Theory of Transmission through disordered superlattices
我们推导了一个通过无序有限超晶格的传输理论,其中界面粗糙度散射被无序平均化处理。这一过程允许有效地计算透射率通过具有大横截面的样品。这些计算可以使用Keldysh或Landauer-Büttiker传输公式进行,两者都产生相同的方程。对于接近最低的迷你带的能量,我们证明了计算效率的Wannier函数近似的准确性。我们的计算表明,传输界面粗糙度的强烈影响和有关的规模和大小的缺陷,可以从传输数据的信息。
1999-09-16 cond-mat.mes-hall
Diffusive Quantum Criticality in Three Dimensional Disordered Dirac Semimetals
三维Dirac半金属对弱势无序是稳定的,但对强无序是不稳定的。用重整化群的语言来说,这种稳定性源于非相互作用高斯不动点附近弱无序的无关性。然而,超过一个阈值,潜在的障碍可以采取狄拉克半金属到一个可压缩的扩散金属相通过量子相变(QPT),在零能量,准粒子寿命和金属导电率在$T=0$,态密度是有限的。这种非常规的QPT的普遍行为内描述的一个$ε(=d-2)$的框架内的较低的临界尺寸附近的扩展。通过在消失的副本极限下进行双环微扰展开,得到了该QCP附近的各种指数,证明了该理论至少在双环阶下是可重整化的,并证明了这样的QPT在性质上总是连续的,具有相同的大学类,具有由奇宇称无序驱动的类似跃迁,临界指数与狄拉克费米子的味数无关,因此可能与无序Cd $_3$ As $_2$,Na $_3$ Bi密切相关。提出了比热、态密度等各种可测量在量子点上的标度行为。
2015-01-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Condition for the emergence of a bulk Fermi arc in disordered Dirac-fermion systems
本文用重整化群方法研究了二维倾斜Dirac-费米子系统的低能行为,其中费米子具有两个不同的轨道,它们之间没有任何对称性.四种类型的无序的潜力,两个眶间和两个眶内,被认为是。如果只有一种轨道间无序,费米子无序散射会导致费米子态密度和比热的对数或幂律修正。相比之下,眶内无序可以将系统转变为强无序相。在这种无序相,计算的基础上自洽玻恩近似显示,狄拉克点被破坏,并取代体费米弧。我们还研究了四种类型的无序的相互作用,并发现狄拉克点可以保持完整或让位给费米弧。在这种情况下,我们得到了费米弧出现的条件。我们的研究结果表明,无序可以导致丰富的低能性质的倾斜狄拉克费米子。
2018-08-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Resilient Intraparticle Entanglement and its Manifestation in Spin Dynamics of Disordered Dirac Materials
本文揭示了无序石墨烯中自旋弛豫机制与自旋-子晶格自由度纠缠之间的直接联系,并证明这种粒子内纠缠对无序具有鲁棒性,为量子信息处理提供了新资源。
2024-05-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Rare region effects dominate weakly disordered 3D Dirac points
本文研究了具有弱有限程标量势无序的三维狄拉克费米子。在干净的系统中,态密度在狄拉克点二次消失。无序是已知的微扰无关,和以前的理论工作已经假设狄拉克半金属相,其特征在于一个消失的状态密度,生存在弱无序,有限的无序相变的扩散金属与非零的状态密度。在本文中,我们表明,非微扰效应的稀有区域,这是错过了传统的无序平均计算,而不是引起一个非零的状态密度为任何非零的障碍。因此,在非零无序下不存在狄拉克半金属相。结果建立了一个启发式的缩放参数,并通过系统的鞍点分析。我们还讨论了狄拉克点附近的输运。在狄拉克点,我们认为,运输是扩散,并通过罕见的共振之间的跳跃收益。当化学势远离狄拉克点时,有一些有趣的中能区,其中稀有区域产生散射共振,决定了直流电导率。我们导出了无序三维Dirac点附近输运的标度理论。我们还讨论了在狄拉克点的吸引相互作用的无序的相互作用,以及由此产生的颗粒超导和玻色玻璃相。我们的结果是相关的狄拉克点,包括外尔半金属的所有3D系统。
2014-05-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Shot noise fluctuations in disordered graphene nanoribbons near the Dirac point
研究了无序石墨烯纳米带中散粒噪声功率的随机涨落。特别是,我们计算的分布的散粒噪声的锯齿形和扶手椅边缘终端的纳米带。我们发现,散粒噪声统计是不同的每种类型的这两种石墨烯结构,这是存在不同的电子局域化的结果:而在锯齿形纳米带的电子边缘状态是安德森本地化,在扶手椅纳米带的边缘状态是不存在的,但电子是被动本地化。我们的分析结果得到了验证紧束缚数值模拟与随机跳跃元素,即,非对角无序,这保持了石墨烯子晶格的对称性。
2015-07-01 cond-mat.mes-hall
Transmission statistics in nonconservative disordered optical medium
