Coupled-wire constructions: a Luttinger liquid approach to topology
耦合线结构使用玻色化来解析地处理物质的分数拓扑态的强相互作用。我们介绍了这种技术,讨论了它的优点和缺点,并提供了一个概述的耦合线结构的主要成就。
2020-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Half-metal phases in a quantum wire with modulated spin-orbit interaction
我们提出了一种基于调制自旋轨道相互作用和作用在量子线上的均匀外磁场相互作用的自旋阀器件。半金属相,其中仅具有选定自旋极化的电子表现出弹道电导,可以通过改变磁场来调谐。这些半金属相被证明是强大的电子-电子排斥相互作用。我们的结果产生于显式带对角化,玻色化技术和广泛的DMRG计算的组合。
2017-09-19 cond-mat.str-el
Long range alternating spin current order in a quantum wire with modulated spin-orbit interactions
自旋电子学新兴领域的一个关键概念是通过由Rashba自旋轨道相互作用(RSOI)产生的有效磁场来控制自旋进动的电场。在这里,通过广泛的密度矩阵重整化群计算,我们证明了存在交替自旋电流秩序的带隙相的量子线与空间调制RSOI和排斥电子-电子相互作用。我们的结果是分析支持玻色子化和映射到一个本地旋转的自旋基础。
2020-04-13 cond-mat.str-el
An introduction to bosonization and aome of its applications
讨论了玻色化技术在研究一维费米子相互作用系统中的应用。在简要回顾了费米液体和Luttinger液体的低能性质之后,我们给出了一维玻色子算符和费米算符之间的一些关系。我们利用这些关系计算了无自旋费米子系统的各种算符的关联函数和重整化群性质。然后,我们应用玻色化的方法来研究海森堡反铁磁自旋1/2链,在一维的哈伯德模型,并在干净的量子线和存在孤立的杂质输运。
2001-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Constraints on conductances for Y-junction of quantum wires
我们考虑Y-结,连接三个量子线,在散射态形式主义。在没有费米子相互作用的情况下,我们分析了散射S矩阵的么正性对电导矩阵值的限制。使用数值和分析结果相结合,我们描述了四维体的值约化电导矩阵。我们表明,该机构接触的单位球只有六个点,根据伯克霍夫-冯诺依曼定理。这意味着只有在这六个点附近才能对消失的相互作用强度进行阿贝尔玻色化分析。
2011-02-26 cond-mat.str-el
Ground state degeneracy of non-Abelian topological phases from coupled wires
我们构造了一个家庭的二维非阿贝尔拓扑相位耦合线使用非阿贝尔玻色化方法。然后,我们演示了如何确定的非阿贝尔拓扑顺序(特别是,任何电子激发和拓扑退化的环面)实现在所产生的有间隙的阶段的物质的性质。本文着重于玻色子$su(2)^{\,}_{2}$ Moore-Read态的耦合线实现的详细案例研究,但我们在这里概述的方法可以扩展到一般的玻色子$su(2)^{\,}_{k}$拓扑相描述的非阿贝尔陈-西蒙斯理论。我们还讨论了可能的推广这种方法的建设三维非阿贝尔拓扑相位。
2019-06-24 cond-mat.str-el
Applying voltage sources to a Luttinger liquid with arbitrary transmission
Landauer方法在介观导体中的输运已经被推广到允许在单通道量子线中的强电子关联。我们详细描述了如何考虑外部电压源绝热接触的量子线包含任意强度的背散射体。假设量子线处于Luttinger液体状态,电压源导致辐射边界条件应用于玻色化方案中采用的位移场。本文给出了在库仑相互作用参数g=1/2时任意背散射强度下输运问题的精确解。
1998-05-21 cond-mat.str-el
Local Density of States for Individual Energy Levels in Finite Quantum Wires
有限量子线中的局域态密度(LDOS)被计算为离散能量和沿线的位置的函数。通过使用数值密度矩阵重整化群(DMRG)计算和分析玻色化技术的组合,它是可能的,以获得一个很好的理解的局部谱权重沿线的基础多体激发。
2008-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Pseudospin ferromagnetism in double-quantum-wire systems
我们提出了在垂直磁场作用下,两条有限宽度平行金属丝系统中可以存在赝自旋铁磁态。这种新颖的量子多体态出现在线间距离小于某一临界值时,该临界值取决于磁场。我们确定的铁磁相的相边界,通过分析的自旋模速度使用玻色化方法的软化。我们还讨论了这种状态的隧道和库仑阻力实验的签名。
2005-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Bosonization of one dimensional fermions out of equilibrium
