Observation of fractional quantum Hall effect at even-denominator 1/2 and 1/4 fillings in asymmetric wide quantum wells
本文报道了在具有显著$asymmetric$电荷分布的宽GaAs量子阱中的电子系统中,在朗道能级填充因子$ν= 1/2$和1/4处观察到分数量子霍尔态的发展。非常大的电子子带分离和高度不对称的电荷分布,我们观察到这些量子霍尔态,连同事实上,他们消失时,电荷分布是对称的,这表明这些是一个组件的状态,可能描述的摩尔-里德普夫朗波函数。
2009-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunneling effect on composite fermion pairing state in bilayer quantum Hall system
讨论了双层量子霍尔系统中的复合费米子配对态。在计算了量子霍尔态稳定的层间距离范围后,讨论了层间隧穿对复合费米子对态的影响.结果表明,在Halperin(3,3,1)态和Pfalanan态之间的跃迁点存在一个尖点.
2001-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Scaling dimension of quantum Hall quasiparticles from tunneling current noise measurements
准粒子激发态性质的确定是分数量子霍尔效应实验研究中的一个重要课题。我们提出了一个独立于模型的方法,通过测量两个平行四边形边缘之间的电流隧穿及其噪声来确定平行四边形准粒子的标度维数。与通常使用的仅测量隧穿电流的方法相比,该方法不易于由于隧道结的非普适物理而引起的误差。
2015-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractional charge revealed in computer simulations of resonant tunneling in the fractional quantum Hall regime
分数电荷的概念是分数量子霍尔效应理论的核心。在这里,我使用精确对角化以及配置空间重整化(CSR)来研究有限集群,这是大到足以包含两个独立的边缘。分析了两个边之间共振隧穿的条件。“计算机实验”揭示了共振隧穿事件的周期性序列,与实验观察到的以e/3和e/5为单位的电荷分数量子化一致。
2006-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunneling, dissipation, and superfluid transition in quantum Hall bilayers
我们研究了在总朗道能级填充因子$ν=1$下存在层间隧穿和耦合到耗散正常流体的双层量子霍尔系统。用有效的量子耗散XY模型描述层间相的动力学,我们证明了存在一个由正常流体电导决定的临界耗散$σ_c$。对于$σ> σ_c$,层间隧道分裂将系统驱动到$ν=1$量子霍尔态。对于$σ<σ_c$,层间隧穿在低温下是不相关的,该系统表现出超流过渡到集体量子霍尔态支持自发层间相位相干。由此产生的相结构和行为的面内和隧道电流的实验研究。
2004-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Resonant tunneling in fractional quantum Hall effect: superperiods and braiding statistics
理论上研究了复合费米子在分数量子霍尔岛周围的准束缚态的共振隧穿,发现了一组丰富的可能的岛态跃迁,它们是磁场或背栅电压的函数.这些考虑可能与最近的一项实验研究有关,并提出了许多涉及推导分数编织统计的微妙之处。
2006-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunneling gap of laterally separated quantum Hall states
我们用匹配渐近法确定了两个反向传播的强相互作用量子霍尔边缘态的能隙。微观边缘态色散和库仑相互作用被用来精确地限制可积场论的短程行为,从而确定低能谱。我们讨论了我们的结果与Kang等人的隧道测量的关系,Nature 403,59(2000).
