Theoretical analysis of the conductance histograms and structural properties of Ag, Pt and Ni nanocontacts
电导直方图是研究金属原子尺度接触本征导电特性的一种有效工具。这些直方图显示了峰值结构，这是所研究的金属类型的特征。尽管在理解金属纳米线中的电子输运方面取得了巨大进展，但这种峰结构的起源仍然是一个基本的开放问题。在目前的工作中，我们解决了这个问题，扩展了我们对Au电导直方图的理论分析[Dreher等人，PRB 72，075435（2005）]与不同类型的金属，即Ag、Pt和铁磁Ni。我们结合经典的分子动力学模拟的纳米接触与电导计算的基础上紧束缚模型的断裂。这种组合使我们能够获得关键信息，如接触几何形状，应变力，最小横截面，电导，各个传导通道的传输，以及在Ni的情况下，电流的自旋极化。我们还将简要地讨论铝原子大小的接触调查。从我们的分析中，我们得出结论，这些金属的直方图的差异是由于（i）非常不同的电子结构，这意味着不同的原子轨道有助于运输，和（ii）不同的机械性能，在像Pt的情况下，导致形成特殊的结构，即单原子链。特别感兴趣的是镍的结果，表明没有任何电导量化，并显示如何从厚接触的负值电流极化演变（包括大的波动），甚至在隧道制度的接触破裂后的正值。最后，我们还提出了详细的分析，这些金属触点的破断力。
2006-07-05 cond-mat.mes-hall
Kondo effect and conductance of nanocontacts with magnetic impurities
我们研究了动力学关联的电子结构和相干输运性质的Cu纳米接触托管一个单一的磁性杂质（Ni，Co，Fe）在接触区域的影响。通过将密度泛函计算与单交叉近似下杂质3d壳层的动力学处理相结合，充分考虑了杂质3d电子的强动力学关联.我们发现，动力学关联引起的近藤效应，并导致Fano功能的相干输运特性中观察到的相关实验中。
2009-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electron transport in a Pt-CO-Pt nanocontact: First-principles calculations
我们已经进行了第一性原理计算的力学和电学性质的纯Pt纳米接触和Pt接触与一个单一的CO分子吸附。对于纯铂接触，我们看到一个明确的区别点接触和短链与实验吻合良好。我们确定了一个倾斜的桥配置的Pt-CO-Pt接触，这是稳定的，并具有接近$0.5G_0$（$G_0=2e^2/h$）的电导，我们建议，这种结构是负责观察到的峰在$0.5G_0$在Pt暴露于CO气体的电导直方图。我们解释了Pt-CO-Pt接触的传输函数的主要特征，并表明电导在很大程度上是由Pt顶点原子的局部$d$带决定的。
2005-12-07 cond-mat.mes-hall
Tunnelling of entangled Kondo singlet in two-reservoir nanocontact systems under bias
观察到的介观近藤系统的隧穿电导表现出零偏置峰和两个相干的侧峰。前一个峰通常被理解为近藤效应，后一个侧峰最近被澄清为储层间相干性的效应。然而，拟合实验$dI/dV$线形状，其中$I$和$V$分别表示电流和偏置电压，尚未在理论上执行。在这里，我们适合观察到的量子点，量子点接触，和磁化原子吸附在绝缘层覆盖的金属衬底上的隧穿电导的整个线形范围内通过研究的纠缠Kondo单线态（EKS）的隧穿形成在两个水库介观Kondo系统。我们还澄清了形成每个相干峰的特征动力学过程，包括自旋交换，单重态跳跃，和单重态合作伙伴的变化。近藤纠缠单态的隧穿可以用来理解强电子关联样品的隧穿电导。
2014-01-29 cond-mat.mes-hall
Transport in magnetically ordered Pt nanocontacts
Pt纳米接触，像那些形成在机械控制的断裂结，被证明是发展自发的局部磁秩序。我们的密度泛函计算预测，一个强大的本地磁秩序存在于原子呈现低配位，即。例如，形成原子大小的颈部。与以前的工作相比，我们发现电子输运可以是自旋极化的，尽管电导的净值仍然与现有的实验信息一致。这种新型的纳米磁体的形成的实验影响进行了讨论。
2005-10-06 cond-mat.mes-hall
On the role of the nonlocal Hartree-Fock exchange in ab initio quantum transport: Hydrogen in Platinum nanocontacts revisited
