Generalization and applicability of the Landauer formula for non-equilibrium current in the presence of interactions
使用非平衡格林函数(NEGF),我们计算通过连接到非相互作用的引线的相互作用区域的电流。这个问题被重新表述在这样一种方式,一个兰道尔一样的长期出现在当前以及额外的条款对应于非平衡多体效应。在中心区域的相互作用不仅重新归一化的格林函数,但也在中心区域和引线之间的接触处的耦合,允许总电流被进一步表示为一个广义的Landauer电流公式。给出了使接触重正化的动力泛函的一般表达式。我们详细分析了在什么情况下,Landauer的方法,即没有接触重整化,是有效的相互作用的电子-电子和/或电子-声子系统的电流。数值NEGF计算,然后进行模型的电子-声子耦合系统,以验证我们的分析方法。我们发现,非共振输运制度的电导是充分描述的Landauer的方法在小偏压的限制,而共振制度的Landauer的方法的结果偏离精确的结果,即使在小的有限偏压。本文还详细研究了将类Landauer方法应用于非弹性电子隧穿谱的有效性。
2010-07-07 cond-mat.mes-hall
Molecular wire-nanotube interfacial effects on electron transport
我们讨论了介观电极之间的分子桥支持低维运输和轴承的内部结构的电导。作为这种纳米电极的一个例子,我们假设半无限(碳)纳米管。在朗道散射矩阵的方法,我们表明,这种混合的电导是非常敏感的接触不同于通常的行为中存在的散装电极的几何形状。
2002-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Time-dependent Landauer-Büttiker formula for transient dynamics
我们解决解析的Kadanoff-Baym方程的一个非相互作用的结连接到一个任意数量的非相互作用的宽带终端。初始平衡态通过在时间轮廓上增加一个虚轨来适当地描述。从解中我们得到了结内随时间变化的电子密度和电流。最终结果是作为时间函数的解析表达式,因此不需要时间传播-无论是在瞬态还是稳态状态下。我们进一步提出并讨论了所得公式的一些应用。
2013-03-25 cond-mat.mes-hall
Chebyshev Polynomial Method to Landauer-Büttiker Formula of Quantum Transport in Nanostructures
Landauer-Büttiker公式描述了纳米结构和分子中的电子量子输运。由于例如矩阵求逆计算,对于复杂或大尺寸系统的模拟,这将是数值要求很高的。近年来,Chebyshev多项式方法由于其所涉及的矩阵运算仅为稀疏矩阵与向量的乘积,因而在量子系统的数值模拟中具有很高的并行效率,引起了人们的极大兴趣。孤立量子结构或体量子结构的物理量的Chebyshev多项式表示已经取得了许多进展。在这里,我们提出了Chebyshev多项式方法的典型电子散射问题,Landauer-Büttiker公式的纳米结构中的量子输运的电导。我们首先描述了完整的算法的基础上的标准浴核多项式方法(KPM)。然后,我们提出了两个简单但有效的改进。其中一种方法的时间消耗明显小于不使用KPM的直接矩阵计算。最后给出了一些典型的算例来说明数值计算的有效性.
2020-07-21 cond-mat.mes-hall
Landauer-Büttiker-type current formula for hybrid mesoscopic systems
本文导出了一个普遍的Landauer-Büttiker型电流公式,它适用于铁磁体(F)/正常金属(N)/超导体(S),F/N/N,N/N/S和N/N/N系统在中心区存在各种相互作用时的情况。
2002-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Landauer formula for interacting systems: a consistent non-perturbative approximation
输运测量是表征化学和物理中小系统的最广泛使用的方法之一。当相互作用可以忽略时,通过量子点、纳米线、分子结和其他亚微米结构的电流可以使用Landauer公式获得。Meir和Wingreen推导出了电流的精确表达式,该表达式也适用于存在相互作用的情况。这个强大的理论工具需要精确的格林函数的知识。到目前为止,一个近似扩展到直接有限阶微扰理论是失踪。在这里,我们提供了电流和热流的一般表达式,其中我们将自能扩展到最低阶(通常称为GW近似),但保持对所有阶的贡献。此外,我们还证明了只有当正确地包含了自能和顶点修正时,电流才是守恒的。我们证明,我们的公式捕捉重要的非微扰功能,因此,提供了一个强大的工具,在无法找到精确的解决方案的情况下。
2022-03-30 cond-mat.mes-hall
Connection between the GKSL master equation and the Landauer formula
