Current response of nonequilibrium steady states in Landau-Zener problem: Nonequilibrium Green's function approach
强电场作用下绝缘体中载流子的产生可用具有非微扰指数的Landau-Zener隧穿几率公式来描述。尽管它有着悠久的历史和不同的应用和扩展，非平衡稳态和相关的电流响应的产生的载流子的存在下的研究主要限于数值模拟到目前为止。在这里，我们开发了一个框架来计算非平衡格林函数的通用绝缘系统下的直流电场，在存在的费米子水库。利用渐近展开技术，我们得到了一个半定量的格林函数的非微扰贡献的公式。这种形式使我们能够计算的非平衡稳态，这原来是不是简单地由带内电流成比例的隧穿概率的耗散电流响应。我们也适用于目前的形式主义的非中心对称绝缘体，并提出非互易电荷和自旋输运特有的隧穿电子。
2020-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Transport in nanostructures: A comparison between nonequilibrium Green functions and density matrices
用非平衡格林函数方法研究了半导体纳米结构中的稳态电输运。在顺序隧穿的情况下，结果进行了比较与密度矩阵理论，提供几乎相同的结果。然而，格林函数的方法更容易处理，由于绝对能量标度的可用性。它表明，在复杂的结构，如量子级联激光器的输运，可以描述在合理的协议与实验。
2001-05-16 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium Green's function approach to mesoscopic thermal transport
我们提出了一个非平衡格林函数方法的非线性相互作用的纳米结原子系统中的热流制定。将这种第一性原理方法应用于碳纳米管结的热导率的计算。它表明，非线性已经成为重要的在低温下。非线性相互作用极大地抑制了室温下的声子传输。热导率的峰值在400K附近，与实验结果吻合较好。高阶声子散射过程对于热扩散输运是重要的。
2006-05-01 cond-mat.mes-hall
Quantum transport in driven systems with vibrations: Floquet nonequilibrium Green's functions and the GD approximation
研究了交变电压对具有局域声子模的非平衡量子系统的影响。利用非平衡格林函数，考虑电子-声子耦合与$GD$近似（自洽玻恩近似）。使用Floquet方法，我们假设的动态周期。这种方法使我们能够调查的非平衡占据的振动的驱动电子组件的影响。结果发现，非弹性输运的签名获得光子辅助峰。提出了一个简化的模型，并发现在一定的参数范围内与完整的模型是一致的。此外，发现以振动频率共振驱动交流电流引起声子占据的增加。
2022-12-03 cond-mat.mes-hall
Study of couplings effect on the performance of a spin-current diode: Nonequilibrium Green's function based model
本文研究了由量子点耦合到普通金属和铁磁铅组成的自旋二极管中的自旋相关输运。利用非平衡格林函数运动方程方法分析了电流极化和自旋积累。本文提出了一种计算格林函数的合适方法，无需进行任何自洽计算。研究了耦合强度和磁场对自旋电流的影响，观察到在一定条件下该器件不能作为自旋二极管工作。
2012-04-26 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium Green function modelling of transport in mesoscopic systems
一个广义的Landauer公式，由于Keldysh，Baym和Kadanoff的方法推导出来的，在大量不同的介观系统中的输运建模得到广泛的使用。我们回顾了最近的一些进展，包括半导体超晶格中的输运，噪声的计算，和纳米机电系统。
2002-08-29 cond-mat.mes-hall
Replacing Leads by Self-Energies Using Nonequilibrium Green's Functions
开放量子系统由连接到感兴趣的设备的引线组成。在非平衡格林函数技术，我们检查更换的铅在连续计算中的自能。我们的出发点是T.E.福伊希特旺在这种方法中，在选择未扰动格林函数方面有相当大的灵活性。我们研究的后果，这种自由的治疗铅。对于任何选择，引线都可以用耦合自能代替，耦合自能是能量的简单函数。我们发现，延迟自能依赖于无扰格林函数的选择细节，可以取任意值。然而，非平衡自能或散射函数可以被认为与这种选择无关。用这些自能表示，非平衡输运计算采用特别简单的形式。
2002-03-27 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium Green's function approach to multi-band Cooper-pair transport: linear magnetoresistance effect due to nonunitary superconductivity
多体输运已经成为理解具有多带电子结构的量子材料中的相互作用效应的有效工具。本文提出了多带正常和超导材料间库珀对输运的两粒子传输系数公式。该方法采用了紧束缚非平衡格林函数技术，允许直接计算的两粒子电流，而不调用Andreev反射的范例。作为理论的应用，我们证明了具有感生非幺正序参量的超导体的低场线性磁电阻效应。这些结果揭示了一个未探索的路线，检测非常规的非幺正超导量子材料的当前理论和实验的兴趣。
2023-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
The universality of electronic friction II: Equivalence of the quantum-classical Liouville equation approach with von Oppen's nonequilibrium Green's function methods out of equilibrium
