisica dell’Università di Pisa（比萨大学物理系）；Department of Physics, Columbia University（哥伦比亚大学物理系）
研究通过时间-能量纠缠光子驱动二维材料，发现其能缩短物质激发时间尺度并印刻时间相关性。
2025-06-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Collision of two interacting electrons on a mesoscopic beamsplitter: exact solution in the classical limit
本文在经典极限下精确求解介观分束器中两个相互作用电子的碰撞，提出普适相图并给出实验检测策略。
2022-10-07 cond-mat.mes-hall
Quantum transport through a Tonks-Girardeau gas
研究了自旋杂质原子通过强相互作用一维玻色气体的传输。初始良好局域化的杂质被恒定的力加速，非常类似于电子受到偏置电压，并作为一维杂质自旋波包传播。我们跟踪杂质在原位的运动，并表征相互作用诱导的动力学。我们观察到一个非常复杂的非平衡动力学，包括出现大的密度波动，在剩余的玻色气体，和多重散射事件导致耗散的杂质的运动。
2009-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Ion survival in grazing collisions of H$^-$ with vicinal nanosurfaces probes subband electronic structures
我们用简单的Kronig-Penney方法研究了具有阶梯状邻位纳米结构的单晶Pd（111）表面的电子动力学。表面的未被占据的带被共振激发\textit{via}，表面与氢阴离子的共振电荷转移（RCT）相互作用以掠射角反射。采用量子机械波包传播方法对相互作用动力学进行了数值模拟。可视化的波包密度表明，当电子被转移到金属，表面和图像子带状态是最有可能的位置的电子，因为它通过超晶格演变。的相互作用的离子的生存概率表现出强烈的调制作为一个功能的邻近平台的大小，并显示在这些能量，访问图像状态的子带色散的峰值。一个简单的方井模型产生的表面上的步骤之间的驻波建议在浅角度的应用，这样的离子散射映射电子子结构在邻近的表面。这项工作也是我们的计算方法通过RCT解决具有纳米图案的表面的实用性的第一个原理证明。
2019-07-01 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph
Dynamics of one-dimensional Bose liquids: Andreev-like reflection at Y-junctions and absence of the Aharonov-Bohm effect
本文研究了Y型势场中超冷原子相互作用的一维玻色液体。我们发现，激发包入射在一个单一的Y结应该经历一个负的密度反射类似的Andreev反射在正常超导体界面，虽然本系统不包含费米子。在一个环形干涉仪型配置，我们发现，运输是完全不敏感的（有效）通量包含在环中，在Aharonov-Bohm效应的单个粒子在相同的几何形状。
2008-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Transient dynamics of spin-polarized injection in helical Luttinger liquids
我们分析了注入二维拓扑绝缘体边缘态的自旋极化电子波包的时间演化。在电子相互作用的存在下，该系统被描述为一个螺旋Luttinger液体和注入电子分馏。然而，由于金属探测器的存在，在直流测量中没有分数化的证据，并且在这种情况下，系统不会显示出偏离其非相互作用行为的情况。尽管如此，我们表明，螺旋Luttinger液体的性质出现在瞬态动力学，其中签名的电荷/自旋分馏可以清楚地识别。
2015-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
