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Dynamical Coulomb Blockade as a Local Probe for Quantum Transport

Senkpiel, Jacob und Klöckner, Jan C. und Etzkorn, Markus und Dambach, Simon und Kubala, Björn und Belzig, Wolfgang und Yeyati, Alfredo Levy und Cuevas, Juan Carlos und Pauly, Fabian und Ankerhold, Joachim und Ast, Christian R. und Kern, Klaus (2020) Dynamical Coulomb Blockade as a Local Probe for Quantum Transport. Physical Review Letters, 124 (15), Seite 156803. American Physical Society. doi: 10.1103/PhysRevLett.124.156803. ISSN 0031-9007.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
967kB

Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.156803

Kurzfassung

Quantum fluctuations are imprinted with valuable information about transport processes. Experimental access to this information is possible, but challenging. We introduce the dynamical Coulomb blockade (DCB) as a local probe for fluctuations in a scanning tunneling microscope (STM) and show that it provides information about the conduction channels. In agreement with theoretical predictions, we find that the DCB disappears in a single-channel junction with increasing transmission following the Fano factor, analogous to what happens with shot noise. Furthermore we demonstrate local differences in the DCB expected from changes in the conduction channel configuration. Our experimental results are complemented by ab initio transport calculations that elucidate the microscopic nature of the conduction channels in our atomic-scale contacts. We conclude that probing the DCB by STM provides a technique complementary to shot noise measurements for locally resolving quantum transport characteristics.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/141427/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Zusätzliche Informationen:DLR-QT affiliation of B. Kubala appears as present address only.
Titel:Dynamical Coulomb Blockade as a Local Probe for Quantum Transport
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Senkpiel, JacobMax-Planck-Institut für Festkörperforschung, Heisenbergstraße 1, 70569 Stuttgart, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Klöckner, Jan C.Fachbereich Physik, Universität Konstanz, 78457 Konstanz, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Etzkorn, MarkusMax-Planck-Institut für Festkörperforschung, Heisenbergstraße 1, 70569 Stuttgart, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dambach, SimonInstitut für Komplexe Quantensysteme and IQST, Universität Ulm, Albert-Einstein-Allee 11, 89069 Ulm, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kubala, BjörnBjoern.Kubala (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6685-0233NICHT SPEZIFIZIERT
Belzig, WolfgangFachbereich Physik, Universität Konstanz, 78457 Konstanz, Germanyhttps://orcid.org/0000-0002-5109-2203NICHT SPEZIFIZIERT
Yeyati, Alfredo LevyDepartamento de Física Teórica de la Materia Condensada, Condensed Matter Physics Center (IFIMAC), and Instituto Nicoláshttps://orcid.org/0000-0001-5668-6636NICHT SPEZIFIZIERT
Cuevas, Juan CarlosDepartamento de Física Teórica de la Materia Condensada, Condensed Matter Physics Center (IFIMAC), and Instituto Nicoláshttps://orcid.org/0000-0001-7421-0682NICHT SPEZIFIZIERT
Pauly, FabianFachbereich Physik, Universität Konstanz, 78457 Konstanz, Germanyhttps://orcid.org/0000-0001-8017-2379NICHT SPEZIFIZIERT
Ankerhold, JoachimInstitut für Komplexe Quantensysteme and IQST, Universität Ulm, Albert-Einstein-Allee 11, 89069 Ulm, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ast, Christian R.Max-Planck-Institut für Festkörperforschung, Heisenbergstraße 1, 70569 Stuttgart, Germanyhttps://orcid.org/0000-0002-7469-1188NICHT SPEZIFIZIERT
Kern, KlausMax-Planck-Institut für Festkörperforschung, Heisenbergstraße 1, 70569 Stuttgart, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:16 April 2020
Erschienen in:Physical Review Letters
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:124
DOI:10.1103/PhysRevLett.124.156803
Seitenbereich:Seite 156803
Verlag:American Physical Society
ISSN:0031-9007
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Coulomb blockade Fluctuations Shot noise Scanning tunneling microscopy mesoscopic PIN code
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Kommunikation, Navigation, Quantentechnologien
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R KNQ - Kommunikation, Navigation, Quantentechnologie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Quantencomputing-Hardwarekonzepte
Standort: Ulm
Institute & Einrichtungen:Institut für Quantentechnologien > Theoretische Quantenphysik
Hinterlegt von: Kubala, Björn Heiko
Hinterlegt am:18 Mär 2021 14:04
Letzte Änderung:12 Apr 2022 22:01

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