2001-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunneling at $ν_T=1$ in Quantum Hall Bilayers
报道了在$ν_T=1$上强关联双层量子化霍尔相位的层间隧穿测量。隧道在$ν_T=1$的最大值,或临界电流,被证明是一个定义良好的全局属性的相干相位,不敏感的外部电路效应和精确的配置用于测量它,但也表现出令人惊讶的缩放行为与温度。实验观察到的隧穿特性和最近的理论之间的比较是有利的,在高温下,但不是在低温下的隧道非常类似的直流约瑟夫森效应。零偏压隧穿电阻在低温下变得非常小,远小于在零磁场下观察到的,但仍然是有限的。该隧穿电阻的温度依赖性类似于量子霍尔相的普通面内电阻率。
2013-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Manifestation of a complex edge excitation structure in the fractional quantum Hall regime at high filling factors
我们在实验条件下,在高分数填充因子4/3,5/3,这使我们能够获得高的不平衡条件下,实验研究整个样品边缘的平衡。我们发现,即使在平带的情况下,在样品边缘没有势垒生存的边缘缺乏充分的平衡。我们解释这一结果作为复杂的边缘激发结构在高分数填充因子4/3,5/3的表现。此外,在$ν_c=1$不可压缩带的迁移率间隙确定在正常和倾斜的磁场。
2007-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Hall Stripe Phases at Integer Filling Factors
我们考虑在整数填充因子下量子霍尔系统中条纹的形成。我们用Hartree-Fock方法计算了倾斜磁场中双层量子霍尔系统在$ν=4n+1$上的相图。我们推导并分析了一个有效的低能量理论的条纹相,可能存在于这样的系统。本文讨论了倾斜磁场中宽阱系统中条纹形成的可能性,并认为最近由W。Pan等人[phys. Rev. B 64(2001)121305],可能是由于Skyrmion条纹相的存在。
2002-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interlayer tunneling in double-layer quantum Hall pseudo-ferromagnets
我们发现,在双层量子霍尔态的层间隧穿I-V表现出丰富的行为,这取决于样品尺寸,电压长度尺度,电流屏蔽,无序和热长度的相对大小。对于弱隧穿,我们预测负微分电导的幂律形状跨越到一个尖锐的零偏置峰。面内磁场分裂该零偏置峰,从而导致在$V_B(B_{||})=2π\hbar v B_{||}d/eϕ_0$处的“导数”特征,这给出了对应于双层霍尔态的自发对称性破缺的Goldstone模式的色散的直接测量。
2000-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Superperiods in interference of e/3 Laughlin quasiparticles encircling filling 2/5 fractional quantum Hall island
我们报告的实验在一个大的,2.5微米直径的法布里-珀罗量子霍尔干涉仪与两个隧道收缩。干涉条纹被观察为电导振荡作为所施加的磁场(通过电子岛的Aharonov-Bohm通量)或全局背栅电压(岛中的电子电荷)的函数。耗尽是这样的,在分数量子霍尔制度,填充1/3载流手性边缘通道通过收缩时,岛填充2/5。在整数量子霍尔制度的费米电子的干涉仪设备进行校准。在分数的制度,我们观察到磁通量和电荷周期5 h/e和2 e,分别对应于创建十个e/5劳克林准粒子在岛上。这些结果同意我们以前的报告中的超周期在一个小得多的干涉仪设备。所观察到的实验周期被解释为任意子的统计相互作用的分数带电准粒子。
2009-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunneling into a Fractional Quantum Hall System and the Infrared Catastrophe
计算了量子化磁场中二维相互作用电子气的隧穿态密度。我们表明,所观察到的赝能隙的态密度可以理解为一个非相互作用的电子模型中的红外灾难的结果。这种灾难源于电子系统对隧道事件期间突然增加的电荷产生的电势的响应。我们的形式主义可以应用于任何填充因子,而无需使用陈-西蒙斯或复合费米子理论。
2007-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Properties of Non-Abelian Fractional Quantum Hall States at Filling $ν=\frac{k}{r}$
计算了在一般填充$ν=\frac{k}{r}$下用Jack多项式描述的非阿贝尔分数量子霍尔态的物理性质。对于$r=2$,这些状态与$Z_k$ Read-Rezayi parafermion相同,而对于$r>2$,它们代表新的PDMATHH状态。乘以范德蒙行列式的$r=k+1$态是在费米子填充$2/5, 3/7, 4/9...$时的非阿贝尔替代态结构。我们得到了热霍尔系数、量子尺寸、电子标度指数,并表明非阿贝尔准孔具有一个定义明确的传播子,随着距离的增加而下降。杰克多项式的聚类特性提供了一个强有力的指示,即$r>2$的状态可以作为\emph{non-unitary}共形场论的场的传播子来获得,但是当调用CFT-BHH连接来计算诸如热霍尔系数或更重要的准空穴传播子之类的物理特性时,CFT-BHH连接失败。准空穴波函数,当写为杰克多项式的相干态表示时,在填充$ν=\frac{k}{r}$时,对于\emph{all}非阿贝尔态具有相同的结构。
2008-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quasi-Particle Tunneling in Anti-Pfaffian Quantum Hall State
我们研究了填充因子为$ν=5/2$的反Pfizer量子霍尔态边缘的隧穿现象。考虑了单点接触时的边缘电流。研究了双端电导随分裂栅负电压的非线性变化。我们利用重整化群(RG)分析计算了中间电导平台的电导值。此外,我们表明,非微扰准粒子隧穿有效地描述为微扰电子隧穿的瞬子方法。两端电导被写为栅极电压的函数。所获得的结果使我们能够区分反Pfweenan状态从Pfweenan状态实验。
2012-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Atypical Fractional Quantum Hall Effect in Graphene at Filling Factor 1/3
我们利用四分量试探波函数和精确对角化计算研究了最近观测到的填充因子为$ν_G=1/3$的石墨烯分数量子霍尔态。虽然它与上自旋分支中的1/3 Laughlin态以SU(2)谷-同位旋铁磁有序和完全填充的下自旋分支相关联,但它揭示了超出这种状态的物理性质,这是大塞曼效应的自然基态。最突出的是,它拥有在实验相关的塞曼间隙的低能量自旋翻转激发值,可能会在非弹性光散射实验中发现。
2010-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractional Quantum Hall States at 1/3 and 5/2 Filling: the Density-Matrix Renormalization Group Calculations
本文采用密度矩阵重整化群方法研究了填充分数为$ν=1/3$和5/2时的分数量子霍尔效应。我们首先提出了基准测试结果在两个填充分数为大系统的大小,以显示的准确性以及数值算法的能力。此外,我们还发现,对于电子数达到$N_e=34$的大系统,通过保持大量的基态,也可以得到精确的$ν=5/2$纠缠谱,远大于以前研究的系统.基于有限尺寸标度分析,我们证明了Li和Halfmann定义的纠缠间隙在热力学极限下是有限的,它表征了量子纠缠态的拓扑有序性.
2011-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Vortices, tunneling and deconfinement in bilayer excitonic quantum Hall superfluid
本文研究了填充率为nu=1的双层量子霍尔系统中的层状超流体的涡旋、瞬子和解除禁闭等物理现象。我们发展了一个有效的规范理论,同时考虑了层间隧穿引起的涡旋和瞬子。规范荷和瞬子逸度的重整化群流表明,规范场与涡旋物质的耦合产生了自由瞬子和凝聚涡旋的约束相与磁荷束缚成偶极子的去约束无隙超流体之间的连续过渡。结合实验讨论了层间隧穿电导和层间不平衡引起的非均匀激子凝聚。
2005-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Non-Abelian quantized Hall states of electrons at filling factors 12/5 and 13/5 in the first excited Landau level
本文给出了在填充因子为12/5和13/5的环面几何中,考虑库仑相互作用和非零厚度效应的第一激发(n=1)朗道能级电子的基态的大量数值计算结果。在一个区域,包括这些实验相关的值,我们发现,能谱和与审判状态的重叠支持以前的假设,该系统是在非阿贝尔k = 3液相,我们在以前的论文中介绍。
2006-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Wigner Crystal State for the Edge Electrons in the Quantum Hall Effect at Filling $ν= 2$
本文从理论上研究了填充$ν= 2$时,霍尔棒边缘的电子激发。平均场论和Luttinger液体理论技术的情况下,零塞曼能量分裂。第一个计算产生一个稳定的自旋密度波状态沿酒吧,而第二个预测占主导地位的维格纳晶体相关沿酒吧的边缘。我们提出了一个反铁磁维格纳晶体基态的边缘电子,调和这两个结果。一个净塞曼分裂被发现产生的反铁磁序的倾斜。
2000-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interplay between fractional quantum Hall liquid and crystal phases at low filling
