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
Renormalized perturbation theory flow equations for the Anderson impurity model
本文将重整化微扰理论应用于对称Anderson杂质模型。在RPT框架内,可以根据模型的杂化$Δ$和库仑相互作用$U$的重整化值$\tilde{\boldsymbolμ} = (\tildeΔ, \tilde{U})$得到自旋和电荷磁化率等物理观测量的精确结果。RPT方法的主要困难通常在于重正化值本身的计算。在目前的工作中,我们将展示如何通过推导描述$\tilde{\boldsymbol μ} (Δ)$与$Δ$演化的微分流方程来实现这一点。通过利用$\tilde{\boldsymbol μ} (Δ)$可以在极限$Δ\rightarrow \infty$中解析确定的事实,我们数值求解流动方程以获得在$0<U/πΔ<3.5$范围内的重整化参数的估计。
2014-06-12 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
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
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
Nonequilibrium Kondo effect by equilibrium numerical renormalization group method: The hybrid Anderson model subject to a finite spin bias
我们研究了具有正常电极和超导电极的量子点中的近藤关联,其中在器件两端施加自旋偏置电压,并且局部相互作用$U$是吸引的或排斥的。当自旋流被阻断在大能隙区时,这个非平衡强关联问题映射成一个平衡模型,可以用数值重整化群方法求解。由此得到了高精度的具有非平衡自旋积累特征分裂的近藤谱。结果表明,当偏压引起的自旋近藤效应的退相干被超导性部分补偿时,电荷近藤效应被超导邻近效应增强而脱离平衡,并经历了额外的分裂,在局域谱密度中产生四个近藤峰.在电荷近藤制度,我们发现一个普遍的缩放的电荷电导在这种混合器件在不同的自旋偏置。作为与超导引线的耦合的函数的通用电导在Kondo温度处达到峰值,因此直接测量Kondo温度。我们的结果与最近在混合氧化物量子点中实现负$U$电荷近藤效应的实验直接相关[Nat.Commun. \textbf{8},395(2017)]。
2018-06-01 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 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
Out-of-equilibrium Anderson model at high and low bias voltages
我们研究了量子点的非平衡Anderson模型的高电压和低电压特性,使用Keldysh形式主义中的泛函方法。在杂质位置的格林函数可以看作是一个非平衡分布函数的泛函。格林函数对偏置电压V和温度T的依赖性通过非平衡分布函数产生。从这个行为作为一个功能,它表明,非平衡格林函数在高压极限是相同的平衡格林函数在高温极限。当点和左右两个引线的耦合相等时,这种对应关系成立。在相反的限制,对于小电子伏特,低能量的行为的格林函数可以描述的本地费米液体理论的订单条款$(eV)^2$。这些结果意味着,由于库仑相互作用U的相关效应,可以在两个限制,在高和低偏置电压的辩证地对待。
2002-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Study of nonequilibrium Kondo phenomenon via nonperturbative dynamical theory
我们发展了一个非微扰动力学理论(NDT)来计算非平衡条件下的延迟格林函数。NDT特别适用于处理强相关系统中的非平衡输运问题。我们应用我们的NDT著名的单杂质安德森模型在平衡,以确定其可行性。然后,我们将其应用到一个系统中的非平衡输运问题与近藤耦合。研究了具有两个金属库的Anderson模型,以理解介观尺寸的单电子晶体管中的近藤峰分裂现象。我们计算的非平衡延迟格林函数,通过使用NDT和分析它在原子极限,其中的新的相干现象,只有在非平衡条件下表现出来,可以用解析的方式来描述。最后,我们构造了一个自洽环来计算延迟格林函数,并给出了由自洽方法得到的谱密度和微分电导的结果。我们的结果解释了实验中观察到的近藤峰分裂的所有特征。一个值得注意的结论是,Kondo峰分裂不是传统Kondo峰的分裂,而是在非平衡稳态条件下产生的新相干峰的分裂。