在最近的一份出版物[W。Dou，杜氏隐翅虫G. Miao和J. E. Subotnik，Phys. Rev. Lett. 119，046001（2017）]，使用量子经典刘维尔方程（QCLE），我们推导出一个分子在一个或多个金属表面附近移动时所感受到的电子摩擦的非常一般的形式。此外，我们已经证明了QCLE电子摩擦与Head-Gordon-Tully模型以及平衡态下von Oppen的非平衡态格林函数（NEGF）方法的等价性[W. Dou和J. E. Subotnik，Phys.Rev.B96，104305（2017）]。在本文中，我们现在进一步证明QCLE摩擦和NEGF摩擦之间的等价性的情况下，多个金属表面和一个不平衡的电子流。目前的结果结束了我们最近的主张，只有一个普遍的电子摩擦张量所产生的玻恩-奥本海默近似。
2018-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superoperator nonequilibrium Green's function theory of many-body systems; Applications to charge transfer and transport in open junctions
非平衡格林函数为计算耦合量子系统的动力学响应和粒子交换统计提供了有力的工具。我们用刘维尔空间的密度矩阵来表述理论，并引入超算子代数，大大简化了所有量的推导和物理解释。各种观测量的表达式直接在实时超算子非平衡格林函数（SNGF），而不是人工的时间循环所需的Schwinger的希尔伯特空间公式。计算相互作用能，电荷密度，平均电流，电流诱导荧光，电致发光和电流波动（电子计数）统计的应用进行了讨论。
2008-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Green's functions perspective on nonequilibrium thermodynamics of open quantum systems strongly coupled to baths
我们给出了非平衡格林函数（NEGF）的观点，热力学公式的开放量子系统强烈耦合到浴。散射的方法意味着热力学考虑的一个超级系统（系统加浴）弱耦合到外部超级浴相比，考虑热力学的一个系统强耦合到它的浴。我们分析这两种方法从NEGF的角度来看，并认为后者产生的热力学配方与动力学（量子输运）描述一致的可能性。
2020-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium Green's function method for phonon-phonon interaction and ballistic-diffusive thermal transport
利用动量空间中的非平衡格林函数（NEGF）公式，系统地研究了有限温度下声子-声子相互作用。在准粒子近似下，由延迟自能得到声子频移和声子寿命。最低阶NEGF提供与费米黄金法则相同的声子寿命。热导率由具有唯象传递函数的Landauer公式预测。我们的方法的主要优点是，它涵盖了弹道和扩散的限制和热导不同的系统尺寸可以很容易地得到一旦模式依赖的声子平均自由程计算NEGF。作为例子，我们将该方法应用于两个一维原子链模型（FPU-β模型和B_2^4模型），并在此基础上引入了一个附加的谐振子在位势.将所得热导率与准经典分子动力学方法的结果进行了比较。在FPU-β模型中引入了调和在位势，消除了导热系数的发散。
2008-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum mechanical scattering on time-dependent potentials using nonequilibrium Green's functions
含时非平衡格林函数（TDNEGF）被证明是一个灵活的，有效的工具，用于描述量子力学单粒子散射的空间局域化，随时间变化的潜力。专注于数值方法，可以处理任意的空间和时间依赖性的潜力，提供它是零之前的初始时刻。在这种情况下，戴森和凯尔迪什方程的适当版本导致一个透明的描述与明确的物理解释。作为一个例子，讨论了激光短脉冲与初始在自由空间中传播的电子的相互作用。
2015-05-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonequilibrium properties of strongly correlated artificial atoms - a Green's functions approach
提出了一种非平衡格林函数（NEGF）方法，用于计算空间非均匀、强关联的人工原子在有限温度下从（关联）初始少电子态出发的含时性质.在中强耦合区，我们考虑了在偶极近似下，短脉冲经典激光场激发的抛物约束三电子系统的Kohn模。特别是，我们在数值上证实了这种模式在守恒（例如Hartree-Fock或第二Born）理论中得到了保留。
2008-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Time-dependent resonant tunneling transport: Keldysh and Kadanoff-Baym nonequilibrium Green's functions in an analytically soluble problem
本文讨论了偏压突变下共振隧穿结构的两种非平衡格林函数方法。我们的目的是强调，依赖于时间的Keldysh制定Jauho，Wingreen和Meir，和无分区计划的Stefanucci和Almbladh是形式上等价的宽带限制和非相互作用的电子的普遍存在的情况下，如果铅和点是在平衡前的依赖于时间的扰动。我们开发了显式封闭的较小的格林函数和随时间变化的电流公式，提醒不同的集成限制排除了面对面的比较两种方法。这项研究揭示了这两种做法，这是非常感兴趣的介观运输社区。
2017-02-01 cond-mat.mes-hall
