Dephasing-Induced Stabilization of a Perfectly Conducting Channel in Disordered Graphene Nanoribbons with Zigzag Edges
具有锯齿形边缘的无序石墨烯纳米颗粒中的电子输运受到完美导电通道(PCC)的关键影响,如果谷间散射是可消除的,则PCC是稳定的。在存在这种PCC的情况下,系统的无量纲电导g随着系统长度L的增加而减小到g = 1的量化值。在谷间散射较弱但不稳定的实际情况下,PCC随着L的增加而逐渐不稳定,并且由于安德森局域化的开始,g最终衰减到零。在这里,我们表明PCC的这种不稳定可以通过纯粹的失相来缓解。我们数值计算g中存在的长程杂质,诱导弱谷间散射,考虑到退相效应。它表明,在充分的退相,在g \lesssim 1的制度中的g的衰减被强烈抑制,并且g的准量子化(即,g ~ 1),在L.
2015-12-09 cond-mat.mes-hall
Dephasing in disordered metals with superconductive grains
本文计算了具有小晶粒浓度的无序金属的电子退相时间$τ_ϕ(T)$随温度的变化关系。在宏观超导过渡线之上,当金属中的电子是正常的时,来自晶粒的Andreev反射导致对退相速率的几乎与温度无关的贡献。在很宽的温度范围内,$1/τ_phi(T)$大大超过了正常无序导体中失相的经典理论的预测,而磁阻主要(在两个维度上)由Maki-Tompson校正,并且是正的。
2003-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dimensional Crossover of the Dephasing Time in Disordered Mesoscopic Rings: From Diffusive through Ergodic to 0D Behavior
我们分析了在一个小的无序准一维(1D)环弱耦合到铅,在那里我们最近预测了一个交叉的退相时间$\tPh(T)$从扩散或遍历1D($\tPh^{-1} \propto T^{2/3}, T^{1}$)$0D$行为($\tPh^{-1} \propto T^{2}$)$T$下降到低于无功能量$\ETh$的电子相互作用。我们提供了一个详细的推导我们的结果,基于量子奈奎斯特噪声的影响泛函,并计算所有的领先和subleading条款的退相时间在三个制度。解释性地考虑到金属中费米海的泡利阻塞,使我们能够与其他人平等地描述$0D$制度。到目前为止,Sivan、Imry和Aronov预测的3D系统向$0D$的交叉还没有得到实验观察。我们将表明,对于$T \ll \ETh$,$0D$失相不仅支配$T$的依赖性的磁导性的平滑部分,但也为Altshuler-Aronov-Spivak振荡的振幅,这只导致从电子路径缠绕在环。可以利用该观察结果来滤除和消除对来自不围绕环缠绕的轨迹的失相的贡献,这可能倾向于掩盖$T^{2}$行为。因此,环几何形状有希望最终观察到交叉到$0D$实验。
2010-11-16 cond-mat.mes-hall
Perfectly conducting channel and its robustness in disordered carbon nanostructures
我们报告了我们最近的数值研究上的一个完美的导电通道(PCC),它的存在被认为是占主导地位的锯齿形石墨烯纳米带(GNR)和金属碳纳米管(CNT)的输运特性的退相的影响。我们的数据证实了早期的预测,即在GNR的PCC表现出一种特殊的鲁棒性对失相,相反的CNT。通过研究作为系统的长度的函数的电导的行为,我们表明,失相破坏的PCC在CNT,而它稳定的PCC在GNR。PCC对移相的这种相反响应源于这些系统中PCC的不同性质。
2012-06-27 cond-mat.mes-hall
Dephasing Effects by Ferromagnetic Boundary on Resistivity in Disordered Metallic Layer
从理论上研究了低温下两层铁磁层夹置无序金属层的电阻率。结果表明,作用在界面处的磁场不影响经典玻尔兹曼电阻率,但在存在自旋轨道相互作用的情况下,会引起电子之间的退相,抑制由于自旋轨道相互作用而引起的反定域化.在两层的磁化平行的情况下,失相变得更强,有助于在低温下接近开关场的正磁阻。
1999-02-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Dephasing and weak localization in disordered Luttinger liquid
在Luttinger液体模型的框架下,研究了无序量子线中相互作用电子的输运性质。有限温度下的电导率不为零只是因为电子-电子非弹性散射。我们证明了弱局域化的概念适用于强关联的一维电子系统。我们计算了相关的退相速率,这对于无自旋电子是由电子-电子相互作用和无序的相互作用,从而消失在干净的限制。
2005-04-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Electric field induced suppression of universal conductance fluctuations and dephasing in disordered systems
