論文の概要: Tunneling Dynamics and Time Delay in Electron Transport through Time-Dependent Barriers with Finite-Bandwidth Reservoirs

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.20649v1
• Date: Mon, 28 Jul 2025 09:13:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-29 16:23:58.063693
• Title: Tunneling Dynamics and Time Delay in Electron Transport through Time-Dependent Barriers with Finite-Bandwidth Reservoirs
• Title（参考訳）: 有限帯域貯留層を有する時間依存性バリアによる電子輸送のトンネル力学と時間遅延
• Authors: Shmuel Gurvitz, Dmitri Sokolovski,
• Abstract要約: 本研究では,時間依存型トンネルバリアと有限帯域の2つの貯留層からなるモデルシステムについて検討する。 断熱型および非断熱型両方の時間依存性トンネル電流の簡易表現を導出する。 この結果は,非マルコフ環境におけるトンネル力学の理解の基盤となる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present a transparent and analytically tractable approach to the problem of time-dependent electron transport through tunneling barriers. Using the Single-Electron Approach, we study a model system composed of a time-dependent tunneling barrier coupled to two reservoirs of finite bandwidth. Avoiding Floquet expansions, we derive simple expressions for the time-dependent tunneling current in both adiabatic and non-adiabatic regimes. Our formulation, based on the tunneling Hamiltonian framework, relates barrier modulation to measurable phase shifts in the steady-state current, offering a physically intuitive definition of the tunneling (or traversal) time. Remarkably, in the Markovian limit (wide-band reservoirs), we recover the well-known result of vanishing tunneling time. In contrast, for finite-bandwidth leads, we predict a finite time delay given by the inverse bandwidth. Our findings provide a robust foundation for understanding tunneling dynamics in non-Markovian environments and may serve as a benchmark for experimental investigations involving tunable band structures.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,トンネル障壁を介した時間依存性電子輸送問題に対する透過的かつ解析的抽出可能なアプローチを提案する。 単電子アプローチを用いて、有限帯域の2つの貯水池に結合した時間依存トンネル障壁からなるモデルシステムについて検討する。 Floquetの拡張を避けるため、断熱型と非断熱型の両方における時間依存性トンネル電流の単純な表現を導出する。 我々の定式化は、トンネルハミルトニアンの枠組みに基づいて、定常電流における障壁変調と測定可能な位相シフトを関連付け、トンネル時間(またはトラバーサル時間)を物理的に直感的に定義する。 興味深いことに、マルコフ限界(広帯域貯水池)では、トンネル時間の消滅によってよく知られた結果が回復する。 対照的に、有限帯域リードに対しては、逆帯域幅によって与えられる有限時間遅延を予測する。 本研究は,非マルコフ環境におけるトンネル力学の理解の基盤となり,チューナブルバンド構造に関する実験的研究の指標となる可能性がある。

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