Adiabaticity in semiclassical nanoelectromechanical systems
我们比较了绝热近似下和绝热近似下NEMS的半经典描述。我们考虑一个NEMS模型，其中包含一个单一的声子（振荡器）模式线性耦合到电子少能级系统与外部粒子库（铅）接触。利用Feynman-Vernon影响泛函理论，我们推导出了系统-导线耦合中非微扰振子轨迹的Langevin方程。一个稳定的电子流通过系统产生的非平凡的动力学行为的振荡器，即使在绝热制度。振荡器对电流的“反作用”也进行了研究。对于两个最简单的情况下，一个和两个耦合的电子能级，我们讨论了绝热和非绝热制度的振子动力学之间的差异。
2011-10-14 cond-mat.mes-hall
Kramers problem for nonequilibrium current-induced chemical reactions
我们讨论了利用隧穿电子流来控制和催化化学反应。假设电子和核动力学的时间尺度分离，我们采用朗之万方程的反应坐标。朗之万方程包含电流诱导力，用于定义载流分子系统的非平衡有效势能面。通过Keldysh非平衡格林函数计算电流诱导力。一旦非平衡，电流依赖的势能面被定义，化学反应被建模为布朗粒子从势阱的逃逸。我们证明了反应物和产物态之间的势垒可以通过偏压来控制。当分子不对称地耦合到电极时，反应可以被催化或停止，这取决于隧穿电流的极性。
2011-08-18 cond-mat.mes-hall
Adiabatic State Conversion and Pulse Transmission in Optomechanical Systems
强耦合的光机系统可以成为量子态工程的有力介质。在这里，我们表明，不同波长的腔模式之间的量子态转换，可以实现高保真度，通过改变有效的光机耦合。通过求解绝热极限下的朗之万方程，导出了高斯态转换的保真度。我们还表明，光子脉冲可以通过有效的光机耦合在不同波长的输入输出通道之间传输，并且输出脉冲的形状也可以被操纵。
2012-04-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Out-of-equilibrium catalysis of chemical reactions by electronic tunnel currents
我们提出了电流诱导化学反应的逃逸率理论。我们使用Keldysh非平衡格林函数导出反应坐标的Langevin方程。由于平衡态电子自由度的存在，朗之万方程中的摩擦、噪声和有效温度局部依赖于反应坐标。作为一个例子，我们考虑的解离双原子分子诱导的电子电流从扫描隧道显微镜针尖。在共振隧穿机制中，分子解离涉及两个相互关联的过程：势能势垒的改变和分子的加热。伴随着有效的、反应坐标依赖的温度的出现的分子势垒的降低（即电流诱导的势垒的催化还原）是电流诱导的化学反应的另一种机制，其明显不同于通常的泵浦振动自由度的范例。
2013-04-02 cond-mat.mes-hall
From non-equilibrium Green's functions to quantum master equations for the density matrix and out-of-time-order correlators: steady state and adiabatic dynamics
我们考虑一个有限量子系统在慢驱动和弱耦合的热库在不同的温度。我们提出了一个系统的推导的量子主方程的密度矩阵和无序的关联函数。我们开始从微观哈密顿量，我们制定的方程统治这些数量的动态诉诸Schwinger-Keldysh非平衡格林函数形式主义，执行系统和水库之间的耦合微扰膨胀。我们专注于绝热动力学，这对应于考虑由于系统-储层耦合的弛豫时间和与驱动相关的时间尺度之间的比率的线性响应。我们计算粒子和能量通量。我们说明的形式主义的情况下，耦合到玻色子水库和一对相互作用的量子点连接到费米子水库，还讨论相干效应的相关性。
2021-03-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Theory of Tunneling between Two-Dimensional Electron Layers Driven by Spin Pumping: Adiabatic Regime and Beyond
本文提出非微扰Floquet-Keldysh理论框架，研究自旋泵浦驱动的2D-2D隧穿系统，推导宽频范围自旋和电荷电流表达式，揭示高频下偏离绝热区的新现象，为探索非绝热自旋泵浦提供新见解。
2025-09-14 cond-mat.mes-hall
Gradient expansion approach to multiple-band Fermi liquids
在Berry相位物理在自旋电磁领域的最新进展的推动下，我们系统地推导了约化Keldysh方程（RKE），该方程描述了束缚在双简并带内的准粒子的低能动力学过程，形成了单一的费米面.具体地说，我们在梯度展开中微扰地投影出完全占据/空带自由度，其耦合常数测量系统如何不平衡。然而，对于电子-电子相互作用，我们只采用费米液体理论中的绝热假设，这样就可以无偏地考虑电子关联对准粒子绝热输运的影响，即自能的厄米（实）部分。
2007-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electron Induced Massive Dynamics of Magnetic Domain Walls
我们研究了金属铁磁纳米线中畴壁的动力学。我们发展了一种Keldysh集体坐标方法来描述传导电子对刚性磁结构的影响。导出了DW的有效拉格朗日和朗之万运动方程。DW动力学由两个集体自由度描述：位置和倾斜角。因此，耦合的朗之万方程涉及两个相关的噪声源，导致广义波动耗散定理（FDT）。由于电子的DW响应内核包含两个部分：一个涉及通过FDT耗散，另一个“惯性”部分。我们证明，后者导致两个自由度的质量，即使内在裸质量为零。即使在没有钉扎或特别设计的电势的清洁系统中，电子感生质量也存在。所得的运动方程包含丰富的动力学解，并指出了一种新的方式来控制畴壁运动的金属通过电子系统的属性。我们讨论了两个可观察到的后果的质量，在DW动态和谐振响应交流电流的滞后。
2019-08-06 cond-mat.mes-hall
Nanomagnet coupled to quantum spin Hall edge: An adiabatic quantum motor
耦合到量子自旋霍尔边缘的磁性岛的旋进磁化沿着边缘泵送电荷。相反，施加到边缘的偏置电压使磁化进动。我们指出，该装置实现了绝热量子马达，并讨论了其操作的效率的基础上的散射矩阵方法类似于Landauer-B“uttiker理论。散射理论提供了一个微观推导的朗道-Lifshitz-吉尔伯特方程的磁化动力学的设备，包括自旋转移扭矩，吉尔伯特阻尼，和朗之万扭矩。我们发现，该设备可以被看作是一个无刷电机，达到单位效率时，边缘状态的化学势落入磁化诱导的差距。对于更一般的参数，我们的装置的特点是通过一个数字的优点类似于热电的ZT值。
2015-09-08 cond-mat.mes-hall
Spin Dynamics in a Tunnel Junction between Ferromagnets
研究了铁磁体之间隧道结（量子点接触）中单自旋的动力学。利用Keldysh技巧，我们导出了一个量子朗之万方程.由于铅中的自旋极化，自旋显示出丰富而不寻常的动力学。平行配置和同等强的磁矩在引线产生一个普通的自旋进动与拉莫尔频率由有效磁场。然而，不相等和/或非平行配置的磁化除了引起旋进之外还引起自旋的章动。我们的预测可以直接测试宏观自旋团簇。
2007-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Non-adiabatic transport in a quantum dot turnstile
我们提出了一个理论研究的电子输运通过一个多层次的量子点驱动的时间相关的信号施加在接触的领导。如果势垒异相振荡，则系统在有限的恒定偏压下像旋转栅门泵一样操作，如Kouwenhoven { \it et al.} [Phys. Rev. Lett. { \bf 67}，1626（1991）]。随时间变化的电流和它们的平均值在连续泵周期计算从紧束缚模型的Keldysh形式主义。该计算考虑了突然应用的泵送电位在$t=0$，这导致瞬态特征的时间依赖性和平均电流在第一个泵送周期，这是很重要的高频制度。我们表明，在瞬态制度的系统作为一个泵的效率是相当差的，因为它主要是从两个引线吸收电荷，以填补低于偏置窗口的水平。在有限的偏压和低频泵浦信号下，通过系统转移的电荷取决于位于偏压窗口内的能级的数量。内部电荷动力学和能量边带的作用进行了研究。平均电流的所谓卫星峰也在瞬态状态下观察到。
2007-06-07 cond-mat.mes-hall
High cumulants of current fluctuations out of equilibrium
我们考虑了失平衡无序系统中的高阶电流累积量。它们是有趣的，并且揭示了传统的散粒噪声不容易暴露的信息。尽管电子的动力学是经典的，但标准的涨落动力学理论需要修改，以解释这些累积量。我们使用Keldysh技术进行量子力学计算，并分析其与准经典Boltzmann-Langevin方案的关系。我们还考虑了非弹性散射的影响。强的电子-声子散射使得电流波动呈高斯分布，完全抑制了$n>2$累积量。在强电子-电子散射下，电流起伏保持非高斯。
2002-10-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Adiabatic pumping through a quantum dot in the Kondo regime: Exact results at the Toulouse limit
