Correlations between charge and energy current in ac-driven coherent conductors
我们研究了时间周期偏压驱动下相干导体中的输运。我们目前的结果的电荷和能量噪声和补充他们的混合噪声的研究,即零频率相关器之间的电荷和能量电流。混合噪声呈现出干扰贡献和输运贡献,表现出不同于电荷噪声和能量噪声的特征。混合噪声可以通过测量提供给系统的功率波动与充电电流之间的相关性来获得。
2015-01-06 cond-mat.mes-hall
Coulomb Effects and Electron Transport Through a Coherent Conductor
我们分析了在库仑相互作用存在下,电子输运通过相对较短的相干导体。我们考虑到外部环境的影响,这样的导体的电流-电压特性进行评估。在我们的模型中,在大电导和低$T$的电导被抑制的一个通用的因素,这只取决于类型的导体。我们还认为,在T=0的系统"散射体+分流“可以是绝缘体或金属取决于它的总电阻是大于或小于$R_Q=h/e^2\approx 25.8$ k $Ω$。在金属相中,库仑能隙被量子涨落完全抑制。
2001-05-07 cond-mat.mes-hall
Allowed charge transfers between coherent conductors driven by a time-dependent scatterer
我们推导出在零温度下非相互作用费米子的任意含时瞬时散射模型中两个导体之间电荷转移的统计约束。这些约束是根据生成函数的分析性质来制定的:它的零点必须位于负实轴上。这一结果推广了现有的研究散射的时间无关的散射体下随时间变化的偏压。
2008-04-17 cond-mat.mes-hall
Quantum pumping: Coherent Rings versus Open Conductors
我们研究绝热量子泵浦产生的振荡散射体嵌入在一维弹道环,并比较它与泵浦所造成的相同的散射体连接到外部水库。矛盾的是,开路导体的泵浦电流即使在传输为零的极限下也是非零的。相反,对于环形几何结构,泵浦电流在消失传输的极限下为零。我们解释了这个矛盾的结果,并表明,绝热泵的物理基础是相同的开放和封闭系统。
2003-07-28 cond-mat.mes-hall
Electron waiting times in coherent conductors are correlated
我们计算了由散射理论描述的相干导体中电子等待时间的联合分布。连续的电子在单通道导体中的等待时间被发现是相关的,由于编码在多体状态的费米统计。我们的形式主义也使我们能够调查在不同的传出渠道的电荷转移事件之间的等待时间。作为一个应用,我们考虑了一个量子点接触的手征设置与一个或两个输入通道偏置的静态或随时间变化的周期电压描述的Floquet理论。这里开发的理论框架可以应用到各种散射问题,并可以在一个简单的方式被扩展到联合分布的几个电子等待时间。
2015-05-19 cond-mat.mes-hall
Floquet Theory of Electron Waiting Times in Quantum-Coherent Conductors
本文提出了周期性驱动量子导体中电子等待时间分布的Floquet散射理论。我们采用了第二个量化的配方,使我们能够与等待时间分布的Floquet散射矩阵的系统。作为一个应用程序,我们评估的电子等待时间的量子点接触,调制或者施加的电压(外部驱动)或传输概率(内部驱动)周期性的时间。洛伦兹形电压脉冲是特别感兴趣的,因为它们导致清洁的单粒子激发的发射,最近实验证明。等待时间的分布为我们提供了一个详细的表征的量子相干导体的动力学性质,除了可以从散粒噪声或完整的计数统计。
2014-04-09 cond-mat.mes-hall
Experimental Test of the Dynamical Coulomb Blockade Theory for Short Coherent Conductors
通过测量嵌入在可调谐片上电路中的量子点接触的电导,我们观察到了最近预测的短相干导体上的动态库仑阻塞的量子抑制。利用电路模块化的特点,对理论所需的大部分参数进行了测量。这使我们能够对该理论进行可靠和定量的实验测试。动态库仑阻塞修正,探测到量子点接触的第二个电导平台,被发现是准确地归一化由相同的Fano因子作为量子散粒噪声,在极好的协议与理论预测。
2007-11-09 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium reservoir engineering of a biased coherent conductor for hybrid energy transport in nanojunctions
我们表明,载流相干电子导体可以被视为有效的玻色子能量库涉及不同类型的电子空穴对激发。对于弱耦合的电子-玻色子,非平衡电子与玻色子之间的混合能量输运可用类朗道公式描述。这使得在混合电子玻色子系统的各种热传输问题的统一帐户。作为应用,我们研究了电子与玻色子之间的非互易热输运、冷点热电流以及玻色子的电子冷却。我们的统一框架提供了一个直观的方式来理解电子和玻色子之间的混合能量输运。它开辟了非平衡油藏工程的方式,在纳米尺度上的不同准粒子之间的有效的能量控制。
2020-03-24 cond-mat.mes-hall
Current Fluctuations and Electron-Electron Interactions in Coherent Conductors
我们分析了电子-电子相互作用下介观相干导体中的电流涨落。在很宽的参数范围内,我们得到明确的普遍依赖的电流噪声的温度,电压和频率。我们证明了库仑相互作用降低了奈奎斯特噪声。在这种情况下,对噪声谱的相互作用校正由组合$\sum_nT_n(T_n-1)$控制,其中$T_n$是第$n$导电模式的透射。电子-电子相互作用对散粒噪声的影响更为复杂。在足够大的电压,我们恢复两个不同的相互作用的修正进入相反的符号。净结果与$\sum_nT_n(T_n-1)(1-2T_n)$成比例,即库仑相互作用在低透射时减小了散粒噪声,而在高透射时增大了散粒噪声。
2002-12-19 cond-mat.mes-hall
Interacting electrodynamics of short coherent conductors in quantum circuits
当组合集总介观电子部件以形成电路时,电学量的量子波动导致部件之间的非线性电磁相互作用,这通常不被理解。通常用于描述非相互作用相干介观元件的Landauer-Büttiker形式主义并不直接适合描述这样的电路,因为它假设完美的电压偏置,即没有波动。在这里,我们表明,对于任意传输的短相干导体,Landauer-Büttiker形式主义可以扩展到考虑类似于隧道结的量子电压波动。整个电路的电动力学,然后正式制定不顾非高斯波动。这揭示了上述非线性相互作用如何在短相干导体中操作:电压波动通过动态库仑阻塞现象引起电导的降低,但它们也修改它们的内部状态密度,从而导致传输的附加静电修改。使用这种方法,我们可以定量地解释与$R_K = h / e^2$的顺序的阻抗的量子点接触上进行的电导测量。我们的工作应该能够更好地设计具有目标特性的量子线路。
2016-04-30 cond-mat.mes-hall
Long-Range Coulomb Interaction and the Crossover between Quantum and Shot Noise in Diffusive Conductors
在考虑长程库仑相互作用的情况下,计算了量子相干扩散导体中与频率相关的非平衡噪声。对于具有强外部屏蔽的长而窄的接触,量子噪声和散粒噪声之间的交叉发生在比接触两端的电压降小得多的频率处。我们还表明,在一定的频率限制下,半经典和量子相干方法的散粒噪声是数学上等价的。
2000-04-21 cond-mat.mes-hall
A thermodynamic uncertainty relation for (hybrid) N--S coherent conductors
Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos, IFISC (CSIC-UIB)(复杂系统与跨立物理研究所,IFISC(CSIC-UIB))
针对混合正常-超导导体,利用散射形式分解电流与噪声,证明混合量子热力学不确定关系,揭示超导相干性对电流涨落的约束。
2026-09-03 cond-mat.mes-hall
Wigner time delay and related concepts -- Application to transport in coherent conductors
Wigner时间延迟和Wigner-Smith矩阵的概念允许表征量子散射过程的时间方面。本文回顾了无序系统维格纳时间延迟的统计性质;讨论了具有手征对称性的一维无序情况,并强调了与布朗运动指数泛函的关系。时间延迟统计分析的另一种方法是随机矩阵的方法,我们回顾几个结果。作为一个实际的例子,我们简要地概述了Büttiker和同事们开发的非线性输运和AC输运的理论,其中Wigner-Smith时间延迟矩阵的概念是一个核心部分,允许描述屏蔽性质的非平衡相干导体。
2018-11-05 cond-mat.mes-hall
Quantum optics theory of electronic noise in coherent conductors
考虑相干导体产生的电磁场,其中电子输运用量子力学描述。我们得到一个输入输出关系链接的量子电流在导体中的测量的电磁场。这使我们能够根据电流的统计特性计算现场测量的结果。此外,我们展示了如何在交流偏置的导体作为一个可调介质的字段,允许通过费米子水库工程产生的单模和双模压缩。这些结果解释了最近在正常隧道结中观察到的压缩现象[G. Gasse等人,物理修订信函111 136601(2013); J.- C. Forgues等人,物理修订版信函114 130403(2015)]。
2015-07-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Scattering Theory of Nonlinear Thermoelectricity in Quantum Coherent Conductors
本文建立了亚微米尺度导体中弱非线性热电输运的散射理论。该理论结合了领先的非线性贡献的温度和电压偏置的充电和热电流。由于亚微米尺度导电电路的有限电容,基本的守恒定律,如规范不变性和电流守恒,需要特别注意保持。我们通过扩展Christen和Büttiker [Europhys. Lett. 35,523(1996)]的电荷和热传输耦合。在这种方式中,我们写的关系连接非线性输运系数的方式类似于莫特的关系之间的线性热电势和线性电导。我们推导出非线性输运系数必须满足的求和规则,以保持规范不变性和电流守恒。我们通过计算热机的效率和基于量子点接触和共振隧穿势垒的热电制冷器的性能系数来说明我们的理论。我们确定特别是整流效果,提高设备的性能。
2013-01-24 cond-mat.mes-hall
Coherent spin ratchets: A spin-orbit based quantum ratchet mechanism for spin-polarized currents in ballistic conductors
我们证明了空间周期性势、横向约束和自旋轨道相互作用的综合作用导致了二维相干导体中自旋极化电流的量子棘轮机制。在绝热交流驱动时,在没有静态偏置的情况下,系统产生定向自旋电流,而总电荷电流为零。我们分析了潜在的机制,采用散射矩阵的对称性,并数值验证了不同设置的弹道导体的效果。自旋电流的方向可以通过调节费米能级或Rashba自旋轨道耦合的强度来改变。
2007-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
An On-Demand Coherent Single Electron Source
我们报道了单光子枪的电子模拟。使用经由隧道势垒连接到导体的量子点获得量子导体中的按需单电子注入。电子发射通过施加补偿点充电能量的电位阶跃来触发。取决于屏障透明度,量子发射时间在0.1至10纳秒的范围内。单电子源应该被证明对在弹道导体中实现量子比特有用。此外,单电子发射和吸收的周期性序列产生量化的AC电流。
2007-05-30 cond-mat.mes-hall
Quantum and Classical Binomial Distributions for the Charge Transmitted through Coherent Conductor
我们讨论了有争议的结果通过相干导体的电荷输运的统计。传输电荷的两个分布函数先前已获得,首先由L.Levitov和G.Lesovik [JETP Letters Vol.55 p.555(1992)]获得,另一个最初由相同的作者[ibid.Vol.58 p.230(1993)]获得,后来该结果被几位作者复制。后者的分布函数实际上与经典的二项分布(虽然纯粹是量子力学获得的)一致,前者(1992年的结果)是不同的,我们在这里称之为量子二项分布。这两个分布函数代表了两个相反的普遍极限-一个是纯量子的,其中干扰很重要,另一个是半经典的,其中干扰被抹去。我们表明,由任一分布函数确定的高阶电荷相关器都可以在不同的设置中测量。从第三阶开始的高阶电流振荡器揭示了(在以前的研究中遗漏的)特殊的振荡频率对从障碍物到测量点的反向时间飞行的尺度的依赖性。取决于设置,振荡项给出实质上不同的贡献。
2003-03-18 cond-mat.mes-hall
Non-equilibrium Fluctuation Relations in a Quantum Coherent Conductor
我们用量子相干导体实验证明了非平衡涨落关系的有效性。在平衡时,涨落耗散关系导致导体处电流和电流噪声之间的相关性,即约翰逊-奈奎斯特关系。当导体被电压偏置从而进入非线性状态时,波动定理已经预测了类似的非平衡波动关系,即使在磁场中Onsager-Casmir关系被打破时,这种关系也是成立的。我们的实验定性地验证了预测作为这个定理在非平衡量子制度的第一个证据。在附录中,我们根据涨落定理给出了电流和电流噪声之间的高阶相关的简单推导。
2010-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Fluctuation Theorem and Microreversibility in a Quantum Coherent Conductor
介观系统为我们提供了一个研究非平衡态量子统计物理的独特实验平台。利用一个简单的隧穿模型,描述了两个库之间通过量子相干导体的电子交换过程,得到了介观输运中的涨落定理。我们的实验表明,这样的治疗是半定量验证在Aharonov-Bohm环的电流和噪声测量。在FT推导假设的微观可逆性的实验证明。
2011-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Distributions of electron waiting times in quantum-coherent conductors
电子等待时间的分布对表征介观结构中的量子输运是有用的。在这里,我们考虑一个通用的量子相干导体组成的介观散射体的两端设置。我们扩展早期的结果为单通道导体设置有几个(可能是自旋简并)导电通道,我们讨论了有限的电子温度的影响。我们提出了详细的调查电子等待时间在量子点接触,以及在两个介观干涉仪与能量依赖的传输:一个法布里-珀罗干涉仪和马赫-曾德尔干涉仪。我们表明,等待时间分布使我们能够确定散射体的特征,例如,在法布里-珀罗干涉仪中的谐振能级的数量,有助于电子输运。
2014-12-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Statistics of Current Fluctuations and Electron-Electron Interactions in Mesoscopic Coherent Conductors
我们制定了一个通用的路径积分方法,描述了统计的电流波动在介观相干导体在任意频率和存在的相互作用。应用这种方法的非相互作用的情况下,我们分析的频率色散的第三累积量的电流运营商${\cal S}_3$远低于两个逆电荷弛豫时间和逆电子停留时间的频率。这种分散在与施加电压相当的频率范围内是重要的。对于相对透明的导体,它可能导致${\cal S}_3$的符号变化。我们还分析了在电子-电子相互作用的存在下,电流算符${\cal S}_2$(电流噪声)的第二累积量的行为。在广泛的参数范围内,我们得到明确的普遍依赖性的${\cal S}_2$的温度,电压和频率。我们证明了库仑相互作用降低了奈奎斯特噪声。在这种情况下,对噪声谱的相互作用校正由组合$\sum_nT_n(T_n-1)$控制,其中$T_n$是第$n$导电模式的透射。电子-电子相互作用对散粒噪声的影响更为复杂。在足够大的电压,我们恢复两个不同的相互作用的修正进入相反的符号。最终结果与$\sum_nT_n(T_n-1)(1-2T_n)$成正比,即库仑相互作用在低传输时降低了散粒噪声,而在高传输时增加了散粒噪声。
2004-03-18 cond-mat.mes-hall
Extrinsic thermoelectric response of coherent conductors
研究了相干导体与扫描探针接触时的热电响应。耦合到探头具有双重效果,允许控制的局部注入到系统中的热流和诱导的传输系数的干扰模式。这足以产生多端热电效应,即使导体没有有效地打破电子-空穴对称性并且尖端没有注入电荷。考虑到一个简单的模型,为非相互作用的电子,我们发现一个非本地的热电响应,这是由热探针尖端的位置调制,和非互易的纵向响应,导致热电二极管效应。退相和准弹性散射的影响的一个单独的调查提供了进一步的见解所涉及的不同机制。
2022-06-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Phase coherent transmission through interacting mesoscopic systems
本文综述了介观相互作用导体的相位相干传输。作为一个范例,我们研究了库仑阻塞机制下电子输运通过量子点的传输幅度和退相速率。我们总结了实验和理论工作致力于传输振幅的相位。结果表明,传输相位的演化可能是由非普适的量子点的短时动力学特性的主导。研究了库仑耦合导体中的受控退相。实例包括紧邻量子点接触的单个或多个量子点。通过量子点接触的电流“测量”量子点的状态并引起失相。退相速率是使用广泛不同的理论方法得出的。介观导体之间的库仑耦合可能会被证明是有用的电子相干性和量子计算的未来工作。
2000-06-23 cond-mat.mes-hall
Current fluctuations in composite conductors: Beyond the second cumulant
采用非线性$σ$模型,我们分析了在两个隧道势垒之间包含扩散元素的相干复合导体中的电流波动。对于这样的系统,我们明确评估的频率相关的第三电流累积量,这也决定了领先的库仑相互作用校正散粒噪声。我们的预测可以在未来的实验中直接测试。
2011-03-24 cond-mat.mes-hall
Time-Domain Spectroscopy of Mesoscopic Conductors Using Voltage Pulses
单电子源的发展为一种新型的实验铺平了道路,在这种实验中,单个电子被发射到量子相干电路中。在一种方法中,通过向接触施加洛伦兹形电压脉冲来产生单电子激发。在这里,我们建议使用这样的电压脉冲的介观器件的电子光谱。具体来说,我们展示了如何从传播通过介观电路的电荷脉冲之间的等待时间分布中提取量子相干导体的特征时间尺度。为了说明我们的想法,我们采用Floquet散射理论来评估电子的法布里-珀罗腔和马赫-曾德尔干涉仪的电子等待时间。我们讨论了我们的建议的实验实现的前景,并确定进一步发展的可能途径。
2018-08-30 cond-mat.mes-hall
Impurity induced coherent current oscillations in one-dimensional conductors
从理论上研究了排斥性Luttinger液体(LL)中单个杂质的电子输运,发现在与杂质势强度有关的阈值电压以上,直流电流$\bar I$伴随着频率为$f = \bar I/e$的相干振荡.与约瑟夫森结有一个类比:LL中的幂律I-V曲线的公知状态对应于临界电流以下的约瑟夫森电流的阻尼,而LL中的振荡状态可以与临界电流以上的约瑟夫森振荡进行比较。