本文确定了电磁能量在一维无序介质中传输时的累积量。为了这个目的,我们推导出Keldysh非线性西格玛模型的作用与源项,产生的能量电流波动。发现随着吸收(放大)的增加,无序实现的系综上的波动减少(增加)。在保守介质中,涨落与透射系数的Dorokhov分布有关。
2013-08-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ballistic transport in disordered Dirac and Weyl semimetals
研究了无序点结半金属中Dirac和Weyl电子的动力学行为。通过格点模型的波包动力学模拟,展示了输运的弹道特征。我们发现,弹道输运生存下相当大的强度的无序的半金属-金属的过渡点,这表明点节点半金属对无序的鲁棒性。我们还可视化的鲁棒性的节点和线性色散下破坏平移对称。波包的速度随着无序度的增加而减慢,并在接近无序度的临界值时消失,从而成为序参量。所得到的波包速度的临界行为与标度猜想所预言的一致。
2020-06-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Diamagnetism of Confined Dirac Fermions in Disordered Graphene
研究了无序石墨烯中均匀磁场作用下受限狄拉克费米子的抗磁性。利用能谱的解,从统计力学的观点讨论了轨道磁性。更准确地说,通过格林函数的技术,获得了短距离和长距离无序的自能。这使我们能够确定短期和长期疾病的易感性与限制。我们比较我们的研究结果与已经发表的工作,并指出这些研究结果的相关性,在一个封闭的潜力的抗磁性的系统制定。
2011-05-17 cond-mat.mes-hall hep-th math-ph
Statistics of Transmission Eigenvalues for a Disordered Quantum Point Contact
研究了量子点与邻近杂质接触时的传输本征值分布。在半经典情况下(化学势位于电导平台),我们发现该系统的透射性质是由高斯随机反射矩阵的系综得到的。该分布仅取决于开放的传输通道的数量和平均反射本征值,并且从一个开放通道的泊松分布跨越到电路理论在大量开放通道的限制下所预测的形式。
2004-01-06 cond-mat.mes-hall
Exact Multifractality for Disordered N-Flavour Dirac Fermions in Two Dimensions
本文用非微扰方法计算了二维Dirac费米子与非阿贝尔随机矢势相互作用的临界波函数在强无序下的多重分形标度指数。从共形场论推导出一个有效的高斯模型的波函数振幅和映射到一个随机势中的单个粒子的热力学,得到的结果,适用于任意数量的费米子味。我们的光谱证实,波函数保持离域在强无序的存在。
1998-04-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall hep-th
Critical level-statistics for weakly disordered graphene
在二维空间中,无质量的狄拉克费米子在无序的情况下会出现混沌的能级统计。对于具有锯齿形边缘的弱无序石墨烯薄片,在狄拉克区域中获得的能级间距分布既不是混沌的(维格纳)也不是局部的(泊松),而是类似于安德森金属-绝缘体转变的临界点处的能级间距分布。有限石墨烯中的量子输运可以像拓扑绝缘体中一样通过临界边缘态发生,对于强无序,Dirac区域消失,石墨烯表现为普通的Anderson绝缘体。
2013-02-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Delocalization of surface Dirac electrons in disordered weak topological insulators
三维弱拓扑绝缘体侧面的无质量狄拉克电子的能谱受构成样品的单位原子层数目是偶数还是奇数的显著影响,在偶数情况下它具有有限大小的能隙,而在奇数情况下它是无能隙的.当费米能级位于狄拉克点时,计算了具有淬火无序的二维狄拉克电子系统的电导率。结果表明,电导率随着无序度的增加而增加,当系统的纵横比适当固定时,电导率没有明显的奇偶差异。从系统的平均电导率的大小依赖性,标度函数$β$下确定的单参数标度假设。结果表明,$β= 0$处于电导率最小化的清洁限度内,而$β> 0$处于其他限度内。因此,该系统是一个完美的金属在热力学极限,除了在清洁的限制,应被视为一个不稳定的不动点。
2014-09-26 cond-mat.mes-hall
Density of states of disordered Dirac particles: Infinitely many operators with negative scaling dimensions and freezing transitions
本文用场论方法计算了正方形晶格上粒子跳跃并处于无序状态时,在带中心$ε=0$附近的全局态密度(GDOS)。GDOS像$ |ε|^{-1}\exp (-c|\lnε|^κ ) $与$κ=2/3$一样发散,与Motrunich \textit{et al.}的预测一致,与Gade的较早预测($κ=1/2$)不一致。
2003-11-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Universal optimal transmission of light through disordered materials
我们通过实验证明了通过强散射材料的光传输增加。波前整形用于选择性地将光耦合到材料中的开放传输通道,从而使总透射率增加高达44%。几百次实验的结果都与随机矩阵理论有很好的定量一致性。将我们的测量外推到完美波前成形的极限,我们发现无论样品的厚度如何,普遍透射率都为2/3。
