Controlled localization of anyons in a graphene quantum Hall interferometer
John A. Paulson School of Engineering and Applied Science, Harvard University(哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院)
研究通过在双层石墨烯量子霍尔干涉仪中引入门控点/反点,控制任意子定位,观察到阿贝尔和非阿贝尔态的相滑移,揭示了局部化任意子的电荷特性及非阿贝尔任意子的非局部交换统计。
2026-03-11 cond-mat.mes-hall
Magnetic field induced resistance properties at filling factor 5/2 consistent with non-Abelian e/4 quasiparticles in multiple sized interferometers
在相关二维电子气中,填充因子为5/2的非阿贝尔e/4准粒子在其边缘传播的干涉测量中具有一个建议的特定性质:包围偶数个局域e/4准粒子允许表达e/4 Aharonov-Bohm(A-B)振荡,但如果包围奇数个,则这些振荡将被抑制。这张照片在这里明确地测试了不同地区的多个干涉仪。扫描B-场改变了5/2填充因子附近的包围局部化e/4准粒子数,并且观察到每个干涉仪在该器件区域特定的5/2周期附近的电阻中的振荡。每个设备的测量干涉面积和相应的5/2电阻振荡周期的产品被发现同意与预期的磁通量子添加需要在本地化的e/4数的奇偶性变化。这一结果表明,一个高度具体的非阿贝尔性质的准粒子激发在5/2填充表示在多个干涉仪。
2012-04-09 cond-mat.mes-hall
Dynamical and scaling properties of nu=5/2 interferometer
计算了$ν={5/2}$非阿贝尔分数量子霍尔态两个边之间的两点接触隧穿结的非线性I-V隧穿曲线。计算了在两个接触之间有和没有$e/4$非阿贝尔准粒子的两种情况下的非线性I-V隧穿曲线。我们确认,在一个动态的边缘理论,两个接触之间的$e/4$准粒子的存在破坏了两个隧道路径之间的干扰。我们还计算了当$e/4$准粒子移近边缘时,干涉是如何再现的。
2007-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Entropy of Non-Abelian Anyons from Slow Quasiparticle Dynamics in Quantum Hall Interferometers
Raymond and Beverly Sackler School of Physics and Astronomy, Tel Aviv University(特拉维夫大学雷蒙德和贝弗利·萨克勒物理与天文学学院);Institute of Physics, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)(洛桑联邦理工学院物理研究所);Center for Quantum Science and Engineering (QSE Center), École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)(洛桑联邦理工学院量子科学与工程中心)
提出通过干涉仪中反点电荷的非局域测量,提取分数量子霍尔态中非阿贝尔任意子的特征熵(如ν=5/2态的d=√2),利用中间温度下的干涉相位时间依赖开关。
2026-07-07 cond-mat.mes-hall
DC Conductance of X-shaped Majorana Interferometer reveals Non-Abelian Anyon Statistics
Heinrich-Heine-Universität(海因里希·海涅大学);I.N.F.N., Gruppo collegato di Cosenza(意大利国家核物理研究所,科森扎协作组);Università della Calabria(卡塔尼亚大学);RWTH Aachen University(亚琛工业大学)