2008-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Two-particle scattering matrix of two interacting mesoscopic conductors
考虑两个量子相干导体通过长程库仑力弱相互作用。我们描述的两个粒子的散射矩阵描述的两粒子碰撞的相互作用。作为一个例子,我们确定了两粒子散射实验中的传输概率和相关性,并发现结果可以用非相互作用散射体的态密度矩阵来表示。
2007-10-05 cond-mat.mes-hall
Thermodynamic uncertainty relation in atomic-scale quantum conductors
当电子输运过程是量子相干的且传输几率是常数(能量和电压无关)时,热力学测不准关系(TUR)在纳米级电子导体中成立。我们目前的测量的电子电流及其噪声在金原子尺度的结和确认的有效性的TUR的电子输运在现实的量子相干导体。此外,我们表明,它是有益的,目前的电流和噪声作为TUR比,以确定偏离非相互作用电子相干动力学。
2020-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-Gaussian Current Fluctuations in a Short Diffusive Conductor
本文报道了低温下金属短导线中电流涨落三阶矩的测量。这些数据是从整个导体的电压波动的统计数据推导出来的,使用环境贡献的仔细确定。我们的结果在低偏压同意非常好的相干输运没有拟合参数的理论预测。通过增加偏置电压,我们探讨了从弹性到非弹性输运的交叉。
2018-03-29 cond-mat.mes-hall
Generalized thermodynamic potentials for mesoscopic conductors in the presence of transport
结果表明,相位相干导体的非平衡稳态可以用基于偏态密度概念的广义热力学势来描述。这是可能的,因为耗散仅发生在发射载流子的接触中。考虑了长程库仑相互作用,满足电荷守恒和规范不变性。理论说明了一个介观电容器的泄漏。
1996-12-09 cond-mat.mes-hall
Near-field heat transfer between disordered conductors
我们研究由近场波动的电磁场介导的热传递。在金属的情况下,后者主要是由电子密度的热涨落之间的库仑相互作用。我们表明,弹性散射的电子,导致扩散传播的密度波动,结果在辐射定律的质的变化。虽然清洁金属之间的热通量遵循Stefan-Boltzmann类$T^4$依赖性,但无序导体之间的热交换显著增强,并且在低温下按$T^3$缩放。
2018-11-26 cond-mat.mes-hall
Thermodynamic bound on current fluctuations in coherent conductors
University of Nottingham(诺丁汉大学);Kyoto University(京都大学)
本文推导了相干导体中电流涨落大偏差函数的普适热力学界,该界仅依赖于平均电流和熵产生率,并适用于对称透射的多端系统,通过量子点链模型展示了界的渐近饱和性。
2025-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Entanglement entropy in dynamic quantum-coherent conductors
本文研究了两个电子引线通过量子点接触连接时的纠缠和Rényi熵。对于非相互作用的电子,熵可以与转移电荷的完全计数统计的累积量有关,原则上是可测量的。我们把量子点接触产生的纠缠熵看作是一个周期性开关。使用数值精确的方法,我们分析的条件下,由共形场论预测的纠缠熵的对数增长应该是观察到的电子导体。此外,我们考虑通过向引线施加设计的脉冲在费米海顶部产生干净的单粒子激发(悬浮子)。我们发现了一个类似于Hong-Ou-Mandel的纠缠熵的抑制,通过干涉量子点接触上的两个leviton调谐到半透射。
2015-03-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Classical Correlations and Quantum Interference in Ballistic Conductors
我们阐述了经典混沌动力学如何影响介观尺度下的量子特性。作为一个模型的情况下,我们研究半经典相干输运通过弹道介观系统的Landauer形式主义超越了所谓的对角近似,即通过将经典的行动相关。在这种情况下,我们审查和解释两个主要的基于几何的方法计算量子校正:配置空间的方法和相空间的方法,可以被视为说明性较低,但更一般的比第一个。
2009-06-18 cond-mat.mes-hall
Electron-Phonon interaction and electronic decoherence in molecular conductors