2008-08-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Half-integer quantum Hall effect of disordered Dirac fermions at a topological insulator surface
分析了单粒子狄拉克费米子的非常规(半整数)量子霍尔效应。我们讨论了可能的实验测量的半整数霍尔电导$g_{xy}$的拓扑绝缘体表面状态,并解释如何调和Laughlin的磁通插入参数与半整数$g_{xy}$。使用朗道能级波函数的涡旋态表示,我们计算了超出线性响应的电流密度,这是特别相关的拓扑图像的非线性效应。作为主要结果,导出了描述单粒子狄拉克费米子量子霍尔效应局域化物理的场论。在这方面,(缺席)奇偶校验异常的问题重新审视。对重整化群流和相图进行了广泛的讨论。RG流的起始值由反常霍尔效应的玻尔兹曼输运理论得到的半经典电导率张量给出。
2014-06-19 cond-mat.mes-hall
Extinction of coherent backscattering by a disordered photonic crystal with a Dirac spectrum
二维三角晶格的光子晶体在光谱中具有锥形奇异性。接近这个所谓的狄拉克点,麦克斯韦方程组简化为超相对论自旋1/2粒子的狄拉克方程。在这里,我们表明,半整数自旋和相关的Berry相位仍然可以观察到的晶体中存在的无序。标量(自旋零)波的相长干涉产生相干后向散射峰,其由无序平均反射光子通量的加倍组成,而由Berry相位引起的相消干涉以与入射角相关的角度通过时间反演对称性抑制反射强度。我们证明了这种消光相干后向散射麦克斯韦方程组的数值解,并与狄拉克方程的分析预测。
2009-01-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Singular Density of States of Disordered Dirac Fermions in the Chiral Models
研究了随机手征模型中的狄拉克费米子,包括随机规范场模型和随机跳跃模型。我们专注于连续介质和晶格模型之间的连接,以提供一个清晰的视角为随机手征模型。通过对$250\times 250$以下大系统的数值研究,揭示了零能附近态密度(DoS)的两种不同结构,一种是在中间能区能量与能量的幂律关系,另一种是在零能区能量与能量的发散关系.对于随机跳跃模型,我们发现的分歧DoS在非常窄的能量范围内调和以前的不一致的晶格和连续模型之间。
2001-07-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Accurate evaluation of the Green's function of disordered graphenes
对无序石墨烯中非相互作用电子的格林函数和自能函数进行了精确的模拟。基本的物理量,如弹性弛豫时间τe,相速度vp,和群速度vg的评估。揭示了狄拉克点附近的新特征,表明多重散射诱导的Bloch态杂化在狄拉克点附近起着重要作用。
2010-05-20 cond-mat.mes-hall
Spectrum collapse of disordered Dirac Landau levels as topological non-Hermitian physics
本文利用非厄米准粒子哈密顿形式研究了狄拉克电子系统中朗道能级的无序效应。这种形式主义揭示了自旋相关的散射率引起朗道能级的光谱崩塌,即,在有限的外部磁场下,第n和第n能级之间的能隙消失。在弱磁场和强磁场下,谱都发生了坍缩,表现出重入行为。特别地,在强磁场区,与天真的期望相反,磁场的增加稳定了Dirac Landau能级的谱塌缩。此外,它揭示了频谱崩溃是与出现的涡旋纹理与拓扑缠绕数的复杂的非厄米系统的能量谱。
2021-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Localization behavior of Dirac particles in disordered graphene superlattices
通过使单层石墨烯片经受周期性电势而形成的石墨烯超晶格(GSL)可用于设计能带结构,并且由此设计电荷传输性质,但是这些对无序的存在敏感。利用弱无序展开方法研究了标量势和矢量势GSL中弱无序诱导的无质量二维Dirac粒子的局域化行为.特别是,它是如何研究的李雅普诺夫指数(逆本地化长度)依赖于入射角的一维GSL。标量和矢量GSL的离域共振。可以利用李雅普诺夫指数的尖锐角度依赖性来实现无序诱导的滤波,如通过全2D数值波包模拟所验证的。
2011-11-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Narrow depression in the density of states at the Dirac point in disordered graphene
数值研究了二维砖层晶格上运动的非相互作用粒子的电子性质。特别是,在空间变化的随机磁通量的形式的无序的影响进行了研究。此外,考虑了强垂直恒定磁场$B$。对于$E\to 0$,态密度$ρ(E)$变为零,与有序系统中一样,但是具有陡得多的斜率。这两种情况都会发生:B=0时在狄拉克点,有限$B$时在中心朗道带的中心。在狄拉克点附近,分析了$ρ(E)$对系统尺寸、无序强度和恒定磁通量密度的依赖性,并拟合到先前提出的与热量子霍尔效应有关的解析表达式。额外的短程在位无序完全消除了狄拉克点处态密度的缺口。
2009-11-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Long-range correlations in disordered graphene
研究了具有随机矢势的类Dirac旋量模型在Dirac点附近的长程关联现象。这些关联源于自发破缺的对称性及其相应的Goldstone模。使用强无序展开,关联函数和矩阵元素进行了分析,并与弱无序展开的结果进行了比较。局域态密度关联和狄拉克点上下态的重叠具有长程行为的特征。关联范围随着离狄拉克点的距离而减小。输运是扩散的,对于任何无序强度,扩散系数与单粒子散射时间成正比。粒子-空穴散射的特殊性质的一个结果是弱无序和强无序的恒定微波电导率,描述了与传统的Drude输运的偏离。该模型的一些性质可以与一种由无序产生的近藤尺度联系起来。最后,在狄拉克点的波函数的性质的特点是他们的参与率,表明在狄拉克点的临界状态。
2008-09-04 cond-mat.mes-hall
Finite-size scaling analysis of the conductivity of Dirac electrons on a surface of disordered topological insulators
二维(2D)无质量狄拉克电子出现在三维拓扑绝缘体的表面上。研究了强拓扑绝缘体中费米能级位于狄拉克点的二维狄拉克电子系统的电导率。数值计算了长$L$和宽$W$系统在横向周期或反周期边界条件下的平均电导率$\langleσ\rangle$,并应用有限尺寸标度方法分析了其行为.结果表明,$\langleσ\rangle$是最小化的干净的限制,在那里它成为标度不变,只依赖于$L/W$和边界条件。它还表明,一旦引入无序,$\langleσ\rangle$单调增加与增加$L$。因此,该系统成为一个完美的金属在$L \to \infty$的限制,除了在清洁的限制,这应该被确定为一个不稳定的固定点。虽然$\langleσ\rangle$的标度曲线强烈依赖于$L/W$和不稳定不动点附近的边界条件,但随着$\langleσ\rangle$的增加,它变得几乎与它们无关,这意味着它渐近地服从一个普遍规律。
2016-08-29 cond-mat.mes-hall
Disordered Dirac Fermions: Multifractality Termination and Logarithmic Conformal Field Theories
我们重新详细研究费米子与非阿贝尔随机矢量势相互作用的问题。不诉诸副本或超对称的方法,我们表明,在无限的无序强度的限制,该理论具有一个精确的解决方案,采取的形式的对数共形场论。我们表明,在SU(2)理论中的局部性条件的适当处理导致终止的多重分形谱,或者换句话说,终止的无限层次的负维运营商,被认为是发生。基于对数简并性的论证,我们推测对于一般SU(N)应该存在这样的终止机制。此外,我们的研究结果得出的结论是,以前的副本解决这个问题产生不正确的结果。
1998-05-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Density of states of disordered graphene
我们计算了由于杂质势引起的无序石墨烯中的平均单粒子态密度。对于未屏蔽的短程杂质,我们采用非自洽和自洽玻恩矩阵和$T$矩阵近似来计算自能。其中,只有自洽的$T$ -矩阵近似给出了一个非零的状态密度在狄拉克点。在杂质势中,狄拉克点的态密度是非解析的。对于屏蔽短程和带电长程杂质势,在杂质存在下,狄拉克点附近的态密度通常比纯系统的态密度增加。
2008-10-18 cond-mat.mes-hall
Diverging dc conductivity due to a flat band in disordered pseudospin-1 Dirac-Weyl fermions
一些晶格,如骰子晶格或李布晶格,拥有狄拉克锥和一个穿过狄拉克点的平带,其有效模型是赝自旋-1的狄拉克-外尔方程。我们调查的命运的平带中存在的障碍,通过专注于态密度(DOS)和直流电导率。虽然中心枢纽网站并没有揭示的平带的存在下,亚晶格上的非中心网站上的解决DOS表现出一个狭窄的峰值与高度约1/ \sqrt{g}与g的无量纲的无序方差。虽然在平带上群速度为零,但由于传播带与平带之间的带接触点周围的带间跃迁,直流电导率随无序度减小而发散为ln(1/g)。给出了更高赝旋的推广。
2013-05-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Correlations in Transmission of Light through a Disordered Amplifying Medium
本文考虑了光通过强散射放大介质时透射系数的角相关函数和频率关联函数。结果表明,与弹性散射介质的情况一样,关联函数也由三项组成。然而,术语的结构却大不相同。角关联具有幂律衰减并呈现振荡。不存在弹性介质中的“记忆效应”。在激光阈值附近,扩散模之间的相互作用强烈增强。频率相关尺度在接近激射阈值时减小。我们还考虑了时间相关的传输的情况下,非平稳的不均匀性。我们发现短期和长期的时间相关性。在阈值附近,短程相关尺度减小,而长程相关尺度变为无穷大。
1998-04-29 cond-mat.mes-hall
Disordered Dirac Fermions: the Marriage of Three Different Approaches
