論文の概要: WannierSTM: Efficient superconducting scanning-probe spectroscopy from maximally localized Wannier functions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.17943v1
- Date: Tue, 13 Oct 2026 08:27:13 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-17 08:03:14.394903
- Title: WannierSTM: Efficient superconducting scanning-probe spectroscopy from maximally localized Wannier functions
- Title（参考訳）: WannierSTM:最大局所化ワニエ関数からの効率的な超伝導走査-プローブ分光
- Abstract要約: 最大局所化ワニエ関数に基づく第一原理電子構造と非平衡グリーン関数定式化を組み合わせたPythonベースのプログラムを提案する。
このフレームワークは超伝導ハイブリッドナノ構造をモデリングするための統一的で計算的に効率的なアプローチを提供する。
- 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 Python-based program that combines maximally localized Wannier functions-based first-principles electronic structure with the nonequilibrium Green's function formalism to enable efficient simulations of scanning tunneling microscopy (STM). The workflow builds upon standard density functional theory packages to construct compact transport Hamiltonians that preserve the properties of realistic materials. Superconductivity is incorporated via an effective pairing potential within the Nambu-spinor formalism, while coupling to the STM tip and substrate electrodes is treated using the wide-band limit approximation. Within this formulation, transport quantities such as current-voltage characteristics and differential conductance are evaluated in a closed analytical form. This avoids explicit numerical energy integrations and enables rapid spectroscopic calculations over broad parameter spaces. The framework provides a unified and computationally efficient approach for modeling superconducting hybrid nanostructures with spin-orbit coupling, magnetic textures, and spin polarization. Representative applications in spin chains, two-dimensional and molecular magnets on a superconductor demonstrate its robust capabilities for both simple model systems and realistic ab initio molecular structures relevant to modern STM experiments.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,最大局所化ワニエ関数に基づく電子構造と非平衡グリーン関数形式を組み合わせ,走査トンネル顕微鏡(STM)の効率的なシミュレーションを可能にするPythonベースのプログラムを提案する。
このワークフローは標準密度汎関数論パッケージの上に構築され、現実的な材料の性質を保存するコンパクトな輸送ハミルトン多様体を構成する。
STM先端電極と基板電極との結合は広帯域限界近似を用いて処理される。
この定式化では、電流電圧特性や差動コンダクタンスなどの輸送量を閉解析形式で評価する。
これにより、明示的な数値エネルギー積分が回避され、広いパラメータ空間上での高速な分光計算が可能となる。
このフレームワークは、スピン軌道結合、磁気テクスチャ、スピン偏極を含む超伝導ハイブリッドナノ構造をモデリングするための統一的で効率的なアプローチを提供する。
超伝導体上のスピン鎖、二次元磁石および分子磁石の代表的な応用は、単純なモデル系と、現代のSTM実験に関連する現実的なアブ初期分子構造の両方に頑健な能力を示す。
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