我们提出了一种实用的方法来克服普遍存在的问题，高估的零偏压和零温度电导，这是与使用局部近似的交换相关功能时，密度泛函理论应用于量子输运。这是通过用非局部Hartree-Fock交换部分替换泛函中的局部交换项来实现的。作为这种效应的一个重要例子，我们重新审视了迄今为止研究的最小分子桥：放置在铂纳米触点之间的氢分子。当应用到这个系统的电导值减小相比，本地交换的唯一值，这是在密切的协议与时间依赖电流-密度泛函理论预测的结果。我们的研究结果对最近关于铂纳米接触中氢分子完全透明的声明发出了警告。
2008-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin transport in nanocontacts and nanowires
在本论文中，我们利用量子输运理论研究了磁性纳米接触和纳米线中的电子输运。其目的是获得一个透彻的理解之间的相互作用的导电性和磁性在原子大小的导体和它是如何受到不同方面的影响，例如，原子结构和化学成分的导体。为此，我们的从头算量子输运程序ALACANT，结合非平衡格林函数形式主义（NEGF）与密度泛函理论（DFT）计算已被扩展到描述自旋极化系统。我们目前的计算镍作为一个原型的磁性材料的纳米接触。我们发现，在接触区域中的原子无序强烈地降低了先验的高自旋极化的电导导致相当温和的所谓的弹道磁阻（BMR）的值。另一方面，我们表明，在接触区中的氧的吸附可以强烈增强自旋极化的传导电子，从而BMR通过消除自旋非极化的s-通道。最后，我们表明，短的原子Pt链之间的纳米接触的尖端悬浮磁性体Pt。然而，这种新兴的纳米磁性几乎不影响纳米接触的整体电导，因此难以通过简单的电导测量来证明。总之，我们发现自旋输运通过原子尺度的导体是相当敏感的实际原子结构以及导体的化学成分。这为实现未来的纳米级自旋电子器件提供了机遇和挑战。
2007-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic and orbital blocking in Ni nanocontacts
我们解决了镍原子大小接触的磁电阻（MR）是否因为颈部形成畴壁（DW）而非常大的基本问题。使用{ \em ab initio}运输计算，我们发现，在非磁性电极的情况下，在Ni nanocontacts的运输非常依赖于电子的轨道性质。我们的结果与几个实验的电导平均值一致。另一方面，与现有权利要求相反，DW散射不{ \em not}解释Ni纳米接触中的大MR。
2005-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structure and conductance histogram of atomic-sized Au contacts
许多实验表明，金属原子尺寸接触的电导直方图呈现出峰值结构，这是相应材料的特征。这些峰值的起源仍然是一个悬而未决的问题。为了阐明这个问题，我们提出了一个理论分析的电导直方图的Au原子接触。我们结合了经典的分子动力学模拟的纳米接触与电导计算的基础上紧束缚模型的断裂。这种组合使我们能够获得关键信息，如接触几何形状，力，最小横截面，总电导和各个传导通道的传输系数。我们的研究结果表明，低温金电导直方图是这些纳米接触的机械和电气性能之间的微妙的相互作用的结果。与文献中的其他建议不同，我们的结果表明，Au电导直方图中的峰值并不是电导量化或存在异常稳定半径的简单结果。我们表明，在直方图中的主峰接近一个量子的电导是由于形成的单原子接触和链的金原子。此外，我们提出了一个详细的比较与实验结果的Au原子接触，其中个别通道传输已被确定。
2005-07-14 cond-mat.mes-hall
Estimating single molecule conductance from spontaneous evolution of a molecular contact
我们提出了一种新颖的方法来估计锚定到纳米尺寸的金属电极的单个分子的电导率，使用在室温下在液体中操作的机械控制断开结（MCBJ）。我们通过金属/分子/金属纳米接触记录电导，同时保持金属电极在固定的距离。利用热扩散和电迁移，我们让接触自然地探索围绕选定电导值的更稳定的配置。单个分子的电导是从包含多达14个分子的分子接触的原始电导和电导标准偏差数据的统计分析来估计的。单分子电导值被解释为在热平衡的构象的合奏的时间平均电导。
2018-02-14 cond-mat.mes-hall
