Nonequilibrium dual-fermion approach to electronic transport in disordered nanostructures
Notice bibliographique
Résumé
First-principles transport modeling of disordered nanostructures commonly resorts to certain effective medium theory constructed with single-site methods. These methods are essentially approximations that account for the diffusive aspect of the problem, but missing the interference-induced long-range effects such as localization, which also plays an important role in the mesoscopic regime. In this work, we report a real-space implementation of the dual-fermion method in the nonequilibrium Keldysh formalism for correcting the transport coefficients given by single-site methods. A mapping between the Keldysh Green's function and its dual counterpart is established, and a diagrammatic perturbation technique is used in the dual space, whereby the long-range Cooperon is taken into account. When treated at the zeroth order, this theory reproduces the nonequilibrium coherent potential approximation. We require self-consistency on two aspects: the dual Green's function is solved consistently with its self-energy, and the medium Green's function must have its real-space diagonal equal to that of the local impurity. The method is applied to a quasi-one-dimensional hopping lattice which mimics a disordered transport structure. The numerically computed transmission coefficient shows quantitative agreement with the exact solution in the weak-localization regime, significantly correcting the single-site results. In addition, we find that the dual-fermion method leads to a power-law dependency of resistance on the channel length, instead of the classical Ohm's law, and the exponent is insensitive to disorder strengths. We also show that the negative magnetoresistance effect, a phenomenon associated with weak localization, is obtained by our numerical model when a perpendicular magnetic field is introduced. The method presented here paves the way for an ab initio atomistic implementation to simulate disordered quantum transport in real nanostructures.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».