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
Floquet scattering matrix theory of heat fluctuations in dynamical quantum conductors
我提出的Floquet散射矩阵理论的低频热波动驱动多端量子相干导体的线性响应制度和超越。动态激发电子的能量的内在波动被确定为热噪声的基本来源,而不是由电噪声揭示。后向散射的作用,在增加的热噪声以上的水平所定义的卡伦-韦尔顿波动耗散定理,突出显示。
2014-05-28 cond-mat.mes-hall
Quasiparticle entanglement: redefinition of the vacuum and reduced density matrix approach
讨论了介观导体中含有独立费米子准粒子的纠缠的散射方法。我们专注于导体的隧道极限,在那里的准粒子真空的重新定义变换的波函数从一个多体产品状态的非相互作用粒子的状态描述纠缠的两粒子激发出的新的真空。该方法示出了两个例子:(i)正常超导系统,其中的转换之间的Bogoliubov-de Gennes准粒子和库珀对,和(ii)正常系统,其中的转换之间的电子准粒子和电子空穴对。这是一个有效的两粒子态的方案相比,从多体散射态的减少密度矩阵的方法。
2005-03-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonlinear voltage dependence of the shot noise in mesoscopic degenerate conductors with strong electron-electron scattering
结果表明,由于强相互作用导致金属线中散粒噪声的非线性电压依赖性,零频率散粒噪声的测量可以提供电子-电子相互作用的信息。这是因为在电子-电子相互作用相当大的情况下,维德曼-弗朗兹定律不再有效。偏离这一定律会增加噪声功率,并使其强烈依赖于电子-电子和电子-杂质散射率的比值。
2000-09-03 cond-mat.mes-hall
Universality in scattering by large-scale potential fluctuations in two-dimensional conductors
我们研究电子通过随机阵列的稀有,不透明和大(相比德布罗意波长的电子)散射体的传播。结果表明,对于任何凸散射体,输运与量子寿命之比η=τ tr/τ tot不依赖于散射体的形状,而仅取决于散射是镜面散射还是漫反射散射以及空间维数D。特别地,对于镜面散射,η是仅由系统的维数确定的普适常数:对于D = 3,η= 2;对于D = 2,η= 3/2。经典和量子散射制度之间的交叉进行了讨论。
2007-05-17 cond-mat.mes-hall
Electron-electron scattering effects on the Full Counting Statistics of Mesoscopic Conductors
在热电子制度,电子-电子散射强烈修改不仅散粒噪声,但也充分的计数统计。我们采用了一种基于随机路径积分的方法来计算两个系统的计数统计,其中在热电子制度的噪声已被实验测量。给出了混沌腔计数统计的解析表达式,发现电子-电子散射加热使透射电荷分布在散粒噪声极限下对称.我们还讨论了三阶关联函数的频散,并给出了热电子区扩散丝统计的数值计算。
2004-01-28 cond-mat.mes-hall
Spin Resolved Scattering and Spin-Orbital Entanglement in Mesoscopic Conductors
本文讨论了自旋分辨介观系统中电荷和自旋的散射。我们提出了一种产生和检测电子自旋和电子轨道自由度纠缠的方法。研究发现,在自旋分辨介观系统中,可以产生存在于不同电子自由度之间的各种形式的纠缠。本文提出了一种用零频电流交叉检波器检测贝尔不等式违反的方法。此外,我们还研究了自旋反转和非自旋反转散射矩阵之间的量子干涉对确定电流和噪声的影响。本文给出了任意极化电荷流在自旋分辨势散射时自旋和电荷流的散粒噪声散粒噪声的表达式。
2016-08-22 cond-mat.mes-hall
Non-exponential relaxations in disordered conductors
我们表明,在低维导体中,准粒子的衰减和相位弛豫不是指数过程。在准一维中,它们的尺度为$e^{- (t/τ_N)^{3/2}}$,其中两个过程相同的特征时间$τ_{in}$是温度的幂$T^{2/3}$。这个结果意味着弛豫时间的分布。
2004-05-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Energy redistribution between quasiparticles in mesoscopic silver wires