2009-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Comment on "The renormalized superperturbation theory (rSPT) approach to the Anderson model in and out of equilibrium"
我简要地介绍了非平衡重整化微扰理论的一些事实,纠正了最近在[E.穆尼奥斯湾扎马尼湖Merker,T. A. Costi和S. Kirchner,Journal of Physics:Conf.Series 807,092001(2017)],并在平衡时使用rSPT讨论了这项工作的一些结果。
2017-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Analytic results for the Anderson Impurity Model
在重整化微扰理论(RPT)中,安德森杂质模型用重整化参数$\boldsymbol{\tildeμ}= (\tildeε_d, \tildeΔ, \tilde{U})$来解释,这些参数与裸杂质水平$ε_d$、杂化$Δ$和原位相互作用$U$一一对应。虽然重整化参数足以描述模型的低能不动点,但参数本身通常必须使用数值重整化群来确定。在本文中,我们解决这个问题,通过应用流动方程方法的粒子-空穴对称模型推导出一个系统的微分方程$ \textrm{d}\boldsymbol{\tildeμ}/ \textrm{d} U$。为了在$\tilde{U}$中领先,这假设了一种特别简单的形式,允许在这种近似下的解析解。我们发现,我们的结果与重整化参数的NRG很好地吻合,并使用它们来计算威尔逊比,自旋磁化率和电导的杂质。
2014-12-17 cond-mat.str-el
Nonequilibrium functional RG with frequency dependent vertex function: A study of the single impurity Anderson model
利用Keldysh泛函重整化群(fRG)研究了单杂质Anderson模型的非平衡性质.我们提出了如何可以使用的水平加宽伽玛/2作为流动参数的fRG。这种选择保留了费米液体行为的重要方面,该模型在粒子-空穴对称的情况下表现出。的Keldysh fRG的近似方案的开发,占两个粒子顶点的频率依赖性的方式类似,但不等同于最近发表的近似平衡松原fRG。我们的方法是一个灵活的工具,研究弱到中等的现场相互作用U <= 3伽玛。在平衡状态下,我们发现在有限的栅极电压,磁场和温度下的线性电导与NRG结果非常吻合。在非平衡态下,我们的结果与TD-DMRG的结果吻合得很好。对于非线性电导作为偏置电压的函数,我们提出了可靠的结果,在有限的磁场和有限的温度。此外,我们证明了指数小尺度的近藤温度出现在二阶导数的自能。我们表明,近似是,但是,不能再现的有效质量在大的相互作用的缩放。
2010-05-27 cond-mat.str-el
Bold Line Diagrammatic Monte Carlo Method: General formulation and application to expansion around the Non-Crossing Approximation
我们提出了一个一般的框架,用于执行“粗线”图解蒙特卡罗计算的基础上使用的分析部分remation作为一个起点,随机总结所有的图表。作为一个例子,我们解决了一个轨道安德森模型使用非交叉近似作为出发点。通过求解单点动力学平均场论方程,验证了该方法的精度。我们建立的有效性的起始近似,并表明,大胆的方法提供了一个非常准确的治疗莫特绝缘相。
2010-10-01 cond-mat.str-el
Fermi liquid theory for the Anderson model out of equilibrium
利用Yamada和Yosida的$U$微扰理论,在非平衡Keldysh图解形式下,研究了有限偏压下Anderson杂质$V$的低能性质,得到了自能导数关于$V$的沃德恒等式.自能精确计算到$ω^2$、$T^2$和$V^2$阶项,并且系数相对于平衡基态定义。从这些结果中,通过杂质的电流的非线性响应已被推导到$V^3$阶。