在Keldysh作用量理论框架下,发展了一维非平衡费米子的玻色化技术。我们首先演示了如何实现这种方法的自由费米子和非平衡费米边缘奇异性的问题。然后,我们采用的技术来研究相互作用的量子线连接到两个电极与任意的能量分布。非平衡电子格林函数,它可以通过隧道光谱技术测量,并携带有关的能量分布,零偏异常,和退相的信息,表示在单粒子“计数”运营商的功能决定因素。相应的随时间变化的散射相被发现是内在相关的“分馏”的电子-空穴激发在隧道过程中,并在边界与铅。结果推广到自旋粒子的情况下,以及在不同的空间点的格林函数(有关的问题,在Luttinger液体干涉仪的移相)。对于双阶分布,退相速率是相互作用强度的振荡函数。
2009-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dirac's method for constraints - an application to quantum wires,the 0.7 conductance anomaly
我们研究了在极限$U=\infty$下的哈伯德模型,它等价于排除双占据的统计条件。我们使用狄拉克方法解决这个问题的约束。在玻色化方法内解决约束。我们发现,约束修改的反常交换子。我们将此理论应用于有限温度下的量子线,其中Hubbard相互作用为$U=\infty$。我们发现,由约束诱导的反常换向器引起的0.7反常电导。
2011-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Comments on `Rashba precession in quantum wire with interaction'
在最近的《快速通讯》(Phys. Rev. B { \bf 63},121210(R)(2001))中,Haüsler表明,量子线中电子之间的相互作用可能会增强由Rashba自旋-轨道耦合产生的持续自旋电流。在本文中,我们想指出,这种“增强”来自于对Luttinger液体理论中的增强持续电流的误解。一个正确的计算不会给出持续自旋流的这种增强。同时,我们通过玻色化给出了一个考虑Rashba自旋轨道相互作用的Luttinger液体理论,该理论可以解释Luttinger液体中的Rashba旋进。
2003-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Luttinger liquid with strong spin-orbital coupling and Zeeman splitting in quantum wires
研究了量子阱中具有强Rashba自旋轨道耦合和塞曼分裂的一维相互作用电子气。玻色化理论的发展,这个系统。隧道电流可能偏离简单的幂律,这是在普通的Luttinger液体。在隧穿实验中,通过改变外加磁场可以测量微观相互作用耦合和自旋轨道参数。
2004-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dissipative Majorana quantum wires
在本文中,我们制定和定量研究耗散的拓扑系统的效果。我们使用一个具有欧姆耗散的Kitaev量子线模型,通过数值精确的量子蒙特卡罗模拟,研究了这个具有强系统浴耦合的开放量子系统.我们专注于耗散的效果的拓扑特征的系统(例如马约拉纳边缘模式)在零温度下,并发现,即使拓扑相位是强大的对弱SB耦合,因为它应该是,它最终将被破坏足够强的耗散通过连续的量子相变或交叉依赖于系统的对称性。讨论了耗散驱动的量子临界性。此外,使用阿贝尔玻色化的框架,我们提供了一个分析描述的配对,耗散和相互作用之间的相互作用在我们的模型。
2019-05-09 cond-mat.str-el
Stability of the smectic phase in arrays of parallel quantum wires
利用玻色化方法研究了二维狄拉克费米子在周期性拓扑畴壁存在下的平行量子线微观模型。该模型考虑了波函数$\ell$在导线横向上的横向扩展。限制在每个畴壁的无隙模式被示出形成Luttinger液体,当考虑线间库仑相互作用时,其实现了众所周知的近晶非费米液体固定点。对唯象模型的微扰研究表明,近晶不动点对超导相、条纹相、近晶相和费米液相都是不稳定的。在这里,我们表明,所考虑的微观模型导致只有近晶金属和费米液相的相图。近晶金属相在理想量子线极限$\ell\to0$中是稳定的。对于有限的$\ell$,我们发现一个临界库仑耦合$α_{c}$分离强耦合近晶金属从弱耦合费米液相。我们推测,超导性的缺乏应该是一个类似的微观模型的一般特征。最后,我们讨论了这个模型的物理实现与莫尔异质结构。
2022-09-17 cond-mat.str-el
Dimensional Crossover in 2D Crossbars
分析了具有短程线间相互作用的量子交叉棒(QCB,由两条相互作用的量子线阵列构成的超晶格)中玻色子场和两点纠缠子的谱。结果表明,标准玻色化过程是有效的,系统的行为作为一个滑动的Luttinger液体在红外极限,但高频频谱和相关特性具有一维或二维性质取决于波矢量的方向在二维布里渊区。因此,可以通过实验观察到从1D到2D区域的交叉。在任意方向上的等离子体激元传播是可能的。预测阵列之间的周期性能量转移(“拉比振荡”)。
2002-05-07 cond-mat.str-el
Bridging coupled wires and lattice Hamiltonian for two-component bosonic quantum Hall states
利用耦合线方法研究了外加磁场中蜂窝晶格上关联跳跃的硬核玻色子模型。数值计算表明,该模型在半填充时表现出玻色子整数量子霍尔(BIQH)态,这是一个受$U(1)$粒子守恒保护的拓扑相[Y.- C. He等人,物理修订信函115,116803(2015)]。通过结合玻色化方法和耦合线建设,我们分析证实了这一发现,并表明它甚至持有强各向异性(准一维)的限制。我们讨论了BIQH相的稳定性,对隧道,打破了单独的粒子守恒在不同的子晶格下降到一个全球性的粒子守恒。我们进一步论证了两个不同BIQH相之间的相变是在一个由两个拷贝的(2+1)维$O(4)$非线性西格玛模型描述的去限制量子临界点中,其中拓扑$θ$项位于$θ=π$ .最后我们预测了一个可能的分数量子霍尔态,Halperin(221)态,在1/6填充。
2016-03-16 cond-mat.str-el
Strongly Interacting Phases of Metallic Wires in Strong Magnetic Field
我们从理论上研究了强磁场沿金属丝长度方向作用的相互作用金属丝,并证明了它是一个新的高度可调谐的一维系统。通过考虑空间几何的适当变化,我们将具有朗道能级简并度$N$的第零朗道能级中的问题映射到具有$N$分量赝自旋自由度和$SU(2)$对称相互作用的一维费米子。这种映射允许我们使用重整化群和玻色化技术建立作为小$N$的相互作用的函数的相图(并对大$N$进行图解)。我们发现赝自旋-电荷分离与一个无隙的$U(1)$电荷扇区和几个可能的强耦合阶段的赝自旋扇区。对于奇$N$,我们发现一个涨落的赝自旋单重态电荷密度波相和一个涨落的赝自旋单重态超导相,它们在拓扑上是不同的。对于甚至$N>2$,类似的阶段存在,虽然它们不是拓扑不同的,和一个额外的,新的pseudospin-gapless相出现。我们讨论观察我们的建议的实验条件。
2017-02-27 cond-mat.str-el
Quantum wire junctions breaking time reversal invariance
我们探讨了在量子线的结处打破时间反演不变性的可能性。大部分线的普遍特征由任意子Luttinger液体描述。一个简单的必要条件和充分条件的时间反演不变性的破坏制定在交界处的散射矩阵。在此框架下研究了具有一般导线数的结的相图。我们给出了一个明确的分类,这些临界点可以达到玻色化和研究它们的稳定性和对称性内容之间的相互作用。
2009-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Majorana Zero Modes in 1D Quantum Wires Without Long-Ranged Superconducting Order
我们证明了长程超导序并不是保证量子线两端存在马约拉纳费米子零模的必要条件。我们制定了一个具体的模型,适用于,例如,一个半导体量子线与强自旋轨道耦合和塞曼分裂耦合到一根线代数衰减超导波动。我们解决了这个模型的玻色化,并表明它支持马约拉纳费米子零模式。我们认为,一个大类的模型也将显示相同的现象。我们讨论了实验上的自旋-轨道耦合纳米线涂覆超导薄膜和LaAlO 3/SrTiO 3接口的影响。
2011-07-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fractional Abelian topological phases of matter for fermions in two-dimensional space
这些笔记构成了2014年8月“L'Ecole de Physique des Houches”CIII会议的第7章,致力于凝聚态物理的拓扑方面。提出了准一维空间中的十重方法。综述了手征阿贝尔玻色化的方法。然后,它被应用到对称类AII的边缘理论的稳定性分析,并从耦合线的二维拓扑相位的建设。
2017-11-29 cond-mat.str-el
Breaking of Lorentz invariance caused by the interplay between spin-orbit interaction and transverse phonon modes in quantum wires
研究量子线中Rashba自旋-轨道耦合与横向声子导致洛伦兹不变性破缺,通过玻色化推导有效作用量,发现相变点处有能隙与无能隙模式,提出纳米机械探测方法。
2024-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Non-Abelian topological spin liquids from arrays of quantum wires or spin chains
我们利用一维量子线阵列通过相互作用强耦合,构造了二维非阿贝尔拓扑有序态。在我们的方案中,所有的电荷自由度都是有间隙的,所以这种结构可以使用量子线或量子自旋链作为构建块,最终结果是相同的。该结构在体中的自由度的间隙,而在边缘处的共形场论(CFT)所描述的$(1+1)$维空间和时间离开去耦状态。我们认为这两种情况下,时间反演对称性(TRS)存在或不存在。当TRS不存在时,边缘态是手性的和稳定的。我们规定,特别是,如何达到所有的边缘状态所描述的酉CFT极小模型与中心荷$c<1$。这些非阿贝尔自旋液体状态有消失的量子霍尔电导率,但非零的热。当TRS存在时,我们描述了体态可以是非阿贝尔、非手性和带隙的量子自旋液体或无隙的情况。在前一种情况下,我们发现边缘态也是带隙的。本文对非阿贝尔玻色化和仿射流代数作了简要的回顾,目的是使它们成为自包含的。为了说明在热身运动的方法,我们恢复的10倍的方式分类的二维非相互作用的拓扑绝缘体使用马约拉纳表示,自然产生的非阿贝尔玻色子。在该方案中,分类减少到计算质量矩阵的零奇异值的数量,当左和右零特征向量存在时,存在无间隙边缘模式。
2016-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interaction effects in a microscopic quantum wire model with strong spin-orbit interaction
利用矩阵乘积态和玻色化技术研究了磁场中强相互作用对强Rashba自旋轨道相互作用量子线光谱性质的影响.具有强Rashba自旋轨道相互作用和磁场的量子线在一半的导电模中表现出部分能隙。这类系统由于其特殊的物理性质而引起了广泛的实验和理论关注,其中包括自旋相关的输运,或在s波超导体的邻近效应下的拓扑超导相。作为量子线的微观模型,我们研究了一个包含自旋轨道相互作用和塞曼场的扩展哈伯德模型。我们从激发态的实时演化中获得了自旋分辨的谱密度,并计算了相图。我们发现,相互作用增加的赝间隙在$k = 0$,从而也提高了马约拉纳支持相和稳定的螺旋自旋顺序。此外,我们计算的光学电导率,并比较它与低能量螺旋Luttinger液体的结果,从场理论计算。在相互作用下,光学电导率主要由被称为呼吸状态的束缚孤子-反孤子对的外激激发决定。我们可视化呼吸状态的振荡运动,这可以提供在例如冷原子实验中对其进行实验检测的途径。
2017-04-09 cond-mat.str-el
1D-FFLO state in the absence of time-reversal symmetry breaking
提出了一种在时间反演对称性不破缺的情况下实现一维Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(1D-FFLO)态的新方法。目前,这种状态可以在干净的AlAs量子线中得到鼓励。以AlAs量子线为例,利用玻色化和重整化群方法,证明了由于库仑相互作用和AlAs量子线独特的能带结构的组合,可以产生1D-FFLO态.本文的理论方案具有很强的普适性,也适用于具有类似费米子相互作用项的其它系统。
2008-05-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Correlated atomic wires on substrates. I. Mapping to quasi-one-dimensional models
本文分两部分对沉积在衬底上的关联原子线进行了理论研究。在第一部分中,我们提出了三维衬底上一维量子线的晶格模型,并使用Lanczos算法将其映射到有效的二维晶格上。然后,我们讨论了这些二维晶格的窄梯模型,可以与一维相关量子系统,如密度矩阵重整化群或玻色化的既定方法进行调查的近似。这种方法的有效性进行了研究,首先为非相互作用的电子,然后为相关线与哈伯德电子电子排斥使用量子蒙特卡罗模拟。虽然窄梯不能用于表示金属基板上的电线,但如果使用至少三个腿,则它们可以捕获绝缘基板上的电线的物理特性。在第二部分[arXiv:1704.07359]中,我们使用这种方法对绝缘衬底上具有Hubbard型相互作用的导线进行了详细的数值研究。
2017-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Metal-insulator transition in a quantum wire driven by a modulated Rashba spin-orbit coupling
我们研究了束缚在量子线中的电子在光滑调制的Rashba自旋轨道耦合作用下的基态性质。当调制的周期变得与带填充相称时,Rashba耦合驱动量子相变到量子绝缘状态。利用玻色化和微扰重整化群方法,我们发现这种状态对电子-电子相互作用是鲁棒的。电荷和自旋激发的间隙与具有共同的相互作用依赖指数的Rashba调制的幅度成比例。估计的预期大小的电荷间隙,使用数据的栅InAs异质结构,表明该效果可以投入实际使用,在未来的自旋晶体管设计。
2009-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Finite-temperature conductance of strongly interacting quantum wire with a nuclear spin order
本文研究了具有螺旋核自旋序的强相互作用量子线的电导随温度的变化关系。核自旋螺旋在电子光谱中打开了一个依赖于温度的部分能隙。使用玻色化框架,我们描述了带隙电子模式的正弦戈登类扭结。我们预测的欧姆摩擦这些扭结的经验,通过与无隙激励相互作用所造成的内部电阻率。结果,电导从当核自旋完全极化时的临界温度以下的温度下的$G=e^2/h$上升到当有序被破坏时的较高温度下的$G=2e^2/h$,在中间区域具有相对宽的平台。理论结果与Scheller等人最近获得的GaAs量子线的实验数据进行了比较。112,066801(2014)]。
2017-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Plasmon excitations and 1D - 2D dimensional crossover in quantum crossbars
分析了具有短程电容相互作用的量子交叉棒(QCB,由m条相互作用的量子线阵列构成的超晶格)中玻色子场和两点纠缠子的谱。研究了双(m=2)和三(m-3)QCB的谱和相关性质。结果表明,标准玻色化过程是有效的,系统在红外极限下表现为滑动的Luttinger液体,但高频谱和相关特性取决于二维倒易晶格基元胞中波矢的方向而具有一维或二维性质.因此,可以通过实验观察到从1D到2D区域的交叉。它表现为光学吸收的附加峰、非零横向空间散射子和阵列之间的周期性能量转移(“拉比振荡”)的出现。
2002-08-11 cond-mat.str-el
Electronic Properties of Quantum Wire Networks
量子线网络(“量子交叉棒”,QCB)代表由平行导电量子线、分子链或金属单壁碳纳米管的叠加交叉阵列形成的2D网格。仅通过交叉中的电容相互作用耦合的QCB具有类似的低能量、长波性质,其特征在于交叉滑动Luttinger液体(CSLL)相。在这篇论文中,我们发展了QCB中相互作用玻色激发(等离子体激元)的理论。我们分析了QCB中玻色子场和两点玻色子的谱。结果表明,标准玻色化过程是有效的,系统在红外极限下表现为CSLL,但高频谱和相关特性取决于倒易晶格二维BZ中波矢的方向而具有一维或二维性质.因此,可以通过实验观察到从1D到2D区域的交叉。探测QCB光谱特性的有效工具是光谱学。QCB频率和波矢的特征值决定了这种实验观测的两个可能方向。其中第一个是红外光谱的QCB的外部交流场的频率位于同一区域的QCB频率。第二种是QCB上的UV散射,其中散射场的波矢与QCB波矢位于同一区域。在这两种情况下,1D到2D的交叉表现为将单线分裂成多重线。
2005-09-19 cond-mat.str-el
Interacting electrons on a half line coupled to impurities
我们推广了我们在别处讨论过的半线系统的玻色化方法,以研究相互作用对与杂质耦合的电子系统的影响。我们引入了一个量子线与量子点之间的电容耦合模型。结果表明,量子线上的效应是反映量子点电荷涨落的动力学边界条件。特别注意的费米子边界条件的作用和它们的相互作用与玻色化有效理论的电子相互作用。
1997-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interaction Effects in Topological Superconducting Wires Supporting Majorana Fermions
在预测表现出拓扑超导性和马约拉纳费米子的广泛系统中,具有强自旋轨道耦合的一维线提供了最有前途的实验候选者之一。在这里,我们调查的命运拓扑超导相在这样的电线时,排斥相互作用。使用密度矩阵重整化群,玻色子化和Hartree-Fock技术的组合,我们证明了,虽然相互作用降低了体隙-与Gangadharaiah等人最近的结果一致-它们还极大地扩展了拓扑相位出现的参数范围。特别是,我们表明,与相互作用,这一阶段可以访问一个更广泛的化学势窗口,从而导致更大的免疫力对无序引起的化学势波动的线。我们还认为,在某些电线强相互作用可能会允许马约拉纳费米子产生,而不需要一个磁场。
2011-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Transport in Single Channel Quantum Wires
这篇教程文章介绍了处理具有单个占据带的量子线中的相互作用电子所需的方法。由于一维费米子不能用非相互作用的准粒子来描述,Tomonaga-Luttinger模型被详细地介绍,重点是输运性质。为了实现一个独立的介绍,玻色化技术的一维费米子的发展,强调相关的非平衡系统的功能。讨论了导线中杂质的屏蔽,并利用量子导线静电学的观点描述了费米液体库的耦合。这篇文章的这些部分应该是容易接近的学生在量子力学的背景,包括第二量子化。为了说明所提出的方法的有用性,电流-电压关系被精确地确定为具有特定相互作用参数值的自旋极化量子线。这一部分要求熟悉路径积分技术,并与当前的文献连接。
2001-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Correlated insulator in two Coulomb-coupled quantum wires
该研究用玻色化分析两条库仑耦合的无自旋量子线,证明轻掺杂电子—空穴线可因强线间作用形成不可压缩绝缘相,并解释其加热后转变为完美负拖曳相。
2023-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum wires, Chern-Simons theory, and dualities in the quantum Hall system
多年来,许多理论框架已经发展到理解量子霍尔系统的非凡物理学。在这项工作中,我们讨论了量子线,陈-西蒙斯理论,玻色化,和粒子涡旋的对偶性之间的相互作用,使分数量子霍尔系统的Laughlin状态的统一方法。从1+1维理论的半微观描述--量子线系统出发,利用微观自由度与宏观自由度之间的不同映射,讨论了2+1维低能有效场论的出现.我们通过在规范不变理论中嵌入原量子线模型的玻色化版本并使用粒子涡旋对偶性来显示这些映射的起源。
2022-08-12 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Nonmonotonic plasmon dispersion in strongly interacting Coulomb Luttinger liquids
我们证明了在一维库仑相互作用电子流体中的等离子体激元可以发展出有限动量的类Maxon-Roton非单调能量-动量色散。这种不寻常的非单调性产生于强相互作用$1/r$库仑势超越了传统的带线性化近似中使用的标准玻色子理论的Luttinger液体。我们提供的非单调等离子体激元色散玻色子化和RPA理论的细节。我们还计算了比热,包括非单调性和讨论的可能性,观察在各种物理系统,包括半导体量子线,碳纳米管,和扭曲的双层石墨烯在亚度扭曲角,自然实现一维畴壁状态的非单调等离子体激元色散。
2020-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Fundamental aspects of electron correlations and quantum transport in one-dimensional systems
目录1.导言2.费米液体的非费米液体特征:高维中的一维物理3。Tomonaga-Luttinger模型的Dzyaloshinskiii-Larkin解4.相互作用费米子的重整化群5.一维系统中的单个杂质:相互作用电子的散射理论6.玻色化溶液7.量子线中的传输7.1电导率和电导率7.2非接触测量中的耗散7.3连接到储存器的导线的电导率7.4电导率的自旋分量7.5热导:等离子体的法布里-珀罗共振8.附录
2005-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dimensionality of metallic atomic wires on surfaces
本文研究了沉积在半导体衬底上的金属原子线中的低能集体电荷激发(等离子体激元、空穴)。这些系统描述的二维相关模型表示强各向异性晶格或弱耦合链。我们使用了一些成熟的理论方法和结果来研究它们的性质:各向异性费米液体的无规相近似和Tomonaga-Luttinger耦合液体的玻色化,以及阶梯模型的Bethe Answer和密度矩阵重整化群方法。我们表明,费米和Tomonaga-Luttinger液体理论预测相同的定性行为的激发在长波长的色散。此外,它们的标度取决于有效的电子-电子相互作用的选择,但不表征金属态的维数。我们的研究结果还表明,这样的各向异性相关系统可以表现出二维色散由于线之间的耦合,但仍然是准一维强各向异性导体或保留Tomonaga-Luttinger液体的典型功能,如在费米能量的状态密度的幂律行为。因此,诸如Au/Ge(100)的原子线材料可能表现出与一维和二维金属相关的特征的混合。
2020-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theory of the conductance of interacting quantum wires with good contacts and applications to carbon nanotubes
利用玻色化方法,我们导出了具有良好接触的相互作用量子线的直流电导G(L,T),包括电流弛豫后向散射和Umklapp过程。我们的结果产生的长度L和温度T的能量范围内的Luttinger模型是适用的电导的依赖性。对于一个只有一部分电流受守恒定律保护的系统,我们惊奇地发现一个与完全弹道导线相同的未约化的理想量子电导。作为第二个应用程序,我们计算的电导金属单壁碳纳米管的能量范围内,由于声子的背散射占主导地位。与以前的研究相比,我们处理的电子相互作用,使用Luttinger液体配方。与实验数据相比,所获得的结果与温度和长度的直流电导的缩放,并产生比以前使用的非相互作用的理论更好的描述。剩余的理论和实验之间的温度依赖性的差异的可能原因进行了讨论。
2013-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interplay of disorder and interaction in Majorana quantum wires
研究了具有局域马约拉纳零能态的一维拓扑超导体中无序和相互作用的相互作用。利用Abel玻色化和微扰重整化群(RG)方法,我们得到了RG流和相关参数的标度维数,并确定了低能理论的临界点.我们预测了从拓扑超导相到非拓扑局域相的量子相变,并得到了这两个相之间的相边界作为电子-电子相互作用和纳米线中的无序强度的函数。基于一个瞬子分析,其中包括无序的影响,我们还确定了一个大的制度的稳定性的马约拉纳携带拓扑相的参数空间中的模型。
2012-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Conductance through contact barriers of a finite length quantum wire
我们使用玻色子化的技术来理解各种最近的实验结果的量子线的导电性。量子线被认为是一个有限长度的Luttinger液体连接在两侧的半无限费米液体通过接触。的接触被建模为(短)Luttinger液体的局部一体势的限制。利用有效作用量和重整化群研究了金属丝内电子相互作用、金属丝长度、有限温度和磁场对电导率的影响。我们解释了导线电导率偏离2Ne ^2/h的原因,这些导线并不太短,而是由排斥相互作用引起的重整化效应引起的。我们还解释了在较高温度下在不同通道中观察到的普遍电导修正。我们研究了外部磁场对电子输运的影响,并解释了为什么奇数和偶数自旋分裂带显示出不同的重整化从普遍的电导值。我们讨论了共振传输的情况以及产生仅允许一个自旋值的电子通过的自旋阀的可能性。我们比较我们的结果与实验观测的电导修正。我们还提出了一个实验测试我们的模型的接触区域。
2001-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coulomb interaction driven instabilities of sliding Luttinger liquids
我们研究的系统由周期性排列的一维量子线,耦合库仑相互作用。使用玻色化的相互作用的金属固定点,这是示出的Tomonaga-Luttinger液体,或滑动Luttinger液体的高维类似物。然而,这种非费米液态金属态在弱的线间背散射存在下是不稳定的,这有利于电荷密度波态并抑制配对。取决于库仑排斥的有效强度和线间间距的大小,各种电荷密度波状态被稳定,包括维格纳晶体状态。我们的方法允许确定的特定的排序模式,以及相应的能量和温度尺度。
2017-08-21 cond-mat.str-el
Non-Abelian SU(N-1)-singlet fractional quantum Hall states from coupled wires
从二维量子线阵列中构造分数量子霍尔(Fractional quantum Hall,简称FWHH)态为控制微观模型中的强相互作用提供了一种有用的方法,并已成功地应用于Laughlin态、Moore-Read态和Read-Rezayi态。我们将这种构造推广到填充分数为$ν=k(N-1)/[N+k(N-1)m]$的阿贝尔和非阿贝尔$SU(N-1)$-单重态,用整数$k$和$m$标记,它们可能在多分量量子霍尔系统或$SU(N)$自旋系统中实现.利用玻色化方法和共形场论(CFT),我们表明,他们的散装准粒子和无隙边缘激发都描述的$(N-1)$组件自由玻色CFT和$SU(N)_k/[U(1)]^{N-1}$ CFT称为Gepner parafermion。并提出了它们对不同充填率的推广。此外,我们认为这些结果可能的应用到两种晶格系统:玻色子相互作用通过占领依赖的相关跳跃和一个$SU(N)$海森堡模型。
2017-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin chains, defects, and quantum wires for the quantum-double edge
非阿贝尔缺陷绑定马约拉纳或parafermion零模式是突出的几个拓扑量子计算方案。支撑他们已建立的理解的是量子伊辛自旋链,它可以被重塑为费米子模型或被视为表面代码边缘的独立有效理论-两者都含有非阿贝尔缺陷。我们推广这些概念,推导出一个有效的伊辛自旋链描述的量子双拓扑序的边缘。有关马约拉纳和parafermion模式的任何字符串,我们引入量子双推广的非阿贝尔缺陷。我们开发了一种方法来嵌入有限群值的qunits到那些价值的连续群。使用这种嵌入,我们提供了一个连续描述的自旋链和重铸其非相互作用的部分作为一个量子线通过添加Wess-Zumino-Novikov-Witten项和非阿贝尔玻色子化。
2021-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Theoretical study of interacting electrons in one dimension - ground states and experimental signatures
本论文主要研究一维电子相互作用的理论问题。研究阐明了相互作用一维电子液体的一个例子砷化铝量子线的基态(零温)电子相图。利用包含阿贝尔玻色化和重整化群的一维场论方法,我们证明了具有电荷密度波和单重态超导等电子基态的自旋能隙量子线的存在。超导态是由于砷化铝量子线能带结构中独特的umklapp相互作用而产生的。它的特点是库珀对携带有限的配对动量。这是Fulde-Ferrell-Larkin- Ovchinnikov状态的实现,已知该状态导致非均匀超导性。本文还对具有无带隙自旋和电荷模式的一维电子液体(Luttinger液体)的有限温度单空穴谱函数进行了理论分析。在角分辨光电子能谱实验中测量了空穴谱函数。结果预测在有效的电子分散的Luttinger液体扭结。扭结的温度和相互作用的依赖性的系统研究提供了一种替代的方法来检测自旋电荷分离在一维系统中,由于自旋部分的光谱函数的峰值被抑制。
2007-11-01 cond-mat.str-el
Realization and Stability of Non-Abelian Chiral Quantum Spin Liquids via Dimensional Reduction
本文利用量子线维度约化与玻色化方法,结合重整化群分析,证明非阿贝尔手性量子自旋液体相在深红外极限下可实现且稳定。
2024-08-09 cond-mat.str-el hep-th
Influence of the contacts on the conductance of interacting quantum wires
我们研究如何通过一个干净的相互作用量子线的电导G是受接触和非相互作用的铅的存在。接触由左边的两粒子相互作用消失和右边的有限排斥相互作用定义,反之亦然。未添加额外的单粒子散射项(杂质)。我们首先使用玻色化和当地的Luttinger液体图片,并表明,在这种方法G是由铅的属性,而不管的Luttinger液体参数的空间变化的细节。这推广了以前的结果获得的阶梯状变化。特别地,在接触处不产生单粒子反向散射。然后,我们研究了一个微观模型应用功能的重整化群,并表明,空间变化的相互作用产生单粒子的背散射,这反过来又导致电导降低。我们调查的光滑度的接触如何影响G和显示,降低能量尺度的单一限制的偏差遵循幂律与相同的指数,获得一个系统与弱单粒子杂质放置在接触区域的相互作用的导线和引线。
2006-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
From Luttinger liquid to non-Abelian quantum Hall states
我们通过考虑由耦合相互作用的一维线组成的各向异性系统,建立了一个非阿贝尔分数量子霍尔态理论。我们表明,阿贝尔玻色子化提供了一个简单的框架,表征摩尔读取状态,以及更一般的读取Rezayi序列。这种耦合线结构提供了一个可解的哈密顿量制定的电子自由度,并提供了一个直接的路线来表征准粒子和边缘态的共形场论。这种构造导致了对共形场论陪集构造的简单解释,这是描述非阿贝尔态的一种强有力的方法。在本上下文中,当原始手征模式被细分为陪集扇区时,陪集构造出现,并且不同的扇区由于在“不同方向”上的耦合而获得能隙。耦合线结构也可以用来描述各向异性晶格系统,并提供了一个起点的分数和非阿贝尔陈氏绝缘体模型。本文还包括一个扩展的介绍阿贝尔量子霍尔态的耦合线结构,这是前面介绍的。
2011-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Transport properties of a quantum wire: the role of extended time-dependent impurities
我们研究了量子线的输运性质,所描述的Tomonaga-Luttinger模型,在存在的背散射提供的几个扩展的时间依赖性杂质(障碍)的潜力。利用B”uttiker-Landauer方法,我们首先考虑了无相互作用电子($g=1$)被类矩形势垒的散射,得到了后向散射电流的精确解,以及任意形状弱静电势的微扰解.然后,我们包括电子-电子相互作用,并使用Keldysh形式主义结合玻色子化技术来研究振荡扩展的障碍。我们表明,背散射电流关闭时间依赖性杂质可以表示在相应的静态势垒的电流。然后,我们确定了静态扩展势的背散射电流,在非相互作用电子极限($g=1$)下,与B uttiker-Landauer公式的结果一致.特别是,我们发现,电导可以增加到超过其量子化值在整个范围内的排斥相互作用$0<g<1$已经在一个单一的振荡扩展杂质的情况下,在对比度%相反的情况下,一个点状杂质,这种现象只发生在$0<g<1/2$。
2006-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Conductance of fractional Luttinger liquids at finite temperatures
我们研究了具有Rashba自旋轨道相互作用的单模量子线在外加磁场作用下的电导,其中自旋轨道动量与费米动量之比接近于奇数,多电子相互作用和外加磁场的共同作用导致了谱中的部分能隙.我们研究了这种部分间隙如何体现在量子线的分数电导的温度依赖性。我们使用两个补充技术的基础上玻色子化:在一个特定的相互作用参数值和半经典的方法内的一个稀释孤子气体近似的功能积分的模型的crachimionization。我们展示了如何低温分数电导可以受到影响的有限长度的导线,由接触的属性,并通过化学势的移位,这需要系统远离共振条件。我们还预测了由带隙和无带隙模式之间的耗散耦合引起的内部电阻率。
2018-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electronic properties of quantum bars
本文分析了具有短程相互作用的量子棒系统(由两条相互作用的量子线阵列构成的超晶格)中玻色子场和两点激发子的谱。在两波近似下,标准玻色化过程是有效的。该系统在伽马点附近表现为滑动的Luttinger液体,但其光谱和相关特征具有1D或2D性质,具体取决于布里渊区其余部分波矢的方向。由于线间相互作用,沿两个线阵传播的未微扰态总是混合的,并且关联函数的横向分量不为零。这种混合是特别强的布里渊区的对角线周围,当横向散射具有相同的数量级的纵向的。
2002-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coupled Wire Model of Z4 Orbifold Quantum Hall States
我们引入了一个非阿贝尔量子霍尔态序列的耦合线模型,推广了Z4 parafermion Read Rezayi态。对于奇数$m$和$p$,Z4轨道量子霍尔态在填充因子ν= 2/(2 m-p)处出现,并且具有由中心电荷$c=1$在半径$R=\sqrt{p/2}$处的轨道共形场论表征的具有中性扇区的拓扑序。当为$p=1$时,状态为阿贝尔。具有$p=3$的状态是$Z_4$ Read Rezayi状态,并且$p\ge 3$的序列定义了类似于Laughlin序列的非阿贝尔状态的序列。我们的模型是基于集群的电子在四个组,并制定为两个流体模型,其中每根线表现出两个阶段:一个弱的集群阶段,其中电荷$e$电子与电荷$4e$玻色子和一个强的集群阶段,其中的电子被强烈绑定在4组。这两个阶段之间的过渡线被映射到临界点的4态时钟模型,这反过来又是描述的轨道共形场理论。对于在垂直磁场存在下耦合的导线阵列,强聚集的导线形成电荷$4e$玻色子Laughlin态,在边缘具有手性电荷模式,但没有中性模式和单个电子的间隙。临界态附近的耦合线形成量子霍尔态,具有轨道理论描述的无隙中性模式。耦合线方法允许我们采用阿贝尔玻色化技术来充分分析单线的物理,然后提取所得到的非阿贝尔量子霍尔态的大多数拓扑性质。这些包括准粒子的列表,它们的融合规则,大块准粒子和边缘拓扑扇区之间的对应关系,以及大多数与准粒子相互缠绕相关的相位。
2018-04-06 cond-mat.str-el hep-th
$\mathbb{Z}_3$ quantum double in a superconducting wire array
我们证明了一个$\mathbb{Z}_3$量子双可以实现在一个阵列的超导导线耦合通过约瑟夫森结。通过适当选择穿过系统的磁通量,线间约瑟夫森耦合采取复杂的阿达玛矩阵的形式,其具有组合规范对称性--涉及超导相的$\pm 2π/3$的置换和移位的局部$\mathbb{Z}_3$对称性。在这个物理实现中,由约瑟夫森能量产生的恒星势的符号被反转,导致非零通量扇区中的大规模简并。编码在阵列电容中的二聚化模式提升了这些简并性,导致$\mathbb{Z}_3$拓扑有序状态。此外,这种二聚化模式导致一个更大的有效视子间隙相比,通常的(uninverted)星条款的典型情况。我们进一步证明,我们的模型映射到一个量子三态Potts模型下的对偶变换。我们认为,使用玻色子化和平均场理论的组合,改变二聚模式的电容导致从$\mathbb{Z}_3$拓扑相到量子XY有序相的过渡。我们的工作突出了组合规范对称性可以作为一个设计原则,以建立量子双模型使用系统与现实的相互作用。
2021-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Wire width and density dependence of the crossover in the peak of the static structure factor from $2k_\text{F}$ $\rightarrow$ $4k_\text{F}$ in one-dimensional paramagnetic electron gases
Indian Institute of Science(印度科学学院);Lancaster University(兰卡斯特大学);Panjab University(潘杰布大学)
研究一维顺磁电子流体中从2k_F到4k_F峰值交叉点的线宽和密度依赖性,揭示了电子关联和线宽对结构因子的影响。
2023-02-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el