Tunneling valley Hall effect induced by coherent geometric phase
本文在α-T3晶格中提出基于相干几何相位的隧穿谷霍尔效应,通过双势垒实现谷依赖偏斜隧穿,产生可电控的零净电荷横向谷电流。
2024-06-27 cond-mat.mes-hall
A Novel Meron-induced Pseudospin Wave in Bilayer Quantum Hall Coherent State and the Residual Zero-bias Peak in Tunneling Conductance
在双层量子霍尔相干态中,当$ν_T$稍偏离1时,赝自旋U(1)旋转对称性的自发破缺不是全局序参量,而是由伴随着带电介子对的周期性畴结构所反映.重子对的运动引起一种新的赝自旋波。低偏置电压范围内的周期性畴的长程序导致隧穿电导中的残余零偏置峰,即使当高偏置电压范围内的假视紫红质Goldstone特征可以与其不同时。
2002-06-14 cond-mat.mes-hall
Theory of Transport Phenomena in Coherent Quantum Hall Bilayers
我们认为,相干量子量子霍尔双层膜的所有异常输运性质可以理解的平均场输运理论,其中的冷凝物相几乎是均匀的样品,和冷凝物耦合到层间隧穿过程的强度大大降低相比,无序的微观平均场论的预测。这些成分为最近建立的I-V特性提供了自然的解释,该特性具有临界电流,高于该临界电流,隧穿电阻突然增加,并且在Corbino环的内部和外部边缘处的层间隧穿之间存在非局部相互作用。我们提出了一个微观的图片,其中的障碍是负责减少有效的层间隧穿强度的主要代理。
2014-10-31 cond-mat.mes-hall
Coherent optical control of quantum Hall edge states
本研究针对量子霍尔手性边缘态的探测控制需求,提出利用微波至红外低能电磁辐射实现对其电子占据数、电流及相干性的选择性调控,且不破坏体相量子霍尔效应,为边缘态研究与调控提供新方法。
2024-04-17 cond-mat.mes-hall
Skyrmion Formation and Optical Spin-Hall Effect in an Expanding Coherent Cloud of Indirect Excitons
我们提供了一个理论描述的偏振模式和相位奇异性的实验证明最近在凝聚的间接激子[H。High等人,Nature 483,584-588(2012)]。我们表明,平均的电子和空穴轨道运动导致一个可比的自旋轨道相互作用的两种类型的载流子。我们证明了明亮的间接激子的径向相干通量和Dresselhaus自旋轨道相互作用之间的相互作用导致形成自旋域和类似于Skyrmions的拓扑缺陷。我们定性地再现了实验数据的所有特征,并获得了与光学自旋霍尔效应相同的偏振模式,尽管自旋-轨道相互作用的对称性不同。
2012-12-21 cond-mat.mes-hall
Solitonic Excitations in Linearly Coherent Channels of Bilayer Quantum Hall Stripes
在一定的层间距范围内,二维电子气的基态在填充因子nu = 4 N +1(N= 0,1,2,.)在Hartree-Fock近似下是相干条纹相位。这个阶段有一维相干通道,支持收费的激发形式的赝自旋孤子。在这项工作中,我们计算的相干条纹相位的输运间隙由于创建的孤子反孤子对使用超原胞微观非限制性Hartree-Fock方法。我们研究了这种间隙作为层间距离和隧穿振幅的函数。我们的计算证实了孤子-反孤子激发能低于相应的Hartree-Fock电子-空穴对能量。我们比较我们的结果与从场论模型有效的缓慢变化的赝自旋纹理的限制,获得的运输间隙的估计。
2005-07-03 cond-mat.mes-hall
Valley resolved optical spectroscopy and coherent excitation of quantum Hall edge states in graphene
本文揭示了量子霍尔效应下石墨烯边缘态的物理机制,利用太赫兹或红外辐射实现了具有单准粒子灵敏度的谷选择性探测与相干激发,且不影响体态。
2025-06-28 cond-mat.mes-hall
Bilayer Coherent and Quantum Hall Phases: Duality and Quantum Disorder
利用Chern-Simons-Ginzburg-Landau理论,研究了在总填充因子为$ν=1/k$(其中$k$为奇数)时无层间隧穿的自旋极化量子霍尔系统.利用粒子涡旋对偶性和量子无序的概念,我们发现了大量可能的可压缩和不可压缩基态,其中一些可能与Spielman { \it et.al.}最近的实验有关。除了通常的$(k,k,k)$ Halperin态,我们还发现了层间相干不可压缩态和层间相干不可压缩态。
2000-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coherent edge mixing and interferometry in quantum Hall bilayers
讨论了在量子霍尔双层膜中实现电子波的分束器。我们的架构利用层间隧道混合属于不同层的边缘状态。我们讨论的基本工作原理,建议的相干边缘混频器,可能的干涉实现现有的半导体异质结技术的基础上,相对于规范的量子霍尔干涉仪量子点接触的优势。
2012-12-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optical absorption in incoherent and coherent states of a quantum Hall system
与最近的研究非常长寿的自旋回旋激子(实际上是磁激子)在量子霍尔电子气,我们讨论的贡献,光吸收有关的磁激子系综的存在,在这个纯电子系统。由于弱相互作用激发必须服从玻色-爱因斯坦统计,因此可以预期在系综中出现相干态。非相干和相干的情况下进行了比较分析。讨论了从非相干态到相干态的相变条件。
2018-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electrical coherent control of nuclear spins in a breakdown regime of quantum Hall effect
使用传统的霍尔杆几何形状的表面上的微金属条,我们证明了在AlGaAs/GaAs半导体异质结的核自旋的电相干控制。利用整数量子霍尔(QH)效应的一个击穿来动态地描述核自旋。在金属片上施加脉冲射频磁场,核自旋的量子态出现拉比振荡,并通过测量QH导体的纵向电压来检测。
2007-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Signature of parity anomaly in the measurement of optical Hall conductivity in quantum anomalous Hall systems
宇称反常是指二维经典作用量的宇称对称性在全量子理论的任何正则化过程中都无法恢复的量子力学效应,其特征是半量子化的霍尔电导率。本文提出了一种在光学霍尔电导率测量中探索宇称反常的实验信号的方案,在适当的频率范围内,光学霍尔电导率几乎是半量子化的。研究了几种模型的光学霍尔电导行为,揭示了在低频或高频区域出现半量子化霍尔电导。光学霍尔电导率可以从克尔和法拉第旋转的测量和圆偏振光的吸收率提取。该方案为探索拓扑量子材料中宇称反常的特征提供了一种实用的方法。
2022-07-28 cond-mat.mes-hall
Coherent backscattering in the topological Hall effect
本文研究了拓扑霍尔效应的量子修正,发现自旋结构引起的非均匀磁化会在动力学方程中产生额外散射项,导致拓扑霍尔电阻率的量子修正,并在稀磁半导体中实验可观测。
2022-12-20 cond-mat.mes-hall
Optical Hall effect in strained graphene
当在存在磁场的情况下通过光学介质时,光的偏振可以在表面处反射时(克尔效应)或在透射通过材料时(法拉第旋转)旋转。这种现象是由受到外部磁场的固态系统中的光-电荷载流子相互作用引起的光学霍尔效应的直接结果,类似于传统的霍尔效应。光学霍尔效应已经在许多薄膜中被探索,并且最近也在2D层状材料中被探索。在这里,提出了一种基于应变工程的替代方法,以在没有磁场的情况下在石墨烯中实现光学霍尔电导率。实际上,应变引起晶格对称性破缺,因此可以导致有限的光学霍尔电导率。第一性原理计算还预测了其他二维材料中的这种应变诱导光学霍尔效应。结合调谐光的能量和偏振的可能性,应变的幅度和方向,以及光学介质的性质,大范围的正和负的光学霍尔电导率的预测,从而打开了使用这些原子级薄材料在新型的特定的光机电设备的方式。
2016-11-29 cond-mat.mes-hall
Optical Hall Effect in the Integer Quantum Hall Regime
在太赫兹频率范围内,从法拉第旋转测量GaAs/AlGaAs异质结量子霍尔系统的光学霍尔电导率$σ_{xy}(ω)$。法拉第旋转角($\sim$精细结构常数$\sim$ mrad)被发现显着偏离Drude类行为表现出平台状结构周围的朗道能级填充$ν=2$。这一结果与交流区载流子局域化效应的预期行为相吻合,表明在太赫兹区虽然没有量子化,但仍存在平台结构。