Photoinduced dynamics of organic molecules using nonequilibrium Green's functions with second-Born, $GW$, $T$-matrix and three-particle ladder correlations
由分子靶的光激发触发的超快空穴动力学是一个高度相关的过程，即使对于那些具有弱相关基态的系统，如有机分子。在这里，我们提供了一个统一的框架和一个数值上有效的矩阵制定国家的最先进的非平衡格林函数（NEGF）的方法，如第二出生以及$GW$和$T$矩阵没有和{ \em}交换图。数值模拟的典范，精确可解的分子系统和所建立的NEGF方法的缺点突出。然后，我们开发了一个NEGF计划的基础上的Faddeev治疗的三粒子相关性的特殊改进，超过既定的方法进行了解释和证明。Faddeev NEGF方案与最大传播时间成线性关系，从而为大分子的飞秒模拟开辟了前景。
2021-03-22 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Molecular junctions and molecular motors: Including Coulomb repulsion in electronic friction using nonequilibrium Green's functions
我们提出了一个分子马达理论的基础上的核坐标和绝热极限的Kadanoff-Baym方程的电流诱导力的Escherichfest动力学。电子-电子相互作用可以系统地包括通过多体微扰理论，使非平衡格林函数制定适合现实的交界处的第一性原理治疗。该方法通过实时Kadanoff-Baym方程对模拟进行基准测试，发现非常一致。分子马达的范例模型的结果表明，相关性可以显着改变的物理场景，例如，引入一个相当大的阻尼在自持范德波尔振荡。
2018-07-04 cond-mat.mes-hall
Nonlinear electronic transport in nanoscopic devices: Nonequilibrium Green's functions versus scattering approach
本文利用非平衡格林函数方法研究了纳米器件的非线性弹性量子电子输运性质。格林函数方法允许我们将给定器件的$I-V$特性扩展到所施加电压的任意幂。通过这样做，我们能够将NEGF方法与散射方法联系起来，显示它们的相似性和差异性，并计算任意阶的电导系数。我们证明了由NEGF给出的电子电流是规范不变性的所有订单的$V$的权力，并讨论了规范不变性的标准密度泛函理论（DFT）在分子电子学实现的要求。我们还分析了非线性电导系数的对称性相对于一个磁场反转和违反的Onsager互易关系与增加源漏偏置。
2009-07-12 cond-mat.mes-hall
Multimode vibrational effects in single molecule conductance: A nonequilibrium Green's function approach
研究了多模态振动动力学在单分子结电子输运中的作用。该研究基于一个通用模型，该模型描述了通过连接到金属引线的单个分子的电荷传输。为了解决振动耦合的电子输运，我们采用非平衡格林函数方法，该方法将Galperin等人[Phys.Rev.B73，045314（2006）]最近提出的方法扩展到多个振动模式。该方法适用于两个系统：一个通用的模型与两个振动自由度和benzenedibutanethiolate共价键合到金电极。结果表明，多振动模式的耦合对分子结的电导有显著的影响。特别是，我们证明了不同的振动模式之间的电子诱导耦合的效果，并通过计算电流诱导的振动模式的激发研究非平衡振动效应。
2008-01-24 cond-mat.mes-hall
How to interpret the spectral density of the Keldysh nonequilibrium Green's function
本文研究和解释了Keldysh非平衡格林函数的谱函数$\mathbf{A}(ω, T)$。谱函数的空间对角线通常被解释为依赖于时间的局域态密度。我们表明，这个对象可以采取负值意味着一个简单的概率解释为随时间变化的状态密度是不可能的。同样的问题也发生在维格纳函数$P(x,p)$中，其中通过考虑不确定原理来求解。我们遵循相同的路径，并将时间-能量不确定性关系定义为允许概率解释的卷积谱函数。这个量作为一个解释工具的有用性证明了可视化的量子点耦合到超导导线的电荷动力学。
2014-05-23 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium Green's functions in the study of heat transport of driven nanomechanical systems
我们回顾了最近的理论发展的基础上，非平衡格林函数形式主义，研究纳米机械设备的耦合量子振荡器由交流力驱动的声子系统建模的热输运和连接到声子水库。我们提出了相关的方程来计算沿设置的不同区域流动的热流，以及随时间变化的力所产生的功率。我们还提出了不同的策略，以评估格林函数准确或近似在弱驱动制度。我们最后讨论了交流驱动力提供能量的不同机制。我们表明，除了产生热量，力可以作为量子引擎交换能量。
2012-12-13 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium Green's function theory for predicting device-to-device variability
由于随机掺杂波动，器件到器件的可变性是新兴的纳米电子学的一个严重挑战。在这项工作中，我们提出的理论形式和量子输运可变性的数值模拟，基于非平衡格林函数和多重散射理论。我们已经开发了一个通用的形式主义，使用的图形技术内的相干势近似（CPA），可以应用到广泛的无序浓度。此外，我们已经开发了一种方法，通过使用微扰膨胀内的低浓度近似（LCA），这是非常有用的典型的纳米电子器件具有低掺杂剂浓度。应用这两种形式主义，运输波动由于随机杂质可以预测，而无需冗长的蛮力计算的合奏设备结构。数值实现的形式主义证明使用紧束缚模型和第一原理模型。