Institute for Quantum Life Science, National Institutes for Quantum Science and Technology (QST)(量子生命研究所,日本量子科学技术研究开发机构)
在非相互作用系统中,从GKSL主方程形式推导出电流公式,并确定其简化为Landauer公式的条件。
2026-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic resistances of multilayered two-dimensional crystal junctions
我们进行了逐层的调查,以了解电子输运跨越金属绝缘体金属结。采用第一性原理密度泛函理论,在广义梯度近似下,研究了结的界面结构。我们发现,作为一个功能的晶体层的数量计算的多层硅烯结的传输系数衰减慢得多,比BN为基础的结。我们重新审视了电子输运的半经典玻尔兹曼理论,并应用到多层硅烯和BN为基础的结。在高透射率区的计算电阻小于由Landauer公式提供的电阻。随着势垒厚度的增加,玻尔兹曼公式和朗道公式的结果趋于一致。我们提供了一个上限的透射系数低于该值,Landauer方法变得有效。定量地,当传输系数低于每个通道的$ \sim 0.05 $时,由用于计算电阻的Landauer公式引入的误差可以忽略。此外,我们发现结的电阻并不完全由平均透射率决定,还与第一布里渊区的透射率分布有关。
2015-06-03 cond-mat.mes-hall
Thermal Conductance Across Harmonic-matched Epitaxial Al-sapphire Heterointerfaces
由于界面的复杂性,界面的热传输缺乏统一的理解,其中涉及复杂的因素,如界面结合,界面混合,表面化学,晶体取向,粗糙度,污染,和界面无序。这是特别真实的金属非金属界面,其中包括多个基本的热传输机制,如弹性和非弹性声子散射以及电子声子耦合在金属和整个界面。所有这些因素共同影响边界热导率(TBC)。因此,实验测量的界面可能与理想建模的界面不同,从而混淆了从实验和建模比较中得出的任何结论。本文系统地研究了可控超净外延(111)Al平行(0001)蓝宝石界面(谐波匹配界面)的界面热导率。与原子格林函数(AGF)和非平衡Landauer方法等热模型的比较表明,弹性声子散射在Al/蓝宝石界面的热输运中起主导作用。通过用Al热容缩放TBC,观察到几乎恒定的透射系数,表明Al侧上的声子限制了Al蓝宝石TBC。这几乎恒定的透射系数验证了AGF和非平衡Landauer计算中的假设。我们的工作不仅为金属非金属界面的界面热导提供了基准,并使TBC的定量研究能够验证理论热载流子输运机制,而且在研究其他因素如何影响TBC时也可作为参考。
2019-09-24 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Landauer Formula for a Superconducting Quantum Point Contact
我们推广Landauer公式来描述超导点接触中的耗散电子输运。有限温度,线性偏置,耗散直流电导表示在相位和能量相关的散射矩阵的Bogoliubov准粒子在量子点接触。导出的公式也适用于混合超导正常结构和正常接触,其中它同意的Andreev反射和正常状态电导的已知限制,分别。
2019-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Generalized Landauer formula for time-dependent potentials and noise-induced zero-bias dc current
利用新发展的单电子方法,导出了任意含时势场中电子输运的Landauer型公式。该公式适用于由二分噪声表示的随机波动电位。我们发现,在零偏压下,噪声可以通过破坏透射系数的时间反演对称性,在量子系统中产生直流电流。我们表明,这种效果是由于退相干,产生的噪声,这可能发生在许多不同的系统。
2019-04-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
A Landauer transport formulation with inelastic scattering
将Landauer输运公式推广到具有任意能级结构的动态散射体与长的理想非相互作用导线弱耦合的情况。该器件的两端线性电导用电子离开散射体的散射截面(一般为非弹性)来表示,整个系统的散射态采用费米液体图像。假设么正性,即光学定理,我们从Kubo线性响应处理和Keldysh技术方法获得相同的结果。
2004-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Emergence of Landauer Transport from Quantum Dynamics: A Model Hamiltonian Approach