2001-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Symmetry breaking and restoration using the equation-of-motion technique for nonequilibrium quantum impurity models
量子杂质模型中关联电子动力学的描述通常是在非平衡格林函数形式主义结合适当的近似下描述的。一种常见的方法是基于运动方程技术,通常用于描述动态响应的不同状态。在这里,我们表明,这种方法可能会违反一定的对称性关系,必须履行的定义的格林函数。这些对称性的破坏会导致非物理行为。为了避免这种病态的缺点的运动方程的方法,我们提供了一个计划,以恢复基本的对称关系。举例说明了安德森和双安德森杂质模型。
2012-09-23 cond-mat.str-el
Nonequilibrium quantum dynamics of the magnetic Anderson model
研究了自旋为1/2的磁性杂质掺杂的自旋单轨道量子点的非平衡动力学。由于自旋简并,双占据是允许的,库仑相互作用和磁性杂质的交换耦合一起影响动力学。通过将实时路径积分的迭代求和方法推广到该耦合系统,我们监测了含时非平衡电流和杂质自旋极化,以确定含时非平衡动力学的特征.我们特别关注深量子区,其中所有的时间和能量尺度都是相同的数量级,没有小参数可用。我们观察到的杂质自旋极化的非平衡衰变的存在和不存在的库仑相互作用的显着影响。偏置电压、电子-杂质相互作用和温度越大,指数弛豫越快。我们发现,精确的弛豫率偏离相应的微扰结果。此外,我们还详细研究了杂质对电荷电流的反作用,发现增加杂质的耦合会降低稳态电流。此外,我们的方法使我们能够系统地区分平均场库仑和杂质效应的量子涨落和触发器散射的影响,分别。事实上,我们发现一个局部最大值的电流有限库仑相互作用由于杂质的存在。
2012-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Fermi liquid theory for nonlinear transport through a multilevel Anderson impurity
我们提出了一个微观费米液体的观点,通过安德森杂质与$N$离散能级的低能输运,在任意电子填充$N_d$。它适用于非平衡电流的波动,其中两个准粒子碰撞积分和三体关联,确定准粒子的能量移动起着重要的作用。使用数值重整化群的$N=6$,我们发现,强相互作用的三体涨落是由一个单一的参数以外的近藤能量标度在一个宽的填充范围$1 \lesssim N_d \lesssim N-1$。它显著影响$N>2$的电流噪声和噪声在磁场中的行为。
2020-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
1/(N-1) expansion based on a perturbation theory in U for the Anderson model with N-fold degeneracy
研究了N重简并Anderson模型的低能性质。用u=(N-1)U代替库仑相互作用U作为自变量的标度,将U中的微扰级数重组为1/(N-1)的幂展开式.我们计算了近藤态的重正化参数,这些参数在半填充的1/(N-1)展开中达到下一个前导阶。结果,特别是威尔逊比,同意非常密切的精确数值重整化群的结果在N=4。这确保了我们的方法的适用性N > 4,我们提出了高度可靠的结果,非平衡近藤运输通过量子点。
2011-08-11 cond-mat.mes-hall 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
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
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 through a benzene molecule in the Kondo regime
从对称环的精确本征态出发,导出了低能有效的广义Anderson哈密顿量,它包含两个动量相反的自旋二重态和一个中性分子的单重态.对于苯,单线态(二重态)代表中性(单电荷)分子的基态。我们计算了通过苯分子的非平衡电导,掺杂一个电子或一个空穴(即在近藤制度),并连接到两个导电引线在不同的位置。我们使用Keldysh形式主义和非交叉近似(NCA)解决问题。当引线连接在\emph{para}位置(180度)时,该模型等价于普通杂质Anderson模型,并恢复了它的已知性质。对于其他位置,在涉及两个双峰的共隧穿过程中存在部分相消干涉,因此,Kondo温度以及差分电导$G=dI/dV_b$(其中$I$是电流)的中心峰(对于接近零的偏置电压$V_b$)的高度和宽度减小。此外,在有限$V_b$处出现两个峰。我们研究了这些峰的位置,$G$的温度依赖性和光谱密度。我们的形式也可以应用到碳纳米管量子点与谷间混合。
