Emission Noise in an Interacting Quantum Dot: Role of Inelastic Scattering and Asymmetric Coupling to the Reservoirs
本文提出了一种考虑库仑作用和非对称耦合的量子点在$ν$频率下的发射噪声理论。我们给出了一个解析表达式的各种传输振幅的噪声。包括非弹性散射的贡献,它可以被看作是模拟的梅尔-Wingreen公式的电流。给出了一个物理解释的基础上传输的一个电子-空穴对有关水库,它发射的能量后重组。然后,我们通过求解格林函数的自洽运动方程来处理相互作用。噪声导数对$eV$的结果显示出零值,直到$eV = hν$,随后是近藤制度中的近藤峰,与最近在碳纳米管量子点中的测量结果非常一致。
2018-03-13 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
Transport Spectroscopy of a Kondo quantum dot coupled to a finite size grain
我们分析了一个简单的设置,其中一个量子点是强连接到金属颗粒或有限尺寸的导线和弱连接到两个正常的引线。近藤屏蔽云基本上是在强耦合的晶粒中发展的,而两个弱连接的水库可以用作传输探针。由于传输通道和屏蔽通道几乎是解耦的,这样的设置允许更容易地获得有限尺寸近藤效应的测量。
2006-09-20 cond-mat.mes-hall
Anomalous spin transport in a two-channel-Kondo quantum dot device
我们研究了Y。Oreg和D. Goldhaber-Gordon [Phys. Rev. Lett. { \bf 90},136602(2003)]施加到跨其通道之一施加的自旋偏置,所述通道由弱耦合到自旋1/2量子点的费米液体储存器形成。当温度为$T<T_K$,即器件的近藤温度时,自旋电导以反常的方式依赖于点自旋与另一个沟道的近藤耦合。对于各向同性的近藤耦合到两个通道的自旋电导量子化为$T\ll T_K$表征两个通道近藤不动点。另一方面,对于各向异性耦合的交叉能量标度$T_A\neq 0$确定的温度$T\ll T_A$时,自旋电导消失,表明单通道近藤行为。
2003-12-29 cond-mat.mes-hall
Kondo impurity between superconducting and metallic reservoir: the flow equation approach
研究表明,嵌入金属基质中的关联量子杂质可以通过有效的反铁磁耦合形成具有巡游电子的多体近藤态。这种效应在光谱上表现为在特征温度T_K以下费米能级出现一个窄的Abrikosov-Suhl峰。最近的实验使用纳米异质结,其中相关的量子杂质(点)耦合到超导水库揭示了近藤型相关性是相当弱的,因为:i)超导体的单粒子态在费米能级附近耗尽,ii)点上配对(邻近效应)与自旋有序竞争。在安德森杂质的情况下,我们在这里研究的影响,这种诱导点配对的交换相互作用,采用连续的幺正变换,这超出了微扰框架。我们的分析和数值计算结果表明,电子配对的有效反铁磁耦合,从而抑制近藤温度与实验观察的强烈不利影响。
2014-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Flavor fluctuations in 3-level quantum dots: Generic SU(3)-Kondo fixed point in equilibrium and non-Kondo fixed points in nonequilibrium
我们研究了一个$3$能级量子点在单占据共隧穿机制下通过一般隧穿矩阵耦合到几个多通道的平衡态或非平衡态的量子点。我们得到一个有效的模型,每个水库也有三个通道标记的夸克味$u$,$d$和$s$与有效的d.o.s.极化w.r.t.对应于$SU(3)$的八个生成元的八维$F$ -自旋。在平衡,我们进行了一个标准的穷人标度分析,并表明,隧道通过虚拟的中间状态诱导味波动的点,成为$SU(3)$对称的特征和指数小的低能量尺度$T_K$。利用数值重整化群(NRG)方法,我们详细研究了线性电导,并通过调节量子点上的能级间距,确定了具有普适电导$G=2.25 e^2/h$的$SU(3)$对称Kondo不动点.与平衡情形相比,我们发现在非平衡情形下,不动点模型不是$SU(3)$对称的,而是由旋转的$F$ -自旋表征的。在大电压下,我们分析了上/下夸克的同位旋和奇夸克的能级间距随磁场变化的$F$自旋磁化强度和黄金律电流。作为探测非平衡不动点的确凿证据,我们发现零$F$ -自旋磁化曲线在点参数上具有特殊的形状。我们建议,我们的研究结果可以推广到量子点的情况下,任意数量的$N$的水平。
2018-02-27 cond-mat.mes-hall
The excitation operator approach to non-Markovian dynamics of quantum impurity models in the Kondo regime
本文提出了一种研究耦合到无限大费米子库的相互作用量子小系统的实时动力学的数值方法。通过在算子空间中构造一个正交基,将海森堡运动方程转化为线性微分方程组,然后通过构造激励算子迭代求解。该方法的应用依赖于算子空间的层结构,这有助于我们将无限线性系统转化为一系列小系统。我们应用该方法研究了具有非马尔可夫库的近藤区量子杂质模型的退相干动力学。在充分考虑环境反作用和电子-电子相互作用的情况下,我们发现近藤关联和非马尔可夫库的共存会导致相干环的产生,通过使系统远离粒子-空穴对称点或将库变为马尔可夫库,相干环将被抑制.
