Probing the plateau-insulator quantum phase transition in the quantum Hall regime
本文报道了低迁移率In_{.53} Ga_{.47} As/InP异质结构中平台-绝缘体转变的量子霍尔实验。纵向电阻ρ_{xx}的数据遵循指数规律,我们提取了临界指数κ= .55 \pm .05,这与平台转变的确定值κ= .42 \pm .04略有不同。在对引起临界电导σ_{xx}^* 对温度的微小依赖的非均匀性效应进行校正后,我们的数据表明,平台-平台和平台-绝缘体转变属于同一普适类。
1998-12-02 cond-mat.mes-hall
The Effect of the Disorder on the Longitudinal Resistance of a Graphene p-n Junction in Quantum Hall Regime
研究了六端石墨烯pn结在垂直磁场作用下的纵向电阻。由于霍尔边缘态的手性,石墨烯带的顶部边缘和底部边缘上的纵向电阻不相等。在适当的无序存在下,顶部边缘和底部边缘的电阻以及显示在单极和双极制度的平台结构和平台值仅由朗道填充因子决定。这些平台结构与最近的实验非常一致。对于单极结,在没有杂质的情况下出现电阻平台,并且它们被强无序破坏。但是对于双极结,在清洁结中没有平台结构,电阻非常大。由于无序引起的霍尔边缘态的混合,无序可以强烈地降低电阻并导致电阻平台的形成。此外,还研究了结的尺寸效应对电阻的影响,发现在长石墨烯结的情况下会出现一些额外的电阻平台。这是解释的事实,只有部分的边缘状态参与充分混合。
2010-12-14 cond-mat.mes-hall
Evidence for the PSL(2$|$2) Wess-Zumino-Novikov-Witten model as a model for the plateau transition in Quantum Hall effect: Evaluation of numerical simulations
本文修正了PSL(2 $|$ 2)Wess-Zumino-Novikov-Witten(WZNW)模型作为量子量子霍尔效应平台跃迁理论的论点。结果表明,所有可用的数值资料(包括相关长度指数$ν$)都与这种具有$k=8$水平的WZNW模型的预测相一致。
2007-02-26 cond-mat.mes-hall
Ballistic-Ohmic quantum Hall plateau transition in graphene pn junction
最近在无序石墨烯PN结上进行的量子霍尔实验提供了证据,表明结电阻可以由n和p介质电阻的简单欧姆和来描述。然而,在弹道极限,理论预测的存在手性依赖的量子霍尔平台的PN结。我们发现,两个截然不同的过程是需要这种弹道欧姆平台过渡,即(i)空穴/电子朗道态平衡和(ii)谷的入射朗道边缘状态的同位旋稀释。这些结论是通过简单的散射理论得到的,并通过紧束缚模型下对0. 1 μ m宽的无序石墨烯PN结的量子磁输运计算得到了证实。前一个过程是通过pn界面粗糙度实现的,在典型的实验条件下,发现具有10 nm的均方根粗糙度的pn界面无序是足够的。后一个过程是介导的外在边缘粗糙度扶手椅边缘丝带和内在本地化的谷间散射中心的pn界面的边缘为锯齿形丝带。根据这些结果,我们还研究了为什么更高的欧姆型平台不太可能在实验中观察到。
2009-11-26 cond-mat.mes-hall
Shifting the quantum Hall plateau level in a double layer electron system
研究了倾斜磁场中双层电子系统中整数量子霍尔电阻的平台效应。在一定的磁场和倾斜角的窄范围内,平台能级明显偏离量子化值,没有耗散输运出现。一个定性的帐户的效果给出的去耦的边缘状态对应于不同的电子层/朗道水平。
2001-12-06 cond-mat.mes-hall
Hall plateau diagram for the Hofstadter butterfly energy spectrum
我们广泛地研究了Hofstadter蝴蝶中的局域化和量子霍尔效应,该蝴蝶出现在具有弱二维周期势的二维电子系统中。数值计算了一般磁场中无序有限系统的霍尔电导率和局域长度,并估计了无限系统中扩展能级的能量。我们得到了霍夫施塔特蝴蝶整个区域的霍尔平台图,并提出了一个理论的平台结构的演变与增加的无序。在那里,我们表明,一个子带的霍尔电导率$n e^2/h$有$|n|$分离束的扩展水平,至少对于一个整数$n \leq 2$。我们还发现,具有相同的霍尔电导率的子带的集群,重复出现在霍夫施塔特蝴蝶,具有类似的本地化属性。
2006-06-07 cond-mat.mes-hall
Electronic transport through a graphene-based ferromagnetic/normal/ferromagnetic junction
利用Landauer-Büttiker公式和非平衡格林函数技术研究了石墨烯基铁磁/正常/铁磁结中的电子输运.结果表明,对于锯齿形边缘的情况,对于平行结构,电导总是大于$e^{2}/h$,而对于反平行结构,由于带选择规则,电导变为零。因此,当费米能位于狄拉克点附近时,磁电阻(MR)的值为100%。此外,选择较窄的石墨烯带可以获得较宽的100%MR平台,并且中心石墨烯区域的长度变化不影响100%MR平台。尽管无序会降低MR平台,但即使在大无序强度的情况下,平台值仍可以保持约50%。此外,当左右引线的磁化具有相对角度时,电导作为角度的余弦函数而变化。更重要的是,对于扶手椅边缘的情况下,MR通常是小的。因此,使用锯齿形边缘石墨烯带更有利于制备石墨烯基自旋阀器件。
2010-02-19 cond-mat.mes-hall
Engineering Quantum Anomalous Hall Plateaus and Anti-Chiral States with AC Fields
研究了蜂窝晶格中交流电场诱导的量子反常霍尔效应,导出了任意场幅值和相位极化的全相图。我们展示了如何诱导反手征的边缘模式,以及拓扑相位的特征在于陈数大于$1$通过适当的驱动。特别是,我们发现,陈数发展平台作为频率的函数,提供了一个依赖于时间的模拟的量子霍尔效应。
2014-04-03 cond-mat.mes-hall
Conductance fluctuations at the quantum Hall plateau transition
我们分析了电导波动中观察到的量子霍尔制度的散装二维电子系统中的Corbino几何。我们发现,像功率谱密度和温度依赖性的特点同意与简单的期望普遍的金属电导波动,而观察到的幅度减少。此外,退相长度$L_Φ\propto T^{-1/2}$,它支配的波动的温度依赖性,是令人惊讶的不同的缩放长度$L_{sc}\propto T^{-1}$管理的量子霍尔平台过渡的宽度。
2002-04-18 cond-mat.mes-hall
Dynamical scaling of the quantum Hall plateau transition
使用不同的实验技术,我们研究的量子霍尔平台过渡的频率范围f = 0.1-55 GHz的动态标度。我们提出了一个计划,允许同时缩放分析这些实验和文献中的所有其他数据。我们观察到一个指数kappa = 0.5 +/- 0.1的通用标度函数,产生一个动力学指数z = 0.9 +/- 0.2。
2002-07-26 cond-mat.mes-hall
Conductance fluctuations at the integer quantum Hall plateau transition
数值研究了整数量子霍尔效应平台跃迁附近的电导涨落。该系统被认为是在介观制度,与相位相干长度可比的系统的大小。我们专注于一个两端电导G的方形样品,考虑周期性和开放的边界条件横向的电流。在平台转变处,G是广泛分布的,在0和1之间的区间上,分布函数接近均匀,单位为e^2/h。我们的结果与Cobden和Kogan最近在介观量子霍尔效应样品上的实验一致。
1996-11-13 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall effect in graphene with superconducting electrodes
我们通过将石墨烯连接到铌电极上,实现了具有超导接触的整数量子霍尔系统。在4特斯拉的上临界场以下,整数量子霍尔效应与引线中的超导性共存,但具有比正常状态更大的平台电导。我们将这种增强的量子霍尔平台电导归因于石墨烯-超导体界面处的Andreev过程,导致形成所谓的Andreev边缘态。增强强烈地依赖于填充因子,并且由于单层石墨烯中零能量朗道能级的特殊性质,在第一平台上不太明显。
2013-03-14 cond-mat.mes-hall
Scaling in Plateau-to-Plateau Transition: A Direct Connection of Quantum Hall Systems with Anderson Localization Model
研究了温度低至1 mK时随机合金无序高迁移率二维电子气的量子霍尔平台跃迁。从1.2K到12 mK,观察到一个完美的幂律标度,κ=0.42。这种完全标度在饱和温度T_s~ 10 mK处急剧终止。当量子相位相干长度(L_p ~ T^{-p/2})达到毫米尺度时,饱和被认为是一种有限尺寸效应。根据尺寸依赖性研究,观察到T_s \propto W^{-1},获得p=2。由测量的κ和p直接确定的局域化长度的指数为ν=2.38,动态临界指数z = 1。
2009-05-06 cond-mat.mes-hall
Conductance fluctuations at the fractional quantum Hall plateau transitions
我们得到了一个“平均场”标度流的纵向和霍尔电导率在分数量子霍尔制度。利用复合费米子图像,假设复合费米子遵循整数量子霍尔效应的Khmelnitskii-Pruisken标度流,确定了决定不同分数量子霍尔态之间跃迁的不稳定不动点.得到了临界纵向电导率和临界霍尔电导率在不稳定不动点处的分布,并讨论了这些结果对介观量子霍尔系统实验的意义.
1997-11-18 cond-mat.mes-hall
Bulk charge distributions on integer and fractional quantum Hall plateaus
本文讨论了处于整数或分数量子霍尔平台的二维电子气系统的电荷分布。我们的分析是基于一个关系,从长波长的体积密度-密度响应函数的限制,诱导电荷和领先的衍生物之间的缓慢变化的霍尔电位。我们使用Wiener-Hopf方法来求解耦合响应和泊松方程。与整数的情况下,在以前的工作中处理,在分数的情况下,诱导电荷可以交替的符号。
1997-10-31 cond-mat.mes-hall
Conductance fluctuations and disorder induced $ν=0$ quantum Hall plateau in topological insulator nanowires
暴露在磁场中的干净拓扑绝缘体会产生朗道能级,并伴随着无限平板几何形状的非零霍尔电导率。在这项工作中,我们考虑的情况下,无序的拓扑绝缘体纳米线和发现,相比之下,零霍尔高原出现在一个广泛的能量窗口接近狄拉克点。我们数值计算了无序纳米线统计系综的电导及其分布,并利用电导涨落研究了绝缘相对纳米线长度、无序强度和磁场等系统参数的依赖关系。
2017-01-09 cond-mat.mes-hall
Terahertz dynamics of a topologically protected state: quantum Hall effect plateaus near cyclotron resonance in a GaAs/AlGaAs heterojunction
我们测量的霍尔电导率的二维电子气形成在GaAs/AlGaAs异质结在太赫兹制度接近回旋共振频率通过采用高灵敏度的法拉第旋转的方法加上电选通的样品来改变电子密度。我们观察到清晰的平台和阶梯状功能的法拉第旋转角与电子密度和磁场(朗道能级填充因子),这是量子霍尔平台的高频表现-拓扑保护的边缘状态的签名。最近的动态标度理论的结果进行了比较。
2013-06-28 cond-mat.mes-hall
Comment on ``Scaling in Plateau-Plateau Transition: A Direct Connection of Quantum Hall Systems with Anderson Localization Model''
评“Plateau-Plateau跃迁中的标度:量子霍尔系统与安德森局域化模型的直接联系”[Wanli Li et al.,Phys.Rev.Lett. 102,216801(2009)]
2009-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Optical Hall conductivity in 2DEG and graphene QHE systems
我们已经从数值研究中发现,霍尔平台保留在光学霍尔电导率$σ_{xy}(ω)$在交流($\sim$太赫兹)制度在普通的二维电子气和石墨烯在量子霍尔制度,虽然在交流平台的高度偏离$e^2/h$的整数倍。该效果仍然出乎意料地强大,对一个显着的强度的障碍,我们归因于本地化的效果。我们预测交流霍尔平台是通过法拉第旋转与旋转角的精细结构常数$α$的特点,可观察到的。本文通过数值计算阐明了平台结构与无序强度之间的关系。
2009-11-02 cond-mat.mes-hall
On the gauge invariant and topological nature of the localization determining the Quantum Hall Effect plateaus
它示出了如何在量子霍尔效应制度下的电磁响应的2DEG,由Chern-Simons拓扑作用表征,转换样品的杂质和电荷库中的缺陷,稳定的霍尔电导率平台。的结果,确定的基本动力学起源的奇异特性的本地化下发生的QHE的Laughlin和Joynt和Prange的开创性工作中获得的,通过规范不变性参数和一个纯粹的电子分析,分别。通过陈-西蒙斯电流和电荷密度,电子移动等势线的共同图像得到了解析实现。
2002-08-13 cond-mat.mes-hall
Specific Plateaus of the Quantum Hall Effect Induced by an Applied Bias
研究了具有Dirichlet边界条件的有限二维紧束缚电子系统在磁场和外线性势作用下的能谱和本征态。本征态具有等势性,并可沿垂直于电场的方向穿过元格。当铅被添加到模板中时,承载电流的通道可能会被等电位缩短,从而导致位于通常的IQHE平台之间的额外平台。这一想法得到了四端Landauer-Büttiker方法数值计算的证实。
1997-01-07 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
Fractional Quantum Hall plateaus in mosaic-like conductors
我们报告了一个简单的路线产生磁输运数据,导致分数量子霍尔平台的电导。生成模型的成分是具有整数量子霍尔效应的导电瓦和金属连接体,进一步的基尔霍夫规则。当在马赛克中连接几个相同的瓷砖时,电导值会出现分数阶跃。更丰富的光谱表示几个分数时,发生的瓷砖参数变化。部分模拟数据得到了高磁场中有目的设计的石墨烯镶嵌的支持。研究结果强调,分数电导值的发生,特别是在两端测量,并不一定表明相互作用驱动的物理。我们强调的重要性,一个独立的确定的电荷密度和严格讨论的相似性和差异的分数量子霍尔效应。
2018-05-03 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall plateau transitions in disordered superconductors
本文研究了二维非相互作用准粒子的离域跃迁,它属于一个新的对称类。这种对称性可以在一个肮脏的、无隙的超导体中实现,其中轨道运动的时间反演对称性被破坏,但自旋旋转对称性是完整的。我们发现一个直接过渡的两个绝缘相量子霍尔电导为零和两个保守的准粒子。准粒子的能量在临界点处作为一个相关的破缺场,将直接跃迁分裂为两个常规的平台跃迁。
1998-12-09 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall Effect in Bilayer Graphene: Disorder Effect and Quantum Phase Transition
基于紧束缚模型,数值研究了无序条件下双层石墨烯中的量子霍尔效应.在由非量子化霍尔效应的临界区分隔的全能带中,确定了两个不同的QHE区域。在能带中心(狄拉克点)附近的霍尔电导率显示出与谷简并度成正比的反常量子化,但$ν=0$平台明显不存在,这与实验观察一致。当存在无序时,扩展能级向能带中心的上浮会破坏霍尔平台,高平台首先消失。围绕带中心的中心两个平台对无序散射是最鲁棒的,其被在其间靠近狄拉克点的小临界区域分开。狄拉克点周围的纵向电导被证明是在一个范围内的无序强度几乎是一个常数,直到最后两个QHE高原完全崩溃。
2009-08-02 cond-mat.mes-hall
Landau level broadening without disorder, non-integer plateaus without interactions - an alternative model of the quantum Hall effect
我审查的量子霍尔效应,这是不是基于存在的无序电位的替代模型的某些方面。相反,在交叉电场和磁场的存在下的电子漂移电流的量子化被用来构建非线性输运理论。替代理论的另一个重要组成部分是二维电子气与引线和外加电压的耦合。通过在图像中工作,其中外部电压固定2D子系统中的化学势,实验观察到的电压与量子霍尔平台位置之间的线性关系找到了自然的解释。此外,经典霍尔效应作为量子霍尔效应的自然极限出现。对于低温(或高电流),非整数子结构将更高的朗道能级分成子能级。电阻率的亚结构和非整数平台的出现与电子-电子相互作用无关,而是由(线性)电场的存在引起的。某些所得分数恰好对应于半整数平台。
2006-01-31 cond-mat.mes-hall
New Insights into the Plateau-Insulator Transition in the Quantum Hall Regime
我们测量了低迁移率InGaAs/GaAs量子阱中平台-绝缘体(PI)跃迁的量子临界行为。两个不同值的电子密度测量的纵向电阻率遵循指数律,从中我们提取临界指数Kappa = 0.54和0.58,与先前获得的InGaAs/InP异质结的值(Kappa = 0.57)很好地吻合。这为非费米液体临界指数提供了证据。通过反转磁场的方向,我们发现平均霍尔电阻在PI跃迁过程中保持在平台值h/e ^2处量子化。从霍尔电阻与量子化值的偏差,我们得到了标度的修正。
2003-08-19 cond-mat.mes-hall
Topological quantum number and critical exponent from conductance fluctuations at the quantum Hall plateau transition
二维电子气在从一个量子霍尔平台过渡到下一个量子霍尔平台时的电导具有作为磁场和费米能量的函数的样品特定的波动。在这里,我们确定了这些介观涨落在科尔比诺几何中的一个普遍特征:在过渡区,磁导振荡的振幅具有e^2/h共振,这表明绝缘体的拓扑量子数发生了变化。这种共振为相变的临界指数提供了一个有符号的标度变量(不同于现有的正定标度变量)。
2011-10-20 cond-mat.mes-hall
Anomalous criticality in the quantum Hall transition at $n=0$ Landau level of graphene with chiral-symmetric disorders
我们数值研究了手征对称性是否是决定无序石墨烯量子霍尔跃迁临界性的唯一因素。当无序遵守手征对称性时,在$n=0$朗道能级处的平台到平台跃迁被示出为变得异常(即,类阶梯函数)。然而,令人惊讶的是,异常是强大的,对包括均匀的次近邻跳跃,这降低了晶格模型的手征对称性。我们还表明,交流(光学)霍尔电导率表现出一个强大的平台结构时,无序尊重的手征对称性。
2010-08-16 cond-mat.mes-hall
Disorder-induced enhancement of transport through graphene p-n junctions
我们研究了垂直磁场下石墨烯pn结的电子输运。利用Landauar-Buttiker方法结合非平衡格林函数方法,研究了清洁和无序样品的电导。对于干净的pn结,电导相当小。在疾病的存在下,它被强烈增强,并在适当的疾病范围内表现出平台结构。我们的数值计算结果表明,最低的平台可以生存的一个非常广泛的无序强度,但高原的存在依赖于系统参数,有时不能在所有形成。当无序稍微超出该无序范围时,仍然可以出现一些电导平台,其值低于理想值。这些结果与最近的实验非常一致。
2008-07-10 cond-mat.mes-hall
Plateau insulator transition in graphene
研究了单层石墨烯样品在高达28 T的强磁场中的量子霍尔效应。我们的测量揭示了存在从填充因子$ν=-2$到$ν=0$的金属-绝缘体转变。发现在石墨烯中并且因此在真正的二维系统中普适标度指数的值是$κ=0.57 $。这个值的$κ$是在协议与公认的普适值为标准准二维电子和空穴气体的平台绝缘体转变。
2010-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Critical Conductance and Its Fluctuations at Integer Hall Plateau Transitions
在横向周期性边界条件下,计算了整数量子霍尔平台跃迁临界点处的平均零温两端电导($<G>$)及其统计涨落($<(\dg)^{2n}>$对$n\le 4$).我们发现$<G>=(0.58\pm0.03){e^2\over h}$和$<(\dg)^{2n}>=({e^2\over h})^{2n}A_{2n}$的{ \it通用}值,其中分别为$A_{2,4,6,8}=0.081\pm0.005$、$0.013\pm0.003$、$0.0026\pm0.005$和$(8\pm2)\times10^{-4}$。我们还确定了这些观测量的有限尺寸标度校正。将与实验进行比较。
1996-10-30 cond-mat.mes-hall
Anomalous acousto-current within the quantum Hall plateaus
Peking University(北京大学);Princeton University(普林斯顿大学);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室)
该研究通过表面声波在量子霍尔平台中观察到异常大的双极尖峰,揭示了声电流与电子导电性的非线性关系。
2024-03-22 cond-mat.mes-hall
Half-quantized Hall Plateaus in the Confined Geometry of Graphene
Aalto University(阿尔托大学);Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所);Laboratoire de Physique de l’Ecole Normale Supérieure, ENS, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris Cité(巴黎高等师范学院物理实验室,ENS,巴黎文理研究大学,法国国家科学研究中心,索邦大学,巴黎西岱大学);National Institute for Materials Science(国立材料研究所)
本研究在单层石墨烯量子点接触的受限区域中,观测到由电荷平衡引发的ν_H=5/2处半整数量化霍尔平台,为半整数量化态的实现提供了新途径,对拓扑量子比特研发具有重要意义。
2024-10-04 cond-mat.mes-hall
Topological insulator: a new quantized spin Hall resistance robust to dephasing
研究了退相对量子自旋霍尔效应(QSHE)的影响。在没有退相的情况下,QSHE系统中的纵向电阻呈现量子平台。我们发现这些量子平台对正常的退相是稳健的,但与自旋退相脆弱。因此,这些量子平台只存在于介观样品中。此外,纵向电阻随样品长度线性增加,但对样品宽度不敏感。这些特征与最近的实验结果非常一致[science { \bf 318},766(2007)]。此外,我们定义了一个新的自旋霍尔电阻,也表现出量子平台。特别是,这些平台对任何类型的退相都是稳健的,因此,在宏观样品中存活,更好地反映了QSHE的拓扑性质。
2008-11-11 cond-mat.mes-hall
Local gating of a graphene Hall bar by graphene side gates
我们研究了具有额外石墨烯侧栅的单层石墨烯霍尔棒的磁输运性质。在没有磁场的情况下,侧选通可以通过考虑霍尔条内的两个平行导电通道来建模。这导致侧门产生的场的平均穿透深度约为100mm。90 nm。侧栅极在量子霍尔机制中也是有效的,并且允许修改纵向电阻和霍尔电阻。
2007-09-19 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall effect in ac driven graphene: from half-integer to integer case
从理论上研究了在交流电场作用下石墨烯的量子霍尔效应。基于紧束缚模型,随着交流电场的增加,半整数霍尔平台在$σ_{xy} = \pm(n + 1/2)4e^2/h$($n$为整数)处的结构随着新的整数霍尔平台在$σ_{xy} = \pm n(4e^2/h)$处的加入而发生了定性的变化,霍尔平台从带中心区的边缘开始向带中心移动.超过临界场强,可以在带中心实现具有$σ_{xy} = 0$的霍尔平台,从而完全恢复具有粒子-空穴对称性的常规整数QHE。在狄拉克锥合并的低能汉密尔顿中,我们与霍尔平台跃迁的紧束缚计算非常一致。我们还获得了驱动石墨烯带的能带结构,以提供对新霍尔平台外观的进一步理解,显示出$σ_{xy} = 0$态的平凡绝缘体行为。在无序的存在下,我们数值研究了有限驱动样本中量子霍尔态的无序诱导破坏,发现在未驱动无序情况下已知的定性特征得以保持。
2017-09-26 cond-mat.mes-hall
Range-Dependent Disorder Effects on the Plateau-Widths Calculated within the Screening Theory of the Iqhe
总结了整数量子化霍尔效应(IQHE)的屏蔽理论,强调了它的两个关键机制:第一,在一定的磁场间隔内,存在不可压缩的条带,其局部填充因子为整数值,纵向电阻率和霍尔电阻率为量子化值;第二,对这些条带施加耗散电流,导致全局电阻的量子化。我们证明,没有任何本地化的假设,这个理论解释了巨大的实验再现性的量化电阻值,以及实验结果的电位分布在狭窄的霍尔酒吧。我们进一步证明,包括长程电位波动允许应用该理论更广泛的霍尔酒吧,并可能导致量子霍尔高原的扩大,而短程无序往往会缩小高原。
2006-08-24 cond-mat.mes-hall
Quantum critical behaviour of the plateau-insulator transition in the quantum Hall regime
高场磁输运实验为研究积分量子霍尔效应中的平台-绝缘体相变提供了一个很好的工具。在这里,我们回顾了最近的低温高场磁输运的研究进行了几个InGaAs/InP异质结和InGaAs/GaAs量子阱。我们发现在临界填充因子$ν_{c}$ ~ 0.5附近的纵向电阻率$ρ_{xx}$遵循普适标度律$ρ_{xx}(ν, T) \propto exp[-Δν/(T/T_{0})^κ]$,其中$Δν=ν-ν_{c}$ .临界指数$κ$等于$0.56 \pm 0.02$,这表明平台-绝缘体转变属于非费米液体普适类。
2006-08-22 cond-mat.mes-hall
Quantized topological magnetoelectric effect of the zero-plateau quantum anomalous Hall state
三维拓扑绝缘体中的拓扑磁电效应是一种新颖的现象,即电场在三维拓扑绝缘体中感应出方向相同的磁场,其普适比例系数以$e^2/2h$为单位进行量子化。本文提出在磁性拓扑绝缘体或铁磁-拓扑绝缘体异质结构的零平台量子反常霍尔态中可以实现拓扑磁电效应。数值研究了有限尺寸效应,发现随着拓扑绝缘体薄膜厚度的增加,磁电系数趋于量子化。我们进一步提出了一个设备设置,以消除非拓扑的贡献,从侧面。
2015-08-20 cond-mat.mes-hall
The quantum Hall plateau transition at order 1/N
无相互作用的二维电子在随机势和强磁场中的局域化行为是量子霍尔效应物理学的一个基本问题。为了理解离散扩展态能量$E_n = \hbar ω_c (n+{1/2})$附近幂律离域的出现,我们研究了最低朗道能级的无序平均Liouvillian框架到电子密度的$N$风味(物理情况下N=1)的推广。我们发现解析的大N限制和1/N校正的所有无序强度:在$N = \infty$这给出了一个估计的临界电导率,并在1/N的本地化指数估计$ν$。易于分析的$N \gg 1$理论的局域化性质似乎与$N = 1$的精确量子霍尔平台跃迁的局域化性质连续相连。
2001-05-11 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall plateau transition in graphene with spatially correlated random hopping
我们研究了无序石墨烯中量子霍尔平台跃迁的临界性与普通量子霍尔系统中的临界性有何不同,基于蜂窝晶格,波纹被建模为随机跳跃。石墨烯特定的n=0朗道水平的临界性被发现显着改变到一个异常的,几乎精确的固定点,只要我们使随机跳跃空间相关的几个键长。我们将此归因于布里渊区中K和K'点之间保留的手征对称性和抑制的散射。结果表明,具有手征对称性的随机狄拉克费米子的不动点可以在具有波纹的独立清洁石墨烯中实现。
2009-09-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Integer Quantum Magnon Hall Plateau-Plateau Transition in a Spin Ice Model
二维自旋冰模型中的低能磁振子带变为整数量子磁振子霍尔带。通过计算磁振子输运的定域长度和两端电导,我们证明了无序磁振子带经历了从整数量子磁振子霍尔区到常规磁振子定域区的量子相变.有限尺寸标度分析以及临界电导分布表明,量子临界点与量子霍尔跃迁属于同一普适类。利用强手征边缘磁振子输运理论,研究了无序量子磁振子霍尔系统的热磁振子霍尔电导。
2016-12-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Berry phase and the unconventional quantum Hall effect in graphene
石墨烯中π的Berry相是以教学方式导出的。澄清了如何正确计算该值的模糊性。讨论了它与石墨烯中的非常规量子霍尔效应的联系。
2013-09-26 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall effect and zero plateau in bulk HgTe
本文研究 1000 nm 栅控 HgTe 薄膜中的量子霍尔效应,揭示电荷中性点附近由手性电子—空穴边缘通道形成的零平台,并阐明二维积累层与体相载流子库导致的反常标度。
2024-09-14 cond-mat.mes-hall
Manifestation of the Exchange Enhancement of the Valley Splitting in the Quantum Hall Effect Regime
本文报道了一种新的硅金属氧化物半导体场效应晶体管在量子霍尔效应下的霍尔电阻R_{xy}的“下沉”效应。随着磁场的增加,霍尔电阻从朗道填充因子ν=6的平台直接移动到ν=4的平台,跳过ν=5的平台。然而,当填充因子接近ν=5时,霍尔电阻急剧“下降”到ν=5平台的特征值1/5(h/e^2),然后返回到1/4(h/e^2)。这被解释为当费米能级位于两个相邻的谷分裂朗道带的中间且扩展态的位置不对称时,谷分裂的振荡交换增强的表现。
2006-02-16 cond-mat.mes-hall
Connecting polymers to the quantum Hall plateau transition
发展了量子霍尔平台跃迁与二维自相互作用晶格聚合物之间的映射。这种映射是精确的经典渗流极限的平台过渡,并在临界能量的扩散行为被证明是相关的一类手性聚合物在$θ$ -点的临界指数。精确的临界指数的手性聚合物模型上的蜂窝晶格被发现,验证了该模型是在同一个普适类作为以前解决的模型的聚合物的曼哈顿晶格。该映射是通过平均分析在一个先前研究的晶格模型的经典平台过渡的本地随机电位。该平均值生成与经典局域化长度指数$ν= 4/3$相关的手性聚合物的权重。我们讨论了经典和量子跃迁的聚合物模型的上下文中的差异,并使用数值结果在量子跃迁的高阶矩标度律约束可能的聚合物的描述。聚合物模型的一些性质进行了验证的转移矩阵和Monte Carlo研究。
2001-10-04 cond-mat.mes-hall
Conductance Plateaus at Quantum Hall Integer Filling Factors in Germanium Quantum Point Contacts
本文研究锗量子点接触中的量子霍尔效应,观察到电导平台以$e^2/h$倍数增加至填充因子1,证明应变锗可用于多体态和量子相变实验。
2025-10-14 cond-mat.mes-hall
3/2 Fractional Quantum Hall Plateau in Confined Two-Dimensional Electron Gas
偶分母分数量子霍尔(英语:Fractional quantum Hall)态,例如5/2和7/2,在二维电子气(英语:2DEG)中已经被熟知了几十年,并且仍然被研究为非阿贝尔统计的候选者。在本文中,我们提出了一个3/2 μ H平台在一个单层的2DEG与横向限制在体积填充因子为5/3的观察。3/2 μ H平台在(h/e^2)/(3/2)处量子化,在0.02%以内,并且可以在高达300 mK的温度下存活。这种偶分母的量子稳定平台可能意味着在具有侧向限制的量子稳定系统中有趣的边缘结构和激发。在这项工作中的观察表明,了解多体系统的横向约束的影响是至关重要的追求重要的理论建议涉及边缘物理,如非阿贝尔统计的演示和实现容错量子计算的编织。
2019-09-26 cond-mat.mes-hall
Influence of carrier density and disorder on the Quantum Hall plateau widths in epitaxial graphene
本研究探究外延石墨烯中ν=6量子霍尔平台宽度的影响因素,通过实验发现迁移率与无序共同决定平台宽度而非仅载流子密度,并结合输运模拟揭示了杂质的关键作用。
2025-01-15 cond-mat.mes-hall
Adatoms in graphene nanoribbons: conductance characteristics and quantum spin Hall effect
利用Kane-Mele模型研究了两端石墨烯纳米管(GNR)中的电荷和自旋输运.比较了两种常用的石墨烯纳米棒,即扶手椅型石墨烯纳米棒(AGNR)和锯齿型石墨烯纳米棒(ZGNR),结果表明:在Au吸附原子存在的情况下,AGNR在费米能为零附近出现了较为稳定的$2e^2/h$电导平台,而ZGNR的电导平台则较为脆弱.我们表明,这个平坦的高原,具有电导值$2e^2/h$,是不是一个拓扑非平凡的量子自旋霍尔(QSH)状态的标志性签名。电导随吸附原子密度的增加而减小。另一方面,自旋极化电导表现出明显的电导率随Au吸附原子浓度增加而增强的特征。此外,自旋极化电导的波动具有与GNRs的电荷电导分布惊人相似的特征。
2017-05-02 cond-mat.mes-hall
Electronic transport and quantum Hall effect in bipolar graphene p-n-p junction
我们开发了一种器件制造工艺,将石墨烯图案化为任意形状的纳米结构,并使用局部静电门控制其电子特性。电子输运测量已被用于表征局部门控双极石墨烯$p$ - $n$ - $p$结。我们观察到一系列的分数量子霍尔电导平台在高磁场的局部电荷密度是不同的$p$和$n$地区。这些分数平台,起源于手性边缘状态平衡在$p$ - $n$接口,表现出边缘间的背散射被发现是强的一些平台和其他平台弱得多的敏感性。我们使用这种效应来探索背散射的作用,并估计我们的石墨烯器件中的无序强度。
2007-09-11 cond-mat.mes-hall
Gate-Defined Graphene Quantum Point Contact in the Quantum Hall Regime
我们研究了量子霍尔机制下栅极石墨烯量子点接触的输运。限制在石墨烯片中的p和n区域的界面的边缘状态从样品的相对侧可控地聚集在一起,并允许在这种分裂栅几何结构中混合。在预期的量子霍尔特征中,我们观察到了一个意想不到的额外平台,其速度为0.5 h/e^2。我们建议,混沌混合的边缘通道引起额外的高原。
2010-10-10 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall effect on centimeter scale chemical vapor deposited graphene films
我们报告了在7 mm \times 7 mm的单层石墨烯膜上观察到的良好的半整数量子霍尔效应(QHE)。采用化学气相沉积(CVD)法在铜衬底上生长石墨烯薄膜,然后转移到SiO_{2} /Si衬底上,典型载流子迁移率为\approx 4000 cm^{2} /Vs。并且还可以促进关于石墨烯的量子霍尔物理学的广泛实验和利用石墨烯的特殊性质的实际应用。
2011-09-30 cond-mat.mes-hall