我们执行一个简短的,但关键的审查兰道尔图片的运输,澄清如何退相干出现在这种方法。在此基础上,我们提出了不同的模型,使研究的相干和退相干效应的相互作用与环境中的电子输运。这些模型特别适合于分子线中的传输分析。退相干的影响,通过D 'Amato-Pastawski模型,详细解释。我们还考虑了在某些模型中的电子振动相互作用的极化子的形成。我们的量子相干框架使我们能够研究多体干涉效应。特别强调的是作为这些干扰的结果的反共振的发生。通过研究这些可溶性模型中的相位起伏,我们能够识别非弹性和退相干效应。还简要介绍了一个一般制剂的考虑随时间变化的运输。
2002-04-01 cond-mat.mes-hall
Thermodynamic Bounds on Coherent Transport in Periodically Driven Conductors
周期性驱动的相干导体为量子输运器件的发展提供了一个通用的平台。在这里,我们制定了一个全面的理论来描述这些系统的热力学。我们首先关注适度的热电偏置和低驱动频率。对于这种线性响应制度,我们建立了广义Onsager-Casimir关系和扩展的波动耗散定理。此外,我们推导出一个家庭的热力学界限证明,任何地方的物质或热流把一个非平凡的整体耗散率的相干传输过程的下限。这些界限不依赖于系统特定的参数,对失相是鲁棒的,只涉及实验可访问的数量。因此,他们提供了强大的工具,以优化介观器件的性能和热力学推断,我们证明了三个具体的应用。然后,我们表明,我们的边界物理透明的扩展也持有强偏见和高频率。这些广义的界限意味着热力学的不确定性关系,充分考虑了量子效应和周期驱动。此外,它们导致了一个普遍的和可操作的熵产生的约束,可以很容易地用于热力学推理和设备工程远离平衡。连接各种各样的主题,范围从热力学几何热力学不确定性关系到量子工程,我们的工作提供了一个统一的热力学理论的相干传输,可以测试和利用当前的技术。
2021-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Coherent transport in disordered metals: zero dimensional limit
我们考虑无序导体中的非平衡输运。我们计算的相互作用修正的电流连接到电子库的电阻界面的短线。在没有充电效应的情况下,我们发现了一个普遍的电流-电压特性。我们的计算现有的实验的相关性进行了讨论,以及与替代理论方法的连接。
2002-09-02 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric transport of mesoscopic conductors coupled to voltage and thermal probes
我们调查的相位相干导体的热电势(塞贝克系数)的退相和非弹性过程的影响下的基本属性。通过系统的传输是由施加在两个端子之间的偏压或热梯度引起的。非弹性散射建模与援助的一个额外的探头作为一个理想的电位计和温度计。我们发现,非弹性散射降低了导体的热电势,更出乎意料的是,产生磁场的不对称性的塞贝克系数。后一种效应被证明是索末菲展开中的高阶效应。我们讨论我们的结果使用两个说明性的例子。首先,我们考虑一个通用的介观系统内描述的随机矩阵理论和证明,热功率波动消失迅速探测模式的数量增加。第二,在弹道微结的量子极限中明确地计算了不对称性。我们发现,非对称散射强烈增强的效果,并讨论了其依赖于温度和费米能量。
2011-11-16 cond-mat.mes-hall
Surface Plasmon Instability Leading to Emission of Radiation
我们提出了一种新的能量转换方法,从直流电场的太赫兹波的基础上混合半导体相结合的二维(2D)的晶体层和厚的导电材料与可能的应用程序作为一个源的相干辐射。混合纳米结构可以由单个或成对的石墨烯、硅烯或2D电子气的片组成,如将在半导体异质界面处出现的。当电流通过一个层时,我们发现低频等离子体激元可能会变得不稳定超过一个临界波矢$q_c$。然而,对于远离导体的单个驱动层没有不稳定性,并且隔离的2D层对的不稳定性仅发生在超长波长处。为了使该自发辐射的频率捷变,我们通过选择导体电子密度、层间隔、层与导体表面的距离和驱动电流强度来操纵表面等离子体激元诱导的不稳定性,其导致辐射的发射(spiler),以在较短波长处发生。Spiler的太赫兹辐射有望应用于化学分析、安全扫描、医学成像和电信。
2014-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-local transport properties of nanoscale conductor-microwave cavity systems
最近的实验进展纳米导体耦合到超导微波腔打开了深量子极限的光-物质相互作用的运输调查,与隧道电子强烈耦合到单个腔光子。我们从理论上研究了最基本的腔导体系统,具有强的单光子诱导的非局域输运效应;两个空间分离的双量子点(DQD:s)共振耦合到基本腔模。该系统,由广义Tavis-Cummings模型描述,在量子主方程形式主义的研究,使我们能够通过DQD的电子输运性质:以及相干,非平衡腔光子状态。我们发现相当大的非本地感应电流和电流的交叉相关介导的单个光子。从一个完整的统计描述的电子输运,我们进一步揭示了一个动态的通道封锁在一个DQD解除光子发射由于隧道通过其他DQD。此外,大的纠缠之间的轨道状态的电子在两个DQD:s被发现为小的DQD-铅温度。
2013-02-22 cond-mat.mes-hall
Coherent Transport in Periodically Driven Mesoscopic Conductors: From Scattering Matrices to Quantum Thermodynamics
散射理论是描述介观系统中输运现象的标准工具。在这里,我们提供了一个详细的推导这种方法的纳米尺度的导体,由振荡的电场或磁场驱动。我们的方法是基于传统的Lippmann-Schwinger形式主义与周期性的时间依赖的哈密顿系统的扩展。作为一个关键的结果,我们得到了一个系统的扰动计划的Floquet散射振幅,描述了通过一个周期性驱动的样品的运输载流子的过渡。在一个一般的多终端设置,我们推导出微观表达式的平均值和时间积分关联函数,或零频率噪声,物质和能量流,从而统一了早期的研究结果。我们表明,这个框架是内在一致的热力学第一和第二定律,并证明了熵产生的平均速率消失,只有当系统中的所有电流为零。作为一个应用,我们推导出一个广义的格林-久保关系,这使得它可以表达任何平均电流的响应,以适当选择的电流之间的时间积分关联函数的温度和化学电势梯度的微小变化。最后,我们讨论了未来的研究和进一步达到应用的Floquet散射方法的量子输运在随机和量子热力学的潜在课题。
2020-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Magnon-mediated spin current noise in ferromagnet$|$non-magnetic conductor hybrids
铁磁体(F)-磁振子中集体磁化动力学的量子激发使得自旋输运不需要相关的电荷电流。这种纯自旋电流可以转移到相邻的非磁性导体(N)中的电子。我们评估了在相干微波场驱动下,相邻F注入N的磁振子介导的自旋电流的有限温度噪声。我们发现,偶极相互作用导致压缩的磁振子模式给他们波矢相关的非整数自旋,这直接体现在散粒噪声。当温度高于磁振子能隙时,热噪声主要由大的波矢磁振子产生,其压缩可以忽略不计。噪声谱在温度最大值或磁振子能隙最大值附近为白色。在较大的频率下,噪声由真空波动主导。发现在较宽的温度范围内,散粒噪声比热噪声大得多,使得前者更容易通过实验测量。
2016-07-19 cond-mat.mes-hall
Spin interference effects in ring conductors subject to Rashba coupling
环中的量子干涉效应为在介观尺度上控制自旋提供了合适的手段。在这里,我们应用这样的控制机制,以相干自旋相关的输运在一维和二维环Rashba自旋轨道耦合。我们首先研究了自旋诱导调制的非极化电流的Rashba耦合强度的函数。结果表明,全电自旋电子器件的可能性。此外,我们发现以前没有注意到的电导贝里阶段的签名。第二,我们表明,初始极化,传输自旋的极化方向可以通过一个额外的小磁控制通量调谐。特别地,这使得能够在半个通量量子处精确地反转偏振方向。我们提出了完整的数值计算现实的二维弹道微结构,并解释我们的研究结果在一个简单的分析模型的一维环。
2004-02-11 cond-mat.mes-hall
Impedance matching of inverted conductors: Two-dimensional beam splitters with divergent gain
一个薄的导电片-石墨烯,例如-传输,吸收和反射辐射。一个非常薄的薄片,即使薄到几乎消失,如果它的电导率相当于自由空间阻抗的一半,那么它在垂直入射时仍然可以产生50%的吸收。我们发现,无论薄层电导率,存在的极化和入射角的组合,实现这种阻抗半匹配的条件。如果导电介质可以倒置,则导电性在形式上是负的,并且薄片放大入射辐射。在薄片中可以保持负半匹配的程度上,在透射和反射中的巨大的单程增益是可能的。已知的半导体(例如,氮化镓)具有在薄且非共振的结构中提供大放大所必需的光学性质。
2017-03-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Generation of coherent radiation by magnetization reversal in graphene
局部磁矩可以通过引入不同的缺陷在石墨烯中产生。分析了利用珀塞尔效应调节石墨烯磁化强度的可能性。研究了系统参数在磁化反转过程中的作用。这种反转的特性可以在很宽的范围内变化,这可以用于自旋电子学中的各种应用。结果表明,快速磁化反转产生相干辐射。
2016-01-04 cond-mat.mes-hall
On the extreme nonlinear optics of graphene nanoribbons in the strong coherent radiation fields
研究了强相干辐射激发下准一维石墨烯纳米带中高次谐波的产生。发展了描述GNRs极端非线性光学响应的微观理论。数值求解了GNR与强激光场多光子相互作用下单粒子密度矩阵的封闭微分方程组。结果表明,带隙宽度和费米能级对GNR高次谐波产生过程有重要影响.
2020-05-18 cond-mat.mes-hall
Counting statistics of photons produced by electronic shot noise
本文提出了一种相位相干导体中电流涨落产生的辐射的光电探测统计理论。偏离泊松统计,将导致从一个经典的电流。对于在窄频率间隔中的检测,如果该频率间隔小于导体中的平均电流,则光电计数分布具有黑体辐射的负二项形式。当电子局域化开始时,一种不同类型的超泊松光子统计结果。
2000-09-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnetic near fields as a probe of charge transport in spatially dispersive conductors
我们计算磁场波动以上的导体与非局部响应(空间色散),并考虑了大范围的距离。从弹道到扩散电荷传输的交叉导致在低于电子平均自由程的距离处的噪声谱降低,与局部描述相比。我们还发现,平均自由程提供了一个下限的相关性(相干性)的近场波动的长度。这种短距离行为在许多材料中很常见,包括半导体和超导体。我们的讨论是针对原子芯片实验自旋翻转跃迁介观空间分辨率的材料性能。这些结果也暗示了小型化原子阱和物质波干涉仪相干操作的基本限制。
2011-07-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Photon-assisted tunneling with non-classical light
在超导量子线路领域中最令人兴奋的最新进展之一是能够将低损耗腔中的微波光子相干耦合到量子电子导体(例如~半导体量子点或碳纳米管)。这些混合量子系统为量子信息处理应用带来了巨大的希望;更引人注目的是,它们使探索全新的物理机制成为可能。在这里,我们从理论上研究了量子电子导体暴露于非经典微波(例如~压缩态,Fock态)。我们研究这种相互作用的实验相关的情况下,超导微波腔耦合到导体的隧道制度。我们发现量子导体作为一个非平凡的探针的微波状态,特别是,由导体的光子的发射和吸收的特点是由一个非正定的准概率分布。这种负性对导体的电导有直接影响。
2014-08-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Strong back-action of a linear circuit on a single electronic quantum channel
介观电路中电的量子定律是什么?这个非常基本的问题也直接影响到纳米电子器件的量子工程。事实上,当量子相干导体被插入电路时,它的输运性质被改变。特别地,由于电路反作用,其电导降低。这种现象被称为环境库仑阻塞,是由相干导体上电荷转移的粒度引起的。虽然广泛研究了线性电路中的隧道结,但仅在小电路阻抗和小电导降低的限制下,对任意短相干导体才有充分的了解。在这里,我们研究实验的强反作用制度,电导减少高达90%。这是通过将可调谐传输的单个量子信道嵌入在可调芯片上电路中来实现的,该可调芯片上电路的阻抗在微波频率下与电阻量子$R_K=h/e^2$相当。该实验揭示了在弱反作用框架中进行的计算的重要偏差,并与最近的理论结果相匹配。从这些测量,我们提出了一个广义的表达式嵌入在线性电路中的任意量子信道的电导。
2011-08-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Heat asymmetries in nanoscale conductors: The role of decoherence and inelasticity
本文研究了存在非弹性散射时,相干导体中不同终端之间的热流。我们用一个双端量子点来说明我们的理论。两种类型的热不对称性进行了研究:电不对称性$Δ_E$,它描述了在一个给定的接触时,电压交换的热流偏差,和接触不对称性$Δ_C$,它量化了在两个不同的电极测量的功率之间的差异。在线性制度,这两个不对称性同意,并成比例的塞贝克系数,后者在低温下的Mott型公式与点传输重整非弹性。有趣的是,在非线性制度的运输,我们发现$Δ_E\neqΔ_C$和这种不对称偏离依赖于所施加的偏置配置。我们的结果可能对Lee等人最近的实验很重要[Nature(London)498,209(2013)],其中测量了这些不对称性。
2015-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Coherent spin radiation by magnetic nanomolecules and nanoclusters
利用数值模拟方法研究了磁性纳米分子相干自旋辐射的特性。的考虑是基于一个微观的哈密顿考虑到现实的偶极相互作用。只有当分子样品耦合到谐振电路时才能实现超辐射。反馈机制允许实现快速的自旋反转时间和大的辐射强度。分析了样品形状和取向对辐射水平的影响。最强大的相干辐射被发现发生沿谐振器磁场定向的细长样品。
2008-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Comment on cond-mat/0406502 by V. Yukalov and E. Yukalova on Coherent Nuclear Radiation
我们表明,Yukalov和Yukalova的论点,偶极-偶极相互作用防止系统的磁偶极子表现出超辐射,除非由谐振器的协助是不正确的。
2004-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci