"Hall viscosity" and intrinsic metric of incompressible fractional Hall fluids
(引导中心)“霍尔粘性”是不可压缩的“霍尔流体”的基本张量性质,表现出分数量子霍尔效应;它决定了由非均匀电场引起的应力,以及(未重构的)边缘上的固有偶极矩。它的特征是一个有理数和一个内在的度量张量,定义了一个“不可压缩长度尺度”上的距离。这些属性不需要在2D平面中的旋转不变性。引导中心霍尔粘度的符号将颗粒流体与空穴流体区分开,并且其大小提供引导中心结构因子的$O(q^4)$小q极限的系数的下限,该引导中心结构因子是不可压缩性的基本度量。这个界限对于保角不变的模型波函数(如劳克林态或摩尔-里德态)来说是相等的。
2009-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Incompressible paired Hall state, stripe order and the composite fermion liquid phase in half-filled Landau levels
我们考虑半填充时的两个最低朗道水平。在较高的朗道能级(nu =5/2)下,我们发现了一个一阶相变,它将一个可压缩条纹相与一个成对的量子霍尔态分离,我们称之为Moore-Read态。临界点非常接近库仑势,并且可以通过增加电子层的宽度来驱动转变。我们发现一个弱得多的过渡(无论是二阶或交叉)从配对复合费米子费米液体的行为。一个非常相似的图片得到的最低朗道水平,但过渡点是不是附近的库仑势。
2001-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
From the Gaffnian critical point to the incompressible 2/5 quantum Hall state
尽管与精确的库仑基态有很高的重叠,但所谓的Gaffnian态不能描述2/5量子霍尔填充因子下的不可压缩性,因此它被证明是量子临界态。为了实现从加夫尼波函数开始的带隙状态,我们将其解释为复合费米子的味间配对,我们提出了一个最小的“修改的加夫尼”波函数保持配对完整。我们发现,这两个波函数的一个合适的杂交是一个很好的描述2/5量子霍尔态。它与精确的库仑态有很高的重叠,它们的纠缠谱匹配到合理的更高水平。有趣的是,这种杂化波函数是一个配对状态的代表,表明在2/5填充的非阿贝尔准粒子激发的奇异可能性。
2021-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The Gaffnian and Haffnian: physical relevance of non-unitary CFT for incompressible fractional quantum Hall effect
我们激励密切关注的有用性的Gaffnian和Haffnian准空穴流形(零空间的各自的模型哈密顿)为著名的带隙分数量子霍尔(HALTH)阶段。这些子空间的共形不变性是从微观多体态中明确推导出来的。由此产生的CFT描述导致了一个有趣的紧急与$h=2,c=0$的主要领域,我们认为准空穴流形是量子力学定义良好,行为良好。针对$ν=1/3$和$ν=2/5$的不可压缩相,我们证明了Laughlin相的低激发是Gaffnian和Haffnian准空穴的量子流体,并给出了Haffnian模型哈密顿量对Laughlin准电子是无隙的微观论证.我们讨论了热霍尔电导和散粒噪声测量在$ν=2/5$,并认为实验观察可以理解的动力学内的加夫尼准空穴流形。提出了一些详细的预测这些实验测量,我们讨论了它们的关系,传统的CFT参数和复合费米子的描述。
2021-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The Interrelation between Incompressible Strips and Quantized Hall Plateaus
研究了强垂直磁场作用下二维电子气在线性响应区的电流和电荷分布。我们表明,在一个自洽的屏蔽理论,不可压缩带的整数值的本地朗道水平填充因子存在的磁场强度$B$的有限间隔。在一个基本上是局部电导率模型中,我们发现在这些$B$间隔中的电流密度被限制在局部纵向电阻率消失的不可压缩条带中。这导致消失的纵向和精确量化的霍尔电阻,并与测量的霍尔电位分布的计算值很好的协议。
2004-08-19 cond-mat.mes-hall
Incompressible strips in dissipative Hall bars as origin of quantized Hall plateaus
本文在准局域输运模型的基础上,通过自洽计算的密度分布,研究了整数量子化霍尔效应条件下二维电子系统中的电流和电荷分布.整数朗道能级填充因子的“不可压缩带”的存在性进行了研究,在Hartree型近似,和非局部的影响,沿这些带的电导率进行了模拟,通过一个合适的平均程序。这使我们能够计算霍尔和纵向电阻作为磁场B的连续函数,具有有限宽度的平台和众所周知的精确量化值。我们强调这些高原和不可压缩的条带的存在之间的密切关系,我们表明,B值在这些高原内的潜在的变化,整个霍尔酒吧是非常不同的B值之间的相邻高原,在最近的实验一致。
2004-06-08 cond-mat.mes-hall
Effective theory of incompressible quantum Hall liquid crystals
