Intra- and inter-shell Kondo effects in carbon nanotube quantum dots
讨论了碳纳米管量子点在强关联区的线性响应输运性质。本文采用有限U平均场从玻色子方法研究多体效应。磁场可以重建被自旋轨道相互作用或谷混合破坏的近藤关联。除了场诱导的SU(2)近藤效应的不同类型的复苏:自旋,谷或自旋谷,也出现了更多的奇异现象,如SU(3)近藤效应。三重简并是由于库仑相互作用的短程部分引起的有效谷间交换或由于壳层间混合而发生的。在窄间隙纳米管中,在没有磁场的情况下,完全的自旋轨道简并度可以恢复,从而为SU(4)Kondo共振的形成创造了条件。
2017-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
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
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
Experimental evidences of Luttinger liquid behavior in the crossed multi-wall carbon nanotubes
在由两个金属多壁碳纳米管形成的交叉结中观察到Luttinger液体行为,其微分电导随偏压和温度的功率而消失。当对交叉排列的两个碳纳米管中的一个施加恒定的电压或电流时,另一个碳纳米管的电输运性质受到显著影响,这意味着碳纳米管之间存在很强的相关性。这些特征与交叉的两种Luttinger液体的理论预测吻合得很好。
2000-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Persistent current and correlation effects in carbon nanotubes
本文用Halfman的拓扑激发概念计算了环形单壁碳纳米管中相互作用电子的持续电流。持续电流的整体模式对应于恒定相互作用模型,而精细结构源于电子交换相关。
1998-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin configurations of carbon nanotube in a nonuniform external potential
从理论上研究了碳纳米管在外加势作用下的基态自旋。我们发现,当外电势施加到纳米管的一部分,它的变化改变单电子光谱显着。这与库仑排斥和有限长度扶手椅型纳米管的对称性相结合,当外部电势变化时,在基态诱导自旋翻转。我们讨论了我们的理论可能应用到最近的库仑阻塞峰的测量和它们对扶手椅型碳纳米管中的弱磁场的依赖。
1999-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Charge Screening Effect in Metallic Carbon Nanotubes
在一维长程库仑作用模型下研究了金属碳纳米管中的电荷屏蔽效应。它指出,外部电荷是固定的空间被屏蔽的内部电子,使所得的对象成为电中性。我们发现,屏蔽长度是由大约一个纳米管的直径。
2001-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anisotropic super-spin at the end of a carbon nanotube
从理论上研究了碳纳米管末端的相互作用感生磁性,特别是磁各向异性。在普通石墨烯中通常较弱的自旋-轨道耦合在纳米管中强烈增强。结合库仑相互作用,这种增强的自旋-轨道耦合在碳纳米管末端产生超自旋,XY各向异性约为10 mK。此外,它示出,这种各向异性可以增强超过一个数量级,通过部分抑制的超自旋。
2011-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Carbon nanotube with pressure inducing pseudogaps: Kondo effect study
在这项工作中,我们感兴趣的是研究近藤效应存在于一个系统与$T$形状的连接单壁碳纳米管(SWNT)和磁性杂质。在静水压力下对该系统进行了研究,观察到锯齿形金属管的态密度中的间隙的打开。压力可以模拟皮尔斯不稳定性,在这项工作中,我们考虑了面外变形。紧束缚近似被用来计算单壁碳纳米管的格林函数与静水压力的应用。我们研究了近藤峰的消失,随着差距的开放。此外,我们观察到的电导曲线,可以解释的近藤峰高的变化的压力的强烈影响。用原子方法用以前开发的$U\rightarrow\infty$再现了近藤效应。给出了电子态密度的计算结果和电导曲线。
2019-12-13 cond-mat.str-el
Nonequilibrium Singlet-Triplet Kondo Effect in Carbon Nanotubes
近藤效应是一种多体效应,是由于传导电子散射出局域自旋而产生的。相干自旋翻转散射这种量子杂质相关的传导电子,在低温下,这导致零偏置电导异常。这已经成为单电子晶体管偏置光谱中的常见特征,在GaAs量子点以及各种单分子晶体管中观察到。虽然零偏近藤效应是公认的,但在非弹性过程诱导退相干的非平衡情况下,近藤相关性在多大程度上持续存在仍然不确定。在这里,我们报告了一个明显的电导峰观察到在有限的偏置电压在碳纳米管量子点的自旋单重基态。我们解释这种有限偏置电导异常的非平衡近藤效应涉及到一个自旋三重态的激发。计算和测量的非线性电导之间的良好协议,从而有力地支持了这种非平衡共振的相关性。
2006-02-24 cond-mat.str-el
From density functional to Kondo: magnetic impurities in nanotubes
纳米接触、扫描隧道显微镜(STM)和涉及磁性原子或分子的金属断裂结中的低温电子电导是一个不断发展的领域,具有重要的未解决的理论问题。虽然接触几何形状和电子结构之间的详细关系,需要一个定量的从头算方法,如密度泛函理论(DFT),近藤多体效应的杂质自旋与金属电子的耦合随之而来的最适当的解决,制定一个广义安德森杂质模型,例如,数值重整化群(NRG)方法来解决。由于目前没有无缝的计划,可以准确地执行该计划,我们在最近几年设计了一个系统的方法,半定量地连接DFT和NRG。我们将此DFT-NRG方案应用于具有磁性吸附原子(Co和Fe)的单壁(4,4)和(8,8)纳米管的理想电导,在纳米管的内部和外部,并且具有单个碳原子空位。一个丰富的场景出现,近藤温度一般在开尔文范围内,电导异常范围从一个单一的通道最大到破坏性的Fano干扰取消两个通道的总数四个。产生最高近藤温度(几十开尔文)和可测量的零偏置异常的配置是最窄的纳米管内的Co或Fe杂质。单原子空位具有自旋,但预测了很低的近藤温度。几何,电子,和对称性的因素影响这种变化都是可访问的,这使得这种方法在方法上的指导性和突出了许多微妙的和困难的点,在纳米接触的近藤效应的第一性原理建模。
2014-01-07 cond-mat.str-el
Vacuum structure of Toroidal Carbon Nanotubes
碳纳米管中的低能激发可以用两分量旋量的有效场论来描述。指出在变磁场作用下,平面几何形状的金属碳纳米管中可以观察到1+1维的手征反常。我们提出了一个实验装置来研究这种量子效应。我们还分析了含库仑相互作用的金属环形碳纳米管的真空结构,并讨论了外电荷对真空的影响。
2001-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Kramers polarization in strongly correlated carbon nanotube quantum dots
铁磁接触放在接近碳纳米管诱导自旋和轨道极化。这些极化显著地影响在碳纳米管中形成的量子点中发生的近藤关联,在自旋和轨道扇区中诱导有效场。因此,碳纳米管量子点的光谱密度显示出四重分裂的SU(4)Kondo共振。此外,自旋-轨道相互作用的存在导致在时间反演电子态之间发生额外的极化(时间反演对称性或克拉默扇区中的极化)。在这里,我们估计在现实的碳纳米管样品的克雷默极化的幅度,并发现其贡献是可比的自旋和轨道极化。Kramers极化产生了一种新型的有效场,它只影响时间反演的电子态。我们报告新的分裂的近藤共振的点谱密度,可以理解,只有当Kramers偏振考虑。重要的是,我们预测,Kramers极化的存在,可以通过实验检测进行非线性微分电导测量。我们还发现,由于建立SU(4)Kondo关联所需的高对称性,与在传统量子点中观察到的补偿SU(2)Kondo态相比,通过施加外场来恢复它是不可能的。
2011-03-09 cond-mat.str-el
Strong correlation effects in single-wall carbon nanotubes
我们介绍了单壁碳纳米管中强相关性的概述,并介绍了用于理论研究它们的技术。我们集中在锯齿形纳米管,虽然普遍性表明,大部分理论也可以应用于扶手椅或手性纳米管。我们将展示如何相互作用效应导致异国情调的低能量特性,并讨论未来的方向,在纳米管的相关效应的研究。
2008-11-07 cond-mat.str-el
Comment on "Electronic Properties of Armchair Carbon Nanotubes: Bosonization Approach"
本文对H. Yoshioka和A. Odintsov,出现在PRL中,见cond-mat/9805106。
1998-11-24 cond-mat.str-el
Low Energy Properties of the (n,n) Carbon Nanotubes
根据能带理论,理想的未掺杂(n,n)碳纳米管是金属的。我们表明,电子-电子相互作用导致它成为莫特绝缘的自旋间隙。更有趣的是,在掺杂时,它会产生超导波动。
1997-04-22 cond-mat.str-el
Strain induced correlation gaps in carbon nanotubes
我们计算了扶手椅型碳纳米管在单轴弹性应变下的关联能隙的变化。我们预测,这样的拉伸将扩大所有碳纳米管的相关间隙的变化,可能是大到几毫电子伏每百分比的施加应变,在纯能带结构计算没有变化的扶手椅碳纳米管的预测相比。相关效应被认为是在一个自洽的Hartree-Fock近似的哈伯德模型与现场排斥。
2003-10-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nondispersive and dispersive collective electronic modes in carbon nanotubes
本文对Pichler { \it et al.}碳纳米管样品上。Pichler { \it et al.}对实验发现的非色散模式进行了归因。涉及垂直于纳米管轴极化的局域态之间的带间激发。这种解释受到了理论家的挑战,他将这些模式归因于携带非零角动量的光学等离子体。我们指出,这两种解释都有困难。从我们的理论结果的损失函数的单个碳纳米管的紧束缚模型的基础上,我们发现,非色散模式可能是由于集体电子模式在手性碳纳米管,而观察到的色散模式应该是由于集体电子模式在扶手椅和锯齿形碳纳米管。对单个碳纳米管的动量依赖电子能量损失实验应该能够果断地证实或反驳这一解释。
2004-10-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Magnetic impurity effects in metallic carbon nanotubes: local non-Fermi liquid theory
从理论上研究了磁性杂质对金属碳纳米管的影响。将多通道近藤效应的预解式方法应用于杂质位无限大排斥极限下kp微扰哈密顿量的能带结构。我们讨论了在低于近藤温度T_K时的局域非费米液体行为。定域电子的态密度具有奇异性|omega| ^1/2,这在低温下的近藤共振处产生赝能隙。电子电阻率的温度依赖性被预测为T^1/2,动力学磁化率的虚部具有|omega| ^1/2依赖性。可能的实验观察进行了讨论。
1999-12-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.str-el