超导引线下的含时量子输运：离散基Kohn-Sham公式与传播方案

在这项工作中，我们提出了一个研究非平衡纳米尺度约瑟夫森结的精确单粒子框架，并提出了一个传播方案来计算响应于外部施加偏压的含时电流。使用离散基组和电磁场的Peierls相位，我们证明，在受不同Peierls相位以及配对场影响的非相互作用Kohn-Sham（KS）系统中，可以重现超导相互作用电子系统中的电流和配对密度。然后引入非平衡Nambu-Green函数（NEGF）的扩展Keldysh形式，以计算KS系统的短时和长时响应。展示了NEGF方法与静态和含时Bogoliubov-deGennes（BdG）方程组合之间的等价性。对于由有限区域耦合到N个超导半无限引线组成的系统，我们使用广义波导方法数值求解静态BdG方程，并使用嵌入式Crank-Nicholson方案求解其含时版本。为了证明传播方案的可行性，我们研究了两个典型模型：单能级量子点和紧束缚链，在直流、交流和脉冲偏压下的情况。我们提供了单次和多次Andreev反射的含时图像，展示了Andreev束缚态可用于产生频率可调的零偏压交流电流，并发现了一个由适当频率微波辐射诱导的长寿命共振效应。