Integer and Fractional Quantum Anomalous Hall Effect in a Strip of Stripes Model
研究了在强电子-电子相互作用下,耦合到零总磁化强度磁织构的条形模型中的量子反常霍尔效应。沿着条纹的螺旋磁化和条纹之间的自旋选择性耦合引起体隙和手性边缘模式。根据磁结构周期与费米波长的比值,系统可以表现出整数或分数量子反常霍尔效应。在分数态,准粒子具有分数电荷和非平凡的阿贝尔辫统计。
2014-12-01 cond-mat.mes-hall
Unlocking Transition for Modulated Surfaces and Quantum Hall Stripes
我们开发了一个sine-Gordon模型的分层系统的二维调制表面和一维条纹,并证明这些系统可以进行Kosterlitz无相变,其中的调制解锁作为一个结果的热或量子涨落,分别。解锁相被解释为各向异性晶体中的孤子反孤子对增殖。这种状态的量子霍尔系统中的调制条纹的属性和它可能的相关性最近的异常传输数据进行了讨论。
1999-03-29 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall effect in graphene with twisted bilayer stripe defects
分析了单层石墨烯中存在双层条纹缺陷时的量子霍尔效应。在碳化硅上生长的石墨烯的衬底中的步骤处经常遇到这样的缺陷。我们表明,AB或AA堆叠的双层条纹导致大的霍尔电导率波动,破坏量子霍尔平台。的波动是一个结果的耦合的边缘状态在相对的边缘通过电流穿过条纹。在旋转的第二层相对于连续的单层(扭曲双层条纹缺陷),这样的电流去耦从扩展的边缘状态,并发展成长寿命的离散准束缚态周围的条纹的周长循环。边缘模式的后向散射则只发生在精确的共振能量,因此量子霍尔平台恢复作为扭转角的增长。
2013-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Acoustic Measurements of the Stripe and the Bubble Quantum Hall Phases
我们发射表面声波(SAW)沿$<110>$和$<1\bar{1}0>$方向的霍尔条和测量的各向异性电导率在一个高纯度的GaAs 2-D电子系统中的量子霍尔制度的条纹和气泡相。在各向异性条纹阶段,沿“易”$<110>$方向传播的SAW感测可压缩行为(有限电阻),这仅在电流沿“硬”$<1\bar{1}0>$方向流动时才在标准输运测量中看到。在各向同性气泡相,SAW数据显示在两个方向上的可压缩行为,在显着的对比不可压缩的量子霍尔行为中看到的运输测量。这些结果的挑战模型,假设条纹和气泡相组成的不可压缩域,并提出了重要的问题域边界在SAW传播中的作用。
2015-04-22 cond-mat.mes-hall
Reorientation of quantum Hall stripes within a partially filled Landau level
我们研究了填充因子对二维电子气高朗道能级输运各向异性(条纹)的影响。我们发现,在一定的面内磁场下,在给定的朗道能级内,条纹的取向对填充因子敏感。这种敏感性导致出现远离半填充的条纹,而正交取向的原生条纹位于半填充处。在单个朗道能级内各向异性轴的这种切换可以归因于本机对称性破缺势对填充因子的强烈依赖性。
2016-02-26 cond-mat.mes-hall
Collective Modes of Quantum Hall Stripes
利用含时Hartree-Fock近似计算了量子Hall系统中条纹相位的集体模。均匀的条纹相位被证明是不稳定的形成沿条纹的调制,因此,在Hartree-Fock近似的基态是一个条纹晶体。这样的晶体状态一般在任何有限波矢处都是有间隙的;然而,在量子霍尔系统中,不同条纹之间的调制相互作用被发现是非常弱的,导致了具有不可测量的小间隙的集体模式的无限集合。由此产生的长波长行为可从近晶相液晶的弹性理论导出。集体模式的声子分支计算整个布里渊区,自旋波和磁等离子体激元模式。在声子谱中的软模式被确定为部分填充因子足够远离1/2,表示二阶相变。这些模式包含了其他几个应该可以通过实验观察到的特征。
2000-01-12 cond-mat.mes-hall
Apparent temperature-induced reorientation of quantum Hall stripes
我们对高质量GaAs量子阱中的量子霍尔条纹在微倾斜磁场中的磁输运测量表明,条纹的取向可以随温度而改变。场冷却和场加热测量,以及在中间温度下的滞后观察,使我们能够得出结论,所观察到的温度引起的条纹的重新取向是由于存在两个不同的极小值的破磁电位。我们还发现,本机的破磁机制不依赖于温度和低温磁输运数据应谨慎对待,因为它们不一定揭示真正的基态,即使在没有磁滞。
2017-04-11 cond-mat.mes-hall
