論文の概要: Standard and Bipolar Rectification in Tilted Periodically-Driven Quantum Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.20765v1
• Date: Wed, 14 Oct 2026 18:13:49 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-16 19:13:16.010193
• Title: Standard and Bipolar Rectification in Tilted Periodically-Driven Quantum Systems
• Title（参考訳）: Tilted Periodically-Driven Quantum Systemsにおける標準およびバイポーラ整流
• Abstract要約: 相関量子系における輸送を制御する機構の開発は、量子回路技術の進歩に不可欠である。 本研究では,外浴に結合したフェルミオン系における粒子流とエネルギー流の整流機構を確立する。 バイアス極性に関係なく、電流が傾きを上昇するバイポーラ整流系を同定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Developing mechanisms to control transport in correlated quantum systems is essential for advancing quantum circuit technologies. In this work, we establish a rectification mechanism for both particle and energy flow in a fermionic system coupled to external baths, in the presence of a tilted potential modulated locally by a time-periodic drive. The drive generates particle and energy currents even in the absence of chemical or thermal bias between the baths. These drive-induced currents are enhanced at resonant frequencies at which avoided crossings occur in the Floquet quasienergy spectrum, reflecting the role of the Floquet states as intermediate channels for transport. Once a bias between the baths is introduced, the drive-induced current contribution can reinforce, compete with, or even cancel the bias-induced contribution. These effects enable rectification in the non-interacting regime, which we quantify via the rectification coefficient $\mathcal{R}$. This coefficient measures the asymmetry between transport up the tilt (forward bias) and down the tilt (reverse bias). In addition to standard rectification, where transport is reduced under reverse bias, we identify a regime of bipolar rectification, in which the current flows only up the tilt regardless of the bias polarity. At the boundary between standard and bipolar regimes, the system achieves perfect rectification, corresponding to complete suppression of the reverse-bias current. In the presence of interactions between particles, the parameter region that supports bipolar rectification is enlarged and $\mathcal{R}$ can be enhanced by many orders of magnitude. Our results establish a rectification mechanism for particle and energy transport that can be experimentally realized in condensed matter and cold atom systems.
• Abstract（参考訳）: 相関量子系における輸送を制御するメカニズムの開発は、量子回路技術の進歩に不可欠である。 本研究では、時間周期駆動により局所的に変調された傾斜電位の存在下で、外部浴に結合したフェルミオン系における粒子およびエネルギー流の整流機構を確立する。 この駆動装置は、浴槽間の化学的偏差や熱的偏差がなくても、粒子とエネルギーの電流を発生させる。 これらの駆動誘起電流は、Floquet準エネルギースペクトルにおける通過を避ける共振周波数で増強され、Floquet状態が輸送の中間チャネルとしての役割を反映している。 浴槽間のバイアスが導入されたら、駆動誘起電流寄与は、バイアス誘起寄与を補強、競合、あるいはキャンセルする。 これらの効果は相互作用しない状態の正当化を可能にし、その正当化係数$\mathcal{R}$を介して定量化する。 この係数は、傾き(前方バイアス)と傾き(逆バイアス)の間の非対称性を測定する。 逆バイアス下で輸送が減少する標準的な補正に加えて、バイアス極性に関係なく電流が傾きを上昇するバイポーラ整流の仕組みを同定する。 標準状態と双極子状態の境界では、逆バイアス電流の完全な抑制に対応する完全な補正が達成される。 粒子間の相互作用の存在下では、双極性補正をサポートするパラメータ領域が拡大され、$\mathcal{R}$は桁違いに拡張される。 本研究は, 凝縮物質および低温原子系で実験的に実現可能な粒子・エネルギー輸送の補正機構を構築した。

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