本文报道了一种新的现象,即在小的电场E下,普适电导涨落(UCF)可以被抑制。实验是在高掺磷、硼的硅单晶中进行的。这种现象被确定为电场引起的电子波函数的退相的结果。在整个测量范围内,观测到的退相速率(τ_ε ^{-1})变化为τ_ε ^{-1} = aT + bE^q,q \approx 1.3,对于E >> E^*,交叉场τ_ε ^{-1} \sim E^q与T无关。该实验还确定了UCF可以用作灵敏的电子“干涉仪”来测量退相速率。
1999-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anisotropic conductivity of disordered 2DEGs due to spin-orbit interactions
我们发现,在Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用(SOI)的存在下,无序二维电子气的电导率张量变得各向异性。这种各向异性是一种介观效应,并随着电荷退相时间的消失而消失。使用图解方法,包括零,一,和两个循环图,我们表明,一个一致的计算需要超越玻尔兹曼方程的方法。在没有电荷退相和零频率的情况下,即使对于无限小的SOI,也会出现有限的各向异性σ_{xy} e^2/lhpf。
2008-03-31 cond-mat.mes-hall
Dephasing in Disordered Conductors due to Fluctuating Electric Fields
我们发展了一种新的程函展开的Cooperon研究的影响,空间和时间相关的电场的失相率的无序导体。对于具有任意协方差的随机涨落场,我们导出了在降维情况下不受红外发散影响的退相率的一般表达式。对于具有有限波长和足够小的振幅的时间依赖的外部场,我们证明了退相速率与耦合到系统中的电磁功率的平方根成比例,与Wang和Lindelof的数据一致[Phys. Rev. Lett. { \bf{59} },1156(1987)]。
2000-02-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Disordered electron liquid in double quantum well heterostructures: Renormalization group analysis and dephasing rate
我们报告了电子-电子相互作用对物理观测量(电导等)的影响的详细研究。双量子阱异质结构中的无序电子液体。我们发现,即使在两个量子阱中的电子的共同弹性散射的情况下,在量子阱中的电子-电子相互作用的不对称性和内部在低温下使他们困惑。我们的研究结果与最近的量子阱Al $_x$ Ga $_{1-x}$ As/GaAs/Al $_x$ Ga $_{1-x}$ As异质结的输运实验定量一致。
2011-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dimensional Crossover of the Dephasing Time in Disordered Mesoscopic Rings
我们研究了弱耦合到引线的小无序准一维(1D)环中电子相互作用引起的退相。我们使用量子奈奎斯特噪声的影响泛函来描述当$T$下降到无噪声能量以下时,移相时间$\Tph (T)$从扩散或遍历1D($ \Tph^{-1} \propto T^{2/3}, T^{1}$)到0 D行为($\Tph^{-1} \propto T^{2}$)的交叉。早期预测的2D和3D系统到0 D的交叉,到目前为止还没有实验观察到。环的几何形状有希望满足这一长期的挑战,因为交叉体现自己不仅在磁导性的平滑部分,而且在Altshuler-Aronov-Spivak振荡的振幅。这允许通过过滤掉引线的那些来干净地提取环中的失相的签名。
2009-12-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Coherent quantum transport in disordered systems I: The influence of dephasing on the transport properties and absorption spectra on one-dimensional systems
研究了在Haken-Strobl-Reineker模型描述的热涨落存在下,静态无序一维系统中激子的输运.在短时间内,观察到非扩散行为,其特征在于安德森局域系统中的自由粒子动力学。在较长的时间尺度上,环境诱导的退相足以克服由无序引起的安德森局域化,并允许发生总是被视为扩散的传输。在弱和强退相量子主方程的限制制度的开发,和它们各自的标度关系意味着存在的扩散常数作为一个函数的退相率,这是数值确认的最大值。在弱退相制度,它表明,扩散常数是成正比的本地化长度的平方,从而导致显着增强的传输速率超过经典的预测。最后讨论了噪声和无序对吸收谱的影响及其与输运性质的关系。
2013-06-24 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Aharonov-Bohm oscillations in disordered nanorings with quantum dots: Effect of electron-electron interactions
研究了电子-电子相互作用对金属量子点纳米环中Aharonov-Bohm(AB)电流振荡的影响。我们表明,电子-电子相互作用导致电子退相,从而抑制AB振荡的幅度在所有温度下到T=0。发现热退相和量子退相之间的交叉由环周长控制。我们的预测可以在未来的实验中直接测试。
2009-05-15 cond-mat.mes-hall
