Derivation of nonlinear single-particle equations via many-body Lindblad superoperators: A density-matrix approach

Tipo di pubblicazione: Articolo su rivista
Tipologia MIUR: Contributo su Rivista > Articolo in rivista
Titolo: Derivation of nonlinear single-particle equations via many-body Lindblad superoperators: A density-matrix approach
Autori: Roberto Rosati;Rita Claudia Iotti;Fabrizio Dolcini;Fausto Rossi
Autori di ateneo:
Titolo del periodico: PHYSICAL REVIEW. B, CONDENSED MATTER AND MATERIALS PHYSICS
Tipo di referee: Esperti anonimi
Editore: American Physical Society (APS)
Volume: 90
Numero: 12
Intervallo pagine: 125140-1-125140-9
Numero di pagine: 9
ISSN: 1098-0121
Abstract: A recently proposed Markov approach provides Lindblad-type scattering superoperators, which ensure the physical (positive-definite) character of the many-body density matrix. We apply the mean-field approximation to such a many-body equation, in the presence of one- and two-body scattering mechanisms, and we derive a closed equation of motion for the electronic single-particle density matrix, which turns out to be nonlinear as well as non-Lindblad. We prove that, in spite of its nonlinear and non-Lindblad structure, the mean-field approximation does preserve the positive-definite character of the single-particle density matrix, an essential prerequisite of any reliable kinetic treatment of semiconductor quantum devices. This result is in striking contrast with conventional (non-Lindblad) Markov approaches, where the single-particle mean-field equations can lead to positivity violations and thus to unphysical results. Furthermore, the proposed single-particle formulation is extended to the case of quantum systems with spatial open boundaries, providing a formal derivation of a recently proposed density-matrix treatment based on a Lindblad-like system-reservoir scattering superoperator.
Data: 2014
Status: Pubblicato
Lingua della pubblicazione: Inglese
Parole chiave: density matrix, lindblad
Dipartimenti (originale): DISAT - Dipartimento Scienza Applicata e Tecnologia
Dipartimenti: DISAT - Dipartimento Scienza Applicata e Tecnologia
URL correlate:
    Area disciplinare: Area 02 - Scienze fisiche > FISICA DELLA MATERIA
    Data di deposito: 25 Set 2014 21:36
    Data ultima modifica (IRIS): 19 Mag 2017 15:18:41
    Data inserimento (PORTO): 23 Mag 2017 23:25
    Numero Identificativo (DOI): 10.1103/PhysRevB.90.125140
    Permalink: http://porto.polito.it/id/eprint/2565553
    Link resolver URL: Link resolver link
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