Theory and experiments of disorder-induced resonance shifts and mode edge broadening in deliberately disordered photonic crystal waveguides
从理论和实验两方面研究了在慢光光子晶体波导中引入有意无序对光子态密度的影响。我们首先介绍了一个理论模型,其中包括故意通过统计移动的光子晶体晶格中的空穴中心和制造缺陷所造成的内在无序。我们证明了一个无序引起的平均蓝移和一个整体扩大的光子态密度为各种数量的故意无序。通过与GaAs光子晶体波导的测量结果进行比较,我们发现理论和实验之间有很好的定性一致性,这突出了仔细包括局部场效应建模高折射率对比度扰动的重要性。我们的工作也表明了使用不对称的介电极化率建模的积极和消极的介电扰动时,在光子晶体平台的扰动介电界面建模的重要性。
2015-05-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantitative Analysis of the Disorder Broadening and the Intrinsic Gap for the $ν=5/2$ Fractional Quantum Hall State
我们报道了一种可靠的方法来估计无序加宽参数的第二朗道能级的偶数和主要奇数分母分数量子霍尔态的间隙的标度。我们将这种技术应用于几个不同密度的样品,并在不同的MBE室中生长。极好的协议之间的估计固有的和数值计算得到的$ν=5/2$分数量子霍尔态的能隙。此外,我们量化,第一次,在$ν=5/2$的内在差距的依赖朗道能级混合。
2011-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Disorder-Induced Broadening of the Density of States for 2D Electrons with Strong Spin-Orbit Coupling
在考虑自由电子哈密顿量中自旋轨道项的情况下,从理论上研究了二维电子系统中无序引起的态密度拖尾现象。我们发现,增加的自旋轨道耦合的特征能量尺度的拖尾增加。我们还表明,在一个强的自旋轨道耦合的极限图与自相交给一个参数的自能小的贡献。结果,相干势近似在此极限下变得渐近精确。态密度尾部的能量尺度远小于拖尾的大小。我们用瞬子方法找到尾巴的形状。
1997-12-31 cond-mat.mes-hall
Microwave pinning modes near Landau filling $ν=1$ in two-dimensional electron systems with alloy disorder
我们报告的微波光谱测量的二维电子系统托管在稀铝合金,铝$_x$镓$_{1-x}$作为,为一系列的朗道级填充,$ν$,约1。对于$ν>0.8$或$ν<1.2$,样品表现出微波共振,其频率随着$ν$远离1而降低。与这种行为的共振是在部分占据朗道水平,这是以前在超低无序样品中看到的准粒子或空穴固体的签名。对于低至$ν=0.54$的$ν<0.8$,光谱中的共振仍然存在于Al合金无序样品中,尽管它在$ν=3/5$和$1/2$处被部分或完全抑制,并且在该$ν$范围的大部分上被强烈阻尼。共振还显示出$ν$的峰值频率在刚好低于3/4处的显著增强。我们讨论了可能的解释$ν<0.8$的共振行为的复合费米子图片。
2014-12-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Broadening processes in GaAs delta-doped quantum wire superlattices
利用高磁场和低温下的量子Hall和Shubnikov de Haas实验,分析了δ掺杂二维量子阱超晶格和一维量子线超晶格中Landau能级的展宽过程.我们首先从两种超晶格在各种磁场组态下的Shubnikov de Haas曲线的阻尼因子和测量的电流来推断展宽的起源。然后,我们写出了量子霍尔效应中电阻率的一般公式,引入了与局域化过程相联系的失相因子。
2007-08-13 cond-mat.dis-nn 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
Shape of the zeroth Landau level in graphene with non-diagonal disorder
石墨烯中的非对角(键)无序以与随机势相同的方式加宽朗道能级(LL)。例外的是第零LL,$n=0$,它对键无序是稳健的,因为它不会在给定的谷内混合不同的$n=0$状态。$n=0$ LL的展宽机制是谷间散射。对具有键无序的石墨烯的几个数值模拟已经确定,$n=0$ LL不仅非常窄,而且其形状非常特殊,具有三个最大值,一个在零能量处,$E=0$,另外两个在有限能量处$\pm E$。我们从理论上研究了键无序情况下$n=0$ LL的态结构。采用键无序是强各向异性的假设,即一种类型的键的扰动比其他两个强得多,使我们能够得到一个解析表达式的状态密度,同意与数值模拟非常好。在定性的水平上,我们的关键发现是,离域的$E=0$状态有一个显着的背效应对附近的$E=0$的状态密度。这种反常行为的起因是不同谷区本征态的强相关性。
2018-08-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Dissipation and criticality in the lowest Landau level of graphene
通过考虑紧束缚哈密顿量和无序度,对石墨烯的最低朗道能级进行了数值研究。计算了霍尔电导$σ_\mathrm{xy}$和纵向电导$σ_\mathrm{xx}$。我们表明,键的无序可以产生一个平台状的功能集中在$ν=0$,而纵向电导是非零的,在同一地区,反映了带之间的扩展状态$\pm E_{c}$,其大小取决于无序强度。在此带的边缘的本地化长度对应的临界指数被发现是$2.47\pm 0.04$。当键无序和有限质量项同时存在时,局域化长度指数在$\sim 1.0$和$\sim 7/3$之间连续变化.
2008-04-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Direct Measurement of the Fermi Energy in Graphene Using a Double Layer Structure
我们描述了一种技术,它允许直接测量的相对费米能量的电子系统中使用的双层结构,其中石墨烯是两个层之一。我们说明了这种方法通过探测费米能量作为密度的函数在石墨烯单层,在零和高磁场。这种技术使我们能够确定费米速度,朗道能级间距和朗道能级加宽的石墨烯。我们发现N=0朗道能级的展宽比上下朗道能级的展宽要大。
2011-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exact shape of the lowest Landau level in a spin-1/2 system with uncorrelated disorders
利用Brézin等[ Nucl.Phys.B235,24(1984)]发展的路径积分方法,我们得到了强垂直磁场中自旋为1/2的无序二维电子气的态密度的解析表达式。该系统的态密度说明了朗道能级的塞曼分裂和无序引起的展宽之间的相互作用。我们发现,由于随机散射引起的两个自旋取向的混合所产生的能级排斥作用,朗道带的展宽和带裂都得到了增强。本文还讨论了自旋1/2模型与双层系统的比较。
1996-10-21 cond-mat.mes-hall
The shape of disorder broadened Landau subbands in graphene
数值计算了高均匀磁场和白噪声随机势作用下石墨烯的态密度。无序展宽的零能朗道带具有高斯形状,其宽度与随机势方差和磁场的平方根成正比。Wegner型计算用于证明结果。
2008-10-24 cond-mat.mes-hall
Collective excitations and universal broadening of cyclotron absorption in Dirac semimetals in a quantizing magnetic field
研究了量子化磁场中狄拉克半金属的电磁集体激发谱。利用能量和动量守恒定律,我们发现了单粒子电子激发态之间的朗道阻尼区。对朗道阻尼区窗口边界附近纵波和横波的色散方程的分析揭示了不同类型的集体激发。我们还指出了在电子谱线性色散的系统中,当磁场变化时,回旋吸收普遍展宽的特征。使用所获得的光谱也使我们能够预测的磁光现象领域的振荡和共振效应的数量。
2020-07-06 cond-mat.mes-hall
Correlated quantum percolation in the lowest Landau level
半经典模型和逾渗理论的结合为我们理解整数量子霍尔效应的局域化提供了信息。受经典逾渗的相关性的影响,我们研究了在最低朗道水平的幂律相关的无序势的存在下,电子本地化的数值。经典动力学和量子动力学之间的仔细比较表明,扩展的哈里斯准则适用于量子情况。这导致一个新的局域化量子临界点的整数量子霍尔系统的幂律相关的无序势的预测。我们证明了这些临界点的稳定性,除了竞争短程无序电位,并讨论可能的实验实现。
2003-11-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Asymmetric localization in disordered Landau bands
我们发现,由于朗道带混合的本征态的本地化无序带内得到一个不对称的结构:本地化的程度增加,在带的下部和上部的减少。计算是在二维晶格中进行的,我们证明了这种效应与带内扩展态的上移有关,并通过无序强度得到增强。当带间耦合被切断时,非对称局域化和能量移动消失。
2006-07-25 cond-mat.mes-hall
Intra-Landau-level collective excitations in a bilayer disordered electronic system
研究了在垂直磁场作用下双层无序二维电子系统中的朗道能级内集体激发。能谱的计算范围内的随机相位近似考虑到电子杂质散射的自洽玻恩近似,其中包括一致的顶点校正。这些双层激发阻力和集体激发测量的签名被确定。
2004-07-20 cond-mat.mes-hall
Splitting of critical energies in the $n$=0 Landau level of graphene
利用无相互作用的紧束缚随机跳跃模型研究了石墨烯$n$ =0朗道能级(LL)的简并态提升.通过态密度和参与比的计算,观察到两个带和两个临界能量的无序驱动分裂。$n$ =0 LL内的状态的概率密度的分析提供了一些见解的晶格和无序的分裂过程中的相互作用的影响。对于两个分裂峰之间的状态,发现两个石墨烯子晶格之间的波函数振幅的不均匀空间分布。结果表明,随着分裂度的增加(随无序度线性增加,平方根随磁场增加),两个分裂能级也逐渐变宽,使得在很宽的无序度或磁场变化范围内,两个分裂能级重叠的比例基本保持不变.
2009-08-14 cond-mat.dis-nn 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
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
Chiral symmetry and fermion doubling in the zero-mode Landau levels of massless Dirac fermions with disorder
本文研究了无序对无质量狄拉克费米子朗道能级的影响,包括有和没有费米子加倍的情形。为了调谐倍频,采用具有复传输积分的紧束缚模型来移动两个狄拉克锥的能量,这是早期理论上提出的并且在光晶格中的冷原子中是可实现的。在没有费米子加倍的情况下,$n=0$朗道能级被示出为表现出异常的尖锐度,即使无序在空间中是不相关的(即,大K-K'散射)。当无序遵守狄拉克锥的手征对称性时,就会出现这种反常现象。
2013-12-09 cond-mat.mes-hall
Quasiparticle properties of graphene in the presence of disorder
基于$GW$近似,采用Landau Fermi液体方案,计算了无序情况下石墨烯中手征二维Dirac电子的准粒子性质.由于带电杂质散射引起的无序效应在准粒子量的密度依赖性中起着至关重要的作用。在$GW$近似下,采用模式耦合方法计算了散射率和自能,得到了考虑多体相互作用和无序效应的准粒子重整化费米速度和自旋反对称朗道费米参数,结果表明,在现有的实验载流子密度范围内,这些量减少了5- 15%.
2008-05-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Splitting of the Zero-Energy Landau Level and Universal Dissipative Conductivity at Critical Points in Disordered Graphene
我们报告的强大功能的纵向电导率($σ_{xx}$)的石墨烯零能朗道水平存在的障碍和变化的磁场。通过混合一个安德森无序势与低密度的亚晶格杂质,从金属到绝缘状态的转变理论上探讨了作为朗道能级分裂的函数,使用高效的实空间方法来计算久保电导率($σ_{xx}$和霍尔$σ_{xy}$)。只要保持谷简并性,所获得的临界电导率$σ_{xx}\simeq 1.4 e^{2}/h$在无序增加(几乎一个数量级)和磁场范围从约2到200特斯拉时是稳健的。当亚晶格对称性被破坏时,$σ_{xx}$由于局域化效应最终在狄拉克点处消失,而赝自旋分裂态的临界电导率(决定$σ_{xy}=0$平台的宽度)变为$σ_{xx}\simeq e^{2}/h$,而不管分裂强度、叠加无序或磁场强度如何。这些发现指向在朗道能级分裂存在下无序石墨烯中的量子霍尔效应的非耗散性质。
2013-02-14 cond-mat.mes-hall
Diffusive transport in the lowest Landau level of disordered 2d semimetals: the mean-square-displacement approach
研究了均匀垂直磁场中无序二维半金属的最低朗道能级的电子输运。材料系统由Bernevig-Hughes-Zhang哈密顿量建模,由于材料的固有Berry曲率,该哈密顿量具有零能量朗道模式。这些结果对无序系统的态密度和静态电导率至关重要。我们开发了一种分析方法的扩散和导电性的基础上的自洽的运动方程的均方位移。得到的零模电导率值接近于无磁场时无序狄拉克电子的电导率,而无序狄拉克电子的能谱中也有零能点。我们的分析适用于更广泛的背景下,无序的二维电子气体在强磁场。
2022-06-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Disorder and Localization in the Lowest Landau Level
本文研究了随机分布短程散射体存在下二维非相互作用电子气的局域化性质。我们计算了用精确对角化技术得到的本征态的参与数。在低杂质浓度下,我们得到的自平均值表明,所有的状态,除了那些正好在朗道水平,本地化有限的本地化长度。我们的结论是,没有普遍的本地化指数,至少在低杂质浓度的本地化长度不发散。
1998-11-19 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall plateau transition in the lowest Landau level of disordered graphene
本文用解析和数值方法研究了无序对最低朗道能级上相对论二维费米子的态密度和局域化性质的影响。采用超对称技术,我们计算的柯西(洛伦兹)分布的各种类型的障碍的状态的确切密度。我们使用数值方法建立了最低朗道能级的定域-离域(LD)跃迁。对于某些类型的障碍的LD过渡示出属于不同的普适性类,相比相应的非相对论性问题。结果与石墨烯中观察到的整数量子霍尔平台跃迁有关。
2007-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The Gap at nu = 5/2 and the Role of Disorder in Fractional Quantum Hall States
分数量子霍尔态的间隙的理论结果是远远大于从电荷传输的激活行为确定的实验值。在神秘的nu = 5/2状态的情况下,差异是令人担忧的,因为它相当于20到30倍。我们认为,无序效应是负责这种差距,并显示如何可以从测量的传输带隙的粒子-空穴对称状态在相同的朗道水平内提取的内在差距。我们提出了新的理论结果的差距在nu = 5/2和7/2,以及在nu = 1/3,2/5,3/7和4/9,精确对角化的基础上,考虑到有限厚度的二维电子层和朗道能级混合效应。我们发现这些是一致的固有的差距,从测量的运输间隙推断。虽然早期的分析(Du等人,Phys.Rev.Lett. 70,2944(1993))假设每个样品的加宽恒定,我们的无序加宽结果依赖于填充分数,并且似乎与相应分数态的元激发的电荷成比例。这一结果与准粒子介导的耗散输运是一致的。
2002-12-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Supersymmetry in the Landau Level Problem with a Disorder Potential
本文将无序朗道能级中的手征超对称推广为磁性 Parisi-Sourlas 理论的特殊极限,证明其适用于更多可观测量和更高朗道能级,并给出新的超 Ward 恒等式。
2024-10-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Quantum plateaus in dynamical Hall conductivity
分析了垂直磁场中含杂质二维电子气的动态霍尔电导率σ H(ω)。在低频率以及在高频率提供的朗道能级的完全填充的高原状行为的预测。朗道能级的加宽将具有不同行为的两个频率区域分开。动态霍尔电导率的虚部揭示了局域态区域的振荡。并与实验结果进行了比较。
2018-12-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Role of disorder in half-filled high Landau levels
利用精确数值对角化方法研究了半满高朗道能级中无序对量子霍尔条纹相的影响。我们表明,在弱无序的存在下,一个可压缩的,条纹电荷密度波,成为真正的基态。投影的电子密度分布类似于近晶状液体。随着无序强度W的增加,我们发现存在一个临界值,W_c \sim 0.12 e^2/εl,在此临界值处发生了向各向同性相的转变/交叉,并伴随着强烈的局域电子密度涨落。多体态密度在这两个阶段是定性区分,并帮助阐明过渡的性质。
2002-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Using Landau quantization to probe disorder in semiconductor heterostructures
针对低载流子密度下难以通过渗流理论准确估算半导体异质结无序度的问题,本研究实验验证了渗流密度与量子霍尔平台宽度的关联,提出了表征异质结无序的新方法。
2025-10-03 cond-mat.mes-hall
Damping of Landau levels in neutral graphene at low magnetic fields: A phonon Raman scattering study
在电中性和准中性石墨烯的朗道能级展宽机制进行了研究,通过微磁拉曼实验在三个不同的样品,即,天然单层石墨烯片和背栅单层设备,都沉积在Si/SiO2衬底,和多层外延石墨烯作为参考样品。通过对与光学活性朗道能级跃迁相关的磁声子共振穿过E_2g喇曼活性声子能量的定量分析,估算了带间朗道能级跃迁宽度。与多层石墨烯相反,单层石墨烯样品显示出对低场共振的强阻尼,这与随机应变场产生的朗道能级能量的额外加宽贡献一致。在我们的单层样品中,这种额外的贡献被适当地量化为伪磁场分布Δ B = 1.0-1.7 T。