Universal saturation of electron dephasing in three-dimensional disordered metals
我们系统地研究了低温电子退相时间$τ_ϕ$在40多个三维多晶杂质金属具有不同的材料特性。在所有情况下,取决于样品,在低于约(几个)开氏度下观察到失相时间的饱和。对于所有样品,饱和移相时间$τ_0$ [ $\equiv τ_ϕ(T \to 0 {\rm K})$ ]的值基本上落在0.005至0.5 ns的范围内。特别地,我们发现$τ_0$与电子扩散常数$D$成比例为$τ_0 \sim D^{- α}$,$α$接近或略大于1,对于从约0.1到10 cm $^2$ /s的$D$的二十多年。我们的观察表明,$τ_ϕ$的饱和行为是普遍的和内在的三维多晶杂质金属。目前还没有一个完整的理论解释。
2000-07-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Optimal Dephasing for Ballistic Energy Transfer in Disordered Linear Chains
我们研究了在一维链的有限长度$N$,特别是有利或不利的影响,对运输的失相,无序和开放性之间的相互作用。在静态无序$W$和退相$γ$的作用下,激发通过相干最近邻跳跃$Ω$沿链移动。由于最后一个位点与外部受体系统(汇)的耦合,该系统是开放的,其中激发可以以确定开放强度的速率$Γ_{\rm trap}$被捕获。虽然它是已知的,失相可以帮助运输的本地化制度,在这里,我们表明,失相可以增强能量转移,即使在弹道制度。具体而言,在本地化制度,我们恢复以前的结果,其中最佳的失相是独立的链长和成比例的$W$或$W^2/Ω$。在弹道制度,最佳的失相减少为$1/N$或$1/\sqrt{N}$分别为弱和中度静态无序。当聚焦于在链的开始处开始的激发时,失相可以帮助激发仅在高于无序$W^{\rm cr}$的临界值时转移,这强烈地取决于打开强度$Γ_{\rm trap}$。短链的解析解。
2017-06-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin-Based Magnetofingerprints and Dephasing in Strongly Disordered Au-Nanobridges
研究了强无序金纳米桥中磁场(磁指纹)的量子干涉效应。磁指纹是非常规的,因为它们是由塞曼效应引起的,而不是由阿哈罗诺夫-玻姆效应引起的。这些基于自旋的磁指纹相当于埃里克森涨落(电子传输概率随电子能量的涨落)。我们提出了一个模型的基础上的Landauer-Buttiker形式主义,描述了数据。我们证明了电子在温度$T$和能量$E$以上的退相时间$τ_ϕ(E,T)$可以由关联磁场得到。在局部化长度与样本量相当的样本中,对于$E\gg k_B T$,$h/τ_ϕ(E,T) \approx E$,这表明电子输运的费米液体描述在与局部化长度相当的长度尺度上破裂。
2005-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum transport and momentum conserving dephasing
我们数值研究动量守恒退相对无序散射体链输运的影响。相记忆的损失是由耦合的传输通道,以退相水库。与以前使用的模型相比,退相水库与散射体之间的传输通道相关联,并且可以研究动量守恒退相。我们的设置提供了一个模型的纳米系统表现出电导量子化在较高的温度下,尽管存在的声子相互作用。我们能够在数值上证实一些理论预测。
1999-02-08 cond-mat.mes-hall
Thermal noise and dephasing due to electron interactions in non-trivial geometries
本文研究了宏观非均匀无序金属中的Johnson-Nyquist噪声,给出了实空间中标量电势的关联函数的微观推导。本文从金属中电子的相互作用哈密顿量出发,在无规相位近似下,得到了电势的关联函数与密度涨落之间的关系,该关系适用于任意几何和维数。我们表明,潜在的波动是成比例的扩散方程的解决方案,在零频率。作为一个例子,我们考虑准一维无序线网络,并给出了一个明确的表达式,关联函数通过臂连接到吸收引线环。我们使用这个结果,以发展的理论,在多连接系统中的电子噪声的移相。
2011-09-07 cond-mat.mes-hall
Interaction and Quantum Decoherence in Disordered Conductors
我们提出了一种非微扰的方法,它允许评估弱本地化校正无序导体的导电性存在的相互作用。电子-电子相互作用对磁导的影响由函数A(t)\exp(-f(t))描述。退相时间仅由f(t)确定,并且由于电子-电子相互作用,该时间保持有限直到T=0。为了建立我们的非微扰分析和微扰结果之间的关系,应考虑相互作用对前指数A(t)的影响。退相时间不能从微扰计算中明确地确定。
1999-11-19 cond-mat.mes-hall
Low-energy theory of disordered interacting quantum wires
我们导出了无序相互作用量子线的有效低能理论。我们的理论描述了失相消失极限下的安德森局域化,并在无序消失极限下还原为标准阿贝尔玻色化。在具有多个输运通道的系统中,它表现出多通道量子线的扩散物理特性。
2008-05-23 cond-mat.mes-hall
Dephasing and Hyperfine Interaction in Carbon Nanotubes Double Quantum Dots: Disordered Case