Landauer公式计算纳米器件的电流-电压特性是一种有效的方法,具有广泛的适用性,但它不适用于瞬态现象和随时间变化的电流,因为它假设载流子数量在外加电压作用下达到一个与时间无关的动态平衡。利用模型哈密顿量,我们传播薛定谔波函数方程数值计算的时间依赖的人口在各个子系统。每个电极中的电流(根据相应群体的变化率定义)具有两个分量,一个是由于源自同一电极的电荷,另一个是由于最初驻留在另一电极处的电荷。我们推导出的第一个组件的解析表达式,并说明它同意合理的数值对应在早期。结构形式揭示了初始占用可以从表达式的时间依赖段中分解出来。我们以此为线索,构建一个兰道尔风格的公式,并证明从这个简化的公式得到的电流与我们最一般的数值电流重叠后,电荷流进入稳定状态。因此,我们说明了出现的Landauer输运从一个真正的第一性原理量子动力学计算没有任何事先的假设。随后,我们调查我们的模型中的成分,调节发病时间尺度的兰道尔政权。我们比较了我们的一般电流表达式与时间相关的电子耦合的朗道电流的性能。最后,我们评论的适用性的Landauer公式计算热电子电流等离子体激元退相干。
2017-10-19 cond-mat.mes-hall
Incompleteness of the Landauer Formula for Electronic Transport
我们表明,兰道尔多终端公式的纳米尺度系统的电导是不完整的,因为它不考虑多体效应,不能被视为单粒子传输概率的贡献。我们表明,这些影响的物理起源是有关的粘性性质的电子液体,并开发微扰形式主义,基于含时电流密度泛函理论,计算修正的电阻在“科恩-沙姆电流分布”和交换相关内核。仍然存在的困难,在计算后者进行了批判性的讨论。
2008-10-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Landauer's formula with finite-time relaxation: Kramers' crossover in electronic transport
Landauer公式是检验纳米和中尺度结中的弹道输运的标准理论工具,但它要求结随时间的任何变化必须慢于系统的特征时间,例如,局部激发的弛豫时间。然而,通过结构动态结的运输越来越感兴趣的传感,利用波动和实时控制。在这里,我们计算的稳态电流时,在水库中的电子弛豫存在,并证明它会产生三个制度的行为:弱弛豫提供了一个接触有限的电流;强弛豫本地化的电子,扭曲其自然动态和减少电流;和在中间制度的Landauer视图的系统只恢复。我们还证明了一个简单的运动方程出现,这是适合于有效地模拟随时间变化的运输。
2016-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Adiabatically switched-on electrical bias in continuous systems, and the Landauer-Buttiker formula
考虑一个三维系统,它看起来像一个交叉连接的管道系统,即一个小样本耦合到有限数量的引线。我们研究了通过这个系统的电流,在线性响应制度,当我们示意性地打开引线之间的电偏置。主要的技术工具是使用有限体积正则化,这使我们能够将从引线出来的电流定义为其电荷的时间导数。我们最后证明,在几乎所有的物理有趣的情况下,电导率张量是由Landauer-B{ü}ttiker型公式。
2007-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech math-ph
A Landauer formulation of photon transport in driven systems
理解光在非平衡态下的行为是量子光学和光学物理学的基础。虽然激光器提供了一个严重的例子,一个非平衡问题,最近的兴趣在所谓的光子“气体”的近平衡物理,如在玻色凝聚的光或试图使光子量子模拟器,建议重新审查一些近平衡的情况。在这里,我们考虑两个半无限光子传输线之间的正弦参数耦合如何导致两条线之间的光子的产生和流动。我们的方法提供了一个光子模拟的兰道尔输运公式,并使用非equilibrium格林函数,我们可以将其扩展到两个光子之间的相互作用区域的情况下,正弦曲线频率起着电压偏置的作用。至关重要的是,我们确定的数学框架和物理制度,其中光子输运是直接类似于电子输运和其他行为,如双模压缩可以出现的制度。
2016-10-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Landauer conductance in the complex domain: A path to find closed-form solutions
Landauer公式允许我们在理论上描述介观系统中的传输函数的电导。我们提出了一个一般的方法来评估的传输函数在复杂的域连接到半无限原子链的系统。这揭示了复杂的共轭对的简单极点,负责传输峰值在实域评估的存在。这导致我们制定一个封闭形式的表达式的传输函数。
2020-08-05 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph quant-ph
Time-dependent Landauer-Büttiker formula: application to transient dynamics in graphene nanoribbons