2010-06-25 cond-mat.mes-hall
PseudoSkyrmion Effects on Tunneling Conductivity in Coherent Bilayer Quantum Hall States at $ν=1$
我们提出了一个机制,为什么在$ν=1$相干双层量子霍尔态的层间隧穿电导是非常大的,但在最近的实验中有限。根据该机制,赝Skyrmions导致有限的电导率,虽然存在着一种期望,即无耗散隧穿电流出现在状态。赝Skyrmions具有垂直于层的固有极化场,这导致耗散。使用的机制,我们表明,在电导率的大峰值仍然为弱平行磁场,但迅速衰减后,其强度超过一个临界值,$\sim 0.1$特斯拉。
2002-10-11 cond-mat.mes-hall hep-ph
Interlayer Coherence in the $ν=1$ and $ν=2$ Bilayer Quantum Hall States
我们通过倾斜样品并同时改变每个量子阱中的电子密度,测量了在朗道能级填充因子$ν=1$和2下双层量子霍尔(BLQH)态的霍尔平台宽度和激活能。在$ν=1$和$ν=2$发现了公度态和非公度态之间的相变。特别是,三个不同的$ν=2$ BLQH状态被确定为复合状态,相干的公度状态,和相干的非公度状态。
1998-12-04 cond-mat.mes-hall
Even-Odd Effect in Spontaneously Coherent Bilayer Quantum Hall Droplets
利用圆盘几何中的精确对角化,我们预测了在外加磁场作用下垂直耦合双量子点的库仑阻塞谱中的一种新的偶奇效应。隧穿电导中的奇偶效应是自发层间相位相干性的直接表现,类似于介观超导晶粒中库珀对盒问题中的奇偶共振。超导体中库珀对数量的相干波动类似于量子霍尔液滴中两层之间相对数量差的波动。
2002-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-Hall conductivity and optical characteristics of noncentrosymmetric quantum spin Hall insulators: the case of PbBiI
本研究通过理论分析揭示了非中心对称量子自旋霍尔绝缘体PbBiI的光学性质与自旋霍尔电导率,发现其动态自旋霍尔电导率较小,需借助外部磁场或磁性材料来产生交流自旋电流。
2024-08-22 cond-mat.mes-hall
High field fractional quantum Hall effect in optical lattices
我们考虑了在模拟的大磁场作用下光晶格中相互作用玻色子原子。我们发展了一个类似于双层分数量子霍尔系统的模型,该模型在每个晶格单元的磁通量量子数的简单有理数附近有效。然后,我们计算了它的基态,磁长度,分数填充,并发现意想不到的符号变化的霍尔电流。最后,我们研究通过散粒噪声和霍尔电流测量检测这些新功能的方法。
2006-04-26 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall coherent perfect absorption in graphene
本研究针对石墨烯在静磁偏置下的吸收特性,探究量子霍尔 regime中太赫兹磁光相干完美吸收现象,揭示圆偏振相关的可调谐特性与相位调制,为长波长传感和信号处理应用提供支撑。
2023-12-12 cond-mat.mes-hall
Dynamical scaling analysis of the optical Hall conductivity in the quantum Hall regime
理论上对二维电子气和石墨烯的交流(光学)霍尔电导率$σ_{xy}(\varepsilon_F,ω)$作为费米能量$\varepsilon_F$和频率$ω$的函数进行动态标度分析。在这两个系统中,基于精确对角化的结果表明,$σ_{xy}(\varepsilon_F,ω)$显示出一个定义良好的动力学标度,动力学临界指数以及本地化指数拟合和插入。确定了从直流-类bacetone或交流政权的交叉。动态标度分析使我们能够量化的高原在交流霍尔电导率先前获得的,并预测高原结构在交流是足够强大的太赫兹制度中观察到的。
2010-04-27 cond-mat.mes-hall
Effect of incoherent scattering on three-terminal quantum Hall thermoelectrics
三端导体在量子霍尔区呈现出独特的热电和热性质:它可以表现为对称整流器和理想的热二极管。这些特性依赖于沿手征边缘信道的相干传播。我们研究了引入探针终端对相干传输的破坏作用。结果表明,手征效应不仅生存存在的非相干,但他们甚至可以提高热电性能在完全非相干制度。
2015-09-17 cond-mat.mes-hall
Optical Hall conductivity in ordinary and graphene QHE systems
我们已经从数值研究中发现,光学霍尔电导率$σ_{xy}(ω)$即使在交流($\sim$ THz)制度中也具有特征性特征,因为霍尔平台在普通二维电子气和量子霍尔(QHE)制度中的石墨烯中均被保留,尽管平台高度不再在交流中量子化。在石墨烯中,$σ_{xy}(ω)$反映了不寻常的朗道能级结构。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。我们预测交流量子霍尔测量是可行的,通过法拉第旋转表征的精细结构常数$α$。
2009-09-16 cond-mat.mes-hall
Magnetotransport along a boundary: From coherent electron focusing to edge channel transport
我们从理论上研究了如何电子,相干注入在一个点上的边界上的二维电子系统,由一个垂直磁场$B$聚焦到另一个点上的边界。利用非平衡格林函数方法,计算了广义四点霍尔电阻$R_{xy}$随B的变化。在弱场中,$R_{xy}$显示出实验中观察到的特征等距峰,并通过沿边界的经典回旋运动来解释。在强磁场中,$R_{xy}$显示出反映量子霍尔效应的单一扩展平台。在中间场,我们发现叠加在低霍尔平台的异常振荡,这既不是周期性的1/B(量子霍尔效应),也不是在$B$(经典回旋运动)。这种振荡可以用占用的边缘信道之间的干扰来解释,这会导致$R_{xy}$中的跳动。在两个被占用的边缘通道的情况下,这些拍频构成了封闭在边缘通道内的磁通量与通量量子之间的新的可伸缩性。引入退相干和部分镜面边界表明,这种新的效果是相当强大的。
2013-11-27 cond-mat.mes-hall
Magnetic Field Control of the Optical Spin Hall Effect
从理论上研究了外加磁场对量子微腔中由于光学自旋霍尔效应(OSHE)而产生的偏振图样的影响。我们发现,增加垂直于腔平面的磁场导致塞曼分裂的增加,导致从方位角分离的极化到它们的径向分离的过渡。这种效应可以通过实验直接检测出来。
2013-05-09 cond-mat.mes-hall
Interedge coherent line junctions in Quantum Hall systems
本文讨论了量子霍尔线结(QHLJ)的一些性质,量子霍尔线结出现在电子气之间的势垒附近,在电子隧穿的窄势垒中,QHLJ的低能物理可用量子sine-Gordon模型描述。我们提出的程序来研究这些系统的一种性质与最近的实验研究康{ \it等人},Nature { \bf 403},59(2000).我们提出了测量Sine-Gordon模型的无量纲耦合常数特性值及其费米速度的实验方法。当2DEG子系统的体填充是$ν\sim 2$时,这些系统可以是观察自旋非相干LL行为的良好候选者。
2007-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Coherence and W_infty*SU(2) Algebra in Bilayer Quantum Hall Systems
通过将双层量子霍尔系统映射到具有自旋自由度的单层量子霍尔系统来分析双层量子霍尔系统。通过这种映射,隧道相互作用项被识别为塞曼项。基于Chern-Simons规范理论,考虑最低朗道能级投影,阐明了量子相干性自发发展的机制.对称群为W_infty*SU(2),说明自旋旋转影响附近的总电子密度。我们广泛地利用它建立了朗道-金兹伯格相干模理论。Skyrmion激发是这种相干模式下的拓扑孤子。我们指出,他们是通过测量霍尔电流分布检测。
1997-05-13 cond-mat.mes-hall
Unified Semi-Classical Description of Intrinsic Spin-Hall Effect in Spintronic, Optical, and Graphene Systems
本文提出了一种半经典的描述内禀自旋霍尔效应(SHE)的方法,它适用于广泛的一类系统。一个启发式的SHE模型的开发,从一个完全量子力学的处理,我们构建一个直观的表达自旋霍尔电流和电导率。我们的方法使透明的物理机制,驱动的效果,并统一的SHE跨几个自旋电子学和光学系统。最后,我们提出了一个类似的效果在双层石墨烯。
2009-03-16 cond-mat.mes-hall
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
Dynamics of the Optical Spin Hall Effect
研究了激子-极化激元共振瑞利散射过程中的光学自旋霍尔效应的时间演化。通过计算每个时间点的动量空间图像的圆偏振度来量化动量空间中所产生的自旋模式。我们发现圆极化的程度进行振荡,这可以描述的赝自旋模型的框架内由Kavokin等人(参考文献1)。
2017-08-28 cond-mat.mes-hall
Theory of ultrafast exciton dynamics in the Quantum Hall system
本文讨论了量子霍尔系统中激子的超快非线性光学响应理论。我们的理论集中在低能量集体电子激发的冷,强关联,二维电子气(2DEG)的基态中存在的作用。它考虑到基态电子相关和泡利交换和相互作用的光激发激子和集体激发之间的影响。我们的提法解决了初始相干政权,其中的动力学是由激子和2DEG极化,和随后的非相干政权,占主导地位的人口dynamics.We描述非马尔可夫记忆,退相,相关效应和非线性激子杂交由于非瞬时相互作用。我们确定了签名的相干朗道能级间磁等离子体激元(MP)的时间分布的三脉冲时间积分的四波混频信号在初始相干制度。
2005-08-12 cond-mat.mes-hall
Upstream neutral modes in the fractional quantum Hall effect regime: heat waves or coherent dipoles
最近,通过测量由收缩(表示为N \rightarrowC)划分中性模式后产生的电荷噪声,在各种分数量子霍尔态(v=2/3,v=3/5,v=8/3和v=5/2)中观察到了被预测存在于空穴共轭态中的反向传播(上游)手性中性边缘模式。特别值得注意的是在v=5/2分数态中观察到这样的模式-因为它揭示了状态波函数的非阿贝尔性质。然而,这些独特的,上游的,不带电的模式和微观过程中,他们产生散粒噪声的性质,是不理解的。在这里,我们研究无处不在的v=2/3状态和报告的两个主要观察:首先,中性模式的性质进行了测试的“碰撞”两种模式,从两个相对的来源,在一个狭窄的收缩。由此产生的电荷噪声与分区准粒子的局部加热是一致的。第二,下游充电模式的分区收缩产生了一个双重的过程,即,上游中性模式(C \rightarrowN)的外观。换句话说,分裂“空穴共轭”型准粒子将导致能量损失和退相干,能量被中性模带走。
2011-12-20 cond-mat.mes-hall
Optical Valley Hall Effect based on Transitional Metal Dichalcogenide cavity polaritons
考虑激子和光子的自旋轨道耦合,计算了平面微腔中自旋激子-极化激元的色散.我们考虑了无序情况下极化激元的径向传播。我们表明,减少的无序散射诱导的极化激元状态的形成,可以观察到一个光学谷霍尔效应,即锁定谷和极化赝自旋的相干进动导致形成的空间谷极化域。
2016-11-09 cond-mat.mes-hall
Coherent tunnelling across a quantum point contact in the quantum Hall regime
量子霍尔器件的独特性质源于在高磁场下二维电子系统中形成的理想一维边缘态。量子点接触(QPC)边缘态之间的隧道效应已经揭示了丰富的物理学,如分数电荷激发或手性Luttinger液体。由于扫描门显微镜,我们表明,一个单一的QPC可以变成一个特定的潜在景观的干涉仪。光谱,磁场和温度依赖性的电子输运揭示了定量一致的干涉行为的研究QPC。为了解释这种意想不到的行为,我们提出了一个新的模型,该模型依赖于收缩中心的量子霍尔岛的存在以及围绕岛的不同隧道路径,从而创建了一种新型的干涉仪。这项工作为基于相干隧穿的新器件概念奠定了基础。
2013-05-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fractional quantum Hall states of atoms in optical Lattices
描述了一种在光晶格中产生分数量子霍尔态的方法。我们表明,在晶格中的原子的动力学是类似于一个带电粒子在磁场中的运动,如果施加一个振荡的四极电位与晶格之间的隧道位置的周期性调制一起。我们表明,在一个合适的参数制度的基态在晶格中的分数量子霍尔型,我们展示了如何通过熔化一个莫特绝缘体状态在超晶格势可以达到这些国家。最后,我们讨论的技术,以观察这些强关联的状态。
2004-07-22 cond-mat.mes-hall
Optical Hall conductivity in bulk and nanostructured graphene beyond the Dirac approximation
基于Kubo形式,提出了一种计算紧束缚体系中光学霍尔电导率的微扰方法。该方法只涉及对角化的哈密顿在没有的磁场,从而避免了计算问题,通常会出现由于巨大的磁单位细胞需要保持平移不变性的Peierls相位的存在。提出了将该方法应用于磁光响应数值计算的方法。我们应用的形式主义的情况下,普通的和有间隙的石墨烯在下一个最近的邻居紧束缚模型,以及石墨烯antidot晶格。在这两种情况下,我们在霍尔响应中发现了独特的签名,这些签名在连续(狄拉克)近似中没有被捕获。这些包括非零的光学霍尔电导率,即使当化学势在狄拉克点能量。数值结果表明,这种影响应该是可测量的实验。
2012-12-10 cond-mat.mes-hall
Dimensional crossover in spin Hall oscillators
由直接自旋电流驱动的磁化的自振荡先前已经在多个准零维(0 D)铁磁系统(诸如纳米磁体和纳米接触)中观察到。最近,研究表明,纯自旋霍尔电流可以激发准一维(1D)铁磁纳米线的相干自振荡动力学,但不是在准二维(2D)铁磁薄膜。本文研究了通过改变线宽,Pt/ $\mathrm{Ni}_{80}\mathrm{Fe}_{20}$双层自旋霍尔振荡器中电流驱动磁化动力学的一维到二维交叉.我们发现,增加线宽的结果在增加的数量的激发的自振荡模式伴随着每个模式的振幅和相干性的降低。我们还观察到一个交叉从一个硬到一个软发病的自动振荡与增加线的宽度。自激振荡的振幅随着温度的升高而迅速减小,这表明相位相干自激振荡模式与非相干热磁振子的相互作用在抑制自激振荡动力学中起着重要的作用。我们的测量设置的上限上的尺寸的一个单独的自旋霍尔振荡器和阐明的机制,导致抑制相干自振荡与振荡器的大小增加。
2020-10-09 cond-mat.mes-hall
Coherent Magneto-Optical Effects in Topological Insulators: Excitation Near the Absorption Edge
本文研究了时间反演对称性破缺的拓扑绝缘体表面态的相干光学,发展了强电磁场驱动下的动态霍尔效应理论。光学斯塔克效应的影响作为对所产生的法拉第$θ_F$和克尔$θ_K$旋转中的光场的非线性依赖而进入。发现这种非线性校正随交流强度的增加而减小$θ_F$。电场,而$θ_K$表现出非单调行为。我们还评估了弛豫和失相的霍尔和磁光响应的影响时,频率失谐是可比的逆寿命的传导电子。
2016-05-13 cond-mat.mes-hall
Coherent Tunneling in Exciton Condensates of Bilayer Quantum Hall Systems
由于强的层间关联,双层量子霍尔系统作为一个整体是一个单一的相干系统,而不是两个独立系统的弱耦合集合,这使得传统的隧道理论不适用。本文发展了总填充因子为$ν_T=1$的双层量子霍尔系统相干激子凝聚体的层间隧穿理论。我们的理论最重要的结果之一是,零偏置层间隧道电导峰被强烈增强,但即使在零温度下也基本上是有限的。我们明确计算的电导峰的高度作为层间距离的函数,这与实验进行了比较。强调了电导峰的层间距离依赖性是区分库仑相互作用多体效应引起的自发相干性和单粒子隧穿能隙引起的诱导相干性的关键性质之一。本文还强调指出,尽管这种强烈增强的隧穿电导是由层间相位相干引起的,但它并不是通常的约瑟夫森效应。我们提出了一个实验装置,用于测量耦合的双层量子霍尔系统的逆流电流中的真实约瑟夫森效应,这是一个更精确的类比超导中的真实约瑟夫森效应。
2006-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Optically induced spin Hall current in Janus transition-metal dichalcogenides
基于紧束缚模型,理论证明单层Janus TMDCs在光照射下可产生纯自旋霍尔电流,Rashba型SOC决定自旋极化方向并提升产生效率,确立其作为下一代光自旋电子器件材料的潜力。
2025-05-10 cond-mat.mes-hall
Non-Abelian interlayer coherent fractional quantum Hall states
本研究针对总填充因子1/2的双层系统,发现极小层间距下可形成具U(1)对称性自发破缺的非阿贝尔层间相干分数量子霍尔态,具超流特性与特征霍尔响应,层间距增大时会相变至Halperin 331态,并拓展讨论了玻色系统的类似现象。
2025-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Optical Hall conductivity of a Floquet Topological Insulator
研究了Floquet拓扑绝缘体(FTI)在理想封闭量子系统和开放系统中的光学霍尔电导率,得到了该系统在非平衡稳态下的光学霍尔电导率.即使对于开放系统,稳定状态也强烈依赖于FTI的拓扑相位,某些相位显示出与相反符号的Berry曲率袋显著接近的抵消,导致抑制的低频霍尔电导率,其也显示出异常的温度依赖性,随着储层温度的增加而增加。这种行为与加热完全相反,并且由于激光对有效系统-储层耦合的强烈修改而产生。的Floquet模式的Berry曲率是随时间变化的,其频率分量被发现控制的高频霍尔电导率的主要功能。
2015-10-27 cond-mat.mes-hall
Sum Rules for the Optical and Hall Conductivity in Graphene
石墨烯每个晶胞具有两个原子,准粒子表现出Dirac-like行为。这些性质导致除了带内光学跃迁之外的带间光学跃迁并且修改纵向电导率上的$f$求和规则。场效应石墨烯晶体管中对应的光谱权重对所施加的栅极电压$V_g$的预期依赖性是$\sim {const}- |V_g|^{3/2}$。对于$V_g =0$,其温度依赖性为$T^3$,而不是通常的$T^2$。对于霍尔电导率,相应的光谱权重由霍尔频率$ω_H$确定,其在载流子不平衡密度$ρ$中是线性的,因此与$V_g$成比例,并且不同于狄拉克准粒子的回旋频率。
2007-04-12 cond-mat.mes-hall
Giant topological magnetoelectric and optical Hall effects for topological insulator as a defect in photonic crystal
研究了由两个一维光子晶体夹持拓扑绝缘体平板作为缺陷的系统。提出了一种巨拓扑磁电效应,其特征是在光子带隙中出现两个半单位透射的共振峰和丰富的极化行为。我们还预测了一个巨大的光学霍尔效应在我们的系统中,其中传输光的横向位移可能是波长的千倍。这些效应纯粹来自于拓扑绝缘体界面处的$Θ$畴壁,并且可以容易地观察到。这些效应也可用于基本物理常数的灵敏检测。
2011-01-25 cond-mat.mes-hall
Simulating and Detecting the Quantum Spin Hall Effect in Kagomé Optical Lattice
我们提出了一个模型,其中包括一个最近邻的内在自旋轨道耦合和二聚体哈密顿在Kagomé晶格,并承诺主机从量子自旋霍尔绝缘体正常绝缘体的过渡。此外,我们还设计了一个实验方案来模拟和探测超冷原子系统中的这种跃迁。晶格内禀自旋轨道耦合是通过激光诱导规范场方法产生的。此外,我们建立了自旋陈数和自旋原子密度之间的联系,使我们能够直接检测拓扑量子自旋霍尔绝缘体的标准密度轮廓技术中使用的原子系统。
2010-10-25 cond-mat.mes-hall
Scheme to Equilibrate the Quantized Hall Response of Topological Systems from Coherent Dynamics
二维拓扑上不同的绝缘体被拓扑上的无隙点分开,这些点作为Weyl点存在于三维动量空间中。因此,在两个不同相位上的二维哈密顿量中缓慢变化的参数必然经历间隙闭合过程,这阻止了固有的物理可观测量霍尔响应的平衡。为了平衡霍尔响应,以破坏量子相干性为代价引入了工程化的激光噪声。在这里,我们展示了一个新的计划来平衡量子化霍尔响应从纯相干动力学的哈密顿量是慢慢地从拓扑平凡的非平凡制度。我们显示的元素,影响平衡的过程,包括序列时,电场被打开,它的强度和最终的哈密顿量的带色散。我们进一步将我们的方法应用到三维Weyl半金属中,并发现尽管潜在的无带隙能带结构的平衡霍尔响应。这一发现不仅为观察二维拓扑相变奠定了理论基础,而且为观察和控制超冷原子气体中的Weyl半金属奠定了理论基础。
2018-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Non-equilibrium fractional quantum Hall states visualized by optically detected MRI
使用MRI增强的光致发光显微镜,我们可视化在真实空间中的电子和核极化发生在非平衡的H2OH液体。我们观察到条纹状区域,包括离散形式的DIOH激发态时,DIOH液体被激发的源极-漏极电流。这些区域是拓扑保护和可变形的,并且当自旋分辨电子流过它们的边界时产生双向极化的核自旋。
2016-06-21 cond-mat.mes-hall
Robust Interlayer-Coherent Quantum Hall States in Twisted Bilayer Graphene
我们介绍了一种新的具有超强层间相互作用的二维电子系统,即具有大扭曲角的扭曲双层石墨烯,作为实现层间相干激子凝聚的理想基础。在这些系统中,亚纳米原子层之间的分离允许显着的层间相互作用,而层间电子隧穿是几何抑制由于大的扭曲角。通过充分利用这两个特性,我们证明了在第二朗道能级(N = 1)处出现了一系列具有层间相干性的奇整数量子霍尔态。值得注意的是,这些状态的能隙为1 K量级,比GaAs中的能隙大几个数量级。此外,还在实验上观察到了多种量子霍尔相变。所有的实验观测结果与我们的唯象模型计算基本一致。因此,我们建立了一个大扭转角系统是一个很好的平台,高温激子凝聚。
2022-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Optical valley Hall effect for highly valley-coherent exciton-polaritons in an atomically thin semiconductor
自旋-轨道耦合是将载流子的自旋与其动量联系起来的基本机制。同样地,在光学领域中,合成的自旋轨道耦合是可获得的,例如,通过在光子材料中设计光学各向异性。这两种方法,类似地,都产生了直接利用自旋和极化作为信息载体来制造设备的可能性。过渡金属二硫属化物的原子薄层提供了一种新的材料平台,该平台有望为自由载流子、双粒子激发(激子)以及光子提供固有的自旋谷霍尔特性。在这样的材料中,激子的自旋与它出现的倒易空间中的高对称点密切相关。在这里,我们证明,自旋,因此谷选择性传播是可访问的原子薄层的MoSe 2,这是强耦合到微腔光子模式。我们设计了一个线状装置,在那里我们可以清楚地跟踪流动,以及激子-极化激元沿通道扩展的螺旋度。通过激发K和K标记的极化激元的相干叠加,我们观察到极化激元云的谷选择性膨胀,既没有任何外加磁场,也没有相干瑞利散射。与TMDC激子的谷霍尔效应不同,所观察到的光学谷霍尔效应(OVHE)显著地发生在宏观尺度上,并且清楚地揭示了在自旋谷锁定光子器件中的应用潜力。
2019-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
SU(4) Coherent Effects to the Canted Antiferromagnetic Phase in Bilayer Quantum Hall Systems at $ν$=2
在$ν$ =2的双层量子霍尔(BLQH)系统中,可以实现三种不同的基态,即自旋极化相(spin phase)、赝自旋极化相(ppin phase)和倾斜反铁磁相(canted antiferromagnetic phase)。SU(4)方案为研究既有自旋SU(2)又有层(赝自旋)SU(2)自由度的BLQH系统提供了一个强有力的工具。本文在SU(4)背景下讨论了C相的起源,研究了SU(4)相干对C相的影响,指出SU(4)群中不存在的特殊算符对C相的实现起着关键作用。还指出在C相中不仅自旋而且赝自旋都是“倾斜的”。
2003-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Theory of the Quantum Hall Insulator
量子霍尔跃迁是最简单也是研究最多的量子相变之一。然而,在这个制度中的一个新阶段,量子霍尔绝缘体的实验观察,仍然是一个谜,因为它是在十多年前的第一份报告,因为它是在矛盾的所有理论研究的基础上微观相干量子计算。在这项工作中,我们引入到相干量子理论的一个新的成分-罕见的非相干事件,在一个控制的方式。使用直接数值解和实空间重整化,我们证明了这些退相干事件稳定难以捉摸的量子霍尔绝缘体相,这变得更加稳定,随着温度和电压偏置的增加,与实验一致。
2010-05-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Dynamical Quantum Anomalous Hall Effect in Strong Optical Fields
拓扑绝缘体在时间反演对称性破缺时,其表面拓扑态会产生量子反常霍尔效应。最近的磁光效应引起的QAHE实验的启发,我们开发了一个理论的动态霍尔电导率的亚隙光频率和强光场使用Keldysh-Floquet格林函数形式主义。我们的理论揭示了一个非线性制度,其中霍尔电导率保持接近$e^2/2h$在低频。在更高的光场,我们发现,随后的崩溃的半量子化伴随着相干振荡的动态霍尔电导率作为场强的函数,触发形成的Floquet子带和伴随的子带间跃迁。
2017-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hall effects in Bose-Einstein condensates in a rotating optical lattice
利用Kubo形式,我们证明了同向旋转二维光晶格中旋转玻色-爱因斯坦凝聚体的分数量子霍尔特性。同向旋转晶格和陷阱电势允许有效的磁场和离心电势的补偿。分数量子霍尔功能被视为单粒子系统和少数强相互作用的多粒子系统。
2007-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.other