本文比较了在随机SU(N)(非阿贝尔)规范势存在下,用三种不同方法得到的二维(无质量)狄拉克费米子的临界多点关联函数。我们严格重新审视以前的结果,使用副本的方法和无限无序强度的限制,并将它们与使用超对称方法N=2的情况下获得的新结果(在这里)进行比较。我们证明,这三种不同的方法会导致相同的结果。由此得到了明显不同的共形场论之间的显著关系。我们进一步建立了随机狄拉克费米子问题和致密聚合物的c=-2理论之间的联系。c=-2理论的存在可以在所有三种不同的疾病治疗中看到。
2001-07-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall hep-th
Electronic transport in disordered graphene superlattices with scale-free correlated barrier spacements
采用传输矩阵方法研究了具有长程关联势垒的石墨烯超晶格中的电子输运。通过将低能电子激发看作无质量的狄拉克费米子,我们计算了具有随机分布的势垒的石墨烯超晶格的透射谱,其长程关联由幂律谱密度$S(k)\propto 1/k^α$控制.我们发现,在大的入射角,在无序分布的相关性不发挥重要作用的电子传输。然而,长程关联抑制了安德森局域化,因为接近正入射,并且设置了一个让人想起克莱因隧穿的传输模式带。
2020-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Enhanced transport length of spin-helical Dirac fermions in disordered 3D topological insulators
本文通过量子输运实验证明Bi$_2$Se$_3$纳米带中自旋螺旋狄拉克费米子的各向异性散射使输运长度显著增强,在强无序下仍获得$l_\textrm{tr}/l_\textrm{e}\approx8$的大比值,表明降低体掺杂后自旋翻转长度有望达到微米量级。
2016-01-21 cond-mat.mes-hall
Criticality of two-dimensional disordered Dirac fermions in the unitary class and universality of the integer quantum Hall transition
二维(2D)狄拉克费米子是现代凝聚态物理的中心范例,描述了石墨烯中、某些类别的超导体中以及3D拓扑绝缘体表面上的低能激发。在零能量E=0时,质量为m的狄拉克费米子是能带绝缘体,陈数在m=0时跳变1。这一观察结果使Ludwig等人[Phys.Rev.B50,7526(1994)]推测二维无序狄拉克费米子(DDF)的跃迁和整数量子霍尔跃迁(IQHT)受同一不动点控制,并具有相同的普适临界性质。考虑到对量子反常霍尔效应、现代凝聚态物理和我们对无序临界点的一般理解等新兴领域的深远影响,令人惊讶的是,这个猜想从未经过数值测试。在这里,我们报告的结果,广泛的数值上的相图和临界的2D-DDF在酉类。我们发现在m=0处有一条临界线,其局域化长度指数与能量有关。在大能量下,我们对DDF的结果与来自IQHT模型的最新数值结果ν_IQH = 2.56 - 2.62一致。然而,在E=0时,我们得到ν_0 =2.30-2.36,与ν_IQH不相容。这一结果挑战了IQHT的不同模型之间的关系,并讨论了几种解释。
2021-02-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Invariants of disordered semimetals via the spectral localizer
谱定域器是将哈密顿量置于狄拉克陷阱中。对于拓扑绝缘体,它的谱不对称性等同于拓扑不变量,为数值计算提供了一种高效的工具。在这里,这种技术被扩展到无序半金属,并允许访问狄拉克或外尔点的数量以及弱不变量。这些后一种不变量意味着表面态的存在。
2021-08-13 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Disordered 2d quasiparticles in class D: Dirac fermions with random mass, and dirty superconductors
由马约拉纳型哈密顿量控制的无序非相互作用准粒子--突出的例子是具有破缺时间反演和自旋旋转对称性的脏超导体,或者具有波动键强度的2d伊辛模型的费米子表示--被称为D类。在二维空间中,这种弱无序系统可能具有金属相,超出了强无序所期望的绝缘相。我们表明,2D金属相来自自由马约拉纳费米子点,在RG轨迹的扰动WZW模型的方向。为了建立这一结果,我们开发了一个超对称的非阿贝尔玻色子化方法的扩展。在金属-绝缘体转变的金属一侧,态密度在零能量时变得不为零,这是通过类似于动力学质量产生的机制实现的。在N种无序狄拉克费米子模型中,通过映射到一个非线性西格玛模型(其中包含一个Z_2自旋自由度)来研究这一特性.我们计算了有限系统的态密度,并在遍历极限下与D类随机矩阵预测一致。涡旋无序是自由费米子点处的一种相关扰动,它改变了低能态密度,抑制了局域Z_2自由度,从而导致不同的对称性类BD。
2000-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Reflection and transmission of waves in surface-disordered waveguides