在这项工作中,我们开发了一个时间依赖的扩展的Landauer-Büttiker方法来研究瞬态动力学的时间依赖的量子输运通过分子结。该方法的一个关键特征是,它提供了一个封闭的积分表达式的密度矩阵的时间依赖性的分子结后,开关的偏置或门电位,可以评估,而无需传播单个粒子轨道的必要性。这使得在大分子系统中的时间依赖性运输的研究耦合到宽带铅。作为应用的形式主义,我们研究了锯齿形和扶手椅型石墨烯纳米带的不同对称性的瞬态动力学。我们发现,瞬态时间可以超过几百飞秒,同时显示一个长时间的振荡运动相关的多次反射的密度波在纳米带在带-铅界面。这种时间分布具有与带状物的长度成比例的形状,并且由带状物内和带状物-引线过渡所描述的快速振荡来调制。特别是在扶手椅型纳米带中,存在一系列与位于带-铅界面处的边缘态处的反射有关的准定态。在锯齿形纳米带的情况下,存在与电极的边缘状态和费米能级之间的虚拟跃迁相关联的主要振荡频率。我们进一步研究了纳米带中的局部键电流,发现边缘的奇偶性强烈影响纳米带中电子的路径。最后,我们研究了各种附加的栅极电位的瞬态行为。
2014-03-06 cond-mat.mes-hall
Universal electric current of interacting resonant-level models with asymmetric interactions: An extension of the Landauer formula
本文研究了具有库仑相互作用的共振能级模型描述的开放量子点系统中的电子输运。我们考虑了量子点不对称地连接到左引线和右引线的情况。我们精确地构造了两铅系统的多电子散射本征态,其中两体束缚态是由于单体共振和库仑相互作用的结果。通过使用扩展的Landauer公式,我们计算了系统的平均电流偏置电压下的相互作用参数的一阶。通过重整化群技术,我们得到了通用电流,其中我们观察到大偏置电压对电流的抑制,即,负微分电导我们发现被抑制的电流会因系统参数的不对称性而恢复。
2015-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Nonlinear Landauer formula: Nonlinear response theory of disordered and topological materials
朗道公式提供了一个一般的散射公式的导电。尽管它的实用性,它主要是应用于线性响应政权,和非线性响应的散射理论尚未得到充分发展。在这里,我们扩展的Landauer公式的非线性响应制度。我们表明,而线性电导是直接相关的传输概率,非线性电导给出了其导数相对于能量。这种对能量导数的敏感性被证明是产生独特的非线性输运现象的介观系统,包括无序和拓扑材料。作为例证,我们研究了无序链的非线性电导,并根据对称性确定了它们的普遍行为。特别是,我们发现大的奇异非线性电导的零模式,包括马约拉纳零模式的拓扑超导体。我们还显示了由于安德森转变的流动性边缘附近的非线性响应的临界行为。此外,我们还研究了石墨烯作为具有量子反常的拓扑材料的一个典型例子的非线性响应。在此基础上,考虑电子波函数的几何性质,我们发展了非线性霍尔效应的散射理论。我们建立了非线性霍尔响应和非平衡量子涨落之间的新联系。讨论了无序和安德森局域化对非线性霍尔效应的影响。我们的工作在量子物理学中开辟了一条超越线性响应机制的新途径。
2022-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Extended Landauer-Büttiker Formula for Current through Open Quantum Systems with Gain or Loss
Southern University of Science and Technology(南方科技大学);Shenzhen Institute for Quantum Science and Engineering, Southern University of Science and Technology(南方科技大学量子科学和工程研究院);International Quantum Academy, Shenzhen(深圳国际量子学院);Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Science and Engineering, Southern University of Science and Technology(南方科技大学广东省量子科学和工程重点实验室)
本文通过扩展兰道-布蒂ker公式,研究了开放量子系统中增益或损失对电流的影响,揭示了反演对称性破坏、无序诱导电流、导电连续性及皮肤效应等新现象。
2026-02-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Thermal transport properties of metal/MoS2 interfaces from first principles
采用基于Landauer形式的原子声子输运模型和第一性原理计算,分析了金属/MoS 2界面的热输运性质.所考虑的结构包括化学吸附的Sc(0001)/MoS 2和Ru(0001)/MoS 2,物理吸附的Au(111)/MoS 2,以及具有中间特性的Pd(111)/MoS 2。计算结果说明了一个独特的界面微观结构的细节上的热传递的依赖性。更具体地说,具有较强结合的化学吸附情况表现出通常比物理吸附更小的界面热阻。金属/MoS 2和金属/石墨烯系统之间的比较表明,金属/MoS 2的电阻明显更大。晶格动力学的进一步研究确定了多个不同的原子平面和键合模式的存在下,在界面处观察到的大热阻的关键起源。