Molecular dynamics study of the thermopower of Ag, Au, and Pt nanocontacts
使用分子动力学模拟的许多结拉伸过程中，我们分析了银（Ag），金（Au），铂（Pt）原子接触的热电势。在所有情况下，我们观察到，平均在标准偏差内的热电势消失，其波动增加的结的最小横截面减小。然而，我们发现抑制的S价金属Ag和Au的热电势的波动，当电导起源于一个单一的，完美的传输通道。Ludoph和van Ruitenbeek [Phys. Rev. B 59，12290（1999）]关于Au、Ag和铜（Cu）的实验结果的基本特征，还没有被原子论研究所解决，因此，可以通过考虑在接触的无序最后收缩处的原子和电子结构来解释。对于多价金属Pt，我们的计算预测的热电势的波动要大一个数量级相比，Ag和Au，和supplement的波动作为电导的函数是不存在的。
2011-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamical Mean-Field Theory for Molecular Electronics: Electronic Structure and Transport Properties
我们提出了一种计算纳米导体的电子结构和输运性质的方法，考虑到强相互作用的d-或f-电子的动力学相关性，通过结合密度泛函理论计算与动态平均场论。虽然密度泛函计算产生的弱相互作用的电子的静态平均场的描述，动力学平均场论明确考虑到强相互作用的d-或f-电子的过渡金属原子的动力学相关。作为一个例子，我们计算的电子结构和电导的Ni纳米铜电极之间的接触。我们发现，Ni 3d电子的动力学关联引起的准粒子共振在费米能级的谱密度。准粒子共振又导致Fano线形的纳米接触的电导特性类似于最近的磁性纳米接触的实验中测得的。
2010-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A first-principles approach to electrical transport in atomic-scale nanostructures
我们提出了一个第一性原理的数值实现的兰道尔形式主义的电输运的纳米结构的特征下降到原子水平。我们的方法的新颖性和趣味性主要在于两个事实。首先，它使用了通用的Gaussian98代码，该代码在量子化学社区中广泛使用。其次，它通过Bethe晶格以一种非常通用和有效的方式结合了半无限电极。我们将这种方法称为高斯嵌入聚类方法（GECM）。为了与其他提出的实施方式进行接触，我们通过计算一些研究充分的系统中的电导来说明我们的技术，例如金属（Al和Au）纳米接触和连接到金属（Al和Au）电极的C原子链。在铝纳米接触的情况下，电导原来是相当依赖于详细的原子排列。相反，Au纳米接触的电导呈现出相当普遍的特征。在C链的情况下，自洽性保证了局部电荷转移和分子和电极能级的正确对准，我们发现，电导随链中的原子数振荡，而不管电极的类型。然而，对于短链和铝电极的奇偶周期性是相反的平衡键距。
2002-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Metallic, Magnetic and Molecular Nanocontacts
扫描隧道显微镜和断裂结实验实现了金属和分子纳米接触，作为宏观电极之间的理想一维通道。这些系统中出现的典型纳米现象包括结构、机械、电子、传输和磁性。这篇综述着重于第一性原理方法的帮助下获得的这些属性的理论解释。通过追踪平行的理论和实验的发展，从发现纳米线的形成和电导量子化的金纳米线，最近观察到的紧急磁性和近藤相关性，我们的主要概念和成分需要汇集从头计算和物理观测。可以预见，二极管，传感器，自旋阀和自旋过滤器的功能相关的自旋电子学和分子电子学的应用将受益于由此获得的物理理解。
2016-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Theoretical Study of Electrical Conduction Through a Molecule Connected to Metallic Nanocontacts
我们提出了一个理论研究的电子输运通过一个分子连接到两个金属纳米接触。研究的系统是1，4苯二硫纶（BDT）化学键合到两个Au接触。的表面化学建模表示为两个原子团簇的Au触点的尖端和治疗的分子团簇复合物作为一个单一的实体，在一个扩展的休克尔紧结合方案。我们使用几种不同的集群几何形状的提示模型。将理想引线连接到每个簇，并计算引线到引线的传输。用单通道引线分析了分子团簇相互作用在输运中的作用。然后，我们将计算扩展到多通道电极导线，这是尖端环境的更真实的模型。使用有限电压，有限温度的Landauer公式，我们计算了不同的系统研究的微分电导。目前的模型和最近的实验工作的预测之间的异同进行了讨论。
1998-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Local densities, distribution functions, and wave function correlations for spatially resolved shot noise at nanocontacts
我们考虑一个载流，相位相干的多探针导体，其中一个小的隧穿接触连接。我们把导体和隧穿接触作为一个相位相干的实体，并使用格林函数制定的散射方法。我们表明，在隧道接触的平均电流和电流波动是由一个有效的局部非平衡分布函数。该函数表征了导体内电荷载流子（或准粒子）的分布。它是一个精确的量子力学表达式，包含粒子通过局部部分态密度（称为注入性）的相位相干性。分析了不同系统在零温极限和有限温度下的分布函数。此外，我们详细研究了在两个不同的接触的四探针样品，其中两个探针只有弱耦合接触测量的电流的相关性。特别是，我们表明，电流的相关性是在零温度下的空间非对角注入率和发射率。这些非对角密度对波函数的相关性和波函数的相位敏感。我们考虑弹道导体和金属扩散导体。我们还分析了Aharonov-Bohm振荡的散粒噪声的相关性的导体，在没有纳米接触表现出没有通量灵敏度的电导。
1999-02-12 cond-mat.mes-hall
Influence of chopped laser light onto the electronic transport through atomic-sized contacts
本文报道了激光辐照对机械可控断开结技术（MCB）建立的金纳米接触电导的影响。我们在这里集中研究的可逆电导变化，可以高达200%。我们调查的依赖关系的初始电导的接触，波长，强度和位置的激光光斑相对于样品。在大多数条件下，观察到电导的增强。我们讨论了几种物理机制，可能有助于观察到的效果，包括热膨胀，整流和光子辅助传输。我们的结论是，热膨胀是不是占主导地位的。
2007-09-26 cond-mat.mes-hall
Topologically protected quantum transport in locally exfoliated bismuth at room temperature
我们报告的电导测量的Bi纳米接触重复尖端表面压痕使用扫描隧道显微镜在4 K和300 K的温度下。作为纳米接触的伸长的函数，我们在室温下测量了几十纳米长的电导率G 0 = 2e^2/h的稳定平台。这一观察结果可以解释为机械剥离的Bi（111）双层，预测的QSH绝缘体，在回描过程中的尖端表面接触。双层的形成进一步支持的额外观察电导低于G 0的步骤之前，在两个温度下分手。我们的发现提供了第一个实验证据的机械剥离的Bi双层的可能性，在二维晶体中的QSH相的存在，最重要的是，在室温下的QSH相的观察。
2013-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring magnetoresistance through rotating Ni particles
我们目前的\textit{ab initio}研究不同的镍nanocontacts和显示的电导的变化，这种收缩由于原子重排的接触。特别是，我们认为一个Ni颗粒，并表明，磁阻可以从几个变化到50%，甚至可以反转符号作为一个函数的颗粒和引线之间形成的接触面积。
2011-05-11 cond-mat.mes-hall
Multivalued dependence of the magnetoresistance on the quantized conductance in nanosize magnetic contacts
我们计算了两个铁磁体之间的纳米尺寸点接触的量子化电导，对于不同的相互取向的磁矩。结果表明，在平行排列的磁化强度σ ^F处，磁阻MR是量子化电导的多值函数。这使我们得出这样的结论，即实验观察到的MR与σ ^F的大波动是由于电导量化而不是测量误差或结果的再现性差。使用计算的结果，我们能够理解由Garcia等人获得的磁性纳米接触的MR的实验数据。
2002-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Formation of Atomic-Sized Contacts by Electrochemical Methods