基于不变嵌入方程,通过数值模拟研究了波在无序多模波导中的反射和透射振幅。特别是,我们分析了表面型无序的行为上的系综平均和波动的反射和透射系数,反射率,透射率和电导的影响。我们的结果表明,异常的模式色散和粗糙表面散射的组合所产生的影响:对于一个给定的波导长度,模式的横向动量越大,更强烈的是模式散射。这些效应表现在透射系数的模式选择性、反常后向散射增强、反射和透射、反射和透射中的散斑图以及电导及其普遍波动中。结果表明,在体积杂质,准一维结构(波导)中的表面散射引起的弹道,扩散,和本地化制度在同一样品内的共存。
1999-03-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
Emergence and dynamical properties of stochastic branching in the electronic flows of disordered Dirac solids
石墨烯以及更一般的狄拉克固体构成了电子流是超相对论的二维材料。当狄拉克固体沉积在不同的衬底表面粗糙度,局部随机电位的发展,通过不均匀的电荷杂质分布。这种外部电势深刻地影响了电荷流动,并诱导了电流分支的混乱模式,该模式通过由表面的随机性产生的聚焦和散焦效应而发展。可以使用附加偏置电压来调谐载流子电流的分支模式。我们采用分析和数值计算的方法来研究狄拉克固体中载流子分支的发生和统计特性。我们发现一个特定的缩放类型的关系,连接的物理规模的分支的发生与特征介质属性,如无序和偏置场。我们使用数值来测试和验证的理论预测,以及微扰的方法,给出了一个明确的指示制度的有效性的方法。这项工作是相关的设备应用程序,并可以进行实验测试。
2018-03-24 cond-mat.mes-hall nlin.PS physics.comp-ph
Scaling behaviour of the transmission poles for Dirac comb
在复能量平面上研究了一维周期性放置的$N$个相同狄拉克δ势的传输极点。数值结果表明,极点的虚部与1/N成比例。导出的极点的近似形式,它支持的缩放行为的极点发现数字。它表明,极点的虚部成比例的实部的极点靠近两端的频带。
2000-05-24 cond-mat.mes-hall
Coherent wave transmission in quasi-one-dimensional systems with Lévy disorder
我们研究了无序准一维系统中传输的随机涨落,例如无序波导和/或量子线,其无序的随机配置的特征在于具有长尾的密度分布,称为Lévy分布。相对于标准的指数局域化(安德森局域化),Lévy无序的存在导致了传输的大波动和反常局域化。我们计算了在存在和不存在时间反演对称性的情况下,不同数量的传输通道的传输涨落的完整分布。发现了具有Anderson定域和反常定域的无序系统之间的透射统计的显著差异。紧束缚数值模拟的理论预测独立证实。
2017-11-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Tilted Dirac Cones in Two-Dimensional Materials: Impact on Electron Transmission and Pseudospin Dynamics
本文研究二维 Dirac 材料异质结中倾斜 Dirac 锥对电子隧穿、透射概率及赝自旋动力学的影响,并揭示亚临界倾斜中间层中的全透射与厚度周期性。
2024-02-06 cond-mat.mes-hall
Surface quantum critical phenomena in disordered Dirac semimetals
该研究利用重整化群与 ε 展开分析半无限 Dirac 半金属的表面量子相变,给出表面相变、超常相变及特殊相变点的临界性质。
2024-05-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Disorder Induced Phase Transition for Random 2D Dirac Fermions
我们提出的证据表明,二维狄拉克费米子在随机阿贝尔规范势的存在下,表现出相变时,无序强度超过一定的临界值。我们认为,这种相变具有独特的无序系统的新特性。它在许多方面类似于二维中从稀相到密相的过渡。特别是,我们认为,无序狄拉克费米子的中心荷,是$c=0$过渡前,改变为$c=-2$。针对最近提出的含$c=-2$的量子霍尔跃迁模型,讨论了其对量子霍尔跃迁的可能影响。
1999-07-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Superconductivity of disordered Dirac fermions
我们研究了无序对两个空间维度中具有吸引力相互作用的无质量自旋狄拉克费米子的影响,并表明无序和吸引力相互作用的结合对狄拉克半金属相是致命的。首先,我们导出了具有可调掺杂水平(μ)和吸引强度(g)的干净狄拉克费米子系统的零温相图。我们表明,它包含两个阶段:超导体和狄拉克半金属。然后,我们表明,任意弱无序破坏狄拉克半金属,把它变成超导体。我们讨论了长程无序和短程无序的超导电性强度。对于长程无序,超导电性随无序强度呈指数弱。对于短程无序,均匀平均场分析预测,超导性应该是双指数弱的无序强度。然而,对介观涨落的更仔细的处理表明,局部超导熔池应该在更高的温度下形成,并且应该在弱无序中仅呈指数小的温度下建立全局相位相干。我们还讨论了无序的效果上的量子临界点的清洁系统,通过复制场论的无序的效果建设。我们表明,无序是一个相关的扰动的超对称量子临界点。我们预计,在存在吸引力的相互作用,从临界点的流动结束在超导相,虽然坚定的结论不能得出,因为重整化群分析流到强耦合。我们认为,虽然我们预计量子临界点得到超导相下掩埋,签名的临界点可能是可见的有限温度量子临界制度。