我提出了一个有效的理论零温度阶段的量子霍尔stipes:近晶相的条纹是静态的和一个新的量子量子的相位的位置顺序被量子涨落破坏。位错的玻色凝聚被看作是位错的玻色凝聚,其相互作用由U(1)规范场介导。计算了两个相态的集体模谱和动力学结构因子。
2001-07-13 cond-mat.mes-hall
Interference effects in transport across a single incompressible strip at the edge of the fractional quantum Hall system
利用法布里-珀罗干涉仪,研究了量子霍尔系统边缘单个不可压缩带输运中的干涉效应。我们发现,即使在高的不平衡,超过光谱间隙的不可压缩带与本地填充因子$ν_c=1, 4/3, 2/3$的运输中的干扰振荡。相比之下,没有迹象表明,在传输的主要劳克林$ν_c=1/3$不可压缩带的干扰。这表明,即使在分数$ν_c$,干扰效应是由“正常”电子引起的。振荡的周期由有效干涉仪面积决定,由于屏蔽效应,有效干涉仪面积对填充因子敏感。
2009-02-18 cond-mat.mes-hall
Probing breakdown of topological protection: Filling-factor-dependent evolution of robust quantum Hall incompressible phases
整数量子霍尔(QH)效应的特点是拓扑量子化和非耗散输运是由一个电绝缘的不可压缩相,防止手性金属通道之间的背散射。我们探讨了不可压缩的区域容易发生故障的拓扑保护使用扫描门技术结合非平衡输运。所得到的图案揭示了填充因子($ν$)依赖的演变的微观不可压缩结构位于沿边缘和在散装区域。我们发现,这些特定的结构,分别归因于不可压缩的边缘带和散装本地化,表现出良好的协议,在$ν$依赖的演化与平衡QH不可压缩相的计算,表明在非平衡条件下的QH不可压缩相的鲁棒性。此外,我们发现,$ν$依赖的不可压缩模式,反过来,破坏了一个大的施加电流在深QH效应击穿。这些结果表明,我们的方法的能力,图像的微观输运性质的拓扑二维系统。
2019-12-02 cond-mat.mes-hall
Local investigation of the energy gap within the incompressible strip in the quantum Hall regime
我们实验研究了迁移率非常不同的样品在量子霍尔边缘的局部填充因子$ν_c=1$的不可压缩带内的能隙。结果表明,与单粒子塞曼分裂相比,能隙有很强的增强。我们确定所测得的间隙作为迁移率间隙,所以一个显着的实验面内磁场的依赖性可以归因于自旋效应以及能级加宽的变化。
2010-07-07 cond-mat.mes-hall
Response of incompressible fractional quantum Hall states to magnetic and non-magnetic impurities
使用精确对角化,我们研究了几个最突出的分数量子霍尔态的响应一个单一的本地杂质。发现2/3单重态比极化态更惰性,尽管它的不可压缩间隙更小。根据它的自旋-自旋关联函数,我们把它解释为自旋相反的电子对液体。不同类型的杂质,非磁性和磁性的比较。
2007-03-05 cond-mat.mes-hall
Transition between Compressible and Incompressible States in Infinite-Layer Fractional Quantum Hall Systems
讨论了强磁场中无限层电子系统在不可压缩量子霍尔态和可压缩三维态之间可能发生的相变。通过变分Monte Carlo计算,研究了几种试探态的相对稳定性.当层间距离足够大时,朗道能级填充ν=1/3时,Laughlin态稳定.当层间距离与磁长度相当时,Laughlin态对具有层间关联的不同分数量子霍尔态和/或对三维可压缩态变得不稳定。讨论了在实际系统中如何控制它们之间的量子相变。
2000-05-01 cond-mat.mes-hall
The spin-split incompressible edge states within empirical Hartree approximation at intermediately large Hall samples
本文采用自洽的T-Fermi-Poisson方法计算了自旋分辨的不可压缩带。交换和相关性的影响是由经验引起的g因子。局部版本的欧姆定律描述了所施加的固定电流,其中该模型的差异通过相关的空间平均过程来解决。纵向电阻作为垂直(强)磁场在填充因子一和两个平台的函数。IS和纵向零点之间的相互关系被明确示出。
2007-07-08 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall Phase Diagram of Half-filled Bilayers in the Lowest and the Second Orbital Landau Levels: Abelian versus Non-Abelian Incompressible Fractional Quantum Hall States