2012-07-26 cond-mat.mes-hall 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 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
Quantum quenches and competing orders
本文研究了非常规电荷密度波(键密度波)与$d$波超导电性之间竞争的电子模型的非平衡动力学。在含时Hartree-Fock+BCS近似下,动力学简化为在布里渊区中每对动量($\boldsymbol{k}$,- $\boldsymbol{k}$)处实现SU(4)生成元的算符的运动方程。我们还研究了欠掺杂铜氧化物中竞争级的O(6)非线性$σ$模型的量子推广的非平衡动力学[Hayward等人,Science $\boldsymbol{343}$,1336(2014)]。在O($N$)模型的大$N$极限下,我们得到了脉冲扰动下关联函数的时间依赖性.我们比较我们的数值研究与最近的皮秒光学实验。我们发现,一般来说,在我们的模型中的振荡响应与实验共享各种定性特征。
2014-07-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th
Memory Effects In Nonequilibrium Quantum Impurity Models
记忆效应在强关联系统的动力学中起着关键的作用。在本研究中,我们探讨了非平衡安德森杂质模型的记忆的性质。利用Nakajima-Zwanzig-Mori方法推导了包含非马尔可夫记忆核的相互作用量子点约化密度矩阵的广义量子主方程.一个实时的路径积分制定,其中所有的图表随机采样,以数值计算的内存内核。我们探讨了温度对近藤制度的影响,以及源漏偏置电压和带宽对存储器的作用。通常,记忆衰减的时间尺度明显短于约化密度矩阵本身的动态,但在某些条件下,它发展出一个较小的长尾。此外,我们解决所需的条件的存在性,唯一性和稳定性的一个稳定的状态。
2011-05-26 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 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
Time-dependent Mott transition in the periodic Anderson model with nonlocal hybridization
在非平衡自能泛函理论框架下,研究了具有离位最近邻杂化的周期Anderson模型中的含时Mott跃迁。使用两个站点的动态杂质近似,我们计算的最佳变分参数和不同的观测量的Hubbard-U的突然猝灭发起的实时动态,并确定关键的相互作用。时间依赖的跃迁是轨道选择性的,即,在最终态中,在猝灭到临界相互作用之后的长时间极限中达到,Mott能隙仅在定域轨道的谱函数中打开。我们讨论的临界相互作用和最终状态的有效温度对杂化强度的依赖性,并指出非平衡和平衡莫特过渡之间的各种相似之处。它示出,这些也可以顺利地连接到彼此通过增加的持续时间的U-斜坡从突然淬火到一个准静态过程。与非现场杂交模型的物理发现相比,在单轨道哈伯德模型的动态莫特过渡和动态交叉发现的实时动态的常规安德森晶格与现场杂交。
2016-06-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Nonequilibrium magnetotransport through a quantum dot: An interpolative perturbative approach
研究了耦合在两个导电引线上的量子点的微分电导、谱密度和磁化强度随偏压、磁场和温度的变化关系。该系统的建模与安德森模型解决了使用自旋相关的插值微扰近似的库仑排斥U,保持电流。对于足够大的磁场,微分电导作为偏置电压的函数显示分裂峰。这种分裂大于相应的分裂的谱态密度,与实验一致。
2006-07-28 cond-mat.str-el
Exact Green's function for a multi-orbital Anderson impurity at high bias voltages
