Gapped Phases of Quantum Wires
我们研究了两个子带量子线的可能的非平凡相位。研究发现，子带间和子带内的相互作用可以驱动导线的电子系统进入带隙状态。如果两个子带中的标称电子密度彼此足够接近，则主要的不稳定性是子带间电荷密度波（CDW）。对于较大的密度不平衡，子带间库珀沟道的相互作用可能导致超导不稳定性。总电荷密度模式决定了理想导线的电导，它始终保持无间隙，这使得两端电导的普适值为每个子带2e^2/h。相反，在大部分的线的隧道态密度（DOS）获得一个硬的差距，以上的DOS有一个非普适的奇异性。这种奇异性是弱于平方根发散特性的非相互作用的准粒子附近的间隙边缘由于“打扮”的大规模模式的无间隙的总电荷密度模式。由于边缘引入CDW顺序的挫折，用于隧穿到CDW间隙状态中的导线末端的DOS保留了幂律行为。这项工作涉及到大量的文献耦合一维系统，最重要的是，两条腿哈伯德梯子。只要有可能，我们给其他作者的重要结果的推导，通过我们的研究背景。
1999-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum phase transition in quantum wires controlled by an external gate
我们考虑量子线中的电子通过被附近的门屏蔽的长程库仑势相互作用。我们专注于量子相变从严格的一维到准一维电子液体，这是由无量纲参数$n x_0$，其中$n$是电子密度和$x_0$是横向限制势的特征长度控制。如果这种跃迁发生在低密度极限，它可以被理解为一维维格纳晶体变形为伊辛序参量所描述的锯齿形电子排列。的关键属性是由电荷自由度和自旋部门保持基本上解耦。在大密度，另一方面，过渡是由横向量子化的第二个一维子带的填充触发。第二子带底部的电子由于态密度的发散而强烈相互作用，并且变得不可穿透。我们认为，这稳定了电子液体，因为它抑制子带之间的对隧穿过程，否则会导致不稳定。然而，在第二带的不可穿透的电子被屏蔽的第一子带的激发，使过渡被确定为不可穿透的极化子的Lifshitz过渡。我们讨论了作为$n x_0$的函数的相图。
2011-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Positive and negative Coulomb drag in vertically integrated one-dimensional quantum wires
随着电路尺寸缩小到纳米级，或者采用碳纳米管、纳米线和门控高迁移率2D电子系统等降维导体，导线中和导线之间的电子相互作用变得越来越复杂和重要。这是因为在这些系统中，单个载流子的长程库仑势的屏蔽被削弱，这可能导致诸如库仑阻力的现象：一条导线中的电流仅通过库仑相互作用在第二条导线中感应电压。先前的实验已经观察到由软静电势垒$\gtrsim$ 80 nm分开的导线中的电子拖曳。在这里，我们测量由$\sim$ 15 nm分开的相邻垂直量子线之间的正和负阻力，并具有独立的接触，这使得它们的电子密度可以独立地调节。我们绘制出的阻力信号与电子子带的数量占据在每根导线，并解释的动量转移和电荷波动诱导的运输模型的结果。对于子带占有率显著不同的导线，正拖曳效应可以大到25%。
2012-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Probing e-e interactions in a periodic array of GaAs quantum wires
我们提出了一个独立的量子线阵列和相邻的二维电子气（2DEG）在双量子阱结构之间的非线性隧道光谱的结果。这两个层使用表面栅极方案单独接触，并且导线都非常规则，尺寸经过仔细选择，使得通过限定导线的栅极对2DEG的调制最小。我们已经映射的1D线的色散谱下降到最后的1D子带的耗尽通过测量电导\emph{G}作为面内磁场\emph{B}，层间偏置$V_{\rm dc}$和线栅电压的函数。有一个强烈的抑制隧穿在零偏置，与温度和直流偏置的依赖性符合幂律，如预期的Tomonaga-Luttinger液体所造成的电子-电子相互作用的导线。此外，电流峰值非常符合自由电子模型，但只有一个1D子带，存在可能指示相互作用的额外结构。
2007-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Unusual conductance collapse in one-dimensional quantum structures
我们报道了在非均匀限制势下一维量子线中的一种不寻常的绝缘态。该导线由一系列高迁移率GaAs/AlGaAs异质结构中的紧密间隔的分裂栅极组成。在某些组合的线宽度，电导突然下降超过三个数量级，在线性尺度上为零。观察到两种类型的崩溃，一种发生在多子带线在零磁场和一个在一个平面内的字段在单个子带线。导线在塌陷区的电导率是热激活的能量的顺序为1 K。在低温下，电导显示出超过1 mV量级的阈值DC源极-漏极电压的急剧上升，这表明态密度中存在间隙。磁性粒子减少测量结果表明，随着温度的降低，载流子密度下降。我们讨论了这些结果的背景下，多体效应，如电荷密度波和维格纳结晶量子线。
2004-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Unification of parton and coupled-wire approaches to quantum magnetism in two dimensions
微观自由度的分形化是量子多体系统中强相互作用的一个显著表现。对这种现象的分析研究主要基于两个不同的框架：部分子的场论和涌现的规范场，或者一维量子线的耦合阵列。我们统一这些方法的二维自旋系统。通过精确的操作，我们展示了部分子规范理论如何出现在微观线阵列和明确的自旋算子新兴准粒子和规范场单极。这种对应关系使我们能够计算物理关联函数在这两个配方，并导致一个简单的算法，用于构建广泛的异国情调的阶段的父哈密尔顿。我们对几种手征和非手征量子自旋液体进行了研究。
2021-01-01 cond-mat.str-el
Spin Accumulation in Quantum Wires with Strong Rashba Spin-Orbit Coupling
我们提出的分析和数值计算结果的能带结构，运输和相互作用的量子线的自旋进动长度是可比的线宽度时，Rashba自旋轨道耦合的效果。与弱耦合情况相反，单电子带内的本征态没有共同的自旋量子化轴。只有最低自旋分裂子带被占据的情况特别有趣，因为接近费米点的相同手征的电子可以具有近似平行的自旋。我们讨论了自旋相关的运输和有效的Tomonaga-Luttinger描述的量子线中的相互作用的后果。
2002-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Aluminum arsenide cleaved-edge overgrown quantum wires
我们报道了由砷化铝制成的量子线的电导测量，砷化铝是一种重质量、多谷的一维（1D）系统。零偏压电导步骤观察到的电子密度在导线中降低，与施加有限的直流偏置后观察到的额外的步骤。我们将这些步骤归因于连续1D子带的减少。相对于自旋和谷简并的一维系统的预期值，量子电导大大降低。这种减少是一致的无序引起的，线内反向散射抑制1D模式的传输。计算表明，应变的作用，这种劈裂边缘结构的1D状态。
2005-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Emergent chirality in multi-lead Luttinger-liquid junctions out of equilibrium
我们研究了在费米液体库中施加偏压的无自旋Luttinger液体线的$N$ -铅结（$N\geq 3$）中的电荷输运。特别是，我们考虑一个Y结，这是一个设置特性的隧道实验。在这种设置中，其中一个臂（“隧道尖端”）中的电子-电子相互作用的强度与其他两个臂（它们一起形成“主线”）中的电子-电子相互作用的强度不同。对于一个通用的单粒子$S$矩阵的结，我们发现，偏置电压$V$应用-甚至对称-的主线产生的电流成正比于$|V|$的提示线。我们确定了两种机制，这种非平衡诱导的“紧急手征”的设置，其特征在于由时间反转和奇偶对称的哈密顿结。这些是：（i）有效磁通量的出现，其破坏时间反演对称性，以及（ii）装置的宇称破坏不对称性的出现，两者都与相互作用强度和电压的符号成比例。由机制（i）产生的头端导丝中的电流使人想起系统线性响应中的霍尔电流，该系统的哈密顿量破坏了时间反演对称性;然而，在没有任何磁场或局部磁矩的情况下。同样，机制（ii）可以被认为是一个紧急的“光电效应”，但是，在存在的反演对称内的主线。非平衡手性意味着当主线被$\it ac$电压偏置时，尖端中的电流整流。
2019-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
1D-1D Coulomb Drag Signature of a Luttinger Liquid
我们报告库仑阻力测量垂直集成的量子线之间的隔离屏障只有15纳米宽。拖曳电阻的温度依赖性是在真正的一维（1D）制度，其中两个线具有小于一个1D子带占用。作为温度的函数，在温度$T^* \sim 1.6$ K下，在三种不同的装置中观察到阻力的上升。库仑阻力行为的这种交叉与量子线之间的1D-1D阻力的Tomonaga-Luttinger液体模型一致。
2014-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Emergent Edge Modes in Shifted Quasi-One-Dimensional Charge Density Waves
我们提出并研究了一个二维（2D）相位的移位电荷密度波（CDW），它是由一个阵列的弱耦合一维CDW线，其相移从一个线到下一个。我们发现，完全带隙的散装CDW具有拓扑性质，其特征在于由一个非零的陈数，这意味着边缘模式内的散装间隙。值得注意的是，这些边缘模式表现出作为\emph{position}沿边缘的函数的光谱伪流，并且因此对偶于具有\emph{momentum}空间中的光谱流的Chern绝缘体的手征边缘模式。此外，我们表明，CDW的边缘模式是稳定的，对线间耦合。我们的预测可以在准一维CDW化合物如Ta $_2$ Se $_8$ I中进行实验验证。
2023-03-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
From Quantum Wires to the Chern-Simons Description of the Fractional Quantum Hall Effect
我们展示了两种不同的和互补的方法之间的显式连接的分数量子霍尔系统（CIMHS）：量子线形式主义和拓扑低能量的有效描述的阿贝尔陈-西蒙斯理论。量子线的方法提供了一个描述的量子线直接在费米子排列在一维耦合线的阵列。在这个意义上，它通常被称为微观描述。另一方面，有效理论与微观模式没有联系，只涉及阿贝尔陈-西蒙斯规范场中体现的涌现拓扑自由度，它以某种方式编码了强关联电子的集体运动。本工作的基本策略是将量子线系统玻色化，然后考虑连续极限。通过检验哈密顿量的玻色子算符的代数，我们能够将玻色子化的微观场与突现规范场的场强分量（电场和磁场）相鉴别。因此，我们的研究提供了一个桥梁之间的微观物理自由度和涌现的拓扑，而不依赖于体积边对应。
2019-06-01 cond-mat.str-el hep-th
Energy-level pinning and the 0.7 spin state in one dimension: GaAs quantum wires studied using finite-bias spectroscopy
利用有限偏置光谱研究了电子-电子相互作用对GaAs量子线（QW）能级的影响。我们探测了零磁场下和高面内磁场B中自旋相反能级交叉点处的能谱。我们的结果构成了直接的证据，自旋（更高的能量）水平钉在化学势，因为他们填充。我们还表明，自旋向上和自旋向下的水平突然重新排列在交叉点的方式类似的磁相变预测发生在交叉点的朗道水平。这种子带的重新排列和钉扎为0.7结构、一维（1D）纳米磁性状态及其高B变体提供了唯象解释。
2007-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quasiparticle dynamics and spin-orbital texture of the SrTiO3 two-dimensional electron gas
SrTiO $_3$中的二维电子气（2DEG）已成为复杂过渡金属氧化物中工程涌现行为的模型系统。然而，到目前为止，理解实现这一点的集体互动仍然是难以捉摸的。在这里，我们证明了角分辨光电子能谱可以直接成像的准粒子动力学的$d$ -电子子带阶梯的这种复杂的氧化物2DEG。结合现实的紧束缚超晶胞计算，我们揭示了量子限制和反转对称性破缺如何共同调整这个系统中电荷，自旋，轨道和晶格自由度的微妙相互作用。我们揭示了它们如何导致明显的轨道有序，介导轨道增强的Rashba分裂与复杂的子带相关的自旋轨道纹理和显着改变的特征的电子-声子耦合，合作塑造的低能量电子结构的2DEG。我们的研究结果允许统一的理解，光谱和运输测量不同类别的SrTiO $_3$为基础的2DEG，并产生新的微观见解，其功能特性。
2014-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dominant end-tunneling effect in two distinct Luttinger liquids coexisting in one quantum wire
该研究通过结合隧穿谱与输运测量，发现单根量子线中两种共存Luttinger液体的电导幂律温度依赖均由末端隧穿有限尺寸效应主导，为Luttinger液体指数的明确解读提供了新方法。
2025-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Emergent topological properties in interacting one-dimensional systems with spin-orbit coupling
本文分析了存在自旋轨道相互作用的单通道相互作用量子线问题。自旋-轨道耦合破坏了SU（2）到U（1）的自旋-转动对称性，破坏了反转对称性。低能理论是一个两带模型，费米速度差为$δv$。使用玻色化和双圈重整化群程序，我们表明，电子-电子相互作用可以打开一个缺口的自旋扇区的理论时，相互作用强度$U$小于$δv$在适当的单位。对于排斥相互作用，所产生的强耦合相是自旋密度波类型。我们表明，这一阶段具有独特的新兴的拓扑性质。带隙的自旋扇区表现为拓扑绝缘体，具有分数自旋的零能量边缘模式。另一方面，电荷区仍然很关键，这意味着整个系统都是金属的。然而，这种体电子液体作为一个整体表现出通常与二维自旋霍尔绝缘体的一维边缘状态相关联的特性，特别是，$2e^2/h$的传导对掺杂杂质是稳健的。
2015-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dihedral twist liquid models from emergent Majorana fermions
本文提出了一族基于电子的耦合线模型构建二维玻色扭曲液体拓扑相，通过将演生马约拉纳费米子的二面体对称性提升为规范对称性，构建了精确可解模型并分析了任意子激发的统计性质。
2023-03-28 cond-mat.str-el hep-th
A coupled wire description of surface $ADE$ topological orders
三维空间中的对称性保护和对称性增强拓扑（SPT/SET）相是支持非平凡二维表面态的量子系统。当相关的对称性被打破时，这些表面态产生有限的激发能间隙。另一方面，一维无间隙模式可以沿着界面填充，该界面将相邻的有间隙的表面域以不同的破缺顺序分开。表面条带图案通常将低能量SPT/SET表面自由度减少到无间隙1D通道的2D阵列上。这些通道可以通过准粒子隧穿相互耦合，并且这些线间相互作用共同提供了表面状态的有效描述。本文利用耦合线结构研究了一类具有有限激发能隙和阿贝尔拓扑序的SPT/SET表面态的保序或破缺性质。特别是，我们专注于原型阿贝尔曲面拓扑秩序下的$ADE$分类的简单花边李代数。我们还详细阐述了涌现的对称性和对偶性的耦合线模型。
2019-06-03 cond-mat.str-el hep-th
Nonlinear spectra of spinons and holons in short GaAs quantum wires
一维电子流体是一种特殊的导电系统，其中相互作用的基本作用导致了奇异的涌现现象，例如自旋-电荷（自旋-holon）分离。这些一维金属的独特的低能量特性在线性Luttinger液体理论中得到了成功的描述，但是描述它们的高能量非线性特性的挑战性任务长期以来仍然难以捉摸。最近，新的理论方法解释非线性已经开发，但丰富的现象，他们预测仍然很少探索实验。在这里，我们探测短GaAs量子线的非线性光谱特性的隧道光谱，使用一个先进的设备组成的6000线。我们发现的证据存在一个倒置的（自旋）阴影带的主要区域的粒子部门，一个新的非线性理论的中心预测。在高能时，在粒子扇区中可以清楚地看到有效质量降低的（holon）带。
2016-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological orders with classical Lie group symmetries from coupling electron wires
本研究通过耦合电子线的精确可解模型，系统构造了具有 SU/SO/Sp 对称性的拓扑序，并推导了非阿贝尔任意子弦算符，为量子霍尔态、拓扑超导体和自旋液体提供了统一模型框架。
2025-04-21 cond-mat.str-el hep-th
Stable Luttinger liquids and emergent $U(1)$ symmetry in constrained quantum chains
我们探讨了局域约束对一维玻色子和费米子基态相的影响。最近的实验里德伯链的动机，我们约束的占领相邻网站在已知阶段的问题。从Kitaev的拓扑超导线出发，我们发现软约束会导致稳定的无间隙Luttinger液相。虽然Luttinger和Fermi液体通常对超导邻近效应不稳定，但约束抑制了对的产生，允许出现$U(1)$对称性和无间隙。我们证实了这一直观的图片，使用场论和贝特分析方法。特别是，在硬约束限制，该模型是明确的$U(1)$ -对称和可积。对于相应的自旋- $1/2$链，通过Jordan-Wigner变换，Luttinger液体由$\mathbb Z_2$自旋翻转对称性稳定。较长范围的约束即使在没有$\mathbb Z_2$对称性的情况下也能稳定无间隙相位，这与Fendley、Sengupta和Sachdev的开创性工作[Physical Review B 69，075106（2004）]有关，阐明了其中观察到的无间隙浮动相位如何能够被极大地扩展。
2019-03-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con quant-ph
Equivalent topological invariants for one-dimensional Majorana wires in symmetry class D
一维拓扑超导体的两端只有一个马约拉纳束缚态，它与普通能隙系统的区别在于Z_2拓扑不变量。最初，这个不变量是由Kitaev根据哈密顿量的马约拉纳表示的Pfuman计算的：Pfuman的符号将马约拉纳费米子的所有有间隙的二次形式的集合分成两个不等价的类。在更熟悉的Bogoliubov de Gennes平均场超导描述中，出现的粒子空穴对称性产生了量子化的Zak-Berry相位，其值也是拓扑不变量。在这项工作中，我们明确地表明这两个配方的等价性，将它们都相绕组的变换矩阵，使其约旦正规形式的哈密尔顿的马约拉纳表示矩阵。
2013-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