我们研究了半填充双层结构中最低两个朗道能级中分数量子霍尔效应(Fractional quantum Hall effect,FQHE)的量子相图,它是隧穿强度和层间距的函数,即,我们重新审视最低朗道能级填充因子1/2双层问题并做出涉及半填充的第二朗道能级中的双层的新预测(即,填充因子5/2)。使用数值精确对角化,我们调查的重要问题,这个系统是否支持由非阿贝尔摩尔-里德Pfweian状态描述的强隧穿制度的一个非对称性。在最低的朗道水平,我们发现,虽然在原则上,增加(递减)隧穿强度(层分离)可以导致从阿贝尔双组分Halperin 331到非阿贝尔单组分Moore-Read Pfperin状态的转变,在朗道能级最低的Pfronan区域,OHE激发能隙相对较小--我们建立了迄今为止观察到的所有OHE态的一半--填充的最低朗道能级双层最可能由阿贝尔Halperin 331状态描述。在第二个朗道水平,我们作出预测,双层结构将表现出两个不同的分支不可压缩的ECOHE对应的阿贝尔331状态(在中等到低的隧道和大的层分离)和非阿贝尔摩尔-里德Pfavian状态(在大隧道和小的层分离)。这两个分支的观测和它们之间可能的量子相变将是令人信服的证据,支持在第二朗道能级的非阿贝尔Moore-Read Pfronan状态的存在。我们讨论我们的结果在现有的实验和理论工作的背景下。
2010-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spatial structure of an incompressible Quantum Hall strip
不可压缩的量子霍尔带是敏感的回旋加速器间隙中的局域态的充电。我们研究了局域态的影响,通过密度泛函方法,发现电子密度和带宽度作为态密度的函数的间隙。另一个重要的作用是电子交换。通过使用考虑QH态负压缩性的模型密度泛函,我们找到了条带周围的电子密度。在大交换,密度分布变得非单调,表明在带的边缘形成的一维维格纳晶体。局域态和交换两种效应都导致了带宽的大幅增加。
1999-08-12 cond-mat.mes-hall
Direct observation of the charging of a 2D electron gas through an incompressible strip in the quantum Hall regime
利用电荷累积成像技术,我们测量了不可压缩带的电荷流,并跟踪其随磁场的演化。条带平行于沉积在样品上的栅极的边缘延伸,并在填充了精确数量的整数朗道能级的位置处形成。充电的RC模型拟合的数据很好,使我们能够确定带的纵向电阻。令人惊讶的是,我们发现,带变得更电阻作为其宽度减小。
2001-10-24 cond-mat.mes-hall
The effect of the frozen and pinned surface approximations on the spatial distribution of incompressible and compressible strips in quantum Hall regime
钉扎面近似和冻结面近似是半导体结构暴露面边界条件的两种常用近似。本文研究了在量子霍尔效应下,钉扎表面和冻结表面边界条件对GaAs/AlGaAs异质结中二维电子气中可压缩和不可压缩条带空间分布的影响。我们用半经典的Escheras-Fermi方法描述多体问题,同时用Poisson方程描述静电场。我们观察到,边界条件显着影响的空间分布的可压缩和不可压缩的条带。
2012-03-22 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Evolution of $nu=1$ Bilayer Quantum Hall Ferromagnet
研究了不同层间距下$ν_{\rm T}=1$双层量子霍尔系统的基态性质。在小的层间距,系统表现出自发的层间相位相干。在不可压缩到可压缩的转变点附近,Halperin的(1,1,1)态与观测到的类约瑟夫森效应无关。两粒子的关联函数显示了在此区域的瘪关联洞。提出了一个能很好地近似基态的有效模型。修正的复合费米子理论的连接进行了讨论。
2002-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Current-induced asymmetries of incompressible stripes in narrow quantum Hall systems
我们提出了最近的实验结果证实先前预测的强不对称性的电流分布在窄霍尔酒吧的条件下的整数量子霍尔效应(IQHE)。使用先前开发的自洽屏蔽和传输理论的IQHE,我们调查如何这些不对称性,这是由于在样品中的电子分布上的施加电流的非线性反馈效应,取决于相关的参数,如施加的电流,磁场,温度的强度,和碰撞加宽的朗道量子化能带。我们发现,许多方面的实验结果可以理解在这种方法,而其他方面需要明确考虑的机制,这强制中断的IQHE。
2013-04-26 cond-mat.mes-hall
Imaging disorder-induced scattering centers in quantum Hall incompressible strip
虽然无序诱导的量子霍尔(QH)效应已被研究过,但无序势对整数QH效应的微观特征的影响仍不清楚,特别是对于不可压缩(IC)带。在本研究中,我们使用一个结合非平衡输运技术的扫描闸极显微镜,来成像QH IC条在样品边缘附近出现的区域。结果表明,在不同的无序势和不同的迁移率下,IC条对填充因子(ν)的空间依赖性是相同的。在低迁移率样品中,IC条内交替出现亮、暗和环形图案等散射中心。这些观察到的图案归因于通过杂质束缚态的共振隧穿辅助的LL间散射。可以得出结论,在低迁移率样品中,使用所应用的技术可以有效地检测无序诱导散射。