Visibility diagrams and experimental stripe structure in the quantum Hall effect
我们分析了各种属性的可见性图,可用于在模块化对称性的背景下,并面对他们的量子霍尔效应的一些最近的实验发展。我们表明,一个合适的物理解释的可见度图,它允许一个成功地描述所观察到的量子霍尔态的架构自然产生的条纹结构再现的一些实验功能,已被观察到的霍尔电导的量子波动的研究。此外,我们展示了新的属性的可见性图源于结构的子群的全模群。
1999-07-07 cond-mat.mes-hall
Integer and Fractional Quantum Hall Effect in a Strip of Stripes
研究了具有整数和分数填充因子的量子霍尔区中存在磁场时相互作用电子的各向异性条纹模型。该模型由一个无限的有限宽度的带,其中包含周期性排列的条纹(形成超晶胞),电子被限制在这些条纹之间,它们可以与相关的磁相一起跳跃。在一维条纹内的相互作用的电子系统由Luttinger液体描述,并示出产生电荷和自旋密度波,导致条纹内的周期性结构,具有倒易波矢量8k_F。该波矢量引起Umklapp散射和共振散射,其导致在所有已知的整数和分数填充因子ν下的带隙和手征边缘状态。整数和奇数分母填充因子是针对均匀分布的条纹而产生的,而偶数分母填充因子是针对非均匀分布的条纹而产生的。我们用Streda公式计算了霍尔电导,并证明了对于所有填充因子,霍尔电导都由σ_H=νe^2/h给出。我们表明,复合费米子图片如下直接从共振Umklapp散射的条件。
2014-07-16 cond-mat.mes-hall
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
Fluctuations and topological transitions of quantum Hall stripes: nematics as anisotropic hexatics
研究了量子霍尔条纹在朗道能级半满附近的涨落和拓扑熔化跃迁。把条纹态看作各向异性的维格纳晶体(AWC),我们可以把以前研究中的二维电子气的量子霍尔态看作{ \em各向异性的六角晶系}.从AWC到量子霍尔跃迁态的转变温度进行了明确的计算,并提出了一个暂定的相图的二维电子气接近半填充。
2007-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hidden Quantum Hall Stripes in Al$_{x}$Ga$_{1-x}$As/Al$_{0.24}$Ga$_{0.76}$As Quantum Wells
我们报告了在不同Al摩尔分数$x < 10^{-3}$的Al $_{x}$ Ga $_{1-x}$ As/Al $_{0.24}$ Ga $_{0.76}$ As量子阱的高($N > 2$)半填充朗道能级中隐藏量子霍尔条纹(hQHS)相的输运特征。位于常规条纹相(较低的$N$)和各向同性液相(较高的$N$)之间,其中电阻率随着$1/N$而降低,这些hQHS相表现出各向同性和与$N$无关的电阻率。使用实验相图,我们建立的条纹相位比理论预测更强大,要求改进的理论处理。我们还表明,与传统的条纹相,hQHS相不发生在迁移率GaAs量子阱,但很可能被发现在其他系统。
2020-11-15 cond-mat.mes-hall
Quantum Spin Hall Effect in Strip of Stripes Model
我们考虑量子自旋霍尔效应在各向异性带的条纹和地址的整数和分数填充因子。第一个模型是基于自旋轨道相互作用在垂直于条纹的方向上的梯度。第二个模型是基于两个弱耦合带反向色散关系。我们证明,这些系统主机螺旋模式,模式中,相反的自旋在相反的方向传播。在整数制度,模式进行一个基本的电子电荷,而在分数制度,他们进行分数电荷,和他们的激发具有任意子编织统计。这些简单的准一维模型可以作为理解拓扑绝缘体中电子-电子相关效应的平台。
2014-05-19 cond-mat.mes-hall
Striped quantum Hall phases
最近的实验似乎证实了预测,相互作用导致电荷密度波基态在更高的朗道水平。量子霍尔系统的这些新的"相关“基态表现为例如强各向异性电阻率张量。我们简要介绍和概述这一新兴领域。
2000-03-29 cond-mat.mes-hall
Field-tilt Anisotropy Energy in Quantum Hall Stripe States
最近报道的价朗道能级指数为$N \ge 2$的二维电子系统纵向电阻率的巨大各向异性被解释为单向电荷密度波(UCDW)基态的信号。我们报告详细的Hartree-Fock计算的UCDW取向的能量诱导的倾斜磁场。我们发现,对于目前的实验样品条纹取向垂直于面内场,与实验一致。对于更宽的二维电子系统,我们预测倾斜诱导条纹状态与可变各向异性能量符号。
2000-02-08 cond-mat.mes-hall
Quantum Depinning Transition of Quantum Hall Stripes
我们研究了无序对量子霍尔条纹的电磁响应的影响,使用有效的弹性理论来描述它们的低能动力学,以及副本和高斯变分法来处理无序效应。在我们的模型中,我们证明了存在一个关键的部分朗道能级填充因子$Δν_c$的脱钉过渡。对于$Δν<Δν_c$,钉扎态在复本对称性破缺(RSB)解中实现,电导率随频率的变化在垂直于和平行于条纹方向上都有共振峰.这些峰以$Δν\to Δν_c$的形式移到零频率。对于$Δν\geΔν_c$,我们找到了一个{ \em partial RSB(PRSB)}解,其中只存在沿条纹方向的自由滑动。该转变类似于Kosterlitz无相变相变。
2004-09-10 cond-mat.mes-hall
Resistivity anisotropy of quantum Hall stripe phases
利用HF理论预测了半整数填充因子$ν\ge 9/2$附近的量子霍尔条纹相,并通过高迁移率二维电子气巨电阻各向异性的发现得到了证实.麦克唐纳和费舍尔提出了这种各向异性的理论,尽管他们使用的参数对填充因子,电子密度和迁移率的依赖性仍然没有确定。在这里,我们通过计算作为这三个变量的函数的难易电阻率比来填补这个空白。与实验定量比较产生非常好的协议,我们认为作为证据的“普通香草”近晶条纹HF相。
2019-11-28 cond-mat.mes-hall
Modulation Induced Phase Transition from Fractional Quantum Hall to Stripe State at nu=5/3
我们研究了填充因子nu=5/3和4/3时单向周期势调制对分数量子霍尔态的影响。对于足够大的调制幅度,我们发现,在nu=5/3的电阻率最小值让位于一个峰值,随着温度的降低而增长。密度矩阵重整化群计算表明,随着调制幅度的增加,在nu=1/3(根据粒子-空穴对称性,nu=5/3)处发生了从γ H态到周期为sim 4 l(l为磁长)的单向条纹态的相变,表明观察到的峰值是条纹相的表现.
2010-08-23 cond-mat.mes-hall
Stripes in Quantum Hall Double Layer Systems
我们提出的双层量子霍尔系统的研究结果,其中每一层都有一个高指数朗道水平,是半满的。Hartree-Fock计算表明,在临界层间距以上,系统变得不稳定,形成单向相干电荷密度波(UCCDW),这与单层系统中的条纹态有关。当层之间存在隧穿时,UCCDW状态支持量子化霍尔效应,并且对于朗道指数$N \ge 1$,{ \it总是}稳定以对抗各向同性维格纳晶体的形成。在足够大的层间距下,状态确实变得不稳定,从而在条纹内形成调制。UCCDW状态支持与层间相干性相关的低能量模式。相干性允许形成带电孤子激发,在隧穿消失的极限下变得无间隙。我们认为,这可能会导致一种新的{ \it "临界霍尔态“},其特征在于在隧穿实验中的幂律$I-V$。
2000-02-15 cond-mat.mes-hall
Structures for Interacting Composite Fermions: Stripes, Bubbles, and Fractional Quantum Hall Effect
当今分数量子霍尔效应的许多定性现象可以通过完全忽略复合费米子之间的相互作用来理解。例如,在$ν=n/(2pn\pm 1)$处的分数量子霍尔效应对应于填充的复合费米子朗道能级,而在$ν=1/2p$处的可压缩态对应于复合费米子的费米海。离开这些填充因子,复合费米子之间的剩余相互作用将决定基态的性质。本文建立了复合费米子间剩余相互作用的模型,并用变分方法考虑了各种可能的态。我们的研究表明,形成复合费米子条纹,气泡晶体,以及分数量子霍尔态适当的情况下。
2003-11-21 cond-mat.mes-hall
Helical nuclear spin order in a strip of stripes in the Quantum Hall regime
我们研究了在一个弱耦合的相互作用量子线阵列模拟的量子霍尔制度的二维电子气中的核自旋效应。我们表明,在这种线的电子和核自旋之间的超精细相互作用的存在下,可以诱导一个相变,有序的电子和核自旋成螺旋线在每个线。电子-电子相互作用效应,在一维条纹内明显,将GaAs的转变温度提高到数十至数百毫开尔文。我们预测具体的实验签名的存在的核自旋顺序,例如在不同的量子霍尔平台之间的过渡系统的电阻率。
2014-07-23 cond-mat.mes-hall
Effect of density on quantum Hall stripe orientation in tilted magnetic fields
研究了二维变密度电子气中面内磁场$B_\parallel$作用下的量子霍尔条纹。在填充因子$ν= 9/2$下,我们分别在低、中和高密度下观察到一个、两个和零个$B_\parallel$诱导的重取向。这些不同区域的出现是由于$B_\parallel$诱导的取向机制的强密度依赖性,其触发第二次重新取向,使条纹\emph{parallel}变为$B_\parallel$。相比之下,将条纹重新定向为垂直于$B_\parallel$的机制对密度没有明显的依赖性。在$ν= 9/2$和$11/2$在相同的,倾斜的磁场的测量,使我们能够排除密度依赖性的原生破磁场作为一个主导因素。我们的研究结果进一步表明,筛选可能发挥重要作用,在确定条纹的方向,提供指导,发展理论,旨在确定和描述本地和$B_\parallel$诱导的破磁领域。
2017-04-11 cond-mat.mes-hall
Paired and Stripe States in the Quantum Hall System
本文利用冯诺依曼晶格上的平均场论,研究了半满朗道能级上的成对态。我们得到了一个微观模型,该模型显示了从可压缩条纹态到成对态的连续跃迁。在半满的第二朗道能级上数值计算了成对态的能隙。
2000-12-08 cond-mat.mes-hall hep-th
Dynamics of quantum Hall stripes in double-quantum-well systems
利用含时Hartree-Fock近似计算了双层量子霍尔系统中条纹的集体模。研究发现,当系统具有自发层间相干性时,存在两个无带隙模,一个是平移不变性破缺的声子模,另一个是U(1)对称性破缺的赝自旋波模.对于大的层分离的模式分散弱垂直于条纹方向的波矢量,表明系统变得类似于一个阵列的弱耦合一维XY系统。在更高的波矢集体模式发展与过渡出的相干态与进一步增加层分离的Roton最小值。建立了该系统的自旋波模型,并指出集体模可以用螺旋磁有序系统的集体模来描述。
2001-09-05 cond-mat.mes-hall
Isotropically conducting (hidden) quantum Hall stripe phases in a two-dimensional electron gas
量子霍尔条纹(QHS)相,由Hartree-Fock理论预测,表现在GaAs基二维电子气体作为巨电阻各向异性。在这里,我们预测一个“隐藏”的QHS阶段,表现出\emph{isotropic}电阻率的值,由QHS的态密度,是独立的朗道指数$N$,并在零磁场的Drude电导率成反比。在足够高的$N$,该阶段产生Ando-Unemura-Coleridge-Zawadski-Sachrajda阶段,其中电阻率与$1/N$以及量子和传输寿命的比率成比例。对这个边界的实验观察应该可以让我们找到量子弛豫时间。
2020-02-25 cond-mat.mes-hall
Orientational pinning of quantum Hall striped phase
在(001)GaAs/AlGaAs上填充高朗道能级的超净二维电子系统中,最近观察到一类新的集体态,这可能与电荷密度波("条纹相“)的自发形成有关。我们解决以下未解决的问题:沿晶体学方向的条纹钉扎的原因是什么[110]?结果表明,在(001)III-V族单异质结中,二维电子的有效质量是各向异性的。这种自然的各向异性是由于异质结的降低的(C_{2v})对称性,即使很弱(0.1%),也可以控制条纹方向。平行于界面的磁场会引起有效质量的“磁”各向异性。这两种类型的各向异性的竞争提供了实验的定量描述。
2000-06-14 cond-mat.mes-hall
Striped quantum Hall state in a half-filled Landau level
分数量子霍尔态在朗道能级填充因子5/2的性质仍然难以捉摸,尽管密集的实验和理论工作。虽然领先的理论候选者是摩尔-里德普夫朗(Pf)和它的粒子-空穴共轭反普夫朗(APf),但都没有得到明确的实验支持。我们表明,介于它们之间的状态(由大量Pf和APf的交替条纹组成)是一个可行的候选状态。这种状态被示出为不可压缩的,因此在散装的电荷绝缘体,但由于存在的无间隙的中性散装模式的热导体。我们认为,这样的状态的属性是与现有的数值和实验工作相一致的,并讨论可能的实验探测其存在。
2015-09-06 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall stripes in high-density GaAs/AlGaAs quantum wells
我们报道了在具有高载流子密度($n_e > 4 \times 10^{11}$ cm $^{-2}$)的GaAs/AlGaAs量子阱的较高朗道能级中形成的量子霍尔条纹(QHS),这有望有利于QHS沿非常规$\left < 1\bar{1}0 \right >$晶轴和沿面内磁场$B_{||}$取向。令人惊讶的是,我们发现,在$B_{||} = 0$在我们的样品中的QHS沿$\left < 110 \right >$方向排列,并且可以重新定向,仅垂直于$B_{||}$。这些研究结果表明,高密度本身不是一个决定性因素,无论是异常的本地QHS取向或对齐相对于$B_{||}$,而量子限制的2DEG可能起着重要的作用。
2019-04-05 cond-mat.mes-hall
Striped States in Quantum Hall Effect: Deriving a Low Energy Theory from Hartree-Fock
越来越多的实验和理论证据表明,非常干净的二维电子系统在低温和朗道能级下形成单向电荷密度波(UCDW)或“条纹”态,填充分数为nu = M + x,其中4 < M < 10为整数,0.4 < x < 0.6。根据以前的工作,我们使用Hartree-Fock方法对条纹状态进行建模。我们构造的低能量激发系统的条纹边缘类似于量子霍尔液滴的边缘态激发的建设顺利变形。这些低能量激发被描述为耦合Luttinger液体理论,如MacDonald和Fisher(PRB 61 5724 2000)先前所讨论的。在这里,我们扩展了这项工作,并明确推导出所有的参数,这个低能量理论使用哈特里福克的方法。我们也接触到等效的低能量流体动力学的方法Fogler和Vinokur(PRL 84 5828 2000),并类似地得出这个理论的参数。作为使用这些结果的例子,我们明确地计算了低能量激发光谱和研究隧穿成条纹状态。
2001-05-10 cond-mat.mes-hall
Optimal orientation of striped states in the quantum Hall system against external modulations
研究了量子霍尔系统中半满高朗道能级附近的条纹态,得到了在外加单向周期势作用下条纹态的最佳取向.结果表明,最佳取向是正交的外调制在库仑主导制度(正交相位),是平行的外调制主导制度(平行相位)。在半满朗道三能级外调制强度和波数的参数空间中,用数值方法确定了这两相的相界。
2002-05-07 cond-mat.mes-hall hep-th
Anomalous nematic-to-stripe phase transition driven by in-plane magnetic fields
最近在超净二维电子气中发现的反常双态,在进一步冷却时从量子霍尔条纹相出现。这些国家的特点是当地的最小值(最大值)的硬(容易)的纵向电阻和霍尔电阻在近半满朗道水平的初期高原。在这里,我们证明了一个适度的面内磁场,沿$\left < 110 \right >$或$\left < 1\bar10 \right >$晶轴的GaAs,破坏异常的双态和恢复量子霍尔条纹相位沿其原生$\left < 110 \right >$方向对齐。这些发现证实了反常基态不同于其他基态,并将有助于未来的理论来确定它们的起源。
2021-07-24 cond-mat.mes-hall
Stripe formation driven by space noncommutativity in quantum Hall systems
我们认为在半满高朗道能级($N \geq 2$)中观察到的输运各向异性是由空间非对易性效应,即电子空间坐标之间的海森堡测不准关系引起的.条纹对应于一个极限,即大量粒子的一个坐标固定在某个值,而其共轭坐标完全不确定。我们进行了重整化群分析,发现非对易效应只在半填充$ν= 9/2, 11/2, 13/2,$等处才能驱动条纹的形成,与实验一致。
2005-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Hall Stripe States in a Tilted Magnetic Field
在半充满的高朗道能级处观察到二维电子系统纵向电阻率的强各向异性。我们报告详细的Hartree-Fock计算的单向电荷密度波(UCDW)的取向能量引起的倾斜磁场。我们发现,条纹可以定向平行或垂直于面内场取决于样品的参数和场强。不同样品几何形状的复杂的实验数据和我们的理论结果之间的密切的协议强烈支持UCDW图片的起源所观察到的各向异性在高朗道水平。
2001-03-16 cond-mat.mes-hall
The Interrelation between Incompressible Strips and Quantized Hall Plateaus
研究了强垂直磁场作用下二维电子气在线性响应区的电流和电荷分布。我们表明,在一个自洽的屏蔽理论,不可压缩带的整数值的本地朗道水平填充因子存在的磁场强度$B$的有限间隔。在一个基本上是局部电导率模型中,我们发现在这些$B$间隔中的电流密度被限制在局部纵向电阻率消失的不可压缩条带中。这导致消失的纵向和精确量化的霍尔电阻,并与测量的霍尔电位分布的计算值很好的协议。
2004-08-19 cond-mat.mes-hall
Microscopic details of stripes and bubbles in the quantum Hall regime
我们使用一个完全自洽的横向解决Hartree-Fock近似数值解决在量子霍尔制度的近宏观样品尺寸在较高的朗道水平的电子配置。我们的研究结果给出了条纹和气泡状电荷密度调制的微观细节,并显示了这些如何出现取决于填充因子。我们发现,在条纹和气泡的边界处存在一个区域,其密度调制对应于半填充附近的填充因子。这些边界区域的微观细节决定了用于将电荷密度调制排列为条纹或气泡的几何边界条件。运输建模使用非平衡网络模型,在接近半填充的条纹制度中的注入电流的方向给出了显着的各向异性。我们得到的条纹周期为2.9回旋半径。我们的结果表明,许多粒子物理的优势,在整数量子霍尔制度,并提供了一个直观的理解,其后果在强磁场。
2020-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Stripe and bubble phases in quantum Hall systems
本文对中等到弱磁场中的二维电子液体中的电荷密度波相位进行了简要的研究。该评论遵循这个新的和新兴的领域的时间发展:从思想,导致小说基态的原始理论预测,他们戏剧性的实验发现,目前追求的方向和开放的问题。
2002-03-21 cond-mat.mes-hall
Evidence for a new symmetry breaking mechanism reorienting quantum Hall nematics
我们报道了平面磁场$B_\parallel$对高迁移率二维电子气中高($N=2,3$)朗道能级条纹相的影响。与先前的研究一致,我们发现适度的$B_\parallel$平行于原生条纹施加使其垂直于原生条纹对齐,然而,当进一步增加$B_\parallel$时,条纹重新定向回到其原生方向。因此,不管条纹相对于$B_\parallel$的初始取向如何,条纹最终都将\emph{parallel}与$B_\parallel$对齐。这些研究结果提供了证据的$B_\parallel$诱导的对称性破缺机制,挑战目前的理解的作用,$B_\parallel$,并应考虑到在确定强度的本地对称性破缺潜力。最后,我们的结果可能表明本机和外部对称性破缺场之间的非平凡耦合,这在理论上尚未考虑。
2016-03-22 cond-mat.mes-hall
Anisotropic ground states of the quantum Hall system with currents
在有限电流作用下,研究了半满朗道三能级及更高能级的各向异性态。利用有效作用量研究了条形霍尔态和各向异性电荷密度波(ACDW)态对注入电流的响应。电流分布和电流的总能量的依赖性确定为两个状态。在没有注入电流的情况下,ACDW态的能量低于条形霍尔态的能量。我们发现,随着注入电流的增加,ACDW态的能量增加的速度比条纹霍尔态。因此,当电流超过临界值时,条纹霍尔态变为较低能量状态。临界值估计为约0.04 - 0.05 nA,这比实验中使用的电流小得多。我们的计算是使用块对角化技术上的冯诺依曼晶格。我们在这篇论文中回顾这项技术。
2009-01-10 cond-mat.mes-hall
Commensurate-incommensurate transitions of quantum Hall stripe states in double-quantum-well systems
在较高的朗道能级(N>0)和填充因子nu = 4 N +1附近,双量子阱系统中的二维电子气支持条形基态,其中每个阱中的电子密度是空间调制的。当在阱的平面中添加平行磁场时,阱之间的隧穿充当空间旋转的有效塞曼场,其耦合到描述电子状态的阱指数的"赝自旋“。对于小的平行场,这些赝自旋遵循这种旋转,但在较大的场,他们没有,和一个膨胀的无公度过渡的结果。在Hartree-Fock近似下,我们证明了该系统中条纹和双折射的结合导致了非常丰富的相图。平行磁场负责隧穿矩阵元素中的振荡,其引起在公度和不公度液体或条带状态之间的复杂的转变序列。我们发现的均匀态和条纹态可以通过它们的集体激发和隧穿I-V来区分,我们在含时Hartree-Fock近似下计算。
2002-07-02 cond-mat.mes-hall
Incompressible strips in dissipative Hall bars as origin of quantized Hall plateaus
本文在准局域输运模型的基础上,通过自洽计算的密度分布,研究了整数量子化霍尔效应条件下二维电子系统中的电流和电荷分布.整数朗道能级填充因子的“不可压缩带”的存在性进行了研究,在Hartree型近似,和非局部的影响,沿这些带的电导率进行了模拟,通过一个合适的平均程序。这使我们能够计算霍尔和纵向电阻作为磁场B的连续函数,具有有限宽度的平台和众所周知的精确量化值。我们强调这些高原和不可压缩的条带的存在之间的密切关系,我们表明,B值在这些高原内的潜在的变化,整个霍尔酒吧是非常不同的B值之间的相邻高原,在最近的实验一致。
2004-06-08 cond-mat.mes-hall
Formation of an Edge Striped Phase in Fractional Quantum Hall Systems
我们已经进行了精确对角化研究的N=12个相互作用的电子在磁盘上填充$ν={1/3}$的库仑和$V_1$短程相互作用的Laughlin波函数的精确解。对于库仑相互作用和$N\geq 10$,我们发现持续的径向振荡的电子密度,这是不捕获的Laughlin波函数。我们的结果表明在量子霍尔系统中存在手征边缘条纹相。电荷密度振荡的幅度衰减缓慢,也许是距离边缘的平方根,因此边缘激发的频谱可能会受到影响。
2001-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Chern-Simons Theory for Quantum Hall Stripes
我们发展了一个描述二维电子气在中间磁场中的Chern-Simons理论。在这种方法中,非均匀态的出现类似于超导体的中间态。在半填充的最高朗道水平,我们发现单向电荷密度波(CDW)的解决方案。通过半经典计算,我们对面内磁场作用下CDW取向的变化给出了直观的解释。在电子带质量的各向异性建议作为一个可能的来源的CDW的可再现的取向。
2001-02-12 cond-mat.mes-hall
Reduced symmetry of heterointerfaces and orientational pinning of quantum Hall stripe phase
在(001)GaAs/AlGaAs中的二维电子系统中,在填充高朗道能级时,最近观察到一类新的集体态,现在认为这与电荷密度波("条纹相“)的自发形成有关。在这里,我们分析了沿着晶体学方向的条带钉扎的可能机制之一[110]-二维电子的固有有效质量各向异性。结果表明,对于对称量子阱,这种各向异性是所施加的纵向到平面电场的线性函数。因此,如果是各向异性定义了条纹的方向,则当条纹旋转时,临界面内磁场将强烈地依赖于偏置。适当的实验将回答有效质量的本征各向异性是否是钉扎机制的问题。
2001-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Optimal orientation of striped states in the quantum Hall system against external modulations (in 26th ICPS proceedings)
研究了外加单向周期势时条形霍尔态的物理性质。研究了填充因子为$ν=2+1/2$的态和高朗道能级为$l+1/2$的态的最佳取向,其中$l=3,4,5,6,7,8$。结果表明,取向存在平行相和垂直相两种相,并发生了从一种相到另一种相的相变。
2002-09-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Compensated Quantum and Topological Hall Effects of Electrons in Polyatomic Stripe Lattices
量子霍尔效应通常被理解为用于自由电子气体,其中朗道能级(LL)之间的拓扑保护的边缘态在样品的边缘处形成导电通道。在周期性晶体中,LLS具有晶格特性;横向霍尔电导率的平台不再是能量等距离的。在此,考虑具有多原子基础的晶体。对于不同原子的条纹排列,能带结构具有非平凡的位置,并表现出强烈的振荡,形成具有非常小的带隙的突出图案。霍尔电导率强烈降低这些频带内的能量,只有尖锐的峰值仍然在间隙中的能量。这些效应可以追溯到初始能带结构中的开放轨道;相应的LLS由具有正负有效质量的状态形成。对于不同的多原子条纹晶格,甚至当磁场被拓扑非平凡的自旋织构取代时,横向电荷电导率的部分抵消也成立。磁skyrmions的存在抑制了拓扑霍尔效应。讨论的补充计算霍夫施塔特蝴蝶和轨道磁化。
2020-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Reconciling edge states with compressible stripes in a ballistic mesoscopic conductor
用于解释量子霍尔效应的著名的Landauer-Buttiker(LB)图像使用携带电流的(手性)边缘状态的概念。Chklovskii,Shklovskii and Glazman(CSG)在1992年的论文中指出,LB图像并不能解释气体的一些非常基本的性质,例如密度分布,因为它缺乏对静电能的适当处理。他们表明,相反,人们应该考虑交替条纹的可压缩和不可压缩的阶段。在这封信中,我们重新审视这个问题,使用一个完整的解决方案的量子静电问题的一个狭窄的弹道导体,超越CSG的方法。我们恢复LB通道在低场和CSG可压缩/不可压缩条纹在高场。我们的计算揭示了在中间场存在第三个“混合”相。这种混合相具有良好定义的LB型边缘状态,但具有朗道能级钉扎在费米能量的CSG图片。我们计算的磁导揭示了LB和CSG制度之间的相互作用。我们的研究结果对边缘磁等离子体的传播具有重要意义。
2019-03-12 cond-mat.mes-hall
Cavity QED Control of Quantum Hall Stripes
ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院);Harvard University(哈佛大学)
通过谐振腔诱导电子输运各向异性,抑制纵向电阻,展示谐振腔量子光学对关联电子相的控制。
2025-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Hall effect and symmetry breaking in non-magnetic metal with dynamic charge stripes
本文对非磁性金属LuB_(12)单晶中硼笼的Jahn-Teller不稳定性和沿方向形成的动态电荷条纹进行了磁电阻和霍尔效应的综合研究<110>。在最高质量的LuB_(12)单晶中发现了特定方向的磁场H//[001]对霍尔效应的反常正贡献。当温度低于60 K时接近无序基态时,在T~ 150 K时产生的这种贡献急剧增加。霍尔效应异常与磁电阻峰值同时出现。考虑到费米面的拓扑结构、载流子弛豫时间的各向异性和起伏电荷条纹的结构,提出了各种方案来解释这种电子密度分布不均匀的金属的磁输运特性。本文讨论了在这种具有电子相分离和强载流子散射的非平衡金属中观察到的SdH振荡的起源。
2020-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Two-dimensional inversion symmetry as the fundamental symmetry of incompressible quantum Hall fluids
二维反演对称性($180^{\circ}$在"霍尔平面“中的旋转,该平面承载表现出量子化霍尔效应的不可压缩电子流体)被确定为其基本的未破缺对称性。结果是定义朗道能级填充因子$ν$ = $p/q$和拓扑激发的基本分数电荷$\pm e/q$的整数$p$和$q$不能具有大于2的公约数。
2023-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Effective theory of incompressible quantum Hall liquid crystals
我提出了一个有效的理论零温度阶段的量子霍尔stipes:近晶相的条纹是静态的和一个新的量子量子的相位的位置顺序被量子涨落破坏。位错的玻色凝聚被看作是位错的玻色凝聚,其相互作用由U(1)规范场介导。计算了两个相态的集体模谱和动力学结构因子。
2001-07-13 cond-mat.mes-hall
Experimental investigation of the edge states structure at fractional filling factors
实验研究了分数量子霍尔效应中电子在边缘态之间的输运。我们发现一个异常增加的运输在2/3不可压缩的分数条纹相比,理论预测的光滑边缘电位分布。我们解释我们的结果作为第一个实验演示的内在结构的不可压缩的条纹在样品边缘的分数量子霍尔效应制度。
2005-09-21 cond-mat.mes-hall
Interference effects in transport across a single incompressible strip at the edge of the fractional quantum Hall system
利用法布里-珀罗干涉仪,研究了量子霍尔系统边缘单个不可压缩带输运中的干涉效应。我们发现,即使在高的不平衡,超过光谱间隙的不可压缩带与本地填充因子$ν_c=1, 4/3, 2/3$的运输中的干扰振荡。相比之下,没有迹象表明,在传输的主要劳克林$ν_c=1/3$不可压缩带的干扰。这表明,即使在分数$ν_c$,干扰效应是由“正常”电子引起的。振荡的周期由有效干涉仪面积决定,由于屏蔽效应,有效干涉仪面积对填充因子敏感。
2009-02-18 cond-mat.mes-hall
Probing breakdown of topological protection: Filling-factor-dependent evolution of robust quantum Hall incompressible phases
整数量子霍尔(QH)效应的特点是拓扑量子化和非耗散输运是由一个电绝缘的不可压缩相,防止手性金属通道之间的背散射。我们探讨了不可压缩的区域容易发生故障的拓扑保护使用扫描门技术结合非平衡输运。所得到的图案揭示了填充因子($ν$)依赖的演变的微观不可压缩结构位于沿边缘和在散装区域。我们发现,这些特定的结构,分别归因于不可压缩的边缘带和散装本地化,表现出良好的协议,在$ν$依赖的演化与平衡QH不可压缩相的计算,表明在非平衡条件下的QH不可压缩相的鲁棒性。此外,我们发现,$ν$依赖的不可压缩模式,反过来,破坏了一个大的施加电流在深QH效应击穿。这些结果表明,我们的方法的能力,图像的微观输运性质的拓扑二维系统。
2019-12-02 cond-mat.mes-hall