Capacitance of a resonant level coupled to Luttinger liquids
在本文中，我们研究了单能级量子点的微分电容的量子线在Luttinger液相，或分数量子霍尔边缘，通过隧道和相互作用。我们表明，对数，甚至幂律发散的电容在低温下可能会导致大量的区域的参数空间（包括$ν=1/3$填充）。这是广义双通道近藤物理的一种表现，可以用来从热力学测量中提取Luttinger液体参数。
2011-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theory of measuring the "Luttinger-g" of a one-dimensional quantum dot
本文研究了电子在Tomonaga-Luttinger液体中通过量子点的输运问题，该液体中的不均匀性是由非均匀电子相互作用或隧道电阻引起的.电导峰的非分析温度行为显示由与点和不均匀性相关的不同能量标度确定的交叉，尽管库仑阻塞保持完整。这为半导体量子线和碳纳米管的最新发现提供了一种解释。
2002-08-29 cond-mat.mes-hall
Spin symmetry and spin current of helicity eigenstates of the Luttinger Hamiltonian
本文提出了半导体中自旋电流的一般自旋对称性论证。特别地，由于空穴掺杂半导体杂质半导体的Luttinger哈密顿量的螺旋度本征态的自旋极化的对称性，当来自能量简并的本征态的所有这种贡献被求和时，由外部电场诱导的来自单个螺旋度本征态的自旋极化通量被精确地抵消。因此，由Murakami等人，Science 301，1348（2003）预测的净自旋电流不能由这样的哈密顿量产生。讨论了可能产生自旋电流的对称性破缺机制。
2004-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin and Charge Luttinger-Liquid Parameters of the One-Dimensional Electron Gas
一维均匀电子气的低能性质完全由其电荷（等离子体激元）和自旋集体激发的群速度来描述。由于电子-电子相互作用的长范围，等离子体激元速度由静电贡献主导，并且可以精确地估计。在这封信中，我们报告的量子蒙特卡罗模拟表明，自旋速度大大降低了半导体量子线实现的一维电子液体的相互作用。
2000-05-22 cond-mat.mes-hall
Fermion condensation around a Coulomb impurity in a Weyl semimetal and in a narrow band gap semiconductor as manifestations of the Landau zero-charge problem
一个库仑杂质放在一个未掺杂的外尔半金属自发地包围着自己的凝聚外尔费米子云。我们发现，该系统的基态表现出实验上可达到的朗道零电荷效应：费米子凝聚完全屏蔽了杂质电荷。在窄的带隙中，这种效应表现在高电荷复合中心的可观察电荷的几乎普遍性。
2012-10-05 cond-mat.mes-hall hep-th
Manifestations of electron interactions in photogalvanic effect in chiral nanotubes
碳纳米管提供了一个最容易实现的一维电子系统的实验。在低掺杂的实验相关制度中，由电子形成的Luttinger液体可以近似为Wigner晶体。类似晶体的电子顺序表明，纳米管表现出类似于穆斯堡尔效应的效应，其中发射光子的动量被整个晶体吸收。我们证明了手性纳米管中的圆光伏效应具有相同的性质。我们得到的光电压的频率依赖性和其奇异性在一个很宽的频率范围内的电子相关性是必不可少的。我们的预测提供了一个基础，使用光电效应作为一个新的实验探针的电子相关的纳米管。
2012-06-10 cond-mat.mes-hall
Tunneling into 1D and quasi-1D conductors and Luttinger-liquid behavior
本文解决的问题是否以及如何可能检测的Luttinger液体行为从$IV$曲线隧穿到一维或准一维导体。幂律非欧姆$IV$曲线通常被认为是Luttinger-liquid行为的一种表现形式，它也可以从受环境影响的三维导体之间的库仑阻塞结的理论中推导出来。在这两种方法中，幂律指数由有效电路的阻抗与量子电阻之比确定。虽然两种方法预测不同的幂律指数（因为有效电路的不同选择），差异变得可以忽略不计的大量电导通道。
2001-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum criticality in coupled hybrid metal-semiconductor islands
本研究发现耦合混合金属-半导体结构中动力学库仑阻塞与整数量子霍尔效应的共同作用可实现Luttinger液体共振隧穿，能调控至量子临界区，验证其非费米液体行为，为量子模拟相关奇异零温量子临界现象提供新路径。
2024-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Waveform measurement of charge- and spin-density wave packets in a Tomonaga-Luttinger liquid
与自由电子系统相比，一维（1D）电子系统中的Tomonaga-Luttinger（TL）液体将电荷和自旋激发作为独立实体。当电子波包被注入TL液体时，它转变成携带电荷或自旋的波包，这些波包以不同的群速度传播并彼此远离。这个过程被称为自旋-电荷分离，是TL物理学的标志。虽然这些TL本征模的存在已被确定在动量或频率分辨的测量，其波形，这是一个直接的表现形式的一维电子动力学，一直期待被测量。在这项研究中，我们提出了一个时域测量的自旋-电荷-分离过程中的非对称手性TL液体包括量子霍尔（QH）边缘通道。我们测量的电荷和自旋激发的波形相结合的自旋过滤器与时间分辨的电荷检测器。空间分离的电荷和自旋波包超过200微米的距离被证实。此外，我们发现一维电子动力学可以通过调节电环境来控制。这些实验结果提供了有关实际一维电子系统中非平衡现象的基本信息。
2017-03-14 cond-mat.mes-hall
Luttinger Liquid Behavior in Carbon Nanotubes
一个相互作用的一维（1D）电子系统的行为被预测为非常不同于它的高维同行。库仑相互作用强烈地改变了费米液体的性质，导致Luttinger液体（LL）的特征在于费米能级处的态密度的幂律消失。一维半导体线和分数量子霍尔导体的实验已经用这张图解释过了，但是理论和实验之间的联系仍然存在问题。最近，单壁碳纳米管（SWNTs）已经成为一种新型的一维导体，可能会表现出LL行为。在这里，我们提出了测量的电导的个别绳索的这种单壁碳纳米管作为温度和电压的函数。观察到作为温度或偏置电压的函数的幂律行为：G~ T^a和dI/dV ~ V^a。无论是幂律函数形式和推断的指数是在很好的协议与理论预测隧穿到LL。
1998-12-14 cond-mat.mes-hall
Transport properties of p-type metal-oxide-semiconductor inversion layer in (110) and (111) silicon channel under uniaxial stress
本文从理论上研究了单轴应变（110）和（111）Si沟道中p型PMOS反型层的价带和输运性质。等能量线、载流子浓度有效质量、电导率有效质量和迁移率基于Luttinger-Kohn哈密顿量计算[16]。本文导出了散射率的三个简洁表达式。所考虑的单轴应力的方向是平行或垂直于通道。结果表明，在不同的应力下，迁移率对有效质量非常敏感。在（110）系统中，当应力为-3GPa时，样品的迁移率方向与沟道方向平行，而当应力为+3GPa时，样品的迁移率方向与沟道方向垂直。
2013-12-19 cond-mat.mes-hall
Atomic scale variation of electron tunneling into a Luttinger liquid ? : High resolution scanning tunneling spectroscopy study on Au/Ge(001)
Ge（001）表面的Au诱导原子线最近被认为是一种理想的一维金属，它们的隧穿谱被分析为Tomonaga-Luttinger液体（TLL）态的表现。我们重新调查这个系统的原子有序的表面区域与高分辨率扫描隧道显微镜和光谱（STS）。局部态密度图没有提供任何证据表明金属一维电子通道沿导线。此外，费米能级附近的原子分辨隧穿谱主要由局域态密度特征决定，定性地偏离幂律行为。另一方面，缺陷强烈影响费米能级附近的隧道谱。这些结果不支持该系统的TLL状态的可能性。对于TLL态的STS研究，需要一个具有良好定义的一维能带且没有缺陷的一维金属系统。
2014-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kinetic processes in Fermi-Luttinger liquids
在这项工作中，我们讨论了扩展的开创性分析的Dzyaloshinskii和拉金的关联函数的一维费米系统，专注于准粒子弛豫的影响，使非线性色散。在整个工作中，我们采用弱相互作用的费米气体图片和非线性Luttinger液体理论来描述激发的衰减，并探讨两种方法之间的费米子玻色子的对偶性。特别注意的是致力于自旋交换过程中的作用，相互作用的影响，筛选和可积性。热化率的电子和空穴类准粒子，以及集体等离子体激元激发和自旋激发的动量空间迁移率的衰减率计算各种温度制度。考虑了自旋-电荷拖曳现象，确定了相应的动量转移率。我们进一步讨论了如何动量弛豫由于几个竞争机制，即三重电子碰撞，电子-声子散射，和长程不均匀性影响输运性质，并突出能量转移促进等离子体从不均匀的Luttinger液体模型的角度。最后，我们推导出完整的矩阵的热电系数在量子临界点的第一个电导平台过渡，并解决具有强大的Rashba自旋轨道耦合的弹道半导体纳米线的磁电导。
2021-03-02 cond-mat.mes-hall
Side jump contribution to spin-orbit mediated Hall effects and Berry curvature
反常霍尔效应和自旋霍尔效应起源于自旋轨道耦合，在Kohn-Luttinger ${\bf k}\cdot{\bf p}$形式中，自旋轨道耦合由坐标和速度算符中的反常项表示。给出了GaAs型半导体中电子的动量空间中这些算符与Berry曲率的关系。对于中心对称半导体，讨论了Berry曲率的变换性质。
2008-04-25 cond-mat.mes-hall
Spin Orbit Mediated Manipulation of Heavy Hole Spin Qubit in Gated Semiconductor Nanodevices
提出了一种新的自旋电子学纳米器件，它能够以相干的方式操纵单个重空穴自旋态。它可以充当单个量子逻辑门。重空穴自旋转换是通过在纳米器件顶部沉积的金属栅极所限定的闭环周围传输空穴来实现的。该设备利用Dresselhaus自旋轨道相互作用，将空穴的空间运动转化为自旋的旋转。所提出的量子门在亚纳秒时间尺度上操作，并且仅需要施加弱静态电压，这允许单独寻址重空穴自旋量子比特。我们的研究结果得到了四带Luttinger-Kohn模型的量子力学含时计算的支持。
2012-02-08 cond-mat.mes-hall
Manifestation of the Exchange Enhancement of the Valley Splitting in the Quantum Hall Effect Regime
本文报道了一种新的硅金属氧化物半导体场效应晶体管在量子霍尔效应下的霍尔电阻R_{xy}的“下沉”效应。随着磁场的增加，霍尔电阻从朗道填充因子ν=6的平台直接移动到ν=4的平台，跳过ν=5的平台。然而，当填充因子接近ν=5时，霍尔电阻急剧“下降”到ν=5平台的特征值1/5（h/e^2），然后返回到1/4（h/e^2）。这被解释为当费米能级位于两个相邻的谷分裂朗道带的中间且扩展态的位置不对称时，谷分裂的振荡交换增强的表现。
2006-02-16 cond-mat.mes-hall
Delicate Topology of Luttinger Semimetal
本文在Luttinger-Kohn模型中揭示Luttinger半金属作为量子临界点导致精细拓扑不变量量子化跳变，并发现具有交织稳定与精细拓扑的新型电子态，为研究量子材料精细拓扑现象奠定基础。
2023-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic field induced valence band mixing in [111] grown semiconductor quantum dots
本文提出了在（111）A衬底上生长的GaAs液滴点中磁场诱导重空穴态+/-3/2混合的微观理论。所提出的理论模型考虑了原子力显微镜中揭示的三角对称的引人注目的点形状。我们的空穴态的计算进行内的Luttinger哈密顿形式主义，补充津贴的三角形的限制潜力。它们是在定量协议与实验观察到的极化选择规则，发射线强度和能量分裂的纵向和横向磁场中性和带电激子在所有测量的单点。
2012-11-29 cond-mat.mes-hall
Ab initio calculation of intrinsic spin Hall effect in semiconductors
相对论能带理论计算结果表明，典型半导体Ge、GaAs和AlAs的本征自旋霍尔电导率都是大的$[\sim 100 (\hbar/e)(Ωcm)^{-1}]$，表明自旋霍尔效应可能存在于四带Luttinger哈密顿量之外.计算的轨道角动量（轨道）霍尔电导率是一个数量级较小，表明没有取消之间的自旋和轨道霍尔效应在体半导体。此外，还发现自旋霍尔效应可以被应变强烈地操纵，并且半导体中的$ac$自旋霍尔电导率在纯半导体和杂质半导体中都很大。
2005-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonmonotonic plasmon dispersion in strongly interacting Coulomb Luttinger liquids
我们证明了在一维库仑相互作用电子流体中的等离子体激元可以发展出有限动量的类Maxon-Roton非单调能量-动量色散。这种不寻常的非单调性产生于强相互作用$1/r$库仑势超越了传统的带线性化近似中使用的标准玻色子理论的Luttinger液体。我们提供的非单调等离子体激元色散玻色子化和RPA理论的细节。我们还计算了比热，包括非单调性和讨论的可能性，观察在各种物理系统，包括半导体量子线，碳纳米管，和扭曲的双层石墨烯在亚度扭曲角，自然实现一维畴壁状态的非单调等离子体激元色散。
2020-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Probing Luttinger Liquid Properties in Multichannel Two-Site Charge Kondo Simulator
本文研究双点位电荷Kondo电路中多体相互作用对输运性质的影响，揭示了内禀和诱导相互作用如何通过有效参数决定电导标度，并预测了特殊临界点附近的普适Kondo标度。
2023-11-20 cond-mat.mes-hall
The spin-incoherent Luttinger liquid
与众所周知的三维费米液体理论相反，相互作用的一维和准一维费米子系统在低能量下由称为Luttinger液体理论的有效理论描述。这个理论是用集体多体激发来表达的，这些激发表现出奇异的行为，如自旋-电荷分离。Luttinger液体理论通常应用于“低能量”描述自旋和电荷扇区的前提下。然而，当系统中的相互作用非常强时，因为它们通常处于低粒子密度，自旋与电荷能量的比率可能会变得指数级小。因此，在非常低的温度下，能量与特征电荷能量相比可能较低，但与特征自旋能量相比仍然较高。这种接近基态电荷自由度，但具有高热激发自旋自由度的能量窗口被称为自旋不相干的Luttinger液体。自旋非相干Luttinger液体比Luttinger液体具有更高的普适性，性质也有本质的区别。在这个座谈会上，我详细介绍了一些最新的理论发展领域，并描述了实验迹象，这样一个制度的门控半导体量子线。
2007-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Absence of vertex correction for the spin Hall effect in p-type semiconductors
计算了无自旋杂质对代表p型半导体的Luttinger模型自旋霍尔效应的影响。玻恩近似中的自能在螺旋度基中变成对角的，其值与波数或螺旋度无关。梯形近似中的顶点校正完全消失，与Rashba模型形成鲜明对比。这意味着，在清洁限制的自旋霍尔电导率再现的值的固有自旋霍尔电导率在早期的文件中计算。
2004-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Luttinger-liquid-like transport in long InSb nanowires
制备了石棉基简并半导体InSb长纳米线（线径约50 μ m，长0.1 - 1 mm）。在1.5 - 350 K的温度范围内研究了这些纳米线的导电性。发现零场电导率是温度$G\propto T^α$的幂函数，其典型指数为$α\approx 4$。发现这种纳米线的电流-电压特性是非线性的，并且在足够低的温度下遵循幂律$I\propto V^β$。结果表明，这些纳米线的导电不能占在普通的单电子理论和预期的不纯Luttinger液体的功能。对于一个简单的近似不纯的LL作为一个纯的一个打破成滴的弱链接，估计的弱链接密度约为$10^3-10^4$每厘米。
1999-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Manifestation of fundamental quantum complementarities in time-domain interference experiments with quantum dots: A theoretical analysis
的理论分析表明，限制在半导体量子点和同一系统的能力，显示干扰的激子的粒子性质之间的基本互补性可以研究在时域干涉实验，类似于目前进行的。这种实验的可行性，包括所需的脉冲参数和环境的失相效应，进行了研究。
2006-07-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Transport properties of topological superconductor-Luttinger liquid junctions: a real-time Keldysh approach
最近的实验观察的零偏压隧穿电导在超导半导体纳米线器件的启发，我们认为在这里的纳米线（Luttinger液体）耦合到拓扑超导体的存在下，其特征在于马约拉纳零能端态的结的输运性质。马约拉纳模式的存在导致零偏压隧穿电导在零温度下的量子化。为了理解这种现象，我们已经开发了一个框架，基于实时Keldysh技术，它允许一个计算隧道电导在有限的温度和电压在一个现实的实验设置。我们的方法允许一个从更一般的角度来理解这种传输现象，包括在纳米线中的相互作用的影响，这有时会导致从非相互作用的预测急剧偏离。因此，我们的研究结果提供了一个关键的洞察隧道实验，旨在检测马约拉纳粒子在一维纳米线器件。
2013-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin polarization recovery and Hanle effect for charge carriers interacting with nuclear spins in semiconductors
本文报道了半导体结构中载流子与涨落核自旋相互作用的自旋极化恢复和Hanle效应的理论和实验研究。我们从最简单的静态和各向同性核自旋涨落模型开始理论描述。然后，我们描述了由于超精细相互作用的各向异性，有限的核自旋相关时间，和强脉冲自旋激发的极化恢复和汉勒曲线的修改。对于后者，我们描述了法拉第几何中的共振自旋放大效应，并讨论了量子芝诺效应的表现形式。选择各种结构和实验条件的实验结果集，以突出理论预测的特定效果。我们表明，自旋极化恢复是一个非常有价值的工具，用于解决半导体及其纳米结构中的载流子自旋动力学。
2020-09-10 cond-mat.mes-hall
Hybrid Luttinger liquid/Fermi liquid behaviour in an atomic wire on a surface
单原子操作的最新进展使得在半导体表面上以原子尺度线性结构的形式创建“线”成为可能。如果这种结构要用于未来的电子器件，就有必要知道它们在多大程度上表现为一维导体，其中导线中电子-电子相互作用的存在导致与高维系统中发现的性质完全不同的性质。特别是，这将是有用的，知道这些结构是否保留任何的Luttinger液体性质，预测一个纯的一维金属。然而，对这种结构的实验研究迄今为止产生了不明确和矛盾的结果。我们通过在表面上创建一个高度简化的导线模型来研究这个问题-一个原子链，包括电子-电子相互作用来代表导线，耦合到一个类似的链，排除电子-电子相互作用来代表，虽然粗糙，表面。我们提出的结果，这样的系统，表明许多Luttinger液体指标的本征态和光谱函数。然而，该系统作为一个整体保留了一些残留的费米液体的特性，因此合并的一维和更高的维度的属性。
2002-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tomonaga-Luttinger parameters for quantum wires
均匀一维电子系统的低能性质完全由两个Tomonaga-Luttinger参数$K_ρ$和$v_σ$来描述.在本文中，我们将讨论微观估计这些参数的值在半导体量子线，利用它们之间的关系，热力学性质。由于一维电子液体的基态的相关性和维格纳晶体的相关性之间的相似性，我们在自洽的Hartree-Fock近似下计算了这些热力学量。根据我们的计算，Hartree-Fock近似的基态是一个维格纳晶体在所有的电子密度，并具有反铁磁秩序，逐渐演变从自旋密度波的本地化的字符，随着密度的降低。我们的结果$K_ρ$在高密度下与弱耦合微扰估计$K_ρ^{pert}$吻合得很好，但在低密度下偏离很大，特别是当电子-电子相互作用在长距离上被屏蔽时。$K_ρ^{pert}\sim n^{1/2}$在小载流子密度$n$处消失，而我们推测当$n\to 0$时，$K_ρ\to 1/2$消失，这意味着$K_ρ$应该在中间密度处通过最小值。观察这种对粒子密度的非单调依赖性将允许测量微观相互作用的范围。在自旋部分，我们发现自旋速度随相互作用强度的增加或$n$的减小而减小。强相关效应使得很难从Hartree-Fock计算中获得完全一致的$v_σ$估计值。我们推测$v_σ/\vf\propto n/V_0$在极限$n\to 0$中，其中$V_0$是相互作用强度。
2001-08-18 cond-mat.mes-hall
Universal Rashba Spin Precession of Two-Dimensional Electrons and Holes
研究了半导体量子阱中电子和空穴的Rashba自旋分裂引起的自旋进动。基于一个简单的分析表达式，我们推导出的铁磁/半导体/铁磁混合结构的实验情况下的电流调制的广泛的类，我们得出结论，Datta-Das自旋晶体管（i）是可行的空穴和（ii）其功能不受影响的集成注入角。电流调制示出了普遍的振荡周期，不管电子和空穴的Rashba哈密顿量的不同形式。解析公式近似非常精确的数值计算的一个更详细的Kohn-Luttinger模型。
2004-03-30 cond-mat.mes-hall
Helical Luttinger liquid on the edge of a 2-dimensional topological antiferromagnet
本研究在偶数层MnBi₂Te₄拓扑反铁磁体边缘观测到螺旋Luttinger液体（HLL），通过扫描超导量子干涉器件验证了其螺旋边缘电流与幂律电导标度行为，为可调拓扑物质在自旋电子学和量子计算中的应用提供了新平台。
2022-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Renormalization flow of a weak extended backscattering Hamiltonian in a non-chiral Tomonaga-Luttinger liquid
我们考虑一个非手性Luttinger液体中存在的背散射哈密顿量，它具有扩展的范围。因此，在给定位置处的右/左移动费米子可以被转换为在特定范围内的不同位置处的左/右移动费米子。我们执行的动量壳重整化群治疗，给出了相对自由度的演变，这个哈密顿量的贡献下的重整化流，我们研究了几个现实的例子，这个扩展的背散射哈密顿量。我们发现，在Luttinger液体中的排斥库仑相互作用，任何这样的哈密顿贡献演变成一个三角形的标量势重整化后的零温度截止。相反，对于吸引耦合，该动力学哈密顿量的振幅被抑制，使得结完全透明。由于重整化过程可能必须停止，因为实验的限制，如有限的温度，我们预测的实际空间形状的动力学哈密顿量在重整化过程的不同阶段，作为一个函数的位置和Luttinger相互作用参数，并表明，它经历结构的变化。因此，这个重整化的动力学哈密顿量被用来作为输入的微扰计算的电流，我们提供的解析表达式在虚时间。我们讨论的实验相关性，这项工作通过看一维系统组成的碳纳米管或半导体纳米线。
2023-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Non-equilibrium correlations and entanglement in a semiconductor hybrid circuit-QED system
本文对微波谐振腔中两个半导体电荷量子比特组成的混合电路-QED系统进行了理论研究。量子比特是根据两个空间分离的双量子点（DQD）的电荷状态定义的，这两个DQD耦合到微波谐振器中的同一光子模式。我们分析了一个运输设置，其中每个DQD是连接到电子水库和偏置的平衡由一个大的电压，并研究如何电子输运跨越每个DQD是修改的耦合到公共谐振器。特别是，我们表明，通过每个DQD的非弹性电流反映了间接的量子比特量子比特的相互作用介导的非共振光子在微波谐振器。作为这种相互作用的结果，两个电荷量子比特在稳定（耗散）状态下保持纠缠。通过远距离DQD的电流之间的有限散粒噪声互相关是这种非平凡稳态纠缠的另一种表现。
2013-10-09 cond-mat.mes-hall
Dominant end-tunneling effect in two distinct Luttinger liquids coexisting in one quantum wire
该研究通过结合隧穿谱与输运测量，发现单根量子线中两种共存Luttinger液体的电导幂律温度依赖均由末端隧穿有限尺寸效应主导，为Luttinger液体指数的明确解读提供了新方法。
2025-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Quantum Manifestation of Elastic Constants in Nanostructures
通常，在改变低维纳米结构的性质时存在两种不同的效应：由于增加的表面积-体积比而引起的表面效应（SS）和由于在减小的维度中的量子限制而引起的量子尺寸效应（QSE）。SS已被广泛地显示影响纳米结构的弹性常数和机械性能。在这里，我们以铅纳米膜和石墨烯纳米带为模型系统，通过第一性原理计算证明了纳米结构弹性常数的QSE。我们发现，一般QSE是占主导地位的影响金属纳米结构的弹性常数，而SS是更明显的半导体和绝缘体纳米结构。我们的发现在纳米力学的量子方面具有广泛的意义。
2012-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Theory of magnetoelectric photocurrent generated by direct interband transitions in semiconductor quantum well
线偏振光垂直入射到具有自旋轨道耦合的半导体量子阱上可以通过直接带间光学跃迁产生纯自旋电流。当施加面内磁场时，可以从纯自旋电流中提取光电流，这最近在InGaAs/InAlAs量子阱中观察到[Dai等人，物理修订版信函104，246601（2010）]。在这里，我们提出了一个理论研究与带间跃迁的磁电光电流效应。通过采用密度矩阵的形式主义，我们表明，光激发的载流子密度具有各向异性分布在k空间中，强烈依赖于电子波矢的取向和光的偏振。这种各向异性提供了观察到的光电流对磁场和光的偏振的依赖性的直观图像。我们还表明，纯自旋光电流与磁电光电流的比值近似等于动能与塞曼能量的比值，这使我们能够估计纯自旋光电流的大小。利用各向异性Rashba模型和Kohn-Luttinger模型计算的光电流密度可以产生测量电流的拟合公式中的所有三项，具有可比的数量级，但仍然存在差异，需要进一步研究。
2011-04-01 cond-mat.mes-hall
SU(2) Non-Abelian Holonomy and Dissipationless Spin Current in Semiconductors
根据我们以前的工作[S。Murakami，N. Nagaosa，S. C. Zhang，Science 301，1348（2003）]中的无耗散量子自旋电流，我们基于线性响应理论和Kubo公式给出了这种新效应的精确量子力学计算。我们指出，即使在p型半导体的Luttinger哈密顿量中存在自旋轨道耦合，也有可能定义一个精确守恒的自旋流.轻空穴和重空穴形成两个Kramers二重态，SU（2）非阿贝尔规范场自然地作用在每个二重态上。这种量子完整性在动量空间中产生了一种曲率结构，其曲率张量直接导致了新颖的无耗散自旋霍尔效应，即，通过电场产生横向自旋电流。本文的结果对半经典近似下得到的自旋流作了量子修正。
2004-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interaction robustness of the chiral anomaly in Weyl semimetals and Luttinger liquids from a mixed anomaly approach
Condensed Matter Theory Center and Joint Quantum Institute, Department of Physics, University of Maryland（马里兰大学凝聚态理论中心与联合量子研究所）
本文通过混合异常方法研究Weyl半金属和Luttinger液体中手性异常的相互作用鲁棒性，发现手性电荷与总动量相关，且不受相互作用影响。
2026-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Circuit Quantum Simulation of a Tomonaga-Luttinger Liquid with an Impurity
Tomonaga-Luttinger液体（TLL）概念被认为是在低温下描述一维系统强关联物理的一般概念。一维导体中的一个标志性特征是由单个杂质引起的金属态和绝缘态之间的量子相变。然而，这种转变阻碍了对现实世界TLLs的实验探索。此外，它的理论治疗，解释了普遍的能量重新标度的电导在低温下，迄今为止已经完全实现了特定的相互作用强度。量子模拟可以提供强大的解决方案。这里，示出了混合金属-半导体耗散量子线路，以实现包括单个完全可调谐散射杂质的可调节电子相互作用的TLL的模拟。测量揭示了重整化群的“β函数”的电导，完全决定了TLL通用交叉到一个绝缘状态冷却后。此外，特征标度能量定位在一个给定的温度下的位置内的电导重整化流建立了超过九十年的电路参数，并探讨了平衡制度。量子模拟器的质量从现有的和新的TLL预测的精确的无参数验证证明，量子模拟是在很强的意义上实现，通过阐明相互作用机制，抵制理论解决方案。
2018-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Observation of Superfluidity of Polaritons in Semiconductor Microcavities
在相互作用玻色子系统中，量子相干性最显著的表现之一就是超流性。半导体微腔中的激子-极化激元是一种二维复合玻色子，被预言表现为特殊的量子流体。本文报道了激光在半导体微腔中产生的极化激元的超流运动。超流性是根据朗道判据研究的，它表现为当流体的流速低于流体中的声速时对缺陷散射的抑制。另一方面，当流速超过声速时，可以清楚地观察到类似切伦科夫的尾流图案。实验结果与基于广义Gross-Pitaevskii理论的预测非常吻合，表明微腔中的极化激元构成了探索非平衡量子流体物理的非常丰富的系统。
2008-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On the coupling of two quantum dots through a cavity mode
研究了半导体微腔中两个远距离量子点通过虚光子交换实现的有效耦合。分析了产生强耦合的实验条件及其在发射光谱中的表现。
2010-07-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Collective Modes and Raman Scattering in One Dimensional Electron Systems
本文综述了一维电子系统共振非弹性光散射理论的最新进展。我们考虑的特定系统是基于电子掺杂GaAs的半导体量子线纳米结构，尽管该理论可以很容易地修改以适用于其他一维系统。我们比较了传统的基于导带的非共振理论和考虑带间跃迁影响的全共振理论。我们发现，共振是必不可少的解释实验数据中的单粒子激发具有有限的光谱权重可比的集体电荷密度激发。利用几种不同的理论模型（Fermi液体模型、Luttinger液体模型和哈伯德模型）和合理的近似，我们进一步证明了实验拉曼光谱中普遍观察到的强单粒子激发不能用Luttinger液体描述中的无自旋多自旋子激发来解释.对拉曼散射光谱中不同的Luttinger液体特征的可观测性进行了严格的讨论。
2004-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Soft superconducting gap in semiconductor-based Majorana nanowires
我们开发了一个理论的邻近效应在超导体半导体正常的金属隧道结构，最近已被广泛的实验研究，导致观察到的传输签名符合预测的零能量马约拉纳束缚态。我们表明，我们的模型的半导体纳米线具有多个占用的子带不同的传输概率通过势垒再现所观察到的“软间隙”的行为与大量的子间隙隧穿电导。我们研究了软带隙现象在隧穿电导和局域态密度测量中的表现，并讨论了这两个量之间的相关性。我们强调，邻近效应与多带半导体和正常的金属状态的铅之间的杂交是一个内在的影响，导致软间隙问题。除了本征贡献之外，还可能存在外部效应，例如界面无序，从而加剧了软带隙问题。我们的工作建立了一个普遍存在的本征软间隙的超导体-半导体-正常金属隧穿输运电导由正常金属的逆邻近效应引起的一般可能性。
2014-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Edge Physics of the Quantum Spin Hall Insulator from a Quantum Dot Excited by Optical Absorption
量子自旋霍尔绝缘体的无间隙边缘模式形成螺旋液体，其中沿着边缘的运动方向由电子的自旋取向确定。为了探索这些边缘状态的Luttinger液体物理和它们与磁性（近藤）杂质的相互作用，我们考虑一个设置，其中螺旋液体隧道耦合到半导体量子点，这是由光吸收激发，从而诱导有效的量子猝灭的隧道。在低能量下，吸收光谱由幂律奇异性主导。相应的指数与相互作用强度（Luttinger参数）直接相关，并且由于量子自旋霍尔边缘的独特性质，可以使用边界共形场论精确计算。
2014-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exciton Mott Transition in Two-Dimensional Semiconductors
激子多体相互作用在先进的光子器件和量子计算等量子科学技术中具有重要的应用价值，但人们对激子多体相互作用的基本认识还很有限。在这里，我们提供了许多新的见解激子莫特转变（EMT）的基本原理，激子多体相互作用的表现形式证明了激子电离成未结合的电子和空穴的等离子体，即电子空穴等离子体（EHP），通过利用二维（2D）半导体的独特性质，如单层MoS2。我们澄清了长期存在的争议的连续性和标准的EMT，量化的电荷载流子分布之间共存的激子和EHP阶段，建立EHP的发射功能和电荷密度之间的相关性，并阐明物理状态的EHP载流子作为纳米级的电子空穴复合物，而不是单独的自由电荷。这些结果为进一步研究激子多体相互作用，以及在量子科学技术和先进光电子器件的开发中利用激子多体相互作用奠定了基础。
2020-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optically induced hybrid Bose-Fermi system in quantum wells with different charge carriers
从理论上证明了二维导电系统的圆极化辐照可以产生由两个不同有效质量（不同载流子）的电子组成的复合玻色子，由于导电电子的费米海，复合玻色子是稳定的。结果，出现了光诱导的成对电子和正常传导电子的混合物（混合玻色-费米系统）。元激发在这样的混合系统进行了分析，并讨论了可能的表现形式的光诱导电子配对的半导体量子阱。
2021-10-19 cond-mat.mes-hall
Carrier-density-controlled anisotropic spin susceptibility of two-dimensional hole systems
我们在Luttinger模型的基础上，对典型半导体材料的价带进行了量子阱限制空穴的研究。即使当只有最低的准二维（准2D）子带填充，静态自旋磁化率原来是非常不同的普遍各向同性Lindhard函数的线形获得的2D导电电子系统。强各向异性和特殊的密度依赖于自旋相关的响应在长波长的二维孔应该有可能在稀磁量子阱的易轴和易平面磁化之间切换。提出了一种二维孔系的有效g因子。
2013-01-07 cond-mat.mes-hall
Charge-order-enhanced capacitance in semiconductor moiré superlattices
范德瓦耳斯莫尔材料已经成为研究电子相关现象的高度可控平台。特别是，最近已经发现了强大的相关绝缘状态的半导体莫尔系统的整数和分数填充因子。在这里，我们揭示了这些状态的热力学性质，通过测量MoSe 2/WS 2莫尔超晶格的栅极电容。我们观察到一系列的不可压缩状态的填充因子0 - 8和巨大的电容（近60%以上的设备的几何电容）在干预可压缩区域。在小填充因子、低于电荷有序态的熔化温度和小的样品-栅极间隔下，非常大的电容最明显。它是电子之间的库仑相互作用和电荷有序态的相位混合的表现。我们进一步提取了相关绝缘态的热力学能隙和电容器件的熵。结果不仅建立了电容作为一个强大的探针的相关状态在半导体莫尔系统，但也表明控制扩展库仑相互作用在这些材料通过样品栅极耦合。
2021-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Engineering topological superconductors using surface atomic-layer/molecule hybrid materials
表面原子层（SAL）超导体是在洁净的半导体表面外延生长金属原子而形成的。与传统的金属薄膜相比，它们具有两个重要的特征：i）整个系统的空间反转对称性破缺和ii）对外来物种的表面吸附的高灵敏度。这些可能导致表现的Rashba效应和塞曼场施加吸附的磁性有机分子。在介绍了典型SAL超导体Si（111）-（root 7 xroot 3）-In之后，我们描述了如何利用这些特征来设计具有Majorana费米子的拓扑超导体，并讨论了它的前景和预期的挑战。
2015-08-04 cond-mat.mes-hall
Generation of Superfluorescent Bursts from a Fully Tunable Semiconductor Magneto-plasma
量子粒子有时会合作发展出具有非凡性质的宏观有序状态。超导性和玻色-爱因斯坦凝聚是这种合作现象的例子，其中宏观秩序自发出现。在这里，我们证明了这样的有序状态也可以在高磁场中的光激发半导体量子阱中获得。当我们用强激光脉冲产生一个密集的电子空穴等离子体时，经过一定的延迟，就会出现一个相干辐射的超短脉冲。我们将这种惊人的现象解释为超荧光（SF）的表现，其中宏观偏振自发地从最初的激发量子振荡器的非相干系综中建立起来，然后突然衰减，产生相干辐射的巨大脉冲。SF已经在原子气体中观察到，但目前的工作是第一次在固态环境中观察到SF。虽然在电子空穴对的复合和原子中的辐射跃迁之间存在类比，但没有先验的理由使半导体中的SF与原子SF相似。这是一个复杂的多体系统，具有各种超快相互作用，其中退相干速率至少比辐射衰变速率快1,000倍，这是以前原子SF研究中完全未探索的不寻常情况。尽管如此，我们表明，集体多体耦合通过一个共同的辐射场在一定条件下发展，并导致SF爆发。固态实现的SF导致了前所未有的可控性程度的生成SF，打开了机会，为基础的多体研究和设备的应用。我们证明了通过外加磁场、温度和泵浦激光功率，SF爆发的强度和延迟时间是完全可调的。
2012-04-21 cond-mat.mes-hall
Optical properties of charged excitons in two-dimensional semiconductors
原子薄的过渡金属二硫属化物中的强库仑相互作用使得这些系统特别有希望用于激子物理的研究。特别令人感兴趣的是带电激子，也称为trions，在二维半导体的光学性质中的表现。为了描述这样的系统的光学响应，激子与驻留电子的相互作用应明确考虑。在本文中，我们证明，这可以在trion（基本上，少粒子）和费米极化子（多体）的方法，产生等效的结果，提供的电子密度是足够低的trion结合能是远远小于激子。在这里，我们考虑的光学跃迁的振子强度有关的带电激子，精细结构的trions和塞曼效应，以及trions的光致发光说明了适用性的少粒子和多体模型。
2020-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Random Telegraph Signal in a Metallic Double-Dot System
在这项工作中，我们研究了嵌入在自组装金属双点系统中的单电子表面陷阱的动力学。单个电子对陷阱的充放电表现为通过双点装置的电流的随机电报信号。我们发现，我们可以通过设备中流动的电流来控制电子在陷阱中停留的持续时间，在几分之一秒到一个多小时之间。我们认为，所观察到的开关是光学闪烁现象，通常在半导体量子点中观察到的电气表现。
2014-05-14 cond-mat.mes-hall
Study on the effects of anisotropic effective mass on electronic properties, magnetization and persistent current in semiconductor quantum ring with conical geometry
本研究通过数值分析圆锥表面量子环中各向异性有效质量的影响，发现量子限制和非各向同性质量显著改变电子性质、磁化强度和持续电流，并影响AB和dHvA振荡。
2023-11-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Orbital mapping of energy bands and the truncated spin polarization in three-dimensional Rashba semiconductors
与自旋轨道耦合（SOC）和反转对称性破缺相关，Rashba自旋极化为自旋电子应用开辟了一条新的途径，而这条途径以前仅限于普通磁体。然而，实际Rashba系统中的自旋极化效应比传统的单轨道模型所建议的要复杂得多。通过第一性原理密度泛函理论和多轨道k.p模型研究三维体Rashba系统（不受表面效应的影响），我们发现主导自旋极化效应的物理起源是SOC诱导的自旋与多轨道之间的杂化，特别是那些具有非零轨道角动量的自旋.在这个框架中，我们建立了一个一般的理解轨道映射，共同的表面的拓扑绝缘体和Rashba系统。因此，各种自旋极化效应的内在机制，这涉及到所有的Rashba系统，甚至那些与全球反演对称，被理解为一种表现的轨道纹理。这一发现为考虑原子轨道含量设计高自旋极化材料提供了一条途径。
2016-08-03 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