2020-10-21 cond-mat.mes-hall
Anomalous Hydrodynamics of Fractional Quantum Hall States
在本文中,我们提出了一个全面的框架的量子流体力学的分数量子霍尔(Fractional Quantum Hall)状态。我们认为,电子流体在EZH制度可以描述的不可压缩旋转液体中的涡旋的量子化流体动力学唯象。我们证明,这样的流体动力学捕捉到的所有主要功能,包括洛伦兹剪切应力的微妙影响的BAROH状态。我们提出了一个一致的量子化的不可压缩流体的流体力学提供了一个强大的框架,研究超弹性和超流体。通过对涡旋动力学的基尔霍夫方程组进行量子化,得到了涡旋流动的量子流体力学性质。
2013-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Beyond paired quantum Hall states: parafermions and incompressible states in the first excited Landau level
普费曼量子霍尔态可以看作是自旋极化电子或复合费米子的配对,通过找到具有k+1体相互作用的某些哈密顿量的精确基态来推广,对于所有整数k > 0。这些态的波函数非常简单,涉及k粒子簇,并且与二维共形场论中的parafermion电流相关。k=2的情况是Pfweian。当k > 1时,这些系统的准粒子激发被期望具有非阿贝尔统计,就像Pfweian的那些。当k=3时,这些基态与第一激发朗道能级电子的(2体)库仑相互作用哈密顿量的基态有很大的重叠,总填充因子为ν=2+3/5,2+2/5。
1998-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Evanescent incompressible strips as origin of the observed Hall resistance overshoot
在这项工作中,我们提供了一个系统的解释,在二维电子系统中观察到的霍尔电阻的不寻常的非单调行为。我们使用一个基于整数量子化霍尔效应相互作用理论的半解析模型来研究反常、\emph{i.e}过冲、霍尔电阻$R_{H}$的存在。在低磁场边缘的高原的过冲电阻的观察阐明重叠的倏逝不可压缩的条带,由于强磁场和相互作用形成的装置。利用自洽的数值方案,我们还表明,如果磁场减少的$R_{H}$降低到其预期值。详细研究了样品宽度、温度、无序度和磁场对过冲峰的影响。根据我们的研究结果,我们预测一个可控的程序来操纵的峰值,这可以通过实验来测试。我们的模型不依赖于特定的和内在的材料属性,只要一个单一的粒子间隙存在。
2010-10-26 cond-mat.mes-hall
The alternative to the incompressible fractional charge in the quantum Hall effect: Comments on Laughlin and Schrieffer's papers
劳克林“精确地”找到了归因于分数电荷激发的波函数,例如e/3。我们发现,波函数的精确性并不因将电荷改变为其他量(如磁场)而受到破坏。因此e/3和H可以用e和H/3代替。因此,波函数不必属于电荷为e/3的准粒子。
2002-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Imaging fractional incompressible stripes in integer quantum Hall systems
输运实验提供了相互矛盾的证据分数阶整数量子霍尔系统内的可能存在。事实上,整数边缘态有时表现为没有内部结构的整体对象,而其他实验清楚地强调了分数子结构的作用。最近开发的低温扫描探针技术今天提供了一个机会,比以往任何时候都更深入的调查,这种边缘系统的空间特征。在这里,我们使用扫描门显微镜,并证明分数的功能,明确观察到在每一个整数量子霍尔收缩研究。我们还提出了相应的填充因子1/3,2/5,3/5和2/3的分数不可压缩条纹的宽度的实验估计。我们的研究结果与边缘重建理论的预测。
2012-05-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Edge and bulk components of lowest-Landau-level orbitals, correlated fractional quantum Hall effect incompressible states, and insulating behavior in finite graphene samples
有限石墨烯样品中相互作用的狄拉克电子的总能量的多体计算显示出在角动量处的尖点的联合发生,对应于不可压缩(带隙)相关态(特别是nu=1/3)的形成的分数填充特征和在狄拉克点处的绝缘能隙(其随着磁场而增加)的打开,与实验一致。单粒子的基函数服从锯齿形边界条件的样品边缘采用精确对角化的电子间库仑相互作用,显示,在所有的大小,混合等重散装和边缘组件。随之而来的体电子密度的耗尽衰减分数量子霍尔效应激发能和边缘电荷的积累导致在多体光谱中的间隙。
2010-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el nucl-th