2012-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Orbital Kondo effect in double quantum dots
从理论上研究了两个单能级量子点与外电子库系统中的轨道近藤效应。量子点之间通过直接希望项和库仑相互作用耦合。近藤温度是从标度方法和从玻色子技术计算的。后者也被用来计算系统的线性电导。非线性电导,反过来,计算的非平衡格林函数形式主义。
2010-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interplay between Hund's rule and Kondo effect in a quantum dot
研究栅极定义 GaAs 量子点中电子输运,发现其半填充添加能最大值符合 Hund 定则,7-11 电子占据时出现异常宽度的 Kondo 零偏压异常,将其建模为 Hund 耦合混合价量子杂质模型。
2025-05-27 cond-mat.mes-hall
Kondo model in nonequilibrium: Interplay between voltage, temperature, and crossover from weak to strong coupling
本文考虑一个与费米子金属贮库接触的非平衡开放量子系统。对于自旋、轨道或势涨落的情形,我们给出了有限温度下的实时重整化群的系统表述,其中有效Liouvillian的复Fourier变量被用作流动参数.本文导出了一组仅以频率无关的两点顶点表示的系统幂级数形式的无发散微分方程,并利用一组通用的边界条件在不同的截断阶下求解。我们将该方法应用于描述零磁场下各向同性自旋1/2非平衡Kondo模型的弱耦合到强耦合交叉。从温度和电压的依赖性的电导在不同的能量制度,我们确定各种特征的低能量尺度和比较其通用的比已知的结果。对于一个固定的有限偏置电压大于近藤温度,我们发现的微分电导的温度依赖性表现出非单调的行为的形式的峰结构。我们表明,峰位和峰宽的比例与施加的电压在许多数量级的近藤温度的单位线性。最后,我们比较我们的计算与最近的实验。
2014-09-18 cond-mat.mes-hall
Kondo effect out of equilibrium in a mesoscopic device
研究了横向耦合于窄导线的量子点中近藤效应的非平衡态。我们观察到一个分裂近藤共振时,一个有限的偏置电压施加在整个导线。分裂是由于在导线中的双阶费米分布函数的创建。当导线两端的电压超过近藤温度时,近藤相关性被强烈抑制。一个垂直的磁场使我们能够有选择地控制点和导线中两个费米海之间的耦合。已经在领域的顺序0.1 T的近藤共振与强耦合水库生存。
2002-03-15 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
Keldysh Functional Integral Theory of Non-equilibrium Kondo Bridge
我们发展了一种计算纳米尺寸的点通过隧穿耦合到电子库的非平衡格林函数的自洽方法。引线通常处于不同的化学势(非平衡),并且点可以是以其自身的振动频率$\wph$为特征的单个分子。我们进行了Keldysh功能分析的有效格林函数的本地电子的点,也是振动模式,在近藤制度。最后,利用非平衡格林函数计算了隧穿电流随偏压的变化。我们发现逐步增加的电流时,偏压超过声子频率的偶数倍。
2004-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A thermally driven out-of-equilibrium two-impurity Kondo system
研究了在热偏压$θ$作用下,串联耦合双量子点中典型的双杂质Kondo问题.从玻色子制定获得的非线性热和热电响应。当Kondo关联战胜点自旋之间的反铁磁耦合$J$时,我们证明了该设置显示出负微分热导区域的行为,作为一个热二极管。此外,我们还报道了由$t/Γ$($t$和$Γ$分别表示点间隧道耦合和点间隧道耦合)和$θ$控制的热电流$I(θ)$的符号反转。所有这些特征都归因于这样的事实,即在大$θ$下,无论$t/Γ$的值如何,$Q(θ)$(热流)和$I(θ)$都被抑制,因为双点在高热偏置下双列。最后,对于有限的$J$,我们研究了近藤到反铁磁交叉是如何被$θ$改变的。