本文研究了N轨道Anderson模型在高偏压下的非平衡Keldysh Green函数,将以前的工作(只适用于自旋自由度N=2的情况)推广到任意N轨道.我们的方法使用一个有效的非厄米哈密顿量,定义相对于一个热场论的上下文中的Liouville-Fock空间。结果正确地捕获在高能量的弛豫过程,是渐近准确的,不仅在高偏压的限制,而且在高温极限在热平衡。我们还提出了一个明确的连续分数表示的格林函数。它清楚地表明虚部由至多N-1个粒子-空穴对激发的中间态的衰变率递归地确定。这些高偏置性质来自于Liouville-Fock空间中广义电荷和电流的守恒。我们还研究了温度依赖性的谱函数在平衡,比较精确的结果与有限T和无限T的非交叉近似(NCA)的结果。
2015-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fermi liquid theory for the nonequilibrium Kondo effect at low bias voltages
在这份报告中,我们描述了费米液体理论的最新进展,在有限的偏置电压$V$下的量子点中的近藤效应。将Yamada和Yosida的微观理论应用于非平衡稳态,导出了Keldysh Green函数的沃德恒等式,并确定了对称Anderson模型的微分电导$dI/dV$的低能行为,该行为精确到$(eV)^2$阶。这些结果是从杂质位置的格林函数是非平衡分布$f_{\text{eff}}(ω)$的泛函这一事实推导出来的,在$eV=0$,它与费米函数一致。此外,我们提供了一个替代的描述的低能量属性使用重整化微扰理论(RPT)。在非平衡态下,RPT的未扰动部分由重整化自由准粒子决定,其分布函数由$f_{\text{eff}}(ω)$给出。准粒子之间的剩余相互作用$\widetilde{U}$,这是定义在零频率的全顶点部分,被考虑到由$\widetilde{U}$的幂级数展开。我们还讨论了应用程序的RPT超出费米液体制度的高偏压区。
2004-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonequilibrium Kondo transport through a quantum dot in a magnetic field
我们分析了强相互作用量子点在近藤机制下的普适输运性质,当量子点置于外磁场中时。量子点采用非对称Anderson模型描述,自旋简并被磁场去除,产生塞曼分裂。使用从Keldysh有效场论中发现的隧穿态密度的解析表达式,我们得到在整个能量范围内的普遍微分电导和分析证明其费米液体和对数行为在低和高能量,分别作为磁场的函数。我们还显示了结果的零温度微分电导作为偏置电压的函数在不同的磁场,以及结果的有限温度效应的平衡和在有限的磁场。临界磁场的现代非平衡实验问题,在零偏置最大值的微分电导开始分裂成两个最大值,以及这些最大值之间的距离作为磁场的函数也得到解决。
2013-07-29 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
Build-up of the Kondo effect from real-time 2PI effective action for the Anderson impurity model
利用Anderson杂质模型中由两粒子不可约作用量导出的含时格林函数动力学方程,研究了量子点的非平衡时间演化.在不同电压下将点耦合在两个引线之间,研究了通过点的电流的动态特性。我们表明,2 PI方法是能够描述的动态建立的近藤效应,这显示了作为一个尖锐的共振的光谱函数,与宽度指数抑制的电子自耦合点。施加到点的外部电压被发现恶化的近藤效应在杂交规模。在不同的非微扰再确认计划,在直接,粒子粒子,粒子-空穴通道,以及它们的组合,并与其他方法的结果进行比较的动力学方程进行评估。
2016-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
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
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
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
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 Steady State Full Counting Statistics in the Noncrossing Approximation
