Photo-assisted shot noise in the fractional quantum Hall regime
研究了有限温度下交流微扰对分数量子霍尔流体散粒噪声的影响。对于正常金属,已知零频率噪声导数呈现作为偏置电压的函数的阶跃。与此相反,在劳克林分数,后向散射噪声表现出均匀间隔的奇异性,这是让人想起隧道态密度奇异准粒子。间距由准粒子电荷$νe$和直流偏置相对于驱动频率的比率确定。因此,光辅助输运可以被认为是量子霍尔效应的有效电荷的探针。
2005-07-06 cond-mat.mes-hall
Topological classification of shot noise on fractional quantum Hall edges
分数量子霍尔边缘上的电和热输运由从相应体态继承的拓扑量决定。虽然电输运是研究边缘的标准方法,但热输运似乎更具挑战性。在这里,我们表明,边缘上产生的散粒噪声提供了一个完全电气的方法来探测边缘结构。在不相干的制度,噪声分为三个拓扑结构不同的普遍性类:电荷传输总是弹道,而热传输是弹道,扩散,或“反弹道”。相应地,噪声要么消失,代数衰减,或者是恒定的,直到边缘长度的指数小修正。
2019-09-29 cond-mat.mes-hall
Fractional Shot Noise in the Kondo Regime
在近藤机制中,通过量子点的低温输运通过弹性和非弹性过程的普遍组合进行,如由低能费米液体固定点所指示的。我们表明,作为非弹性过程的结果,通过散粒噪声实验检测到的电荷相对于非相互作用的情况下,增强到一个通用的分数值,$e^*=5/3 e$。因此,散粒噪声揭示了近藤效应即使在低能量下也涉及多体特征,尽管它具有费米液体的性质。我们讨论了对称性破缺扰动的影响。
2006-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Photoassisted shot noise spectroscopy at fractional filling factor
研究了分数量子霍尔区周期电压产生的光助散粒噪声。电流的波动是由于存在的量子点接触操作在弱背散射制度。我们展示了如何通过独立改变直流和交流电压驱动的贡献来重建光辅助吸收和发射概率。这是由手性Luttinger液体理论中隧道速率的特殊幂律行为所实现的,该理论允许以简单且特别方便的方式近似光辅助传输形式主义的典型无限总和。
2017-09-15 cond-mat.mes-hall
Fractional exclusion statistics and shot noise in ballistic conductors
研究了具有分数排阻统计载流子的弹道导体的噪声特性。为了直接检验排它统计量的性质,我们发现在弱退化条件下的系统应该被考虑。这些系统的典型特征是化学势$μ$在热范围$|μ|<3k_{B}T$内。在这些条件下的电流饱和下的噪声特性被发现依赖于统计参数$g$,显示抑制散粒噪声的$1/2\leq g\leq 1$,和增强的散粒噪声的$0<g<1/2$,根据吸引或排斥性质的载波排斥统计。
2001-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Experimental determination of conduction channels in atomic scale conductors based on shot noise measurements
我们提出了一个基于散粒噪声测量的低维导体导电沟道的实验方法。每个通道的透射系数由测量的电导和Fano因子数值确定。通道分析表明,原子接触的Ag,Au,Al和Pt,显示其通道的电导和机械伸长的函数的演变。这种方法可以很容易地应用于映射在不同条件下的纳米级导体在很宽的范围内的导电通道。
2013-08-15 cond-mat.mes-hall
Negative Excess Shot Noise by Anyon Braiding
利用自相关散粒噪声在两个分数量子霍尔边之间的量子点接触处检测到任意分数电荷$e^*$。我们发现,自相关噪声也可以显示指纹的阿贝尔任意分数统计。我们预测的噪声的电隧穿电流$I$在QPC的分数电荷检测设置,当任意子被稀释注入,从一个额外的边缘偏置的电压,在平衡的设置。在大电压下,非平衡噪声比热平衡噪声低{ \it reduced}值$2 e^* I$。该负过量噪声与传统的分数电荷检测的正过量噪声$2e^* I$相反,并且也与电流的通常的正自相关噪声相反。这是阿贝尔分数统计的一个特征,它是由一个在QPC上被热激发的任意子围绕另一个从附加边注入的任意子有效编织而成的。
2019-07-04 cond-mat.mes-hall
How Irrelevant Operators affect the Determination of Fractional Charge
我们表明,在描述分数量子霍尔效应中边缘态之间隧穿的哈密顿量中包含不相关的项可以导致在中间能量区域中的各种非微扰行为,并且特别地,通过散粒噪声测量对电荷的确定产生至关重要的影响。我们表明,例如,某些相关和不相关的条款的组合,可以导致一个有效的测量电荷$νe$在强背散射限制和一个有效的测量电荷$e$在弱背散射限制,与标准的扰动预期形成鲜明对比。这提供了一个可能的场景来解释Heiblum及其同事的实验观察,这些观察到目前为止还没有被理解。
2003-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Shot-Noise in Fractional Wires: a Universal Fano-Factor Different than the Tunneling Charge
我们认为部分间隙一维(1D)导体连接到正常的引线,实现分数螺旋线。在一定的电子密度下,由于电子相互作用,一些不同的电荷模式会产生间隙,从而导致分数电导。对于这种状态,我们研究的电流噪声所造成的隧道内的线事件。我们发现噪声的Fano因子与隧穿电荷的Fano因子不同。这一事实源于导线-引线界面处的电荷散射。然而,所产生的噪声是通用的-它仅取决于带隙模式的识别,并且对导线中的附加相互作用不敏感。我们进一步表明,隧穿电荷可以推导出有限频率的噪声,但由于屏蔽效应是相互作用相关的。
2014-02-23 cond-mat.mes-hall
Neutral mode heat transport and fractional quantum Hall shot noise
研究了分数量子霍尔体系中具有一个或多个反向传播中性模的非平衡边缘态输运。我们考虑一个设置,其中的中性模式被加热的热点,和由中性模式的热传输的霍尔酒吧的上下边缘之间的温度差的原因。这种温度差是由它引起的量子点接触散射的过量噪声探测的。我们发现,在量子点接触的多余的噪声提供了证据,对传播的中性模式,我们计算其依赖于两个边缘之间的温度差和源漏偏置。
2010-12-01 cond-mat.mes-hall
Direct determination of the electron-electron mean free path in diffusive mesoscopic samples using shot noise
利用“漂移-扩散-朗之万”方程,我们最近证明了扩散介观导体中的有限频率散粒噪声散粒噪声对样品长度$L$和电子-电子平均自由程$\lee$之间的比值$γ\equiv L/\lee$非常敏感。在这项工作中,我们提出了在任意值的$γ$的噪声的数值计算。如果与精确的噪声测量相结合,这里给出的结果可以作为一种新的和独立的方法来确定给定样品中的$\lee$。
1998-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Photo--assisted current and shot noise in the fractional quantum Hall effect
研究了在弱散射和强散射两种情况下,交流微扰对分数量子霍尔流体的散粒噪声的影响。众所周知,零频率电流在偏置电压中是线性的,而噪声导数呈现作为偏置的函数的阶跃。相反,在Laughlin分数,背散射电流和背散射噪声都表现出均匀间隔的奇异性,这让人想起准粒子的隧穿态密度奇异性。间距由准粒子电荷$νe$和DC偏压相对于驱动频率的比率确定。因此,光辅助传输可以被认为是在这样的填充因子的有效电荷的探针,并可用于更复杂的分数的霍尔效应的研究。发展了一种研究$ν=1/2$光助输运的非微扰方法。
2003-12-08 cond-mat.mes-hall
Revealing universal Majorana fractionalization using differential shot noise and conductance in nonequilibrium states controlled by tunneling phases
对于分离良好的Majorana束缚态,有望出现Majorana量子点器件中量子输运特性的普适分形。我们发现,在低偏置电压$V$的差分散粒噪声$\partial S^>/\partial V$和电导$\partial I/\partial V$的Majorana普适性只出现在理想的设置只有一个Majorana模式纠缠的量子点。在实际器件中,两个马约拉纳模式都与量子点纠缠,$\partial S^>/\partial V$和$\partial I/\partial V$对隧穿相位变得非常敏感,即使对于分离良好的马约拉纳束缚态,也难以观察到它们的普适分数值。相反,如这里所揭示的,比率$(\partial S^>/\partial V)/(\partial I/\partial V)$弱地依赖于隧穿相位,并且当马约拉纳束缚态被很好地分离时是分数,或者当它们显著重叠时是整数。重要的是,对于非常大的$V$,我们证明,这个比例变得完全独立的隧道相位和其通用的分数马约拉纳值可以观察到在国家的最先进的实验。
2022-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Extracting the anyon charge from shot noise in complex fractional quantum Hall edges
Konkuk University(建国大学);Karlstad University(卡尔斯特德大学)
本文提出一个通用框架,用于解析复杂分数量子霍尔边缘的散粒噪声,通过组合自相关与互相关抑制加热影响,从而准确提取隧穿准粒子电荷。
2026-10-07 cond-mat.mes-hall
