Orbital Description of Landau Levels
Fudan University（复旦大学）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
本文提出一个三轨道晶格模型，通过轨道描述实现最低和第一朗道能级的晶格类比，并揭示了非阿贝尔态在半填充电荷奇点带中的出现
2025-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Automated quantum conductance calculations using maximally-localised Wannier functions
提出了一种确定无序准一维系统量子电导的鲁棒、用户友好和自动化的方法。该方案依赖于初始的密度泛函理论计算在一个特定的几何形状之后，基态本征函数被转换到一个最大局域化的Wannier函数（MLWF）的基础。在此基础上，我们的新算法操纵和分区的哈密顿量的相干电子输运性质的计算内的Landauer-Buttiker形式主义。此外，我们描述了如何在MLWF基中的短程哈密顿量可以被组合以在不损失精度的情况下构建大（> 10，000个原子）无序系统的模型哈密顿量。这些自动化算法已经在Wannier 90代码中实现[Mostofi等人，Comput.物理通信178，685（2008）]，其与许多电子结构代码如Quantum-ESSEGO、AbInit、Wien 2k、SIESTA和FLEUR接口。我们将我们的方法应用到具有Na缺陷的Al原子链，轴向异质结构的Si/Ge纳米线和锯齿形石墨烯纳米管上的自旋极化缺陷。
2011-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Higher Landau-Level Analogs and Signatures of Non-Abelian States in Twisted Bilayer MoTe$_2$
本研究在扭曲双层MoTe₂中发现四个连续陈能带，构建六轨道万尼尔模型并开展计算，在第二莫尔迷你带半填充时观测到非阿贝尔态特征，为零磁场下实现非阿贝尔任意子及容错量子计算提供新途径。
2025-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
First principle calculations of conductance within plane wave basis set via nonorthogonal Wannier-type atomic orbitals
我们提出了一个平面波/赝势实现的方法来计算纳米结构的电子输运性质。电导率是通过格林函数形式体系中的Landauer公式计算的。非正交的Wannier型原子轨道是通过虚轨道和占据的Kohn-Sham轨道的连续幺正旋转得到的，然后是两步变分定域。我们使用这些非正交的Wannier型原子轨道划分Kohn-Sham哈密顿到电极接触电极子矩阵。系统的电极部分由两个金属团簇与额外的离散能级的洛伦兹展宽。我们研究了我们的实现通过建模的Na原子线的传输特性。我们的研究结果表明，与适当的水平加宽的小集团模型的接触再现奇-偶振荡的电导作为纳米线长度的函数。
2005-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio transport properties of nanostructures from maximally-localized Wannier functions
我们提出了一个全面的第一性原理研究的弹道输运性能的低维纳米结构，如线性链的原子（铝，碳）和碳纳米管存在缺陷。介绍了一种新的方法，量子电导计算从准确的平面波电子结构计算的组合，相应的最大本地化的Wannier函数的评价，并计算传输特性的实空间格林函数方法的基础上的Landauer形式主义。这种方法在计算上非常有效，可以直接实现为标准电子结构计算中的后处理步骤，并允许将器件的电子输运性质与化学键的性质直接联系起来，从而提供对纳米级电子流动机制的洞察。
2003-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Compactly-supported Wannier functions and algebraic $K$-theory
在一个每个位置都有$n$轨道（单粒子态）的紧束缚晶格模型中，Wannier函数是位置的$n$ -分量向量函数，它从某个位置迅速下降，并且在某种意义上它们的集合跨越了给定能带或能带集合中的所有态;紧支撑的Wannier函数是这样的函数，它在有界区域之外消失。它们不仅出现在能带理论中，而且与非相互作用费米子系统的张量网络状态以及具有严格短程跳跃矩阵元素的平带哈密顿有关。在早期的工作中，证明了对于一般的复能带结构（向量丛）或一般的复哈密顿量--也就是哈密顿量和能带结构的十重分类中的A类--一组紧支撑的Wannier函数可以跨越向量丛，只有当丛在拓扑上是平凡的，在空间的任何维度$d$中，即使允许使用这样的函数的过完备集。这意味着，对于具有A类非平凡丛的自由费米子张量网络态，任何严格短程父哈密顿量必须是无隙的。在这里，这个结果被扩展到所有10个对称类的能带结构没有额外的晶体对称性，结果是，在一般情况下，非平凡的丛，可以产生从紧支撑的瓦尼尔型功能是那些可能拥有，在每个$d$方向，非平凡的缠绕，可以发生在同一对称类在一维，但没有别的。这些结果是从一个非常自然的使用代数$K$理论的基础上，环的多项式在$e^{\pm ik_x}$，$e^{\pm ik_y}$，。. .，其作为傅里叶变换的Wannier函数中的项出现。