我们用隧道探针测量了连接到两个大焊盘(“焊盘”)的银扩散线中准粒子的能量分布函数,在两个焊盘之间施加偏压。从分布函数的能量和偏置电压的依赖关系,我们推断出准粒子之间的能量交换率。与先前获得的结果相比,铜线和金线,这些数据可以很好地解释与扩散导体的理论,无论是单独的,或与另一种机制,可能耦合到两个级别的系统。
1999-12-08 cond-mat.mes-hall
Effects of Electron-Electron and Electron-Phonon Interactions in Weakly Disordered Conductors and Heterostuctures
研究了弱无序导体中电子-电子(电子-声子)散射和弹性电子散射干涉对电导率的量子修正。电子-电子相互作用导致3D导体中的负$T^2 \ln T$校正。在准二维导体$d < v_F/T$($d$是厚度,$v_F$是费米速度)中,对于3D电子谱,这种校正在温度上是线性的,并且不同于2D电子(G.扎拉等例如,Phys. Rev.B { \bf 64},214204(2001))。在准一维导体中,温度相关校正与$T^2$成比例。通过虚声子交换的电子相互作用也给出了$T^2$ -修正。热声子通过屏蔽形变势与电子相互作用产生$T^4$项,通过非屏蔽形变势产生$T^2$项.在很宽的温度范围内,干扰贡献占主导地位的纯电子-声子散射,随着无序度的增加而扩展。
2003-10-06 cond-mat.mes-hall
Current-Induced Effects in Nanoscale Conductors
我们提出了一个概述的电流感应效应在纳米导体,重点是在原子水平上的描述。特别是,我们讨论了稳态电流波动,电流感应力,非弹性散射和局部加热。所有这些性质都是用多电子系统的静态密度泛函理论中的散射方法计算的单粒子波函数来计算的。原子和分子导线中的电流诱导效应的例子将被给出,并与实验结果进行比较。
2005-03-28 cond-mat.mes-hall
Scattering Theory of Mesoscopic Detectors
我们考虑一个耦合到介观二端导体的二能级系统作为测量装置。作为一个方便的描述的导体,我们介绍其散射矩阵。我们展示了它的元素可以用来计算的两能级系统的弛豫和退相干率。特别强调的是奠定在导体中的电荷屏蔽,成为重要的多通道限制。最后,我们给出了一些例子,说明电荷屏蔽在不同的限制。
2003-02-19 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
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
Multiple Scattering of Fractionally-Charged Quasiparticles
我们采用散粒噪声测量来表征准粒子的有效电荷,在填充因子nu=1/3的分数量子霍尔制度,因为它们从一个阵列中散射相同的弱背散射体。在散射时,准粒子已知会聚束,例如,发现只有三个e/3电荷或“电子”穿过相当不透明的势垒。这里我们发现,由散射体阵列散射的有效电荷是由单个散射体的散射强度而不是由阵列的组合散射强度决定的,组合散射强度可以非常小。此外,我们还排除了e/3准粒子在数百微米的长度尺度上的边缘内平衡。
2001-12-20 cond-mat.mes-hall
Low Frequency Quantum Transport in a Three-probe Mesoscopic Conductor
利用Büttiker的交流输运理论研究了三探针介观导体的低频量子输运性质。通过显式计算不同的偏态密度,计算了系统的静态透射系数和发射度矩阵。我们研究了散射体的有限尺寸效应对全局PDOS的影响。通过增加散射体积,我们观察到外部或局部计算的总DOS的一致性逐渐改善。我们的数值数据允许有限尺寸效应的特定拟合形式。
1997-01-25 cond-mat.mes-hall
Electronic transport in ferromagnetic conductors with inhomogeneous magnetic order parameter -- domain-wall resistance
本文从微观上推导了非均匀磁化分布铁磁材料中传导电子的输运方程。我们的量子动力学方法包括磁性杂质的弹性散射和各向异性自旋翻转散射。在扩散极限下,我们计算了畴壁的电阻,发现畴壁电阻可以是正的,也可以是负的。在长畴壁的限制下,我们推导出解析表达式,并与现有的工作,其中使用较少的一般模型或不同的理论框架进行比较。
2009-03-17 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
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
Casimir interaction of arbitrarily shaped conductors