在分数量子霍尔效应中,低朗道能级填充因子下的态的性质一直是一个长期存在的难题。虽然理论计算表明,晶体在填充因子$ν\lesssim 1/6$下是有利的,但实验表明,在稍微升高的温度下,在属于标准序列$ν=n/(6n\pm 1)$和$ν=n/(8n\pm 1)$的$ν=$ 1/7、2/11、2/13、3/17、3/19、1/9、2/15和2/17处,与分数量子霍尔效应相关的纵向电阻最小值。为了解决这个矛盾,我们研究了一些低$ν$状态的性质,特别是$ν=1/7$,$2/13$,和$1/9$,通过变分蒙特卡罗,密度矩阵重整化群,和精确对角化方法。我们的结论是,在热力学极限,这些很可能是不可压缩的分数量子霍尔液体,虽然具有很强的短程晶体相关性。这表明一个自然的解释实验观察到的行为和丰富的相图,承认,在低无序极限,大量的晶体管HE液体转变的填充因子减少。
2020-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Current cross-correlations in a quantum Hall collider at filling factor two
利用非平衡玻色化技术研究了填充因子为$ν= 2$的量子霍尔(QH)边缘态的介观电子对撞机中库仑相互作用的影响。计算了携带排斥统计量信息的当前互相关和Fano因子。结果表明,这两个数量有一个非解析依赖源的透明度,其规模为$\log(1/T_s)$在小$T_s \ll 1$。这是对撞机输出非平衡态中电子-电子相互作用的结果。
2022-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quasi-particle tunneling at a constriction in a fractional quantum Hall state
分裂栅压缩可以用来产生分数量子霍尔态的可控散射,并构成一个非常通用的模型系统,用于研究边缘态的非费米物理。通过调节收缩参数可以实现可控的边间隧穿,并可以探索其非平衡行为。在这里,我们回顾了我们的隧道非线性的分裂栅收缩在很宽的温度范围内和边缘间耦合的结果。的结果进行比较,可用的理论预测之间的Luttinger液体的隧穿特性。我们展示了如何在选定的温度范围内和边缘间耦合,而惊人的偏差,特别是在低耦合,低温制度与这些理论模型部分协议。
2004-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theory of the dc Magnetotransport in Laterally Modulated Quantum Hall Systems Near Filling $ν={1/2}$
本文提出了在填充因子$ν={1/2}$附近调制量子霍尔系统直流磁输运的准经典理论。一个弱的一维静电势作用在二维电子气上。获得了与调制线方向成直角的电流对应的电阻率$ρ_\perp$的闭合形式解析表达式以及沿调制线方向的电流的较小分量$ρ_{||}$。结果表明,这两个电阻率分量的调制的存在下的影响。数值结果为$ρ_\perp$和$ρ_{||}$,并显示合理的协议与最近的实验结果。
2005-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exciton crystal melting and destruction by disorder in bilayer quantum hall system with total filling factor one
针对总填充因子为1且层间严重不平衡的双层量子霍尔系统,本文阐明激子Wigner晶体熔化导致重入超流,并揭示无序下电子—空穴晶体锁定/解耦转变引起逆流电导突变。
2024-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Non-equilibrium noise in transport across a tunneling contact between $ν= 2/3$ fractional quantum Hall edges
在最近的一篇实验论文[1]中,定性地证实了在$ν= 2/3$量子霍尔边存在上游中性模。利用量子霍尔边的手征Luttinger液体理论,我们建立了实验的定量模型[1]。一个很好的定量协议,我们的理论与实验数据加强了上游中性模式的存在的结论。我们的模型也使我们能够提取重要的定量信息欧姆和隧道接触的非平衡过程中的实验数据。特别是,对于$ν= 2/3$,我们发现从欧姆接触注入的电荷电流的中性模式温度的幂律依赖。
2014-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Influence of device geometry on tunneling in ν=5/2 quantum Hall liquid