针对强关联电子结输运全计数统计理论方法匮乏、现有精确方法计算成本高的问题,提出基于传播子非交叉近似的稳态FCS直接计算方法,降低了计算成本,并验证了其在探测量子点环境方面的潜力。
2024-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Pseudogap Anderson impurity model out of equilibrium: A master equation tensor network approach
研究了态密度为幂律赝能隙的单杂质Anderson模型的平衡态和非平衡态性质。在平衡状态下,该模型显示出从广义近藤到局部矩相的量子相变。在目前的工作中,我们专注于这些阶段的扩展超出平衡,即在偏置电压的影响下。在辅助主方程的方法结合一个计划的基础上矩阵乘积状态(MPS),我们能够直接解决载流稳态。从平衡的情况下,我们首先证实了我们的结果,通过比较与直接的数值评估系统的基态光谱性质的MPS。在这里,一个计划来定位的自能的幂律指数外推的相边界产生一个非常好的协议与以前的结果得到的数值重整化群。我们的非平衡研究作为施加的偏置电压的函数,然后进行两个点上的相边界的两侧。在近藤制度的光谱函数中的共振分裂作为增加的偏置电压的函数。相反,局部矩区域在化学势位置附近的光谱中显示出一个凹陷。在相应的自能中观察到类似的特征。近藤分裂峰近似服从作为频率的函数的幂律行为,其指数仅略微依赖于电压。最后,在近藤政权的微分电导示出了一个特殊的最大值在有限的电压,其高度,但是,低于精度水平。
2020-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.str-el
Exact interacting Green's function for the Anderson impurity at high bias voltages
我们描述了在非平衡稳态中,一个单独的安德森杂质与两个非相互作用的铅原子相连时的一些精确的高能性质。在高偏置电压的限制下,以及在高温限制下的热平衡,该模型可以被映射到一个有效的非厄米哈密顿量的两个网站,这对应于原来的杂质和它的图像,被定义在一个双重的希尔伯特空间被称为刘维尔-福克空间。为此,我们提供了一个启发式的推导使用的路径积分表示的Keldysh轮廓和热场论,其中沿向后轮廓的时间演化复制对应于图像的额外的自由度。我们发现有效哈密顿量也可以用电荷和电流来表示。由此可以推断,在高偏压极限下,电荷和电流波动的动态极化率变得与库仑排斥U无关。格林函数的运动方程与另外两个高阶关联函数构成一个封闭系统。从三个耦合方程得到的精确解扩展了原子极限解,使得自能正确地捕获了高能量下弛豫过程引起的虚部。上、下哈伯德能级的谱权重敏感地依赖于左右导联隧穿耦合的不对称性。
2013-10-18 cond-mat.mes-hall 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
Weak-coupling quantum Monte Carlo calculations on the Keldysh contour: theory and application to the current-voltage characteristics of the Anderson model
我们提出了优化的实现弱耦合连续时间蒙特卡罗方法定义的Keldysh轮廓上的非平衡问题。我们描述并比较了在开始实时计算之前准备系统的两种方法:“相互作用抑制”和“电压抑制”,发现这两种方法分别适用于大电压偏差和小电压偏差。我们还讨论了提高实时测量效率的技术优化。该方法允许在更宽的相互作用范围和更长的时间内精确模拟通过量子点的传输。本文给出了粒子-空穴对称安德森杂质模型在相互作用U大于10倍本征能级宽度γ时的电流-电压特性。我们将Monte Carlo结果与四阶微扰理论进行了比较,发现微扰理论在U/Gamma>4时开始失效。在所研究的参数范围内,我们没有发现由于施加电压的近藤共振分裂的证据。研究了电压和温度的相互作用以及库仑阻塞电导机制。
2009-11-03 cond-mat.str-el
Nonequilibrium DMFT+CPA for Correlated Disordered Systems
本文给出了相互作用无序系统的非平衡动力学解。该方法将平衡态动力学平均场论(DMFT)和平衡态相干势近似(CPA)方法相结合,采用Kadanoff-Baym-Keldysh复时间轮廓,对远离平衡态的相互作用无序系统的动力学进行了研究。我们使用我们的时域解来获得由Anderson-哈伯德模型描述的无序相互作用系统的平衡态密度,绕过了繁琐的解析延拓过程的必要性。我们进一步将非平衡解应用于孤立无序系统的相互作用猝灭问题。在这里,相互作用突然从零(非相互作用系统)变为另一个恒定(有限)值,随后保持不变。我们观察通过时间依赖性的潜在的,动力学的,和总能量,作为最终的相互作用强度的函数的系统的松弛的无序的效果。实时的方法有可能揭示新的光在相互作用的量子系统的非平衡动力学的基本作用的混乱。
