Non-Abelian $ν=1/2$ quantum Hall state in $Γ_8$ Valence Band Hole Liquid
在寻找非阿贝尔统计态的过程中，我们研究了二维载流子空穴系统中的分数量子霍尔效应。我们提出了一种新的方法，将垂直磁场中有限宽量子阱中的空穴态映射到球壳几何中的态。这种方法提供了用于精确对角化系统中的单粒子空穴态，在库仑相互作用的存在下，具有少量的空穴。在磁场中，当基态处于半满状态时，在单空穴态交叉的场范围内，空穴液体中出现不可压缩的分数量子霍尔态。该状态与Halperin 331状态具有可忽略的重叠，但与Moore-Read Pfidian状态具有显著的重叠。激发分数量子霍尔态的小系统有相当大的重叠与非阿贝尔激发的摩尔-里德Pfidian状态。
2016-03-10 cond-mat.mes-hall
Proposal for non-local electron-hole turnstile in the Quantum Hall regime
我们提出了一个理论的介观旋转栅门，产生空间分离的电子和空穴流沿边缘状态的量子霍尔制度。对于一个广泛的频率范围内的非绝热制度的旋转门操作被发现是理想的，每个周期产生一个电子和一个空穴。旋转栅门操作的准确性的特征在于每个周期转移的电荷的波动。波动被发现是可以忽略不计的小，在理想的制度。
2010-06-01 cond-mat.mes-hall
Contacts and upstream modes explain the electron-hole asymmetry in the graphene quantum Hall regime
在高磁场下通过石墨烯器件传输的电子-空穴不对称性的观察挑战了石墨烯量子霍尔效应的流行模型。在这里，我们研究这种不对称性，在传统的磁输运和扫描门显微镜测量的封装石墨烯收缩地图。我们发现，上游模式和局部掺杂的存在下，在附近的电接触导致一个完全不同的图片的拓扑击穿的电子和空穴，解释所观察到的不对称性。
2021-03-18 cond-mat.mes-hall
Electron-Hole Correlation in Fractional Quantum Hall Systems
用依赖于电子和空穴坐标的密度矩阵表示法描述了限制在最低朗道能级的电子的二维系统。电子系统凝聚成分数量子霍尔态与粒子和空穴坐标的聚集有关。研究了粒子坐标和空穴坐标的相关性，导出了$ν=p/(2p \pm 1)$的基态波函数。这些波函数证明对所研究的情况$ν=2/3$和$3/5$是准确的，并且与成对的波函数相同[R. Morf等人，Phys.Rev.B34，3037（1986）]。
1996-11-12 cond-mat.mes-hall
Collective Spin-Hall Effect for Electron-Hole Gratings
我们表明，平行于GaAs量子阱中的电子-空穴光栅的波前的电场通过电子自旋霍尔效应产生相同波矢的自旋光栅，其振幅可以超过初始密度光栅振幅的1%。我们把这种现象称为“集体自旋霍尔效应“。对不同方向生长的量子阱的耦合自旋电荷动力学的详细研究揭示了诱导自旋密度随时间演化的丰富特征，包括产生螺旋自旋光栅的可能性。
2013-06-04 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall effect near the charge neutrality point in two-dimensional electron-hole system
研究了$HgTe$基同时含有电子和空穴的量子阱在磁场B中的输运性质。在电荷中性点（CNP）与几乎相等的电子和空穴密度，电阻被发现增加非常强烈的B，而霍尔电阻率变成零。这种行为导致霍尔电导率$σ_{xy}\approx 0$的宽平台和在$ν=ν_p-ν_n=0$处的对角电导率$σ_{xx}$的最小值，其中$ν_n$和$ν_p$是电子和空穴朗道填充因子。我们认为CNP点的输运是由电子-空穴“蛇态”沿$ν=0$线的传播决定的。我们的观察定性地类似于石墨烯中的量子霍尔效应以及在具有零平均值的随机磁场中的输运。
2010-03-30 cond-mat.mes-hall
Large local Hall effect in pin-hole dominated multigraphene spin-valves
我们报告的本地和非本地测量针孔为主的介观多石墨烯自旋阀。局部自旋阀测量显示在磁场扫描期间电阻的伪切换行为类似于由于自旋注入到多石墨烯中而观察到的信号。开关行为已被解释的局部霍尔效应，由于隧道势垒的厚度不规则性。局域霍尔效应是由于在AlO $_x$隧道势垒中的粗糙处产生的大的局域静磁场引起的。当温度高于75 K时，这种局部霍尔效应的影响减弱。强的局部霍尔效应阻碍自旋注入到多石墨烯中，导致在非局部测量中没有自旋信号。
2012-07-23 cond-mat.mes-hall
Unconventional Hall effect near charge neutrality point in a two-dimensional electron-hole system
研究了同时含有低密度电子和空穴的碲化汞量子阱中二维系统的输运性质。霍尔电阻，作为垂直磁场的函数，揭示了一种非常规的行为，不同于典型的双极系统的电子-空穴不对称的经典N形依赖。通过对基于凯恩哈密顿量的朗道能级谱的数值计算，解释了磁输运的量子特性。电荷中性点附近的量子霍尔平台σxy = 0的起源归因于我们系统中朗道量子化的特殊性质。
2012-10-26 cond-mat.mes-hall
Observation of Helical Edge States and Fractional Quantum Hall Effect in a Graphene Electron-hole Bilayer
量子霍尔边缘态为研究一维（1d）电子提供了丰富的基础，但仅限于沿单一方向的手性传播。在这里，我们展示了一个多功能的平台，以实现新的一维系统相结合的量子霍尔边缘状态相反的手征在石墨烯电子空穴双层。使用这种方法，我们的工程螺旋一维边缘导体的反向传播模式本地化在单独的电子和空穴层由一个可调的电场。这些螺旋导体表现出强烈的非局域传输信号和抑制反向散射由于反向传播模式的相反的自旋极化。此外，我们调查这些电子空穴双层在分数量子霍尔制度，在那里我们观察到通过分数和整数边缘状态相反的手征传导，铺平了道路实现一维螺旋系统与分数量子统计。
2016-02-22 cond-mat.mes-hall
Interplay of quantum spin Hall effect and spontaneous time-reversal symmetry breaking in electron-hole bilayers I: Transport properties
带反转的电子空穴双层膜，如InAs/GaSb，由于电子和空穴的密度小，电子和空穴带之间的杂化相对较小，是量子自旋霍尔效应和相关效应相互作用的有趣场所。有人提出，当电子和空穴密度从平凡的量子自旋霍尔绝缘体制度调谐时，库仑相互作用导致时间反演对称性破缺相。我们表明，在时间反演对称性破缺相的系统的输运性质是一致的，最近的实验观察InAs/GaSb。此外，我们进行了量子输运研究的Corbino盘的体积和边缘贡献的电导可以分离。我们表明，边缘变得顺利进行和大部分总是绝缘的，当一个调谐系统从平凡的量子自旋霍尔绝缘体相，提供明确的时间反演对称性破缺相的运输签名。
2022-05-25 cond-mat.mes-hall
Reentrant nu = 1 quantum Hall state in a two-dimensional hole system
本文报道了在35 nm宽的GaAs量子阱中的二维空穴系统中，在朗道能级填充因子nu = 1时观察到的重入量子霍尔态。重入行为的特征是在平行磁场分量B的存在下nu = 1量子霍尔态的减弱和最终崩溃||，随后加强并重新出现为B||进一步增加。nu = 1量子霍尔态在跃迁过程中的鲁棒性强烈依赖于量子阱的电荷分布对称性，而B的大小||所需的调用过渡的增加与系统的总密度。
2011-09-17 cond-mat.mes-hall
Spin-Hall transport of heavy holes in III-V semiconductor quantum wells
我们研究了由于结构反转不对称性而存在Rashba型自旋轨道耦合的III-V族半导体量子阱中重空穴的自旋输运。类似于电子的情况，纵向自旋电导率为零，而自旋电导率张量的非对角元素是有限的，从而产生固有的自旋霍尔效应。对于一个干净的系统，我们发现一个封闭的表达式的自旋霍尔电导率依赖于长度尺度的Rashba耦合和空穴密度。在此极限下，自旋霍尔电导率与电子系统的值相比有所增强，并且随着杂质散射强度的增加而消失。此外，我们还得到了费米动量和空穴密度在不同的色散分支的函数的自旋轨道耦合参数和总的空穴密度的显式表达式。这些结果是相关的解释可能的Shubnikov-de Haas测量检测Rashba自旋分裂。
2004-12-18 cond-mat.mes-hall
Diamagnetism and suppression of screening as hallmarks of electron-hole pairing in a double layer graphene system
我们研究了双层石墨烯系统中电子-空穴对如何在矢量势和标量势的作用下表现出来。电子-空穴配对导致电流与两个相邻层中的矢量势差之间的刚性（伦敦）关系。在平行于石墨烯层的磁场中的多个连接系统中可以观察到抗磁效应。这种效应被认为是电子-空穴配对的标志，但这种效应的值非常小。电子-空穴配对也显著地改变了对标量势的响应。它导致完全（在零温度下）或部分（在有限温度下）抑制位于离双层系统一定距离处的试探电荷的电场的屏蔽。在温度降低的情况下，由试探电荷引起的电场的强烈增加可以被认为是电子-空穴配对的一个壮观的标志。
2015-04-01 cond-mat.mes-hall
Electron - hole asymmetry and activation energy in quantum Hall ferromagnets
我们认为，在铁磁量子霍尔效应液体在$ν=2N+1$的耗散输运是由一个电子和一个反kyrmion（拓扑结构，代表一个孔与“屏蔽”交换相互作用）对的热激活为主，从而体现了量子霍尔铁磁体的电子-空穴对称性的缺乏。我们发现这种对的激活能不是交换能，而是由skyrmion的塞曼过剩能和它的拓扑结构的充电能：$${\cal E}=aε_{\rm Z}^{1/3}E_{\rm C}^{2/3}\ln ^{1/3}(\frac{\Im_{i}}{E_{\rm C}^{2/3}ε_{\rm Z}^{1/3}}), E_{\rm C}=\frac{e^{2}}{χλ}, $$ with $ a\approx 1.75$之间的相互作用决定的.
2000-03-16 cond-mat.mes-hall
Non-linear anomalous Hall effect of two-dimensional spin-3/2 heavy holes
我们确定了一个相当大的非线性异常霍尔效应的自旋3/2重空穴的锌半导体纳米结构的电响应。该响应由四极相互作用驱动，其中电场由Td对称性实现。这种相互作用，直到最近才被认为是可以忽略不计的，反映了反演对称性破缺，并在两个维度上导致对平面内g因子的电场相关校正。这种效应可以在最先进的异质结构中观察到，无论是通过磁性掺杂还是通过使用矢量磁体，其中即使对于小的垂直磁场，它在幅度上也与拓扑材料相当。
2022-06-23 cond-mat.mes-hall
Photoinduced spin-Hall resonance in a k^3-Rashba spin-orbit coupled two dimensional hole system
研究了具有$k^3$ -Rashba自旋轨道耦合（RSOC）的二维重空穴系统在线偏振光照射下的能带结构调制和自旋霍尔效应。我们发现，能带结构在光的照射下变得各向异性。最值得注意的是，一对额外的自旋简并点（除了$Γ$点）出现在能量色散中，其位置仅由入射光的振幅强度确定。如果这种简并发生在费米能级附近，自旋霍尔电导率（SHC）表现出共振。远离简并点，光旋转平均自旋偏振。讨论了$k^3$ -Dresselhaus自旋轨道耦合的可能效应。
2021-08-18 cond-mat.mes-hall
Electron-Hole Asymmetric Chiral Breakdown of Reentrant Quantum Hall States
可重入整数量子霍尔（RIQH）态被认为是相关的电子固相，尽管它们的微观描述仍然不清楚。随着偏置电流的增加，这些状态的纵向和霍尔电阻率测量表现出多个尖锐的击穿转变，RIQH状态特有的签名。RIQH击穿特性在多个电压探针的比较表明，这些签名可以归因于击穿和未断开的区域之间的相边界，从源极和漏极接触作为偏置电流和通过电压探针一个接一个的函数手性传播。扩散的手征意义不是由边缘态本身的手征性设定的，而是取决于RIQH态的类电子或类空穴特性。
2016-10-02 cond-mat.mes-hall
Particle-Hole Symmetry and the $ν={5/2}$ Quantum Hall State
我们讨论了在半满朗道能级中形成一对量子霍尔态时近似粒子-空穴对称性的含义。我们注意到，Pfronan态不是粒子-空穴对称的。因此，在朗道能级混合消失的极限下，粒子-空穴变换是一种精确对称，普费曼自发地打破了这种对称。有一个粒子-空穴共轭态，我们称之为反Pfizer态，它在这个极限下与Pfizer态退化。我们观察到，强朗道能级混合应该有利于普夫朗，但这是一个开放的问题，这是目前在实验中的中等朗道能级混合的青睐状态。我们讨论的体积和边缘物理的反Pfweian。我们分析了一个简化的模型，在该模型中，可以详细研究两种状态的类似物之间的转换。最后，我们讨论了实验的影响。
2007-07-03 cond-mat.mes-hall
Dynamics of Density Imbalanced Bilayer Holes in the Quantum Hall Regime
我们报告的磁输运测量双层GaAs空穴系统与不平等的空穴浓度在两个层。在磁场中，一层处于整数量子霍尔态，另一层在费米能处具有体扩展态，后者的纵向和霍尔电阻是滞后的，与先前的测量一致。对于该区域内的固定磁场和低温（$T\le$ 350 mK）下，纵向和霍尔电阻的时间演化显示出明显的跳跃，随后是缓慢的弛豫，跳跃序列没有结束。我们的测量结果表明，跳跃同时发生在成对的接触170 $μ$ m分开，并出现涉及的双层的电荷配置的变化。此外，跳跃可以随机或规则的周期发生，排除热波动作为跳跃的可能起源。最后，在保持固定磁场的同时，我们将样品加热到350 mK以上，跳跃消失。在将样品再冷却到低于该温度时，跳跃再次出现，表明跳跃也不是由几乎无耗散的涡电流引起的。
2008-04-15 cond-mat.mes-hall
Localizing Individual Exciton on a Quantum Hall Antidot
本研究通过量子反铁电点双边缘通道方法，实现了在量子反铁电系统中定位和调谐单个激子，并观测到电子-空穴配对态的量子叠加。
2025-09-14 cond-mat.mes-hall
Fate of Quantum Anomalous Hall Effect in the Presence of External Magnetic Fields and Particle-Hole Asymmetry
量子反常霍尔（QAH）效应是一种类似于宇称反常的凝聚态效应，其特征是在没有外部磁场的情况下量子化的霍尔电导率。然而，最近已经表明，即使在朗道能级的存在下，由于宇称异常，QAH效应也可以与传统的量子霍尔（QH）效应区分开来。作为这种效应的签名，我们预测共存的反向传播QAH和QH边缘状态。在目前的工作中，我们将这些发现推广到QAH绝缘体与破碎的粒子-空穴对称性。特别是，我们推导出连接的频谱不对称性，这是一个拓扑量的上下文中产生的Dirac系统。此外，它表明，依赖于磁场方向，粒子-空穴的不对称性加强或减弱的对向传播QH和QAH边缘态的杂化。铁或顺磁性拓扑绝缘体的影响，甚至在外部磁场中的QAH效应的识别签名铺平了道路。
2020-08-12 cond-mat.mes-hall
Non-adiabatic Hall effect at Berry curvature hot spot
Berry曲率的热点通常出现在布洛赫带反交叉处，在那里由于Berry相位而产生的霍尔效应最为显著。在小间隙的情况下，在中等电场中可以超过现有霍尔电流公式的绝热极限。本文提出了一种非绝热霍尔效应的理论，即非微扰地捕获跨隙电子-空穴受电场的激发。我们发现了场诱导的电子-空穴相干性和本征霍尔速度之间的一般联系。在相干演化中，电子-空穴相干性可以表现为相当大的ac霍尔速度。当考虑到环境噪声时，它与电场的联合作用有利于电子-空穴相干的形式，该形式仅是波矢和场的函数，导致直流非线性霍尔效应。霍尔电流在场中具有所有奇阶项，并且仍然保留Berry曲率的固有作用。以带隙的狄拉克锥为例进行了定量研究，我们的理论可以用来描述带隙边缘绝缘体如石墨烯和二维MnBi $_{2}$ Te $_{4}$中的体赝自旋霍尔电流
2020-04-03 cond-mat.mes-hall
Orientation of hole quantum Hall nematic phases in an out-of-plane electric field
我们提出了在朗道水平填充因子$ν=5/2$在一个二维孔系统（2DHS）的各向异性电阻状态的观察，发生一定值的孔密度$p$和平均出平面电场$E_\perp$。2DHS是由未掺杂GaAs/AlGaAs量子阱中的电场效应引起的，其中前栅和背栅允许$p$和$E_\perp$的独立调谐，因此限制势的对称性。对于$p\approx2\times10^{11}$ ~cm $^{-2}$和$E_\perp \approx -2 \times10^{5}$ ~V/m，沿$\langle01\bar1\rangle$的磁电阻大大超过沿$\langle011\rangle$的磁电阻，表明形成了量子霍尔取向或“条纹”相.反转$E_\perp$的符号将条纹旋转$90^{\circ}$。我们认为这种行为可能是由于空穴朗道能级的混合以及Rashba和Dresselhaus自旋-轨道耦合效应的结合。
2019-05-14 cond-mat.mes-hall
Density-controlled quantum Hall ferromagnetic transition in a two-dimensional hole system
量子霍尔铁磁跃迁通常通过原位样品旋转增加塞曼能量来实现，而具有伪自旋指数的系统中的跃迁可以通过栅极控制来诱导。本文报道了在没有面内磁场的二维系统中两个实自旋态之间的门控量子霍尔铁磁跃迁。我们发现，在Ge二维空穴系统中，由于载流子间的相互作用，塞曼分裂与回旋能隙的比值随密度的减小而增大。在$\sim2.4\times 10^{10}$ cm $^{-2}$的临界密度以下，该比率增长大于$1$，导致填充因子为$ν=2$的铁磁基态。在临界密度下，观察到由于形成相反自旋取向的微观畴而导致的电阻峰。这种门控自旋极化在量子霍尔制度打开了大门，实现马约拉纳模式使用二维系统在传统的，低自旋轨道耦合半导体。
2017-06-07 cond-mat.mes-hall
Spontaneous Particle-Hole Symmetry Breaking in the $ν=5/2$ Fractional Quantum Hall Effect
$ν=5/2$分数量子霍尔效应的本质被认为是很好地捕捉到的摩尔-里德普夫兰（或反普夫兰）的描述。然而，一个重要的谜团，关于形成的Pfweenan状态是三体相互作用哈密顿量$H_3$的作用，产生Pfweenan作为一个确切的基态和伴随的粒子-空穴对称性破缺。我们表明，通过粒子-空穴对称化的$H_3$构建的两体相互作用哈密顿$H_2$产生一个基态几乎完全近似的Pfronan和反Pfronan状态，分别在球形几何。更重要的是，基态能量的$H_2$示出表现出“墨西哥帽”的结构作为一个功能的粒子数在附近的半填充为一个给定的流量指示自发粒子-空穴对称性破缺。我们没有发现任何这样的墨西哥帽签名在第二朗道级库仑相互作用在5/2。
2008-10-09 cond-mat.mes-hall
Electrical Control of Two-Dimensional Electron-Hole Fluids in the Quantum Hall Regime
本文研究垂直磁场下被隧穿势垒隔开的电子-空穴双层基态，揭示强场中的凝聚态与不可压缩非相干态相变，并给出双栅相图及输运、电容热力学判据。
2023-12-27 cond-mat.mes-hall
Energy spectra and photoluminescence of fractional quantum Hall systems containing a valence-band hole
研究了高磁场极限下二维电子气与价带空穴相互作用的能谱随填充因子nu和电子层与空穴层间距d的变化.对于小于磁性长度λ的d，空穴结合一个或多个电子以形成中性（X）或带电（X-）激子。低位态可以用带电费米子（电子和X-）之间的劳克林相关来理解。对于与λ相当的d，电子-空穴相互作用不足以结合完整的电子，并且形成分数带电的激子hQEn（空穴和一个或多个劳克林准电子的结合态，QE）。数值计算了这些激子复合物在很宽的nu和d值范围内对光致发光谱的影响。
2000-11-13 cond-mat.mes-hall
Experimental observation of the spin-Hall effect in a two dimensional spin-orbit coupled semiconductor system
本文报道了具有Rashba自旋轨道耦合的二维空穴系统中自旋-霍尔效应的实验观察。2D孔层是具有特别设计的共面几何形状的pn结发光二极管的一部分，该共面几何形状允许在2D孔系统的相对边缘处进行角度分辨偏振检测。在平衡状态下，Rashba分裂重空穴态的角动量位于2D层的平面内。当跨空穴通道施加电场时，检测到角动量的非零面外分量，其符号取决于电场的符号，并且对于两个边缘是相反的。微观量子输运计算表明，只有一个弱的影响，表明清洁极限自旋霍尔电导描述（内禀自旋霍尔效应）可能适用于我们的系统的混乱。
2005-01-01 cond-mat.mes-hall
Novel excitonic states in quantum Hall systems: Bound states of spin waves and a valence band hole
如果塞曼能量小，则填充因子nu=1的二维电子气的最低能量激发是自旋波（自旋翻转激发）。当nu比1稍大（或稍小）时，反向自旋电子（自旋空穴）可以与K个自旋波形成束缚态，称为skyrmions，S_K^-（antiskyrmions，S_K^+）。本文提出，价空穴也可以束缚K自旋波，形成类似于S_K^+的激子复合物X_K^+。S_K^+的一个自旋空穴被价空穴简单地取代。当nu<=1时，在引入价空穴之前存在少量S_K^+。（S_K^+）-（X_K^+）排斥导致的关联和光致发光类似于nu<=1/3时的稀电子-（带电激子）（e-X^-）系统。当nu>=1时，（S_K^-）-（X_K^+）吸引可能导致不同的行为。
2002-06-21 cond-mat.mes-hall
Spin Hall and longitudinal conductivity of a conserved spin current in two dimensional heavy-hole gases
在交流频域研究了具有{ \it k}立方Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用的二维重空穴气体的自旋Hall和纵向电导率.使用久保线性响应理论和最近提出的定义（保守）自旋电流运营商适合自旋3/2孔，它表明，自旋电导率张量表现出非常明显的功能，从那些获得的标准定义的自旋电流。这是由于自旋力矩项的显著贡献，该自旋力矩项产生于自旋电流的替代定义，其强烈地影响动态自旋电流的幅度和符号。在dc（无无序）极限下，仅（或主导）{ \it k}-立方Rashba耦合的自旋霍尔电导率为$σ^{s,z}_{xy}(0)=-9e/8π$，而仅（或主导）{ \it k}-立方Dresselhaus耦合的自旋霍尔电导率为$σ^{s,z}_{xy}(0)=-3e/8π$。这样的各向异性响应被理解为不存在映射{ \it k}-立方Rashba $\leftrightarrow$ Dresselhaus Hamiltonian。当Rashba和Dresselhaus参数具有相同的强度时，这种不对称性也是非零直流自旋霍尔电导率（$σ^{s,z}_{xy}(0)=-6e/8π$）的原因，与电子的相应情况相反。这些结果是相关的，以验证自旋电流的另一种定义，通过测量在频域中的自旋积累和/或自旋电流在2D空穴气体。
2009-12-12 cond-mat.mes-hall
Electron-hole pairing in topological insulator heterostructures in the quantum Hall state
介质衬底上的拓扑绝缘体（TI）薄膜和体TI -介质膜-体TI结构被认为是适合于实现逆流超导的自然双阱异质结构。该效应与属于TI的不同表面的电子和空穴的配对以及电子-空穴对的气体到超流状态的过渡有关。考虑了TI异质结构在强垂直磁场作用下的情况。结果表明，这种系统的特点是由两个临界温度-配对的平均场温度和一个小得多的温度的超流转变。计算了临界温度与磁场的关系。与GaAs异质结构以及石墨烯基异质结构相比，TI基结构的优点进行了讨论。
2013-04-01 cond-mat.mes-hall
Spin magnetotransport in two-dimensional hole systems
在垂直于阱平面的弱磁场H存在下，计算了非对称量子阱中占据基态子带并与静态无序势相互作用的二维空穴的自旋电流.同时考虑了自旋-轨道耦合和塞曼耦合。结果表明，所施加的电场激发横向（自旋霍尔）和对角自旋电流，后者改变其符号在一个有限的H和变得大于自旋霍尔电流作为H的增加。引入有效自旋霍尔电导率来描述霍尔棒中的自旋响应，在弱无序的情况下，磁场显著地增强了有效自旋霍尔电导率，并表现出对H的非单调依赖性。
2007-06-17 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall conductance and de Haas van Alphen oscillation in a tight-binding model with electron and hole pockets for (TMTSF)$_2$NO$_3$
在（TMTSF）$_2$ NO $_3$的紧束缚模型中，由于负离子在$a$ -方向上的周期性有序势，导致了电子和空穴的小口袋，从理论上研究了量子化霍尔电导和de Haas van Alphen（dHvA）振荡.磁场被跳跃处理为复数，这是由于矢量位引起的相位，即Peierls替换。在参数和磁场的实际值中，获得作为磁场的函数的能量（Hofstadter蝶形图）。结果表明，作为反磁场的函数，能级加宽，带隙周期性地闭合或几乎闭合，这在磁击穿的半经典理论中是看不到的。当化学势处于能隙内时，霍尔电导被量子化为一个由丢番图方程得到的整数。当在该系统中掺杂电子或空穴时，霍尔电导在磁场的某些区域中被量子化，但由于朗道能级的加宽，霍尔电导在磁场的其它区域中不被量子化。零温下dHvA振荡的振幅随磁场的增大而减小，而在半经典的Lifshitz Kosevich公式中dHvA振荡的振幅是常数.
2017-08-18 cond-mat.mes-hall
The Hall effect in ballistic flow of two-dimensional interacting particles
在低温下的高质量固态系统中，热和电荷传输的流体动力学或弹道机制在电子和声子系统中实现。在这些制度中，样品的热导率和电导率可以达到异常大的幅度。本文研究了弹道状态下二维带电粒子相互作用系统中的霍尔效应。我们证明了霍尔电场是由粒子密度的变化引起的，由于外部场对它们在样品边缘之间的自由运动的影响。在单组分（电子或空穴）系统的霍尔系数原来是一个在传统的无序欧姆样品的一半。这一结果与最近在超高迁移率GaAs量子阱中测量霍尔电阻的实验相一致。在双组分电子-空穴系统中，霍尔电场线性地依赖于电荷中性点附近的电子和空穴浓度之间的差异（平衡电子和空穴密度一致），并且在远离电荷中性点的单组分系统中，霍尔电场饱和。我们还研究了由于粒子间散射是形成粘性流的前兆而对磁阻和霍尔电场的修正。对于小于粒子间散射长度的样品，所获得的校正支配的磁阻和霍尔场对温度的依赖性。
2019-03-19 cond-mat.mes-hall
Unusually wide plateau of quantized Hall resistance in a quasi bilayer hole system inside the p-GeSi / Ge / p-GeSi quantum well
对于具有与阱底弯曲幅度相当的费米能量的宽p-GeSi / Ge / p-GeSi量子阱的MQW异质结构，已经揭示了量子化霍尔电阻中的异常宽的平台。该平台存在于样品的两个亚稳态中的一个中，对于该亚稳态，在Ge层内部形成对称的准双量子阱系统，并且对应于Ge层中的两个子层中的每一个的填充因子nu = 1。平台不仅存在于与量子霍尔液体相关的磁场范围内，而且延伸到所谓的量子化霍尔绝缘体相。对于另一个亚稳态，在霍尔电阻率中只观察到一个弱的平台，对应于nu = 1/Ge层作为一个整体。根据现有的理论，超宽的平台可以指示导电层中的一种无序，其特征在于在它们的载流子密度中的水坑的均匀分布和它们的小的平均尺寸。我们把这两种状态之间的差异归因于存在两种亚稳模式的自洽势分布，自发地解决在多层系统中，其特征在于不同的分布的量子阱横截面中的空穴。
1999-03-17 cond-mat.mes-hall
Particle-Hole Symmetry and the Fractional Quantum Hall Effect in the Lowest Landau Level
我们报告了详细的实验研究的高品质异质结绝缘栅场效应晶体管（HIGFET），以探测粒子空穴对称性（PHS）的最低朗道能级的半填充状态。高场效应晶体管是专门设计用来改变恒定磁场下二维电子系统的密度。我们发现在我们的恒定磁场，变密度测量中，在填充因子nu = 1/3，2/5，3/7.以及填充因子1 - nu = 2/3，3/5，4/7.的粒子-空穴共轭态。具有非常相似的能隙。此外，反射对称性可以建立在约半填充的nu和1 - nu状态之间的磁导率。我们的结果表明，在最低朗道能级的量子阱态是明显的粒子-空穴对称。
2019-02-26 cond-mat.mes-hall
Revisiting the Physics of Hole-Conjugate Fractional Quantum Hall Channels
本文提出以通道间电荷平衡为核心机制的极简模型，解释空穴共轭FQH边缘通道实验现象，并预测2/3与3/5填充因子下的电、热输运及噪声。
2024-12-04 cond-mat.mes-hall
Interplay of quantum spin Hall effect and spontaneous time-reversal symmetry breaking in electron-hole bilayers II: Zero-field topological superconductivity
已经提出，带反转的电子-空穴双层支持从具有自发破缺的时间反转对称性的绝缘相到量子自旋霍尔绝缘体相的相变，作为增加的电子和空穴密度的函数。在这里，我们表明，在邻近感生超导的存在下，它是可能的实现马约拉纳零模式的时间反演对称性破缺相在没有磁场。我们发展了一个有效的低能理论的存在下的时间反演对称性破缺序参量的系统，以获得解析的Majorana零模，我们发现一个很好的协议之间的数值和解析结果的限制弱破缺的时间反演对称性。通过测量$4π$约瑟夫森电流，我们证明了在超导体/时间反演对称破缺绝缘体/超导体约瑟夫森结中可以检测到Majorana零模.最后，我们证明了马约拉纳融合规则检测是可行的，利用自发时间反演对称破缺序参量的门电压依赖性。
2022-05-26 cond-mat.mes-hall
Energy spectra of fractional quantum Hall systems in the presence of a valence hole
研究了分数量子霍尔区二维电子气与光注入价带空穴相互作用的能谱随填充因子$ν$和电子层与空穴层间距$d$的变化. 2DEG对空穴的响应在磁长度$λ$量级的$d$处突然改变。在$d<λ$，空穴结合电子形成中性（$X$）或带电（$X^-$）激子，光致发光（PL）光谱探测这些状态的寿命和结合能，而不是2DEG的原始相关性。“缀饰激子”的图片（其中激子和2DEG之间的相互作用被提出来仅仅是为了提高激子质量）受到质疑。相反，低能量状态解释的劳克林相关的费米子（电子和$X^-$的）和形成的两个组件的不可压缩的流体状态的电子-空穴等离子体。在$d>2λ$处，空穴与2DEG的两个Laughlin准电子（QE）结合以形成分数带电激子$h$ QE $_n$。先前发现的“任意子激子”$h$ QE $_3$在$d$的任何值下都是不稳定的。不同$h$ QE $_n$复合物的稳定性对2DEG中QE的存在的临界依赖性导致在$ν={1\over3}$或${2\over3}$处观察到PL光谱的不连续性。
2000-06-30 cond-mat.mes-hall
Crystalline Weyl semimetal phase in Quantum Spin Hall systems under magnetic fields
研究了在外加面内磁场作用下量子自旋霍尔（QSH）系统中发生的一种非传统的拓扑相变。我们发现，QSH和平凡的绝缘体阶段之间的这种过渡是分开的一个稳定的拓扑无隙相，这是由粒子空穴和反射对称性的组合保护，因此，我们称之为结晶外尔半金属。我们探讨这个新的阶段时，粒子-空穴对称性破缺条款的稳定性。特别是，我们预测一个强大的非常规拓扑相变是可见的材料描述的凯恩和梅勒模型，即使粒子-空穴对称性显着破缺。
2022-04-29 cond-mat.mes-hall
Orbital momentum Hall effect in p-doped graphane
结果表明，一个电场施加到p型掺杂石墨烷产生无耗散的轨道动量霍尔电流。在清洁极限下，相应的霍尔电导率与空穴浓度无关。霍尔效应与当重空穴和轻空穴在布里渊区中心的简并点附近传输时积累的$2π$ -Berry相位有关。这也导致了在平衡态中的轨道动量边缘流，以及当系统被驱离平衡时轨道动量在边缘处的累积。
2010-10-22 cond-mat.mes-hall
Critical currents and giant non-dissipative drag for superfluid electron-hole pairs in quantum Hall multilayers
研究了量子霍尔四层系统中电子空穴对的超流性质。该系统被认为是一个固态实现的双组分超流玻色气体与偶极-偶极相互作用。一个超流组分形成在顶部双层中，另一个组分形成在底部双层中。我们得到了集体模谱的色散方程，并计算了临界参数（临界层间距离和临界电流）与填充因子的关系。我们发现，组件的临界电流相互依赖。如果给定元件的电流等于零，则可以达到另一元件的最大临界电流。研究了构件间的非耗散阻力效应。结果表明，在所考虑的系统中，阻力因子是非常大的。在适当的条件下，它可以是大约10%，这至少比双组分原子玻色气体的预测值大三个数量级。
2008-07-08 cond-mat.mes-hall
Ground state, quasi-hole, a pair of quasihole wavefunctions and instability in bilayer quantum Hall systems
双层量子霍尔系统（BLQH）不同于单层量子霍尔系统（SLQH）的地方在于它的对称性破缺基态和赝自旋扇区中的中性无带隙模。由于无带隙模的存在，在任意有限距离上的基态和低能激发态波函数的定性尚不清楚。我们研究这个重要的开放问题的复合玻色子（CB）理论发展的作者之一，系统地研究BLQH。从CB理论及其对偶作用量出发，导出了准空穴、准空穴和准空穴对的基态波函数。我们发现，在任何有限的$ d $，基态波函数不同于众所周知的$ (111) $波函数。除了公知的乘法因子外，准空穴和一对准空穴波函数还包含与正确的基态波函数相乘的非平凡归一化因子。所有波函数中的所有距离依赖性都被编码在基态波函数的自旋部分中。编码在基态波函数的自旋部分的不稳定性导致的赝自旋密度波的形成提出的作者之一以前。简要讨论了与波函数的最低朗道能级（LLL）投影有关的一些微妙之处。
2006-10-25 cond-mat.mes-hall
Magnons and skyrmions in fractional Hall ferromagnets
最近的实验已经建立了量子霍尔铁磁体在整数和分数填充因子下的磁化温度依赖性$M(T)$之间的定性差异。我们解释这种差异的集体磁振子和粒子-空穴激发的相对能量在这两种情况下。硬核模型系统的分析计算被用来证明，在分数的情况下，相互作用抑制在有限的温度下的磁化和粒子空穴激发，而不是长波长磁振子控制$M(T)$在低$T$。
1998-06-06 cond-mat.mes-hall
Hartree-Fock Theory of Skyrmions in Quantum Hall Ferromagnets
本文研究了量子霍尔铁磁体在朗道能级填充因子为奇数附近的带电skyrmion或自旋织构激发。利用粒子-空穴对称性将带电粒子和空穴的自旋-量子数与中性粒子-空穴对的激发联系起来。Hartree-Fock理论被用来提供这些激发的能量和它们对塞曼耦合强度，朗道能级量子数，和二维电子层的厚度的依赖性的定量估计。对于$ν$接近3的情况下，我们建议的一级相变的塞曼耦合强度增加的可能性，从一个许多skyrmion状态到一个与许多最大自旋极化准粒子。
1996-12-23 cond-mat.mes-hall
Orbital Hall effect in spin-3/2 hole-doped semiconductors and its implications for orbitronics
The University of New South Wales（新南威尔士大学）
本文提出p型半导体（特别是Ge）作为轨道电子学平台，发现五种常见半导体中体空穴的轨道霍尔电导率比自旋霍尔效应高2-3个数量级，并指出p型Ge和Si是研究轨道转矩的理想平台。
2026-06-19 cond-mat.mes-hall
Effect of electric current on optical response of viscous electron-hole plasma
São Carlos Institute of Physics, University of São Paulo（圣保罗大学圣卡洛斯物理研究所）；Physics Department, Federal University of São Carlos（圣卡洛斯联邦大学物理系）；Institute of Physics, University of São Paulo（圣保罗大学物理研究所）；Institute of Semiconductor Physics（半导体物理研究所）
研究强激光激发下mesoscopic n掺杂GaAs通道中密集流体电子-空穴激光的霍尔电压对光致发光的影响，发现霍尔电流引起的库仑拖拽导致轻空穴积累，形成由激子和三重态复合形成的双光致发光线。
2026-05-18 cond-mat.mes-hall
Intrinsic Spin Hall Effect in the presence of Extrinsic Spin-Orbit Scattering
在二维电子和空穴系统中，本征和非本征自旋霍尔效应被认为是在一个平等的理论基础上的Rashba自旋轨道耦合，使用图解法计算自旋霍尔电导率.我们的分析理论的2D孔显示了预期的最低阶加性结果的自旋霍尔电导率。但是，2D电子表现出一个非常令人惊讶的结果，在Rashba耦合强度$α$中表现出非解析性，其中严格的非本征自旋霍尔电导率（对于$α= 0$）不能从组合理论的$α\to 0$极限恢复。在现有的实验结果的背景下，理论结果进行了讨论。
2006-02-27 cond-mat.mes-hall
Photoluminescence from fractional quantum Hall systems: Role of separation between electron and hole layers
研究了分数量子霍尔区二维电子气（2DEG）的光致发光（PL）谱随电子层和价空穴层间距$d$的变化.在磁长度$λ$的数量级的$d$处，2DEG对光学注入空穴的响应的突然变化导致PL光谱的完全重建。在$d<λ$，空穴结合一个或两个电子形成中性（$X$）或带电（$X^-$）激子，PL光谱探测这些状态的寿命和结合能，而不是2DEG的原始相关性。在$d>2λ$，取决于填充因子$ν$，空穴从2DEG倍增以形成"不相关“状态$h$，或者结合一个或两个劳克林准电子（QE）以形成分数带电激子$h$ QE或$h$ QE $_2$。严格的光学选择规则的束缚态，和唯一的光学活性原来是$h$，$h$ QE*（一个激发态的黑暗$h$ QE），和$h$ QE $_2$。早期研究中提出的“任意子激子”$h$ QE $_3$在任何$d$值下既不稳定也不辐射。不同状态的稳定性对存在的QE的2DEG的关键依赖解释了在PL光谱中观察到的异常在$ν={1\over3}$和${2\over3}$。
2000-07-12 cond-mat.mes-hall
Towards a field theory of the fractional quantum Hall states
我们提出了一个分数量子霍尔效应的陈-西蒙斯理论，其中通量附着后的转换，有效地连接相关孔。我们提取相关的波函数，计算的漂移和回旋电流（由于密度不均匀），显示读取操作员，和运营商，创建准粒子和孔。我们展示了如何裸动能可以得到淬火，并取代一个由于相互作用。我们发现对于$ν=1/2$，低能理论存在中性准粒子，并给出了有效哈密顿量和约束条件。
1997-12-16 cond-mat.mes-hall
Renormalization of the valley Hall conductivity due to interparticle interaction
该研究针对二维非中心对称有能隙狄拉克材料，建立库仑相互作用介导的谷霍尔效应理论，通过玻尔兹曼输运方程计算两类体系下粒子间散射导致的谷霍尔电导率重整化，揭示了不同情形下的散射主导机制。
2024-07-11 cond-mat.mes-hall
Reinterpretation of Hall effect in medium with hole
我们重新解释了Mani和Klitzing [Appl.Phys.Lett.，64 1262（1994）]。我们的重新解释解释了所有的“悖论”，而不诉诸新的理论概念。
2010-08-25 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Particle-hole symmetry and bifurcating ground state manifold in the quantum Hall ferromagnetic states of multilayer graphene
研究了手性多层石墨烯（AB，ABC，ABCA等）中零能朗道能级量子霍尔铁磁态的轨道结构堆叠）是由交换相互作用的所有级别，包括深躺在狄拉克海的国家。如果填充因子$ν$不是层数的倍数，则该交换场有利于具有U（1）轨道对称性的轨道相干态。如果电子将固定自旋/谷分量的轨道扇区填充到一半，例如，在双层中的$ν=\pm3,\pm1$和ABCA四层中的$ν=\pm2,\pm6$处，存在到$Z_2\times$ U（1）流形的过渡。对于弱相互作用，零能朗道带的结构补偿了朗道轨道中亚晶格上不同的交换相互作用;另一方面，基态有两个副本，它们在亚晶格上的电荷分布不同。我们预期在多层Bernal堆叠中会出现一系列类似的分叉。
2014-01-03 cond-mat.mes-hall
Counter-propagating charge transport in the quantum Hall effect regime
量子霍尔效应，观察到在一个二维的电子气受到垂直磁场，强加了一个一维的手性，下游，传输的载流子沿样品边缘。虽然这幅图对电子和劳克林的分数准粒子仍然有效，但它不再适用于所谓的空穴共轭态的准粒子。当无序和相互作用较弱时，这些状态有望成为上游电荷模式的港湾。然而，到目前为止，观察到电荷电流只在量子霍尔机制中流向下游。研究了GaAs-AlGaAs异质结构中典型的自旋极化和自旋非极化$ν=2/3$类空穴态，在自旋非极化态下，我们观察到了一个明显的上游电荷流
2018-08-17 cond-mat.mes-hall