2017-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci math-ph
High harmonic generation in crystals using Maximally Localized Wannier functions
在这项工作中，非线性光学响应，特别是高次谐波产生的半导体解决了使用Wannier规范。半导体布洛赫方程的时间演化中的一个主要问题在于，不同能带之间的偶极耦合可以发散，并且沿着倒易空间具有随机相位，这导致数值不稳定性。为了解决这个问题，我们建议使用的最大局部化的Wannier函数，提供了一个框架，映射从头计算到一个有效的紧束缚哈密顿量具有很高的精度。我们表明，工作在Wannier规范，基组中的布洛赫函数直接从Wannier函数构造，偶极耦合成为顺利沿倒易空间，从而避免了随机相位的问题。作为数值演示，计算了hBN的二维单层的高次谐波产生谱。
2019-09-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
More Realistic Hamiltonians for the Fractional Quantum Hall Regime in GaAs and Graphene
我们构建了一个有效的哈密顿电子在分数量子霍尔制度的GaAs和石墨烯，考虑到朗道能级混合（GaAs和石墨烯）和子带混合（GaAs，由于量子阱的非零宽度）。这种混合具有破坏粒子-空穴对称性以及重整化粒子间相互作用强度的重要定性效应。这两种效应都可能对$ν=5/2$处的分数量子霍尔效应由支持非阿贝尔激发的状态（如摩尔-里德-普夫朗态或反普夫朗态）描述的前景产生重要影响。对于GaAs，朗道能级和子带混合破坏了所有朗道能级和子带混合中的粒子-空穴对称性，由于有限的厚度，导致库仑相互作用的额外短程软化，进一步重整化哈密顿量;此外，朗道能级和子带能量间距是可比的，因此同时考虑这两种效应是至关重要的。我们发现，在石墨烯中，朗道能级混合只打破最低朗道能级（$N\neq0$）之外的粒子-空穴对称性。朗道能级混合在石墨烯中可能特别重要，因为朗道能级混合参数与外部磁场无关并且是一阶的。我们的现实哈密顿将作为未来数值研究的起点。
2013-07-02 cond-mat.mes-hall
Composite fermions in the half-filled lowest Landau level: a macroscopic justification
导出了最低朗道能级（LLL）接近半填充时无自旋电子的有效哈密顿量。与标准Chern-Simons理论（CS）中的处理相反，我们首先投影到LLL，然后才对哈密顿量应用CS变换。在忽略规范场涨落的情况下，变换后的场算符在最低朗道能级上只有{ \it和}具有小波数的费米子对易关系.当作用于半填充的哈密顿量时，{ \it规范变换去除了相互作用中的磁项，但并没有消除磁场。
1999-04-01 cond-mat.mes-hall
Effective low energy Hamiltonians and unconventional Landau level spectrum of monolayer C$_3$N
本文推导了单层C$_3$N在布里渊区Γ和M点处的低能有效k·p哈密顿量，分析了电子能带对称性以解释ab-initio计算结果，并计算了其朗道能级谱，发现其简并导带具有类似双层石墨烯但存在差异的非常规性质。
2022-10-07 cond-mat.mes-hall
Conductance fingerprints of non-collinear magnetic states in single atom contacts: a first-principles Wannier functions study