Conductance plateaus and shot noise in fractional quantum Hall point contacts
量子点接触器件是研究分数量子霍尔(Fractional Quantum Hall,简称FWHH)态边缘结构不可缺少的工具。最近观察到的量子化电导平台伴随着散粒噪声,在这样的设备,以及马赫-曾德尔干扰的抑制,要求理论解释。在本文中,我们开发了一个理论的量子点接触,它允许一个通用的阿贝尔边缘结构,并假设边缘模式(非相干传输制度)之间的强平衡的BTH边缘状态传输。我们发现,电导平台被发现时,量子点接触局部耗尽霍尔酒吧到一个稳定的区域,填充因子低于散装和由此产生的边缘状态平衡。在这些平台上产生的散粒噪声可以根据器件中边缘电荷和热传输的13种可能组合进行分类。我们还评论了量子化平台的出现和马赫-曾德尔干涉的抑制之间的关系。除了解释最近的实验结果,我们的研究结果提供了新的见解和观点的量子点接触器件在CNOH制度。
2019-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Photo-assisted shot noise probes multiple charge carriers in quantum Hall edges
Aix Marseille Univ, Université de Toulon, CNRS, CPT, Marseille, France(艾克斯-马赛大学,土伦大学,法国国家科学研究中心,理论物理中心)
本文研究了量子霍尔效应中多载流子的射频噪声探测方法,提出了一种新的分析框架用于检测不同类型的隧穿电荷,即使其中一种电荷的隧穿幅度远小于另一种。
2025-02-21 cond-mat.mes-hall
Fractional shot noise of an SU(N) Kondo system
Institute of Molecular Physics, Polish Academy of Sciences(波兰科学院分子物理研究所)
研究多能级量子点在近藤区输运,用Kotliar-Ruckenstein奴隶玻色子方法定义SU(N)近藤准粒子,通过费米液体理论分析非线性电导和散粒噪声,发现远离电子-空穴对称点时三体关联显著。
2026-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Integer and fractional charge Lorentzian voltage pulses analyzed in the frame of Photon-assisted Shot Noise
本文用散粒噪声计算方法,从能量和时间两个方面研究了在接触点上施加周期性电压脉冲时,电子在量子导体中的周期性注入$n$,并与实验结果进行了比较。我们特别考虑的情况下,周期性的洛伦兹电压脉冲。当携带整数电荷时,已知它们提供具有最小数量的激发的电子状态,而其他类型的脉冲都伴随着电子和空穴激发的额外中性云。在光辅助散粒噪声(PASN)理论框架下,研究了脉冲激励被单个散射体分割时产生的低频散粒噪声。散粒噪声作为一种独特的工具,可以用来计算每个脉冲所携带的激励数,它揭示了任意形状和任意电荷的脉冲在电荷为整数时都有一个显著的极小值。散粒噪声光谱也被认为是执行能量域表征的电荷脉冲。特别是它揭示了惊人的不对称频谱的洛伦兹脉冲。最后,时域信息获得从红欧曼德尔噪声相关时,产生的两列脉冲对接触碰撞的散射体。作为脉冲序列之间的时间延迟的函数,噪声示出测量电子波包自相关函数的整数洛伦兹感谢电子反聚束。为了与最近的实验联系,所有的计算都是在零温度和有限温度下进行的。
2013-01-29 cond-mat.mes-hall
Direct Observation of a Fractional Charge
我们进行了量子散粒噪声的测量,以确定在分数量子霍尔制度的准粒子电荷。噪声是由电流流过2DEG中的部分传输量子点接触而产生的。噪声与准粒子的电荷成正比,因此可以直接确定电荷。我们在填充因子为1/3时测量了量子散粒噪声,发现电荷为e/3;正如Laughlin所预测的那样。
1997-07-28 cond-mat.mes-hall
Shot Noise in Mesoscopic Quantum Systems
我们严格审查的想法,分数电荷可以携带电流在导体中,就像正常的电子在金属费米液体。我们探讨了一系列的问题,已经获得了不可或缺的地位,分析电导和散粒噪声在分数带电系统。然而,对于这些基本的运输问题,真正微观的理解还没有出现。
2000-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Shot noise signatures of candidate states for the fractional quantum Hall $ν= 12/5$ state
本文提出利用零频率散粒噪声实验和法诺因子比较,在滤波器几何结构中区分 $\nu=12/5$ 分数量子霍尔态的四种候选波函数,无需先验热平衡信息,为拓扑量子计算研究提供实验判别方案。
2025-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Is the charge determined via shot noise measurements unique?
分数量子霍尔效应中的带电激发被认为携带分数电荷,正如理论预测和实验验证的那样。在这里,我们报告的隧道准粒子电荷的依赖性,通过高灵敏度的散粒噪声测量,对测量条件,在奇数分频器状态v=1/3和v=7/3和在偶数分母状态v=5/2。特别是,对于非常弱的背散射概率和足够小的激发能(温度和施加的电压),隧道电荷通过收缩被发现是显着高于理论预测的基本准粒子电荷。
2010-03-09 cond-mat.mes-hall
Determination of topological edge quantum numbers of fractional quantum Hall phases
为了确定具有反向传播(CP)的下游($N_d$)和上游($N_u$)边缘模的分数量子霍尔(HHH)态的拓扑量子数,研究存在和不存在边缘模平衡时的量子输运是关键.虽然达到非平衡状态对于电荷传输是具有挑战性的,但我们在此针对热霍尔电导$G_{Q}$,其纯粹由边缘量子数$N_d$和$N_u$控制。我们的实验装置是用hBN封装的石墨门控单层石墨烯器件实现的。对于高达$35mK$的温度,我们在$ν= $ 2/3和3/5(具有CP模式)下测量的$G_{Q}$与非平衡状态$(N_d + N_u)κ_{0}T$的量化值相匹配,其中$κ_{0}T$是$G_{Q}$的量子。随着温度的升高,$G_{Q}$降低并最终达到平衡状态的值$|N_d - N_u|κ_{0}T$。相比之下,在$ν= $ 1/3和2/5(没有CP模式)下,$G_Q$在$N_dκ_{0}T$下保持稳健量化,与温度无关。因此,通过测量$G_{Q}$在两个区域的量子化值,我们确定了边缘量子数,这为寻找奇异的非阿贝尔量子态的拓扑序开辟了一条新的途径。
2022-03-01 cond-mat.mes-hall
Nonuniversal behavior of scattering between fractional quantum Hall edges
分数量子霍尔态的预测属性包括分数带电准粒子和描述为手性Luttinger液体的导电边缘态。在一个狭窄的系统中,准粒子在不同边缘的状态之间的隧穿会导致电阻和散粒噪声。在弱散射区,散粒噪声与背散射电流的比率测量准粒子的部分电荷,这已经在几个实验中得到证实。然而,由手性Luttinger液体理论预测的电阻的非线性在这些情况下显然没有观察到。作为一个可能的解释,这些差异,我们考虑一个模型,一个平滑的边缘轮廓导致形成额外的边缘状态。携带电流的边缘模式和额外的声子类模式之间的耦合可以导致电流-电压特性中的{ \it非普适}指数,同时保持散粒噪声和后向散射电流之间的比率,对于弱后向散射。对于特定的耦合值,可以获得线性I-V特性。
2001-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Signatures of fractional Hall quasiparticles in moments of current through an antidot
在边缘态的手征Luttinger液体图像中,研究了含反点的分数量子霍尔样品中隧穿电流的统计特性。提出了Fano因子和偏度之间的比较,以便在热极限和发射极限中清楚地区分载流子的电荷。此外,我们解决当前时刻的非普适指数在单准粒子传播的影响。正相关,传播行为的结果,得到的Fano因子的散粒噪声限制,和可能的实验结果进行了概述。
2006-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Shot noise as a diagnostic in the $ν=2/3$ fractional quantum Hall edge zoo
本文研究了$ν=2/3$分数量子霍尔态边缘模式的多样性,提出在量子点接触几何结构中可产生三种电导平台,并通过分析电散粒噪声的不同产生机制,为区分各种边缘模型提供了实验诊断方法。
2024-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Probing the intrinsic shot noise of a Luttinger liquid through impedance matching
我们认为,一个简单的方法来绕过反射在边界的有限Luttinger液体(LL)连接到电极是匹配负载和漏极阻抗的特性阻抗的LL视为介观传输线。对于阻抗匹配的LL,这意味着有限LL的AC和DC散粒噪声特性与无限LL的那些相同。即使对于阻抗失配的LL,我们表明,通过仔细分析的反射,固有的无限LL属性仍然可以提取产生可能不合理的费用的LL基本激发。我们改进了现有的AC散粒噪声的结果,推导出明确的分数态的电荷依赖的表达式。最值得注意的是,这些结果可以相当直接地建立,而不需要求助于凯尔迪什技术。我们将这些参数应用到两个实验设置,允许观察不同的分数准粒子:(i)注入电流的STM尖端在大量的LL;(ii)反向散射电流的杂质。附录回顾教学'分数状态图片'的LL。
2005-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Remark on "Conductance and Shot Noise for Particles with Exclusion Statistics" by Isakov, Martin, and Ouvry
Isakov,Martin和Ouvry [PRL 83,580(1999)]最近提出了一种新的方法来观察分数排除统计量的可能性。根据他们的论点,分数统计的明显特征应该存在于Luttinger流体的散粒噪声中,Luttinger流体是一个理想系统,被一些人假设为二维电子气的劳克林准粒子态的基础。我们详细阐述了Isakov等人提出的一些微妙的观点,并反思了这种新颖的直觉方案与第一原理的某些旧问题之间的关系。
2000-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum charge pumping through fractional Fermions in charge density modulated quantum wires and Rashba nanowires
在两种不同的设置下,我们研究了分数荷电费米子束缚态系统中的绝热量子电荷泵现象。第一个量子泵设置由电荷密度调制的量子线组成,第二个是基于半导体纳米线与Rashba自旋轨道相互作用,在空间振荡磁场的存在下。在这两种量子泵中,研究了N-X-N几何结构中的输运,其中感兴趣的系统(X)连接到两个正常金属引线(N),并且两个泵浦参数是有效的引线-引线势垒的强度。泵浦电荷的散射矩阵形式主义内计算。我们表明,在这两种设置中的量子泵浦提供了一个独特的签名的分数费米子束缚态的存在下,在渐近量化的泵浦电荷。此外,我们调查散粒噪声所产生的量子泵浦,验证量子化的泵浦电荷对应于最小的散粒噪声。
2014-07-18 cond-mat.mes-hall
Design of a Single-Shot Electron detector with sub-electron sensitivity for electron flying qubit operation
最近在弹道导体中实现了相干单电子源,这让我们可以设想进行类似于量子光学实验的时间分辨电子干涉测量实验,最终可以将传播的电子激发用作飞行的量子比特。然而,一个重要的缺失是单次电子探测,它将使飞行量子比特的完整量子信息操作成为可能。在这里,我们提出并讨论了一个单电荷检测器的设计,能够实现在飞行中检测电子飞行量子比特。它的亚电子灵敏度将允许检测分数量子霍尔效应的分数带电飞行任意子,并将使使用符合测量检测任意子统计。
2020-02-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fractional charges in emergent neutral modes at the integer quantum Hall effect
在低维相互作用电子系统中,电荷分裂是一种可能的激发。一个已知的例子是在分数量子霍尔效应(Fractional Hall effect,HHE)机制中的分数电荷,这是电子之间的强库仑相互作用的结果,电子的动能被强磁场淬灭。或者,整数QHE(IQHE),其中电子在朗道能级(LL)中主要表现为独立粒子,缺乏这种分馏。然而,对于填充v=2,3,.电子在共同传播的相邻手性边缘沟道中传播,从而相互作用并改变非相互作用的LL。例如,在v=2时,选择性地注入到单个非相互作用(裸)边缘沟道中的电子预期在相互作用区域中分解成“快”模式和“慢”模式;每个模式携带在两个裸沟道之间共享的部分电荷。在这里,我们报告我们的灵敏的散粒噪声测量,确认存在这样的细分在v=2。注入分区电流到一个“热”边缘通道导致低频散粒噪声在相邻的无电流的“冷”边缘通道后,它已被分区。控制热通道和冷通道的划分允许确定两个通道中的部分电荷以及通道的速度差。这种方法可以很容易地扩展到研究在二维系统的拓扑结构支配边缘通道输运的相互作用。
2013-10-30 cond-mat.mes-hall
Anomalous Chiral Luttinger Liquid Behavior of Diluted Fractionally Charged Quasiparticles
分数带电准粒子在边缘态,预计将凝聚成手性Luttinger液体(CLL)。我们研究了他们的凝聚通过测量的电导和散粒噪声由于人工backscatterer嵌入在他们的path. At足够低的温度下,发现后向散射事件是强相关的,产生高度非线性的电流-电压特性和非经典的散粒噪声-都是预期在CLL。然而,当准粒子的撞击束被稀释时,无论是通过人工增加一个弱的后向散射体还是通过增加温度,所产生的传出噪声都是经典的,表明独立准粒子的散射。在这里,我们研究了一些细节,这个令人惊讶的交叉从相关粒子的行为到一个独立的行为,作为光束稀释的函数。
2003-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Fractional charges on an integer quantum Hall edge
我们提出了在\emph{integer}量子霍尔边缘态中产生和检测分数电荷激发的方法。由于在不同边缘沟道上传输的电子之间的库仑相互作用,发生了电荷分馏。类孤子集体激发的分数电荷可以在时间分辨或频率相关的散粒噪声测量中观察到。
2009-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Shot Noise of Non-Interacting Composite Fermions
本文提出了一个简单的等效电路,它描述了分数量子霍尔区二维电子气的输运性质。在非相互作用复合费米子模型的框架下讨论了这种等效电路的物理依据。任意填充因子和温度下的量子散粒噪声很容易计算。
1998-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Bunching of Fractionally-Charged Quasiparticles Tunneling through High Potential Barriers
散粒噪声测量最近被用来测量分数量子霍尔(Fractional Quantum Hall,简称FWHH)体系中准粒子的电荷。对于分数填充因子nu=第一朗道能级的1/3和2/5,分别测量分数电荷q=e/3和e/5。本文研究了e/3准粒子与强后向散射体的相互作用,得到了一些意想不到的结果。当一个弱的反向散射体被引入到准粒子的无噪声电流的路径中时,准粒子的随机划分发生,并且出现与它们的电荷成比例的散粒噪声。具体地,在nu=1/3时,出现与q=e/3对应的噪声。然而,所测量的电荷随着后向散射变得更强而单调增加,渐近地接近q=e。换句话说,只有电子,或者三个聚束的准粒子,在被无噪声的准粒子流撞击时,穿过高势垒。在这里,我们表明,这种聚束的准粒子由一个强大的后向散射体依赖于平均占用(稀释)的冲击准粒子电流。对于非常稀的撞击电流,聚束完全停止,并且转移的电荷接近q=e/3。这些令人惊讶的结果证明了一束稀疏的准粒子,每个准粒子都带有e/3的电荷,可以穿过高势垒,而高势垒最初被认为是不透明的。
2002-02-09 cond-mat.mes-hall
Which tunnel faster across a quantum Hall strip: fractional charges or electrons?
数值计算了分数电荷穿过圆柱体上Laughlin态的隧穿率。带宽度Y的衰减拟合为exp[- a(Y/ l)**2/12],其中l是朗道长度,a约为1.0。这个速率是指数大于电子隧穿速率,可以解释为一个超流涡旋隧穿问题的类比。实验的影响包括“对应状态定律”、Aharonov-Bohm电阻振荡的周期性和通过量子散粒噪声进行的电荷测量。
1997-07-31 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
Aharonov-Bohm interference of fractional quantum Hall edge modes
我们演示了一个小的法布里-珀罗干涉仪的操作中,高度相干Aharonov-Bohm振荡观察到的整数和分数量子霍尔制度。使用一种新颖的异质结构设计,库仑效应被大大抑制。边缘模式干涉的相干性由热阻尼的能量尺度${T_0=206}mK$在$ν=1$表征。起源于${N=0,1,2}$朗道能级的边缘模式的选择性后向散射允许独立地确定内部和外部边缘模式速度。在分数填充因子$ν=2/3$和$ν=1/3$下观察到明显的Aharonov-Bohm振荡。我们的设备架构提供了一个平台,用于测量任意编织统计。
2019-01-24 cond-mat.mes-hall
Multiple Scattering of Fractionally-Charged Quasiparticles
我们采用散粒噪声测量来表征准粒子的有效电荷,在填充因子nu=1/3的分数量子霍尔制度,因为它们从一个阵列中散射相同的弱背散射体。在散射时,准粒子已知会聚束,例如,发现只有三个e/3电荷或“电子”穿过相当不透明的势垒。这里我们发现,由散射体阵列散射的有效电荷是由单个散射体的散射强度而不是由阵列的组合散射强度决定的,组合散射强度可以非常小。此外,我们还排除了e/3准粒子在数百微米的长度尺度上的边缘内平衡。
2001-12-20 cond-mat.mes-hall
Melting of interference in the fractional quantum Hall effect: Appearance of neutral modes
生活在强磁场下的二维世界中的电子--所谓的分数量子霍尔效应(Fractional Hall effect,简称FHT)--常常表现为分数带电的准粒子(anyons)。此外,在特殊条件下,它们有望不受环境的影响,因此可以作为未来量子计算机的构建模块。这种任意子的干涉是理解它们的任意子统计的第一步。然而,分数量子霍尔态的复杂边缘模结构,加上上游中性模,被怀疑阻止了对任意子干涉的观测。在这里,我们报告发现的中性模式的出现和马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的干涉逐渐消失之间的直接相关性,随着体积填充因子降低到朗道填充ν_B =1,随后在ν_B=1的完全干涉淬火。具体而言,发现干扰在ν_B~1.5处开始减小,其中上游中性模式增长,这通过MZI的输入量子点接触(QPC)中的上游散粒噪声散粒噪声来检测。此外,在QPC的传输过程中,还出现了一个携带散粒噪声的电导平台,该平台的电导率为ν_QPC =1/3,并一直持续到体积填充ν_B =1/2。我们确定了这一电导高原,导致边缘重建,这导致上游中性模式。在这里,我们还表明,即使是粒子状准粒子伴随着上游中性模式,因此抑制干扰的EQUHE制度。
2018-12-17 cond-mat.mes-hall
Observation of the scaling dimension of fractional quantum Hall anyons
本研究针对分数量子霍尔任意子标度维数难以观测的问题,通过热噪声到散粒噪声的渡越过程结合有限温度拟合,在多个填充因子下观测到与理论一致的标度维数,为奇异准粒子研究提供了新途径。
2024-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Noise on the Non-Abelian $ν=5/2$ Fractional Quantum Hall Edge
最近对$ν=5/2$分数量子霍尔态的半整数热导的测量证实了它的非阿贝尔性质,使得潜在的拓扑序问题非常有趣。我们分析了三个最突出的非阿贝尔候选状态的边缘处的散粒噪声。我们表明,相对于边缘长度的噪声缩放,结合热导率,可用于实验区分Pfweian,反Pfweian,和粒子孔Pfweian边缘结构。
2020-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Shot Noise in Anyonic Mach-Zehnder Interferometer
我们展示了如何散粒噪声在电子马赫-曾德尔干涉仪在分数量子霍尔制度探测量子霍尔准粒子的电荷和统计。噪声对通过干涉仪的磁通量的依赖性允许一种简单的方法来区分阿贝尔准粒子统计和非阿贝尔准粒子统计。在阿贝尔情况下,法诺因子(以电子电荷为单位)总是低于1。在非阿贝尔的情况下,作为磁通量的函数的最大Fano因子超过1。
2007-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Different fractional charges from auto- and cross-correlation noise in quantum Hall states without upstream modes
本文提出一种无上游模式下产生过剩自相关噪声的机制,解释了利用自相关噪声提取任意子分数电荷时导致高估的原因,适用于具有多个同向传播边缘模式且在低非零频率下测量的系统。
2024-05-07 cond-mat.mes-hall
Photo-assisted shot noise in Coulomb interacting systems
我们考虑的波动的电流(散粒噪声)中存在的电压时间调制。对于非相互作用金属,已知光辅助噪声的导数具有阶梯行为。在库仑相互作用的存在下,我们表明,光辅助噪声呈现出更复杂的轮廓,特别是对于以下两个系统:1)分数量子霍尔区中的二维电子气,对于该二维电子气,我们已经获得了噪声导数中的均匀间隔的奇点,其间隔与填充因子相关,以及,2)碳纳米管,对于该碳纳米管,获得噪声导数中的平滑阶梯。
2007-04-11 cond-mat.mes-hall
Negative delta-$T$ noise in the Fractional Quantum Hall effect
研究了温度梯度作用下量子点接触(QPC)输出端分数量子霍尔边的电流关联。这种不平衡的情况会产生一种温度激活散粒噪声,称为delta- $T$噪声。我们发现,Laughlin准粒子的隧穿导致负的delta- $T$噪声,与电子隧穿形成鲜明对比。此外,改变QPC的透射率或跨霍尔条施加电压偏置可以翻转该噪声贡献的符号,从而产生可以通过实验访问的签名。
2020-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
What do noise measurements reveal about fractional charge in FQH liquids?
我们提出了一个计算噪声的隧道电流通过结之间的两个二维电子气(2DEG)在不等价的劳克林分数量子霍尔(HHH)状态,作为电压和温度的函数。我们讨论的解释测量抑制散粒噪声水平的隧道电流通过量子点接触(QPC)的分数电荷态的隧道。我们表明,虽然这种解释总是可能的,对于不同的BHH状态之间的结的分数带电的状态参与隧穿过程中不是Laughlin准粒子的孤立的BHH状态,使结,而应被视为孤子的耦合系统。孤子的电荷是以电子电荷为单位的各个Laughlin态的填充分数的谐波平均,这也与QPC的微分电导的饱和值相一致。对于在填充分数$ν=1$和$ν={1/3}$的状态之间的QPC的特别有趣的情况下,我们精确地计算了所有电压和温度下的隧穿电流中的噪声,并研究了交叉。这些结果可以通过在$(1,{1/3})$ QPC上的噪声实验来检验。我们提出了一个推广的QPC的任意Laughlin分数在其弱耦合和强耦合制度的这些结果。我们还介绍了广义威尔逊比的拍摄和热限制的噪声。这些比率是$V/T$的通用标度函数,其可以在一般QPC几何结构中通过实验测量。
1998-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Composite fermion edge states, fractional charge and current noise
提出了分数量子霍尔区中电流涨落、分数准粒子电荷和约翰逊-奈奎斯特噪声的复合费米子边缘态理论。结果表明,复合费米子之间的相互作用强烈重整化了复合费米子电流涨落和相关准粒子的电荷。重要的相互作用是介导的虚构的电场与复合费米子电流。在光滑边缘的平均场论中,自洽地计算了修饰电流涨落和准粒子电荷。得到了分析结果。分数准粒子电荷的值与以前的理论在不可压缩区域的2DEG,这些理论适用的预测。在可压缩区域,准粒子电荷的大小随位置而变化。由于Johnson-Nyquist噪声产生于可压缩区域,所以它是由于准粒子的电荷不同于适用于不可压缩区域的$e$的简单分数。在分数量子霍尔平台上,仍然服从奈奎斯特噪声公式$S=4{k_B}T G$。对分数量子霍尔机制中最近的散粒噪声测量结果的解释进行了简要的讨论。
1998-03-09 cond-mat.mes-hall
Quasiparticles states for integer- and fractional-charged electron wave packets
众所周知,具有整数量子通量的洛伦兹电压脉冲可以在量子导体中产生无噪声电流。电流由导体费米海中的带电准粒子携带,它们具有明确的波函数,被命名为“levitons”。然而,目前尚不清楚当脉冲的通量朝着分数值连续变化时,浮子如何演变。为了回答这个问题,我们引入了一组Wannier型的单体波函数,它可以用来描述由任意通量的洛伦兹脉冲注入的准粒子的量子态。我们表明,通过调整脉冲的通量,levitons可以演变成携带分数电荷的准粒子。同时,额外的分数电荷准粒子也可以被激发,从而形成中性电子-空穴对。这些准粒子的信息可以从电流的散粒噪声中提取出来。这些知识将有助于对固态电路中传播电子的时间分辨量子控制。
2021-02-25 cond-mat.mes-hall
The Evolution of Quasiparticle Charge in the Fractional Quantum Hall Regime
通过散粒噪声测量,确定了分数量子霍尔液体中的准粒子电荷,隧穿通过具有透射率t的部分反射收缩。在nu=1/3的α-OH态,确定了一个电荷从e*=e/3(t=1)到e*=e(t<<1)的平滑演化,与手性Luttinger液体理论一致.在nu=2/5 μ H态,准粒子电荷从t=1时的e*=e/5平滑地演化到t<<1时的最大电荷小于e*=e/3。这样看来,电荷近似为e/5的准粒子通过了一个它们认为几乎不透明的势垒。
2000-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Microwave photons emitted by fractionally charged quasiparticles
强关联低维系统可以承载带有分数电荷$q$的奇异元激发,并可能服从任意子统计。在分数量子霍尔效应中,由于低频散粒噪声测量,成功地确定了它们的分数电荷。然而,仍然缺乏一种通用的方法来明确地感知它们并解开它们复杂的动态。在这里,我们证明,这可以通过测量微波光子发射的激发时,他们被转移通过一个势垒偏置直流电压$V_{\text{dc}}$。我们观察到,只有低于$qV_{\text{dc}}/h$的频率$f$的光子被发射。该阈值提供了电荷$q$的直接和明确的确定,以及排除统计的签名。最初在Luttinger模型中导出,这一特征也由与我们的测量完全一致的普遍非平衡波动关系预测。我们的工作铺平了道路,为进一步探索使用微波测量的任意子统计。
2019-07-10 cond-mat.mes-hall
The effects of non-abelian statistics on two-terminal shot noise in a quantum Hall liquid in the Pfaffian state
我们研究了量子霍尔液体在Pfronan态,这是一个强有力的候选人在$ν=5/2$平台的边缘之间的隧道电流的非平衡噪声。对于微扰理论中的第一非零阶(在隧穿振幅中),我们发现可以提取隧穿准粒子的分数电荷的值。然而,我们注意到,在这个层次上无法检索到关于非阿贝尔统计的直接信息。如果我们在非平衡散粒噪声的微扰计算中进入高阶,我们会发现非阿贝尔统计的影响。它们是微妙的,但最终可能具有与频率相关的散粒噪声的实验特征。我们建议如何多终端噪声测量可能会产生一个更戏剧性的签名的非阿贝尔统计,并制定了一些相关的形式主义。
2006-04-04 cond-mat.mes-hall
Shot noise in mesoscopic systems
这是一个评论的散粒噪声,在电流的时间依赖性波动,由于电子电荷的离散性,在小导体。散粒噪声功率可以小于泊松过程的散粒噪声功率,这是由于泡利原理所施加的电子传输中的相关性。这种抑制在对称双势垒结(抑制因子1/2)、无序金属(因子1/3)和混沌腔(因子1/4)中呈现简单的普适值。相位相干性的损失对这种散粒噪声抑制没有影响,而由于电子-电子散射引起的电子热化稍微增加了散粒噪声。实验上观察到了亚泊松散粒噪声。到目前为止,未观察到的现象包括散粒噪声与Aharonov-Bohm效应、Andreev反射和分数量子霍尔效应的相互作用。
1996-11-19 cond-mat.mes-hall