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窄带隙与空间织构下的波包输运理论:非绝热性与半经典性

介观与纳米尺度物理 2020-07-29 v1 化学物理

摘要

我们将著名的半经典波包方法从绝热 regime 推广到非绝热 regime。对于具有空间变化能带结构(例如 moiré 图案中同时呈现各种尺寸的带隙)的系统,尤其需要涵盖这两种 regime 的统一描述。对于单个波包,不同于先前基于拉格朗日变分方法的推导,我们表明通过引入类似于 Ehrenfest 定理的由空间织构诱导的力算符,可以得到相同的半经典运动方程。对于半经典地计算电流,基于绝热动力学的波包系综被证明很好地对应于一种相空间流体,其中流体的质量与速度是两个可区分的属性。这一区分并未被具有非绝热动力学的波包系综所继承。我们通过考虑退相干将绝热动力学理论推广到非绝热 regime,退相干与电场的联合作用偏好某种形式的带间相干。随后唯象地得到作为相空间变量函数的稳态密度矩阵,用于计算输运电流。该结果在有限电场下适用,在取电场为无穷小时可预期地复现已知的绝热极限,从而实现了从绝热到非绝热情形的统一描述。

关键词

引用

@article{arxiv.2004.06279,
  title  = {Theory of wavepacket transport under narrow gaps and spatial textures: non-adiabaticity and semiclassicality},
  author = {Matisse Wei-Yuan Tu and Ci Li and Wang Yao},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2004.06279},
  year   = {2020}
}

备注

16 pages, 1 figure