我们提出了一个第一性原理计算方案，用于研究具有非共线磁序的一维纳米结构的弹道输运性质。的电子结构得到的密度泛函理论内实施的全势线性增广平面波（FLAPW）方法和映射到紧束缚通过非共线Wannier函数的输运哈密顿量。然后使用格林函数方法基于Landauer公式计算电导。作为第一个应用程序，我们研究了两个铁磁Co单线终止于单个Mn顶点原子作为Mn-Mn分离的函数之间的电导。我们改变Mn-Mn分离从接触（约2.5至5欧姆）到远隧穿区（5至10欧姆）。Co电极的磁化方向被选择为平行或反平行排列，并且我们允许两个Mn自旋的不同自旋配置。在隧穿和进入接触区时，电导由$s$ - $d_{z^2}$ -态支配。在紧密接触的制度（低于3.5 Ω）有一个额外的贡献，平行磁化排列从$d_{xz}$ -和$d_{yz}$ -状态，这引起了磁阻的增加，因为它是不存在的反平行磁化。如果我们允许Mn自旋弛豫，则在接近接触处形成非共线自旋态。我们表明，从共线的过渡到这样的非共线的自旋结构的两个Mn原子的方法留下了一个特征指纹的距离依赖性的电导和磁阻的结。我们解释的非共线自旋状态的电导的基础上的$d_{xz,yz}$ -态的Mn自旋和它们的耦合到Co电极之间的自旋相关的杂交的效果。
2012-08-07 cond-mat.mes-hall
Multi-orbital Non-Crossing Approximation from maximally localized Wannier functions: the Kondo signature of copper phthalocyanine on Ag (100)
我们发展了一种利用非交叉近似计算量子杂质电子结构的多轨道方法。计算开始于使用标准量子化学代码对系统的电子结构进行平均场评估。这里我们使用密度泛函理论（DFT）。我们利用最大局域化的Wannier函数（MLWF）将单电子结构转化为杂质哈密顿量。因此，我们发展了一种基于初始单电子计算的方法来研究系统中的近藤效应。我们已经将我们的方法应用于化学吸附在Ag（100）上的铜酞菁分子，并且我们已经描述了三种不同情况下的光谱函数，其中分子呈现单自旋或两个自旋，具有铁磁和反铁磁交换耦合。我们发现，使用破缺对称平均场论，如Kohn-Sham DFT不能处理的开壳层分子在金属表面上的自旋的复杂性和额外的建模是必要的。
2011-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The Wannier Function Software Ecosystem for Materials Simulations
本文综述了基于Wannier函数的电子结构模拟软件生态系统的技术、材料性质与代码，涵盖其理论、互操作性及在输运、拓扑等领域的应用。
2024-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-energy Landau levels in graphene beyond nearest-neighbor hopping processes: Corrections to the effective Dirac Hamiltonian
该研究针对石墨烯高能朗道能级理论与实验的差异，采用含长程跃迁的紧束缚模型，通过数值递归与解析推导结合第三近邻跃迁的方法，得到一致的朗道能谱，还分析了无序的影响。
2022-10-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
WannierSTM: Efficient superconducting scanning-probe spectroscopy from maximally localized Wannier functions
University of Jyväskylä（于韦斯屈莱大学）；Apeiron Intelligence（阿佩里昂智能公司）；Universitat de València（瓦伦西亚大学）
WannierSTM是一款结合第一性原理电子结构与非平衡格林函数的Python程序，可高效模拟含超导性的STM谱学，适用于多种纳米结构的建模与计算。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph physics.comp-ph
Effective Hamiltonian for striped and paired states at the half-filled Landau level
我们利用平均场论研究了量子霍尔系统的配对机制。在Hartree-Fock-Bogoliubov近似下，我们求解了自旋极化电子在半满朗道能级上的能隙方程。我们得到了一个有效的哈密顿量，它表明了从可压缩条纹态到成对态的连续跃迁。此外，交叉发生在配对阶段。在半满朗道第二能级下，数值计算了准粒子成对态的能谱和能隙。
2000-11-30 cond-mat.mes-hall hep-th
Space-adiabatic theory for random-Landau Hamiltonian: results and prospects
这是“Microlocal2011：数学物理和全球分析中的微局部方法”会议的扩展摘要，2011年6月14日至18日，图宾根大学
2011-10-20 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Gaplessness of Landau Hamiltonians on hyperbolic half-planes via coarse geometry
我们使用粗指标的方法来证明，双曲半平面上的朗道哈密顿，甚至更一般的不完美半空间，没有谱间隙。因此，双曲量子霍尔哈密顿算子的边缘态完全填满了朗道能级之间的空隙，就像欧几里得对应物的边缘态一样。
2021-03-12 cond-mat.mes-hall math-ph math.KT
Density matrix renormalization group study of a quantum impurity model with Landau-Zener time-dependent Hamiltonian
利用自适应含时密度矩阵重整化群方法（t-DMRG）研究了具有含时哈密顿量的量子杂质系统的非平衡动力学.该模型是一个共振能级模型，通过从描述耗散朗道-齐纳跃迁的特定欧姆自旋玻色子模型映射得到。我们将共振能级模型映射到Wilson链上，然后计算共振能级的时间依赖占据$n_d(t)$。我们比较t-DMRG结果与精确的结果在零温度下，发现非常好的协议。我们也给出了一个物理解释的数值结果。
2009-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theory of High-Temperature Superfluorescence in Hybrid Perovskite Thin Films
本研究阐明了混合钙钛矿薄膜中高温超荧光的机制，通过准2D Wannier激子与声子的Frohlich相互作用模型，证明了其相干态超辐射特性在扰动下的稳定性。
2024-08-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
The Noncommutative Geometry of the Landau Hamiltonian: Metric Aspects
这项工作提供了第一步的建设非交换几何的量子霍尔效应在连续。从Bellissard在80年代提出的思想中得到启发，我们基于具有紧预解式的Dirac算子建立了连续磁算子的$C^*$ -代数的谱三元组.度量方面的这一频谱三元组进行了研究，并证明了一个重要的一块Bellissard的理论（所谓的第一康纳斯公式）。
2020-12-28 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Multitime Landau-Zener model: classification of solvable Hamiltonians
我们讨论了一类将两态Landau-Zener（LZ）哈密顿量推广到多态和多时间演化的模型。我们已经知道，相应的量子力学演化可以被非常详细地理解。在这里，我们提出了一种方法来分类这样的可解模型，即，以确定其所有的独立的家庭为一个给定的数量$N$的相互作用的状态，并证明没有这样的家庭的某些类型的相互作用。我们还讨论了如何，在一个可解的家庭，一个可以分类的散射矩阵，即，系统的动态。由于这种详细分类的可能性，多时间Landau-Zener（MTLZ）模型定义了一个有用的特殊功能的理论物理。
2020-04-16 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
First-Principles Wannier Representation of Proximity Effects
École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）；National Cheng Kung University（国立成功大学）；Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院）
研究层状异质结构近邻效应，通过推导动态近邻算符克服静态参数表示的局限，将哈密顿量降维到万尼尔子空间，精确再现光谱，揭示静态投影局限，为低能相关计算建立无拟合微观基础。
2026-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Exact transition probabilities in the three-state Landau-Zener-Coulomb model
我们得到了含时哈密顿量三态相互作用模型中非绝热跃迁几率矩阵的精确表达式。与其他已知的可解的Landau-Zener类问题不同，我们的解通常用具有相对复杂行为的超几何函数来表示，例如，所获得的转移概率可以显示作为模型哈密顿量的参数的函数的多个振荡。
2013-10-27 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Topological Triviality of Flat Hamiltonians
受朗道能级启发，该研究针对二维全平带紧束缚哈密顿量展开分析，证明其平带必然拓扑平凡、对应投影算符严格局域，且结论无需晶格平移不变性假设，为平带拓扑性质研究提供了新的理论结论。
2023-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