本文从理论上研究了半导体碳纳米管(CNTs)中双量子点(DQD)中的\emph{return probability experiment},用于测量退相时间$T_2^*$.退相是由于与${}^{13}$ C核自旋的超精细相互作用。由于谷自由度和自旋自由度,对于量子点中的任何给定纵模,存在四个束缚态。在零磁场下,自旋-轨道耦合和谷混合将这四个态分裂成两个Kramers双峰。对于一个给定的点的谷混合项是由点内无序,因此在属于不同的点的Kramers双重态是不同的。我们展示了如何非零的单粒子interdot隧穿振幅属于不同的双峰状态之间产生新的避免交叉,作为失谐的函数,在相关的两个粒子的光谱,交叉从两个电子在一个点的状态配置,$(0,2)$,在每个点的配置,$(1,1)$的一个电子。与清洁系统相比,多个朗道-齐纳过程影响每个单次测量的分离和连接阶段,并且它们以强烈依赖于初始状态的方式影响测量结果。我们发现,一个定义明确的返回概率实验实现时,在每个单激发周期,(0,2)基态的准备。在这种情况下,谷混合增加了测量的返回概率的饱和值,而返回到(0,2)基态的概率保持不变。最后,我们研究了高磁场极限下的谷混合效应;对于平行的磁场,预测结果与干净的纳米管一致,而无序效应总是与垂直于纳米管轴的磁场相关。
2012-05-19 cond-mat.mes-hall
Dephasing in Open Quantum Dots
首次采用形状平均磁导(弱局域化)方法计算了开放弹道GaAs量子点的电子相位相干时间$τ_ϕ$。$τ_ϕ$在温度T从0.335到4 K的范围内的值被发现是独立的点面积,并不符合$τ_ϕ \propto T^{-2}$行为预期孤立的点。令人惊讶的是,$τ_ϕ(T)$同意与无序的二维电子系统的预测退相时间定量。
1997-08-21 cond-mat.mes-hall
Persistent current in metals with a large dephasing rate
在弱无序的金属中,电子相互作用不仅导致准粒子的退相干,而且导致热力学性质的量子修正。我们考虑与二能级系统相互作用的电子。我们表明,两个级别的系统增强平均平衡(“持久”)电流在一个系综的介观环。这一结果支持了最近提出的介观物理学中的两个难题可能是相关的:退相时间的低温饱和和环中的高持续电流。
2000-05-30 cond-mat.mes-hall
Non-Markovian dephasing of disordered, quasi-one-dimensional fermion systems
Rice University(赖斯大学)
作为一个潜在的窗口过渡的遍历,多体离域相,我们研究了弱无序,准一维费米子系统由于扩散,非马尔可夫噪声浴的退相。这种浴是由费米子通过短程相互作用介导的非弹性散射自我生成的。我们计算了弱局域化的退相,通过二阶微扰浴耦合。然而,膨胀在很长一段时间内会破裂,并且不稳定,包括平均场衰减率,标志着自洽玻恩近似的失败。我们还考虑了一个多通道的量子线的短程,自旋交换相互作用与屏蔽库仑相互作用共存。我们计算退相率,处理短程相互作用的微扰和库仑相互作用的准确。后者提供了一个物理红外正则化,稳定微扰理论在很长一段时间内,由于扩散噪声的准一维失相的第一个控制计算。在一阶的扩散浴耦合,我们发现一个增强的退相速率,但在二阶,我们发现一个重定相的贡献。我们的研究结果不同的质量通过自洽计算得到的,并在两个不同的背景下相关。首先,在各态历经阶段寻找多体局域化的前兆。第二,我们的结果提供了一个机制,在自旋SU(2)-对称量子线在低温下的退相增强,超越Altshuler-Aronov-Khmelnitsky的结果。增强是可能的,由于放大的三重态通道的相互作用强度,并提供了一个额外的机制,可以有助于实验观察到的低温饱和的退相时间。
2020-09-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Current-induced magnetization dynamics in disordered itinerant ferromagnets
在自洽绝热局域密度近似下,研究了考虑自旋守恒和自旋退相杂质散射的铁磁金属中电流驱动的磁化动力学。基于量子动力学方程,我们推导了进入Landau-Lifshitz方程的Gilbert阻尼力矩和自旋转移力矩的频率和波矢线性阶。吉尔伯特阻尼和电流驱动的耗散扭矩规模相同,竞争,结果是,一个恒定电流驱动的磁畴壁运动是不敏感的自旋退相在弱铁磁性的限制。一个均匀的磁化强度被发现是更稳定的对自旋扭矩在巡回比在\textit{s} - \textit{d}模型的铁磁性。一个动态的自旋转移扭矩让人想起多层膜中的自旋泵被确定,并显示管理电流引起的畴壁畸变。
2006-10-26 cond-mat.mes-hall
Decoherence in Disordered Conductors at Low Temperatures, the effect of Soft Local Excitations
传导电子的退相速率$τ_ϕ^{-1}$预期随温度而消失。最近报道了在非常低的温度下,在几个系统中这种失相速率的非常有趣的明显饱和。认为这代表零点涨落的退相的建议在理论和实验上都产生了争议。我们首先证明,退相率必须消失在$T\to 0$限制,除非一个大的基态简并存在。这个热力学证明包括大多数相关系统,并且对于从{ \em线性}传输测量中确定$τ_ϕ$是有效的。事实上,我们的实验明确地表明,当使用严格的线性传输时,$τ_ϕ$的表观低温饱和被消除。然而,线性传输状态的条件比迄今预期的更严格。实验的另一个新结果是,在我们的样品中引入重金属杂质(金),即使在线性传输中,在非常低的温度下也会产生失相速率的肩部。然后,我们从理论上表明,低洼的局部缺陷可能会产生相对较大的失相率在低温下。然而,正如预期的那样,当$T \to 0$时,该速率实际上消失,与我们的实验观察一致。