2013-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Anderson localization and the quantum phase diagram of three dimensional disordered Dirac semimetals
通过数值精确方法计算平均态密度、典型态密度和参与比的倒数,研究了存在猝灭轴向或标量势无序时三维非相互作用Dirac半金属的量子相图.我们发现,作为一个功能的无序强度的半填充(即未掺杂)狄拉克半金属显示三个不同的基态,即不可压缩的半金属,可压缩的扩散金属,和本地化的安德森绝缘体,在形成鲜明对比的传统的脏金属,只支持后两个阶段。我们建立了两个不同的量子临界点的存在,这两个量子临界点分别支配半金属-金属和金属-绝缘体量子相变,也揭示了它们潜在的多重分形性质。远离半填充的(掺杂的)系统表现为扩散金属,可以只经历安德森局域化,这是通过确定的迁移率边缘和能量和无序方面的相图。
2015-08-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Optical conductivity of disordered graphene beyond the Dirac cone approximation
本文在狄拉克锥近似下系统地研究了无序石墨烯的光学电导率和态密度。在全π带紧束缚模型的框架下,利用Kubo公式计算了石墨烯的光学电导率.考虑了不同类型的非相关和相关无序,如随机或高斯势,随机或高斯最近邻跳跃参数,随机分布的空位或它们的团簇,以及随机吸附的氢原子或它们的团簇。对于足够大的浓度的共振杂质,一个新的峰值的光学电导率被发现,与中间带隙状态和主π带的范霍夫奇点之间的跃迁。我们进一步讨论了掺杂对光谱的影响,并发现少量的共振杂质足以获得光谱的红外部分中的电导率的背景贡献,与最近的实验一致。
2011-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Quantum transport at the Dirac point: Mapping out the minimum conductivity from pristine to disordered graphene
石墨烯的最小电导率$σ_\mathrm{min}$的相空间映射使用的朗道理论修改为散射使用费米的黄金法则,以及非平衡格林函数(NEGF)模拟与杂质分布的蒙特卡罗采样。由此产生的“扇形图”跨越了从弹道到不同纵横比($W/L$)扩散的范围,并有几个惊喜。{The器件纵横比决定了允许多少隧穿(在接触之间),并成为$σ_{min}$从弹道状态演变到扩散状态的主导因素。我们发现$σ_{min}$相对于杂质密度的增加(对于$W/L>1$)或减少($W/L<1$)趋势,所有都在脏极限处收敛于$128q^2/π^3h\sim 4q^2/h$周围。在扩散极限中,由于来自电荷池的导电模式的增加与来自狄拉克点处的散射的平均透射率的减少之间的精确抵消,{电导率}准饱和。在清洁弹道极限下,计算出的最低模式的电导率显示出令人惊讶的Fabry-Pérot振荡的不存在,与包括双层石墨烯在内的其他材料不同。我们认为,即使在低温下振荡的缺乏是克莱因隧道的签名。
2015-07-05 cond-mat.mes-hall
Robust non-integer conductance in disordered 2D Dirac semimetals
研究了二维Dirac半金属纳米线在无序情况下的电导$G$。对于一个均匀的纳米线长度$L$由单位细胞的数量,我们发现非整数值的$G$是独立的$L$和持续弱无序,由消失的波动$G$。该效应是由引线和纳米线之间的接触(界面)处的散射效应、纳米线中存在的用于偶$L$的能隙以及2D狄拉克半金属的拓扑性质的组合产生的。与传统材料不同,由于在界面处的散射而减少的$G$在纳米线内部稳定在非整数值,导致弱无序的拓扑相。对于强无序的系统离开拓扑相和$G$的波动增加,因为系统经历了过渡/交叉向安德森本地化(绝缘)相,通过一个非标准的无序相。我们研究了$G$在这些阶段的标度和统计。此外,我们已经发现,稳健的非整数$G$的效果对于奇数$L$消失,这导致整数$G$,其由纳米线中的开放通道的数目确定,由于共振散射。
2022-05-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
Local density of states in disordered graphene
我们研究了两种晶格模型,蜂窝晶格(HCL)和一种特殊的正方形晶格(SQL),这两种晶格模型都在连续极限下简化为Dirac方程。在存在无序(高斯势无序和随机矢量势)的情况下,我们研究了态密度(DOS)的数值和解析行为。虽然可以推导出一个上限的SQL上的DOS在狄拉克点,这也证实了数值计算,没有这样的上限存在的随机矢量势的存在下的HCL。对最低本征值的仔细研究确实表明,在HCL上的狄拉克点处,DOS可能是发散的。尽管有一个共同的连续极限,这些晶格模型表现出不同的行为。
2008-12-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Pseudodiffusive transmission of nodal Dirac fermions through a clean d-wave superconductor
