扩展库模拟中由弛豫限制的电子电流

开放系统方法在纳米和分子电子器件的电荷输运模拟中正获得越来越多的关注。特别是“扩展库”模拟，其中存在显式的库自由度，允许计算实时和稳态性质，但需要扩展库的弛豫。这种弛豫强度 $\gamma$ 会影响电导，产生类似于化学反应速率中Kramers转变的“转变”行为。我们推导了弱弛豫和强弛豫极限下的显式通用表达式。对于弱弛豫，电导随 $\gamma$ 线性增加，并且总显式系统的每个电子态根据其在两个扩展库区域的“约化”权重对电子电流做出贡献。本质上，这代表了两个串联的导体——每个导体位于与提供弛豫的隐式库的一个界面处。对于强弛豫，产生了一个“对偶”表达式——具有相同函数形式——但此时正比于 $1/\gamma$ 并依赖于感兴趣系统的电子态，反映出强弛豫将电子局域化在扩展库中。当频率谱存在间隙时，可能出现更高阶行为（例如 $\gamma^2$ 或 $1/\gamma^2$）。此外，频率间距的不均匀性可产生一个伪平台区。这些发现提供了一种具有物理动机的方法来诊断数值模拟并理解弛豫的影响，我们在简单模型和真实的起伏石墨烯纳米带中考察了它们的出现。