Two-particle interferometry in quantum Hall edge channels
自Hanbury-Brown和Twiss的开创性工作以来,强度-强度相关已被广泛用于天文系统,例如探测双星。它们揭示了统计效应和两粒子干涉,并提供了一个无退相干探测光源的相干性。在量子霍尔边缘通道中,量子光学的概念可以被移植到电子,并且可以开发类似的两粒子干涉术,以表征单电子态。本文综述了近年来这方面的实验和理论研究进展。
2016-10-10 cond-mat.mes-hall
Electron interferometry and quantum spin Hall phase in silicene
讨论了基于双路电子干涉的拓扑绝缘体相位检测装置。为此目的,我们考虑屈曲硅烯的局部能隙可以打开由垂直电场关闭的路径之一,量子自旋霍尔绝缘体条件控制的费米能量。在量子自旋霍尔相位中,由于自旋电流的分离而不存在干涉,并且器件的电导包括与局域共振相关的尖锐特征。在正常输运条件下,双径干涉在外加磁场中产生规则的Aharonov-Bohm振荡。
2019-01-29 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall interferometry in triangular domains of marginally twisted bilayer graphene
量子霍尔(QH)干涉术为实验实现分数阶QH态的编织统计提供了一个原型平台。然而,观察分数统计的复杂性需要在干涉仪的长度上的相位相干性,以及库仑充电能量的抑制。在这里,我们展示了一种新型的QH干涉仪的基础上轻微扭曲的双层石墨烯(mtBLG),与扭曲角$θ$ $\approx$ $0.16$ $^{\circ}$。随着设备操作在QH制度,我们观察到不同的签名的电子法布里-珀罗(FP)和Aharonov-Bohm(AhB)的磁热电势振荡的密度磁场相空间中,在朗道能级填充因子$ν=4$,$8$。我们发现,QH干涉效应是固有的三角形AB/BA域的mtBLG显示库仑充电效应减弱。我们的研究结果表明,相位相干干涉的QH边缘模式没有任何额外的门定义的复杂的架构,这可能是有益的非阿贝尔编织统计的实验实现。
2021-12-07 cond-mat.mes-hall
Probing the $ν=\frac{5}{2}$ quantum Hall state with electronic Mach-Zehnder interferometry
最近有人指出Halperin的113拓扑序解释了填充因子为$ν=5/2$的量子霍尔液体中的输运实验。然而,在$ν=5/2$处,113阶不能容易地与其他可能的拓扑阶区分开,例如非阿贝尔Pfronian和反Pfronian态以及Fabry-Perot干涉测量中的阿贝尔Halperin 331态。我们表明,电子马赫-曾德尔干涉仪提供了一个清晰的识别这些候选人$ν=5/2$状态。具体地说,通过干涉仪的隧穿电流的$I$曲线在113态中比在其它$ν=5/2$态中更不对称。此外,干涉仪中的散粒噪声的Fano因子在113状态下可以达到13.6,远大于Pfronan和反Pfronan状态下的最大Fano因子3.2和331状态下的最大Fano因子2.3。
2015-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anyons in Quantum Hall Interferometry
量子霍尔(QH)效应代表了一个独特的游乐场,其中电子的量子相干性可以用于从计量到量子计算的各种应用。在分数体系中,它也有任意子,即既不是玻色子也不是费米子的涌现准粒子,具有分数统计。从拓扑保护的量子计算方案来看,它们的检测和操纵代表了关键的里程碑。利用高度的相位相干性,在QH制度的边缘状态进行了研究,通过设计和构建的电子干涉仪,能够揭示的相干性和统计特性的干扰成分。在这里,我们回顾了两个主要的几何发展在QH制度,马赫-曾德尔和法布里-珀罗干涉仪。我们介绍了它们的基本工作原理,制作方法,以及在整数和分数阶QH机制中获得的主要结果。我们还将展示如何最新的技术进步导致直接实验演示分数统计劳克林准粒子的法布里-珀罗干涉仪设置。
2021-09-29 cond-mat.mes-hall
Collisional interferometry of Levitons in quantum Hall edge channels at $ν=2$
我们考虑了一个Hong-Ou-Mandel干涉仪,用于测量填充因子为$ν=2$的量子霍尔边缘沟道上的洛伦兹电压脉冲。由于边缘间的相互作用,注入的电子波包在量子点接触处分割之前会分裂。值得注意的是,从理论上预测和实验观察到的不同,通过使用其他注射技术,我们证明,当注射发生通过随时间变化的电压脉冲(任意形状),红欧曼德尔噪声信号总是消失的对称设备,和注射器和碰撞点之间的距离的不匹配是必要的,以减少下降的可见性。我们还表明,通过适当地调整这些距离或通过施加不同的电压在两个边缘通道在每个臂的干涉仪,它是可能的,以估计的强度的边缘间的相互作用。电压脉冲被选择为洛伦兹类型,因为它们的实验相关性。
2020-07-03 cond-mat.mes-hall
Electron interferometry in quantum Hall regime: Aharonov-Bohm effect of interacting electrons
在相干量子霍尔器件中,已报道了一个明显的h/fe Aharonov-Bohm磁通周期,其中f是一个整数。这样的子周期对于非相互作用的电子是不期望的,因此被认为是由电子间库仑相互作用引起的。在这里,我们报告的实验中的法布里-珀罗干涉仪包括两个宽收缩包围一个电子岛。通过仔细地调整收缩前门,我们发现一个政权,其中周期h/2 e的干涉振荡持续整个整数量子霍尔平台2和3之间的过渡,包括半填充。在大量子霍尔样品中,整数平台之间的过渡发生在半填充附近,其中样品的大部分变得离域,因此耗散的体电流在反向传播边缘之间流动(“反向散射”)。在量子霍尔收缩中,电导是由于电子隧穿,预期在半填充附近会发生前向散射和后向散射之间的过渡。在我们的实验中,振荡的周期和振幅都没有在半填充时显示出不连续性,这表明在整个过渡过程中只存在一条干涉路径。我们还提出了实验和分析的前栅依赖的振荡的相位。结果指出,所观察到的电导振荡的一个单一的物理机制:Aharonov-Bohm相互作用的电子在量子霍尔制度的干扰。
2009-08-17 cond-mat.mes-hall
Electron and hole Hong-Ou-Mandel interferometry
我们考虑量子光学Hong-Ou-Mandel干涉仪的电子模拟,在一个现实的基于单电子发射手征边缘态的凝聚态设备。对于电子-电子碰撞,我们表明,在量子点接触的输出的零频率电流相关性的测量产生了一个下降,提供宝贵的信息的电子波包和相干性。作为一个真正独特的费米统计和凝聚态物质的功能,我们表明,在费米海中的电子和空穴之间的两粒子干扰可以产生一个积极的峰值电流的相关性,我们研究现实的实验参数。
2012-09-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Impact of Channel Mixing on the Visibility of Two-particle Interferometry in Quantum Hall Edge States
本文研究量子霍尔边缘态中通道混合对双粒子干涉可见度的影响,发现混合导致噪声抑制不完整,降低干涉可见度,并比较了不同电压驱动形状及混合点分布模型。
2022-10-27 cond-mat.mes-hall
Fabry-Perot interferometry at the $ν$ = 2/5 fractional quantum Hall state
本文将Fabry-Pérot干涉测量扩展至具有两个独立边缘模式的$ν=2/5$分数量子霍尔态,并在计入体—边缘耦合后实验验证了$e^*=1/5$与$θ_a=-4π/5$。
2023-04-24 cond-mat.mes-hall
Electron interferometry in integer quantum Hall edge channels
本文从量子光学的角度考虑了Hong-Ou-Mandel干涉仪的电子模拟。在这个现实的凝聚态器件中,单个电子被注入并沿着整数量子霍尔效应的相反手性边缘状态行进,在量子点接触(QPC)处碰撞。我们通过计算QPC输出端的零频率电流相关性来监测碰撞激发的命运。在填充因子$ν=1$的简单情况下,我们恢复了电流噪声下降的标准结果作为电子注入之间的时间延迟的函数。对于同时注入,电流相关性完全消失,正如泡利原理所规定的那样。然而,当存在相互作用时,这幅图被显著地修改,正如我们在填充因子$ν=2$的情况下所示。在那里,每个边缘状态由两个共同传播的通道组成,导致电荷分裂,并最终导致退相干。后一种现象降低了两个电子波包之间的不相容性程度,从而降低了HOM信号的对比度。这自然带来了更强的相互作用的问题,提供了一个自然的延伸,目前的工作的情况下,分数量子霍尔效应,许多开放和迷人的问题仍然存在。
2015-10-08 cond-mat.mes-hall
Electronic spin precession and interferometry from spin-orbital entanglement in a double quantum dot
平行插入两个金属引线之间的双量子点允许使电子自旋与轨道(点指数)自由度纠缠。阿哈罗诺夫-玻姆轨道相位可以被转移到旋量波函数,提供围绕固定磁场的自旋进动的几何控制。在混合轨道/自旋近藤制度中获得完全相干的行为。自旋进动的证据可以通过使用自旋极化的金属引线或将双点放置在金属环的一个分支中来获得。
2006-12-18 cond-mat.mes-hall
Mach-Zehnder interferometry using spin- and valley-polarized quantum Hall edge states in graphene
在强磁场中,电子被限制在二维平面内,沿着受到反向散射保护的一维量子霍尔通道的边缘行进。这些通道可以用作单色光束的固态模拟物,为研究电子干涉提供了一个独特的平台。电子干涉被认为是研究分数阶统计、非阿贝尔统计和量子纠缠的最有前途的方法之一。然而,创建电子-电子相互作用发挥重要作用的边缘通道干涉仪需要干净的系统和长的相位相干长度。在这里,我们实现了电子马赫-曾德尔干涉仪与记录高达98%,使用自旋和谷极化的边缘通道,共同传播沿PN结在石墨烯。我们发现,沿物理石墨烯边缘的相同自旋边缘通道之间的通道间散射可用于形成分束器,而沿栅极定义的界面的通道间散射的缺失可用于形成隔离的干涉仪臂。令人惊讶的是,我们的干涉仪是强大的退相效应的能量比在GaAs/AlGaAs量子阱的开创性实验中观察到的大一个数量级。我们的研究结果揭示了边缘通道平衡的性质,并为研究奇异电子统计和量子现象开辟了新的可能性。
2017-03-01 cond-mat.mes-hall
Identification of 331 quantum Hall states with Mach-Zehnder interferometry
最近的研究表明,在填充因子为5/2的量子霍尔效应中,非阿贝尔态以及阿贝尔331态的自旋极化和非极化版本在法布里-佩罗干涉测量中可能具有相同的特征。我们计算了马赫-曾德尔干涉仪中331个态的散粒噪声的Fano因子,并证明了它不同于所提出的非阿贝尔态的Fano因子。Fano因子周期性地取决于通过干涉仪的磁通量。它的最大值是$2\times 1.4e$的331个状态之间的两种口味的准粒子的对称性。在不存在这种对称性的情况下,Fano因子可以达到$2\times 2.3e$。另一方面,对于Pfweenan和抗Pfweenan状态,最大Fano因子为$2\times 3.2e$。Fano因子的通量依赖性的周期是一个通量量子。如果只有一种类型的准粒子可以穿过干涉仪,那么周期就下降到通量量子的一半。我们还讨论了填充因子为$2+k/(k+2)$的一般Halperin态的输运特征。
2010-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hanbury Brown-Twiss interferometry at the $ν=2/5$ fractional quantum Hall edge
Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo(东京大学固体物理研究所);Aix Marseille Univ, Université de Toulon, CNRS, CPT(艾克斯-马赛大学、土伦大学、法国国家科学研究中心、CPT)
本文提出一种用于ν=2/5分数量子霍尔边系统的HBT干涉仪,利用双粒子干涉而非单粒子干涉,通过bosonized边理论和Keldysh微扰理论计算隧道电流的交叉相关性,得到具有分数电荷e*和特征缩放维度的噪声表达式。
2026-04-16 cond-mat.mes-hall
Fabry-Perot Interferometry with Fractional Charges
电阻振荡的电子法布里-珀罗干涉仪附近的分数量子霍尔(QIH)填充因子1/3,2/3,4/3和5/3的收缩进行比较,相应的振荡附近的整数量子霍尔(IQH)填充因子的收缩,出现在相同的设备和相同的栅极电压。电阻与栅极电压和磁场的二维曲线图表明,所有的振荡库仑为主。应用库仑充电模型,对于所有的TQH收缩产生有效隧穿电荷e* \approx e/3,对于IQH收缩产生有效隧穿电荷e* \approx e。令人惊讶的是,我们发现一个共同的特征温度的EQUH振荡和不同的共同特征温度的IQH振荡。
2011-12-02 cond-mat.mes-hall
Electronic quantum teleportation in Hall edge channels
这篇论文是作者在没有进行后选择时,由于纠缠的评估以及因此的协议保真度的评估中的一个关键错误而绘制的。
2012-01-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Mach-Zehnder interferometry of fractional quantum Hall edge states
我们提出了分数量子霍尔边缘态的有效模型的直接实验测试。我们首先回顾分类的有效模型的基础上的异常取消的要求,并说明了一般的分类与填充因子为2/3的量子霍尔流体的例子。我们表明,在这个例子中,它是不可能描述的边缘状态只有一个手征通道,有几个不等价的模型的边缘状态与两个字段。我们把注意力集中在四个最简单的填充因子为2/3的流体的边缘状态的模型,并评估准粒子的电荷和标度尺寸。我们研究了通过电子马赫-曾德尔干涉仪的传输,并表明在电流中的Aharonov-Bohm振荡的傅立叶分量的标度特性提供了有关准粒子的电荷和标度尺寸的信息。因此,马赫-曾德尔干涉仪可以用于区分对应于相同填充因子的不同有效流体模型。因此,它们可以用来测试基本假设的低能有效理论的边缘状态。我们的分析的一个重要组成部分是准粒子的隧穿哈密顿量,其形式进行了详细讨论。
2009-07-26 cond-mat.mes-hall hep-th
Hong-Ou-Mandel interferometry for fractional excitations: Unified framework and dip width scaling
本文提出量子霍尔系统中时间分辨HOM干涉测量的统一理论,结合NEBET与UNEPT推导关联函数,并分析TLL框架下HOM dip宽度,为任意子统计实验提供理论基础。
2025-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Robustness of quantum Hall interferometry
Fabry-Pérot干涉术已经成为探测量子霍尔效应中任意子统计的工具。干涉相位被解释为一个量化的统计相位和Aharonov-Bohm相位的组合,与器件面积和沿器件边缘传播的任意子的电荷成比例。这种解释面临两个挑战。首先,边缘状态具有有限的宽度,因此器件区域是不明确的。其次,多个定域任意子可能存在于与边缘重叠的状态中,并且可能不清楚沿着边缘行进的第二个任意子是否会进入具有定域任意子的区域内部或外部,因此它是否应该拾取统计相位。我们将展示如何克服这两个挑战。在只有一个手征边缘模式通过的情况下,定义的干涉仪的收缩,当电子在一个收缩的Laughlin状态与$ν=1/(2n+1)$或整数状态在$ν=1$,我们表明,干涉相位可以直接相关的干涉仪中包含的总电子电荷。这适用于任意的电子-电子相互作用,并且即使干涉仪的主体具有比收缩区域更高的电子密度也是如此。与器件面积或传播边缘沟道内的任意子数量相比,总电荷是明确定义的。我们研究,在微观层面上,如何保持电荷和相位之间的关系时,有一个软限制的潜力和障碍附近的边缘的干涉仪,我们简要地讨论了并发症时,可能会发生多个手征模式可以通过收缩。
2022-02-27 cond-mat.mes-hall
Electronic interferometry with ultrashort plasmonic pulses
本文将超短单电子等离激元脉冲注入14微米Mach-Zehnder干涉仪,证明按需注入下量子相干性稳健,并首次揭示高频非绝热区域,为飞行量子比特的量子信息处理提供新路径。
2025-01-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Time-resolved sensing of electromagnetic fields with single-electron interferometry
本文提出基于电子 Fabry–Perot 干涉仪中单电子波函数相位的量子传感器,可在几十皮秒分辨率和几光子灵敏度下同时探测时变电场振幅及其涨落。
2024-08-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Thermal anyon interferometry in phonon-coupled Kitaev spin liquids
最近受到Kitaev磁体$α$ -RuCl $_3$实验启发的理论研究突出了声子对手性拓扑相的热霍尔电导率的重要影响。在这里,我们介绍了混合介观宏观设备,允许精炼的热传输探头的非阿贝尔自旋液体伊辛拓扑秩序。这些器件具有量子相干介观区域,声子电导可以忽略不计,两侧是宏观叶,有利于手性马约拉纳边缘模式和体声子之间的有效热化。我们表明,我们的设备,使$(i)$准确确定的量子化热霍尔电导率,$(ii)$识别的非阿贝尔伊辛任意子通过温度依赖的热导率,最有趣的是$(iii)$单任意子检测通过基于热的任意子干涉。类似的结果广泛适用于声子耦合手性拓扑秩序。
2021-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum Hall interferometry at finite bias with multiple edge channels
本文在包含两个边缘模式的模型中,理论研究了量子霍尔干涉仪电流-电压曲线对边缘速度、相互作用和温度的依赖,发现闭合内通道共振及稀疏隧穿引起的电荷涨落会导致高电压下干涉可见度指数抑制,与实验相符。
2024-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interferometry reveals spin-singlet fractional quantum Hall edges in graphene
SPEC, CEA, CNRS, Université Paris-Saclay(SPEC, CEA, CNRS, 巴黎萨克雷大学);Department of Physics, Korea Advanced Institute of Science and Technology(韩国科学技术院物理系);Department of Physics, Birla Institute of Technology and Science, Pilani, Hyderabad Campus(比拉理工理工学院(皮拉尼海德拉巴校区)物理系);National Institute for Materials Science(物质材料研究机构)
本文利用p-n结与AB干涉仪,通过自旋依赖干涉确定石墨烯ν=2/3 FQH态的自旋边缘性质,观测到非极化边缘的多粒子AB干涉,为探测自旋单态拓扑序提供了新方法。
2026-09-02 cond-mat.mes-hall
Electron Phase Detection in Single Molecules by Interferometry
本研究针对电子相位敏感测量需复杂磁场器件的问题,通过非平衡Fano共振在单分子器件中实现电子干涉,证明电场可调相位差,为单分子尺度量子信息读取与相干操控提供新途径。
2024-11-18 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Measurement-Only Topological Quantum Computation via Anyonic Interferometry
我们描述了测量只有拓扑量子计算使用投影和干涉测量的拓扑电荷。我们演示了如何任意子隐形传态可以实现使用“强制测量”协议的两种类型的测量。利用这一点,它示出了如何拓扑电荷测量可以用来生成拓扑量子计算中使用的编织变换,因此,计算任意子的物理运输是不必要的。我们详细讨论了分数量子霍尔系统中拓扑量子计算(特别是使用仅测量方法)的实现。
2008-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Phase Resolved Surface Plasmon Interferometry of Graphene
石墨烯的表面等离子体激元(SPP)反映了底层电子结构和动力学的微观空间变化。访问此信息需要探测完整的SPP响应功能。我们将扫描探针针尖耦合表面等离子体干涉术与相位分辨近场信号检测相结合,对石墨烯SPP的相位和振幅进行成像。我们表明,一个简单的分析腔模型可以自洽地描述边缘,晶界,和缺陷SPP反射和散射的相位和振幅响应。推导出的复杂SPP波矢,阻尼,载流子迁移率同意从更复杂的模型的结果。这种相位信息为光电子应用的空间和光谱石墨烯SPP调谐和调制开辟了新的自由度。
2014-04-17 cond-mat.mes-hall
The sixteenfold way and the quantum Hall effect at half-integer filling factors
在GaAs量子阱的$5/2$和$7/2$平台之外的许多系统中,已经观察到半整数填充因子的分数量子霍尔态。这包括GaAs中的双层态,ZnO基异质结构中的几个半整数平台,以及石墨烯中的量子霍尔液体。在所有情况下,复合费米子的库珀配对被认为可以解释平台。库珀配对的性质和这些高原上的拓扑顺序是激烈争论的。不同的命令被认为存在于不同的系统中。这使得理解所有建议订单的实验特征变得非常重要。我们回顾了半整数填充下所有可能的复合费米子态的预期实验特征。我们解决马赫-曾德尔干涉,热输运,隧道实验,和法布里-珀罗干涉。为此,我们介绍了一个统一的描述的拓扑秩序的Kitaev的十六倍的方式在他们的波函数,有效的哈密顿量,和边缘理论。
2019-07-03 cond-mat.mes-hall
Wigner function approach to single electron coherence in quantum Hall edge channels
最近的电子量子光学实验进行按需单电子源要求的混合时间/频率的方法来电子量子相干性。在这里,我们提出了一个维格纳函数表示的一阶电子相干性,并显示,它提供了一个自然的可视化的激发最近演示的单电子源发出。它还提供了一个统一的观点,单粒子和两粒子干涉实验。特别是,我们介绍了单电子相干性的非经典标准,并讨论它的背景下,马赫-曾德尔干涉。最后,电子的Hanbury Brown和Twiss和Hong Ou Mandel实验被解释为Wigner函数的重叠,从而将它们与信号处理联系起来。
2013-08-07 cond-mat.mes-hall
Time-dependent simulation and analytical modelling of electronic Mach-Zehnder interferometry with edge-states wave packets
我们计算精确的单粒子时间分辨动力学的电子马赫-曾德尔干涉仪的基础上朗道边缘态传输,并评估的影响的空间定位的载波上的干涉图案。精确的载流子动力学是通过数值求解含时薛定谔方程与一个合适的二维潜在的轮廓再现干涉仪的设计。包括外部磁场,将系统驱动到填充因子为1的量子霍尔区。注入的载流子由边缘态的叠加表示,它们的干涉图样再现了Y.Ji等人的结果。[Nature 422,415(2003)]。通过调整系统向不同的制度,我们发现两个额外的功能,在传输光谱,都与载流子本地化,即阻尼的Aharonov-Bohm振荡与臂长的差异增加,和增加的平均传输,我们跟踪到能量依赖的量子点接触的透射率。最后,我们提出了一个分析模型,也占有限的空间色散的载体,能够重现上述效果。
2015-08-14 cond-mat.mes-hall
Tilted Interferometry Realizes Universal Quantum Computation in the Ising TQFT without Overpasses
我们展示了如何在伊辛TQFT,非阿贝尔部门的$ν=5/2$分数量子霍尔态的假定有效场论的拓扑量子计算的通用门集,可以实现。与我们作为起点的Bravyi和Kitaev的建设不同,这种实施不需要立交桥或手术。然而,它需要测量的拓扑电荷周围的类时环环绕移动准粒子,这需要能够执行'倾斜'干涉测量。
2005-12-05 cond-mat.mes-hall
Electronic Hong-Ou-Mandel interferometry in two-dimensional topological insulators
二维拓扑绝缘体的边缘态具有螺旋性,这是一个非常显著的性质,它与系统的时间反演对称性和拓扑结构有关。我们从理论上研究了一个Hong-Ou-Mandel类装置作为探测它的工具,两个自旋相同的电子碰撞显示出类似于整数量子Hall情形的泡利下降。此外,自旋相反的电子之间的碰撞也会导致下降,称为$\mathbb{Z}_{2}$下降,这是时间反演对称性所施加的约束的直接结果。与整数量子霍尔情况相反,这些凹陷的可见性由于附加边缘通道的存在而降低,并且关键地取决于量子点接触的性质。作为这个系统的一个独特的功能,我们展示了三电子干涉的可能性,这导致独立的点接触配置的噪声的总抑制。费米统计和拓扑学之间的特殊相互作用保证了这一点。这项工作旨在扩大电子量子光学的适用范围。
2014-02-11 cond-mat.mes-hall
Electronic control of edge-mode spectrum of integer-hall-effect 2d electron waveguides
本文提出了用电场控制二维整数霍尔效应波导边模谱的方法,并采用有效质量法建立了模型。在某些发现的条件下,所施加的横向电场允许从非局域波细化模式谱,并且,另外,它可以将边缘模式从传播状态切换到消逝状态,并且它在边缘模式关断和接通逻辑组件的设计中是有趣的。这些波导,任意偏置的潜力,由泡利无自旋电荷方程描述,他们使用的Kron的量子电路表示的偏微分方程的降阶方法进行模拟。除了谱控制机制外,还研究了约束势和磁场的大尺度无序对边缘局域化和模式切换的影响
2019-03-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Correlations, Dynamics, and Interferometry of Anyons in the Lowest Landau Level
在这篇文章中,我们提出了一个系统的量子统计和动力学的一对任意子在lowerst朗道水平(LLL),直接相关的准粒子激发的量子霍尔体。我们开发的形式主义,这样一个二维设置的两个带电粒子的横向场,包括分数角动量状态和相关的代数源于任意子的边界条件,相干态描述本地化的任意子,和群聚功能与这样的任意子。我们分析了在谐波陷阱中的任意子的动态运动,强调从交换统计出现的相位因子。然后,我们描述非平衡动力学鞍势的应用,阐述其作用作为一个压缩运营商作用于LLL相干态,其行动作为一个光束分裂器的任意子。采用这些潜在的景观作为积木,我们分析量子霍尔体干涉仪中的任意子动力学。我们讨论的LLL设置和其他领域之间的相似之处,广泛的背景下,量子光学,其形式主义,我们大量借用,并简要地在黑洞现象。
2019-05-14 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall nano-interferometer in graphene
量子霍尔边缘态提供了准粒子干涉测量的途径,只要相位相干长度与量子霍尔干涉仪(QHI)尺寸之间的比值足够大。通过缩小QHI面积来最大化这个比率有利于库仑相互作用,削弱了清晰的干扰观测。在这里,我们使用扫描门光谱来探测基于解毒剂的石墨烯纳米QHI中的干涉机制,没有局域态(LS)。一个简单的法布里-珀罗模型,没有库仑相互作用,再现QHI现象,即使在最小的QHI,突出LS的不利作用。
2021-10-15 cond-mat.mes-hall
A quantum interference capacitor based on double-passage Landau-Zener-Stückelberg-Majorana interferometry
量子技术在电子学中的应用自然导致了相干单电子电路的概念,其中单个电荷被相干地使用以提供增强的性能。在这项工作中,我们提出了一个相干的单电子器件,作为一个电可调电容器。该系统表现出电容与电压的正弦关系,其中电容的幅度变化,并且电压周期可以通过电气手段来调谐。该设备概念基于耦合两能级系统的双通道Landau-Zener-Stückelberg-Majorana干涉测量,该系统进一步隧道耦合到电子库。我们通过在耦合到电子库的单电子双量子点中执行Landau-Zener-Stückelberg-Majorana干涉术来实验测试该模型,并表明电容振荡的电压周期与激发频率成正比,并且振荡的幅度取决于系统的动力学参数:本征弛豫和相干时间,以及到储层的隧穿速率。我们的工作开辟了一个机会,使用双量子点的非线性电容,以获得增强的设备功能。
2019-08-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tomography of many-body weak values: Mach-Zehnder interferometry
我们提出并研究了一个弱值(WV)协议的背景下,固态设置,特别是电子马赫-曾德尔干涉仪。这是测量实部和虚部的第一个具体建议(即,完整的断层摄影)。我们还分析了多体物理在WV中的表现,包括有限温度和散粒噪声的贡献。
2008-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electronic Hall viscosity: hidden indicator for antiferromagnets
High Magnetic Field Laboratory, HFIPS, Chinese Academy of Sciences(中国科学院合肥物质科学研究院);University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);Anhui University(安徽大学)
本文提出电子霍尔粘度作为反铁磁体中贝里曲率的敏感探针,通过第一性原理计算在d波交变磁体RuO2和非共线Mn3Sn中验证,为反铁磁自旋电子学器件设计提供新途径。
2026-05-31 cond-mat.mes-hall
Theory of non-Abelian Fabry-Perot interferometry in topological insulators
非阿贝尔边缘激发的干涉测量是拓扑量子计算中的一个有用工具。在本文中,我们提出了一个理论的非阿贝尔边缘态干涉仪的三维拓扑绝缘体接近的s波超导体。在这个系统中的非阿贝尔边缘激发具有相同的统计在以前研究的5/2分数量子霍尔(Fractional quantum Hall,简称FWHH)效应和手征p波超导体。然而,我们所考虑的设置与这些系统之间存在关键差异,例如需要在带电和中性激励之间进行转换,以及非阿贝尔激励的中性。这些差异表现在电导的温度标度指数为-7/4,而不是5/2 μ H效应中的-3/2。
2009-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ultrafast Quantum-path Interferometry Revealing the Generation Process of Coherent Phonons
光学双脉冲泵浦主动地在大块固体中产生电子态和声子态的量子力学叠加。本文利用一对相对相位锁定的飞秒脉冲测量了n-GaAs的瞬态反射率,并发现了特征干涉条纹。理论计算表明,这是双脉冲激发所特有的量子路径干涉的结果。我们的观察表明,在n-GaAs中,即使光子能量位于不透明区,由于表面电荷场的作用,相干声子产生的途径也是在位移势下的脉冲受激喇曼散射。
2019-05-20 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Tunable multi-electron Pancharatnam phase in intensity interferometry
Pancharatnam相位是在二十世纪五十年代偏振光学的背景下发现的。然而,它在量子多体系统中的完全实现仍然困扰着我们。这主要是由于电子自旋不容易调谐的事实。在本提案中,我们建议,量子自旋霍尔效应(QSHE)的边缘态结合自旋极化电极(SPE)为我们提供了一个独特的机会,探索潘查拉特南相。我们证明了产生和检测多电子版本的这个阶段,也可以解释为多粒子Aharonov-Bohm(A-B)效应在自旋空间中产生的自旋动力学的可能性。我们进一步表明,我们提出的设置导致一个强大的干扰模式,生存轨道移相。
2017-10-15 cond-mat.mes-hall
Probing local electronic states in the quantum Hall regime with a side coupled quantum dot
我们展示了一种新的方法,用于局部探测的边缘态的量子霍尔制度,利用侧耦合量子点定位在霍尔条的边缘。通过测量电子从边缘态进入点的隧穿,我们获得了边缘态的局部电化学电势和电子温度的信息。此外,这种方法使我们能够观察到由于多体屏蔽效应在边缘状态的静电势的空间调制。
2010-03-25 cond-mat.mes-hall
Proposal for reading out anyon qubits in non-abelian $ν= 12/5$ quantum Hall state
为了检测非阿贝尔统计的$ν= 12/5$量子霍尔状态通过干涉,我们应用了类似的分析提出的非阿贝尔$ν= 5/2$量子霍尔状态。结果表明,这种干涉的Aharonov-Bohm振荡的振幅依赖于准空穴的内部态,但与$ν= 5/2$量子霍尔态不同,与准空穴的数目无关.然而,如果准孔处于叠加态,则干涉仪必须具有某些附加特征以获得系数。
2006-06-28 cond-mat.mes-hall
The influences of long range Coulomb interaction on the electronic Mach-Zehnder interferometer of quantum Hall edge states
利用玻色化方法研究了长程库仑相互作用对量子霍尔边缘态马赫-曾德尔干涉仪的影响。通道间的零模式的相互作用示出引起的特征能量尺度,这是实验观察到的波瓣图案的可见性的周期的顺序。用渐近分析法解析地理解了Chalker \textit{et al.}发现的可见度的非单调行为。
2009-04-23 cond-mat.mes-hall
Spin-based Mach-Zehnder interferometry in topological insulator p-n junctions
pn结是填充有相反电荷的载流子的材料的两个区域之间的界面,是固态电子器件的基本构建块。从基础物理学的角度来看,它往往是揭示新材料非常规输运行为的工具。在这项工作中,我们表明,pn结制成的三维拓扑绝缘体(3DTI)在磁场实现了电子马赫-曾德尔干涉仪几乎完美的可见性。这是由于拓扑狄拉克费米子状态的封闭的二维表面,这提供了前所未有的可能性,利用外部场来设计网络的手征模式包裹在封闭的轨迹,而不需要复杂的收缩或蚀刻。值得注意的是,这个结还充当了自旋过滤器,粒子的路径与自旋传播的方向有关。因此,它构成了一种新型的和高度可调谐的自旋电子器件,其中自旋极化的输入和输出电流自然形成,并可以单独访问和操纵。
2014-10-21 cond-mat.mes-hall
An electronic Mach-Zehnder interferometer in the Fractional Quantum Hall effect
计算了马赫-曾德尔干涉仪在分数量子霍尔效应下的干涉图样。我们的理论建议的灵感来自于一个显着的实验中的边缘态的量子量子霍尔效应(IQHE)。Luttinger液体模型通过两种独立的方法求解:nu=1/2时的Nu化和适用于Laughlin分数的Bethe Annomenization解。在强背散射区,电流与单个电子的电流有很大的不同。Fano因子在通量中是周期性的,并且它在相消干涉附近表现出从亚泊松(电荷e/2)到泊松(电荷e)的急剧转变。
2006-01-06 cond-mat.mes-hall
Detecting crossed Andreev reflection in a quantum Hall interferometer with a superconducting beam splitter
University of Luxembourg(卢森堡大学);Aalto University(阿尔托大学)
研究量子霍尔干涉仪中时间域电子干涉仪的霍克-欧-曼德几何结构,通过比较超导束合器输出处的可测量电流交叉相关性与正常导体电子霍克-欧-曼德设置的差异,展示安德鲁过程如何影响霍克-欧-曼德凹陷。
2026-04-10 cond-mat.mes-hall
Landauer-Büttiker approach for hyperfine mediated electronic transport in the integer quantum Hall regime
量子霍尔系统中自旋极化的电子边缘态与宿主核动力学的相互作用呈现出丰富而非平凡的输运物理。在这里,我们开发了一种Landauer-Büttiker方法来理解在具有量子点接触的整数量子霍尔设置中观察到的各种实验特征。这里开发的方法需要通过超精细辅助的电子核自旋触发器过程引起的自旋分辨边间散射的唯象描述。提出了一个核自旋动力学和边态电子输运之间的自洽模拟框架,以深入研究核极化对电子输运的影响以及电子自旋极化对核自旋动力学的影响.特别是,我们表明,滞后注意到实验中的电导-电压跟踪,以及在检测到的NMR lineeshape的结果从电子输运和核极化演化之间缺乏准平衡。此外,我们提出了电路模型来模拟这种超精细介导的传输效应,以进一步促进对量子点接触周围发生的电子传输过程的清晰理解。最后,我们扩展了我们的模型来解释核能级四极分裂的影响,并描述了单光子和多光子过程中产生的电子输运特征。
2018-01-05 cond-mat.mes-hall
Electronic Transport Properties of the Ising Quantum Hall Ferromagnet in a Si Quantum Well
研究了高迁移率硅二维电子系统在朗道能级交叉点附近的磁输运性质。在低温下,具有强各向异性的电阻峰显示出大的滞后,这归因于伊辛量子霍尔铁磁性。在顺磁区,峰分裂成两个峰。平均场计算的峰值位置表明,电子散射是强烈的,当赝自旋部分极化。我们还研究了具有宽电压平台的电流-电压特性。
2008-07-03 cond-mat.mes-hall
Electronic transport in an array of quasi-particles in the nu=5/2 non-abelian quantum Hall state
Moore-Read Pfuman $ν=5/2$量子霍尔态是一种p波复合费米子超导体。与$ν=5/2$的微小偏差导致在该超导体内形成一系列涡旋,每个涡旋在其核心附近支持马约拉纳零模式。在这里,我们考虑这些核心之间的隧道是如何反映在电子响应的非零波矢量$\bf q$和频率$ω$的电场。我们发现了一种机制,在$ν=5/2$间隙以下的频率耗散输运,并计算了${\bf q},ω$依赖的耗散电导率。我们发现的贡献指数依赖于$|ν-5/2|^{-1/2}$。
2005-11-28 cond-mat.mes-hall
Spin Hall effect in electronic Lévy glasses: Enhanced spin current generation in the superdiffusive regime
Universidade Federal de Pernambuco(伯南布哥联邦大学);Universidade Federal Rural de Pernambuco(伯南布哥联邦农村大学)
研究电子莱维玻璃中自旋霍尔效应,发现超扩散区域可将低电荷电流转化为大自旋霍尔电流,而扩散区域则生成较小的自旋霍尔电流,且超扩散区域自旋霍尔角可达30%。
2026-05-14 cond-mat.mes-hall
The London Equation in Quantum Spin Hall System with Electronic Correlation
提出了描述二维蜂窝晶格上电子量子自旋霍尔效应的Kane-Mele(KM)模型。本文将证明,在一定的参数范围内,伦敦方程是由具有电子关联的层状KM模型的有效场论得到的。
2010-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Coherent optical control of quantum Hall edge states
本研究针对量子霍尔手性边缘态的探测控制需求,提出利用微波至红外低能电磁辐射实现对其电子占据数、电流及相干性的选择性调控,且不破坏体相量子霍尔效应,为边缘态研究与调控提供新方法。
2024-04-17 cond-mat.mes-hall