Time-of-Flight Measurements of Single-Electron Wave Packets in Quantum-Hall Edge States
我们报告在量子霍尔边缘状态的电子旅行的飞行时间测量。热电子波包每周期发射一个进入沿耗尽样品边界形成的边缘状态。电子到达时间是通过用作为快门的方波驱动检测器屏障来检测的。通过添加一个额外的路径使用偏转障碍，我们测量的到达时间，从边缘状态的速度$v$推导出的延迟。我们发现，$v$遵循$1/B$依赖性，与$\vec{E} \times \vec{B}$漂移很好地一致。边缘电位估计从能量依赖性的$v$使用谐波近似。
2015-12-09 cond-mat.mes-hall
Effect of pseudospin polarization on wave packet dynamics in graphene antidot lattices (GALs) in the presence of a normal magnetic field
我们已经研究了赝自旋极化在原始石墨烯和石墨烯反点晶格中的电子波包动力学中的作用，该反点晶格受到外部磁场的影响。采用格林函数的形式主义，我们表明，电子动力学可以通过调整赝自旋极化控制。我们发现，在朗道量子化的原始石墨烯的电子波包的传播和Zitterbewegung振荡强烈依赖于赝自旋极化。发现电子波包沿初始赝自旋极化方向传播。我们还表明，在这个系统中，电子的传播可以增强在任何所需的方向上雕刻一个一维的反点晶格在该方向上。该研究表明，石墨烯反点晶格可以作为电子输运的通道，通过赝自旋极化，反点电位和施加的正常磁场强度的可调谐性的可能性。
2021-03-06 cond-mat.mes-hall
Measurement and control of electron wave packets from a single-electron source
我们报告了一种实验技术来测量和操纵的到达时间和能量分布的电子发射的半导体电子泵，作为一个单电子源和两个电子源操作。使用能量选择性探测器，其透射率我们控制在皮秒时间尺度上，我们可以直接测量电子到达时间分布，我们确定的上限为30 ps的分布宽度。我们研究了修改驱动电子泵的电压波形的形状的影响，并表明，我们的结果可以解释的发射机制的隧道模型。这些信息又被用来控制发射时间差和一对电子之间的能隙。
2015-07-22 cond-mat.mes-hall
Photoexcitation of electron wave packets in quantum spin Hall edge states: effects of chiral anomaly from a localised electric pulse
我们表明，当一个空间局域化的电脉冲施加在量子自旋霍尔系统的边缘，电子波包的螺旋状态可以被光激发纯粹的内部分支电跃迁，而不调用体状态或磁塞曼耦合。特别是，只要电脉冲保持施加，光激发密度失去其右和左移动的特性，而在脉冲结束后，它们在相反的方向上传播而不分散，即保持其空间轮廓不变。值得注意的是，我们发现，而光激发的波包的动量分布依赖于温度$T$和初始平衡态的化学势$μ$，并显示出对所施加的脉冲的振幅的非线性行为，在介观制度的空间轮廓的波包是独立的$T$和$μ$。相反，它完全依赖于所施加的电脉冲，以线性方式，作为表征无质量狄拉克电子的手征异常的签名。我们还讨论了如何光激发波包可以定制的电脉冲参数，为低和有限的频率。
2016-10-13 cond-mat.mes-hall
Waveform measurement of charge- and spin-density wave packets in a Tomonaga-Luttinger liquid
与自由电子系统相比，一维（1D）电子系统中的Tomonaga-Luttinger（TL）液体将电荷和自旋激发作为独立实体。当电子波包被注入TL液体时，它转变成携带电荷或自旋的波包，这些波包以不同的群速度传播并彼此远离。这个过程被称为自旋-电荷分离，是TL物理学的标志。虽然这些TL本征模的存在已被确定在动量或频率分辨的测量，其波形，这是一个直接的表现形式的一维电子动力学，一直期待被测量。在这项研究中，我们提出了一个时域测量的自旋-电荷-分离过程中的非对称手性TL液体包括量子霍尔（QH）边缘通道。我们测量的电荷和自旋激发的波形相结合的自旋过滤器与时间分辨的电荷检测器。空间分离的电荷和自旋波包超过200微米的距离被证实。此外，我们发现一维电子动力学可以通过调节电环境来控制。这些实验结果提供了有关实际一维电子系统中非平衡现象的基本信息。
2017-03-14 cond-mat.mes-hall
Electronic wave-packets in integer quantum Hall edge channels: relaxation and dissipative effects
理论上研究了填充因子为$ν=2$的整数量子霍尔边通道中能量分辨电子波包的峰值高度演化。这最终与在不同注入能量下评估的费米子激发的弹性散射振幅有关。我们调查这个数量假设一个短距离的电容耦合的边缘之间。此外，我们还考虑到现象的可能性，能量耗散对额外的自由度线性和二次的注入能量。与最近的实验数据相比，我们排除了非耗散的情况下，以及二次依赖的耗散，表明线性能量损失率作为最佳的候选人来描述的准粒子峰在足够短的传播长度的行为。
2020-12-28 cond-mat.mes-hall
Theory of electron Zitterbewegung in graphene probed by femtosecond laser pulses
我们提出了一个实验，允许观察Zitterbewegung（ZB，颤抖运动）的电子在石墨烯中的存在下的磁场。与现有的理论工作相反，我们对电子波包的形状不作任何假设。飞秒高斯激光脉冲将电子从价态$n=-1$朗道能级激发到其他三个能级，产生具有带间和带内频率的振荡电子波包。包的平均位置的振荡与感应偶极矩直接相关，并且平均包的加速度的振荡确定发射的电场。这两个量都可以通过实验测量。朗道能级的加宽使ZB的描述尽可能真实。讨论了实现ZB实验的判据。
2009-07-30 cond-mat.mes-hall
Electron-electron interaction in graphene at finite Fermi energy
推导了描述任意费米能级$E_F$下石墨烯中两电子相互作用的波动方程。对于这个方程的解，我们找到了密度和电流的显式形式，它们都服从连续性方程。我们追踪了散射过程中波包的演化。结果表明，在$E_F<0$处可能出现长离开局域准定态峰。然后这个峰值衰减成一组互相跟随的波包。在$t\rightarrow\infty$，所有输出波包的总范数等于输入波包的总范数。在$E_F=0$，不出现定域状态。对于$E_F<0$，存在一个具有有限范数的局部化解的无限集合。
2018-05-07 cond-mat.mes-hall
Formation of probability density waves and probability current density waves by excitation and decay of a doublet of quasistationary states of a three-barrier heterostructure upon scattering of gaussian wave packets
对谱宽为准定态二重态能级间距量级的电子高斯波包的三势垒异质结散射进行了数值分析模拟。结果表明，由于散射作用，在双阱外形成了电子电荷密度和电流密度的阻尼波，其特性由初始波包的结构和散射振幅的极点决定。这些波的频率等于偶极子的差频，波数是具有共振能量的电子自由运动的波数之差，它们的传播速度是这些量的比率。如果通过一系列相干波包的散射来提供对双重态粒子数的周期性共振泵浦，则系统可以进入电子波发射的重复或放大的状态。
2022-01-07 cond-mat.mes-hall
Zitterbewegung of electronic wave packets in semiconductor nanostructures
本文研究了Ⅲ-Ⅴ族锌半导体量子阱中电子波包由于自旋轨道耦合而产生的齐特效应。我们的研究结果为这一基本效应提供了直接的实验证据，证实了一个长期存在的理论预测。对于电子在谐振量子线中的运动，我们通过数值计算和解析方法找到了使zitterbewegung最大化的共振条件。
2005-04-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Wave packet transmission of Bloch electron manipulated by magnetic field
研究了布洛赫电子的波包回复现象，并探讨了如何用磁场控制布洛赫电子的波包回复以实现量子信息传输。结果表明，单电子系统可以被量子化的磁通量调制到线性色散区，然后电子波包可以在不扩散的情况下进行传输，而电子波包的局域分量可以在线性色散区中进行传输。该特征可用于执行在自旋的极化中编码的量子信息的高保真传输。在线性近似之外，重定域和自干涉作为量子相干性的新现象出现。
2005-11-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Measuring the arrival time of an electron wave packet using a dynamical potential barrier
本文研究时变势垒测量热电子波包到达时间时因有限上升速度导致的误差，区分半经典与准静态区域并给出精确检测的时间尺度条件。
2023-12-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Scattering of an electronic wave packet by a one-dimensional electron-phonon-coupled structure
本文研究了两个一维紧束缚电子之间的小结构中电子与声子的散射。该模型模拟了量子电子输运通过耦合到金属引线的原子线或分子结。电子-声子耦合结构由Holstein模型表示。我们观察到永久的能量转移从电子到声子系统（耗散），瞬态自陷的电子在电子-声子耦合结构（由于极化子的形成和多次反射的结构边缘），和透射共振，强烈依赖于电子-声子耦合的强度和绝热比。本文采用一种新的TEBD算法，对玻色子自由度进行了优化，模拟了电子-声子耦合结构中波包的量子动力学行为。使用散射理论计算了单个电子-声子位置的精确结果，并在极限情况下得到了解析近似。
2016-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electric field-driven coherent spin reorientation of optically generated electron spin packets in InGaAs
自旋取向的全电场控制是半导体自旋电子学的关键任务之一。我们证明，电场脉冲可以用于相位相干+/-π自旋旋转的光学产生的电子自旋包在InGaAs外延层检测的时间分辨法拉第旋转。通过自旋-轨道相互作用，电场脉冲充当局部磁场脉冲（LMFP）。通过LMFP的时间控制，我们可以打开和关闭电子自旋进动，从而将自旋方向旋转到二维平面中的任意取向。此外，我们展示了自旋回波型自旋漂移实验，并发现一个意想不到的部分自旋重新定相，这是显而易见的自旋退相时间的两倍。
2012-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-Abelian properties of electron wave packets in Dirac semimetals A$_3$Bi (A=Na,K,Rb)
在半经典近似下研究了Dirac半金属A $_3$ Bi（A=Na，K，Rb）中电子波包的运动.由于狄拉克点的双重简并性和低能哈密顿量中动量相关的能隙项，相关的Berry曲率是非阿贝尔的。在存在背景电磁场的情况下，这种Berry曲率导致源自不同狄拉克点和手征扇区的波包的轨迹分裂。分裂的性质强烈地依赖于背景场以及波包的初始手征组成。在平行的电场和磁场中，虽然对于任何手性组合物都实现了明显的谷分裂，但手性分离主要发生在初始极化状态。另一方面，在垂直的电场和磁场中，虽然没有明显的谷分裂，但与传统的阿贝尔轨迹有明显的偏差。
2018-08-01 cond-mat.mes-hall hep-th
Semiconductor Circuits for Quantum Computing with Electronic Wave Packets
本文提出利用半导体电路中飞行电子波包实现量子计算，通过时间仓架构和单量子化模式电子干涉大幅降低硬件需求，为紧凑可扩展的容错量子计算奠定基础。
2024-10-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Semiclassical Dynamics of Electron Wave Packet States with Phase Vortices
本文研究了具有相涡的薛定谔方程的半经典高阶波包解。涡线与传播方向对齐，并且波包沿着其主要线性动量携带明确定义的轨道角动量（OAM）$\hbar l$（$l$是涡强度）。在电子的这种OAM状态中，概率电流围绕着动量盘绕。在电场中，这些态就像自旋为$l$的无质量粒子一样演化。在动量空间中出现了磁-磁Berry曲率，导致自旋-轨道型相互作用和Berry/Magnus横向力作用在波包上.这带来OAM霍尔效应。在磁场中，存在塞曼相互作用，这可以导致更复杂的动力学。
2007-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.optics
Relativistic electron transport through an oscillating barrier: wave packet generation and Fano-type resonances
研究了有质量狄拉克粒子通过振荡势垒的输运性质。与含时势相关的Floquet准能在透射和反射中都出现，作为入射电子能量周围的边带。我们考虑到所有相关的边带和目前的时间平均传输和反射概率在很宽的能量范围内。静态屏障上散射的大多数定性特征--如克莱因悖论--仍然可见，但由于势的振荡，倏逝态的透射概率显著增加。强烈的非弹性散射过程中示出，导致多个Fano型共振和时间捕获的振荡电位内的粒子。我们还详细研究了散射过程中产生的波包的时间演化。我们的结果可以与诱导能隙的石墨烯相关。
2015-03-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Relaxation of an electron wave packet at the quantum Hall edge at filling factor 2
在这项工作中，我们解决最近的实验[S。Tewari等人，arXiv：1503.05057v1]中，利用电子马赫-曾德尔（MZ）干涉仪研究了填充因子为2的量子霍尔（QH）系统边缘产生的单电子波包的相位相干性抑制.实验的作者观察到了一种意想不到的相位相干行为，在高能量下饱和而不是消失，这可能表明波包在到达MZ干涉仪之前弛豫到基态。在这里，我们从理论上研究这种情况下使用的模型的边缘状态[I。P. Levkivskyi，E. V. Sukhorukov，Phys.Rev.B78，045322（2008）]，其解释了在QH系统的边缘处的两个电子通道之间的强库仑相互作用。我们的结论是，所观察到的现象不能在这个模型中解释的原因，在低能量的电子光谱的线性的假设下，系统仍然是可积的集体电荷激发方面，因此完全弛豫到基态是不可能的，尽管强相互作用。结果，相位相干度以幂律方式随着初始状态的能量而减小。由于在实验中没有发生这种情况，在QH态的边缘可能会发生一种新的物理现象，值得进一步研究。我们通过计算单电子波包出射非平衡态的能量分布和维格纳函数来支持我们的发现。
2015-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