最近的两个实验[一]。P. Radu等人,Science 320,899(2008)和X. Lin等人,Phys.Rev.B85,165321(2012)]测量了准粒子隧穿通过ν= 5/2量子霍尔液体中的量子点接触的温度和电压依赖性。这些结果导致了关于量子霍尔态性质的相互矛盾的结论。在本文中,我们表明,可以通过识别不同的几何形状的设备在实验中解决的冲突。我们认为,在这些几何形状中的一些有显着的未屏蔽的静电相互作用的量子霍尔边缘的点接触的相对两侧的部分之间。库仑相互作用影响隧穿电流。我们比较了Pfalan态、SU(2)_2,331态和K=8态及其粒子-空穴共轭的实验结果与理论预言。在考虑库仑修正后,所有几何结构的测量结果与自旋极化和自旋非极化Halperin 331态一致。
2013-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum anomalous Hall crystal at fractional filling of moiré superlattices
本研究预测分数填充莫尔超晶格中存在铁磁、电荷有序与拓扑交织的量子反常霍尔晶态,其量子化整数霍尔电导异于常规预期,且tMoTe₂双层在大扭转角半填充时该相稳定。
2024-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Edge Induced Topological Phase Transition of the Quantum Hall state at Half Filling
我们表明,在量子霍尔系统在半填充,边缘电位单独可以驱动之间的Pfirkan和反Pfirkan拓扑相位的转变。我们推测这是真实的,在现实系统中,即使在存在弱批量相互作用,打破粒子-空穴对称性。边缘势的强烈影响可以从竞争相的不同拓扑位移来理解,表现为在固定粒子数下轨道数的变化。特别是,我们分析表明,在磁盘上的哈密顿量的粒子-空穴共轭是等效的边缘电位的调谐,这使我们能够明确地证明相变数值。边缘电位在各种实验环境中的重要性,包括最近发现的粒子-空穴对称相进行了讨论。
2019-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Mean field exact solutions showing charge density wave crossover at low fillings in the fractional quantum Hall regime
本文给出了在任意有理填充因子下,二维电子气在双折射区的平均场态的一般分析框架。它的使用允许获得任意奇数$q$的形式$ν=1/q$的填充因子的解决方案的解析表达式。可以对两类一般的状态进行分析,其特征在于每个晶胞的$γ=1$或$γ={1/2}$粒子。取代维格纳固溶体的周期性峰值,新的状态显示电子密度形成了可能有利于通过交换贡献的相关环降低能量的扩散脊。因此,我们估计它们可以实现所谓的霍尔晶体(HC)态的平均场版本。所得到的解析HC解决方案显示出相同的晶体对称性,相应的WC状态在其类$γ=1$,但一个定性不同的电荷密度分布。相应的HC和WC状态对填充因子的能量依赖性也在这里进行了评估类$γ=1/2$。结果表明,HC态和维格纳晶体之间的交叉,接近填充1/7。因此,随着电子密度的变化,可以发生从一个到另一个的跃迁。这一结果与最近的实验结果一致。
2007-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological phase transitions between bosonic and fermionic quantum Hall states near even-denominator filling factors
Physics Department, Technion(理工学院物理系);Department of Condensed Matter Physics, Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所凝聚态物理系)
研究费米子ν=8和玻色子ν=2量子霍尔态之间的量子临界点,通过部分子框架将其映射为四个中性狄拉克费米子与多个阿贝尔Chern-Simons U(1)规范场耦合的质量级联变化,揭示至少八个不同相变和七个中间拓扑有序相。
2026-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anomalous Hall effect at half filling in twisted bilayer graphene
魔角扭曲双层石墨烯(tBLG)由于其丰富的碎相、相关的陈氏绝缘体、轨道磁性和超导电性而得到广泛的研究。特别是,在奇数填充因子($ν=1$和$3$)的少数tBLG设备中观察到的异常霍尔效应(AHE),表明自发破缺的时间反转对称性的零场轨道磁状态的出现。然而,由于竞争谷间相干态以及谷间洪德耦合所青睐的自旋极化和谷霍尔态,AHE通常在半填充($ν=2$)时不被预期。在这里,我们提出了两个tBLG设备的扭转角稍微远离魔角(0.96 $^{\circ}$和1.20 $^{\circ}$)的测量,其中我们报告的AHE在$ν=+2$和$-2$,分别令人惊讶的观察。这些研究结果意味着,谷极化阶段可以成为基态在半填充tBLG稍微远离魔角旋转。我们的研究结果揭示了一个意想不到的基态的出现在中间耦合制度($U/W \sim 1$,其中$U$是库仑排斥的强度和$W$是带宽),在强相关的绝缘体和弱相关的金属之间,突出需要制定一个更完整的理解tBLG远离强耦合的限制。
2022-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Bosonic Halperin fractional quantum Hall effect at filling factor $ν=2/5$
具有多分量内部自由度的量子霍尔效应促进了新的涌现拓扑序的操场。本文研究了在总填充因子为$ν=2/5$的情况下,两组元硬核玻色子在组元内和组元间排斥相互作用下的关联拓扑相.给出了两种相互竞争的分数量子霍尔态的出现:Halperin(441)分数量子霍尔效应和Halperin(223)分数量子霍尔效应.我们阐明了它们的拓扑特征,包括基态的简并性和分数量子化的拓扑Chern数矩阵。最后,我们讨论了拓扑棋盘格点中组元间最近邻耦合由弱变强时,它们之间发生相变的情形。
2021-04-04 cond-mat.str-el
Semiclassical theory of the tunneling anomaly in partially spin-polarized compressible quantum Hall states
电子隧穿到具有强相互作用的系统中会表现出一种反常现象,即由于多体相互作用,隧穿电导在低能时连续消失。最近的测量已经在半填充朗道能级的量子霍尔双层中探测到了这种异常,并且表明随着半填充朗道能级的自旋极化越来越强,这种异常显然会变得更强。基于这一结果,我们构建了一个半经典流体动力学理论的隧道异常的电荷扩散行动与隧道之间的两个副本的Halperin-Lee-Read状态与部分自旋极化。这个理论是我们最近工作的补充(arXiv:1709.06091),其中电子光谱函数直接使用基于瞬子的方法计算。我们的研究结果表明,实验观察到的隧道异常,其中注入的电荷的传播是由平均场库仑能量驱动的传统理论不能理解。然而,我们确定了一个定性的新制度,其中平均场库仑能量有效地淬火和隧道异常占主导地位的复合费米子液体的有限压缩性。
2018-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Tunneling density of states, correlation energy, and spin polarization in the fractional quantum Hall regime
我们推导出了分数量子霍尔(FractionquantumHall,HALL)体系中自旋电子的隧穿态密度(TDOS)与自旋相关的多体基态关联能之间的精确求和规则.因为隧穿过程是自旋守恒的,所以在自旋极化系统中在给定偏置电压$V$下的2D(二维)到2D隧穿电流$I$是多数和少数自旋贡献的总和。求和规则可用于定义自旋相关的能隙,我们将其与2D到2D隧穿$I-V$曲线中的峰相关联。我们讨论了不同的情况下,在不同的填充层之间的隧道与我们的总和规则。我们评论最近的隧穿实验说自旋相关的光,我们的总和规则,并提出额外的测量,可以提供更具体的实验估计自旋相关能量。
2019-08-02 cond-mat.str-el
Kondo Tunneling into a Quantum Spin Hall Insulator
阐述了由普通金属、量子点和二维拓扑绝缘体(处于量子自旋霍尔态)组成的结的物理性质。它是近藤关联和量子自旋霍尔边缘态在二维拓扑绝缘体两侧运动的微妙结合。在窄条几何形状中,这些边缘状态相互作用,并且在边缘状态谱中打开间隙。因此,Kondo屏蔽效果较差,并且影响通过结的电子输运。具体地说,当边缘态耦合足够强时,隧穿微分电导在零温度下出现下降,而不是标准的零偏压近藤峰。
2012-01-03 cond-mat.str-el
The Partially-Split Hall Bar: Tunneling in the Bosonic Integer Quantum Hall Effect
研究玻色子整数量子霍尔态的点接触隧穿。这种受保护的拓扑状态具有等于$2 e^2/h$的霍尔电导率和消失的霍尔热导率。与费米子的整数量子霍尔态相比,点接触可以对低能物理产生巨大的影响。在没有无序的情况下,点接触一般导致部分分裂的霍尔条几何形状。我们描述了由此产生的中间固定点通过两端的电(霍尔)电导的边缘模式。然而,沿边缘的无序既恢复了两端电导的普遍性,又有助于保持霍尔条在相关参数范围内的完整性。
2014-07-23 cond-mat.str-el hep-th
A holographic quantum Hall model at integer filling
在D2-膜的背景下,基于D8-膜探针构造了一个2+1维强耦合费米子系统的全息模型。D8-膜的闵可夫斯基嵌入表示填充分数为1的带隙量子霍尔态。通过计算电导率和相结构,我们发现定性类似的实验观察和最近的D3-D 7 '模型的结果。
2011-08-29 cond-mat.str-el hep-th
Tunneling frustration induced peculiar supersolid phases in the extended Bose-Hubbard model
利用张量网络态方法研究了具有次近邻隧穿效应的正方晶格上的扩展Bose-哈伯德模型的基态相图.在硬核极限下,隧穿阻挫稳定了一个特殊的半超固体(HSS)相,其中一个亚晶格是超流体,另一个亚晶格是远离半填充的莫特绝缘体。在软核的情况下,该模型显示了非常丰富的相图以上半填充,包括三种不同类型的超固相取决于相互作用参数。所考虑的模型提供了一个有前途的路线,实验上寻找新的稳定的超固态的沮丧隧道在以下半填充区与偶极原子或分子。
2017-06-26 cond-mat.str-el quant-ph
Effect of magnetization on the tunneling anomaly in compressible quantum Hall states
已知电子隧穿到二维电子系统中在低偏压下表现出异常,其中隧穿电导由于多体相互作用效应而消失。最近的实验已经测量了半填充朗道能级的两个副本之间的这种异常,作为面内磁场的函数,他们认为增加自旋极化驱动更深的抑制隧穿。在这里,我们提出了一个理论的隧道异常的两个副本之间的部分自旋极化Halperin-Lee-Read状态,我们表明,传统的描述的隧道异常,基于库仑自能注入的电荷包,是不符合实验观察。我们建议,实验是在一个不同的制度,以前没有考虑,其中的电荷扩散行动是由复合费米子的可压缩性。
2018-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Quantum anomalous Hall effects and emergent $\rm{SU}(2)$ Hall ferromagnets at fractional filling of helical trilayer graphene
本研究针对螺旋三层石墨烯高陈数能带的关联拓扑态问题,通过精确对角化预测了分数填充下的新型量子霍尔物相,揭示了非平带中的涌现$\rm{SU}(2)$霍尔铁磁性并确定了实验实现的最优填充区间。
2025-07-15 cond-mat.str-el
Filling-enforced constraint on the quantized Hall conductivity on a periodic lattice
讨论了二维周期晶格上带隙绝缘体中的量子霍尔效应。我们推导出量子化霍尔电导率与每个物理单元的电荷和通量密度之间的普遍关系。这是由磁平移对称性和大规范不变性得出的,并且适用于非常普遍的一类相互作用多体系统。它可以理解为Laughlin规范不变性论证和Lieb-Schultz-Mattis型定理的结合。各种互补的论点,基于切割和胶水程序,多体电极化的强度,和磁平移对称性的分数代数,给出。我们的普遍关系适用于几个例子,以显示非平凡的约束。特别地,在每个物理单元格的部分电荷填充下的带隙基态必须具有非零霍尔电导率或任意子激发,不包括平凡的莫特绝缘体。
2020-02-01 cond-mat.str-el
Filling factor dependence of the fractional quantum Hall effect gap
我们直接测量了GaAs/AlGaAs单异质结中二维电子系统中填充因子穿过nu = 1/3和nu = 2/5分数能隙时低温极限下的化学势跃变。在高磁场B中,两个间隙都是B的线性函数,斜率与分母的倒数1/q成比例。当费米能级位于外部时,分数能隙部分闭合。经验分析表明,在最高可达磁场中,理想二维电子系统的化学势跃变与q^{-1}B^{1/2}成正比。
2008-03-19 cond-mat.str-el
Fractional Quantum Hall Bilayers at Half-Filling: Tunneling-driven Non-Abelian Phase
具有内部自由度的多组分量子霍尔系统为奇异量子液体的出现提供了肥沃的土壤。本文研究了在半填充分数量子霍尔双层系统中,由两层之间的隧穿效应驱动的非阿贝尔拓扑序的可能性。利用最新的密度矩阵重整化群,我们揭示了中间隧穿区中出现的非阿贝尔Moore-Read Pfronan态的“指纹”证据,包括环面几何上的基态简并和球面几何上的拓扑纠缠谱(纠缠谱和拓扑纠缠熵).值得注意的是,从先前确定的阿贝尔$(331)$ Halperin状态的非阿贝尔摩尔-里德Pfperman状态的相变被确定为是连续的,这是由纠缠谱的通用部分的连续演化,以及激发间隙和基态能量的导数的不连续性发出信号。我们的研究结果不仅提供了一个“原理证明”的演示实现非阿贝尔状态通过耦合不同的自由度,但也开辟了一种可能性,在双金属氢化物双层系统检测不同的手性$p-$波配对状态。
2016-08-28 cond-mat.str-el
The Local Incompressibility of Fractional Quantum Hall States at a Filling Factor of 3/2
研究了具有轨道动量$ΔM = 1$和自旋在磁场轴$ΔS_z = 1$上的投影的二维电子系统在填充因子为3/2附近的中性激发。结果表明,3/2态是二维电子系统自旋有序的填充因子依赖性中的奇点。在$ν=3/2$附近,尽管最低能级中的空位数宏观上很大,但表现出用于激发到基态的弛豫时间($τ= 13$ $μ\text{s}$)的显著增加。弛豫速率的降低与自旋翻转和电子密度重排引起的基态自旋织构转变有关。我们认为3/2态是一个局部不可压缩的分数量子Hall态。
2019-11-15 cond-mat.str-el
Tunneling current noise in the fractional quantum Hall effect: when the effective charge is not what it appears to be
分数量子霍尔准粒子以具有分数电荷而闻名。最近的实验报道,通过隧道电流噪声测量确定的准粒子的有效电荷可以依赖于系统参数,如温度或偏置电压。几个工程提出理解这作为一个签名的边缘理论的性能随能量尺度的变化。我认为两个这样的实验,并表明,在其中之一的电荷对系统参数的明显依赖很可能是一个人工制品的实验数据分析。相反,在第二个实验中,这种依赖性不能用这种方式来解释。
2016-02-01 cond-mat.str-el
Entanglement Entropy of Quantum Hall Systems at Half Filling
用直接对角化方法计算了短程无序下$ν=1/2$和$ν=9/2$量子Hall态的纠缠熵.自旋极化电子被限制在单个朗道能级上,并与长程库仑相互作用。对于$ν=1/2$,纠缠熵是无序强度的光滑单调函数。对于$ν=9/2$的纠缠熵是非单调的暗示的固-液相变。作为$ν=1/2$跃迁的模型,研究了二维无序的自由费米子。数值结果表明,纠缠熵的尺度是$L$,而不是无无序情况下的$L \ln{L}$。
2013-02-19 cond-mat.str-el
Spin-Orbit Interaction Enhanced Fractional Quantum Hall States in the Second Landau Level
在球几何条件下,利用精确对角化方法和密度矩阵重整化群(DMRG)方法研究了自旋轨道相互作用下填充分数为7/3和5/2的分数量子霍尔效应.在这些填充物处的试验波函数是Laughlin态和Moore-Reed-Pfavian态。计算了分数填充因子为7/3和5/2时第二朗道能级的基态激发能隙和对关联函数。我们发现自旋轨道相互作用稳定了分数量子霍尔态。
2010-05-10 cond-mat.str-el
New Trial Wave Functions for Quantum Hall States at Half Filling
提出了对应于半填充量子霍尔态的新的试探波函数。这些波函数的构造方法是:首先将1/3劳克林量子霍尔态的准电子配对,每对准电子具有相同的相对角动量,然后使配对的准电子凝聚成1/4劳克林态。所提出的波函数的准粒子激发携带电子电荷的$\pm1/4$,服从阿贝尔分数统计。在球形几何中,总通量量子$N_ϕ$被示出为与电子数$N$乘$N_ϕ = 2N-(5-q)$相关,其中$q$是每对准电子之间的相对角动量,其取非负偶数的值。在$N_ϕ = 2N-3$上计算了所提出的试验波函数(包括基态、准激子态和准空穴态)与有限尺寸系统的精确态之间的重叠。在最低朗道能级上获得了接近1的重叠,而在第二朗道能级上获得了中等的重叠。还讨论了这些波函数与尚待发现的朗道最低能级的分数量子霍尔效应以及5/2量子霍尔效应的关系。
2011-12-20 cond-mat.str-el
Tunneling Spectroscopy of Disordered Two-Dimensional Electron Gas in the Quantum Hall Regime
最近,Dial等人提出了在强磁场下二维电子气体的隧穿态密度的测量。几个高能量的功能出现在测量的光谱显示出明显的依赖于填充因子和独特的温度响应。我们提出了一个定量的帐户所观察到的结构,并认为这是由于排斥库仑相互作用的隧道电子和本地化的无序势阱的状态。由所施加的磁场引起的动能的淬灭导致主要由外部磁场确定并且几乎与无序势无关的电子添加谱。使用Hartree-Fock模型,我们重现了所观察到的结构的显着特征。
2010-12-08 cond-mat.str-el
Stability of the Excitonic Phase in Bilayer Quantum Hall Systems at Total Filling One -- Effects of Finite Well Width and Pseudopotentials --
用DMRG方法研究了具有模型赝势的双层量子霍尔系统在$ν_{\rm T}=1$上的基态.首先推导了适用于有限层厚体系的赝势参数,发现有限层厚使激子相更加稳定。其次,研究了一个只有少数相对角动量较小的赝势具有有限值的模型,阐明了激子相是如何随着层内赝势的增大而被破坏的。层内排斥相互作用的重要性,在距离的两倍的磁性长度的激子相的破坏被发现。
2010-06-10 cond-mat.str-el
Emergent chiral spin ordering and anomalous Hall effect of kagome lattice at 1/3 filling
对kagome晶格的电磁性质的研究一直是探索物质拓扑相的一个活跃的研究领域。特别是含有过渡金属锡化物等的可果美体系,表现出由铁磁或非共线磁有序驱动的有趣的反常霍尔效应。本文在这些工作的基础上,研究了填充度为1/3时的kagome晶格中强关联自旋轨道耦合电子。利用Hartree-Fock方法和有效模型分析,我们报道了伴随着不同的电荷和磁有序相的量子相变。特别地,在强相互作用极限下,我们发现了新的1(2)钉扎金属态,这些态可以用有效的局域电子模型来理解。此外,当存在自旋-轨道耦合时,这种钉扎金属态打开了一个具有手性自旋有序的Chern绝缘相的宽区域。因此,量子反常霍尔效应与涌现的标量自旋手征。我们的理论提供了一个适用于过渡金属锡化物的强相互作用可果美金属的理论平台。
2019-12-29 cond-mat.str-el