本文回顾了Balian和Duplantier [R. Balian和B. Duplantier,Ann. Phys.(NY)\textbf{104},300(1977); \textbf{112},165(1978)]计算任意形状的光滑导体之间的卡西米尔相互作用。展开式的两点散射项具有简单紧凑的形式,易于精确或准确的数值计算。它是对邻近力近似和两两求和近似的改进。我们表明,对于许多几何形状,它捕获了大部分的相互作用效果。包含两点近似之外的项提供了准确性检查并解释了筛选。作为一个说明的权力和多功能性的方法,我们重新评估球-球和球-面的相互作用,并与以前的研究结果,采用不同的方法进行比较。我们还首次计算了双曲面(模仿原子力显微镜尖端)和平面的相互作用。我们还分析了涉及长圆柱导体的两点散射近似定性失败的异常情况。在这种情况下,整个散射系列的解析求和进行了拓扑参数提出作为结果的解释。我们给这个理论的扩展的情况下,有限温度的两点散射近似结果有一个简单的紧凑的形式,也服从精确或准确的数值计算。
2017-02-02 cond-mat.mes-hall
Density of quasiparticle states for a two-dimensional disordered system: Metallic, insulating, and critical behavior in the class D thermal quantum Hall effect
本文用数值方法研究了时间反转和自旋旋转对称性均破缺的二维无序超导体的准粒子态密度$\varrho(E)$。作为这类系统(对称类D)的通用单粒子描述,我们使用Cho-Fisher版本的网络模型。这有三个阶段:热绝缘体,热金属和量子化热霍尔导体。在热金属中,我们发现$\varrho(E)$的对数发散为$E\to 0$,正如从西格玛模型计算预测的那样。有限尺寸效应导致叠加振荡,正如随机矩阵理论所预期的那样。在热绝缘体和量子化热霍尔导体中,我们发现$\varrho(E)$在E=0处是有限的。在这些阶段之间的平台过渡,$\varrho(E)$减少到零的$|E|$减少,与结果$\varrho(E) \sim |E|\ln(1/|E|)$来自随机质量狄拉克费米子的计算。
2007-06-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Quantum Spin Tomography in Ferromagnet-Normal Conductors
我们提出了一个完整的重建非局域自旋相关的铁磁正常导体的理论。这种量子自旋层析成像是基于互相关测量的电流进入铁磁终端与可控的磁化方向。对于正常的注入器,非局域自旋关联是普遍的和强的。自旋翻转散射和铁磁注入器,通过增加注入器极化的相关性被抑制。
2010-02-12 cond-mat.mes-hall
Inelastic scattering and shot noise in diffusive mesoscopic conductors
本文对计算扩散导体中有限频率散粒噪声的漂移-扩散-朗之万方法作了简要的总结。本演示文稿中包含两个新结果。首先,我们得到一个简单的(但准确的)唯象表达式的半经典分布函数的电子在电子-电子散射的存在。其次,它表明,在薄的样品,低频散粒噪声可能是大的,即使样品长度是远远大于电子-声子弛豫长度。
1999-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Three-terminal interface as a thermoelectric generator beyond Seebeck effect
我们研究热电输运通过接口与非弹性散射的量子理论,这已被广泛验证现有的理论。我们发现,在温度偏置下,而两个终端的导体-绝缘体界面的行为只作为一个热电阻,一个三端导体-绝缘体-导体界面可以作为一个发电机所造成的声子介导的电子散射与热电荷电流分离。与传统的热电材料不同,这种热电行为是由电子-声子散射驱动的界面的性质,而传统的热电材料是由塞贝克效应引起的体材料的性质。
2019-07-02 cond-mat.mes-hall
Clauser-Horne inequality and decoherence in mesoscopic conductors
我们分析了退相干对介观多端导体中全电子计数统计的Clauser-Horne(CH)不等式的破坏的影响。我们的设置包括一个纠缠发射通量的纠缠电子到两个导体的散射矩阵和受退相干。相位记忆的损失是通过引入虚拟的额外的线索唯象建模。使用自旋敏感电子计数器检测出的电子。给定一定的平均数的入射纠缠电子,CH不等式被评估为检测到的粒子的数量的函数和表征散射矩阵的各种量。当退相干被打开时,我们表明,违反CH不等式的量被有效地减少。有趣的是,我们发现,通过调整系统的参数,存在一个受保护的区域的$Q$值,违反持有任意强退相干。
2005-10-12 cond-mat.mes-hall
Path Integral Approach to the Scattering Theory of Quantum Transport