2018-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Odd and even Kondo effects from emergent localisation in quantum point contacts
量子点接触(QPC)是一种非常基本的纳米电子器件:两个电子库之间的短而窄的传输通道。在干净的通道中,电子输运是弹道的,然后电导$G$被量化为通道宽度的函数,平台为$2e^2/h$的整数倍($e$是电子电荷,$h$是普朗克常数)。这可以在电子态是传播波的图像中理解,而不需要考虑电子-电子相互作用。因此,量子化的电导可能是对纳米级电子输运的最终控制的标志。然而,即使是最干净的QPC的研究一般都显示出显着的异常的量子化电导的痕迹,有共识,这些结果从电子多体效应。尽管广泛的实验和理论研究,这些异常的理解是一个开放的问题。我们报告的证据表明,多体效应有其起源于一个或多个自发本地化的状态,出现在QPC通道的弗里德尔振荡。然后,近藤物理学也将有助于形成具有近藤签名的多体状态,这些签名反映了局域态数量的奇偶性。证据来自于长度可调QPC的实验,这些实验显示了多体物理学的周期性调制与交替宇称的近藤签名。我们的研究结果是重要的评估的作用,量子光子晶体在更复杂的混合器件和自旋电子和量子信息应用的建议。此外,我们的研究结果表明,可调QPC提供了一个丰富的平台,调查多体效应的纳米系统,在一个单一的网站的水平上探测这样的物理能力。
2013-07-26 cond-mat.mes-hall
Conductance and Kondo Interference beyond Proportional Coupling
纳米结构系统的输运性质深受金属引线有效连接的几何形状的影响。在这项工作中,我们推导出一个相互作用的系统,其连接的几何形状不满足Meir-Wingreen比例耦合条件的电导表达式。作为一个有趣的应用,我们考虑了一个量子点相干连接到可调谐电子腔模式。所示的结构表现出良好定义的近藤效应在很宽的范围内的两个子系统之间的耦合强度。与最近的实验结果相一致,计算的电导曲线表现出强烈的调制和不对称的行为,不同的腔模式被扫过费米能级。这些电导调制发生,但是,同时保持强大的近藤单线相关的点与电子水库,一个直接后果的不平衡性质的设备。
2017-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum quench of Kondo correlations in optical absorption
单个受限自旋与费米库自旋之间的相互作用导致了多体物理学中最壮观的现象之一--近藤效应。在这里,我们报告的观察近藤关联的光吸收测量的单个半导体量子点隧道耦合到一个简并电子气。与输运实验形成鲜明对比的是,单个光子的吸收导致系统哈密顿量的突然变化和近藤关联的量子猝灭。通过推断的特征幂律指数从实验的吸收线的形状,我们发现一个独特的签名的形式的安德森正交性灾难的淬火,起源于消失的重叠之间的初始和最终的多体波函数。我们还表明,幂律指数,确定的正交度可以通过施加外部磁场,逐渐关闭近藤相关调谐。我们的实验表明,对单个人造原子的光学测量为以前专门使用输运光谱研究的多体现象提供了新的视角。此外,他们开创了量子光学的新范式,其中多体物理影响电场和强度相关性。
2011-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Perturbation study of the conductance through a finite Hubbard chain
通过大小为N(= 1,2,3,.)的Hubbard链的输运基于U.结果显示了一个典型的奇偶性质,对应于近藤或莫特-哈伯德物理。在这份报告中,具体地说,我们研究了电导对链和水库之间的耦合的依赖性,这在我们以前的报告中没有详细研究[Phy. Rev.B59,12240(1999)]。
1999-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theoretical Reproduction of the Lineshapes of Nonlinear Conductance Observed in a Quantum Point Contact
在量子点接触中观察到的非线性电导理论上再现的整个范围内施加的偏压。研究了具有两个不同化学势库的单杂质Anderson模型,考虑了栅电压的连续变化。量子点接触收缩时产生的电场对近藤杂质的位移导致了左右近藤耦合强度的不平衡。我们揭示了边峰的起源,并研究了零偏异常的高度和宽度的行为。
2013-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Observation of the two-channel Kondo effect
当一个电子的运动会极大地影响周围电子的运动时,固态物理学中一些最有趣的问题就会出现。传统上,这种高度相关的电子系统主要在具有复杂过渡金属化学的材料中进行研究。在过去的十年里,研究人员已经学会了将一个或几个电子限制在纳米级半导体“人造原子”中,并以精致的细节理解和控制这个简单的系统。在这篇文章中,我们结合这些单独的很好理解的组件,在纳米工程半导体结构中创建一个新的高度相关的电子系统。我们通过两种不同状态之间的量子相变来调整系统,一种是熟悉的,另一种是微妙的新状态。这些状态之间的边界是一个量子临界点:奇异的和以前难以捉摸的双通道近藤状态,其中两个水库中的电子通过与单个局域自旋的相互作用纠缠在一起。
2006-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Transport through a finite Hubbard chain connected to reservoirs
本文研究了在电子-空穴对称情况下,通过尺寸为N的有限Hubbard链耦合到两个非相互作用引线上的直流电导。假设U中的微扰展开对小N(= 1,2,3,.)由于非相互作用铅的存在,我们在U中的二阶实空间中解析地得到了ω= 0处的自能。然后,通过求解Dyson方程,计算了连接链两端的格点间格林函数G_{N1}。电导可以通过G_{N1}得到,并且结果显示出作为N的函数的振荡行为。对于奇数N,完全传输独立于U发生。这是由于反转和电子-空穴对称性,并归因于近藤共振出现在费米能级。另一方面,对于偶数N,电导是N和U的递减函数。
1999-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Supplementary Information for cond-mat/0610721: Potok et al. "Observation of the two-channel Kondo effect"
本文档提供了数据采集和数据分析的详细描述,以支持随附文章cond-mat/0610721:双通道近藤效应的观察。当一个电子的运动会极大地影响周围电子的运动时,固态物理学中一些最有趣的问题就会出现。传统上,这种高度相关的电子系统主要在具有复杂过渡金属化学的材料中进行研究。在过去的十年里,研究人员已经学会了将一个或几个电子限制在纳米级半导体“人造原子”中,并以精致的细节理解和控制这个简单的系统。在随附的文章中,我们将这些单独的、很好理解的组件结合起来,在纳米工程半导体结构中创建了一个新的高度相关的电子系统。我们通过两种不同状态之间的量子相变来调整系统,一种是熟悉的,另一种是微妙的新状态。这些状态之间的边界是一个量子临界点:奇异的和以前难以捉摸的双通道近藤状态,其中两个水库中的电子通过与单个局域自旋的相互作用纠缠在一起。
2006-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Real-time renormalization group in frequency space: A 2-loop analysis of the nonequilibrium anisotropic Kondo model at finite magnetic field
我们应用最近发展的非平衡实时重整化群方法在频率空间中描述通过自旋和/或轨道涨落弱耦合到多个库的小费米量子系统的非线性量子输运。我们提供了一个分析和良好的控制程序来解决RG方程的弱耦合制度。在一个2-回路分析,我们推导出的非线性电导和内核确定的时间演化的约化密度矩阵的解析公式。最重要的是,我们提出了一个一致的形式主义如何RG流被切断的松弛和失相率,这是必要的,以计算精确的线形状在共振。我们将一般形式应用于有限磁场下的非平衡各向异性Kondo模型。我们考虑弱耦合区,其中电压和裸磁场的最大值大于近藤温度。在这个制度下,我们计算的非线性电导,磁化率,重整化自旋弛豫和退相率,和重整化g因子。所有的量都被认为是第一个对数贡献共振。近藤温度的重新定义,我们确认以前的结果的电导和磁化率的各向同性的情况下。此外,我们提出了一个一致的计算线的形状在共振,包括确定率切断对数发散。此外,我们计算的速率和重正化的g-因子在非平衡超过领先秩序,是数量表征的磁化强度的时间演化的指数衰减。对于所有的量,我们也分析了各向异性的情况下,发现有趣的非平衡效应的共振。