我们计算了电子和空穴在两个正常金属电极(N)之间的传输,两个正常金属电极(N)之间的距离为L,由一个无杂质的超导体(S)与d波对称的序参量。节点线消失的激发间隙形式的弹道传导通道耦合电子空穴激发,描述了一个各向异性的二维狄拉克方程。我们发现,传输的电流和热流,在零能量,都有pseudodiffusive 1/L标度特性的无质量狄拉克费米子-无论隧道势垒的存在下,在NS接口。在电流的情况下,隧道势垒减小了1/L缩放的斜率,同时使热电流不受影响。
2009-09-29 cond-mat.mes-hall
Dirac electrons in a Kronig-Penney potential: dispersion relation and transmission periodic in the strength of the barriers
本文研究了具有线性能谱的二维费米子通过一个或多个一维δ函数势垒的透射T和电导G。T和G是δ函数势垒V(x,y)/ hbar v_F = P δ(x)的强度P的周期函数。超晶格的Kronig-Penney(KP)模型的色散关系也是P的周期函数,并且对于P = 2 π n和n整数,引起入射电子束的准直。对于一个KP超晶格,势垒的高度符号交替,当P =(n + 1/2)π时,狄拉克点变成狄拉克线。
2009-11-20 cond-mat.mes-hall
Electron- and phonon transport in silicon nanowires: an atomistic approach to thermoelectric properties
我们计算电子和声子传输在薄无序硅纳米线。我们的原子的方法是基于紧束缚和经验的潜在的电子和声子系统的描述,分别。表面无序建模包括表面硅空位。结果表明,平均声子和电子传输通过长SiNWs包含许多空缺,可以准确地估计使用最近提出的平均方法[物理评论Lett. 99,076803(2007)]。我们将这种平均方法应用于直径范围为1-3 nm的表面无序SiNW,以计算热电优值ZT。结果发现,声子传输的影响更多的空位比电子传输导致无序线的热电性能的增加,在定性与最近的实验。在直径为2nm的强无序取向丝中发现最大的ZT>3<111>。
2008-10-30 cond-mat.mes-hall
Selective transmission of Dirac electrons and ballistic magnetoresistance of \textit{n-p} junctions in graphene
我们发现,静电产生的n-p结分离的电子和空穴气体区域的石墨烯单层传输只有那些准粒子接近它几乎垂直的n-p界面。通过单个n-p结的载流子的这种选择性传输将在这种结的阵列中的非局部磁阻效应中表现出来,并且确定了石墨烯中n-p结通用的电流噪声中的不寻常的Fano因子。
2006-03-23 cond-mat.mes-hall
Statistics of transmission in one-dimensional disordered systems: universal characteristics of states in the fluctuation tails
我们数值研究了一维紧束缚Anderson和平均超晶格模型中在单参数标度不成立的涨落态区域的电导(透射)分布函数.我们表明,分布函数的标度性质取决于系统的长度$L$和长度$l_s$的积分态密度确定之间的关系。对于足够长的系统,$L \gg l_s$,仍然可以在基于定位长度$l_{loc}$和$l_s$的比率的新缩放方法内描述分布。在系统长度$L$,$l_{loc}\ll L\ll l_s$的中间区间,李雅普诺夫指数的方差不遵循中心极限定理的预测,并且这种缩放变得无效。
2003-05-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Transmission Resonances Anomaly in 1D Disordered Quantum Systems
在紧束缚模型的框架下研究了一维无序电子系统的电子本征态与电导率之间的联系。我们发现,弱无序只有部分的状态表现出共振传输,并有助于导电性。其余的特征值与透射峰无关,并且它们的波函数的振幅在样本内不表现出显著的最大值。此外,与普通状态不同,这些“隐藏”模式的寿命要么保持不变,甚至减少(取决于与铅的耦合)的混乱变得更强。在很宽的无序强度范围内,透射峰的数目与本征态的总数的平均比率与无序度无关,并且接近于在弱散射近似下解析导出的值$\sqrt{2/5}$。这些结果与光在一维随机非均匀介质中的光谱和输运性质完全相似,这提供了强有力的理由相信隐藏的非导电模式的存在是一维开放随机系统固有的普遍现象,并且它们在量子粒子和经典波的总态密度中的比例是相同的。
2016-02-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Observation of complete delocalization in disordered photonic lattices
Nagaland University(那加兰大学);Universidad de Chile(智利大学);Millennium Institute for Research in Optics - MIRO(光学研究千年研究所 - MIRO)
本文在完全无序的钻石点链中观察到安德森局域化的完全缺失和粒子的完美传输,通过几何条件产生的透明窗口证明了该现象,并通过数值模拟和飞秒激光写入的光子晶格实验验证,同时展示了π有效磁通下极端局域化的可能性。
2026-06-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.other