2013-11-13 cond-mat.mes-hall
Quantum Transport with Spin Dephasing: A Nonequilibrium Green's Function Approach
在自洽玻恩近似下，利用非平衡格林函数（NEGF）形式，提出了一个包含自旋散射过程的量子输运模型。该模型通过同时考虑自旋翻转散射和量子效应，提供了一种统一的方法。该模型的数值实现说明了嵌入磁性杂质层的磁性隧道结器件。结果与实验数据进行了比较，揭示了相干和非相干传输制度的基本物理。结果表明，磁性杂质自旋态/浓度的小的变化可能会导致结磁阻的大的偏差。
2007-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
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
Floquet Nonequilibrium Green's functions with Fluctuation-Exchange Approximation: Application to Periodically Driven Capacitively Coupled Quantum Dots
本研究采用含涨落-交换近似的Floquet格林函数方法，研究周期驱动下电容耦合量子点的能量转移动力学，发现该过程分四阶段且存在对应最优完成的驱动频率。
2023-07-22 cond-mat.mes-hall
Clarification of Floquet--Enhanced Thermal Emission Through the Nonequilibrium Green's Function Formalism
National University of Singapore（新加坡国立大学）
本文通过非平衡格林函数方法研究了时间调制介质中热辐射的增强机制，揭示了强度谱的发散问题及Floquet工程的应用价值。
2025-10-10 cond-mat.mes-hall
Electronic Transport in Hybrid Mesoscopic Structures: A Nonequilibrium Green Function Approach
本文提出了一种混合结构的统一输运理论，其中一个受限正常态（$N$）样品通过隧道势垒夹在两个引线之间，每个引线可以是铁磁体（$F$）或超导体（$S$）.通过引入四维Nambu-spinor空间，在Keldysh非平衡格林函数形式下导出了一个通用的电流公式，该公式可应用于各种强关联的混合介观系统，即使在非平衡情况下.这样的公式是规范不变的。我们还证明了一些数量，如化学势，超导体序参量相位和铁磁磁化方向之间的差异，只有它们的相对值出现明确的电流表达式解析。当应用到特定的结构，该公式成为有利于强关联效应的梅尔-温格恩型，并减少到Landauer-Büttiker型的非相互作用系统，如双势垒共振结构，我们研究的详细超出了宽带近似。
2003-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Charge dynamics in molecular junctions: Nonequilibrium Green's Function approach made fast
分子结（开放量子系统）的实时格林函数模拟通常通过求解Kadanoff-Baym方程（KBE）来执行。然而，由于所需的大存储器，KBE对最大传播时间施加了严重的限制。在这项工作中，我们提出了一个简化的格林函数方法的基础上广义Kadanoff-Baym Answer（GKBA），以克服KBE的时间限制，显着加快计算，但仍然保持接近KBE的结果。这是通过一个双重的进步：首先，我们展示了如何使GKBA工作在开放系统中，然后构建一个合适的准粒子传播，包括相关效应在一个图解的方式。我们还提供了证据表明，我们的GKBA计划，虽然已经在很好的协议与KBE的方法，可以进一步改善，而不增加计算成本。
2013-11-19 cond-mat.mes-hall
Time-linear quantum transport simulations with correlated nonequilibrium Green's functions
本文提出时间线性标度的关联非平衡格林函数方法，借助嵌入关联子与 Meir-Wingreen 公式模拟开放量子输运，并可嫁接到闭系统方法中，同等处理电子-电子和电子-声子相互作用且保持守恒律。
2025-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.chem-ph
A brief review of thermal transport in mesoscopic systems from nonequilibrium Green's function approach
随着纳米级电子器件集成度和功率密度的迅速提高，涉及热量产生和能量收集的热管理变得非常重要。由于声子是半导体中的主要热载体，介观系统中声子引起的热输运引起了人们的广泛关注。在量子输运研究中，非平衡格林函数（NEGF）方法是一个通用的和强大的工具，已经发展了几十年。本文将从两个方面讨论NEGF方法在热输运理论研究中的应用。在声子输运方面，简要介绍了声子NEGF方法，讨论了它在一维原子链、多端系统和瞬态声子输运等介观系统热输运中的应用。在热电输运方面，讨论了温度梯度对电荷自由度、自旋自由度和谷值自由度的影响。在基于NEGF方法的分区方案中，还给出了瞬态区域中随时间变化的热电行为。
2021-02-26 cond-mat.mes-hall
Green's functions from real-time bold-line Monte Carlo: spectral properties of the nonequilibrium Anderson impurity model
利用数值精确的实时量子蒙特卡罗方法研究了具有化学势偏置的Anderson杂质模型的非平衡光谱性质。两次关联函数的计算形式适合于非平衡动力学平均场计算。此外，该模型的光谱特性的演变模拟在一个替代的表示，定义了一个假设的，但实验上可实现的弱耦合辅助铅。近藤峰的电压分裂的确认和耦合或栅极淬火后，其形成的动力学进行了研究。这种表示包含有关点的人口动态的附加信息。此外，我们表明，依赖于电压的微分电导给出了一个合理的定性估计的平衡谱函数，但发现显着的定性差异，包括不正确的趋势和虚假的温度依赖性的影响。
2014-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Efficient implementation of the nonequilibrium Green function method for electronic transport calculations
采用非平衡格林函数（NEGF）方法和基于局域赝原子轨道（PAO）的密度泛函理论（DFT）相结合，计算了有限偏压下两引线连接体系的电子输运.在实现过程中，特别是密度矩阵的评估和处理之间的散射区域和引线的边界，准确和有效的方法开发。平衡和非平衡的贡献在密度矩阵的计算精度非常高的轮廓积分与Fermi-Dirac函数的连分式表示和一个简单的quadratureon一个小的虚部的实轴上，分别。采用二维快速傅里叶变换（FFT）和有限差分相结合的方法，有效地计算了Hartree势，并对边界附近的电荷密度进行了仔细的处理，以避免边界处的寄生散射。密度矩阵的快速收敛特性证明了该方法的有效性。此外，作为一个例子，我们的方法适用于锯齿形石墨烯纳米带，Fe/MgO/Fe隧道结，和LaMnO $_3/$ SrMnO $_3$超晶格，证明其适用于各种各样的系统。
2009-08-28 cond-mat.mes-hall
Second-order adiabatic expansions of heat and charge currents with nonequilibrium Green's functions
本文基于非平衡格林函数和Schwinger-Keldysh方法，发展了能量、热和电流的二阶绝热展开表达式，并通过简单模型验证其物理一致性，为二阶单参数泵浦等未探索现象的热力学研究提供新工具。
2024-04-25 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium Green's functions approach to strongly correlated few-electron quantum dots
利用非平衡格林函数理论研究了电子-电子散射对少电子量子点平衡性质的影响。基态和平衡态是自洽计算的松原（虚时间）格林函数的空间非均匀量子点系统，其组成的载流子被视为自旋极化。为了包括相关性，戴森方程从Hartree-Fock参考态开始，在守恒（二阶）自能近似中求解，其中对电子-电子相互作用的直接和交换贡献被包括在同一基础上。我们目前的结果为零和有限温度载流子密度，轨道分辨分布函数和自洽的总能量和光谱函数的各向同性，二维抛物约束以及大的各向异性的限制-准一维捕获。对于所考虑的具有N=2、3和6个电子的量子点，分析包括从费米气体/液体（在大载流子密度下）到维格纳分子或晶体行为（在低密度极限下）的交叉。
2008-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Steering Magnetic Skyrmions with Nonequilibrium Green's Functions
磁skyrmions，拓扑保护的涡旋状配置的自旋纹理，是广泛的概念和实际的吸引力，量子信息技术，特别是在所谓的赛道存储设备的制作。Skyrmions可以用磁场和/或（自旋）电流来创建、操纵和摧毁。在这里，我们专注于后者的机制，通过微观处理的skyrmion电流相互作用进行分析。我们考虑的系统是一个孤立的skyrmion在一个正方形晶格团簇，相互作用的电子自旋载流量子线。对于理论描述，我们采用了量子制剂的自旋相关电流通过非平衡格林函数（NEGF）内的广义Kadanoff-Baym模型（GKBA）。这是结合治疗的skyrmion的基础上经典的本地化的自旋，与skyrmion运动通过描述Ehrfest动力学。与我们的混合量子经典方案，我们评估如何随时间变化的电流可以影响skyrmion动力学，以及如何这反过来又取决于电子-电子和自旋轨道相互作用的电线。我们的研究表明，通过电流的skyrmion转向量子经典治疗的有用性，作为一种方式，例如验证/提取一个有效的，经典的，描述skyrmion动力学从微观量子建模的skyrmion电流相互作用。
2018-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Ultrafast Charge Migration in XUV Photoexcited Phenylalanine: a First-Principles Study Based on Real-Time Nonequilibrium Green's Functions
阿秒XUV脉冲辐照下分子中电荷的早期密度振荡发生在飞秒或亚飞秒时间尺度上。这种超快的电荷迁移过程是attoscience中的一个中心话题，因为它决定了分子结构的弛豫途径。超快电荷迁移的预测性量子理论应该包括分子的原子细节、电子相关性和由宽带宽XUV脉冲激活的大量电离通道。在这项工作中，我们提出了一个第一性原理非平衡格林函数方法满足所有三个要求，并将其应用到最近的实验上的光激发苯丙氨酸氨基酸。我们的研究结果表明，动力学相关性是必要的定量与实验数据的总体协议。特别是，我们能够捕捉到的瞬态振荡频率为0.15PHz和0.30PHz的空穴密度的胺基，以及它们的抑制和伴随的发展的一个新的振荡频率为0.25PHz后约14飞秒。
2018-03-15 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.chem-ph
Influence of phonons on solid-state cavity-QED investigated using nonequilibrium Green's functions
利用非平衡格林函数方法研究了电子-声子相互作用对量子点与光子腔模耦合的动力学行为的影响。在极化子框架下，采用自洽玻恩近似处理了量子点极化子与腔之间的声子辅助散射过程。通过求解Kadanoff-Baym方程，计算了量子点-腔系统的双时间光子数，给出了光子谱和光子不变性.在腔量子电动力学（cavity-QED）的各种机制中，我们的方法可以非常准确地描述与声子浴相互作用的非马尔可夫性质。发现在零温度下发射的发射光子的不可分辨性与先前报道的精确对角化方法非常一致[Phys.~修订版~ B~87，~081308~（2013）]。此外，我们的方法可以计算有限温度下的光子不可逆性和强的电子-声子相互作用。更一般地说，我们的方法开辟了新的途径，在开放量子系统动力学耦合到非马尔可夫环境的研究。
2016-09-30 cond-mat.mes-hall
Spin Hall effect in infinitely large and finite-size diffusive Rashba two-dimensional electron systems: A helicity-basis nonequilibrium Green's function approach
采用非平衡格林函数方法研究了具有Rashba自旋轨道相互作用的二维电子扩散系统中的自旋霍尔效应。在自洽玻恩近似下考虑电子与杂质的长程散射势，我们发现自旋霍尔效应是由两种不同的带间极化引起的：一种是由电场直接引起的与无序无关的极化，另一种是由电子与杂质的散射引起的极化.与无序无关的极化与费米面以下的所有电子态相关，并产生原始的本征自旋霍尔电流，而无序介导的极化则与费米面附近的电子态的贡献有关，并对自旋霍尔电流产生额外的贡献。在扩散制度，总自旋霍尔电导率消失在{ \it无限大}样品，独立于温度的自旋轨道耦合常数，杂质密度，和特定形式的电子杂质散射势。然而，在{ \it有限尺寸} Rashba二维半导体中，自旋霍尔电导率不再总是消失。取决于微米范围内的样品尺寸，它可以是正的、零的或负的，最大绝对值在低温下达到$e/8π$数量级。随着样品尺寸的增加，总自旋霍尔电导率振荡的幅度减小。我们还讨论了不同尺寸样品的自旋霍尔电导率的温度依赖性。
2006-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonequilibrium Green's Function Formalism Applicable to Discrete Impurities in Semiconductor Nanostructures
Institute of Applied Physics, University of Tsukuba（筑波大学应用物理研究所）
本文提出一种新的非平衡格林函数框架，用于描述半导体纳米结构中离散杂质的特性，通过自能和泊松方程耦合处理杂质势的短程和长程部分，揭示杂质散射的非局域性。
2025-03-10 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium Green's function theory for transport and gain properties of quantum cascade structures
采用非平衡格林函数（NGF）理论研究了量子级联（QC）结构的输运和增益特性，该理论包含了超出玻尔兹曼输运描述的量子效应。在神经生长因子理论中，我们包括界面粗糙度，杂质，和电子-声子散射过程内的自洽玻恩近似，和电子-电子散射的平均场近似。有了这个理论，我们得到的非平衡稳态QC结构下施加的偏压的描述，因此，我们确定的传输特性，如这些结构的电流-电压特性。我们定义了两个贡献的电流，一个贡献驱动的散射自由部分的哈密顿量，和其他驱动的散射哈密顿量。我们发现，在这些结构中的电流的主要部分，在简单的超晶格结构相比，主要是由散射哈密顿量。此外，通过考虑结构的稳态对所施加的光场的线性响应，我们确定了线性极化率，从而确定了结构的增益或吸收光谱。从更严格的神经生长因子理论与更简单的模型得到的光谱的比较表明，在更简单的理论中，光谱往往被偏移到更高的值。
2002-12-03 cond-mat.mes-hall
Temperature-Stable Tunneling Current in Serial Double Quantum Dots: Insights from Nonequilibrium Green Functions and Pauli Spin Blockade
该研究利用非平衡格林函数分析串联双量子点中的隧穿电流，发现泡利自旋阻塞下存在对温度变化稳健的反向电流，为宽温域晶体管设计提供新见解。
2025-04-28 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium Green's function method for quantum thermal transport
本文综述了非平衡格林函数（NEGF）方法应用于原子振动（声子）引起的能量输运问题，主要是小结系统。我们提出了一个教学介绍的主题，推导出一些著名的结果，如在弹道系统中的热流Laudauer式公式。审查的主要目的是建立这一方法的机制，使其能够适用于本文没有直接讨论的其他情况。除了上述，我们考虑了一些NEGF的应用，而不是在常规的模型系统计算，但在一些新的方面显示的权力和有用的形式。特别地，我们讨论了多导联、左右导联耦合系统和无中心系统的问题。我们还将该方法应用于全计数统计量问题。在非线性系统的情况下，我们对热膨胀效应，声子弛豫时间，和某一类平均场近似作了一般性的评论。最后，我们研究NEGF，约化密度矩阵，和主方程方法的热输运之间的关系。
2013-03-29 cond-mat.mes-hall
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
First-principles nonequilibrium Green's function approach to transient photoabsorption: Application to atoms
提出了一种计算光学薄样品瞬态光吸收谱的第一性原理非平衡格林函数方法。该方法可以处理任意强度、频率和持续时间的抽运场，也可以处理抽运脉冲和探测脉冲重叠和不重叠的情况。电子-电子排斥占的相关自能，并由此产生的数值方案处理矩阵的规模与系统大小的平方。最近的两个实验，第一个氦和第二个氪，解决。对于第一个实验，我们解释了随着泵浦-探测延迟$\t$的增加，Autler-Townes吸收峰的弯曲，并将弯曲与气体的厚度和密度联系起来。对于第二个实验，我们发现，相当大的光谱结构的泵产生的混合物的氪离子的指纹{ \em动力学相关}的影响，因此，它们不能被再现的时间局部自能近似。值得注意的是，NEGF方法还捕获了Kr $^{2+}$相对于Kr $^{1+}$的吸收开始延迟，作为$\t$的函数。
2015-09-25 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph
Spin-polarized current and shot noise in the presence of spin flip in a quantum dot via nonequilibrium Green's functions
本文利用非平衡格林函数计算了铁磁-量子点-铁磁（FM-QD-FM）系统中的自旋极化电流和散粒噪声散粒噪声。平行（P）和反平行（AP）的磁性配置被认为是。库仑相互作用和相干自旋翻转（类似于横向磁场）被考虑在内的点。我们发现库仑相互作用和点中自旋累积之间的相互作用可以导致偏置依赖的电流极化$\wp$。特别地，取决于偏置电压，$\wp$可以在P取向中被抑制并且在AP情况中被增强。相干自旋翻转还可以导致电流极化从发射极到集电极引线的切换。有趣的是，对于一组特定的参数，集电极中可能有极化电流，发射极引线中可能有非极化电流。我们还发现了抑制的Fano因子值远低于0.5。
2008-10-31 cond-mat.mes-hall
Full-counting statistics of charge and spin transport in the transient regime: A nonequilibrium Green's function approach
我们报道了在$t=0$中中心散射区（量子点）和引线之间的连接被打开的瞬态区域中转移电荷和自旋的全计数统计（FCS）的调查。利用非平衡格林函数方法，给出了量子点系统的生成函数的一般理论公式。特别地，我们详细推导了如何利用路径积分方法和非平衡格林函数技术，在基于两次量子测量方案的电子输运系统中获得FCS的GF。得到了形式主义的正确的长时间极限，即Levitov-Lesovik公式。这种形式可以推广到考虑自旋非共线系统的自旋输运以及自旋-轨道相互作用。作为一个例子，我们计算了自旋极化转移电荷的GF，转移自旋，以及自旋转移力矩的磁隧道结在瞬态制度。GF在时域上用格林函数和自能表示的泛函行列式来表示。利用这种形式，可以研究自旋电子学中的FCS在瞬态状态。我们也将这种形式推广到量子点接触系统。在数值计算方面，我们计算了双量子点系统的GF和各种累积量。识别了FCS的普适振荡特征。在全局振荡的基础上，由于拉比振荡的存在，在各种累积量中也发现了局部振荡。最后，温度的影响也被检查。
2014-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Nonequilibrium Green's Function simulation of Cu2O photocathodes for photoelectrochemical hydrogen production
本文建立基于 NEGF 的 PEC 水分解电池 Cu2O 光电阴极模拟，自洽耦合静电、光子散射与反应过电势，准确再现伏安和阻抗实验并给出纳米尺度能量分辨载流子信息。
2023-11-03 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph physics.comp-ph
Nonequilibrium Electron Dynamics In Pump-Probe Spectroscopy: Role Of Excited Phonon Populations
我们研究了激发声子布居的非平衡电子的弛豫率使用非平衡格林函数形式主义的作用。声子性质的瞬态修改占自洽解决电子和声子格林函数的戴森方程。泵浦引起的变化表现在电子和声子谱函数。我们发现，激发态声子布居抑制非平衡电子的衰减率，由于增强声子吸收。声子占据的增加也将非平衡衰变率和平衡散射率分开。的衰减率被发现是时间依赖性的，这是说明在实验观察到的光激发$\mathrm{Bi}_{1.5}\mathrm{Sb}_{0.5} \mathrm{Te}_{1.7}\mathrm{Se}_{1.3}$的人口衰减。
2018-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Spin Currents in Semiconductor Nanostructures: A Nonequilibrium Green-Function Approach
这一章的“牛津纳米科学与技术手册：前沿和进展”评论非平衡格林函数（NEGF）的方法来模拟自旋电流的产生，运输和检测半导体纳米结构包含不同类型的自旋轨道（SO）耦合。它的教程风格-从自旋霍尔效应（SHE）领域的例子和治疗的Rashba，Dresselhaus和外在SO耦合-提供实用的配方来计算总自旋和电荷电流流出的设备，以及非平衡局部自旋密度和自旋通量内的多端纳米结构。这些量是从自旋分辨的NEGFs的知识中获得的，NEGFs可以描述弹道和扩散输运机制，同时处理室温下相关的相位相干效应或退相机制，可以用来理解最近在复杂的低维纳米结构中对介观和量子SHE的全电检测实验，以及利用相干自旋动力学对大量的“第二代”自旋电子器件进行建模。本章还提供了相关的技术和计算细节，如广泛的覆盖面：（一）延迟和更少的绿色功能的SO耦合纳米结构连接到许多电极的建设;（二）计算的自能量所引入的不同类型的电极连接到中心区域;以及（iii）用于NEGF评估的加速算法，其使得在尺寸与自旋进动长度相当的器件中进行自旋输运建模成为可能（通常几百纳米），其设定了弹道SO耦合纳米结构中的介观SHE效应预期达到其最佳量级的尺度。
2009-07-23 cond-mat.mes-hall
Merging Features from Green's Functions and Time Dependent Density Functional Theory: A Route to the Description of Correlated Materials out of Equilibrium?
