广义输入输出方法：量子输运结研究的新途径

在这项工作中，我们提出了一种广义输入输出方法（GIOM），用于研究分子结中的电荷输运，该方法考虑了强电子-振动相互作用并包含了电子和声子环境。该方法从根本上扩展了输入输出理论的范围，该理论最初是为处理量子光学问题而提出的。基于GIOM，我们推导了分子算符的朗之万型运动方程，它具有极大的普适性和准确性，并允许导出仅涉及两类转移率的稳态电荷电流表达式。此外，我们设计了所谓的“电子共振中的极化子输运”（PoTER）近似，使得能够简便地模拟具有强电子-振动相互作用的通用紧束缚模型中的电子动力学。对于短链，电荷电流退化为已知极限并与精确数值模拟合理吻合。对于扩展结，电流显示出从声子辅助输运到声子抑制输运的转折。然而，欧姆行为的出现需要超越PoTER近似的扩展。作为额外应用，我们考虑了一个腔耦合分子结。在此我们确定了单站点情形下由腔诱导的电荷电流抑制，并观察到强光-物质耦合区域中电流-电压特征的极化子形成迹象。从GIOM-PoTER方案获得的一个关键认识是，单站点振动耦合模型具有欺骗性的简单，并且比多站点模型更容易受近似影响。因此，方法的基准测试不应以单站点情形告终。该工作表明，通常用于量子光学的输入输出框架，可以作为电子输运结领域中一个强大且可行的工具。