2022-06-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el physics.comp-ph
Current noise and Keldysh vertex function of an Anderson impurity in the Fermi liquid regime
我们提出了一个完整的微观费米液体的描述下,通过安德森杂质有限的偏置电压$V$下的次领先级输运。它适用于不具有粒子-空穴或时间反演对称性的多能级量子点,并基于非平衡Keldysh形式主义,考虑杂质能级和导带中电子之间的电流守恒。具体地说,我们推导出的公式中产生的电流噪声在稳定的流动,以$(eV)^3$阶在零温度$T=0$。为此,我们计算Keldysh顶点函数$Γ_{σσ';σ'σ}^{ ν_1ν_2;ν_3ν_4} (ω,ω'; ω',ω)$,它取决于分支$ν_1, ν_2, ν_3$和$ν_4$的时间循环轮廓和自旋自由度$σ$和$σ'$,直到线性阶项相对于$eV$,$T$,和频率$ω$和$ω'$。这些线性阶项的系数由一组相对于平衡基态定义的参数确定:杂质电子的相移、静态极化率和非线性三体极化率。的低能量的顶点组件的表达式示出,以满足沃德身份与Keldysh格林函数扩展到条款的顺序$ω^2$,$(eV)^2$,和$T^2$。我们还发现,Ward恒等式的虚部可以用单准粒子激发和单准粒子-准空穴对激发的$eV$依赖的碰撞积分来描述.这些碰撞积分,确保当前的下一个领先阶费米液体输运由于准粒子具有有限的阻尼率的守恒。
2022-03-10 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
Nonequilibrium self-energies, Ng approach and heat current of a nanodevice for small bias voltage and temperature
利用二阶非平衡重整化微扰理论计算了一般非对称情况下描述量子点电流的杂质Anderson模型的小$Σ^<$和大$Σ^>$自能.虽然在一般情况下,需要一个数值积分来评估微扰的结果,我们推导出一个解析近似的小频率$ω$,偏置电压$V$和温度$T$,这是确切的总二阶在这些数量。当相应的能量$\hbar ω$、$eV$和$k_B T$小于$k_B T_K$时,近似是有效的,其中$T_K$是近藤温度。数值积分的结果进行了比较,与解析和与Ng近似,其中$Σ^<$和$Σ^>$被假定成正比的延迟自能$Σ^r$倍的平均费米函数。虽然它在$T=0$中对于$\hbar|ω| \lesssim eV$失败,但我们发现Ng近似对于$k_B T > eV/2$是极好的,并且改善了与引线的不对称耦合。即使在$T=0$下,Ng近似对点处的总占据的影响也非常小。$ω$和$V$的依赖性进行了讨论比较与沃德身份,这是由三种方法完成。我们还计算了在有限的偏置电压点和任何引线之间的热流。在有限温度下,其中一个热电流随着所施加的偏置电压而改变符号。
2014-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Computational Studies and Algorithmic Research of Strongly Correlated Materials
本博士论文主要研究具有局域电子轨道的强关联材料。我们研究了两种实际材料(LuNiO $_3$和VO $_2$)和一种模型体系,安德森杂质模型论文分为两个部分。在第一部分中,我们使用密度泛函理论+ $U$方法,计算了稀土镍酸盐的LuNiO $_3$在衬底诱导应变下的平衡相变和窄禁带莫特绝缘体的VO $_2$在激光脉冲诱导光激发下的非平衡相变。添加$U$的效果在两种材料中表现为响应于电子轨道占据率的变化的能带结构的变化,即,软带效应。这种效应引起不同轨道之间的电子竞争,产生多个亚稳态。在第二部分中,我们超越能带理论,研究了如何利用基于矩阵乘积态(MPS)的密度矩阵重整化群(DMRG)方法对Anderson杂质模型进行实时演化,以建立非平衡动力学平均场理论(DMFT)的实时杂质求解器为目标。我们研究了淬火和周期驱动的单杂质安德森模型(SIAM),并获得了一些复杂性的结果的基础上,我们在论文中开发的DMRG(4-MPS方法)的非标准实现。我们发现在SIAM的星形几何中,MPS中浴轨道的有序性显著影响纠缠熵的增加,从而影响模拟的计算复杂度。
