論文の概要: Few-fermion resonant tunneling and underbarrier trapping in asymmetric potentials

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.03495v2
• Date: Thu, 26 Jun 2025 15:45:57 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-27 13:31:57.63698
• Title: Few-fermion resonant tunneling and underbarrier trapping in asymmetric potentials
• Title（参考訳）: 非対称ポテンシャルにおけるほとんどフェルミオン共鳴トンネルとアンダーバリアトラップ
• Authors: Elvira Bilokon, Valeriia Bilokon, Dusty R. Lindberg, Lev Kaplan, Andrii Sotnikov, Denys I. Bondar,
• Abstract要約: その結果,非相互作用性フェルミオンはバリアの配向に関係なく対称なトンネルの確率を示すことがわかった。 我々は,多体共振トンネルを通したトンネル化と,多体共振トンネルによるトンネル化の促進により相互作用がトンネルを媒介する機構を同定する。 この結果は, ダイオードやメムリスタなどの配向輸送特性を有するナノスケールデバイスの設計に応用できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Understanding quantum tunneling in many-body systems is crucial for advancing quantum technologies and nanoscale device design. Despite extensive studies of quantum tunneling, the role of interactions in determining directional transport through asymmetric barriers in discrete quantum systems remains unclear. Here we show that noninteracting fermions exhibit symmetric tunneling probabilities regardless of barrier orientation, while inter-particle interactions break this symmetry and create pronounced asymmetric tunneling behavior. We explore the dependence of tunneling behavior on the initial spin configurations of two spin-1/2 fermions: spin-triplet states preserve tunneling symmetry, while spin-singlet states show strong asymmetry. We identify regimes where interactions mediate tunneling through under-barrier resonant trapping and enhance tunneling via many-body resonant tunneling -- a phenomenon arising solely from inter-particle interactions and being fundamentally different from traditional single-particle resonant tunneling. Our results may be applied to the design of nanoscale devices with tailored transport properties, such as diodes and memristors.
• Abstract（参考訳）: 多体システムにおける量子トンネルの理解は、量子技術とナノスケールデバイス設計の進歩に不可欠である。 量子トンネルの広範な研究にもかかわらず、離散量子系における非対称障壁を通る方向輸送を決定する際の相互作用の役割は不明確である。 ここでは、非相互作用性フェルミオンは障壁配向にかかわらず対称トンネル確率を示し、一方粒子間相互作用はこの対称性を破り、顕著な非対称トンネル挙動を生じさせることを示す。 スピン-ストリップ状態はトンネル対称性を保ち、スピン-シンクレット状態は強い非対称性を示す。 粒子間相互作用のみから生じる現象であり、従来の単一粒子共振トンネルとは根本的に異なる現象である。 この結果は, ダイオードやメムリスタなどの配向輸送特性を有するナノスケールデバイスの設計に応用できる。

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