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耦合于金属-半导体混合接触的量子杂质中的重入近藤效应

强关联电子 2020-03-25 v1

摘要

利用数值重整化群(NRG),我们证明一个包含量子杂质(QI)、强耦合于半导体(能隙 2Δ2 \Delta)且弱耦合于金属的系统,在低温下呈现“重入”近藤阶段。对相应单杂质安德森模型(SIAM)的 NRG 分析表明,该重入阶段的特征在于第二序列的 SIAM 不动点:自由轨道(FO)>局域矩(LM)>强耦合(SC)。在第一阶段,SC 不动点(近藤温度 TK1T_{K1})不稳定,而第二阶段呈现低得多的近藤温度 TK2T_{K2},对应于一个稳定的 SC 不动点。结果表明,重入近藤屏蔽关联于一个有效 SIAM,具有有效排斥能 UeffU_{eff}。这一低温有效 SIAM,我们称之为“重入”SIAM,表现为高温(裸)SIAM 的“复本”。由此浮现的直观图像是:第一近藤态通过半导体电子对杂质的屏蔽而发展,而第二近藤态涉及金属电子的屏蔽,一旦半导体电子因热激发不可及(T<ΔT < \Delta)且仅有能隙内的金属谱权重可用于杂质屏蔽时。此外,我们分析了一个由夹在扶手椅型石墨烯纳米带(AGNR)与扫描隧道显微镜(STM)针尖之间的 QI 构成的混合系统,其各自耦合被设定以重现上述通用模型。AGNR 中的能隙可由电场诱导的 Rashba 自旋轨道相互作用从外部调控。我们使用 NRG 针对现实参数值分析了该系统,并得出结论:重入 SIAM 及其关联的第二阶段近藤值得实验研究。

关键词

引用

@article{arxiv.2002.02569,
  title  = {Reentrant Kondo effect in a quantum impurity coupled to a metal-semiconductor hybrid contact},
  author = {G. Diniz and G. S. Diniz and G. B. Martins and E. Vernek},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2002.02569},
  year   = {2020}
}

备注

13 pages, 12 figures