2009-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Determination of the phase shifts for interacting electrons connected to reservoirs
我们描述了一个公式来推导相移,确定相互作用的量子点系统的基态性质的反转对称性,从固定点的本征值的数值重整化群(NRG)。我们的方法不假设特定形式的哈密顿量,也没有电子-空穴对称性,它是适用于广泛的一类量子杂质连接到非相互作用的铅。我们应用该方法来描述一个三重点,这是由一个三站点的哈伯德链连接到两个非相互作用的线索,并计算远离半填充的直流电导。电导在栅极电压的某些区域中示出了酉极限的典型近藤平台,在该平台处,三个点中的电子总数N_el是奇数,即,N_el =1、3和5。相反,电导在对应于偶数个电子N_el = 2和4的栅极电压中示出宽的最小值。我们还讨论了横向连接到四个引线的三重点的并联电导,并表明它可以推导出两个相移中定义的两个引线的情况下。
2005-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Replicas of the Fano resonances induced by phonons in a subgap Andreev tunneling
本文研究了声子模对垂直耦合在金属和超导导线之间的双量子点的亚带隙谱和Andreev电导的影响。对于单色声子水库,我们得到的副本的干涉Fano型结构同时出现在粒子和空穴通道。我们进一步面对诱导的点上配对与电子关联,并研究如何声子模式影响的零偏压签名的近藤效应在Andreev电导。
2013-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Orbital caloritronic transport in strongly interacting quantum dots
我们讨论了由于施加的热梯度不同的轨道状态之间的平衡人口不平衡。这种纯粹的热电轨道效应在具有赝自旋自由度的纳米结构中非常普遍。我们建立了一个轨道塞贝克系数,其特征在于诱导的轨道偏置响应于耦合到量子导体的储层之间的温度差。我们分析了具有两个轨道态的双端强相互作用量子点,发现轨道热势是描述SU(4)到SU(2)近藤物理转变的一个很好的工具.我们的结论得到加强,从一个详细的比较与电荷热电势使用数值重整化群计算。
2013-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Cavity QED with hybrid nanocircuits: from atomic-like physics to condensed matter phenomena
电路QED技术已经被用于以高灵敏度操纵和探测耦合到微波腔的超导量子比特的量子态。最近,已经有可能制造新的设备,其中超导量子比特被混合介观电路所取代,该混合介观电路结合了纳米导体和金属储存器。这种介观QED为研究电子电路中光与物质的相互作用提供了一个新的实验平台。在这里,我们提出了介观量子电动力学的实验状态的艺术和它的理论描述。第一类实验集中在人工原子极限,其中一些准粒子被困在纳米电路束缚态。在这种限制下,电路QED技术可以用来操纵和探测电子自由度,如约束电荷,自旋或Andreev对。第二类实验包括使用腔光子来揭示纳米导体和费米子库之间的电子隧穿动力学。例如,近藤效应,接地金属接触引起的电荷弛豫,和电压偏置水库引起的光电发射已被研究。纳米导体和费米子库之间的隧道耦合也使人们能够获得分裂的库珀对,或马约拉纳束缚态。腔光子是研究这些奇异凝聚态的一种新的定性工具。
2017-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con