具有单个未成对电子的超小量子点的输运性质通常由非平衡Kondo模型建模，该模型描述了自旋1/2局域矩与两个非相互作用电子的交换相互作用。值得注意的是，该模型具有一个精确的解决方案时，调整到一个特殊的流形在其参数空间称为图卢兹限制。我们利用Toulouse极限精确地计算了近藤区的自旋流。在没有潜在的散射和电压偏置，瞬时充电电流严格为零的通用近藤模型。然而，在有限磁场的存在下，非零自旋电流可以被泵送通过系统，只要自旋不对称地耦合到两个引线。因此，通过近藤杂质的隧穿提供了产生纯自旋电流的自然机制。我们表明，特别是，人们可以设计泵浦周期沿每个周期的平均自旋泵浦是接近等于$\hbar$。通过类比Brouwer的非相互作用的两个驱动参数的系统的公式，泵浦的自旋电流表示为散射矩阵的几何性质。然而，相关的%Alex：我在上面的句子中用几何散射矩阵替换了拓扑散射矩阵，它进入了公式，属于出现在图卢兹极限的马约拉纳费米子，而不是携带电流的物理电子。这些结果是通过结合非平衡Keldysh格林函数技术与系统的梯度展开，明确暴露的小参数控制的绝热极限。
2007-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Current-induced forces in mesoscopic systems: a scattering matrix approach
纳机电系统的特点是电子和机械自由度之间的密切联系。由于纳米尺度，流经系统的电流显著影响器件的振动动力学，补充了振动模式对电子动力学的影响。我们采用散射矩阵的量子输运的方法来发展一个统一的理论纳米机电系统的平衡。对于慢机械模式，电流可以从严格绝热极限下的Landauer-Büttiker公式获得。对绝热极限的主要修正归结为在没有偏置电压的情况下用于量子泵的电流的布劳威尔公式。本文的主要结果是散射矩阵表达式的电流感应力作用在机械自由度。这些力控制机械模式的朗之万动力学。具体而言，我们推导出表达式（通常为非保守）的平均力，（可能为负）的阻尼力，一个有效的“洛伦兹”力，甚至存在的时间反转不变的系统，和波动朗之万力的电流流动的奈奎斯特和散粒噪声。我们应用我们的一般形式主义几个简单的模型，说明了电流感应力的特殊性质。具体来说，我们发现，在平衡的情况下，电流引起的力可以不稳定的机械振动，并导致极限环动力学。
2012-04-10 cond-mat.mes-hall
Time-dependent electron transfer and energy dissipation in condensed media
Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo（东京大学固体物理研究所）
研究通过时间依赖Newns-Anderson-Schmickler模型探讨了介质地中电子转移与能量耗散机制，发现非绝热效应抑制电子转移，能量耗散受溶剂模式与电极电势调控，并在慢运动极限下获得解析表达式。
2024-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Current-induced atomic motion, structural instabilities, and negative temperatures on molecule-electrode interfaces in electronic junctions
分子电子结中的分子-电极界面容易发生化学反应、结构变化和由电流引起的局部加热效应。这些漏洞可能会被用于设备功能，或者可能会降低性能和设备寿命。我们开发了一个非平衡格林函数为基础的传输理论，在该理论中，中心区域的原子，更重要的是，分子电极界面上的原子被允许移动。慢核运动和快电子动力学的时间尺度的分离使得Kadanoff-Baym方程在Wigner空间中的代数解成为可能。其结果是，产生的解析表达式的动力学修正的解析计算的格林函数。这些动力学修正不仅依赖于瞬时分子几何形状，而且依赖于核速度。为了使理论方法完全自洽的，同样的时间分离的方法是用来开发的绝热，耗散和随机成分的电流诱导力的绝热格林函数的表达式。利用这些电流感应力，核自由度的运动方程被转换成朗之万方程的形式。该理论被应用于模拟分子电子结。我们观察到，分子电极化学键和电子耦合强度的弹性常数的值之间的相互作用，相应的电极是关键的结构不稳定性的外观，因此，电报切换的电流。确定了模型参数的范围，以观察结构稳定的分子结以及各种不同类型的电流诱导电报开关。界面结构的不稳定性也被量化的基础上的电流噪声计算。
2020-02-12 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Spin-Orbit Based Coherent Spin Ratchets
棘轮的概念，驱动不对称的周期性结构，产生定向粒子流，最近被推广到量子棘轮机制的自旋电流介导的自旋轨道相互作用。在这里，我们认为这样的系统中的相干介观制度和推广的建议，一个最小的自旋棘轮模型的基础上，一个非相互作用的清洁量子线与两个横向通道，包括无序和自洽处理的电荷重新分配的非线性（绝热）交流驱动制度。我们的Keldysh-Green函数为基础的量子输运模拟表明，自旋棘轮机制是强大的，普遍无序，但非扩散，介观结构。将双通道扩展到多通道的情况下，不增加净棘轮自旋电流效率，但显着地，产生直流自旋传输随通道数线性增加。
2010-04-29 cond-mat.mes-hall
Feedback of the electromagnetic environment on current and voltage fluctuations out of equilibrium
本文提出了一种介观导体在宏观电磁环境中的低频电流和电压衰减器的理论。这个凯尔迪什场论在其鞍点上的评价为我们早期的唯象计算（使用级联朗之万方法）提供了微观的理由。来自环境的非线性反馈混合了不同阶数的振荡器，这解释了在最近的实验中观察到的隧道噪声的第三阶矩的意外温度依赖性。在非零温度下，三阶和更高阶的电流和电压放大器不再线性相关。我们表明，一个霍尔酒吧测量纵向电压和电流的霍尔电压放大器的电压放大器。我们超越鞍点近似考虑环境库仑阻塞。我们导出了对电流波动的n阶累积量的首阶库仑阻塞修正正比于（n+1）阶累积量的电压导数，推广了n= 1，2时任意n阶的结果.
2003-06-13 cond-mat.mes-hall
First-passage time theory of activated rate chemical processes in electronic molecular junctions
受限的纳米空间、电场和隧穿电流使分子电子结成为发现新的、非平衡化学反应的实验装置。电流激活化学反应的反应速率理论是通过结合电子的Keldysh非平衡格林函数处理、反应坐标的Fokker-Planck描述和Kramers的首次通过时间计算而发展起来的。NEGF提供绝热势以及扩散系数和温度，其局部依赖于反应坐标。Van Kampen的Fokker-Planck方程描述了布朗粒子在具有位置依赖摩擦和扩散系数的非均匀介质中的运动，该方程用于获得首次通过时间的解析表达式。该理论被应用到几个运输方案：一个单一的，反应坐标依赖的分子轨道的分子结，和一个模型双原子分子结。我们证明了自然出现的Landauer的喷灯效应之间的相互作用的配置依赖的粘度和扩散系数的结果。所得到的局部加热结合键变形，由于电流引起的力被证明是考虑化学反应速率时的决定因素，其中每个结果从系统内的高度可调参数。
2021-01-28 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Robust strong-field theory model for ultrafast electron transport through metal-insulator-metal tunneling nanojunctions
本研究将阿秒隧道显微镜强场模型推广至金属-绝缘体-金属（MIM）纳米结，引入新参数$ζ$揭示输运机制的主导条件，为超快MIM纳米结物理研究提供理论工具。
2025-03-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-equilibrium lifetimes of DNA under electronic current in a molecular junction
本研究通过Keldysh-Langevin分子动力学揭示分子结中电子电流对DNA非平衡寿命的双重影响：低电压下失稳而高电压下重新稳定，并阐明Landauer吹焰效应及电流加热机制。
2025-10-28 cond-mat.mes-hall physics.bio-ph physics.chem-ph
Formalism of Nonequilibrium Perturbation Theory and Kondo Effect
非平衡态微扰理论的形式由Schwinger和Keldysh建立，然后由Lifshitz和Pitaevskii用数学方法发展。迄今为止，它已被广泛应用于物理学、凝聚态、等离子体、原子和分子、核物质等领域的各种研究。尽管如此，形式主义还没有建立作为微扰理论。例如，没有微扰方法可以正确地导出任意的自能。此外，与其他形式主义的联系，例如，松原时间微扰形式主义是不确定的。虽然微扰形式主义中必然存在自能之间的关系，但这些基本问题仍然有待解决。目前的工作给出了解决方案。实时微扰展开是在绝热定理的基础上进行的。作为结果，自能的要求作为函数的时间被证明和制定的自能满足已知的关系。此外，它给出了精确的协议，由微扰展开所导出的函数的时间和解析连续。因此，它意味着目前的形式主义可以推广。
2008-02-05 cond-mat.mes-hall
External voltage sources and Tunneling in quantum wires
本文重新考虑了具有任意Luttinger相互作用参数的量子线中杂质的隧穿问题。通过引入辐射边界条件来描述与库的绝热耦合，结合量子霍尔边缘态的可积方法，我们能够得到精确的平衡和非平衡电流。观察到的最显著的特征之一是在强相互作用区g <=.2时出现了负微分电导。尽管有各种各样的充电效应，仍然可以观察到一种显著的对偶形式。在可积杂质问题中输运性质计算的新结果收集在附录中。特别地，我们证明了TBA结果满足一个显着的关系，最初使用Keldysh形式主义导出，在T=0时，电流对电压的二阶导数和对不平衡电流的T^2阶修正之间。
2000-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnon-induced non-Markovian friction of a domain wall in a ferromagnet
受近年来超流体中孤子的准粒子诱导摩擦研究的启发，我们从理论上研究了一维铁磁体中磁振子诱导畴壁的内摩擦。为此，我们首先获得迄今被忽视的耗散相互作用的畴壁和量子磁振子浴的线性顺序的畴壁速度和二次顺序的磁振子场。借助于超对称量子力学，得到了有关散射矩阵的精确表达式。然后，我们推导出磁振子诱导的摩擦力的畴壁在两个不同的框架：含时微扰理论在量子力学和Keldysh形式主义，这产生相同的结果。特别是后者，使我们能够验证波动耗散定理明确提供的摩擦力和相关的随机朗之万力。磁振子诱导的域壁的潜力是无反射的，因此，所产生的摩擦力是非马尔可夫类似的情况下，在超流体中的孤子。它们与亚伯拉罕-洛伦兹力有着有趣的联系，而这一力以其因果悖论而闻名。在几种简单的情况下，研究了畴壁的动力学响应，其中摩擦力的非马尔可夫性质可以通过实验来探讨。结合前人对超流体中孤子的研究，我们的工作表明，作用在孤子上的宏观摩擦力可以作为系统微观自由度的有效探测。
2017-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Stochastic dynamics for a single vibrational mode in molecular junctions
我们提出了一个非常精确的计算方案耦合到一个分子结驱动的有限偏压，包括有限质量效应的经典振荡器的动力学。我们重点讨论了两种分子结的极小模型：Anderson-Holstein（AH）模型和双位点Su-Schrieffer-Heeger（SSH）模型。至于振荡器的动力学，我们能够恢复朗之万方程证实了其他作者用不同的方法和评估，量子效应来自电子子系统。通过数值求解该随机方程，我们研究了在任意电子-振子相互作用、门电压和偏压下振子的位置和速度分布几率以及电子输运性质。绝热近似的有效范围是建立在一个系统的方式，通过分析的行为的动能的振荡器。由于动力学波动，在中等偏置电压下，速度分布偏离高斯形状，平均动能表现出非单调行为。在这个相同的制度的参数，动力学效应有利于导电远离电子共振，在无限大质量近似下观察到小电流。在双位点SSH模型中，由于存在分子间的跳跃，这些效应被增强。值得注意的是，对于足够大的跳跃相对于隧道上的分子，小的相互作用强度和在中间偏置（非高斯制度），我们指出的动能的最小值和动态电导的最大值之间的对应关系。
2011-01-31 cond-mat.mes-hall
Generation of pure spin currents via nonadiabatic quantum pumping in an antiferromagnetic chain
Islamic Azad University（伊斯兰阿扎德大学）；Farhangian University（法尔坎吉安大学）；Imam Khomeini International University（伊玛目霍梅尼国际大学）；Indian Statistical Institute（印度统计研究所）
本研究通过非绝热量子泵浦在反铁磁链中实现近纯自旋流产生，利用时间依赖势和Keldysh格林函数方法，通过调节化学势和频率控制自旋流大小与方向，实现无净电荷转移的自旋泵浦。
2026-09-15 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.comp-ph
Quantum charge pumping in helical systems: A comparative study of short- and long-range hopping
Islamic Azad University（伊斯兰阿扎德大学）；Indian Statistical Institute（印度统计研究所）；Farhangian University（法伦吉安大学）
利用Keldysh非平衡格林函数方法，研究短程和长程跳变紧束缚模型描述的螺旋结构中的电荷泵浦，揭示螺旋性和扩展跳变对能量分辨和直流泵浦电流的联合控制，并发现长程跳变下化学势依赖的泵浦电流出现平台，而短程跳变无清晰平台，螺旋系统的衰减指数可作为调控泵浦电流的几何参数。
2026-06-12 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
