Exciton states in cylindrical nanowires
计算了无限长圆柱形金属丝模型系统的激子基态和激发态能量。电子和空穴之间的有效库仑势作为导线半径的函数进行了研究。在绝热近似下,我们得到了“精确的”数值计算结果的有效激子的潜力和最低的激子能级,这是适合简单的解析表达式。此外,我们研究了平行于纳米线的磁场对有效势和激子能量的影响。
2005-12-16 cond-mat.mes-hall
Head-to-head domain walls in one-dimensional nanostructures: an extended phase diagram ranging from strips to cylindrical wires
到目前为止,一维结构中的磁畴壁仅在扁平条带或具有紧凑横截面(正方形或圆盘形)的圆柱形结构的情况下进行了理论描述。在这里,我们描述了一个扩展的相图统一的两个图片,广泛覆盖(宽度,厚度)空间。它是根据对称性和相变参数以及微磁模拟得出的。一个简单的分类,所有的畴壁在两个品种的基础上,提出了它们的拓扑结构:无论是与组合的横向/涡旋字符,或布洛赫点型。每个品种内的磁化强度的确切安排主要是由于需要减少偶极能量,从而产生不对称和卷曲结构。数值评估器被引入量化卷曲,和比例律推导出解析的一些等能量线的相图。
2014-12-01 cond-mat.mes-hall
Electron transport on a cylindrical surface with one-dimensional leads
一个纳米器件组成的导电圆柱体在轴向磁场与一维线连接到其侧面被认为是。从第一性原理出发,得到了系统透射系数和反射系数随电子能量变化的显式表达式。研究了传输谐振和传输零点的形式和位置。据发现,在一个线被连接到圆柱体的情况下,反射峰发生在与圆柱体的电子光谱的离散部分相一致的能量。这些峰在磁场中分裂。在两条导线的情况下,对于磁通量的整数和半整数值,在导线之间的传输中检测到非对称Fano型谐振。在接触点的特定位置处,共振会发生崩塌。磁场分裂透射峰,导致透射电子的自旋极化。
2007-05-10 cond-mat.mes-hall
Adiabatic Chiral Magnetic Effect in Weyl semimetal wires
手征磁效应(CME)是一种在施加于材料的磁场的方向上产生电流的现象。最近的理论研究表明,只要磁场以有限的频率$ω$振荡,在热平衡状态下就可以观测到日冕物质抛射。此外,在某些条件下,电流的幅度在绝热$ω\to 0$极限中不会消失,我们在这里称之为绝热CME。在这项工作中,我们考虑一个绝热CME在一个有界的样品。我们证明了边界的存在显着改变了效果的性质。使用线性响应理论,我们推导出一个简单的公式(在arXiv:1512.02144中给出),该公式使我们能够仅基于能级的知识在有界设置中描述CME。我们用这个公式来研究一个特别有趣的例子,CME完全由边界效应定义。
2017-12-15 cond-mat.mes-hall
Weyl-Majorana solenoid
具有轴向磁化的外尔半金属线具有沿着其周边缠绕的金属表面状态(费米弧),连接具有相反拓扑电荷(贝里曲率)的体外尔锥。我们调查发生了什么事,这个“外尔螺线管”,如果导线覆盖着超导体,通过确定沿导线传播的表面模式的色散关系。与超导体的耦合将费米弧分解成一对马约拉纳模,它们被能隙分开。当耦合强度沿导线变化时,存在捕获马约拉纳费米子的间隙反转。
2016-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonreciprocal Weyl semimetal waveguide
本文研究了嵌入介电介质中的磁性 Weyl 半金属圆柱形等离激元波导,确定了表面等离极化激元的色散关系,揭示了能带结构引起的色散曲线不对称性和群速度巨大分裂,并指出轨道角动量可控制传播方向。
2025-05-28 cond-mat.mes-hall
Electron-plasmon interaction in a cylindrical mesoscopic system: important similarities with Kaluza-Klein theories
人们考虑了圆柱介观系统中非线性电子-等离子体激元相互作用与卡鲁扎-克莱因理论之间的相似性,这些相似性源于纳米圆柱的角坐标与卡鲁扎-克莱因理论的紧化坐标之间的相似性。这些相似性表明,电子和等离子体状态与非零角动量表现出强烈的长程相互作用,通过交换等离子体与零角动量。这一见解已被证实,通过寻找相应的解决方案的非线性麦克斯韦方程组的相互作用等离子体。这样的解决方案有重要的后果介观金属线,孔和环,如最近观察到的密度依赖的自旋极化量子线的电磁和输运性质的描述。数值计算表明,后者的效果可以解释为电子能级分裂的回旋场由于磁光效应由电流流经量子线诱导。
2002-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dispersion and polarization conversion of whispering gallery modes in arbitrary cross-section nanowires
我们从理论上研究了具有离散或圆柱对称截面的纳米线的光学性质。形成线的材料是双折射的,在平面中和沿着线的轴显示出不同的介电响应,这通常是由纤锌矿材料(诸如ZnO或GaN)制成的线的情况。我们寻找具有适当对称性的麦克斯韦方程组的解。计算了在截面内具有高动量的模(即回音壁模)的色散和线宽随入射光角度的变化关系。我们特别强调六边形截面的情况。示出了一组方位角量子数的模式的能量位置。我们证明了TE和TM模式与双折射之间的能量分裂的依赖性。讨论了圆柱对称和离散对称情况下,随轴向波矢的增加,TE到TM的偏振转换。
2010-06-29 cond-mat.mes-hall
Tomonaga-Luttinger liquid and localization in Weyl semimetals
我们研究了非中心对称和时间反演的Weyl半金属系统在强磁场下的库仑相互作用。三维体系统被简化为许多相互作用的准一维线。每一个强相关的线可以在Tomonaga-Luttinger液体形式主义中接近。包括杂质散射,我们检查了局部化效应和电阻率的温度依赖性。讨论了实际材料中大量外尔点的影响。
2016-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin wave modes in a cylindrical nanowire in crossover dipolar-exchange regime
纳米尺度的磁性系统已被广泛研究,在各种几何形状,如不同的横截面的线,线阵列,点,环等这样的系统有有趣的物理性质和先进的磁性器件的应用前景。均匀的磁性纳米线是目前被广泛研究的基本结构。然而,它们的一些动力学性质,如自旋波模之间的(反)交叉和磁场对自旋波谱的影响,仍需要进一步研究。我们继续这项研究的调查,在固体镍纳米线的圆形截面的自旋波动力学。我们采用两种方法:半解析计算和基于有限元法的数值计算。我们求解耦合的Landau-Lifshitz和麦克斯韦方程组,并考虑静磁和交换相互作用。我们通过绘制自旋波振幅和静磁势的空间分布图来识别色散分支及其(反)交叉。我们还检查我们如何可以通过应用外部磁场来调谐模式的频谱,以及它如何影响模式及其主导类型的相互作用。
2018-07-23 cond-mat.mes-hall
Band-structure and electronic transport calculations in cylindrical wires : the issue of bound states in transfer-matrix calculations
转移矩阵法用于求解微分方程的线性系统,例如在解薛定谔方程时出现的那些,在感兴趣的解决方案是在能谱的连续部分的情况下。该技术实际上是在三维的方法,用于获得在一个维度的散射解决方案的推广。使用层添加算法允许控制计算的稳定性,并有效地描述基本单元的周期性重复。这篇文章,这是一个更新的文章最初发表在物理和化学新闻16,46-53(2004年),提供了一个教学介绍这种技术。它详细描述了如何与一个无限的周期性介质的能带结构,可以从传输矩阵,表征一个单一的基本单元提取。应用该方法计算了电子在余弦势作用下在圆柱形导线中的透射率和能带结构。模拟结果表明,束缚态必须考虑,因为它们的影响,作为尖锐的共振的传输概率和消除非物理的不连续性的能带结构。额外的状态只会提高表示的完整性。
2019-07-16 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph quant-ph
Spontaneous persistent currents and time-reversal symmetry breaking in thick-walled Weyl semimetal cylinders
Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学核科学研究所)
通过低能有效哈密顿量解析求解厚壁外尔半金属圆柱体的本征值问题,发现外尔节点的空间分离作为内禀手征规范场,在零外磁通下自发破缺时间反演对称性,产生持续电流和电导通道展开。
2026-05-26 cond-mat.mes-hall
Finite-height effect on electron energy structure of lead salts nanorods
利用有效质量理论研究了铅盐纳米棒的有限高度对其电子结构的影响。它表明,对于大多数实际的目的,它可以占通过采样的子带色散依赖性的无限圆柱形量子线的相同半径的波数$k_z=πn_z/H$,其中$H$是纳米棒的高度和$n_z$是一个整数。然而,在某些条件下,否则简并电子能级将排斥。对这些情况作了详细说明。
2013-01-11 cond-mat.mes-hall
Quantum confinement, energy spectra and backscattering of Dirac fermions in quantum wire in magnetic field
本文研究了圆柱形量子线中大质量狄拉克费米子的能谱和后向散射问题。狄拉克费米子由3D狄拉克方程描述,并在导线的表面处补充有时间反演不变的边界条件。即使在零磁场中,光谱量子限制态和表面态也基本上依赖于边界参数a0。在a0 > 0(a0 < 0)的线表面,表面态在体带隙内(外)形成一维块状子带。纵向磁场改变能谱。在粗导线和弱磁场的限制下,当半整数个磁通量量子通过导线截面时,一维无质量表面子带出现。我们揭示的条件时,由非磁性杂质的表面狄拉克费米子的背散射被抑制。此外,我们还计算了无质量表面狄拉克费米子在磁场中碰撞和弹道机制下的电导。
2013-09-10 cond-mat.mes-hall
Non-Linear and Non-Local Meissner Effect in Superconducting Wires
使用半经典近似下精确的数值方法研究了具有任意无序的载流圆柱形导线中的迈斯纳效应的结构。电流的分布被发现是非单调的径向坐标的函数。对于高电流,一个强大的无间隙超导状态在干净和肮脏的引线表面发展。我们的计算提供了一个定量理论的临界电流在现实的电线。
2000-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A material view on extrinsic magnetic domain wall pinning in cylindrical CoNi nanowires
磁畴壁(DW)运动的速度和可靠性是必须被控制以实现用于逻辑和存储器应用的基于DW的磁性器件的全部潜力的关键参数。一个主要的障碍,这是外在的DW钉扎在特定的网站相关的形状和材料缺陷,这可能是目前,即使样品合成得到很好的控制。了解DW钉扎的起源和减少它是特别可取的电化学沉积的圆柱形磁性纳米线(NW),理论计算预测的迷人的物理测量已被抑制显着的钉扎。通过施加准静态磁场,我们实验研究了$_x$-Ni $_{100-x}$纳米线中的DW钉扎。丝成分随$x=20,30,40$而变化,而微结构通过退火或改变用于沉积的电解质的pH而改变。我们的结论是,钉扎由于晶界是占主导地位的机制,减少与自发磁化强度和晶粒尺寸。二阶效应包括晶格应变的不均匀性和剩余磁晶各向异性。表面粗糙度,位错和杂质预计不会在这些线样品的DW钉扎中发挥重要作用。
2021-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Helical Majorana fermions at the interface of Weyl semimetal and d-wave superconductor: Application to Iridates and high-Tc Cuprates
在自旋三重态超导体中,半量子涡旋核内存在马约拉纳束缚态。尽管付出了巨大的努力,它们还没有在任何自旋三重态超导体候选材料中被发现。在拓扑绝缘体的成功之后,人们又提出了另一条获得Majorana费米子的途径:s波超导体和具有强自旋轨道耦合的拓扑绝缘体或半金属的异质结构提供了一个有效的无自旋$p+ip$配对,它支持了单个涡旋中的Majorana束缚态。这一理论观测激发了实验和理论界寻找马约拉纳费米子,最近有报道称在一维线的末端存在一个局域马约拉纳态。本文研究了外尔半金属与d波超导体的二维界面,它促进了一对螺旋状的Majorana费米子沿界面边缘的传播。我们认为,铱氧化物层IrO $_2$归类为二维Weyl半金属在高温铜氧化物附近将是一个最好的例子,探索这些螺旋马约拉纳模式。
2017-08-31 cond-mat.mes-hall