Universality in Quantum Hall Systems: Coset Construction of Incompressible States
不可压缩量子霍尔流体(QHF)可以用三维拓扑场论在标度极限下描述。由于三维拓扑场论与二维手征共形场论(CCFT's)之间的对应关系,我们建议从CCFT's的角度来研究QHF's。我们推导出的一致性条件和稳定性准则的CCFT的,可以预期描述一个QHF。提出了一种通用算法,它使用简单的电流构造有趣的例子,这样的CCFT的。它推广了量子霍尔晶格对QHF的描述。基于陪集构造的显式例子为描述霍尔电导率s_H=1/2 e^2/h,1/4 e^2/h,3/5 e^2/h,e^2/h,.的量子霍尔流体提供了候选者。
2000-03-06 cond-mat.mes-hall hep-th math-ph
Theory of Incompressible States in a Narrow Channel
我们报道了在量子霍尔效应范围内窄沟道中相互作用电子系统的性质。结果表明,库仑相互作用的强度的增加会导致突然变化的宽度的电荷密度分布的几何不变的状态。我们得到了一个相图,其中包括许多稳定的奇分母态,以及一个新的分数量子霍尔态在最低的半满朗道能级。在半满的情况下评估的集体模式是惊人的相似的奇数分母分数量子霍尔态。
1997-03-17 cond-mat.mes-hall
Non-renormalization of the Hall viscosity of integer and Jain fractional quantum Hall phases by Coulomb interactions
Physics Department, Ariel University(阿里埃尔大学物理系)
本文基于之前关于霍尔电导率的研究,利用Wigner-Weyl算子推导了库仑相互作用下整数和Jain分数量子霍尔相霍尔粘性的非重整化,通过复合费米子场论模型分析了拓扑贡献和量子霍尔流体的霍尔粘性量化。
2026-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractional Quantum Hall States at 1/3 and 5/2 Filling: the Density-Matrix Renormalization Group Calculations
本文采用密度矩阵重整化群方法研究了填充分数为$ν=1/3$和5/2时的分数量子霍尔效应。我们首先提出了基准测试结果在两个填充分数为大系统的大小,以显示的准确性以及数值算法的能力。此外,我们还发现,对于电子数达到$N_e=34$的大系统,通过保持大量的基态,也可以得到精确的$ν=5/2$纠缠谱,远大于以前研究的系统.基于有限尺寸标度分析,我们证明了Li和Halfmann定义的纠缠间隙在热力学极限下是有限的,它表征了量子纠缠态的拓扑有序性.
2011-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Vortex description of quantum Hall ferromagnets
本文从不可压缩流体描述的角度研究了量子霍尔铁磁体的粒子态。指出了不可压缩流体的有效理论--Chern-Simons矩阵理论的相空间与涡理论的模空间是等价的。根据这一对应关系,我们将涡旋理论中的元激发确定为量子霍尔铁磁体中的粒子态,并由此提出在强耦合区不存在纯电子态,而存在复合粒子态.
2009-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Quasiholes of 1/3 and 7/3 quantum Hall states: size estimates via exact diagonalization and density-matrix renormalization group
通过精确对角化和密度矩阵重整化群计算,我们确定了$ν=1/3$和$ν=7/3$量子霍尔态中基本准空穴的大小.在填充因子$ν=1/3$下的准空穴尺寸估计为$\approx 4\ell_B$,$ν=7/3$的准空穴尺寸估计为$\approx 7\ell_B$,其中$\ell_B$是磁性长度。相比之下,劳克林准洞的大小,预计捕捉这两个国家的基本物理,是大约$\approx 2.5\ell_B$。我们的工作支持了早先的发现,即准空穴在第一激发朗道能级是显着大于在最低朗道能级。
2013-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological exciton Fermi surfaces in two-component fractional quantized Hall insulators
各种各样的二维电子系统(2DES)允许独立控制的总电荷密度和相对电荷密度的两个组件的分数量子霍尔(Fractional quantum Hall,简称FQH)状态。特别是,最近的一项关于双层石墨烯(BLG)的实验观察到,当电荷在层间转移时,在完全填充$ν_T = \frac{1}{2}$时,可压缩相和不可压缩相之间发生连续转变,其显著特性是不可压缩相具有有限的层间极化率。我们认为,这是因为$ν_T = \frac{1}{2}$系统的拓扑顺序支持一种新型的层间激子进行费米统计。如果费米子激子的能量低于常规玻色子激子(即,电子-空穴对),它们可以形成一个出射的中性费米面,为$ν_T = \frac{1}{2}$的不可压缩但可极化的状态提供了一个可能的解释。我们进行精确的对角化研究表明,费米激子的能量确实低于玻色子激子。这表明,一个“拓扑激子金属”隐藏在一个BLG绝缘体可能已经实现了实验。我们讨论了几种探测方案,拓扑激子金属可以实验探测。
2018-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electrostatics of Inhomogeneous Quantum Hall Liquid
考虑了量子霍尔液体中存在由侧电极或非均匀掺杂引起的宏观密度梯度时的电子密度分布。在这种情况下,在样品的不同区域中占据不同的朗道能级。这些区域被不可压缩的液体分开。结果表明,Chklovskii等人的方法的适用性是基本上受到限制,如果密度梯度不是很大,无序是重要的。由于远施主密度的波动,过渡区中的液体不能被认为是完全不可压缩的。在典型的情况下,当朗道能级之间的间隙比无序能量大不了多少时,过渡区是一个宽带,在该宽带中,在波动上平均的电子密度与磁场无关。能带是由上层电子、下层空穴和不可压缩液体占据的区域的随机混合物。计算了该带的宽度,并给出了该带各部分不可压缩液体所占份额的解析表达式。
1999-05-25 cond-mat.mes-hall
Counterflowing edge current and its equilibration in quantum Hall devices with sharp edge potential: Roles of incompressible strips and contact configuration
报道了在高磁场下InAs量子阱中观察到的导致量子霍尔(QH)效应击穿的反向边缘电流。反向流动的边缘通道产生的费米能级钉扎的InAs和由此产生的尖锐的边缘电位向下弯曲。通过测量不同边缘长度的逆流电导,我们确定了在体积整数填充因子$ν= 1$-$4$下逆流模式的有效数$\langle N_\text{C} \rangle$及其平衡长度$λ_\text{eq}$。$λ_\text{eq}$随磁场$B$呈指数增加,在$B \geq 7.6$ ~T时达到$ν= 4$的$200~μ$ m。我们的数据揭示了最内层的不可压缩带在确定$\langle N_\text{C} \rangle$和$λ_\text{eq}$中的重要作用以及接触构型对QH效应击穿的影响。我们的研究结果表明,逆流边缘通道表现为输运异常,只有在高场和短的边缘。这反过来表明,即使在整数QH制度,边缘状态的实际微观结构可以不同于从宏观输运测量,这是相关的各种系统,包括原子层材料的预期。
2019-02-12 cond-mat.mes-hall
An incompressible state of a photo-excited electron gas
二维电子在磁场中可以形成新的物质态,其特征在于拓扑性质和强电子相关性,如整数和分数量子霍尔态所示。在这些状态下,电子液体显示出几种壮观的特征,这些特征在传输实验中表现出来,霍尔电阻量子化和纵向电导率消失,或者当电子液体变得不可压缩时处于热力学平衡。几个实验已经报道,当电子吸收与其回旋频率相关的特定能量的光子时,即使在弱的非量子化磁场下也可以实现无耗散传输。对液氦上电子的可压缩性测量表明,在这些共振激发条件下形成了不可压缩的电子态。
2015-04-16 cond-mat.mes-hall
Theta renormalization, electron-electron interactions and super universality in the quantum Hall regime
量子霍尔效应的重整化理论主要依赖于瞬子的θ重整化的非微扰概念。在广义非线性西格玛模型的方法发起的Finkelstein,我们得到的物理观测的相互作用的电子气,制定的一般(拓扑)的霍尔电导是鲁棒量子化的原则,并推导出-第一次-明确的表达式的非微扰(瞬子)的贡献的重整化群β-和γ-功能。我们的结果完全符合最近提出的超普适性的想法,即量子霍尔效应的基本方面都是一般的特点,瞬子真空的概念在渐近自由场论。
2005-02-20 cond-mat.mes-hall
Infinite density matrix renormalization group for multicomponent quantum Hall systems
虽然最简单的量子霍尔平台,如GaAs中的$ν= 1/3$态,可以通过假设只有一个活跃的朗道能级参与来方便地分析,但对于许多相位,自旋,谷,双层,子带或更高的朗道能级指数起着重要的作用。这些“多组成部分”的问题是很难研究使用精确的对角化,因为每一个组成部分增加了指数的难度。一个重要的例子是在$ν= 5/2$的平台,其中散射到更高的朗道能级之间的竞争非阿贝尔Pfronan和反Pfronan状态选择。我们解决的方法所需的问题,将无限密度矩阵重整化群的量子霍尔系统与多个组件和远程库仑相互作用,大大扩展可访问的系统大小。作为初步应用,我们研究了$ν= 5/2$态的朗道能级混合问题。在这里使用的朗道能级混合的方法,我们发现,在库仑点的反Pfiran是首选的Pfiran状态在朗道能级混合的范围内的实验相关的值。
2015-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Localization and conductance fluctuations in the integer quantum Hall effect: Real--space renormalization group approach
我们考虑了整数量子霍尔效应跃迁的网络模型。将经典渗流的实空间重整化群方法推广到量子渗流的情形,导出了量子霍尔样品在跃迁处电导普适分布的重整化群封闭方程。我们找到了RG方程的近似解,并用它来计算局域化长度的临界指数和电导分布的中心矩。所得结果与最近的数值模拟结果进行了比较。
1997-01-02 cond-mat.mes-hall
Extended Bose-Hubbard model with incompressible states at fractional numbers
将玻色-哈伯德模型扩展到包括最近邻和远邻相互作用,并与分数量子霍尔效应(Fractional Hall effect,简称FHE)有关。这两种模型都可以在含有量子气体的光晶格中进行研究。计算了具有强排斥作用(弱跳跃)的扩展Bose-哈伯德模型的基态.不可压缩的莫特绝缘体状态被发现在合理的填充分数与实验观察到的最低朗道水平的主要和次要的朗道填充分数兼容。讨论了这些状态在分数填充生存或经历一个莫特绝缘体过渡到超流体的跳跃项包括在何种程度上。
2005-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quasiparticle Interactions in Fractional Quantum Hall Systems: Justification of Different Hierarchy Schemes
研究了分数量子霍尔态中准粒子间相互作用的赝势。根据赝势的形式,找到了不可压缩量子流体基态的识别规则。属于Jain序列nu=n/(1+ 2 pn)的状态,其中n和p是整数,似乎是热力学极限中唯一的不可压缩状态,尽管有限大小系统中也会出现其他的Jain层次状态。这解释了复合费米子图像的成功。
1999-08-21 cond-mat.mes-hall
Incompressible fluid inside an astrophysical black hole?
在自然假设下,中子星坍缩后形成的黑洞中的费米子可以形成不可压缩流体(远早于达到普朗克尺度),导致整数量子霍尔效应的某些特征。分析了它与黑洞熵的关系。从量子霍尔效应出发,结合爱因斯坦方程,分析了耦合问题。与一些宇宙学的情况下,与更高的维度量子霍尔效应的连接,简短地指出。
2007-08-29 astro-ph cond-mat.mes-hall gr-qc
Spin transitions in an incompressible liquid Coulomb coupled to a quantum dot
我们报告我们的调查的低位能谱和电荷密度的二维量子霍尔液体在$ν=\frac25$是库仑耦合到一个量子点。这个点包含一个空穴和两个或三个电子。我们发现,任何外部扰动(由量子点的紧密接近所造成的)局部地改变不可压缩液体的自旋极化。该效应关键地取决于量子点与电子平面的分离距离。量子霍尔层中的电子密度分布指示通过紧密接近量子点而局部化的准空穴的产生。这种效应在光致发光光谱中的表现也进行了讨论。
2005-06-30 cond-mat.mes-hall
Transition from edge- to bulk-currents in the quantum Hall regime
针对整数量子霍尔效应的Landauer-Büttiker单粒子模型受屏蔽理论挑战的问题,研究者通过实验直接证实了随磁场增强电流从边缘向体内部转移的转变,为屏蔽理论提供了支撑。
2025-06-18 cond-mat.mes-hall
Composite fermions in quantum Hall systems
二维系统中不可压缩量子流态的出现是高度简并分数填充朗道能级中电子-电子相互作用的结果。新的准粒子(QP's)称为复合费米子(CF's)允许最突出的不可压缩状态的简单单粒子描述。这些QP之间的残余相互作用的影响。这些相互作用决定了下一代可能出现的“子态”的类型。我们表明,在一定的QP填充因子nu_QP值,QP之间的Laughlin相关性引起的标准CF层次的状态。在其他值的nu_QP配对的QP的发现导致一个新的层次结构的不可压缩状态。
2003-08-20 cond-mat.mes-hall
Localization renormalization and quantum Hall systems
本文提出局域化重整化方法,通过迭代移除最大局域化基态并分析剩余希尔伯特空间中局域化长度的标度行为,以幂律发散指数ν=0.5区分量子霍尔与陈绝缘体的拓扑相和平凡相,为量子霍尔系统提供了通用数值诊断工具。
2024-02-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Phase transitions and topological properties of the 5/2 quantum Hall states with strong Landau-level mixing
我们数值研究了一个5/2分数量子霍尔系统与偶数个电子使用精确对角化,其中强朗道能级(LL)混合和有限宽度的量子阱已被考虑和适应到屏蔽库仑相互作用。通过主成分分析,我们发现在由磁场和量子阱宽度组成的参数空间中,基态波函数的前两个主成分之间存在竞争,从而识别出一个可压缩-不可压缩的相变,这与奇电子系统的低激发态谱特征和前人的工作一致.此外,次主导的第三个组件的存在下,建议一个不可压缩的过渡发生的LL混合强度增长到一定的参数区域与ZnO的实验。我们进一步研究了这个新兴区域的强LL-混合相与霍尔粘度,波函数重叠,和纠缠谱。结果表明,它可以很好地描述为粒子-空穴对称化的Pfronan态,具有Pfronan态和反Pfronan态的对偶拓扑性质。
2022-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Screening theory based modeling of the quantum Hall based quasi-particle interferometers defined at quantum-dots
在这项工作中,我们调查的空间分布和宽度的不可压缩带,即边态。在强垂直磁场存在下,考察了填充因子分别为ν= 1,2和1/3时的不可压缩带.我们提出了一个微观图片的分数量子霍尔效应为基础的干涉仪,在一个唯象模型。我们采用Laughlin准粒子性质在我们的计算方案。在分数阶区,部分占据的最低朗道能级由于强关联而被假定形成一个能隙。实质上,通过把这个能隙包括到我们的能谱中,我们得到了在ν=1/3时不可压缩带的性质。的干扰条件进行了调查作为一个功能的栅电压和陡度的限制电位,连同所施加的磁场的强度。
2012-02-28 cond-mat.mes-hall
Electronic correlation in the quantum Hall regime
二维相互作用的电子系统,如果电子受到一个垂直的高磁场的强关联。在介绍量子霍尔机制的物理基础上,详细研究了分数填充因子下自旋极化电子的不可压缩多粒子基态及其激发。自旋自由度的重要性,在最近的实验中被认为是通过研究填充因子为1和附近的热力学。
2002-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Hydrodynamics of Fractional Hall Effect: Quantum Kirchhoff Equations
我们认为,分数量子霍尔态量子电子液体的流动是全面描述的量子不可压缩旋转液体中的涡旋流体动力学。通过对涡旋动力学的基尔霍夫方程组进行量子化,得到了涡旋流动的量子流体力学性质。我们证明了量子化的基尔霍夫方程组能够描述非均匀电磁场中的超磁共振态的所有主要特征,包括洛仑兹剪切力、磁共振谱、霍尔电流的精细效应,从而为研究超磁共振和超流体提供了一个强有力的框架.所得结果对经典涡流也有意义。
2012-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Environmental induced renormalization effects in quantum Hall edge states
提出了分数量子霍尔效应边缘态隧穿指数重整化的一般机制。耦合的相互影响与失去平衡的1/f噪声和耗散被认为是劳克林序列和复合的共同和反向传播的边缘状态与阿贝尔或非阿贝尔统计。对于具有反向传播模式的状态,我们证明了所提出的机制在所谓的无序主导阶段的鲁棒性。详细讨论了这些态的原型,如ν=2/3和ν=5/2,并给出了由噪声环境引起的丰富的现象学。建议的机制证明了在低温下进行的许多实验观察报告的强重整化。我们展示了环境效应如何影响隧道激发的相关性,特别是对于ν=5/2的情况,这将产生重要的影响。
2012-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Interaction of a quantum dot with an incompressible two-dimensional electron gas
我们考虑了一个不可压缩的量子霍尔液体系统,该系统紧邻一个含有少量电子的抛物型量子点。我们观察到一个显着的影响点上的不可压缩态的激发光谱的电子平面中的相互作用的电子。我们计算的电荷密度表明,与杂质的情况不同,点中的相互作用电子似乎限制了不可压缩液体中的分数带电激发。
2001-06-26 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall effect in narrow graphene ribbons
已知整数量子霍尔效应中的边缘态受到静电相互作用的显著影响,从而导致在霍尔条的边界处形成可压缩和不可压缩条带。我们在这里表明,在一个结合的实验和理论分析,这并不适用于窄石墨烯带的量子霍尔效应。在我们的石墨烯霍尔棒,这是只有60 nm宽,我们观察到的量子霍尔效应朗道能级指数k=2,并显示在一个零自由参数模型,可压缩和不可压缩的条带的空间范围是一个类似的大小作为磁性长度。我们的结论是,在窄石墨烯带的单粒子图片是一个更合适的描述的量子霍尔效应和静电效应是次要的。
2012-11-18 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall Smectics, Sliding Symmetry and the Renormalization Group
在本文中,我们讨论了存在的滑动对称性,相当于没有剪切模量的量子霍尔近晶(QHS)态的低能理论的含义。我们表明,通过重整化群计算,这样的对称性导致天真的连续近似在垂直于条纹的方向上,打破通过红外发散的贡献来自天真无关的运营商。特别是,我们证明了正确的不动点具有滑动Luttinger液体阵列的形式,它是免费的表面上“无关的运营商”。类似的考虑适用于所有具有滑动对称性的理论。
2004-05-11 cond-mat.mes-hall