电化学方法最近已成为一个有趣的工具，在室温下制造和表征纳米结构。简单，低成本和可逆性是这种技术的一些优点，它允许在纳米级工作，而不需要复杂的仪器。在我们的实验装置中，我们测量了通过溶解宏观金线或通过在两个分离的金电极之间沉积金来制造的纳米接触的电导。我们已经实现了高水平的控制电化学制造的原子大小的接触在金。使用电化学作为一种可重复的技术来制备纳米接触将打开几种可能性，这是不可行的与其他方法。它还涉及到复制实验的可能性，这些实验今天是通过更昂贵、更复杂或不可逆的方法进行的。作为例子，我们在这里显示的结果比较时，寻找壳效应与其他技术获得的金纳米接触。
2009-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Quantum point contact: a case of spin-resolved electron transport
提出了非磁性和磁性纳米尺寸点接触电导的扩展理论模型。所开发的方法描述了自旋分辨电导的扩散、准弹道、弹道和量子机制。它是基于电子输运通过金属结内的圆形收缩的方法。该模型提供了统一的描述接触电阻从麦克斯韦扩散通过弹道纯量子输运制度，没有任何剩余条款取决于规模。给出了一个应用程序的实验处理的黄金纳米接触作为一个非磁性的情况下和坡莫合金纳米线与/不畴壁的磁性系统的例子。量子点接触的模型假设接触区域可以用量子物体（即磁性隧道结、窄畴壁等）代替，其中势能分布决定其电性质。
2017-10-02 cond-mat.mes-hall
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
Transport properties of single atoms
本文系统地研究了金属铜和金属钯晶体电极上sp和3d过渡金属原子的弹道电子电导。我们采用“从头算”筛选Korringa-Kohn-Rostoker格林函数方法来计算纳米接触的电子结构，而弹道传输和电导本征通道通过Baranger和Stone制定的Kubo方法获得。我们证明了系统的电导主要取决于桥接宏观引线的原子的电子性质。我们根据接触原子的原子轨道和系统对称点群的不可约表示对导电本征通道进行分类，从而对电导进行微观理解。我们表明，如果杂质共振的状态密度的接触原子出现在费米能量，额外的通道的适当的对称性可以打开。另一方面，现有通道的传输可能会被杂质散射所阻挡。
2005-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Platinum atomic contacts: from tunneling to contact
我们提出了一个理论研究的电子输运通过Pt纳米接触。我们表明，隧道制度的分析需要非常仔细的处理的技术细节。例如，系统的尺寸不足可能导致沿传输方向出现非物理电荷振荡;此外，使用不适当的基组可能会使电导的距离依赖性偏离预期的指数趋势。虽然电导衰减可以通过使用鬼原子或大截止半径基组来校正，但这并不适用于超导体，只推荐第二种选择。有趣的是，这些细节并没有发现有显着的影响，在接触制度。这些发现对扫描探针和断结实验中距离依赖现象的理论研究具有重要意义。
2017-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Planar bridging an atomically precise surface trench with a single molecular wire on an Au(111) surface
在桥配置中，单个石墨烯纳米颗粒（GNR）以皮米精度定位在Au（111）表面上的两个单原子台阶之间的沟槽上。该GNR分子线在两个接触台阶边缘之间采用朝向下平台的变形构象。使用微分电导dI/dV映射从低温扫描隧道显微镜，它演示了如何沿GNR的电子离域在每个触点切割其向下弯曲。它指出需要将导电纳米接触带至支撑体的背面以保持正面GNR平面构象。
2022-10-06 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Straintronic magnetic tunnel junctions for analog computation: A perspective
本文展望了应变磁性隧道结在模拟计算中的应用，其通过栅极电压实现电阻连续变化，具有线性传输特性，能有效实现模拟算术和深度学习突触，优于忆阻器和畴壁突触。
2024-11-04 cond-mat.mes-hall cs.SY eess.SY