2003-12-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
On the dephasing time of the chiral metal
在低维无序系统中,退相时间和非弹性散射(外散射)时间一般是不同的。我们表明,在二维手性金属的情况下,形成在一个分层的三维系统,这是表现出整数量子霍尔效应的表面,这两个量基本上是相同的,它们的温度依赖性是T^(-3/2)。特别地,我们证明了使用光学技术和A。Stern等人(Phys.Rev.A41,3436(1990))分别计算的外散射和退相时间是一致的。我们进一步考虑这些量的情况下的三维手性金属,在那里得到类似的结论。
2000-10-05 cond-mat.mes-hall
Non-equilibrium Green's function study of magneto-conductance features and oscillations in clean and disordered nanowires
我们探讨了半导体纳米线的磁导振荡的各个方面,开发量子输运模型的基础上的非平衡格林函数形式主义。在干净的情况下,Aharonov-Bohm(AB - h/e)振荡被发现是占主导地位的,取决于纳米线中的电子的表面限制。我们还数值研究了无序纳米线的有限长度,弥补了现有文献中的空白。通过改变纳米线长度和无序强度,我们确定了Al'tshuler-Aronov-Spivak(AAS-h/2 e)振荡开始占主导地位的过渡,注意到考虑开放系统的影响。此外,我们还演示了散射长度和器件尺寸的相对大小如何决定这些谐波与能量的相对主导地位,揭示了AAS振荡从能带中心出现并开始占据主导地位,其能量远高于导带边缘。我们还展示了抑制振荡分量(AB和AAS)的方法来观察非振荡弱局域化校正,注意到散射,不相干/退相,电子分布的几何形状和磁场的取向的相互作用。其次是表面粗糙度的研究,显示对比效果取决于它的强度和类型,范围从磁人口减少到强AAS振荡。随后,我们表明,失相导致的高次谐波的逐步退化,解释了重新出现的AB组件,即使在长和无序的纳米线。最后,我们表明,我们的模型定性地再现了[Holloway et al,PRB 91,045422(2015)]中的实验磁导谱,同时证明了无序势中空间相关性和退相的必要性。
2018-08-28 cond-mat.mes-hall
Comment on "Quantum Decoherence in Disordered Mesoscopic Systems"
在最近的一篇论文中,Phys. Rev. Lett. 81,1074(1998),Golubev和Zaikin(GZ)发现“电子的零点波动”有助于从磁阻中提取的退相速率。结果,失相速率在零温度下保持有限。GZ声称他们的结果“与实验数据吻合良好”。我们指出,GZ的结果与(i)相互作用对弱局域化(WL)的影响的传统微扰理论,(ii)与现有的实验数据是不相容的。GZ发现的更详细批评见cond-mat/9808053。
1998-08-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Interaction effects and phase relaxation in disordered systems
本文旨在证明,没有必要修改现有的理论的无序导体的输运性质在所谓的弱局域制度。特别是,我们明确地表明,最近的尝试证明理论上的失相速率(从磁阻提取)在零温度下仍然是有限的是基于深刻的不正确的计算。这一演示是基于一个简单的评价的影响,电子-电子相互作用的弱局部化校正无序金属的导电性。使用良好的控制微扰理论与逆电导$g$作为小参数,我们表明,这种效果包括两个贡献。第一个贡献来自能量传递小于温度的过程。这种贡献是负责设置的磁阻的能量尺度。第二个贡献来源于能量传递大于温度的虚拟过程。结果表明,后者的过程与失相无关,而是体现了二阶(在$1/g$)校正的电导。这是第一次计算修正。本文还简要回顾了现有的无序导体中电子退相的实验,并对电导率和弱局域化制度中电子态密度的量子修正进行了扩展的定性讨论。
1998-08-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Spectrum of an open disordered quasi-two-dimensional electron system: strong orbital effect of the weak in-plane magnetic field
利用载流子基态谱研究了面内磁场对开放准二维电子和空穴系统的影响。的磁场,归类为弱的经典电子运动的大小参数和门电位的空间分布之间的相关性的观点被证明是有效地切断扩展模式的频谱和奇异的模式态密度(MDOS)的变化。载流模的数量减少,在中等强度的磁场中减少到零,可以被看作是在二维系统中广泛观察到的磁场驱动的金属到绝缘体转变的原因。无论是模式数减少和MDOS奇异性似乎是最明显的与它们的散射猝灭无序势的模式状态退相。这种失相被证明是主导的失相,其中只涉及磁场的任何水平的混乱。
2004-06-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
On the relationship between the noise-induced persistent current and dephasing rate
无序导体中的交流噪声引起电子波函数的退相和介观环周围的直流电流。我们证明了在长导线和直流电流,引起相同的噪声和平均超过一个合奏的小环的失相率τ_ε ^{-1}连接。在<I>空间均匀高频交流磁场中,电流的系综平均h/2 e磁通谐波与失相率之间有一个非常简单的关系:<I>τ_e = Ce。这里e是电子电荷,常数C取决于戴森对称类。对于纯势无序,电流<I>是抗磁性的C = -(4/π),并且在存在强自旋轨道散射的情况下,电流是顺磁性的C =(2/π)。这种关系似乎与实验结果相吻合。这表明两个难题:巨大的持续电流[L. P. Levy等人,Phys.Rev.Lett.,v.64,2074(1990)]和失相的低温饱和[P.Mohanty等人,Phys.Rev.Lett.,#36825;,3366(1997))可以有一个共同的解决方案。
1999-10-09 cond-mat.mes-hall
Dephasing of Electrons in Mesoscopic Metal Wires
本文从银、铜、金等弱无序金属丝的低场磁电阻中提取了电子准粒子的相位相干时间$τ_ϕ$。在使用我们最纯的银和金源制造的样品中,当温度$T$降低时,$τ_ϕ$以$T^{-2/3}$的形式增加,如扩散线中的电子-电子相互作用理论所预测的。相比之下,由纯度较低的银源材料或铜制成的样品表现出$τ_ϕ$的表观饱和度,从0.1至1 K开始下降至我们的40 mK的基础温度。通过在银线中注入锰杂质,我们表明,即使是一个小的近藤温度的磁性杂质的分钟浓度可以导致准饱和的$τ_ϕ$在很宽的温度范围内,而预期的电阻增加从近藤效应仍然隐藏在一个大的背景。我们还测量了Aharonov-Bohm环的电导,使用一个非常纯净的铜源,并发现$h/e$电导振荡的幅度强烈增加与磁场。这组实验表明,在弱无序金属薄膜中经常观察到的$τ_ϕ$的"饱和"可归因于极稀磁性杂质的自旋翻转散射,其水平用其他方法检测不到。
2003-06-03 cond-mat.mes-hall
Phase Relaxation of Electrons in Disordered Conductors
无序金属和重杂质半导体中的传导电子在低温下长时间保持其相位相干性:相位弛豫时间$τ_ϕ$可以比动量弛豫时间长几个数量级。这些时间尺度的巨大差异引起了众所周知的弱局域化效应,如异常磁阻。在其他有趣的特性中,对这些效应的研究提供了关于失相速率$1/τ_ϕ$的定量信息。这个参数是最重要的:$\hbar/τ_ϕ$和温度$T$(电子的典型能量标度)之间的关系决定了单电子态的定义。我们将讨论$1/τ_ϕ$在不同情况下的基本物理意义及其与能量弛豫率的区别。在低温下,相弛豫速率由电子之间的碰撞决定。我们将回顾现有的理论,这些碰撞或(这是相同的)由样品内的电噪声的退相。我们还讨论了最近的实验一维系统的磁阻:其中一些显示饱和的$1/τ_ϕ$在低温下,其他没有。为了解决这个矛盾,我们讨论了由外部微波场和非平衡电噪声的移相。
1998-03-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Relaxation processes in a disordered Luttinger liquid
描述单通道量子线中相互作用的电子的Luttinger液体模型在没有无序的情况下是完全可积的,因此不会表现出任何弛豫到平衡。我们考虑在无序的Luttinger液体中由非弹性电子-电子相互作用引起的弛豫过程,着重于平衡速率及其与电子-电子散射速率以及相弛豫速率的本质区别。本文的第一部分首先回顾了无序Luttinger液体平衡态的基本概念。这些包括弹性重整化,退相,和干扰诱导的本地化。在第二部分中,我们制定了一个概念上的重要框架,系统地研究强关联(非费米)Luttinger液体的非平衡性质。我们推导出一组耦合的动力学方程的费米子和玻色子的分布函数,描述的非平衡Luttinger液体的演变。值得注意的是,在导电无序量子线的能量平衡率(在足够高的温度下,当局域化效应被抑制的失相)被证明是的顺序的弹性散射率的无序,独立的相互作用常数和温度。
2008-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Deformation Electron-Phonon Coupling in Disordered Semiconductors and Nanostructures
我们研究了无序半导体和低维结构中的电子-声子弛豫(退相)速率。弛豫是由电子通过形变势散射和杂质和缺陷的弹性电子散射的干涉决定的。我们发现,与金属中的相消干涉相反,半导体结构中的干涉显著地增强了有效的电子-声子耦合,这导致了电子-声子相互作用的Pippard无效条件。所得结果解释了硅结构中的能量弛豫现象。
2005-01-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Dephasing of Transverse Spin Current in Ferrimagnetic Alloys
在反铁磁有序金属中,横向自旋电流可以长距离相干传播(无失相)。在这里,我们估计退相长度的横向自旋电流在亚铁磁CoGd合金的自旋泵测量跨补偿点。一个修改后的漂移扩散模型,占自旋电流传输通过亚铁磁体,揭示了失相长度约为4-5倍,在近补偿CoGd比铁磁金属。这一发现表明,反铁磁秩序可以减轻自旋退相-以类似于核和量子位自旋系统的自旋回波重新定相的方式-即使在室温下结构无序的合金中。我们还发现的证据表明,横向自旋电流的相互作用更强烈的Co比Gd亚晶格的亚晶格。我们的研究结果提供了基本的见解自旋电流和反铁磁序之间的相互作用,这是至关重要的工程自旋力矩效应在亚铁磁和反铁磁金属。
2021-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interactions and Weak Localization: Perturbation Theory and Beyond
我们在无序导体中的量子退相干问题中建立了微扰和非微扰结果之间的明确对应。我们证明,移相时间$τ_ϕ$不能明确地从微扰计算中提取。我们发现电子-电子相互作用对磁导的影响可以用函数$A_d(t)\exp (-f_d(t))$来描述。移相时间由$f_d(t)$确定,即,为了评估$τ_ϕ$,进行具有指数精度的非微扰分析就足够了。如果计算强磁场的弱局域化校正的相互作用依赖部分,则相互作用对预指数$A_d(t)$的影响是重要的。零温度移相时间在一阶中从该校正中消失,这是由于来自指数和前指数的在时间上与$T$无关的线性贡献的精确抵消。非线性的时间$T$ -独立的贡献不抵消已经在一阶的微扰理论,并产生额外的贡献,在所有的温度,包括T=0的移相。
1999-11-19 cond-mat.mes-hall
Slow non-exponential phase relaxation and enhanced mesoscopic kinetic inductance noise in disordered superconductors
无序导体电学特性中的介观低频噪声是由于缺陷运动引起的动态量子干涉图样的结果。这已被牢固地建立,通过证明的特征部分抑制的噪声幅度的弱外部磁场的移相效果。无序正常态导体中量子干涉图样的空间相关性总是受到非弹性过程引起的指数相位弛豫的限制。本文建立了强无序超导体(超导相干长度远大于平均自由程)s波超导相中介观噪声的定量理论。我们发现超导相干长度限制了超导体中的量子干涉效应。然而,与正常相位相反,相位弛豫在超导相干长度尺度上的衰减是非指数的。这种不寻常的缓慢弛豫表现在超导体中介观噪声的增强幅度和非常薄的超导膜和导线中移动缺陷的强度/数量的幅度的特殊非线性缩放(有效地相对于超导相干长度的2D和1D)。介观噪声对动态电感元件的质量设置了自然限制。
2014-07-01 cond-mat.mes-hall
Quantum Transport in Disorderd Mesoscopic Ferromagnetic Films
用计算机模拟方法研究了杂质和畴壁散射对无序介观磁性薄膜电导率的影响。结果表明,由于畴壁的电阻率降低,这是一致的解释,在畴壁引起的退相。
1999-02-25 cond-mat.mes-hall
Non-linear conductivity and quantum interference in disordered metals
我们报道了一种新的非线性电场效应在无序导体的导电性。我们发现,电场引起的粒子-空穴通道中的退相,这抑制了由于无序和相互作用的干扰效应,并导致非线性电导率。这种非线性效应引入了场依赖的温度标度$T_E$,并提供了在金属-绝缘体转变处的电场缩放的微观机制。我们还研究了非线性电导率的磁场依赖性,并提出了可能的方法来实验验证我们的预测。这些效应提供了一个新的探针来测试量子干涉在无序导体的金属-绝缘体转变中的作用。
1999-05-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Berry phase and persistent current in disordered mesoscopic rings
报道了非均匀磁场中无序准一维环的量子干涉效应。我们用图解微扰理论计算了正则无序平均持续电流。结果表明,在绝热制度的平均电流振荡的几何通量,这是相关的Berry相位的函数和周期成为一个单一的一维环的情况下的值的一半。我们还讨论了磁场退相对平均电流的影响。
1999-08-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
Phase coherent transport in (Ga,Mn)As
在过去的几十年里,无序导体中的量子干涉效应和由此产生的电导率的量子校正已经被深入研究。相位相干长度的知识和潜在的退相机制是至关重要的理解量子校正的电阻率在不同的材料系统。由于铁磁材料中存在内部磁场以及与之相关的时间反演对称性破缺,人们对铁磁材料中的量子干涉效应的研究很少。下面,我们将描述在新发现的铁磁半导体(Ga,Mn)As中的相位相干输运现象的研究。我们探讨普遍的电导波动介观(Ga,Mn)As线和环,Aharonov-Bohm效应在纳米环和弱本地化线阵列,铁磁半导体材料。实验测量了相位相干长度L_phi和自旋翻转长度L_SO以及退相的温度依赖性。
2008-01-22 cond-mat.mes-hall
Shot noise of the edge transport in the inverted band HgTe quantum wells
本文研究了碲化汞基量子阱中的电流噪声,量子阱具有反向能带结构,处于无序边缘输运状态。与以前的实验一致,边缘电阻强烈超过$h/e^2$和弱依赖于温度。散粒噪声远低于泊松值,并且由具有栅极电压的Fano因子和在$0.1<F<0.3$范围内的样本到样本变化来表征。考虑到我们的设备比弹道退相长度的最悲观估计短,这些观察结果排除了一维螺旋边缘运输的可能性。相反,我们认为,在我们的实验中,一个无序的多模传导是负责的边缘输运。
2015-05-08 cond-mat.mes-hall
Quantum interference and spin-charge separation in a disordered Luttinger liquid
在Luttinger液体(LL)模型的框架下,研究了自旋对单通道无序量子线中相互作用电子的量子干涉的影响。自旋LL中电子干涉的性质特别重要,因为携带电荷和自旋的基本玻色子激发以不同的速度传播。我们扩展的功能玻色化的方法来处理费米子和玻色自由度在一个无序的自旋LL平等的基础上。我们分析了有限温度下自旋-电荷分离对单粒子费米激发的光谱性质和无序量子线的电导率的影响。我们证明了弱局域化的概念,涉及到多重散射电子波的干扰和它们的退相干由于电子-电子散射,仍然适用于自旋-电荷分离系统。由电子-电子相互作用和自旋-电荷分离的相互作用,相关的退相长度,被发现是参数短于在无自旋LL。我们计算了量子(弱局域化)和经典(记忆效应)的无序自旋LL的电导率的修正。在高温极限下,经典修正占主导地位。
2008-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Strongly coupled slow-light polaritons in one-dimensional disordered localized states
腔量子电动力学推进了具有量子化辐射场模式的单个量子发射器的相干控制,通常分段设计用于腔场中的最高精细度和限制。这使得芯片级量子处理的强耦合成为可能,但到目前为止,只有少数研究小组能够达到这些极化子状态的精度和确定性要求。本文首次在慢光光子晶体中观察到了强耦合单量子点激子在本征无序一维局域模中的相干极化激元态。观察到高达311 μeV的大真空拉比分裂,这是固态中最大的避免交叉之一。我们的紧束缚模型与量子杂质详细介绍了这些强局域极化激元,跨越不同的无序强度,补充模型提取的纯退相和非相干泵浦速率。这种无序诱导的慢光极化激元为相干控制、集体相互作用和量子信息处理提供了一个平台。
2013-06-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Probing quantum thermalization of a disordered dipolar spin ensemble with discrete time-crystalline order
通过离散时间晶体有序的稳定性研究了受驱动偶极多体量子系统的热化动力学。使用周期性驱动金刚石中的电子自旋杂质,我们实现了不同类型的自旋之间的相互作用,并通过实验证明,无序,驱动和相互作用的相互作用导致几个定性不同的热化制度。对于短的驱动周期,所观察到的动态很好地描述了一个有效的哈密顿量,它敏感地依赖于相互作用的细节。对于较长的驱动周期,系统变得容易与驱动场进行能量交换,并最终进入通用热化状态,其中动态可以通过相互作用引起的单个自旋的退相来描述。我们的分析揭示了长程伊辛和其他偶极自旋模型的热化之间的重要差异。
2018-06-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Smooth velocity shuttling for suppressing valley excitations in disordered Si/SiGe quantum dots
Research and Development Group, Hitachi, Ltd.(日立有限公司研发集团)
针对硅量子点中谷激发导致的自旋退相干问题,提出基于Tukey窗的平滑速度穿梭协议,通过映射到信号处理窗函数设计,有效抑制速度谱高频旁瓣,数值模拟表明在中低无序度下显著降低平均自旋保真度损失。
2026-06-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Theory of the strong coupling between quantum emitters and propagating surface plasmons
在这里,我们提出了在二维金属表面中观察到的量子发射体和传播的表面等离子体之间的强耦合现象的理论基础。为此,我们开发了一个从头算量子框架,该框架考虑了发射体和表面等离子体之间的相干耦合,并结合了耗散和退相的存在。对于一个单一的发射器和一个无序的合奏发射器,我们的形式主义是能够揭示的关键物理机制,解释报道的现象,并确定优化强耦合的物理参数。
2013-04-09 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Optimal efficiency of quantum transport in a disordered trimer
无序的量子网络,如描述捕光复合物的那些,通常以存在外围环状结构(其中激发被初始化)和内部反应中心(RC)(其中激发被捕获)为特征。外围环显示出相干特征:它们的本征态可以分为超辐射态和次辐射态两类。两者对于优化传输效率都很重要。在没有无序的情况下,超辐射态与RC的耦合强度增强,而次辐射态基本上与RC解耦。静态原位无序诱导次辐射态和超辐射态之间的耦合,产生与RC的间接耦合。作为RC能量和无序强度的函数,找到最佳转移条件的问题即使在最简单的网络中也是非常复杂的,即三能级系统。在本文中,我们分析了这样的三聚体结构选择作为初始条件的subradiant状态,而不是更常见的选择本地化的网站上的激发。我们表明,虽然最佳无序是超辐射耦合的顺序,初始状态和RC能量之间的最佳失谐强烈依赖于系统参数:当超辐射耦合远大于超辐射能级和次辐射能级之间的能隙时,如果RC能量与次辐射初始状态共振,而当超辐射耦合小于或等于带隙时,我们发现了与虚缀饰态共振时的最佳RC能量。动力学噪声的存在,诱导退相和退相干,影响能量转移的共振结构,产生额外的“非相干”共振峰,其对应于RC能量等于超辐射态的能量。
2016-03-04 cond-mat.mes-hall physics.bio-ph quant-ph