2019-02-18 cond-mat.str-el
Steady state conductance in a double quantum dot array: The nonequilibrium equation-of-motion Green function approach
利用非平衡格林函数的运动方程方法研究了双量子点阵列的稳态输运。这种流行的技术依赖于不受控制的近似,以获得一个封闭的方程层次,但其准确性受到质疑。重点研究了4种不同的闭包,其中2种是在单量子点系统(Anderson杂质模型)中提出的,并将其推广到双量子点阵列中,发展了2种新的闭包.微分电导的结果进行比较,通过主方程的方法是准确的弱系统引线耦合和高温。虽然所有4个闭包在单量子点的情况下提供了库仑阻塞和其他输运性质的准确描述,但它们在双量子点阵列的情况下不同,其中只有一个开发的闭包提供了令人满意的结果。我们的分析提供了手段,以扩大运动方程技术,以更精细的模型,大型桥梁系统与强大的电子相互作用。
2012-12-30 cond-mat.str-el
Nonequilibrium Statistics of Biased Kondo Resonance
本文将数值重整化群推广至非平衡稳态,研究偏置 Anderson 杂质模型,揭示了偏置下 Kondo 共振的双共振结构与多尺度谱特征,并阐明了低温下的电流-电压关系偏离幺正极限的物理机制。
2025-10-12 cond-mat.str-el
Anderson Model out of equilibrium: decoherence effects in transport through a quantum dot
本文讨论了非平衡态双引线Anderson模型,认为它是对直流偏置量子点输运的一个充分描述。利用自洽的广义非平衡运动方程方法,计算了偏置电压$V$引起的四阶退相干率$γ^{(4)}$.这种退相干率提供了一个截止的红外发散的自能出现在近藤制度。在低温下,态密度的近藤峰分裂成两个峰,钉扎在两个引线的化学势上。这些峰的高度由$γ^{(4)}$控制。微分电导的电压依赖性表现出一个零偏置峰,然后是一个宽的库仑峰在大$V$,反映了点内的电荷波动。低偏置差分电导是归一化偏置电压$V/T_K$的普适函数,其中$T_K$是近藤温度。在低偏置电压下,对于重整化退相干率$γ^{(4)}/T_K$,也观察到具有单一能量尺度$T_K$的普适标度。我们讨论了当温度或偏置电压增加时,$γ^{(4)}$对从强耦合区到弱耦合区的交叉的影响。
2010-01-21 cond-mat.str-el
At which magnetic field, exactly, does the Kondo resonance begin to split? A Fermi liquid description of the low-energy properties of the Anderson model
这篇论文是Phys. Rev. B 95,165404(2017)的更正版本,我们已经撤回了它,因为它包含了一个微不足道但致命的符号错误,导致了不正确的结论。- 我们推广了最近发展起来的非对称单杂质Anderson模型的费米液体理论[C. Mora $et al.$,Phys.Rev.B,92,075120(2015)]的方法应用于任意局部磁场的情况。为了描述系统的低准粒子激发的裸哈密顿量的模型参数的任意值,我们构建了一个有效的低能FL哈密顿量的FL参数表示的本地水平的自旋相关的基态占领和他们的衍生物相对于能级能量和本地磁场。这些量可以从Anderson模型的Bethe Anglesia解以极好的精度计算。将此有效模型应用于非平衡态量子点,得到了描述其首项$\sim\varepsilon^2$的谱函数$c_A$的曲率,以及描述非线性微分电导中首项$\sim V^2$和$\sim T^2$的输运系数$c_V$和$c_T$的精确结果. $c_A$或$c_V$中的符号变化分别指示谱函数或非线性电导中从局部最大值到局部最小值的变化,如当增加的磁场导致近藤共振分裂成两个子峰时预期发生的。我们发现,$c_A$,$c_T$和$c_V$分别改变符号的字段$B_A$,$B_T$和$B_V$都是$T_K$阶,正如预期的那样,$B_A = B_T = B_V = 0.75073\,T_K$在Kondo极…
2018-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el