量子输运的散射理论将无序介观导体的输运性质与它们的传输矩阵$\bbox{T}$联系起来。我们介绍了一种新的方法来统计的运输量表示的概率分布的$\bbox{T}$作为一个路径积分。本文导出了任意维具有破缺时间反演不变性的导体模型的路径积分。它适用于描述准一维导线的Dorokhov-Mello-Pereyra-Kumar(DMPK)方程。我们使用的等效信道模型的概率分布的特征值的$\bbox{TT}^{\dagger}$是等价的DMPK方程的前向散射平均自由程的值无关。我们发现,无穷强前向散射对应于扩散的陪集空间的传输矩阵组。结果表明,路径积分的鞍点对应于具有大电导的弹道导体。通过求解鞍点方程,将随机矩阵理论从鞍点近似恢复到路径积分。
1997-10-21 cond-mat.mes-hall
Light emission in delta-T-driven mesoscopic conductors
本文将delta-T噪声概念推广到有限频率的非对称化电流-电流关联函数,研究温差驱动的介观导体光发射,发现温差会导致特定频段噪声部分降低,并揭示了能量无关散射和共振能级两种情形下不同阶次的修正规律。
2023-04-12 cond-mat.mes-hall
Light Scattering by Low Lying Quasiparticle Excitations in the Fractional Quantum Hall Regime
用共振非弹性光散射方法研究了分数量子霍尔区电子液体的低激发态。我们在这里提出的结果,从电荷和自旋激发的最低自旋分裂朗道能级的H2O H状态是目前的兴趣。在填充因子$2/5 \geq ν\geq 1/3$的范围内,我们发现了可以用自旋分裂复合费米子准朗道能级解释低能准粒子激发的证据。在$ν=3/2$周围的OHH态,我们发现在4/3和8/5处的定义明确的激发与自旋非极化的准朗道能级的种群一致。
2003-09-24 cond-mat.mes-hall
Quasiparticle scattering in two dimensional helical liquid
研究了二维螺旋液体中磁杂质、磁点杂质和边缘杂质散射引起的准粒子干涉(QPI)图样,该图样描述了拓扑绝缘体的表面态.与六角形翘曲效应相关联的独特功能被确定在QPI图案的电荷密度与磁性杂质和自旋密度与磁性杂质。QPI模式的对称性可以用来确定微观模型的对称性。计算了边缘杂质的Friedel振荡,发现该振荡的衰减并不普遍,而是强烈地依赖于费米能。我们的理论结果和目前的实验观测之间的一些差异进行了讨论。
2009-11-29 cond-mat.mes-hall
Electron localization in two-dimensional surface-corrugated conductors: manifestation of competing scattering mechanisms
本文研究了由侧边粗糙度引起电子散射的二维窄导线的输运性质。提出了基于弱散射下模式波函数双尺度表示的计算此类导体动态特性的方法。用这种方法,从根本上不同的{ \it的高度}和{ \it的斜率}散射机制与边缘粗糙度的区别。对于单模系统,以前通过传统的方法得到的结果,被证明是对应于前机制。然而,通常被忽视的斜率散射更有可能占主导地位。与这种散射相关的电子消光长度在功能结构上与与按高度散射相关的电子消光长度基本上不同。超量子线的透射率的计算在所有范围内的散射参数,从弹道准粒子的本地化运输。所得到的散射长度对无序参数的依赖性是有效的定性为任意的边界的缺陷的相互关联。
2001-05-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Quasiparticle Interference on the Surface of the Topological Insulator Bi$_2$Te$_3$
利用T矩阵方法研究了大禁带拓扑绝缘体Bi $_2$ Te $_3$表面态的光谱成像扫描隧道显微术的准粒子干涉.考虑了扭曲六边形等能线上的标量势散射和自旋轨道散射。虽然反向散射被禁止的时间反演对称性,其他散射是允许的,并表现出强烈的依赖于自旋配置的本征函数在k点的等能轮廓。我们的分析中发现的特征散射波矢符合最近的实验结果。
2010-01-14 cond-mat.mes-hall
Quasiparticle scattering from topological crystalline insulator SnTe (001) surface states
最近,电子态的拓扑分类已经扩展到一类新的物质,称为拓扑晶体绝缘体。类似于拓扑绝缘体,拓扑晶体绝缘体也具有自旋动量锁定的表面态;但它们仅存在于受晶体反射对称性保护的特定晶面上。在这里,我们报告了一个超低温扫描隧道显微镜和光谱研究拓扑晶体绝缘体SnTe纳米片的分子束外延生长。我们观察到的SnTe(001)表面上的准粒子干涉图案,可以解释在第一表面布里渊区的拓扑晶体绝缘体表面态的四个费米口袋的电子散射。准粒子干涉强度的能量色散的定量分析表明,两个高能量的功能相关的交叉点以外的Lifshitz过渡时,两个相邻的低能表面带附近的合并点。实验和计算的准粒子干涉图案之间的比较揭示了可能的自旋纹理的表面状态。
2014-05-05 cond-mat.mes-hall
Resonant scattering of Dice quasiparticles on oscillating quantum dots
本文考虑Dirac锥在电荷中性点处被拓扑平坦带包围的Dice模型,分析了无质量赝自旋1粒子在圆形、门定义的振荡势垒上的非弹性散射。聚焦于共振散射制度在小能量的入射波,我们计算的反射和透射系数,并推导出显式表达式随时间变化的粒子的概率,电流密度和散射效率内(Floquet)Dirac-Weyl理论,无论是在近场和远场。我们讨论了边带散射和法诺共振在量子极限中的重要性。当满足共振条件时,粒子被暂时捕获在靠近量子点边缘的涡旋中,然后以强烈的角度依赖性重新提交。有趣的是,甚至可能发生周期性交替的向前和向后辐射。我们还证明了与特定的纺锤形边界捕获配置文件的共振散射的复苏。
2020-02-11 cond-mat.mes-hall
Quantum shot-noise at local tunneling contacts on mesoscopic multiprobe conductors
提出了测量介观结构上局部隧穿接触处的低频散粒噪声谱的新实验。单个隧穿尖端的电流涨落谱由局域偏态密度决定。两个隧穿尖端之间的电流相关谱对用导体散射态的乘积表示的非对角态密度元素敏感。因此,这样的实验允许研究电子波函数的相关性。我们提出了一个干净的线与一个单一的障碍和金属扩散导体的具体结果。
1998-05-22 cond-mat.mes-hall
Local and nonlocal entanglement for quasiparticle pairs induced by Andreev reflection
本文研究了在超导体和两个正常导体之间的界面处由直接和交叉Andreev反射引起的粒子对的局域和非局域纠缠。从理论上证明了局域纠缠和非局域纠缠都可以用并发度来量化,并从自旋流纠缠子的贝尔不等式的违反来检测,而自旋流纠缠子的纠缠只由正常反射和Andreev反射本征值决定.在隧道极限下,并发度与最大Bell-CHSH参数之间存在一一对应的关系。
2006-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Surface Green's functions and quasiparticle interference in Weyl semimetals
我们使用精确的分析技术中介绍的物理修订B 101,115405恢复表面格林函数和相应的费米弧表面状态的各种晶格模型的Weyl半金属。对于这些模型,我们使用的T-矩阵形式主义来计算杂质散射的存在下产生的准粒子干涉图案。特别是,我们认为在物理修订版B 93,041109(R)(A)和物理修订版快报介绍的模型。119,076801(B),我们发现,与先前通过联合态密度和自旋相关散射概率获得的观察相反,准粒子干涉特征中的弧间散射在模型A中被完全抑制,在模型B中非常小。我们的研究结果表明,这些模型可能无法正确描述MoTe 2等材料,因为对于此类材料,电弧间散射在实验中清晰可见,例如,12,1105-1110(2016)中。我们还专注于由McCormick等人在Phys.Rev.B95,075133中提出的极小模型,该模型确实恢复了显著的电弧间散射特征。
2020-05-12 cond-mat.mes-hall
Scattering theory of current-induced forces in mesoscopic systems
我们发展了一个散射理论的电流感应力施加的一般介观导体上缓慢的“机械”自由度的传导电子。我们的理论描述的电流感应力的平衡和不平衡的散射矩阵的相位相干导体。在一般非平衡条件下,所产生的力学朗之万动力学受到非保守和速度依赖的类洛伦兹力,除了(可能是负的)摩擦。我们说明了我们的结果与一个双模式模型的灵感来自氢分子在一个断裂结表现出极限环动力学的机械模式。
2011-07-11 cond-mat.mes-hall
Local non-equilibrium distribution of charge carriers in a phase-coherent conductor
我们使用的散射矩阵的方法来推导出广义Bardeen公式之间的接触的相位相干多探针导体和隧道尖端探测其表面的电导。这些电导与局部的状态密度成比例,称为注入率和发射率。在尖端处测量的电流和电流波动与有效的局部非平衡分布函数有关。该分布函数包含导体中的载流子的量子力学相位相干性,并且作为注入率和电子库中的费米分布函数的乘积给出。结果示出了弹道导体与障碍和扩散导体的测量。
1998-12-08 cond-mat.mes-hall
The electrical resistance of spatially varied magnetic interface. The role of normal scattering
我们研究了在考虑杂质和正常散射的情况下,具有空间非均匀磁特性的导体中的扩散电子输运。据发现,由于磁不均匀性而产生的附加界面电阻基本上取决于它们的空间特性。当导电系统的磁性沿样品足够平滑地变化时,电阻与自旋翻转时间成比例。它可以用来指导自旋翻转过程的实验研究。在相反的情况下,当磁特性急剧变化时,附加电阻基本上取决于远离界面区域的侧面的磁特性的差异。电阻随着电子-电子散射频率的增加而增加。我们还考虑了两种类型的光滑界面:(i)在完全自旋极化的磁性体和通常的磁性(或非磁性)导体之间,以及(ii)在两个完全相反极化的磁性导体之间。结果表明,在外加电场作用下,界面电阻对全自旋极化态的出现非常敏感。
2011-09-02 cond-mat.mes-hall
Energy and power fluctuations in ac-driven coherent conductors
利用散射矩阵方法,我们研究了在时间周期偏压驱动下相干导体中的输运。我们调查的驱动能量电流噪声中的电子和空穴激发的作用,我们调和以前的研究在这种系统中的电荷电流噪声。能量噪声揭示了由于电子-空穴相关性的额外特征。这些特征应该在功率波动中观察到。特别是,我们显示的情况下的谐波和双谐波驱动和洛伦兹脉冲施加到两端导体,解决最近的实验参考文献。1和2.
2015-01-06 cond-mat.mes-hall
Finite frequency quantum noise in an interacting mesoscopic conductor
基于散射理论,对相互作用混沌腔中电流的频变噪声进行了量子计算。我们包括通过导体和具有电容$C$的栅极之间的长程库仑力的电子系统的相互作用。我们得到明确的结果,表现出两个时间尺度的问题,腔的停留时间$τ_D$和$RC$ -时间$τ_C$的腔{ \em相对于}门。噪声在该量级的频率处显示出特性,并且超过逆电荷弛豫时间$τ^{-1} = τ^{-1}_D+τ^{-1}_C $。
2005-08-19 cond-mat.mes-hall
Nanotube heat conductors under tensile strain: Reducing the three-phonon scattering strength of acoustic phonons
声学声子在晶格热输运中起着特殊的作用,将这些低能模式限制在低维材料中可能会产生非平凡的输运现象。通过将最低阶非谐微扰理论应用于碳纳米管的原子模型,我们数值和解析地研究了三声子散射通道的光谱,其中至少有一个声子是低能的。我们的计算表明,在纳米管中的声纵向(LA),弯曲(FA),和扭曲(TW)模式表现出明显的耗散行为在长波长的限制,$|k| \rightarrow 0$,这体现在散射率,规模为$Γ_{\rm{LA}}\sim |k|^{-1/2}$,$Γ_{\rm{FA}}\sim k^0$,和$Γ_{\rm{TW}}\sim |k|^{1/2}$。这些标度关系是谐波晶格近似的结果,并严格依赖于管是自由的机械应变的条件。在这方面,我们表明,少量的拉伸晶格应变$ε$降低强度的非谐散射,导致应变调制率,在长波长的限制,服从$Γ\sim ε^{r} |k|^{s}$与$r\leq 0$和$s\geq 1$,不管声学模式偏振。在线性化Peierls-Boltzmann方程(PBE)的单模弛豫时间近似下,可以明确地描述无应力和拉伸管结构中晶格热导率的长管极限。超越弛豫时间近似,在本研究中获得的分析结果可能有助于基准数值例程,其目的是从PBE的精确解推导出纳米管的热导率。
2021-08-23 cond-mat.mes-hall
Noise properties and ac conductance of mesoscopic diffusive conductors with screening
本文提出了屏蔽扩散介观导体中的非平衡噪声和高频电导理论。详细的结果得到两个简单的几何形状,为大和短的电子-电子散射长度$l_{ee}$,在频率的顺序的倒数无时间$1/τ_T$。电导和噪声被发现表现出显着的频率依赖性。对于$L \ll l_{ee}$,高频($ωτ_T \gg 1$)散粒噪声谱密度$S_I(ω)$接近$2eI/3$和$2eI$之间的有限值,这取决于系统的屏蔽特性,其中对$S_I(ω)$的温度校正在$T$中是线性的。然而,当$L \gg l_{ee}$时,$S_I(ω)$作为$ω^{1/4}$(在T=0时)增长,不受$2eI$的上限限制,并且在$T$中具有二次的温度依赖分量。因此,$S_I(ω, T)$的测量可用作电子-电子散射强度的探针。
1998-01-19 cond-mat.mes-hall
Conductance of Two-Dimensional Imperfect Conductors: Does the Elastic Scattering Preclude from Localization at T=0?
该方法适用于计算任意拉伸无序导电带的T=0电导。二维散射问题是通过精确的一维模式表示(而不是准经典),使合理地允许散射波的量子干涉以及退相的效果来解决。模式间和模式内散射通道被示出发挥相当不同的作用,前者负责扩散涂抹的量子能级,而后者的干涉效应。与标度理论的预期相反,在具有多于一种导电模式的导线中,无论导线的长度如何,都不应出现明显的局部化。
1999-07-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Local electron heating in nanoscale conductors
纳米级结中的电子电流密度通常比体电极中的相应电子电流密度大几个数量级。因此,电子-电子散射率在结中显著增加。这导致了局部电子加热的底层费米海类似于局部离子加热,这是由于增加的电子-声子散射率。我们预测的局部电子加热在准弹道纳米导体的偏压依赖性,其对离子加热的影响,并讨论可能的实验测试我们的结果。
2007-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Intravalley Multiple Scattering of Quasiparticles in Graphene
我们开发了一个理论描述的多个短程散射体的大小远大于碳-碳键长的石墨烯中的准粒子的谷内散射。我们的理论提供了一种方法来快速计算任意配置的散射体在石墨烯中的格林函数。我们表明,非共线的多重散射轨迹产生的赝自旋旋转,改变准粒子干涉,导致显着修改的形状,强度和图案的干涉条纹的局域态密度(LDOS)。我们说明了这些影响通过理论计算的LDOS为各种散射配置在单层石墨烯。对石墨烯中杂质散射的清晰理解是利用石墨烯独特特性构建未来器件的一步。
2011-05-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electric Transport of Nodal Line Semimetal in Single-Component Molecular Conductor
研究了声子散射对单组分分子导体[Pd(dddt)$_2$ ]电导率的影响(dddt = 5,6-二氢-1,4-二噻英-2,3-二硫醇盐),通过在具有狄拉克锥的二维模型中应用先前的计算[Phys. Rev. B { \bf 98},161205(2018)],其中由杂质散射引起的电输运表现出狄拉克锥和声子散射的显著相互作用,导致电导率随着温度的升高而达到最大值。导体显示出节线半金属,其中HOMO(最高占据分子轨道)和LUMO(最低占据分子轨道)的带交叉提供了位于费米能量附近的狄拉克点的环,随后是类似于二维狄拉克锥的态密度(DOS)。使用紧束缚(TB)模型[arXiv:2008.09277],这是使用从最近的X射线衍射实验在压力下观察到的晶体结构,它表明,所获得的电导率合理地解释了异常行为[Pd(dddt)$_2$ ]表现出几乎温度无关的电阻率在有限的温度。本文论证了有限温度下声子散射对狄拉克电子电导率的重要作用。本文将电导率的理论计算结果与实验结果进行了比较。
2020-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multiple scattering theory of quasiparticles on a topological insulator surface
建立了拓扑绝缘体(TI)表面圆柱对称势散射的分波多重散射理论。作为应用,讨论了单个散射体和两个散射体的截面。我们发现,有质量的狄拉克费米子在带隙的TI表面上的微分截面的对称性降低,允许后向散射。在总截面$Λ_{tot}$中发现了一个尖锐的共振峰,该共振峰位于带隙TI的带边,这为确定TI表面的带隙以及准粒子的有效质量提供了一种有用的方法.结果表明,在散射体对之间的准粒子散射过程中,干涉效应在截面上是明显的,并且当考虑较高的分波时,在$Λ_{tot}$中引入了额外的共振峰.
2011-12-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electron transport in a one dimensional conductor with inelastic scattering by self-consistent reservoirs
我们提出了一个扩展的D'Amato和Pastawski的工作电子输运在一个一维导体建模的紧束缚晶格哈密顿和非弹性散射被纳入通过连接每个网站的晶格一维铅。这个模型结合了Büttiker的移相探针的原始想法。在这里,我们考虑有限的温度和研究的电和热传输与应用化学势和温度梯度的链。我们的方法涉及量子朗之万方程和非平衡格林函数。在线性响应极限下,我们能够精确地求解模型,并得到各种输运系数的表达式。标准的线性响应关系被证明是有效的。我们还明确计算散热,并表明,电线的长度$N >> \ell$,其中$\ell$是一个连贯的长度尺度,耗散均匀地发生沿电线。对于$N << \ell$,当传输为弹道传输时,耗散主要在接触处。在欧姆和弹道输运之间的中间范围内,我们发现,化学势分布是线性的,在边界处的急剧跳跃。这些都是用一个简单的模型来解释的,在这个模型中,左右移动的电子表现为持久的随机游走者。
2007-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Quasiparticle Interference in ZrSiS - Strongly Band-Selective Scattering Depending on Impurity Lattice Site
准粒子干涉(QPI)的扫描隧道显微镜可视化使超导,拓扑,Rashba和其他奇异的电子相的k空间特性的强大的见解,但他们对杂质作为散射中心的依赖很少被仔细检查。在这里,我们调查QPI在真空解理(001)表面的狄拉克半金属ZrSiS。我们发现,位于Zr和S晶格位置上的杂质周围的干涉图案看起来非常不同,并且可以归因于主要Zr 4d衍生的能带结构的不同子集的选择性散射,即m = 0和m = +/-1分量。我们发现,散射通道的选择性需要一个解释超出了不同的频带的轨道特性和它们各自的电荷密度分布在Zr和S晶格网站。重要的是,这一结果表明,通常假设的通用散射中心,允许准粒子干涉的观察,以揭示光不加区别地和各向同性的散射事件的\textit{q} -空间不成立,因此,QPI观测的范围和解释可以强烈地依赖于材料缺陷化学。这一发现有望刺激对准粒子散射过程本身的新研究,为未来对准粒子干涉观测的解释提供信息,并最终帮助理解和工程量子电子输运性质。
2017-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit scattering visualized in quasiparticle interference
在自旋-轨道耦合的存在下,电子从杂质上散射取决于电子的自旋和轨道角动量--自旋-轨道散射。虽然一些输运性质受到自旋轨道散射的影响,但直接获得这种效应的实验技术有限。在这里,我们表明,自旋轨道散射的签名体现在准粒子干涉(QPI)成像光谱成像扫描隧道显微镜。用$T$矩阵方法对极性半导体BiTeI的实验数据进行了数值模拟,得到了较好的结果。该方法不仅考虑了通常采用的标量散射,而且考虑了比标量散射更强的自旋轨道散射。为了加速模拟,我们扩展了标准的有效方法QPI计算动量无关的散射适用于自旋轨道散射。我们进一步确定了一个选择规则,使自旋轨道散射可见的QPI图案。这些结果表明,自旋轨道散射可以发挥主导作用的QPI图案,从而表明QPI测量是可行的,以检测自旋轨道散射。
2017-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Bulk and surface electron scattering in disordered Bi$_{2}$Te$_{3}$ probed by quasiparticle interference
本文利用低温扫描隧道显微镜与准粒子干涉技术研究拓扑绝缘体Bi₂Te₃,通过自旋选择性联合态密度计算区分表面与体态散射,并基于非色散模式近似确定体能隙范围。
2024-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Scaterring of Massless Quasiparticles in the 3He-A Superfluid
本文利用Volovik类比模型和无质量Dirac方程,研究3He-A超流体中径向向错与对称涡旋背景下费米子准粒子的散射,验证了光学定理并揭示缺陷拓扑对散射过程的关键作用。
2024-12-17 cond-mat.mes-hall gr-qc
Kinetic theory of shot noise in non-degenerate diffusive conductors
我们研究非简并半导体中的电流波动,在弹性和非弹性平均自由路径之间的长度尺度。我们提出了一个精确的解决方案的非线性动力学方程的制度的空间电荷限制的传导,而不诉诸漂移近似以前的工作。通过包括接触区中有限电压和载流子密度的影响,与Gonz{á}lez等人的蒙特卡罗模拟获得定量一致性,能量无关的弹性散射率的模型。通过载流子的库仑排斥,散粒噪声功率$P$被抑制在泊松值$P_{Poisson}=2e\bar I$以下(在平均电流$\bar I$下)。在三维系统中,精确的抑制因子接近1/3,与模拟和漂移近似一致。包括散射率的能量依赖性对不带电杂质的短程散射或声学声子的准弹性散射的情况下的抑制因子的影响很小。带电杂质的长程散射仍然是一个悬而未决的问题。
1999-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech