Topological Phase Diagram of a Two-Subband Electron System
我们给出了一个具有两个子带的二维电子系统的相图。利用门控GaAs/AlGaAs单量子阱,我们绘制出了密度-磁场平面上各种量子霍尔态的相位图。实验相图显示了一个非常不同的拓扑结构,从传统的朗道风扇图。我们发现区域的负微分霍尔电阻,这被解释为长期寻求再入量子霍尔跃迁的初步证据。从朗道能级和子带混频的角度讨论了反常拓扑和负微分霍尔电阻的起源。
1999-05-18 cond-mat.mes-hall
Fractional quantum Hall states versus Wigner crystals in wide quantum wells in the half-filled lowest and second Landau levels
我们研究了在垂直磁场作用下的宽阱二维电子系统中,在最低和第一激发朗道能级的半填充时可能出现的数值上不同的相位。在仅考虑量子阱的两个最低电子子带的双组分模型中,我们推导出了与Shabani等人的实验相图相媲美的相图。[Phys. Rev. B 88,245413(2013)]。除了可压缩的复合费米子费米液体在狭窄的井与大量的子带隙和不可压缩的两个组件(331)Halperin状态,我们确定在最低的朗道水平的矩形维格纳晶体占据第二子带。这种晶体可能是实验观察到的绝缘相在宽阱和高电子密度的限制的起源。在第二个朗道能级中,不可压缩的Pfronan态,它发生在窄阱和大的子带隙,也被一个中间区域从一个大阱的限制,其中一个类似的矩形维格纳晶体在激发子带是基态,作为最低的朗道能级。然而,中间区域的特征在于不可压缩状态,其由每个组件中的两个四通量Pfrons组成。
2015-12-15 cond-mat.mes-hall
Inter-subband resistance oscillations in crossed electric and magnetic fields
研究了垂直于单GaAs量子阱的电流和磁场作用下非线性电阻的量子振荡。在小磁场下,电流引起的振荡表现为最低子带内朗道能级之间的朗道-齐纳跃迁。这些振荡的周期与磁场成正比。在高磁场下,不同类型的量子振荡以一个周期出现,该周期与磁场无关。在固定电流下,振荡在逆磁场中是周期性的,其周期与直流偏置无关。所提出的模型认为,这些振荡的空间变化的结果引起的电流的两个子带之间的能量分离。
2012-06-22 cond-mat.mes-hall
Electronic and optical properties of graphene nanoribbons in external fields
综述了石墨烯纳米带在磁场、电场、复合场和调制场中的电学和光学性质。考虑了侧向约束、曲率、堆叠、非均匀子系统和混合结构等因素的影响。由于外场与几何结构之间的复杂竞争而产生的特殊电子性质包括许多一维抛物子带、驻波、特殊的边缘局域态、宽度和场相关的能隙、磁量子化的准朗道能级、曲率诱导的振荡朗道子带、准朗道能级的交叉和反交叉、层状结构中能谱的共存和组合、以及态密度中的各种峰结构。存在不同的吸收光谱和不同的选择规则,包括边依赖选择规则、磁光选择规则、朗道吸收峰的分裂、群内和群间朗道跃迁以及类单层和类双层朗道吸收光谱的共存。理论计算和实验测量之间进行了详细的比较。预言的结果,抛物线子带,边缘局域态,间隙开放和调制,朗道子带的空间分布,已被各种实验测量验证。
2016-01-10 cond-mat.mes-hall
More Realistic Hamiltonians for the Fractional Quantum Hall Regime in GaAs and Graphene
我们构建了一个有效的哈密顿电子在分数量子霍尔制度的GaAs和石墨烯,考虑到朗道能级混合(GaAs和石墨烯)和子带混合(GaAs,由于量子阱的非零宽度)。这种混合具有破坏粒子-空穴对称性以及重整化粒子间相互作用强度的重要定性效应。这两种效应都可能对$ν=5/2$处的分数量子霍尔效应由支持非阿贝尔激发的状态(如摩尔-里德-普夫朗态或反普夫朗态)描述的前景产生重要影响。对于GaAs,朗道能级和子带混合破坏了所有朗道能级和子带混合中的粒子-空穴对称性,由于有限的厚度,导致库仑相互作用的额外短程软化,进一步重整化哈密顿量;此外,朗道能级和子带能量间距是可比的,因此同时考虑这两种效应是至关重要的。我们发现,在石墨烯中,朗道能级混合只打破最低朗道能级($N\neq0$)之外的粒子-空穴对称性。朗道能级混合在石墨烯中可能特别重要,因为朗道能级混合参数与外部磁场无关并且是一阶的。我们的现实哈密顿将作为未来数值研究的起点。
2013-07-02 cond-mat.mes-hall
On Hofstadter butterfly spectrum: Chern-Simons theory, subband gap mapping, IQHE and FQHE labelling
磁场以几种方式影响布洛赫能带结构。首先,它打破布洛赫带磁子带或朗道能级加宽到磁布洛赫带。在能量标度的中心部分中的子带的所得组与整数量子霍尔效应(IQHE)相关联。然后在高场下,它分别改变剩余的最低和最高子带的积分态密度,这可以与分数量子霍尔效应(Fractional Quantum Hall Effect,简称FWHE)相关联。在这里,我们采用麦克斯韦陈-西蒙斯规范理论制定的子带隙映射算法,并构建蝴蝶轮廓的霍夫施塔特频谱。确定了频谱中负责IQHE的两个区域。在非常高的磁场的最高和最低的子带的影响,分别由磁场引起的重组的集成状态密度在每个子带。两个子带中的每一个的所得变换负责所述CQHE。因此,在能量尺度的中心区域,由间隙映射定义的子带的主要组负责IQHE。传达磁谱的迭代性质的最高和最低子带的精细结构是由磁场对每个相应子带中的积分态密度进行分级缩放和重构的结果,并且负责磁谱的精细结构。
2021-10-16 cond-mat.mes-hall
Electron-electron scattering processes in quantum wells in a quantizing magnetic field: II. Scattering in the case of two subbands
P.N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院列别捷夫物理研究所)
研究两个子带朗道能级间的电子-电子散射,计算包含所有跃迁类型的散射率矩阵,分析并确定不同类型跃迁的相对速率,建立量子化磁场取向对散射过程的影响。
2026-07-02 cond-mat.mes-hall
Redistributing Chern numbers of Landau subbands: tight-binding electrons under staggered-modulated magnetic fields
本文研究了在磁场中电子的磁输运性质,磁场的磁通强度为$ϕ\pmΔϕ$。发现了霍尔电导的一种新的特殊行为,并且对弱无序具有鲁棒性:如果$ϕ={p\over{2N}}\times{2π}$($p$和$2N$是互质整数)是固定的,则朗道子带的陈数将在相邻对之间重新分布,因此当$Δϕ$从0增加到临界值$Δϕ_c$时,总的量子化霍尔电导在临界填充处表现出由$\pm{N}e^2/h$的直接跃迁。这一效应可以作为对交错磁通相的实验探索。
2007-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electron-phonon scattering at the intersection of two Landau levels
我们预测了量子化磁场中的双子带准二维电子系统的声子介导纵向电导率$σ_{xx}$的磁场依赖性的双共振特征。当属于不同尺寸量子化子带的两个朗道能级之间的能量分离有利于声学声子跃迁时,$σ_{xx}$中出现两个尖锐的峰。计算了电子电导率的单声子机制和双声子机制,并进行了相互比较。声子介导的交叉朗道能级之间的相互作用被认为是没有避免交叉发现在热平衡。
2002-02-11 cond-mat.mes-hall
Effects of transverse electric fields on Landau subbands in bilayer zigzag graphene nanoribbons
利用Peierls紧束缚模型研究了准一维锯齿形石墨烯纳米带的磁电性质。准朗道能级(QLL)是指在k空间某个区域内的无色散朗道子带,是磁约束效应和量子约束效应相互竞争的结果。在双层系统中,层间相互作用导致两组QLL,一组发生在费米能级,另一组发生在更高的能量。横向电场能使能谱发生畸变,使两组QLL发生倾斜,并引起超导体-金属的相变。从波函数的角度探索了电子的分布,清晰地讨论了朗道态在电场影响下的演化。更有趣的是,能谱中的能带混合现象与态混合有关,态混合在波函数中可以明显地看到。最后给出了可以通过表面检测和光学实验(如扫描隧道光谱和吸收光谱)验证的态密度。
2013-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron-phonon interaction in a two-subband quasi-2D system in a quantizing magnetic field
我们预测了一个具有两个子带的准二维电子系统的声子介导迁移率随磁场变化的双共振特性。当对应于不同尺寸量化子带的两个朗道能级彼此接近但不重合时,这些共振发生。我们还讨论了非平衡声子的影响。电子布居的拉比样振荡和发射的声子在新的频率进行了预测。
2001-11-20 cond-mat.mes-hall
Multiple crossing of Landau levels of two-dimensional fermions in double HgTe quantum wells
由两个碲化汞层组成的双量子阱系统被一个隧道透明势垒隔开,有望表现出多种相态,包括二维无带隙半金属和二维拓扑绝缘体。在这样的系统中的几个子带的存在下,导致一个丰富的填充因子图中的量子霍尔制度。我们已经进行了磁输运测量的HgTe基双量子阱在无隙和带隙状态,并观察到许多属于不同的子带朗道能级之间的交叉。我们分析了朗道能级交叉模式,并与理论计算结果进行了比较。
2021-01-13 cond-mat.mes-hall
Light scattering from a periodically modulated two dimensional electron gas with partially filled Landau levels
研究了垂直磁场中周期调制二维电子气的光散射。如果子带被部分填充,则作为频率的函数的介电函数的虚部包含对于完全填充的子带的情况的附加不连续性。可以从部分填充因子确定不连续的位置,并且不连续的高度可以与调制电势直接相关。光散射截面包含一个新的峰,该峰对于整数填充是不存在的。
1997-03-12 cond-mat.mes-hall
Magnetization of a two-dimensional electron gas with a second filled subband
我们测量了GaAs/AlGaAs异质结中的双子带二维电子气的磁化强度。与具有单个子带的二维电子气相比,我们观察到非1/B周期性的三角形磁化振荡,其振幅显著小于$1 μ_{\mathrm{B}}^*$/electron. All三种效应由场相关的自洽模型解释,表明磁化的形状由限制势中的振荡主导。此外,在1 K,我们观察到小的振荡在磁场的朗道水平的两个不同的子带交叉。
2003-08-25 cond-mat.mes-hall
When are the $q/3$ fractional quantum Hall states stable?
在宽GaAs量子阱中,我们可以调整费米能级($E_F$)位于两个占据的电子子带的不同朗道能级的磁输运测量揭示了在$ν$ = 10/3,11/3,13/3,14/3,16/3和17/3的分数量子霍尔态的出现和消失的显着模式。数据提供了直接的证据,$q/3$状态是稳定和强大的,即使在这样高的填充,只要$E_F$位于基态(N=0)朗道水平的两个电子子带,无论该水平属于对称或反对称的子带。显然,反对称子带的面外方向上的节点不会使$q/3$分数态不稳定。另一方面,当$E_F$位于任一子带的激发($N>0$)朗道能级时,面内方向上的波函数节点削弱或完全使$q/3$分数量子霍尔态不稳定。我们的数据还表明,$q/3$态保持稳定非常接近的两个朗道能级属于两个子带的交叉点,特别是如果水平有平行的自旋。
2011-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magneto-transport Subbands Spectroscopy in InAs Nanowires
我们报告在大磁场(高达55 T)下的InAs纳米线的磁输运测量,提供了一维电子能带结构的直接光谱。大调制介导的费米能量的精确控制的磁导揭示了朗道碎片,携带的指纹的限制InAs材料。我们的磁能带结构的数值模拟一致地支持实验结果,并揭示了电子约束的关键参数。
2013-11-13 cond-mat.mes-hall
Effects of periodic scattering potential on Landau quantization and ballistic transport of electrons in graphene
在垂直于石墨烯层的外部磁场的存在下,将散射体的二维周期性阵列引入单层石墨烯。数值求解了这种系统的本征值方程,得到了分裂朗道子带的结构与波数和磁通量的关系。证明了强散射势引起的赝自旋耦合和朗道子带混合效应。此外,我们还研究了有磁场存在时的方势垒隧穿问题,并证明了石墨烯和二维电子气在调制能带结构上的关键区别。低磁场区对狄拉克费米子特别有意义,并已被讨论过。本文研究了Dirac电子通过磁势垒的隧穿过程,以补充已有的关于环境磁场中静电势散射的结果。
2013-09-26 cond-mat.mes-hall
Upper bounds on the density of states of single Landau levels broadened by Gaussian random potentials
我们研究了欧氏平面R^2上的非相对论性带电粒子在垂直恒定磁场和R^2-齐次随机势作用下的情形,近似地将希尔伯特空间L^2(R^2)上相应的随机朗道哈密顿量限制在单个但任意的朗道能级的本征空间中。对于广泛的一类高斯随机势,我们严格证明了相关的限制积分态密度是绝对连续的勒贝格测度。我们构造明确的上界所产生的衍生物,限制态密度。因此,任何给定的能量几乎肯定不是限制随机朗道哈密顿量的本征值。
2001-10-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall math-ph
Hall conductance of Bloch electrons in a magnetic field
在不忽略朗道带耦合的情况下,研究了在垂直磁场作用下二维周期势场中电子的能谱和量子化霍尔电导.值得注意的是,即使是弱的朗道带耦合霍尔电导的显着变化相比,一个带近似的霍夫施塔特的butterfly被发现。的主要偏差是重排的子带和意想不到的子带贡献的霍尔电导。
1997-05-21 cond-mat.mes-hall
Many-body effects on the $ρ_{xx}$ ringlike structures in two-subband wells
二维电子气的纵向电阻率$ρ_{xx}$的阱中形成的两个子带显示环状结构时,绘制在密度-磁场图,由于交叉的自旋分裂朗道能级(LLS)从不同的子带。利用自旋密度泛函理论和线性响应,我们研究了这些结构的形状和自旋极化作为温度和磁场倾斜角的函数。我们发现(i)由于量子霍尔铁磁相变,一些环在足够低的温度下“断裂”,从而在内部表现出高度的自旋极化($\sim 50 $ %),与Zhang \textit{et al.} [Phys.Rev.Lett. { \bf 98},246802(2007)],和(ii)对于增加倾斜角,由于LL间耦合和交换相关(XC)效应引起的反交叉之间的相互作用导致环在某个临界角$θ_c$处的坍塌,与Guo \textit{et al.}的数据[Phys. Rev. B { \bf 78},233305(2008)]一致。
2010-03-09 cond-mat.mes-hall
Resonant Landau-Zener transitions in helical magnetic fields
研究了螺旋磁场中磁性半导体波导(纳米线)中自旋相关的电子输运。我们已经表明,除了位于等于螺旋场幅度$B_h$的磁场处的已知电导下降之外,在不同于$B_h$的磁场处出现额外的电导下降(电导为零)。这种效应发生在非绝热制度被解释为从自旋分裂的子带之间的共振朗道-齐纳跃迁。
2014-10-28 cond-mat.mes-hall
Metastable Charge Distribution Between Degenerate Landau Levels
本文研究宽量子阱中简并朗道能级交叉处的电子分布不稳定性,发现强无序导致磁滞现象,而层内相互作用主导时可在 1/3 和 2/3 填充处稳定分数量子霍尔效应。
2024-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dynamic nuclear polarization at high Landau levels in a quantum point contact
我们展示了一种在高朗道能级下工作的量子点接触中探测核自旋的方法。电阻检测的核磁共振(RDNMR)可以在低于$1$ T的磁场下达到$5$ th Landau能级。我们能够保留的RDNMR信号中的第一个一维子带的自旋简并仍然保留的条件。此外,轨道运动对第一个1D子带的影响可以比静电约束的影响小。该方法是研究量子点接触在零磁场附近电子态的一种很有前途的手段。
2018-05-17 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Exact-diagonalization studies of trion energy spectra in high magnetic fields
采用精确数值对角化方法研究了强磁场下掺杂GaAs量子阱中正负三电子的结合能。与以前的计算相比,在库仑矩阵元的积分中采用自洽子带波函数,并在希尔伯特空间中加入了更高的子带和多个朗道能级,从而充分考虑了量子阱的有限宽度和单侧掺杂引起的量子阱的不对称性.详细分析了精确对角化方案的精度和收敛性,包括对朗道能级和子带混合的依赖性、对价带单粒子谱的敏感性以及有限尺寸误差的估计。主要结果是激子色散和trion结合能谱计算的磁场,量子阱宽度,电子浓度的函数,和存在的电离杂质。作为补充方法,还使用了量子阱平面上的精确对角化和法向变分计算的结合。
2006-09-05 cond-mat.mes-hall
Multicomponent fractional quantum Hall states with subband and spin degrees of freedom
在宽GaAs量子阱中,两个电子子带被占据,我们施加平行磁场或增加电子密度,以引起这些子带的两个$N=0$朗道能级的交叉,并具有相反的自旋。在交叉点附近,填充因子范围$1<ν<3$内的分数量子霍尔态表现出一系列由自旋和子带自由度之间的相互作用引起的赝自旋极化跃迁。跃迁的场位置产生了复合费米子离散能级分离的新的定量测量。令人惊讶的是,当电子具有更高的自旋极化时,分离更小。
2015-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Novel Radiation-induced Magnetoresistance Oscillations in a Nondegenerate 2DES on Liquid Helium
本文报道了在束缚于液氦表面的非简并二维电子中,由子带间共振吸收引起的新型磁阻振荡的观测结果。的振荡是周期性的1/B和起源于散射介导的跃迁的激发电子到朗道状态的第一子带。振荡的结构受到朗道能级碰撞展宽和多电子效应的影响。
2009-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Unique electronic and optical properties of stacking-modulated bilayer graphene under external magnetic fields
本研究通过调控AB-BA畴壁,揭示了堆叠调制双层石墨烯中振荡的朗道子带与一维光谱特征,并阐明了磁长度与系统公度性对量子化的影响。
2024-03-13 cond-mat.mes-hall
Electronic band structure in $n$-type GaAs/AlGaAs wide quantum wells in tilted magnetic field
在$T$ =(20 - 500)mK下,用非接触声学方法测量了宽量子阱(75 nm)n-AlGaAs/GaAs结构中交流电导率实部$σ_1$在磁场中的振荡.在宽量子阱中,电子能带结构与两个子带电子谱相关联,即由于电子的静电排斥而形成的对称(S)和反对称(AS)子带。在实验中观察到的倾斜磁场中的振荡幅度的变化是由于不同子带(S和AS)的朗道能级在费米能级处的交叉引起的。在这项工作中开发的理论表明,这些交叉是由在S和AS子带的回旋能量的差异引起的面内磁场。
2019-09-02 cond-mat.mes-hall
Experimental approval of the extended flat bands and gapped subbands in rhombohedral multilayer graphene
石墨烯层已知以两种稳定的构型堆叠,即ABA或ABC堆叠,具有截然不同的电子性质。与ABA堆叠不同,ABC石墨烯多层膜的电子性质的实验研究很少。在这里,我们报告的第一个磁光研究的一个大的ABC域的石墨烯多层片,ABC序列超过17个石墨烯片。ABC堆叠的多层膜可以被指纹识别,其具有特征电子拉曼散射响应,即使在室温下也持续存在。跟踪磁场从这个域的朗道能级间激发的演变给出了强有力的证据,在费米能级附近的一个dispersionless电子带的存在,这种堆叠的特征。我们的研究结果提出了一种简单而强大的方法来探测石墨烯多层薄片中的ABC堆叠,这种高度简并的带似乎是一种有吸引力的候选者,可以容纳强相关态。
2016-03-14 cond-mat.mes-hall
Nonlinear AC and DC Conductivities in a Two-Subband n-GaAs/AlAs Heterostructure
在宽磁场范围内研究了具有两个填充尺寸量子化能级的n-GaAs/AlAs异质结的直流和交流电导率。这种异质结构的电子光谱的特征在于由带隙$Δ_{12}=15.5$ meV分开的两个子带(对称$S$和反对称$AS$)。结果表明,在线性制度下,在施加的磁场$B >3$ T,系统表现出相应的整数量子霍尔效应的振荡。一个相当复杂的模式,这样的振荡很好地解释在朗道水平之间的过渡有关的不同的子带。在$B <1$ T处,观察到磁子带间电阻振荡(MISOs)。在整数量子霍尔效应中,电导率随流过样品的电流的增加或表面声波(SAW)强度的增加由电子气温度的增加决定。在子带间跃迁的情况下,发现非线性不能用加热来解释。同时,随着SAW电场的增加,AC电导率的减小与频率无关,但相应的行为与DC电导率对霍尔电压$E_y$的依赖性不一致。
2020-09-03 cond-mat.mes-hall
Quantum states and magnetooptics in n- and p-type heterojunctions with lateral surface quantum dot (antidot) superlattice subjected to perpendicular magnetic field
研究了在垂直向磁场作用下,具有侧面量子点(反量子点)超晶格的n型和p型异质结的量子态和光学性质。用4 × 4 Luttinger哈密顿量描述导带电子和价带空穴的Azbel' - Hofstadter问题。在非相互作用朗道能级条件下,得到了宽间隔磁场中电子和空穴能级分离时的磁子带集。研究了自旋轨道相互作用对空穴磁子带波函数和能谱的影响。计算了磁性子带中的量子态与异质结内单层杂质之间的电子态与受主态之间以及空穴态与施主态之间的跃迁几率。通过对超晶格周期、周期势幅值、磁场强度等参数的计算,所需的实验观测的磁子带。
2001-12-28 cond-mat.mes-hall
Magnetoplasmons for the $α$-T$_3$ model with filled Landau levels
利用$α$ $_3$模型,对垂直磁场作用下的静态和动态极化函数进行了解析和数值计算。这些结果被用来确定纵向介电函数和磁等离激元色散关系。磁场将连续的价电子、传导电子和平坦电子分裂成离散的朗道能级,对极化函数和磁等离激元色散产生重要影响。我们目前的结果为掺杂层在整数量子霍尔制度为固定的跳跃参数$α$和各种磁场,以及选定的磁场和不同的$α$在随机相位近似。
2020-07-25 cond-mat.mes-hall
Orbital magnetic susceptibility of finite-sized graphene
我们在有效质量近似下研究了石墨烯带的轨道磁性,以确定在体极限下已知的奇异磁化率的有限尺寸效应。我们发现,在T = 0的磁化率作为费米能量的函数,在抗磁性和顺磁性之间振荡,根据量子限制形成的子带结构。在增加T时,一旦热加宽能量超过子带间距,振荡迅速消失,并且磁化率接近体极限,即,以零能量点为中心的热加宽的抗磁性峰。发现支持抗磁性的电流在边缘附近流动,其深度与T的倒数成比例,其中v是带速度,而在T = 0时,电流分布完全在样品中扩散,反映了石墨烯中不存在特征波长。结果被施加到估计的三维随机堆叠的多层石墨烯,在那里我们表明,外部磁场显着屏蔽在低温下的样品内,在一个更强的方式比在石墨。
2012-01-31 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall effect and Landau level crossing of Dirac fermions in trilayer graphene
我们研究了六方氮化硼上的高迁移率(\textgreater 100,000 cm $^2$ /V $\cdot$ s)三层石墨烯器件中的电子输运,这使得能够观察到Shubnikov-de Haas振荡和非常规的量子霍尔效应。TLG子带的无质量和质量特性导致了一组朗道能级交叉,其磁场和填充因子坐标使得能够直接确定用于描述三层石墨烯的特殊电子结构的Slonczewski-Weiss-McClure(SWMcC)参数。此外,在高磁场下,简并交叉点分裂成流形,表明存在对称性破缺的量子霍尔态。
2011-04-03 cond-mat.mes-hall
Density-induced reorientation of the stripe at half-filled high Landau levels
研究了半满高朗道能级二维电子系统中单向周期势对条纹态取向的影响。通过考虑具有两个电子子带的量子阱,发现在弱调制时条纹与外势平行,在强调制时条纹与外势正交。在中间范围内,随着电子密度的增加,条纹的取向从正交变为平行。这一结果解释了J. Zhu { \it et al}最近进行的实验,即通过增加电子密度,在半填充高朗道能级处的各向异性轴旋转$90^0$。它也支持的建议,条纹是钉扎的异质结的界面处的原生表面形态。
2004-04-03 cond-mat.mes-hall
The fine structure of microwave-induced magneto-oscillations in photoconductivity of the two-dimensional electron system formed on a liquid-helium surface
从理论上研究了液氦表面激发(ripplons)引起的电子散射的非弹性性质对共振微波(MW)激发引起的磁导率振荡形状的影响。MW场提供了第一激发表面子带的大量填充,其引发子带间电子被波纹子散射。这种散射是动量弛豫速率中磁振荡的起源。当所涉及的涟波子的能量与朗道能级的碰撞加宽相比时,非弹性效应变得重要。通常,这样的条件仅在足够高的磁场下实现。相反,非弹性性质的子带间散射被证明是更重要的,在较低的磁场范围内,因为新的增强因子:子带间的过渡频率的比的回旋频率。这种非弹性效应强烈地影响电导率振荡的形状,电导率振荡在上述比率接近整数的水平匹配点附近获得额外的波浪特征(分裂和反转的混合物)。
2013-02-17 cond-mat.mes-hall
Modulation effects on Landau levels in a monolayer graphene
单层石墨烯存在于均匀磁场与空间调制的磁场相互作用的环境中。由于均匀磁场,空间调制的磁场可以影响朗道能级。利用Peierl紧束缚模型研究了调制效应对朗道能级的影响。磁电子性质由空间调制的磁场的周期、强度和方向决定。这样的场可以导致系统维数的增长、能量色散的改变、态简并的破坏和带边态的产生。在费米能级处存在一个稳健的朗道能级,在朗道能级附近存在一维抛物子带,使得态密度分别呈现δ函数结构和多对非对称峰结构。态密度和带边态的能量强烈地依赖于强度,而不依赖于周期和方向。
2007-08-01 cond-mat.mes-hall
Stability of zero-mode Landau levels in bilayer graphene against disorder in the presence of the trigonal warping
研究了在三角弯曲存在下双层石墨烯中零能朗道能级对抗手征对称无序的稳定性。基于紧束缚晶格模型与键无序相关的几个晶格常数,它表明,在四个朗道能级每个自旋和每个谷,两个朗道能级表现出异常的尖锐性,在没有三角翘曲,而其他两个被加宽,产生分裂峰的状态密度。这可以归因于每个谷中的总手性为+2或-2的事实,即使在存在由于无序引起的谷内散射的情况下,其也在拓扑上受到保护。
2013-12-09 cond-mat.mes-hall
Localized states in 2D semiconductors doped with magnetic impurities in quantizing magnetic field
根据Friedel-Anderson共振杂质散射理论,建立了强磁场量子化二维电子气中磁性杂质的理论。结果表明,这种散射的结果在外观的束缚朗道子带之间的零角动量的朗道态。共振散射是自旋选择性的,并且它导致朗道态的强自旋极化,以及杂质$d$能级的$g$因子和晶场分裂的显著磁场依赖性。
2001-12-26 cond-mat.mes-hall
Reorientation of Anisotropy in a Square Well Quantum Hall Sample
我们测量了具有两个电子子带的量子阱中半满高朗道能级的磁输运。我们发现,在垂直磁场中的{ \em各向同性},但成为强烈的{ \em各向异性}在$ν$ = 9/2和11/2倾斜的字段。各向异性出现在面内场$B_{ip} \sim$ 2.5 T处,其易流方向{ \em平行}于$B_{ip}$,但在$B_{ip} \sim$ 10 T处旋转90 $^{\circ}$,并且现在指向与单子带样本中相同的方向。这种复杂的行为与基于单向电荷密度波态模型的理论计算定量一致。
2000-03-30 cond-mat.mes-hall
Moiré disorder effect in twisted bilayer graphene
我们从理论上研究了具有无序莫尔条纹的魔角扭曲双层石墨烯的电子结构。通过引入非均匀晶格畸变的扩展连续介质模型,我们发现平带的局域态密度几乎没有展宽,而是在大多数地方分裂成上下子带。分裂能的空间依赖性几乎完全取决于由异质应变引起的有效矢势的局部值,而局部扭转角和局部莫尔周期的变化对电子结构的影响相对较小。我们解释的唯一依赖于本地矢量势的伪朗道水平图片的魔角平带,我们得到的分裂能量作为应变振幅的函数的解析表达式。
2022-04-13 cond-mat.mes-hall
Quantum-Hall activation gaps in graphene
我们测量了填充因子为$ν=2$和$ν=6$的石墨烯在磁场高达32 T和温度从4 K到300 K的量子霍尔激活间隙。$ν=6$能隙可以用热激发到宽为400 K的朗道能级来描述。与此相反,在$ν=2$测量的间隙是强烈的温度和场的依赖性,并接近预期值为场$B > 20$ T和温度$T > 100$ K的尖锐朗道能级。我们解释了这种令人惊讶的行为的最低朗道水平的缩小。
2007-10-12 cond-mat.mes-hall
Quantum Phase Transitions and the ν=5/2 Fractional Hall State in Wide Quantum Wells
研究了宽量子阱中电子子带与朗道能级混合作用下ν=5/2量子霍尔态的性质.我们介绍了一种通用的方法来分析摩尔-里德Pfronan状态和它的粒子-空穴共轭,反Pfronan,在周期性的边界条件下的“四分之一”布里渊区计划包含偶数和奇数的电子。我们研究了环面上的转动量子数,并表明在有限尺寸系统中可以观察到粒子-空穴对称性的自发破缺。在电子子带和朗道级混合的存在下,粒子-空穴对称性以这样一种方式被打破,即反Pfiran是明确有利的,并且在向可压缩相的过渡附近变得更加稳健,与最近的实验一致。
2013-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Modulation effect on the spin Hall resonance
本文介绍了弱电调制对自旋霍尔共振的影响。当存在垂直于电子运动平面的磁场时,形成朗道能级,由于弱调制,朗道能级变宽。朗道能级展宽的宽度随反磁场的变化呈周期性变化。存在一定的磁场,对于该磁场,在自旋向上分支和自旋向下分支之间发生朗道能级的交叉。这引起自旋霍尔电导率(SHC)中的共振。朗道能级展宽或由于调制引起的能量修正消除了SHC中谐振场处出现的奇异性,导致SHC被抑制,并在该点附近出现两个新的峰。这两个峰的间隔随着调制周期的增加而增加。此外,我们还发现这两个峰的高度也与调制周期有关。
2013-01-21 cond-mat.mes-hall
Effect of Landau quantization on linear magnetoresistance of periodically modulated two-dimensional electron gas
本文应用Kubo非局域电导率张量公式,研究了二维电子气在垂直磁场中的线性响应.在经典输运区,通过均匀电子气的关联函数导出了电导率张量的一般表达式。研究了在单向周期势调制条件下,朗道量子化时的量子输运机制。除了Shubnikov-de Haas振荡之外,电阻率还可以表现出具有较大周期和较小振幅的量子振荡,这些振荡在温度升高时仍然存在。当调制振幅大大超过回旋能量时,这些振荡就存在,因此由调制势从朗道能级形成的朗道子带在能量域中重叠。电阻率张量的两个对角分量都表现出与调制状态密度的修改有关的振荡。此外,当回旋轨道引导中心移动两倍回旋半径时,由散射辅助跳跃输运引起的垂直于调制轴的电阻率分量表现出另一种与跳跃几率增强有关的振荡。有人建议,这种高温振荡可以检测到的条件下,当调制周期大大超过回旋半径。
2020-06-22 cond-mat.mes-hall
Transition from a fractional quantum Hall liquid to an electron solid at Landau level filling nu = 1/3 in tilted magnetic fields
我们在一个极高质量的低密度二维孔系统(2DHS)中观察到了(空穴密度p= 1.6 × 10 ^{10} cm^{-2},迁移率μ= 0.8 × 10 ^6 cm ^2/Vs),当2DHS相对于磁场的方向连续倾斜时,ν=1/3分数量子霍尔效应(FractionalHall effect,FHE)态被削弱,并且其磁阻率从正常取向的~ 0.4kohm/square上升到倾斜角θ ~ 80度时的~ 180 kohm/square。我们将这一现象归因于2DHS从超导液态到钉扎Wigner固态的转变,并认为其起因是在倾斜磁场作用下子带朗道能级的强耦合.
2004-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Revealing Hofstadter Spectrum for Graphene in a Periodic Potential
我们计算了当电子在均匀垂直磁场中通过周期性静电势时石墨烯单层的能带。我们清楚地表明,在合理的低磁场的能带的量子分形性质。我们目前的结果作为波数和磁通量的函数的能带通过所产生的莫尔超晶格的单位细胞。研究了强散射势引起的赝自旋耦合和朗道轨道混合效应。在低磁场下,当朗道轨道远大于调制周期时,朗道能级仅略微加宽。在极高磁场下也观察到该特征。计算了态密度,发现它和能带一样具有显著的自相似性。我们估计,对于10nm的调制周期,在B <2T处出现Hofstadter蝶形的区域。
2014-03-25 cond-mat.mes-hall
The anomalous 0.5 and 0.7 conductance plateaus in quantum point contacts
在一个唯象模型下分析了零磁场中量子点接触中的反常0.5和0.7电导平台。该模型利用Landauer-Buttiker形式主义,并涉及增强的自旋相关和自旋子带的热去布居。特别地,我们可以解释平台值0.5和0.7,以及0.7平台的不寻常的温度和磁场依赖性。最后,该模型预测了共存0.5和0.7高原的可能性。
2001-06-25 cond-mat.mes-hall
How Landau caterpillars turn into Hofstadter butterflies by tuning the periodic potential strength
University of Geneva(日内瓦大学);Leiden University(莱顿大学)
本文通过调节周期势强度,将朗道能级与霍夫施塔特蝴蝶能谱联系,识别出拓扑相变,所得蝴蝶能谱与磁通φ>1的霍夫施塔特蝴蝶拓扑不同,其Wannier化方法可用于大磁场下的多体计算。
2026-09-02 cond-mat.mes-hall
Electron-electron scattering processes in quantum wells in a quantizing magnetic field: I. Intrasubband scattering
P.N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院列别杰夫物理研究所)
研究量子化磁场下量子阱中的电子-电子散射,计算了单一子带内朗道能级间所有类型跃迁的散射率矩阵,并分析了不同跃迁类型的相对大小。
2026-07-01 cond-mat.mes-hall
Effect of magnetic field on fermions in graphene through time-oscillating potential
我们研究了磁场对石墨烯中Dirac费米子的影响,其中标量势随时间振荡。利用Floquet理论和共振近似,我们证明了能谱除了量子化的朗道能级外,还存在由振荡势引起的额外子带。据发现,电流密度可以产生在$ x $和$ y $ -方向,这是强烈依赖于磁场和电位。数值分析表明,能谱具有对称性,电流密度在不同条件下有不同幅度的振荡。
2022-03-04 cond-mat.mes-hall
Saddle point anomaly of Landau levels in graphenelike structures
研究了在外加有理磁场(H)中的紧束缚模型,我们发现在石墨烯中存在非常不寻常的朗道能级,其位置紧邻鞍点(M点)能量λ_M。在$ε_M$附近的朗道能级被展宽成窄带(即使在相对较弱的磁场~40-53 T中),其最大宽度达到两个相邻朗道能级之间的能量间隔的0.4-0.5,尽管在所有其他能量下朗道能级的宽度实际上为零。根据半经典方法,在K_M处的宽朗道能级或磁迷你带是所谓的自相交轨道的表现,表示从包围$Γ$点的半经典轨道到包围动量空间中的K点的轨道的突然转变。值得注意的是,鞍点几乎不影响石墨烯的抗磁响应,这主要是由费米能ε_F附近的电子态引起的。在实验上,朗道能级加宽的效应可能在扭曲的石墨烯中观察到,其中两个鞍点奇点可以接近费米能。
2021-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoconductance Oscillations in Electron-hole Hybridization Gaps and Valley Splittings in Tetralayer Graphene
该研究通过Bernal堆叠四石墨烯的磁输运实验,揭示轻质量子带中的朗道能级谷分裂,并将低密度体能隙内的磁电导振荡归因于能带反转引发的电子-空穴朗道能级杂化及边缘态数量变化。
2022-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistive effect in graphene nanoribbon due to magnetic field induced band gap modulation
通过施加均匀的垂直磁场(B-field),扶手椅型石墨烯纳米带(AGNR)的电子性质可以从半导体状态显著改变为金属状态。在这里,我们从理论上研究了由垂直的B-场引起的带隙调制。所施加的B场导致最低的传导子带和最高的价子带彼此靠近以形成n=0的朗道能级。我们利用这种效应来实现设备相关的MR调制。与传统的自旋阀不同,这种固有的MR效应是在不使用任何铁磁引线的情况下实现的。二聚体数目Na= 3 p +1 [p= 1,2,3,.]显示最有前途的行为MR应用,具有大的电导调制,因此,在最佳的源极-漏极偏置的高MR比。然而,由于费米函数分布的扩展,在较高温度下MR被抑制。我们还研究了源漏偏置在优化MR的重要性。最后,我们表明,边缘粗糙度的AGNRs有意想不到的效果,提高磁灵敏度的设备,从而增加MR比。
2010-06-30 cond-mat.mes-hall