该研究提出四端 X 形手性马约拉纳干涉仪,利用线性响应直流电导张量检测伊辛任意子非阿贝尔统计。通过手征玻色化理论发现其电导张量各向同性,能产生非零电导,可直接证明非阿贝尔统计,补充了双臂干涉仪研究。
2026-10-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Perfect spin filtering device through a Mach Zehnder interferometer in GaAs/AlGaAs electron gas
在具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合以及外加外部磁场的介质中,在二维空间中精确地解决了通过量子自旋干涉进行自旋过滤的问题。这个问题是从完全非阿贝尔规范制定解决。我们提出了一种实验上可行的电子马赫-曾德尔干涉仪,并解决了完美的自旋过滤条件。我们发现两个广泛的解决方案,一个过滤是实现在原来的传入的基础上,这是纯粹的非阿贝尔解决方案,和其他需要一个倾斜的轴来观察极化输出旋量。后者的解决方案是很好的近似阿贝尔近似。这两种解都适用于任意入射极化,并且仅受入射旋量态的随机性限制。
2010-06-07 cond-mat.mes-hall
Aharonov-Bohm oscillations in bilayer graphene edge state Fabry-Pérot interferometers
基本激发的电荷和交换统计表现在量子相干振荡中,可以在干涉测量中探索。量子霍尔干涉仪是揭示二维系统中分数和非阿贝尔任意子的非常规量子统计的主要工具,后者是拓扑量子计算的基础。石墨烯干涉仪提供了新的途径来探索奇异激发的物理,由于其相对较小的充电能量和尖锐的限制电位。双层石墨烯具有真正的带隙,以促进量子限制的形成,并表现出最强大的偶数分母分数量子霍尔态,可以容纳非阿贝尔任意子。在这里,我们提出了一个分裂门控双层石墨烯法布里-珀罗干涉仪的设计和制造和实验证据Aharonov-Bohm干涉在多个整数量子霍尔态。该设备的多功能性使我们能够研究各种各样的情况下,确定边缘状态的速度,并评估干涉仪的失相机制。这些结果为在这个有前途的设备平台上寻求非阿贝尔统计铺平了道路。
2022-07-12 cond-mat.mes-hall
Three-Majorana Cotunneling Interferometer for Non-Abelian Braiding and Topological Quantum Gate Implementation
本文提出一种基于三马约拉纳零模共隧穿干涉的编织方案,通过可调耦合和半量子磁通消除动态相位,实现克利福德门及非克利福德门,为通用拓扑量子计算提供最小平台。
2025-09-11 cond-mat.mes-hall
Telegraph noise and the Fabry-Perot quantum Hall interferometer
我们考虑在量子霍尔法布里-珀罗干涉仪的阿贝尔和非阿贝尔准粒子统计的签名。当准粒子进入和离开干涉池时,例如由于掺杂剂层中的玻璃运动,可以在相位跳变中观察到任意子相位。在nu=5/2的非交换态的情况下,如果干涉仪是小的,我们认为,自由的Majorana状态在干涉盒中是强耦合到另一个或强耦合到边缘。我们分析了预期的相位跳跃,特别是建议,在奇偶性的马约拉纳基态的变化应该引起的特征跳跃的π在干涉相位。
2012-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Thermal interferometry of anyons
任意子干涉测量法探测拓扑有序物质中激发的编织相。这种技术在分数量子霍尔效应中的带电准粒子中得到了很好的应用。我们建议将它扩展到中性任意子,如Kitaev磁体中的Ising任意子和其他中性自旋液体中的准粒子。我们发现通过干涉仪的热流对隧穿准粒子的统计特性很敏感。我们提出了一个系统的调查签名的各种阿贝尔和非阿贝尔拓扑秩序的法布里-珀罗和马赫-曾德尔干涉仪。通过法布里-珀罗装置的热流对于不同的拓扑阶数是不同的,并且取决于干涉仪内部的拓扑荷。马赫-曾德尔装置只在拓扑平凡的系统中显示干扰。对于一个非平凡的统计,热流减少到两个收缩在干涉仪的贡献之和。此外,我们确定了另一个探针的拓扑顺序,涉及缩放的热流通过一个单一的隧道接触在低温下。电流表现出普遍的温度依赖性,在系统中的拓扑顺序敏感。
2023-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
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
Interferometry of non-Abelian Anyons
通过干涉实验发展了非阿贝尔任意子的一般量子测量理论。本文首先对任意子模型的理论进行了简要的介绍,重点介绍了将标准量子测量理论应用于此类系统所必需的基本形式。然后,这是适用于给出一个详细的分析,使用马赫-曾德尔干涉仪任意子模型的任意子电荷测量。我们发现,作为任意探针发送通过腿的干涉仪,位于目标区域的总任意电荷的叠加崩溃时,他们是通过monodromy与探针任意子,这也决定了崩溃的速度可区分。我们估计的探针的数量需要获得一个期望的置信水平的测量结果区分收费,并明确制定了一些重要的任意子模型的例子。我们应用相同的技术来描述在分数量子霍尔系统中实现的双点接触干涉仪中的干涉测量。对于隧穿的最低阶,这些结果基本上与马赫-曾德尔干涉仪的结果相匹配,但我们也提供了由于涉及多个隧穿过程而引起的校正。最后,我们给出了明确的预测描述状态测量的实验中的阿贝尔层次状态,非阿贝尔摩尔读取状态在$ν=5/2$和读取Rezayi状态在$ν= 12/5$。
2008-01-13 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Edge-mode velocities and thermal coherence of quantum Hall interferometers
我们提出了全面的结果在量子霍尔液滴的边缘模式速度与现实的相互作用和限制在不同的填充分数。我们证明了电荷模速度大致与价朗道能级填充分数和相应朗道能级中的库仑能量成比例。当朗道能级填充率nu = 5/2时,玻色子电荷模速度和费米中性模速度的明显差异可以在非阿贝尔准粒子干涉的热拖尾中体现出来。我们估计的相干温度上的限制势强度,这可能是可调的实验,以提高非阿贝尔状态的依赖。
2009-12-01 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
Braiding of Abelian and Non-Abelian Anyons in the Fractional Quantum Hall Effect
本文报道了分数量子霍尔系统的Fabry-Perot干涉术对阿贝尔和非阿贝尔统计的研究。我们在量子干涉实验中对相位滑移的检测展示了一种检测任意子编织的强大的新方法。我们确认阿贝尔任意编结统计的$ν= 7/3$的状态下,通过检测预测的统计相位角的$2π/3$,一致的任意粒子数的变化。理论上,$ν= 5/2$的量子态被认为含有马约拉纳的非阿贝尔任意子,这意味着每对准粒子都包含一个中性费米子轨道,可以被占据或未被占据,因此可以作为量子比特。在这种情况下,我们观察到的统计相位滑移同意的理论模型中的马约拉纳是强耦合到彼此,并强烈耦合到干涉仪的边缘模式。特别是,观察到的相位滑移约为$π$,被解释为量子位的突然翻转,或中性费米子进入干涉仪。我们的结果为非阿贝尔任意子的存在提供了有力的支持。
2011-12-15 cond-mat.mes-hall
Anyonic interference and braiding phase in a Mach-Zehnder Interferometer
分数量子霍尔态一直被预测为分数(任意离子)交换统计的测试场。这些拓扑状态的准粒子的分数费用的阿贝尔和非阿贝尔字符。准粒子的电荷通常由散粒噪声测量确定(1,2),状态的统计可以通过适当地干扰准粒子来揭示。虽然多路法布里-珀罗电子干涉仪(FPI)更容易制造,但它经常受到库仑相互作用的困扰(3),其面积与磁场一起呼吸(4),并且其主体的电荷倾向于波动(5)。采用充分筛选的最新FPI实验允许在原液灌装$ν$ =1/3时观察到Aharonov-Bohm(AB)干扰(6)。在目前的工作中,我们选择采用无相互作用,双路,马赫-曾德尔干涉仪(MZI),调谐到散装填充$ν$ =2/5。干扰外$ν$ =1/3模式(与内$ν$ =1/15模式筛选出的散装),我们观察到一个“修饰AB”的周期性,与组合的“裸AB”通量周期的三个通量量子(3 $ϕ_0$)和“编织阶段”2 $π$ /3。这种独特的干涉导致了单个通量量子的AB周期性。此外,干扰的可见性,$v_{e/3}$,明显偏离的电子一$\it{v}_{e}$,同意与理论上预期的可见性,$\it{v}_{e/3} \sim {\it{v}_e}^3$。由于MZI的两个非等效排水管,部分可见度在远离MZI的无处不在的传输一半的地方达到峰值。我们提供了简单的理论论据来支持我们的结果。MZI被证明是一个强大的工具,可以用来进一步探索更复杂的任意准粒子的统计。
2022-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Non-Abelian Aharonov-Casher Phase Factor in Mesoscopic Systems
矩阵值Aharonov-Casher相位因子$F_{\text{AC}}$(与c数Aharonov-Casher相位$λ_{\text{AC}}$相关)在与自旋-轨道耦合相关的介观系统的物理中起着重要作用。然而,它与实验观测值的关系是相当难以捉摸的。基于SU(2)规范不变的薛定谔方程,我们将$F_{\text{AC}}$与电子干涉仪中产生Rashba或Dresselhaus自旋轨道耦合的电场中的可测量联系起来。具体来说,我们考虑电子通过(i)单通道环形干涉仪和(ii)双通道方形干涉仪的传输。在这两个例子中,我们导出了电导的封闭表达式,并表明它们是$F_{\text{AC}}$的迹部分的简单有理函数。在第二种情况下,我们也得到了电子自旋极化矢量的封闭表达式,并发现它是$F_{\text{AC}}$中有迹部分和无迹部分的简单函数。然后,这种分析提出了一种直接的方法来实验性地接近这个难以捉摸的量。
2019-04-03 cond-mat.mes-hall
Transport theory for a generic two-arm co-propagating Majorana interferometer with Majorana fermion and edge vortex tunneling
Heinrich-Heine-Universität(海因里希·海涅大学);Università della Calabria(卡塔尼亚大学);RWTH Aachen University(亚琛工业大学)
该理论研究了共传播马约拉纳干涉仪中边缘涡旋的非阿贝尔统计,通过玻色化推广到不对称配置,发现低频有效电容携带拓扑自旋特征,且热长度决定输运可见性。
2026-10-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Anyon braiding and telegraph noise in a graphene interferometer
John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University(哈佛大学生物工程与应用科学学院);Department of Physics, Harvard University(哈佛大学物理系);Center for Nanoscale Systems, Harvard University(哈佛大学纳米系统中心);Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science(国立材料研究所电子光学材料研究中心);Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science(国立材料研究所材料纳米构筑学研究中心)
研究通过实时探测三态随机电报噪声,揭示了ν=1/3和4/3分数量子霍尔态中的任何子编织相位,展示了任何子交换统计的全新表征方法。
2024-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A quantum-network approach to spin interferometry driven by Abelian and non-Abelian fields
我们提出了一个理论的量子网络,占阿贝尔和非阿贝尔领域的自旋载流子。我们应用这种方法来模拟不同几何形状(如正方形和环形)的介观自旋干涉仪的电导,再现了最近在纳米结构InAsGa量子阱中受到Rashba自旋轨道和塞曼场的实验结果(例如,通过几何手段操纵Aharonov-Casher干涉图案)。此外,通过引入一个额外的场纹理工程,我们设法挑出一个以前不注意的自旋相位抑制机制。我们注意到,我们的方法也可以用于复杂网络和封闭系统的谱特性的研究。
2021-04-22 cond-mat.mes-hall
Measuring statistics-induced entanglement entropy with a Hong-Ou-Mandel interferometer
针对量子纠缠缺乏普适定义、与统计结合时研究难度大的问题,提出纠缠指针与统计诱导纠缠熵两个定量表征概念,并通过电子Hong-Ou-Mandel干涉仪实验验证,为多平台纠缠研究提供新路径。
2023-12-25 cond-mat.mes-hall
Interferometric braiding of non-Abelian anyons
Ludwig-Maximilians-Universität München(慕尼黑大学);Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)(慕尼黑量子科学与技术中心);Max-Planck-Institute of Quantum Optics(马克斯·普朗克量子光学研究所)
本文提出基于量子杂质的协议,通过拉姆齐干涉仪测量非阿贝尔任意子的R和F矩阵元,并引入常规到拓扑的量子比特编码器,实现向拓扑保护量子记忆的信息转移。
2026-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
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
Coherent transport through a Majorana island in an Aharonov-Bohm interferometer
由于非局域量子比特编码和非阿贝尔交换统计,马约拉纳零模是拓扑量子计算的主要候选者。空间分离的马约拉纳模式,预计将允许相位相干的单电子输运通过拓扑超导岛通过一种机制被称为隐形传态。在这里,我们实验研究这样一个系统,通过图案化的细长外延InAs-Al岛嵌入在Aharonov-Bohm干涉仪。随着平行磁场的增加,岛中的离散子带隙态降低到零能量,产生持续的1 e周期库仑阻塞电导峰(e是元电荷)。在这种情况下,通过干涉仪的电导被观察到振荡在一个垂直的磁场的通量周期为h/e(h是普朗克常数),表明相干传输的单电子通过岛,电子隐形传态通过马约拉纳模式的签名,也可以观察到,表明额外的非马约拉纳机制1 e运输通过这些适度短的电线。
2020-06-26 cond-mat.mes-hall
Inequivalent classes of interference experiments with non-abelian anyons
我们提出了一个理论分析的不等价类的干涉实验与非阿贝尔任意子使用一个理想化的马赫-曾德尔型干涉仪。由于辫群作用的非阿贝尔性质,人们必须区分实验可以重复的不同可能性,这导致不同的干涉图案。我们表明,每一个设置将,经过反复测量,导致的情况下,两个粒子(或多粒子)的状态被锁定到一些定义良好的运营商的本征态。还计算了在这样的本征态结束的概率。并给出了一些有代表性的算例。
2001-05-04 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Probing Non-Abelian Statistics in nu=12/5 Quantum Hall State
研究了电子马赫-曾德尔干涉仪中$ ν=12/5 $ Fractional Quantum Hall(Fractional Quantum Hall)态两边缘间电流的隧穿电流和散粒噪声。结果表明,隧道电流和散粒噪声可以用来探测$ ν=12/5 $-H态中$k=3 $顺费子统计的存在性。更具体地说,在Read-Rezayi状态下,电流对Aharonov-Bohm通量的依赖性在施加电压的符号的变化下是不对称的。这一性质在阿贝尔劳克林状态中是不存在的。此外,Fano因子在$ ν=12/5 $-OH态中可以超过12.7个电子电荷。这个数字远远超过了所有劳克林状态和$ ν=5/2 $摩尔-里德状态的最大可能Fano因子,之前分别显示为$ e $和$ 3.2 e $。
2008-01-15 cond-mat.mes-hall
Fractional quantum Hall effect at $ν= 5/2$: Ground states, non-Abelian quasiholes, and edge modes in a microscopic model
我们提出了一个全面的数值研究的微观模型的分数量子霍尔系统在填充分数$ν= 5/2$,基于光盘的几何。我们的模型包括库仑相互作用和一个半现实的限制潜力。在某些情况下,我们还混合了一些三体相互作用,以帮助阐明物理学。得到了相图,讨论了基态可以用摩尔-里德态描述的条件,并研究了它与邻近条纹相的竞争。我们还研究了准空穴激发和边缘激发的Moore-Read-like状态。由边缘谱的演化,我们得到了电荷边缘模和中性边缘模的速度,它们有很大的差别。这种速度的分离是非阿贝尔准空穴/准粒子(带电荷$\pm e/4$)在边缘传播时的退相干源;使用从一组特定参数获得的数字,我们估计退相干长度约为4微米。这为双点接触干涉仪中的两个点接触的分离设定了上限,该干涉仪旨在检测这种准粒子的非阿贝尔性质。我们还发现了一个国家,这是一个潜在的候选人,最近提出的反Pfidian国家。我们发现推测的反Pfizer态在弱限制(光滑边)下更受青睐,而Moore-Read Pfizer态在强限制(尖锐边)下更受青睐。
2008-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Experimental signatures of non-Abelian statistics in clustered quantum Hall states
我们讨论了各种非阿贝尔量子霍尔态的输运实验,包括Read-Rezayi系列和成对的自旋单重态。我们分析了这些态在大量子点库仑阻塞输运中的独特特征。我们表明,非阿贝尔性质的国家体现自己通过调制的库仑阻塞峰之间的间距作为一个功能的点的面积。即使电流只沿着边缘流动,这些调制也会随着定位在点的大部分中的准空穴的数量而变化。我们讨论了边缘态弛豫对预测的库仑阻塞模式的影响,并表明它可以抑制体准空穴数的依赖性。我们预言了在法布里-珀罗干涉仪中自旋单重态的最低阶干涉项的形式。结果表明,当体准空穴的集体态的量子数取一定值时,该干涉项被抑制,这与以前对Read-Rezayi系列的其它团簇态的研究结果一致.
2009-06-15 cond-mat.mes-hall
Solution of a model for the two-channel electronic Mach-Zehnder interferometer
我们发展了朗道能级填充因子ν= 2的量子霍尔边缘态的电子马赫-曾德尔干涉仪的理论,这已经在最近的一系列实验和理论研究中进行了研究。我们表明,一个详细的治疗的退相和非均衡运输是可能的玻色子化结合的电子之间的相互作用是短程的模型研究。特别地,这种方法允许在充当分束器的量子点接触处的电子隧穿的非微扰处理。我们找到了一个精确的解析表达式在任意隧道强度的微分电导的干涉仪与臂的长度相等,并获得数值精确的结果与不等臂的干涉仪。我们比较这些结果与以前的微扰和近似的,并与观察。
2013-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Aharonov-Bohm effect and coherence length of charge e/4 quasiparticles at 5/2 filling factor measured in multiple small Fabry-Perot interferometers
法布里-珀罗干涉仪的设计(双点接触)干涉仪测量分数量子霍尔效应准粒子电荷性质,特别是5/2激发,提出了一个重要的权衡:应该使装置尺寸最小化以允许两个路径干涉,因为预期相关态中准粒子的相干长度是有限的,然而,小的装置促进库仑充电效应的优势,这将压倒Aharonov-Bohm干涉效应。在这项研究中,一系列小的,但不同尺寸的干涉仪从同一高密度异质结构晶片检查库仑效应与Aharonov-Bohm(A-B)干涉效应的存在下,在门配置,支持5/2,7/3,和8/3分数量子霍尔效应操作时。器件尺寸的变化超过三倍,并且在此范围内明确显示出A-B干涉的特定特性,但不是库仑主导效应。给出这些A-B干涉结果,提取电荷e/4干涉的相干长度。非阿贝尔e/4准粒子的相干长度是设计和开发用于研究和应用这种奇异激发的复杂干涉装置的重要参数。如在e/4激发的先前观察中,在这些多个装置中观察到交替的A-B e/4和e/2振荡。的e/4振荡的振幅被观察到显着降低较大面积的干涉仪。路径长度的限制来自直接由A-B测量确定的干涉仪面积,和e/4振荡的衰减长度被示出为微米至亚微米尺度。这个相干长度与这里测量的7/3激发的相干长度一致,并且与理论模型一致。
2013-01-11 cond-mat.mes-hall
Interference measurements of non-Abelian e/4 & Abelian e/2 quasiparticle braiding
填充因子为$ν=5/2$和$7/2$的量子霍尔态具有阿贝尔电荷$e/2$准粒子和非阿贝尔电荷$e/4$准粒子。后者的非阿贝尔统计已被预测显示出惊人的干涉签名,奇偶效应。通过测量电阻振荡作为一个功能的Fabry-Pérot干涉仪的磁场使用新的高纯度异质结,我们首次报告的非阿贝尔性质的激发在$ν=7/2$的实验证据。在这两个$ν=5/2$和$7/2$,我们还检查,为第一次,费米子宇称,拓扑量子数的偶数个非阿贝尔准粒子。观察到的$e/4$振荡的相位在两个填充因子附近都是可重复的,并且在长时间(小时)内是稳定的,这表明费米子宇称是稳定的。在这两个分数,当相位波动被观察到,他们主要是$π$相位翻转,无论是费米子宇称变化或变化的封闭$e/4$准粒子的数量一致。我们还研究了较低的频率振荡在这两个国家的阿贝尔干涉过程。总之,这些结果构成了$e/4$准粒子的非阿贝尔性质的新证据;它们的组合费米子宇称的观测寿命进一步加强了它们在拓扑量子计算中的实用性。
2023-03-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Non-Gaussian Dephasing of an Electronic Mach-Zehnder Interferometer Coupled to "Which Path" Detector
本文提出了一种理论上的非微扰处理方法来解释电子马赫-曾德尔干涉仪中的电子通过与邻近的分隔电子通道相互作用而失相的现象。所得公式再现了MZI干涉可见度的recant实验行为。通过对实验结果的拟合,发现探测器散粒噪声的可见度受~3个探测电子的影响很大,反映了探测器散粒噪声的非高斯特性。
2006-10-23 cond-mat.mes-hall
Theory of non-equilibrium electronic Mach-Zehnder interferometer
本文从理论上描述了由整数量子霍尔边缘态(ν=1和2通道)形成的电子Mach-Zehnder干涉仪中的相互作用诱导现象。利用非平衡泛函玻色化框架,我们得到了一个有效的行动,其中包含了所有的物理问题。我们应用该理论的模型的短程相互作用和更现实的情况下,远程库仑相互作用。该理论考虑到相互作用引起的等离子体激元,充电和退相干的分散效果。在长程相互作用的情况下,我们发现我们的Aharonov-Bohm振荡的可见性和实验数据之间的理论结果很好的协议。
2011-01-23 cond-mat.mes-hall
The Behavior of Electronic Interferometers in the Non-Linear Regime
从理论上研究了电子马赫-曾德尔干涉仪(MZI)中电流振荡随源偏置的变化规律。最近,MZI干涉可见度显示了一种无法解释的具有特殊相位刚性的波瓣模式行为。此外,该效应不依赖于MZI路径差异。我们认为,这些效应可能是量子力学粒子-波二象性的一种新的多体表现。当使干涉仪源偏置超过线性响应范围时,量子散粒噪声(一种粒子现象)必然会影响产生它的电子的干涉图样,这是一个简单的不变性论证的结果。相互作用哈密顿量的近似解确实表明,干涉可见度具有与施加的偏置成比例的平均路径长度和独立的路径差的周期的波瓣图案,连同相位刚性。
2008-02-13 cond-mat.mes-hall
Quantum interference and nonequilibrium Josephson current in molecular Andreev interferometers
研究了非平衡条件下基于多环芳烃的三端Andreev干涉仪的量子干涉效应。Andreev干涉仪由耦合到两个超导和一个正常导电端子的PAH组成。我们计算了在正常引线中测量的电流以及在非平衡条件下超导端子之间的电流。我们表明,无论是QI中产生的PAH核心和施加到正常接触的偏置电压有一个基本的影响与Andreev束缚态(ABS)的电荷分布。QI可以导致正常电流对超导相位差的特殊依赖性,这在介观Andreev干涉仪的早期研究中没有观察到。我们解释我们的结果由诱导的电子和空穴类准粒子的空间分布的不对称性。在正常引线上施加足够大的偏置电压时,在中心PAH核中诱导的非平衡电荷占据可以导致超电流的电流-相位关系中的$π$转变。类电子和类空穴准粒子空间分布的不对称性可能被用来分裂库珀对,从而在四个终端设置中产生纠缠电子。
2020-04-22 cond-mat.mes-hall
Temperature dependence of the visibility in an electronic Mach-Zehnder interferometer
我们在电子马赫-曾德尔干涉仪中进行了电导和散粒噪声的测量。干涉的可见度作为电子温度的函数,这是来自干涉仪的热噪声的影响。非平衡噪声显示h/e和h/2 e振荡与调制栅极电压的关系。
2010-04-23 cond-mat.mes-hall
Non-local spin valve interferometer: Observation of superconducting spin current and Aharonov-Anandan's non-adiabatic geometric phase
设计并制作了一个普通金属/绝缘体/铁磁体非局域横向自旋阀的电子干涉仪,观察到了自旋电流干涉。一个非常高的自旋信号为200 m $Ω$被发现在一个设备与2 $μ$ m的注射器-检测器的距离和磁场扫描平行于平面。在垂直磁场扫描下,Hanle效应测量显示自旋进动和$h/e$振荡。由于旋进自旋在低场穿过正常金属环时的非绝热性质,这是对Aharonov-Anandan非绝热几何相位的实验观察。此外,我们观察到的正常和超导铝相同的自旋电阻是不一致的准粒子图片的基础上的理论预测。为了解释这种超导自旋电流,我们提出了自旋三重态库珀对可能存在于直接自旋注入的铝薄膜中。
2019-02-13 cond-mat.mes-hall
Nonequilibirum noise spectrum and Coulomb-blockade-assisted Rabi interference in a double-dot Aharonov-Bohm interferometer
研究了无自旋双点Aharonov-Bohm(AB)干涉仪中非平衡输运的电荷态相干性。目前的噪声频谱和实时动态评估与完善的耗散方程的运动方法。结果表明,光谱的特征峰和下降,所产生的相干拉比振荡动力学,与环境辅助间接点间隧道耦合机制。所观察到的光谱特征是在一个定量协议的实时动态的约化密度矩阵非对角元素之间的两个电荷状态。正如前面提到的机制一样,这些相干特性对AB相位非常敏感。虽然这对于互相关频谱通常是正确的,但实验上更容易获得的总电路噪声频谱显示出各种机制之间非常丰富的相互作用。这项工作的最重要的发现是存在库仑阻塞-辅助拉比干涉,非常明显的签名之间的相互作用产生的AB干涉仪和点间库仑相互作用诱导Fano共振。
2019-09-26 cond-mat.mes-hall
Current-biased Andreev interferometer
本文从理论上研究了电流偏置下三个超导电极的Andreev干涉仪的行为。我们的分析可以预测一些有趣的功能,这样的设备,如滞后和非滞后行为,负磁阻和两组不同的奇异性的差分电阻在subgap电压。在非滞后制度,我们发现一个显着的电压调制的磁通量,可用于提高灵敏度的Andreev干涉仪。
2013-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fluctuation Theorem in a Quantum-Dot Aharonov-Bohm Interferometer
本文研究了嵌入相互作用量子点的两端Aharonov-Bohm干涉仪中的全计数统计。我们引入了一个新的鞍点解的累积生成函数,它满足涨落定理和帐户的相互作用的平均场水平近似。非线性输运系数满足微观可逆性的普遍关系,虽然散射矩阵本身是不可逆的。由于相互作用,即使在平衡状态下,偏度也可以是有限的,并且与非线性电导的不对称分量成比例。
2008-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Quantum Hall Bogoliubov Interferometer
提出含接地超导端的量子霍尔干涉仪,通过 Aharonov-Bohm 相位和收缩区调控 Bogoliubov 准粒子散射,实现丰富的非局域响应及电子-空穴叠加的按需控制。
2023-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con