我们提出了一个简单的协议，结合交换相关势从密度泛函理论与自能的多体微扰理论的非平衡系统的描述。该方法，旨在避免重复计算的相互作用，测试对确切的结果在Hubbard型系统，相对于相互作用的强度，扰动速度和不均匀性，以及系统的维数和大小。在许多制度，我们发现显着的改进绝热依赖时间的密度泛函理论或第二玻恩非平衡格林函数近似。我们简要地讨论了剩余的差异的原因，以及未来工作的方向。
2016-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Self-consistent ac quantum transport using nonequilibrium Green functions
我们开发了一种方法，在非输运终端存在时变电位的情况下，自洽交流量子输运。我们应用这种方法来计算一个纳米管晶体管的高频特性与交流信号施加在栅极端子。我们表明，交流电荷和电位之间的自洽反馈是必不可少的，以正确地捕捉系统的输运性质。在导通状态下，这种反馈导致等离子体激元的激发，其在太赫兹频率下的动态电导中表现为明显的发散峰。在关闭状态下，这些集体特征消失了，电导表现出平滑的振荡，这是单粒子激发的特征。所提出的方法是通用的，并将允许许多其他低维纳米级材料，如纳米线和石墨烯为基础的系统，这是有吸引力的太赫兹设备，包括那些利用等离子体激元激发的高频特性的研究。
2010-03-10 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Time-local nonequilibrium Green's function method for real-time dynamics in quantum systems coupled to superconducting leads
Department of Physics, College of Science and Technology, Nihon University（日本大学理学院物理系）
发展了时间局域非平衡格林函数方法，通过辅助模展开将超导引线自能分解为指数模，将含记忆积分的Kadanoff-Baym方程转化为常微分方程组，实现高效实时模拟，并应用于超导-量子点-超导结的电压淬火动力学。
2026-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A semiclassical nonequilibrium Green's Function approach to electron transport in systems exhibiting electron-phonon couplings
针对声子动力学与电子输运时间尺度相当的开放量子系统，本文构建含电子-声子耦合的半经典非平衡格林函数方法，应用于量子点充放电等系统并验证其描述核运动影响的高效性。
2025-08-23 cond-mat.mes-hall
Spin pumping from antiferromagnetic insulator spin-orbit-proximitized by adjacent heavy metal: A first-principles Floquet-nonequilibrium Green's function study
受最近实验的启发[P. Vaidya { \em et al.}，Science { \bf 368}，160（2020）]关于从亚太赫兹辐射驱动的单轴反铁磁绝缘体（AFI）MnF $_2$到具有强自旋轨道（SO）耦合的重金属（HM）Pt的自旋泵浦，我们计算并比较了Cu/MnF $_2$ /Cu和Pt/MnF $_2$ /Cu异质结构中的泵浦自旋电流。最近的自旋泵理论依赖于简单的哈密顿（如紧束缚）和散射的量子输运方法产生所谓的界面自旋混合电导（SMC），但SMC的概念不再适用时，SO耦合直接存在于界面。与此相反，我们使用更一般的第一性原理量子输运方法，该方法将非共线密度泛函理论与Floquet非平衡格林函数相结合，以考虑：{ \em SO-近似的AFI}作为一种新型的量子材料，不同于孤立的AFI，是由AFI与相邻HM层的杂化所产生的;以及倏逝波函数从Pt或Cu穿透到AFI层中以使其界面区域{ \em导电}而不是如原始AFI中那样绝缘。泵浦自旋电流$I_\mathrm{DC}^{S_z}$的DC分量与AFI的Néel矢量$\vb*{l}$的进动锥角$θ_{\vb*{l}}$的关系{ \em不}遵循假定的$I^{S_z}_\mathrm{DC} \propto \sin^2 θ_{\vb*{l}}$，除了非常小的角度$θ_{\vb*{l}} \lesssim 10^\circ$，我们可…
2022-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