2014-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anharmonic quantum thermal transport across a van der Waals interface
利用量子力学理论研究了弱相互作用界面上的非简谐声子散射。我们发现,非简谐三声子散射对界面热导的贡献可以转化为传输函数随温度变化的Landauer公式。令人惊讶的是,在弱耦合极限下,由于非谐声子散射的传输是无界的,随着温度的升高,这是物理上不可能的两个声子过程。我们进一步揭示了非谐贡献在一个真正的异质界面(例如,石墨烯和单层二硫化钼之间的非谐性(即非谐性)即使在室温下也可以主导谐波过程,突出了非谐性在弱相互作用的非均相系统中的重要作用。
2022-02-22 cond-mat.mes-hall
A Landauer Formula for Bioelectronic Applications
最近的电子传输实验使用金属接触附着在蛋白质上,确定了一些“程式化的事实”,这与传统的观点相矛盾,即增加电极之间的空间距离或温度会指数地抑制电导。这些包括在30- 300 K范围内的蛋白质上的几乎与温度无关的电导,在1-10 nm范围内的单个蛋白质内的与距离无关的电导,以及在0.1-10 nS范围内的非常大的电导。在本文中,我们开发了一个推广的低温Landauer公式,可以占隧道效应和退相干的联合作用,并可以解释这些新的实验结果。我们使用新的近似,大大简化了数学处理,使我们能够计算电导方面的少数宏观参数,而不是无数的微观参数描述的原子级量子化学计算的细节。这种新方法可以预测新实验的结果,而不仅仅依赖于高性能计算,并且可以从传输特性的角度区分蛋白质结构的重要和不重要的细节。
2019-09-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.bio-ph
Landauer transport as a quasisteady state on finite chains under unitary quantum dynamics
在本文中,我们研究了出现的Landauer输运制度的量子力学动力学的自由电子在无序的紧束缚链,这是耦合到有限的铅与开放的边界。分区和分区免费的初始条件进行了分析,并看到引起,足够大的引线,相同的空间均匀的准稳态电流,这与Landauer值。准稳态政权之前的瞬态政权,持续的时间成比例的无序样品的长度,然后是递归,在一段时间后,是成比例的铅的大小。这些理论预测可能对今后的费米超冷原子在光晶格中输运的实验有参考价值。我们还观察到有限大小的电流振荡,叠加在准稳态,其行为关键取决于最初施加在系统上的条件。最后,我们展示了如何一个时间分辨久保公式是能够重现这种兰道尔运输制度,因为铅越来越大。
2020-03-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Comment on "Quantum transport with electronic relaxation in electrodes: Landauer-type formulas derived from the driven Liouville-von Neumann approach" [The Journal of Chemical Physics 153, 044103 (2020)]
在最近的一篇文章中,Chiang和Hsu [The Journal of化学物理153,044103(2020)]研究了与有限储层相同连接的单点和双点电子结。对于这两个例子,他们推导出解析解,以及提供渐近分析,从驱动刘维尔-冯诺依曼(DLvN)方程的稳态电流-一个开放系统的方法,在非相互作用的系统中,放松保持偏置的运输。他们检查的两个站点交界处具有相消干涉,他们表明这导致DLvN在水库大小和松弛方面缓慢收敛到Landauer极限。我们先前推导了DLvN及其多体模拟物中稳态电流的一般解[Gruss等人,Scientific Reports 6,24514(2016)]。多体模拟是林德布拉德主方程,当限制到非相互作用系统时,它正好是DLvN。在这里,我们证明了将更一般的表达式应用于相同的左和右水库(即,具有相同状态密度和耦合到系统的有限库)和马尔可夫松弛提供了一种简单的分析形式,其适用于任意但相同连接的结。此外,我们简要地讨论了当前的收敛到Landauer和Meir-Wingreen结果的非相互作用和相互作用系统,分别。当水库的较小格林函数开始符合波动耗散定理时,就会发生收敛。我们的方法揭示了蒋和许观察到的相消干涉行为。最后,我们表明,分析结果产生的渐近公式在Gruss等人。
2021-02-22 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph physics.comp-ph
Quantum heat transfer: A Born Oppenheimer method
我们开发了一个Born-Oppenheimer型的形式主义沿混合纳米尺度物体的量子热输运的描述。我们的形式适合于处理非共振状态下的热传递,例如,当隧道效应占主导地位时,插入分子的相关振动模式相对于典型的浴频率是高的,并且在低温下。得到了热能流的一般表达式,即广义Landauer公式。在谐波限制,这个表达式减少到标准的Landauer结果的热传递,而在存在的非线性多声子隧穿效应实现。
2010-09-10 cond-mat.mes-hall
Thermal conductance at the interface between crystals using equilibrium and non-equilibrium molecular dynamics
在本文中,我们比较了非平衡态(NEMD)和平衡态(EMD)分子动力学方法计算固体界面热导的结果。我们建议使用平衡模拟测量每个固体的热致能量波动的衰减来探测热导。我们还表明,NEMD和EMD给一般来说不一致的结果的热导:绿色久保模拟探测两个固体之间的Landauer电导假设声子的界面两侧处于平衡状态。另一方面,我们表明,NEMD给访问的平衡界面电导一致的界面通量描述在每个固体中的声子输运。差异可能很大,并且对于通常的半导体之间的界面通常达到因子5。我们分析了有限尺寸效应的两个确定的界面热导,并表明,平衡模拟遭受严重的尺寸效应相比,NEMD。我们还比较了上述两种方法(EMD和NEMD)关于一系列质量不匹配的Lennard-Jones固体的界面电导的预测。我们发现,用EMD得到的Kapitza电导可以很好地描述使用经典的扩散失配模型(DMM)。另一方面,NEMD模拟结果与声失配模型(AMM)的平衡概括是一致的。这些考虑是很重要的,在合理化以前的结果,使用分子动力学,并有助于查明物理散射机制发生在原子之间的固体,这是一个先决条件,以了解真实界面的界面传热。
2012-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
From Localized Packets to Plane Waves: A Time-Domain Approach to Transport in Mesoscopic Systems
AGH University of Krakow(克拉科夫AGH科技大学)
提出基于正交费米子波包的时域框架,精确构建Landauer输运,将电流表示为确定性电荷事件序列,无需动量空间运动学,并证明对任意能量色散成立。
2026-06-18 cond-mat.mes-hall
First-Principles Calculation of Thermal Transport in the Metal/Graphene System
采用基于Landauer形式的原子声子输运模型和第一性原理计算,分析了金属/石墨烯(Gr)体系的热性质.研究中的具体结构包括化学吸附的Ni(111)/Gr、物理吸附的Cu(111)/Gr和Au(111)/Gr以及具有中间特性的Pd(111)/Gr。计算结果表明,界面微观结构的细节上的热传递的强烈依赖。特别是,它表明,化学吸附的情况下,提供了一个一般较小的界面热阻比物理吸附由于更强的结合。然而,我们的计算也表明,弱化学吸附界面的Pd/Gr可能是一个例外,与最大的热阻之间的考虑。静电势和原子间力常数的进一步研究表明,Pd和C原子之间的混合键合力导致Pd和石墨烯轨道状态在结处的不完全杂化,有效地导致两个声子界面和大于预期的热阻。与现有的实验数据进行比较,显示出良好的一致性。结果表明,声子工程的界面处的热性能优化的可行性。
2013-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantification of interfacial spin-charge conversion in metal/insulator hybrid structures by generalized boundary conditions
我们提出并实验验证了一个通用的理论框架,用于描述在非磁性金属/绝缘体结构与界面自旋轨道耦合(ISOC)的自旋-电荷相互转换。我们的配方是基于漂移扩散方程补充广义边界条件。后者编码的ISOC的影响,并涉及在这样的系统中的电子输运的自旋损耗和自旋-电荷相互转换的接口,这是参数化,分别由$G_{\parallel/\perp}$和$σ_{\rm{sc/cs}}$。我们证明,转换效率仅取决于这些界面参数。我们将我们的形式主义,利用ISOC两个典型的自旋电子器件:横向自旋阀和多层霍尔酒吧,我们分别计算的非本地电阻和自旋霍尔磁阻。最后,我们对这两个设备与生物$_x$ /铜接口进行测量,并验证与ISOC相关的输运性质的量化由相同的一组界面参数。
2020-07-03 cond-mat.mes-hall
Scaling behavior of spin transport in hydrogenated graphene
我们使用Landauer-Büttiker公式和自旋相关的紧束缚哈密顿量计算了氢化石墨烯的自旋输运。使用这种方法的优点是它同时给出了关于薄层电阻和局域化长度以及自旋弛豫长度的信息。此外,Landauer-Büttiker公式可以使用递归格林函数技术非常有效地计算。先前关于氢化石墨烯自旋弛豫时间的理论结果与实验不一致。在这里,我们研究了随机排列的磁矩,自旋通道之间的干扰明确包括在石墨烯的磁缺陷。我们发现自旋弛豫长度和薄层电阻与杂质浓度几乎成线性关系。此外,氢化石墨烯中的自旋弛豫机制仅在电荷中性点附近或在高度稀释的杂质极限下是马尔可夫的。
2015-07-17 cond-mat.mes-hall
Energy transport and fluctuations in small conductors
Landauer-Büttiker形式主义为研究介观物理中的许多现象提供了一种简单而有见地的方法。通过这种方法,我们推导出能量性质的一般公式,并将其应用于基本设置。特别感兴趣的是噪声特性。我们表明,能量流的波动可以引起的零点波动,我们讨论了这一结果的影响。
2010-12-22 cond-mat.mes-hall
Theory of Interfacial Plasmon-Phonon Scattering in Supported Graphene
限制支撑的石墨烯中的电子迁移率的因素之一是远程声子散射。我们建立了石墨烯等离子体激元与衬底表面极性声子(SPP)模耦合的理论,发现这种耦合导致了界面等离子体激元-声子(IPP)模的形成,并由此产生了动态反屏蔽和远程声子屏蔽现象。用我们的理论计算了SiO $_{2}$,HfO $_{2}$,h-BN和Al $_{2}$ O $_{3}$衬底的远声子限制迁移率.我们发现,h-BN产生最高的峰值迁移率,但在实际上有用的高密度范围内的迁移率在HfO $_{2}$支持的石墨烯是高的,尽管事实上,HfO $_{2}$是一个高- $κ$电介质与低频模式。我们的理论预测,强烈的温度依赖性的总迁移率有效地消失在非常高的载流子浓度。讨论了多晶性对IPP散射的影响。
2012-07-26 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium Green function modelling of transport in mesoscopic systems
一个广义的Landauer公式,由于Keldysh,Baym和Kadanoff的方法推导出来的,在大量不同的介观系统中的输运建模得到广泛的使用。我们回顾了最近的一些进展,包括半导体超晶格中的输运,噪声的计算,和纳米机电系统。
2002-08-29 cond-mat.mes-hall
Unified Theoretical Approach to Electronic Transport from Diffusive to Ballistic Regimes
我们表明,通过整合出的电场,并结合适当的边界条件,半经典玻尔兹曼方程可以描述电子输运性能,连续从扩散弹道制度。得到了$D=1,2,3$维电导的一般解析公式,分别在扩散和弹道极限下恢复了Boltzmann-Drude公式和Landauer-Büttiker公式.这种直观和有效的方法可以应用于调查各种电荷和自旋输运现象的系统尺寸和杂质散射的相互作用。
2016-01-14 cond-mat.mes-hall
Theory of spin loss at metallic interfaces
界面自旋翻转散射在磁电子器件中起着重要的作用。金属界面处的自旋损耗通常通过将多层膜的磁阻数据与Valet-Fert模型相匹配来量化,同时将每个界面视为厚度为$δ$乘以自旋扩散长度的虚构体层。利用适当推广的电路理论和散射矩阵方法,我们导出了参数$δ$与单个界面处自旋翻转透射和反射几率的关系。发现$δ$与自旋翻转散射概率的平方根成正比。基于第一性原理电子结构,采用Landauer-Büttiker方法计算了Cu/Pd界面的自旋翻转透射几率,得到了与实验符合较好的$δ$.
2016-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scattering wave function approach to multi-terminal mesoscopic system with spin-orbit coupling
本文给出了一个求解具有自旋-轨道耦合的多端介观系统散射波函数的详细公式。除了终端电流,所有的本地量可以明确地计算通过采取适当的整体平均在Landauer-Buttiker的精神,使用散射波函数。在此基础上,我们得到了一些关于平衡态的严格结果。此外,对于具有Rashba或/和Dresselhaus SO耦合的半导体棒对称地夹在两个引线之间的典型二端结构,发现了一些新的对称关系。这些对称性可以为实验测量和数值计算提供精度检验。
2006-05-13 cond-mat.mes-hall
Nonmonotonic temperature dependence of the thermopower of atomic-size gold contacts
University of Konstanz(康斯坦茨大学)
通过机械可控断裂结技术测量金原子接触的热电势,发现其随温度非单调变化,在150K附近有最小值,偏离Landauer模型的线性预期,归因于声子贡献。
2026-06-12 cond-mat.mes-hall
Minimal conductivity in bilayer graphene
使用Landauer公式方法,证明了在双层石墨烯中实验发现的$e^{2}/h$级的最小电导率是其本征性质。对于理想晶体的情况,电导率变为等于$e^{2}/2h$/谷/自旋。考虑双层石墨烯中的零温散粒散粒噪声,计算了Fano因子。其值$1-2/π$接近于先前对于单层石墨烯发现的值的1/3。
2006-06-23 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit torques from interfacial spin-orbit coupling for various interfaces
我们使用微扰的方法来研究磁性多层膜的界面自旋轨道耦合的影响,通过处理的二维Rashba模型在一个完整的三维描述附近的界面电子输运。这种形式主义提供了一个紧凑的解析表达式的电流诱导的自旋-轨道扭矩的未扰动散射系数,允许计算自旋-轨道扭矩的各种情况下,通过简单地将散射系数代入公式。它适用于计算的自旋-轨道力矩的磁性双层体磁性,界面磁性,正常的金属/铁磁绝缘体结,和一个拓扑绝缘体/铁磁结。它预测了一个dampinglike组件的自旋轨道扭矩,是不同于任何内在的贡献或那些产生特定的自旋弛豫机制。我们讨论了邻近感生的磁性和插入一个额外的层的影响,并提供公式的面内电流,这是由一个垂直偏置,各向异性磁阻,和自旋记忆损失在相同的形式主义。
2017-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Generalized nanoscale electromagnetic boundary conditions and interfacial photonics
经典电磁边界条件(EMBC)无法描述纳米尺度上的量子界面现象。在这里,我们构建了一个过渡层的界面模型描述电磁场的不均匀性在整个接口。通过引入磁界面响应函数(IRF),推导出了广义纳米EMBCs,并基于一阶近似下的麦克斯韦方程,将其改写为三种不同的形式。进一步利用相应的菲涅耳公式分析了界面光子学现象,发现界面光子学现象具有布儒斯特角移动、布儒斯特角处不消光、布儒斯特角和全内反射角处明显的非经典吸收或增益效应等有趣的行为.在布儒斯特角附近,高斯光束在非经典界面处产生由红外辐射场控制的GH位移。这些独特的现象为我们在纳米尺度上测量界面光子学和拓展界面光子学提供了指导。
2022-02-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Transport through periodically driven systems: Green's function approach formulated within frequency domain
利用Landauer-Büttiker形式,可以有效地解决周期性驱动系统中的稳态电子输运问题。与时间相关的非平衡格林函数理论,然后可以适用于开发直接和通用的计算方案。在这里,我们提出了一个替代方案来进行计算。这个想法是基于在频域中处理的运输问题和设计相应的哈密顿在Floquet-Sambe形式主义重写的格林函数。我们表明,在我们的方法中,时间周期电流和密度的表达式基本上复制了众所周知的公式与时间无关的理论。然后将结果简化,以便在数值计算中更容易实现。
2018-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Mathematical Details in the application of Non-equilibrium Green's Functions (NEGF) and Quantum Kinetic Equations (QKE) to Thermal Transport
在这篇论文中,我们表明,非平衡格林函数微扰理论(NEGF)是真正的总体微扰输运理论。这是非常详细地显示,通过使用NEGF作为起点,并在3个方向发展,以获得通常的运输相关的表达式。这3个方向是:类Landauer理论、动力学理论和Green-Kubo线性响应理论。本文主要是利用NEGF对类Landauer理论和动力学理论的两个方向进行推广。首先,利用NEGF导出声子-声子Hedin型泛函导数方程,得到声子-声子相互作用的守恒自能近似。其次,对于Landauer类理论,利用微扰展开,我们很容易得到非谐(或声子-声子相互作用)的修正的弹道能量流和噪声相关的能量流。得到了最低三声子相互作用、最低和次低四声子相互作用对弹道能流的修正。得到了对噪声的最低三声子相互作用修正。沿着一条单独的线,我们发现我们可以把高质量无序引入到弹道能流公式中。相干势近似(CPA)处理高质量无序被发现是兼容的弹道能流的表达。最后,对于动力学理论,维格纳坐标+梯度展开容易地允许再现通常的声子玻尔兹曼动力学方程。它也是简单的声子-声子相关修正动力学方程。动力学方程导致流体力学(平衡)方程,我们推导出声子-声子相关修正的熵,能量和动量平衡方程。
2013-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Adiabatic transport in nanostructures
本文考虑了受含时势和不同外部化学势共同作用的非相互作用电子的受限系统。对于任意强度的调制势,采用迭代绝热近似,得到了流过这样一个系统的电流。导出了一个新的公式,用于通过无偏置系统(所有外部化学势保持在相同的值)泵送的电荷;它再现了双端纳米结构的Brouwer公式。提出的形式主义产生的影响的化学势偏置的泵送的电荷,一方面,和修改的Landauer公式(它给出了响应于一个恒定的化学电势差的电流)所带来的调制电位。修正的绝热近似推导和讨论。
2002-01-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall