Ettingshausen Effect around Landau Level Filling Factor nu=3 Studied by Dynamic Nuclear Polarization
研究了GaAs/AlGaAs二维电子系统中朗道能级填充因子$ν=3$附近垂直于电流方向的自旋电流.在一个特殊设计的霍尔棒样品的边缘附近的动态核极化的测量表明,相对于霍尔电场的自旋电流的方向反转其极性在$ν=3$,在自旋上的朗道能级中的空穴携带的耗散电流被替换为自旋下的朗道能级中的电子。
2007-10-09 cond-mat.mes-hall
Ground State Wavefunctions of General Filling Factors in the Lowest Landau Level
本文给出了对称规范中填充因子ν=n/(2n \pm 1)和ν=1/2的一组显式试探波函数。我们表明,波函数的零点,除了那些由费米统计,是从粒子分离。零的演变填充因子是不同的检查。结果表明,在半填充状态下,波函数的占据数分布呈现2kF型振荡.基态液滴的质心运动用复合费米子的朗道能级内激发来描述。
1998-08-21 cond-mat.mes-hall
Microwave Resonance of 2D Wigner Crystal around integer Landau fillings
我们已经观察到了共振的有限频率对角电导率的实部使用微波吸收测量在高品质的二维电子系统附近的{ \em整数填充}。该共振存在于填充因子的某个邻域内,与之前在高$B$和非常小的填充因子区域观察到的弱钉扎Wigner晶体的共振定性相似.提供了围绕$ν=1$和$ν=2$测量的数据。我们解释的共振作为维格纳晶体状态周围整数朗道能级的签名。
2003-01-30 cond-mat.mes-hall
Reorientation of quantum Hall stripes within a partially filled Landau level
我们研究了填充因子对二维电子气高朗道能级输运各向异性(条纹)的影响。我们发现,在一定的面内磁场下,在给定的朗道能级内,条纹的取向对填充因子敏感。这种敏感性导致出现远离半填充的条纹,而正交取向的原生条纹位于半填充处。在单个朗道能级内各向异性轴的这种切换可以归因于本机对称性破缺势对填充因子的强烈依赖性。
2016-02-26 cond-mat.mes-hall
New Anisotropic Behavior of Quantum Hall Resistance in (110) GaAs Heterostructures at mK Temperatures and Fractional Filling Factors
在8mK的极低温度下进行了高迁移率(110)GaAs异质结的输运实验。在较高的朗道能级,我们观察到的输运各向异性,承担一些相似的是已经看到的半奇数填充(001)取向基板。此外,我们报告的第一次观察到的最低朗道能级内的传输各向异性。这种显著的新各向异性与电流方向无关,而取决于磁场的极性。
2003-12-11 cond-mat.mes-hall
Transition from an electron solid to the sequence of fractional quantum Hall states at very low Landau level filling factor
在低朗道水平填充的二维电子系统,通常与电子晶体的形成,我们观察到局部极小值在Rxx在填充因子nu=2/11,3/17,3/19,2/13,1/7,2/15,2/17,和1/9。这些分数量子霍尔(fractional quantum hall,简称FHE)态中的每一个都只在填充因子特定的温度以上出现。这可以解释为电子晶体的熔化和随后的电子液体的形成。观察到的一系列的费米态遵循从nu=1/6和nu=1/8发出的一系列复合费米子态。
2003-03-20 cond-mat.mes-hall
Pinning mode resonance of a Skyrme crystal near Landau level filling factor $ν$=1
在整数量子霍尔效应周围发现的微波钉扎模式共振是结晶准粒子或空穴的特征。对这些晶体施加面内磁场,增加塞曼能量,对刚好低于朗道能级填充$ν=2$的共振的影响可以忽略不计,但是增加了$ν=1$附近的钉扎频率,特别是对于较小的准粒子/空穴密度。$ν=1$附近的电荷动力学,晶体顺序的特征,受到自旋的影响,在与Skyrme晶体一致的方式。
2009-07-29 cond-mat.mes-hall
Critical Behavior of Nuclear-Spin Diffusion in GaAs/AlGaAs Heterostructures near Landau Level Filling ν=1
对GaAs/AlGaAs异质结的热测量表明,在朗道能级填充因子ν=1附近,受限二维电子的状态显著影响核自旋扩散。实验提供了定量的证据,表明在ν=1附近的热容的温度依赖性的尖峰是由于增强的核自旋扩散从GaAs量子阱到AlGaAs势垒。我们讨论了这种增强的物理起源中可能的Skyrme固-液相变。
1997-04-24 cond-mat.mes-hall
Correlation enhanced resistance hysteresis near half filling in MoS2/WSe2 heterobilayer
Department of Physics and State Key Laboratory of Optical Quantum Materials, the Hong Kong University of Science and Technology(香港科技大学物理系及光学量子材料国家重点实验室);Department of Materials Science and Engineering, Southern University of Science and Technology(南方科技大学材料科学与工程系)
在MoS2/WSe2莫尔超晶格器件中,通过电输运测量发现半填充附近存在关联绝缘态和显著的电阻滞回,其随温度和位移场变化证实了关联增强特性,归因于位移场诱导的金属-绝缘体转变与界面偶极的耦合。
2026-06-08 cond-mat.mes-hall
Fractional Quantum Hall Effect at Landau Level Filling nu=4/11
本文报道了在朗道能级填充数nu = 4/11的高迁移率低密度样品中复合费米子的分数量子霍尔效应的低温电子输运结果。在温度低至15 mK的条件下进行测量,观察到激活的磁阻Rxx和量子化的霍尔电阻Rxy,其值在h/(4/11)e^2预期值的1%以内。在4/11处的Rxx最小值的温度依赖性产生约7 mK的活化能隙。在nu = 3/8和5/13的邻态处也观察到了发展中的霍尔平台。
2015-01-02 cond-mat.mes-hall
Composite fermions close to the one-half filling of the lowest Landau level revisited
严格遵循朗道能级填充分数ν e = p/(2 p + 1)的复合费米子微观理论,我们精确地再现了Willett等人关于ν e接近1/2的二维电子系统的声表面波实验结果.我们的结果意味着,在对应于ν e接近1/2的条件下,电子带质量m_b(不同于CF质量m_*)必须经历一个显著的增加。我们进一步建立了一个有限的平均自由程\ell_0是必不可少的观察到的线性的纵向电导率σ_{xx}(q)从SAW速度的变化。
2000-03-07 cond-mat.mes-hall
Topological Protection in a Landau Flat Band at $ν=7/11$, a Candidate Filling Factor for Unconventional Correlations
本研究在二维电子系统中发现朗道能级填充因子$\ u=7/11$处存在拓扑保护,该态为$\ u=4/11$的粒子-空穴共轭,为研究非常规电子关联提供了新平台。
2025-10-06 cond-mat.mes-hall
Strong enhancement of drag and dissipation at the weak- to strong- coupling phase transition in a bi-layer system at a total Landau level filling nu=1
我们考虑一个双层电子系统在总朗道能级填充因子nu =1,并专注于从弱层间耦合的制度,强耦合(1,1,1)相(或“量子霍尔铁磁体”)的过渡。假设在过渡区的系统是由水坑的(1,1,1)相嵌入在大量的弱耦合状态,我们表明,过渡是伴随着强烈的纵向库仑阻力的增加,达到最大值约$h/2e^{2}$。在这种状态下,纵向阻力随温度的降低而增加.
2001-11-29 cond-mat.mes-hall
Metastable Resistance Anisotropy Orientation of Two-Dimensional Electrons in High Landau Levels
在半满的高朗道能级中,二维电子系统具有集体相,表现出强烈的各向异性电阻率张量。一个弱的,但迄今未知的,本地的主机半导体结构的旋转破磁电位是必要的宏观样品中定向这些阶段。利用已知的面内磁场的外破磁效应,我们发现自然势可以有两个正交的局部极小值。可以在较高的最小值中初始化系统,然后观察其向平衡的松弛。
2003-11-11 cond-mat.mes-hall
Exact Quantization of Even-Denominator Fractional Quantum Hall State at $ν$=5/2 Landau Level Filling Factor
我们报告的超低温实验上的模糊分数量子霍尔效应(HALHE)朗道能级填充因子$ν$ =5/2在一个非常高的迁移率样品的$μ=1.7 \times 10^7$ cm $^2$ /Vs。我们实现了电子温度低至$\sim$ 4~mK,在那里我们观察到消失$R_{xx}$,并首次,一个量化的霍尔电阻,$R_{xy}=h/(5/2e^2)$到2 ppm内。在相邻奇分母状态$ν$ =7/3和8/3处的$R_{xy}$也被量化。在这些分数填充下的$R_{xx}$ -最小值的温度依赖性产生活化能间隙$Δ_{5/2}$ = 0.11 K,$Δ_{7/3}$ = 0.10 K,和$Δ_{8/3}$ = 0.055 K。
1999-07-23 cond-mat.mes-hall
Girvin-MacDonald-Platzman Collective Mode at General Filling Factors: Magneto-Roton Minimum at Half-Filled Landau Level
在$ν=1/3$处的激发谱已证明单模近似是有用的。我们将其应用到一般分数,发现它预测$n$磁旋子极小值的Girvin-MacDonald-Platzman集体模式的色散的分数量子霍尔态在$ν=n/(2n+1)$,和一个磁旋子极小值的复合费米海和成对的复合费米子状态。将考虑结果的实验相关性。
1999-10-27 cond-mat.mes-hall
Anomalously strong pinning of the filling factor nu=2 in epitaxial graphene
我们探讨了强大的量子化的霍尔电阻在外延生长的石墨烯上的Si-终止的SiC。该系统的独特之处在于,在衬底和石墨烯之间的电荷转移中量子相对于经典电容的主导地位使得朗道能级(特别是处于恰好零能量的朗道能级)在非常宽的磁场范围内保持完全填充。这种填充因子的钉扎的一个重要含义是,系统可以维持非常高的非耗散电流。这使得外延石墨烯非常适合量子电阻计量,并且我们在霍尔电阻量子化测量中实现了3/10^10的精度。
2011-05-17 cond-mat.mes-hall
Strongly Anisotropic Electronic Transport at Landau Level Filling Factor $ν= 9/2$ and $ν= 5/2$ Under Tilted Magnetic Field
本文研究了面内磁场增加对二维电子系统朗道能级($ν$ = 11/2,9/2,7/2和5/2)半充满态的影响。在$ν$ = 9/2和11/2的电各向异性相中,$\sim$ 1-2 T的面内磁场克服了其对晶格的初始钉扎并且{ \it重新取向}该相。在$ν$ = 5/2和7/2的初始各向同性相中,面内磁场{ \it诱导}强的电各向异性。在所有情况下,对于高面内场,高电阻轴平行于面内场的方向。
1999-03-10 cond-mat.mes-hall
Spontaneous stripe order at certain even-denominator fractions in the lowest Landau level
在复合费米子的费米海中,已经实现了对半或四分之一填充的最低朗道能级的物理理解,但在其他偶数分母分数下的状态的性质仍然不清楚。在这项工作中,我们调查朗道水平填充的形式$ν=(2n+1)/(4n+4)$,这对应于复合费米子填充$ν^*=n+1/2$。通过考虑各种可能的候选态,我们排除了在这些填充因子下的复合费米子费米海和成对的复合费米子态,并预测系统相分离为$n$和$n+1$填充的复合费米子朗道能级的条纹。
2001-04-11 cond-mat.mes-hall
Disorder Enhanced Nuclear Spin Relaxation at Landau Level Filling Factor One
用全电学方法测量了量子霍尔区GaAs二维电子系统的核自旋弛豫率(1/ $T_1$)。在1/ $T_1$和$ν$中,在朗道能级填充因子$ν=1$附近观察到“倾斜平台”特征。平台的宽度和幅度都随着电子密度的减小而增大。在低温下,1/ $T_1$在倾斜的平台区内表现出Arrhenius温度依赖性。提取的能隙比相应的电荷传输间隙小两个数量级。这些结果指出了无序增强核自旋弛豫的非平凡机制,其中微观不均匀性对与skyrmions相关的低能自旋激发起关键作用。
2015-04-10 cond-mat.mes-hall
Radiation-Induced Zero-Resistance State at Low Magnetic Fields and near Half Filling of the Lowest Landau Level
我们从理论上预言了在最低朗道能级接近半满时辐射诱导的"零电阻态“,它是由复合费米子朗道能级引起的振荡态密度下的光子辅助输运引起的,类似于低磁场下辐射诱导的电子”零电阻态“.基于非微扰理论,我们证明了辐射场不破坏电子和通量量子的束缚态,即复合费米子。我们的预测与辐射场的功率和频率无关。
2004-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
AC Magnetotransport in Reentrant Insulating Phases of Two-dimensional Electrons near 1/5 and 1/3 Landau fillings
我们测量了高质量的二维电子系统(2DES)附近的再入绝缘相(RIP)在朗道填充($ν$)1/5和2/9之间的高频磁输运。RIP中的磁发电机\textit{conductivity}在150 MHz附近具有谐振行为,在$ν$ $\sim$ 0.21处显示出\textit{peak}。我们的数据支持RIP的解释,由于一些钉扎电子固体。我们还研究了最近发现在1/3 $<$ $ν$ $<$ 1/2处具有RIP的狭窄限制的2DES,并且我们揭示了在DC传输中看不到的特征,这表明1/3 $<$和RIP之间存在一些有趣的相互作用。
2004-07-20 cond-mat.mes-hall
Synthesizing $2h/e^2$ resistance plateau at the first Landau level confined in a quantum point contact
全面理解量子霍尔边缘传输,特别是$2/3$态等Laughlin态的空穴共轭,对于推进基础量子霍尔物理和增强量子霍尔边缘干涉术的设计至关重要。在这项研究中,我们报告了一个强大的中间$2h/e^2$电阻量子化的量子点接触(QPC)时,散装设置在分数填充$2/3$量子霍尔态。我们的研究结果表明,两个平衡过程的发生。首先,沿着软QPC臂限制势移动的共同传播的$1/3$边缘完全平衡,并充当单个$2/3$边缘模式。第二,进一步用在QPC中形成的整数$1$边缘模式平衡$2/3$边缘模式。它们之间的完全混合导致在$2h/e^2$量化的对角电阻值。对于散装填充$5/3$发生类似过程,导致中间$(2/3)h/e^2$电阻量化。
2023-01-24 cond-mat.mes-hall
Correlated states of 2D electrons near the Landau level filling $ν=1/7$
低朗道能级填充因子($ν\lesssim1/6$)下二维电子系统(2DES)的基态一直是凝聚态研究中一个备受关注和争议的话题。随着最近超高迁移率GaAs 2DES质量的突破,我们在实验上重新审视了这个问题,并研究了减少无序的影响。在密度为$n=6.1\times10^{10}$ /cm $^2$,迁移率为$μ=25\times10^6$/cm $^2$ /Vs的GaAs 2DES样品中,我们发现当$T\simeq104$ mK时,在$ν=1/7$处纵向磁阻($R_{xx}$)有一个深的极小值.在$ν=2/13$的$R_{xx}$中也有明显的最小值形成迹象。虽然绝缘相仍然占主导地位时,$ν\lesssim1/6$,这些最小值强烈建议分数量子霍尔状态的存在,符合Jain序列$ν=p/(2mp\pm1)$填充因子,即使在非常低的朗道水平填充极限。由关系式$R_{xx}\propto e^{E_A/2kT}$导出的磁场依赖激活能证实了这一观点,并暗示当$ν\neq p/(2mp\pm1)$ .在另一个密度较低的样本中也看到了类似的结果,进一步概括了我们的观察结果。
2022-03-21 cond-mat.mes-hall
The half-filled Landau level - composite fermions and dipoles
费米子陈-西蒙斯理论中的复合费米子方法在描述朗道能级填充因子1/2附近的最低朗道能级的物理学方面非常成功。最近的工作强调了这样一个事实,即真正的准粒子在这些填充因子是电中性的,并携带电偶极矩。在以前的工作中,我们详细讨论了偶极准粒子的两个公式。在这里,我们简要回顾一种方法-称为电子中心准粒子-并显示它如何可以从1/2附近的填充因子扩展到准粒子携带电偶极矩和总电荷。
1999-04-28 cond-mat.mes-hall
Microwave spectroscopic studies of the bilayer electron solid states at low Landau filling in a wide quantum well
在分数量子霍尔效应(Fractional Hall effect,简称FHE)系列的低朗道填充因子$(ν)$终端,二维电子系统(2DES)呈现出一种绝缘相,这种绝缘相被理解为钉扎维格纳固体的一种形式。在这里,我们使用微波光谱探测过渡到绝缘体的宽量子阱(WQW)的样品,可以支持单层或双层状态取决于其总的载流子密度,$n$。我们发现绝缘体表现出共振,这是双层固体的特征。共振还揭示了一对过渡内的固体,这是不可访问的直流传输测量。随着$n$被更深地偏置到双层固体区域,共振以特定强度增长,并且绝缘体内的跃迁消失。这些行为暗示了绝缘相作为液体和固体组分的乳液的图像。
2014-11-14 cond-mat.mes-hall
Possible nematic to smectic phase transition in a two-dimensional electron gas at half-filling
物质的液晶相渗透到自然界和技术中,例子从细胞膜到液晶显示器。值得注意的是,电子液晶相可以存在于二维电子系统(2DES)中的半朗道能级填充在量子霍尔制度。理论已经预测了一种液晶近晶相的存在,它打破了旋转和平移对称性。然而,以前的实验在2DES是最一致的各向异性双相破坏旋转对称性。在这里,我们报告了三个运输现象在半填充超低无序2DES:样品电阻的非单调温度依赖性,大的时间依赖性电阻波动的戏剧性发作,和一个尖锐的功能,在差分电阻暗示脱钉。这些数据表明,随着温度降低,会发生一系列的破胶相变:首先是从各向同性的液体转变为液晶相,最后是液晶近晶相。
2017-11-17 cond-mat.mes-hall
Competition between fractional quantum Hall liquid and Wigner solid at small fillings: Role of layer thickness and Landau level mixing
在相互作用占主导地位的非常低的朗道能级填充因子($ν$)下,二维电子系统(2DES)的基态的命运是什么?一个有序的电子阵列,即所谓的维格纳晶体,一直被认为是答案。事实上,正是在寻找难以捉摸的维格纳晶体的过程中,人们发现了一种意想不到的、不可压缩的液态,即$ν=1/3$的分数量子霍尔态。理解液态和固态基态之间的竞争一直是基础研究的一个活跃领域。在这里,我们报告一个新的二维系统的电子被限制在一个AlAs量子阱的实验数据。异常高质量的样品和大的电子有效质量,使我们能够确定液-固相图的二维电子在一个大范围的填充因子附近的$\simeq 1/3$和$\simeq 1/5$。的数据和它们的比较与现有的理论相图揭示了决定占主导地位的基态的朗道能级混合和有限的电子层厚度的关键作用。
2020-10-29 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
Electronic resistances of multilayered two-dimensional crystal junctions
我们进行了逐层的调查,以了解电子输运跨越金属绝缘体金属结。采用第一性原理密度泛函理论,在广义梯度近似下,研究了结的界面结构。我们发现,作为一个功能的晶体层的数量计算的多层硅烯结的传输系数衰减慢得多,比BN为基础的结。我们重新审视了电子输运的半经典玻尔兹曼理论,并应用到多层硅烯和BN为基础的结。在高透射率区的计算电阻小于由Landauer公式提供的电阻。随着势垒厚度的增加,玻尔兹曼公式和朗道公式的结果趋于一致。我们提供了一个上限的透射系数低于该值,Landauer方法变得有效。定量地,当传输系数低于每个通道的$ \sim 0.05 $时,由用于计算电阻的Landauer公式引入的误差可以忽略。此外,我们发现结的电阻并不完全由平均透射率决定,还与第一布里渊区的透射率分布有关。
2015-06-03 cond-mat.mes-hall
Spin-flip excitations, spin waves, and magneto-excitons in graphene Landau levels at integer filling factors
我们研究了整数量子霍尔机制下石墨烯中的集体电子激发,主要集中在自旋反转激发,如自旋翻转和自旋波激发。我们表明,这些激发正确占在随时间变化的Hartree-Fock和强磁场近似,相反,自旋守恒(磁激子)模式,其中涉及一个强大的朗道级混合在非零波矢量。集体激发的观点,如科恩和拉莫尔的突出定理进行了讨论。虽然后者在石墨烯中仍然有效,并产生了对自旋相关模式的理解,但科恩定理不适用于石墨烯中的相对论电子。最后计算了弱磁场极限下化学势的交换修正。
2010-11-11 cond-mat.mes-hall
Hysteretic behavior and evidence for domain formation in a double-layer quantum Hall system at total filling factor 2
我们报告的异常行为,在双层二维空穴气(2DHG)在偶数整数填充因子,其中包括滞后的纵向和霍尔电阻和一个非常弱的温度依赖性的电阻最小值。当在2DHG的顶部放置薄金属膜时,所有异常消失,并且常规的量子霍尔效应行为恢复。该行为是由于存在的理论预测的磁有序在偶数整数填充因子,导致宏观自旋电荷域的形成。
1998-04-24 cond-mat.mes-hall
Phase diagram of two dimensional electron gas in a perpendicular magnetic field around Landau level filling factors ν=1 and ν=3
使用热力学分析晶体和液相之间的测量熔化曲线$T_{m}(ν)$,以提取磁化强度$ΔM$的变化作为$ν=1$附近的朗道能级填充因子\ $ν,$的函数。本文用Skyrmions解释了$ΔM$($ν)$).在$ν=3$附近,维格纳晶体是最可能的固相,实验排除了Skyrmions。
2005-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Observation of anti-levitation of Landau levels in vanishing magnetic fields
本文报道了高质量异质结绝缘栅场效应晶体管中朗道能级在消失磁场中的反悬浮行为。在电子密度与磁场关系的朗道扇形图中,发现在朗道能级填充ν= 4,5,6时,磁阻极小值的位置移到“传统”朗道能级线以下,电子密度降低。此外,偶数和奇数填充因子在反悬浮中表现出定量上不同的行为,表明交换相互作用可能是重要的。
2016-04-19 cond-mat.mes-hall
Anisotropic transport in unidirectional lateral superlattice around half-filling of the second Landau level
我们已经观察到显着的传输各向异性在短周期(a=92 nm)的单向横向超晶格周围的填充因子nu=5/2和7/2:磁电阻显示出一个尖锐的峰值沿调制光栅的电流,而下降出现在整个光栅的电流。通过改变电子密度n_e,改变a/l(l=sqrt{hbar/eB_perp}为磁长)的比值,表明在a/l = 6.6 alt a/l alt 7.2的范围内出现了nu=5/2的各向异性特征,并改变了它们的强度,在a/l simeq = 6.7时最明显。峰/谷随着温度而变宽,大致保持其高度/深度高达250 mK。磁共振实验表明,面内磁场B_|垂直于光栅,但几乎完全被B_|与光栅平行。观测结果表明,稳定的单向电荷密度波或条纹相位的弱外部周期性调制在第二朗道水平。
2002-06-19 cond-mat.mes-hall
Competition between quantum-liquid and electron-solid phases in intermediate Landau levels
在能量计算的基础上,研究了朗道能级n= 1,2和3下量子液相和电子固相之间的竞争随部分填充因子的变化.而量子液相仅在部分填充因子的量子化值1/(2s+1)附近是稳定的,具有少量电子的团簇的三角形晶格形式的电子固体(气泡相)在这些填充物之间在能量上是有利的。这种电子-固相的交替,是绝缘的,因为它们被样品中的残留杂质钉扎,和量子液体显示分数量子霍尔效应解释了最近观察到的积分量子霍尔效应在朗道能级n=1和2的重新进入。在最后一个朗道能级的半填充附近,单向电荷密度波(条纹相)具有比气泡相更低的能量。
2003-12-17 cond-mat.mes-hall
Composite Fermion States around 2D Hole Landau Level Filling Factor 3/2 in Tilted Magnetic Fields
在倾斜磁场下对一系列掺C(001)AlGaAs/GaAs/AlGaAs二维空穴样品进行了输运测量。由于大的g因子,塞曼能量是大的并且与这些样品中的回旋能量相当。另一方面,发现面内分量g//很小,倾斜磁场的作用主要是增加空穴的有效质量。研究了朗道能级(LL)填充因子为3/2附近复合费米子态的自旋跃迁。我们发现ν = 4/3态经历了部分到完全的自旋极化转变,与电子样品的模式一致.此外,在很大的倾斜角下,在ν = 3/2处出现高阻相。我们解释这两种现象的结果,主要是由轨道效应驱动的LL交叉。在这些系统中,自旋自由度在ν = 3/2附近的α-H态中所起的作用将被讨论。
2016-07-26 cond-mat.mes-hall
From conductance viewed as transmission to resistance viewed as reflection. An extension of Landauer quantum paradigm to the classical case at finite temperature
该研究基于涨落耗散定理将Landauer“电导即透射”范式推广至有限温度宏观经典导体,给出电导与电阻的对偶表达式,并在一维零温度极限恢复量子结果。
2023-11-03 cond-mat.mes-hall
Low energy band structure in Bernal stacked hexlayer graphene: Landau fan diagram and resistance ridge
通过测量配备有顶部和底部栅电极的高迁移率石墨烯样品在低温和磁场中的输运性质,研究了Bernal堆叠六层石墨烯的低能能带结构。通过分析朗道扇形图,发现六层石墨烯由重叠并形成半金属的三个不同的双层状带组成。电子能带结构受到由顶部和底部栅极电压产生的垂直电场的显著影响。非扇形图显示了零模朗道能级的分裂,同时在零磁场下电阻率的顶部和底部栅极电压依赖性也显示了脊状结构,类似于最近在四层石墨烯中发现的结构。结果表明,脊结构起源于Bernal堆叠六层石墨烯的能带结构.大部分脊起源于双层带的底部,少数脊起源于能隙结构,该结构由于三角弯曲而局部闭合,并有望形成迷你狄拉克锥。
2019-01-23 cond-mat.mes-hall
Composite fermions in the half-filled lowest Landau level: a macroscopic justification
导出了最低朗道能级(LLL)接近半填充时无自旋电子的有效哈密顿量。与标准Chern-Simons理论(CS)中的处理相反,我们首先投影到LLL,然后才对哈密顿量应用CS变换。在忽略规范场涨落的情况下,变换后的场算符在最低朗道能级上只有{ \it和}具有小波数的费米子对易关系.当作用于半填充的哈密顿量时,{ \it规范变换去除了相互作用中的磁项,但并没有消除磁场。
1999-04-01 cond-mat.mes-hall
Coexistence of two hole phases in high-quality $p$-GaAs/AlGaAs in the vicinity of Landau level filling factors $ν$=1 and $ν$=(1/3)
我们研究了高迁移率$p$ -GaAs/AlGaAs量子阱($p=1.2\times 10^{11}$ ~cm $^{-2}$)在两个朗道能级填充因子$ν$值附近的横向交流磁导:$ν=1$(整数量子霍尔效应)和$ν=1/3$(分数量子霍尔效应).复横向交流电导,$σ_{xx}^{AC} (ω)$,发现从同时测量的衰减和速度的表面声波(SAW)沿压电晶体和二维孔系统之间的界面传播的调查。我们分析了空穴电导的实部和虚部,并比较了填充因子1和填充因子1/3的结果之间的异同。在这两个$ν$的$σ(ν)$依赖性中,在这些值的左侧和右侧都出现了特定形状的最大值“翅膀”。对我们在不同温度和表面声波频率下的声学测量结果的分析使我们能够将这些翅膀归因于集体局域态的形成,即钉扎维格纳晶体的域,即,维格纳固体。虽然维格纳固体已经观察到在2D孔系统之前,我们能够检测到它在最高的空穴密度,因此,最低的孔-孔相互作用报告。
2023-02-06 cond-mat.mes-hall
Direct Comparison of Fractional and Integer Quantized Hall Resistance
我们提出了精确测量的分数量子霍尔效应,其中在填充因子为1/3的分数量子霍尔状态的量化电阻$R^{[1/3]}$与由填充因子为2的整数量子霍尔状态表示的量化电阻$R^{[2]}$进行了比较。低温电流比较器桥能够电流下降到纳安培范围被用来直接比较两个GaAs基器件位于两个低温恒温器的两个电阻值。获得比率$(R^{[1/3]}/6R^{[2]})$的$1 - (5.3 \pm 6.3) 10^{-8}$值(95%置信水平)。这构成了单粒子系统中整数电阻量子化(以$h/e^2$表示)和分数带电准粒子系统中分数量子化的最精确比较。虽然与实际计量学无关,但这种对基础物理学有效性的测试在即将到来的SI修订的背景下具有重要意义。
2017-06-06 cond-mat.mes-hall
Wigner solids of wide quantum wells near Landau filling $ν=1$
在整数量子霍尔效应的朗道填充($ν$)范围内的微波光谱揭示了由准粒子或准空穴组成的维格纳固体(WS)的钉扎模式共振。我们研究了宽量子阱中$ 0.8\leν\le1.2$的钉扎模式,改变密度$n$,并在磁场中倾斜样品$θ$角度。访问三个不同的WS阶段。一个相,S1,在现象上与窄QW的IQHE中观察到的WS相同。第二相S2存在于比S1更远离$ν=1$的$ν$处,并且需要足够大的$n$或$θ$,这意味着S2被塞曼能量稳定。从钉扎模式的消失估计的S1和S2的熔化温度显示出与$ν$不同的行为。在最大的$n$或$θ$时,S2消失,第三相S1 A取代S1,也表现出钉扎模式。当WQW $ν=1$ IQHE变为双组分Halperin-Laughlin $\pone$状态时,会发生这种情况。我们将S1 A解释为$\pone$激发的WS,这是以前没有观察到的。
2018-10-13 cond-mat.mes-hall
Current Induced Nuclear Spin Depolarization at Landau Level Filling Factor nu=1/2
量子霍尔机制中电子与核自旋之间的超精细相互作用为操纵和探测核自旋提供了强有力的手段。在这项工作中,我们证明了核自旋极化的显着变化,可以通过施加电流在朗道能级填充因子nu=1/2的二维电子系统中创建。在nu= 2/3和1/2的电子自旋跃迁被用于测量核自旋极化。从这两种不同的核磁测量方法中得到了一致的结果。有限厚度的电子波函数被发现是很重要的,即使是一个狭窄的量子阱。电流对核自旋的影响可以归因于电子加热以及nu=1/2时核自旋系统与电子自旋系统之间的有效耦合。由电流升高的电子温度可以基于核自旋弛豫速率的测量用温度计测量。核自旋极化遵循居里定律依赖于电子温度。这项工作也使我们能够评估电子g因子在高磁场以及复合费米子的极化质量。
2012-05-11 cond-mat.mes-hall
Ising quantum Hall ferromagnetism in Landau levels $\left\vert N\right\vert \geq 1$ of bilayer graphene
垂直于Bernal堆叠的双层石墨烯中的手性二维电子气(C2 DEG)I施加的磁场将动能量化为离散的朗道能级$N=0,\pm 1,\pm 2,...$。当朗道能级$N=0$是八倍简并时,当计算自旋和谷自由度时,较高的朗道能级($ \left\vert N\right\vert \geq 1$)是四倍简并。在这项工作中,Hartree-Fock近似被用来研究在整数填充$ \widetilde{ν}=1,2,3$这些更高的朗道水平的C2 DEG的相图。在这些填充因子下,C2 DEG是谷或自旋伊辛量子霍尔铁磁体。在奇数填充时,C2 DEG是自旋极化的,并且其所有电子都在一个谷或另一个谷中。与朗道能级$N=0.$中的大多数基态相比,没有谷间相干性。在均匀填充时,$\widetilde{ν}=2,$ C2 DEG或者是完全自旋极化的,电子占据两个谷,或者是自旋非极化的,电子占据两个谷中的一个。一个有限的电场(或偏置)垂直于C2 DEG的平面,诱导这些不同的基态之间的一系列一阶相变。输运能隙或其斜率在发生转变的偏压处是不连续的。这种不连续性可能导致在该偏压下C2 DEG的输运性质的变化。
2014-06-18 cond-mat.mes-hall
Quantized escape and formation of edge channels at high Landau levels
本文介绍了超高迁移率二维电子气的非局域电阻测量。我们的实验表明,即使在弱磁场沿边缘的经典引导导致在宏观距离上的强非局部电阻。在这种高朗道能级状态下,沿边缘的输运是耗散的,并且可以通过沿边缘的电压降的幅度来控制。我们报告共振在非本地运输作为这个电压的函数,被解释为逃逸和形成的边缘通道。
2012-12-10 cond-mat.mes-hall
Non-Abelian quantized Hall states of electrons at filling factors 12/5 and 13/5 in the first excited Landau level
本文给出了在填充因子为12/5和13/5的环面几何中,考虑库仑相互作用和非零厚度效应的第一激发(n=1)朗道能级电子的基态的大量数值计算结果。在一个区域,包括这些实验相关的值,我们发现,能谱和与审判状态的重叠支持以前的假设,该系统是在非阿贝尔k = 3液相,我们在以前的论文中介绍。
2006-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Microwave photoresponse in the 2D electron system caused by intra-Landau level transitions
本文研究了当回旋频率超过微波辐射频率时,微波辐射对二维电子直流磁电阻效应的影响。低于30 GHz的辐射会在宽磁场范围内对电阻产生强烈的抑制,而较高的频率会在Shubnikov-de Haas振荡的阻尼中产生非单调行为。这些观察结果解释了由微波诱导的内朗道能级跃迁的非平衡电子分布函数的创建。
2004-09-09 cond-mat.mes-hall
Many-body filling-factor dependent renormalization of Fermi velocity in graphene in strong magnetic field
我们提出了在强磁场中,由于库仑相互作用,考虑在重整化费米速度的多体修正的回旋跃迁能量的理论。一个特别强调的是最近的实验中,详细的依赖关系,这种速度上的朗道能级填充因子的个人过渡进行了测量。在静态无规相位近似下,考虑了多体交换、激子修正和相互作用屏蔽,成功地解释了实验数据的主要特征,特别是当朗道0能级部分填充时费米速度出现平台,当载流子密度较高时费米速度由于屏蔽的增强而迅速下降.我们还解释了在早期的无序石墨烯回旋共振实验中观察到的费米速度的非单调填充因子依赖性的特征,考虑到无序引起的朗道能级加宽。
2019-02-13 cond-mat.mes-hall
Lifting of the Landau level degeneracy in graphene devices in a tilted magnetic field
我们报告了石墨烯器件在高达30 T的磁场中的输运和电容测量。在这两种技术中,我们观察到的朗道能级的完全分裂,我们采用倾斜场实验来解决所观察到的对称性破缺状态的起源。在最低能级,自旋简并被删除填充因子$ν=\pm1$,我们观察到一个增强的能隙。在较高的水平,谷简并被删除在奇数填充因子,而自旋极化态形成在偶数$ν$。虽然奇数填充因子在较高的水平点的分裂的自发起源的观察,我们发现,在$ν= -4,-8$,和$-12$的间隙的主要贡献是由于塞曼能量。
2015-11-26 cond-mat.mes-hall
Comment on ``Evidence for Anisotropic State of Two-Dimensional Electrons in High Landau Levels''
在最近的一封信M。Lilly等人[PRL 82,394(1999)]已经表明,在某些二维电子系统中可以出现高度各向异性的状态。在所研究的大正方形样品中,发现在两个垂直方向上测量的电阻在低温和某些磁场下具有可能为60或更大的比率。在霍尔棒测量中,发现各向异性比要小得多(大约为5)。在这篇评论中,我们解决了这个矛盾,注意到的各向异性的底层片电阻率是正确的霍尔棒电阻测量表示,但表现出指数增强的电阻测量正方形样品由于简单的几何效应。然而,我们注意到,这种潜在的电阻率各向异性的起源仍然是未知的,这里不讨论。
1999-03-11 cond-mat.mes-hall
Frequency Dependence of Diagonal Resistance in Fractional Quantum Hall Effect via Periodic Modulation of Magnetic Field
分数量子霍尔(FractionalQuantumHall,简称FQH)态的能谱由忽略电子间库仑相互作用的单电子能量(朗道能量)、经典库仑能量和通过量子跃迁产生的量子能量组成。在此,朗道能和经典库仑能之和连续地取决于填充因子的值。然而,量子跃迁能量不连续地依赖于填充因子的值。这种不连续性产生了许多稳定的C3 H态的能隙。特定填充因子的能隙产生霍尔电阻的精确限制。一个新的实验被认为是如下;作为一个例子,磁场强度被固定为在2/3的填充因子下限制霍尔电阻的值。此外,频率为f的磁调制应用于系统。测量了对角电阻的频率依赖性。然后,它是在本文中示出的对角电阻急剧变化,在某些频率值f0。我们阐明了该值f_0与霍尔平台磁场强度宽度dB之间的关系为f_0 = e dB /(4 π m),其中-e为电子电荷,Pi =3.141592,m为电子质量。
2008-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Edge Channel Interference Controlled by Landau Level Filling
研究了整数量子霍尔机制下电子马赫-曾德尔干涉仪中Aharonov-Bohm干涉的可见性。可见度由填充因子$ν$控制,仅在$ν\approx 2.0$和1.0之间观察到,在接近$ν=1.5$时出现意外最大值。从可见度的温度和电压依赖性中提取的三个能量尺度以与填充因子非常相似的方式变化,表明干涉的不同方面敏感地依赖于形成量子霍尔边缘通道的可压缩和不可压缩条带的局部结构。
2008-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of a cyclotron harmonic spike in microwave-induced resistances in ultraclean GaAs/AlGaAs quantum wells
本文报道了在毫米波辐照和弱磁场作用下,在超净(迁移率为3 × 10^7cm ^2/Vs)GaAs/AlGaAs量子阱中观察到的一个巨大的、窄的电阻峰。这样的尖峰叠加在第二谐波微波诱导的电阻振荡(MIRO)上,但具有大于MIRO的300%的幅度,并且典型的FWHM ~50 mK,与朗道能级宽度相当。系统的研究表明,在这些量子阱的尖峰和一个明显的负磁阻之间的相关性,提出了一种机制的基础上的相互作用的强散射体和平滑的无序。或者,尖峰可以被解释为四极共振和高阶回旋跃迁之间的量子干涉的表现,在分离良好的朗道能级。
2010-10-26 cond-mat.mes-hall