2018-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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 decay of the final states on the probabilities of the Landau-Zener transitions in multistate non-integrable models
对于两能级系统中的Landau-Zener跃迁,最初处于第一能级的粒子在跃迁后存活并保持在第一能级的概率不取决于第二能级是否加宽[V.M. Akulin和W. P. Schleicht,Phys.Rev.A { \bf 46},4110(1992)]。换句话说,开创性的朗道-齐纳结果适用于不管第二水平的加宽。本文讨论了多态Landau-Zener跃迁的同样问题。而对于可积的多状态模型,其中的过渡不涉及虚路径的干扰,可以说,扩大的独立性持续存在,我们专注于非可积模型涉及干扰。对于一个简单的四态模型,它允许一个分析处理,我们证明了激发态的衰减影响的生存概率提供{ \em的宽度的最终状态是不同的}。
2022-04-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Landau-Zener quantum tunneling in disordered nanomagnets
我们研究了含有100个原子数量级的铁磁金属纳米颗粒中的Landau-Zener宏观量子跃迁。我们考虑的模型是由一个有效的巨自旋哈密顿量,耦合到一个随机的横向磁场模仿准粒子激发和结构无序的自旋集体模式的间隙结构的影响。我们发现不同类型的时间演化取决于横向场的无序和系统的初始条件之间的相互作用。在没有无序的情况下,如果系统从低能态开始,则存在一个主要的相干量子隧穿事件,其中初始态振幅完全耗尽,有利于几个离散态,附近有自旋量子数;当从最高激发态开始时,我们观察到磁化通过特殊的“反向级联演化”完全反转。在随机的情况下,低能量的初始状态的无序平均跃迁概率成为一个平滑的分布,但仍然是尖锐的峰值周围的一个过渡中存在的无序的情况下。另一方面,相干后向级联现象转变为阻尼级联,并伴随着磁反转的阻挫。
2004-09-22 cond-mat.mes-hall
Disorder-perturbed Landau levels in high electron mobility epitaxial graphene
我们发现,在外延石墨烯中的本地化缺陷的存在下的朗道水平显着修改相比,一个理想的系统。我们报告高品质的样品上进行的磁谱实验。除了典型的带间磁光跃迁,我们清楚地观察到额外的过渡,涉及与短程杂质,如空位的扰动状态。发现它们的强度随着退火过程而降低,并且观察到随着时间的推移的部分自愈。通过使用类似δ势的扰动朗道能级的计算显示了理想石墨烯的劳道能级之间和相同能量处的电子态。计算得到的所有微扰态和未微扰态的吸收谱与实验符合得很好。
2014-10-16 cond-mat.mes-hall
Dissipative and Hall viscosity of a disordered 2D electron gas
我们研究的耗散和霍尔粘度的无序无相互作用的二维电子,解析和数值。在分析上,我们采用自洽玻恩近似,明确考虑到修改的单粒子态密度和弹性输运时间由于朗道量子化。所报道的结果在弱(强)磁场和强(弱)无序的极限情况之间平滑地插值。在弱磁场条件下,我们的结果描述了耗散和Hall粘性的量子(de Haas-van Alphen型)振荡.在强磁场条件下,计算了耗散和霍尔粘性对朗道能级无序展宽的依赖关系。特别地,对于霍尔粘度,无序加宽的效果是弱的。这一理论结论与我们对几个最低朗道能级的数值计算结果一致,表明霍尔粘性对无序是鲁棒的。
2019-07-04 cond-mat.mes-hall
Spectrum collapse of disordered Dirac Landau levels as topological non-Hermitian physics
本文利用非厄米准粒子哈密顿形式研究了狄拉克电子系统中朗道能级的无序效应。这种形式主义揭示了自旋相关的散射率引起朗道能级的光谱崩塌,即,在有限的外部磁场下,第n和第n能级之间的能隙消失。在弱磁场和强磁场下,谱都发生了坍缩,表现出重入行为。特别地,在强磁场区,与天真的期望相反,磁场的增加稳定了Dirac Landau能级的谱塌缩。此外,它揭示了频谱崩溃是与出现的涡旋纹理与拓扑缠绕数的复杂的非厄米系统的能量谱。
2021-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Chiral anomaly without Landau levels: From the quantum to the classical regime
我们研究了无序Weyl半金属中的手征反常现象,其中平移对称性破缺使得Nielsen和Ninomiya的机制不能直接应用,而无序又足够强,量子效应是重要的.在弱无序状态下,存在随机势的罕见区域,其中无序强度是局部强的,这引起准定域共振,并且它们对手征异常的影响是未知的。我们数值计算表明,这些共振态不影响手征异常的情况下,只有一个单一的外尔节点。在能量远离外尔点,或与强烈的混乱,其中一个是深在扩散制度,手征朗道水平本身是没有很好地定义和半经典的治疗是不合理的。在这个极限下,我们分析使用超对称方法,并发现,陈-西蒙斯项的有效作用,这是不存在于非拓扑系统引起一个非零的平均能级速度,这意味着手征电荷泵。我们数值建立,非零平均水平速度作为一个指标的手征异常的扩散限制。
2019-01-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coherent nonlinear optical response of graphene in the quantum Hall regime
我们研究了石墨烯在量子霍尔机制下对强激光脉冲的非线性光学响应。特别地,我们考虑谐波产生过程。我们证明了石墨烯的广义磁光电导率在强泵浦激光辐射的谐波上具有特征霍尔平台特征。平台的高度取决于激光强度和朗道能级的展宽,因此不能精确地量子化。这种非线性效应对朗道能级的显着加宽仍然是鲁棒的。通过对三次谐波信号和非线性法拉第效应的观测,我们预测了实验的实现,这是在实验的可行性。
2016-10-31 cond-mat.mes-hall
Features of level broadening in a ring-stub system
当一维(1D)环-短截线系统耦合到电子库时,由于有限寿命效应,状态获得宽度(或由复能量平面中的极点表征的加宽)。我们表明,这种扩大是有限的反共振由于短截线。在存在和不存在反共振的情况下的能级展宽的差异通过与耦合到无限储集器的1D环的比较来举例说明。我们还表明,由于短截线的反共振具有锚定效应的磁极时,通过环的磁通量是变化的。当磁通量变化时,这将对无序多通道情况下磁极分布的变化产生影响。
2000-01-23 cond-mat.mes-hall
The physical picture behind the oscillating sign of drag in high Landau levels
我们考虑了在整数量子霍尔效应的双层系统中实验发现的拖曳电阻率的振荡符号及其异常的温度依赖性。我们把振荡的符号归因于无序对电子的绝热动量转移与其位置位移之间关系的影响。虽然在没有任何朗道能级混合的情况下,动量转移$\hbar \bf q$意味着$ql_H^2$的位移(其中$l_H$是磁性长度),但由短程无序引起的朗道能级混合增加了取决于电子能量的潜在大位移,其中相对于能量与朗道能级中心的距离,符号是奇数。我们展示了当无序是光滑的,当电子态是局域化的时,阻力的振荡符号是如何消失的。
2005-12-14 cond-mat.mes-hall
High harmonic generation in Landau-quantized graphene subjected to a strong electromagnetic radiation
研究了朗道量子化石墨烯对强电磁波的非线性光学响应。特别地,我们考虑高次谐波产生过程。结果表明,当波电场对磁长的功大于泵浦光子能量时,可以实现高次谐波的高效产生。在这种情况下,高次谐波产生过程在宽范围的泵浦波频率和强度下发生,甚至由于石墨烯中的杂质而导致朗道能级的显著加宽。
2016-10-31 cond-mat.mes-hall
Hamiltonian theory of the half-filled Landau level with disorder: Application to recent NMR data
分数量子霍尔效应的哈密顿理论是一种算子描述,它包含了复合费米子的许多性质,适用于有隙和无隙的情况,并且已经发现在$300mK$及以上的温度下,其结果与能隙、弛豫速率和极化的数据定量一致。唯一的自由参数是$λ$,它与样品厚度有关,出现在张-达斯Sarma势$v(q) = {2πe^2\over κq} e^{-qlλ}$中,其中$l$和$κ$是磁长度和介电常数。在这里,我们检查最近的数据特雷西和爱森斯坦在填充因子$ν=\half$推导出的电阻率测量在温度低至$45mK$的核磁共振弛豫率。我们发现,他们的结果可以令人满意地描述这个理论,如果除了一个$v(q)$与$λ\simeq 2$,一个恒定的无序宽度$Γ\simeq 100 mK$被纳入。
2007-04-24 cond-mat.mes-hall
Topologically protected Landau levels in bilayer graphene in finite electric fields
结果表明,只要键无序在几个晶格常数范围内相关,双层石墨烯的零能朗道能级对键无序的影响就非常明显(类似于δ函数),这种零模反常的鲁棒性可以归因于保持了手征对称性.出乎意料的是,即使当我们施加有限的电势差(即,电场)时,谷分裂的$n=0$朗道能级保持非常尖锐,尽管它们现在偏离了零能量,而$n=1$朗道能级表现出通常的行为。
2011-11-25 cond-mat.mes-hall
The Effects of Disorder on the $ν=1$ Quantum Hall State
采用无序平均Hartree-Fock方法计算了填充因子为$ν=1$的量子霍尔系统的单粒子态密度。结果发现,传输和自旋极化实验可以同时解释的模型,主要是短程有效的障碍。平行场中的输运能隙(由于准粒子)的斜率是无序引起的展宽和交换之间相互作用的结果,并对skyrmion局域化产生影响。
2001-06-04 cond-mat.mes-hall
The effect of disorder within the interaction theory of integer quantized Hall effect
本文在屏蔽理论的基础上,系统地研究了无序对整数量子化霍尔效应的影响。考虑到潜在的波动范围的无序势进行了分析。单杂质势的短程部分用于定义自洽玻恩近似内的电导率张量元素,而长程部分在Hartree水平自洽处理。使用简单的,但是,基本的费米子-费米屏蔽,我们发现,长程无序势被很好地屏蔽。而短程部分几乎不受屏蔽的影响,并且适合于定义消失磁场处的迁移率。根据这些范围的依赖关系,我们讨论了量子化霍尔平台的延伸考虑“流动性”的晶片和样品的宽度,通过重新制定欧姆定律在低温和高磁场。我们发现,平台宽度主要取决于无序的长程涨落,而态密度展宽的重要性不太明显,甚至被显著抑制。这些结果与传统的单粒子图像形成了强烈的对比。我们发现量子化霍尔平台的宽度随着无序度的增加而增加,而能级展宽可以忽略不计。
2010-02-03 cond-mat.mes-hall
On the thermal broadening of a quantum critical phase transition
研究了短程势散射主导无序的样品中整数量子霍尔效应跃迁的温度依赖性。在低温下的结果是一致的$(T/T_0)^κ$标度行为,并在较高的温度下的线性相关性类似于在其他材料系统中报告。它示出的线性行为的结果从热加宽所产生的费米-狄拉克分布函数和温度依赖性在整个范围内只依赖于标度参数T $_0^κ$。
1999-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
High field magneto-transport in high mobility gated InSb/InAlSb quantum well heterostructures
我们提出了一系列30 nm宽的InSb/InAlSb量子阱的高场磁输运数据。研究的样品的低温载流子迁移率范围为18.4至39.5 m2 V-1 s-1,载流子密度在1.5x1015和3.28x1015 m-2之间。报道室温迁移率超过6 m2 V-1 s-1。结果表明,朗道能级展宽随载流子密度的增加而减小,尽管存在较大的g因子,但在具有非零节点振幅的样品中,仍观察到朗道能级展宽的磁电阻拍频模式。拍频是由于Rashba分裂现象和Rashba耦合参数提取的自旋布居的差异范围内的样品和栅极偏置。通过对磁导的模拟研究了朗道能级展宽和自旋相关散射率对Shubnikov-de Haas振荡拍频观测的影响。具有非零拍节点振幅的数据伴随着傅里叶变换中的非对称峰,这通过在模拟中引入自旋相关的加宽而成功地再现。据发现,低能量(多数)自旋向上的状态遭受更多的散射比高能量(少数)自旋向下的状态,并在大多数(低密度)样品中的拍频图案的情况下,可以归因于相同的效果时,水平加宽的幅度是大的。
2009-03-19 cond-mat.mes-hall
Positive Magneto-conductivity of Weyl Semimetals in the Ultra-quantum Limit
本文数值研究了超量子极限下无序Weyl半金属的磁输运性质。我们发现一个积极的长期无序的磁导率,虽然该系统往往有负的弱短程无序的磁导率。值得注意的是,对于长程无序,即使在弱无序极限下,这种正磁导率也不能用半经典玻尔兹曼输运理论描述,并且高朗道能级辅助的背散射总是很重要的。我们的结果对最近在WSM系统中发现的正磁导率具有重要意义,并指出了两种物理机制:(i)长程关联无序抑制了零朗道能级模之间的背散射;(ii)随着磁场的增加,高朗道能级辅助的背散射也将被抑制。
2015-12-22 cond-mat.mes-hall
Experimental evidence of a metal-insulator transition in a half-filled Landau level
我们测量了高迁移率前栅GaAs/ Al_{0.33} Ga_{0.67} As异质结的低温输运性质。通过改变施加的栅极电压,我们可以改变系统内的无序程度。在朗道水平填充因子$ν=1/2$,系统可以描述的复合费米子图片,我们观察到的交叉从金属绝缘行为的无序增加。实验结果和理论预测进行了比较。
1997-01-09 cond-mat.mes-hall
Disorder induced helical-edge transport near $ν$=0 of monolayer graphene
在磁输运实验中研究了单层石墨烯填充因子$ν$ =0的复杂性质。作为垂直磁场的函数,观察到的金属-绝缘体的转变,这是由于在倾斜的反铁磁相的无序诱导朗道能级加宽。在金属制度的零朗道能级的分离出现和量子自旋霍尔效应的迹象被视为附近$ν$ =0。除了本地运输,非本地运输实验结果与螺旋边缘运输是一致的。
2019-08-07 cond-mat.mes-hall
Inhomogeneous Broadening of the Exciton Band in Optical Absorption Spectra of InP/ZnS Nanocrystals
在这项工作中,我们模拟了InP/ZnS胶体量子点(QD)系综的光吸收谱(OA)中第一激子带的展宽过程。已经提出了一个唯象模型,考虑到激子-声子相互作用的影响,并允许一个分析的影响的静态和动态类型的原子无序的温度变化的光谱特性的问题。为了改变模型系统中静态无序的程度,我们使用了一个参数$δ$,它表征了整个系综中量子点的尺寸色散。此外,我们已经计算了温度的变化的最大值和激子峰的半宽度的变化在单个纳米晶体($δ$ = 0),以及积分OA带的QD系综与不同值的$δ$ = 0.6 - 17%。模拟结果与2.1nm InP/ZnS纳米晶的OA谱测量数据进行了比较($δ$ = 11.1%)和2.3 nm在6.5 K-RT的温度范围内,量子点的OA谱带($δ$ = 17.3%)具有很好的一致性,静态无序对量子点OA谱带的不均匀展宽的贡献超过90%.计算实验表明,积分OA带的最大温度漂移与单个光子带中激子峰的温度漂移一致。在这种情况下,一个可靠的估计的基本激子-声子相互作用的参数可以。同时,指定的参数的值,从OA光谱的温度展宽计算,可以显着不同于真实的,由于在真正的量子点系综的静态原子无序的影响。
2019-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Raman peak shift and broadening in crystalline nanoparticles with lattice impurities
本文研究晶格杂质对纳米颗粒拉曼光谱的影响,发现无序导致峰展宽和位移(蓝移或红移),并给出考虑这两种效应的简单处理方法。
2024-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cavity-mediated electron hopping in disordered quantum Hall systems
我们研究了无序量子霍尔系统中由腔真空场介导的电子长程跳跃的出现。我们发现,反向旋转(反共振)的光-物质相互作用产生了一个有效的跳跃无序本征态之间的最后占领朗道带。这个过程涉及到许多等于朗道简并度的中间态:每个中间态都由一个虚腔光子和一个在下一个朗道带中激发的具有相同自旋的电子组成。我们研究了这样一个腔介导的跳跃机制在一个随机无序的潜在的边缘附近的壁电位的双重存在下,占顺磁耦合和抗磁重整化。我们确定的腔介导的散射率,显示散装和边缘状态的影响。边缘状态的影响示出增加时,他们的能量接近无序体带,而更高的能量的边缘状态变得渐近自由。我们确定的标度性质,同时增加朗道带简并。量子霍尔物理学的后果和未来的前景进行了讨论。
2021-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph