Quantum phases of disordered flatband lattice fractional quantum Hall systems
利用数值精确对角化技术,得到了具有淬火无序的格点分数量子Hall(HHH)系统的量子相图。通过实现一个阵列的本地潜在的陷阱代表的障碍,我们表明,该系统经历了一系列的量子相变的无序和/或相互作用的调谐。随着势阱强度的增加,量子阱H态转变为可压缩液体,然后转变为拓扑平凡的绝缘体。我们使用数值计算的能隙、量子简并度、陈数、纠缠谱和保真度来识别各种量子相位。还讨论了与连续介质的相互作用。
2012-02-07 cond-mat.str-el
Breakdown of counterflow superfluidity in a disordered quantum Hall bilayer
我们提出了一个理论的制度的相干层间隧穿在无序量子霍尔双层在总填充因子1,允许静态涡旋的影响。我们发现该系统由极化超流相区域组成。注入电流在被无序钉扎的极化畴之间引入相位滑移。我们提出了一个模型的饱和隧穿域预测的临界电流的击穿相干隧穿是广泛的系统大小。这一理论得到了二维无序相模型数值结果的支持。我们还讨论了我们的图片可能被用来解释实验中的逆流几何形状和两端测量。
2010-11-17 cond-mat.mes-hall 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
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
Drive Dependence of the Skyrmion Hall Effect in Disordered Systems
使用基于粒子的模拟模型,我们表明,淬火无序创建一个驱动器依赖的skyrmion霍尔效应作为测量的比例$R=V_{\perp}/V_{||}$的skyrmion速度垂直($V_{\perp}$)和平行($V_{||}$)的外部驱动器的变化。$R$在去钉扎时为零,并且随着驱动的增加而线性增加,这与最近的实验观察结果一致。在Skyrmions进入自由流动状态的足够高的驱动下,$R$饱和到无无序极限。这种行为是强大的广泛的无序强度和固有的霍尔角值,并发生塑性流动时存在。对于具有小的固有霍尔角的系统,我们发现霍尔角随外部驱动线性增加,也在实验中观察到。在skyrmion晶格弹性脱钉的弱钉扎区,$R$是非线性的,skyrmion晶格运动的净方向可以作为外部驱动的函数旋转。
2016-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Multi-faceted machine learning of competing orders in disordered interacting systems
虽然分数量子霍尔机制中的非微扰相互作用效应可以通过精确对角化很容易地模拟,但建立一种合适的诊断方法来标记存在竞争相互作用和无序的不同阶段是具有挑战性的。在这里,我们介绍了一个多方面的框架,使用一个简单的人工神经网络(ANN)来检测定义功能的分数量子霍尔态,电荷密度波态和本地化的状态,使用纠缠光谱和电荷密度作为独立的输入。我们考虑了微扰相互作用($l = 1$赝势$ΔV_1$)、无序势$W$和库仑相互作用在填充分数$ν = 1/3$时对系统的竞争效应。我们的相图基准以及对以前的相边界的估计,使用传统的措施沿$ΔV_1 = 0$和$W = 0$轴,传统的方法已被探索的唯一地区。此外,探索整个二维相图的第一次,我们建立了分数量子霍尔态的鲁棒性和映射出的电荷密度波微乳液相,其中的电荷密度波区域的液滴出现之前的电荷密度波完全无序。因此,我们建立的人工神经网络可以访问和学习的定义特征的拓扑以及对称性破缺阶段使用多方面的输入纠缠谱和电荷密度。
2019-02-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Superlinear Hall angle and carrier mobility from non-Boltzmann magnetotransport in the spatially disordered Yukawa-Sachdev-Ye-Kitaev model on a square lattice
Karlsruher Institut für Technologie(卡尔斯鲁厄理工学院);Harvard University(哈佛大学);Flatiron Institute(平 inst 研究所);Tata Institute of Fundamental Research(塔塔基础研究所)
本文通过自洽无序平均解研究二维空间无序Yukawa-Sachdev-Ye-Kitaev模型在垂直磁场下的直流磁导率张量,发现温度和YSYK相互作用强度下磁输运系数非平凡演变,特别是Hall角余切和载流子迁移率的超线性温度依赖性,伴随线性温度电阻率。
2026-03-29 cond-mat.str-el
Quantum phases of disordered three-dimensional Majorana-Weyl fermions
干净的三维无自旋$p_x+ip_y$超导体的Bogoliubov-de Gennes(BdG)准粒子提供了Altland-Zirnbauer对称分类D类中Majorana-Weyl费米子的热霍尔半金属(ThSM)相的有趣例子;这样的相可以支持大的异常热霍尔电导率和在零能量下保护表面Majorana-Fermi弧。我们用数值和解析方法研究了淬火无序对这种拓扑相的影响。利用核多项式方法计算了BdG准粒子的平均态密度和典型态密度,并在此基础上构造了无序相图。我们显示无穷小的障碍,ThSM转换成扩散热霍尔金属(ThDM)由于罕见的统计波动。因此,无序模型的相图仅由ThDM和绝热相组成。尽管如此,有一个交叉在有限的能量从一个ThSM制度到一个ThDM制度,我们建立了避免量子临界点的标度特性,标志着这种交叉。此外,我们发现存在两种类型的热绝缘体:(i)一个平凡的热带绝缘体(ThBI)[或BEC相]只支持指数本地化的Lifshitz状态(在低能量),和(ii)热安德森绝缘体(AI)在大的无序强度。我们确定这两种类型的绝缘体和ThDM之间的两个不同的本地化过渡的性质。我们还讨论了我们的结果的三维,时间反演对称性破缺,三重态超导态的实验相关性。
2016-12-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Optical and Hall conductivities of a thermally disordered two-dimensional spin-density wave: two-particle response in the pseudogap regime of electron-doped high-$T_c$ superconductors
我们计算了二维金属的纵向($σ_{xx}$)和霍尔($σ_{xy}$)的光学电导率的热无序反铁磁性使用的近似李,赖斯和安德森的自我能量的推广。电导率计算从久保公式,与当前的顶点函数在满足沃德恒等式的保守近似处理。为了获得有限的DC极限,我们引入唯象杂质散射,与弛豫时间$τ$。$σ_{xx}(Ω)$满足$f$求和规则。对于自旋关联函数$χ(\mathbf{q})\propto δ(\mathbf{q}-\mathbf{Q})$的无限峰值,我们恢复了有序态平均场理论中电导率的表达式。当自旋关联长度$ξ$较大但有限时,$σ_{xx}$和$σ_{xy}$都表现出长程有序态的特征行为。对于$Ω\lesssim 1/τ$,计算遇到困难。这些困难可以追溯到Lee-Rice-Anderson近似中对极低能量密度状态的不准确处理。$σ_{xx}(Ω)$和$σ_{xy}(Ω)$的结果与电子掺杂铜氧化物的数据定性一致,当$Ω>1/τ$。
2010-11-14 cond-mat.str-el
Quantized Transport of $ν= 2/3$ Fractional Quantum Hall Edge with Disordered Superconducting Proximity
Princeton Center for Theoretical Science, Princeton University(普林斯顿大学理论科学中心);Department of Physics, Princeton University(普林斯顿大学物理系);Department of Electrical and Computer Engineering, Princeton University(普林斯顿大学电气与计算机工程系)
研究发现,在ν=2/3分数量子霍尔边缘与超导体近邻时,杂乱的SC耦合可使边缘态重构为多个稳定相,具有量化的电子-空穴转换概率和电阻特征。
2025-10-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Mobility-Gap Robustness and Středa-Hall Separation in Disordered Axion Pumping
Spotify;Yeshiva University(叶史瓦大学)
本研究证明无序轴子泵浦的第二陈数在全局谱隙闭合后仍保持量子化,通过大规模计算与有限尺寸标度确认迁移率隙保护,并利用Středa-Hall响应分离伪影,识别出三维幺正安德森相变及临界无序强度。
2026-09-24 cond-mat.str-el math-ph math.MP
Energy Gap in Weakly Disordered Fractional Quantum Hall Liquids: Quantitative Comparison to GaAs Quantum Well Experiments at $ν= 1/3$
Zhejiang Institute of Modern Physics, Zhejiang University(浙江大学现代物理研究所);Zhejiang Key Laboratory of Micro-Nano Quantum Chips and Quantum Control, School of Physics, Zhejiang University(浙江大学物理学院微纳量子芯片与量子控制浙江省重点实验室)
基于实验,通过结合有限层厚和无序效应,微观研究ν=1/3二维电子气的能隙,并与窄量子阱中的激活能隙定量吻合。
2026-06-28 cond-mat.str-el
Hall coefficient diagnostics of surface state in pressurized SmB6
在这项研究中,我们报告的第一个结果的高压霍尔系数(RH)测量在假定的拓扑近藤绝缘体SmB 6高达37 GPa。在10 GPa以下,我们的数据表明,RH(T)在冷却到20 K以下时表现出一个显著的峰值。值得注意的是,表面传导占主导地位的温度与RH(T)峰值的温度一致。温度依赖的电阻和霍尔系数可以很好地拟合的双通道模型的贡献,从金属表面和热激活体状态。当SmB 6在~ 10 GPa下转变为金属态和磁性态时,RH(T)峰和电阻平台同时消失。我们的研究结果表明,RH(T)峰是一个指纹,以诊断存在的金属表面状态的SmB 6。SmB 6的高压磁态在180 GPa下是稳定的,并且在金属相中没有观察到超导性的证据。
2019-09-30 cond-mat.str-el
Transport in a disordered $ν=2/3$ fractional quantum Hall junction
分析了$ν=2/3$分数量子霍尔结的电输运和热输运特性。我们调查的电和热的双端电导,$G$和$G^Q$,系统尺寸$L$和温度$T$的演变。这是为1和1/ 3模式之间的强相互作用的情况下(当低温物理的设备的相互作用部分是由附近的强无序凯恩-费舍尔-Polchinski固定点控制)和相对较弱的相互作用,其中的障碍是无关的在$T=0$在重整化组的意义。两种情况下的输运性质在几个方面是相似的。特别地,对于小$L$,$G(L)$接近4/3(以$e^2/h$为单位),$G^Q$接近2(以$πT / 6 \hbar$为单位),与相互作用强度无关。对于大的$L$,系统处于非相干状态,$G$由2/3给出,$G^Q$显示欧姆标度,$G^Q\propto 1/L$,同样对于任何相互作用强度。强无序不动点的标志是$L$中间区间的出现,在该区间内电导表现出强烈的介观涨落,热导为$G^Q=1$。本文还将分析推广到浮置1/3模器件,如最近的实验[A. Grivnin等人,Phys.Rev.Lett. 113,266803(2014)]。
2017-03-08 cond-mat.str-el
Hall Effect in Granular Metals: Weak Localization Corrections
我们研究了在大隧穿电导$g_{T}\gg 1$对应于金属制度的颗粒系统中局域化对霍尔输运的影响。我们证明了二维或三维颗粒阵列的霍尔电阻率的1/g_T弱局域化修正的一阶为零,即$\de ρ_{xy}^{WL}=0$。这一结果与普通无序金属的结果一致。由于精确的抵消,我们的结果适用于任意相关的温度T和磁场H值,既适用于对应于普通无序金属的非常低的T和H的“无序”区域,也适用于T或H值较高的“结构相关”区域。
2007-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Transport properties of moderately disordered UCu$_4$Pd
本文详细研究了铸态和热处理后的UCu $_4$ Pd材料的磁输运性质。我们发现一个明显的样品的电阻率$ρ$的铸态样品的依赖性,并重现退火依赖性的$ρ$。在我们的霍尔效应的研究中,我们确定了所有样品的金属载流子密度,以及与斜散射预测不一致的霍尔常数的温度依赖性。的磁阻响应是非常小的自旋无序散射的特性,这表明,总体上的电阻率主要是由自旋散射过程控制。我们讨论了可能的来源的温度和场的依赖性的输运性质,特别是相对于量子临界性和电子局域化效应。
2005-05-17 cond-mat.str-el
Kosterlitz-Thouless transition in disordered two-dimensional topological insulators
通过对量子自旋霍尔系统中无规电导$g$的标度分析,研究了无序驱动的金属-绝缘体跃迁。低于临界无序强度,电导是独立的样品大小$M$,临界离域电子状态的指示。计算得到的β函数$β=d\ln g/d\ln M$表明,金属-绝缘体相变是Kosterlitz-plasterless(KT)型的,其特征是局域电流的涡旋-反涡旋对的束缚和去束缚.类KT金属-绝缘体跃迁是量子自旋霍尔态的一个基本特征,与时间反演对称性无关。
2012-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theory of Disordered $ν= 5/2$ Quantum Thermal Hall State: Emergent Symmetry and Phase Diagram
朗道能级填充分数$ν=5/2$的分数量子霍尔(Fractional quantum Hall,简称FHH)系统,通过数值计算,一直被认为是非阿贝尔态,既可以是Pff态,也可以是反Pff态,都具有量子化的霍尔电导$σ_{xy}=5e^2/2h$。Pf和APf态的热霍尔电导分别量子化为$κ_{xy}=7/2$和$κ_{xy}=3/2$。然而,最近的实验表明,$ν=5/2$-OH态的热霍尔电导为$κ_{xy}=5/2$。据推测,该系统包含随机的Pf和APf域驱动的障碍,和中性手性马约拉纳模式的畴壁可能会经历一个渗滤过渡到$κ_{xy}=5/2$相。在这项工作中,我们做微扰和非微扰分析Pf和APf之间的畴壁。我们证明了畴壁理论在低于阈值$Λ_1$的能量标度下具有涌现SO(4)对称性,在$Λ_1$和更高值的$Λ_2$之间的能量标度下,该对称性降低到涌现U(1)$\times$ U(1)对称性,最后降低到$Λ_2$以上的复合费米子宇称对称性$\mathbb{Z}_2^F$.基于突现对称性,我们给出了无序$ν=5/2$-1H系统的相图,并证明了在无序能级$Λ>Λ_1$处出现$κ_{xy}=5/2$相。此外,我们发现$N_D$紧致畴壁的缺口双半子扇区贡献了非局部拓扑简并$2^{N_D-1}$,导致热容的低温峰。我们实现了一个非微扰的方法来引导通用拓扑1 + 1D域壁(2-表面缺陷)适用于任何2 +…
2018-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Nonlinear Current of Strongly Irradiated Quantum Hall Gas
本文研究了弱无序高朗道能级中的二维电子。在强微波场的存在下的电流场响应,计算。无序Floquet演化算子允许我们在任何强度的电场下微扰地处理短程无序。用简化的随机矩阵近似再现了加宽的朗道能级的态密度和结构因子。我们推导出微波感应电阻率振荡的大小。无序短波长截止决定了零电阻态的非线性电场和霍尔感生电阻率振荡。我们讨论了更广泛的影响,我们的实验结果和其他理论。
2007-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetization driven metal - insulator transition in strongly disordered Ge:Mn magnetic semiconductors
本文报道了温度和磁场驱动的Ge:Mn磁性半导体的金属-绝缘体转变,伴随着磁有序化,磁电阻达到几千个磁单位,以及磁场对反常霍尔效应的抑制。磁电阻等温线服从一个普遍的标度律与一个单一的标度参数取决于温度和制造。我们认为,强磁无序导致载流子的本地化,是Ge:Mn合金的异常性能的起源。
2009-03-31 cond-mat.str-el
Skyrmions in disordered heterostructures}
本文研究了填充因子稍偏离1时,弱无序对量子霍尔区二维电子气基态的影响。发现即使在填充因子$ν=1$下也存在skyrmions和antiskyrmions。他们可能会受到这种混乱的强烈挤压。研究了温度对Skyrmion密度和尺寸的影响。
1998-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin reorientations in structurally metastable, disordered, and hexagonal Cr7Te8
The University of Edinburgh(爱丁堡大学);University of Maryland, College Park(马里兰大学帕克分校);NIST Center for Neutron Research(美国国家标准与技术研究院中子研究中心)
研究发现Cr7Te8在不同温度下发生自旋重取向和磁序转变,揭示其结构、磁性和电子性质的关联。
2026-01-22 cond-mat.str-el
Stochastic resonance in disordered charge-density-wave systems
针对光激发后超快无序现象挑战传统光致跃迁理论的问题,本研究提出通过随机共振揭示瞬态无序态的光谱特征,基于Holstein模型验证了温度相关的线性响应共振峰,提取了跃迁时间尺度与能垒,为表征受驱多体系统隐藏无序相提供新方法。
2025-07-30 cond-mat.str-el
Nematic Valley Ordering in Quantum Hall Systems
在具有自旋或赝自旋自由度的二维电子系统中,量子霍尔有序和自发破缺的“内部”对称性之间的相互作用引起了各种有趣的现象,包括新相、相变和拓扑激发。在这里,我们开发了一个理论的破缺对称量子霍尔态,适用于一类多谷系统,其中的对称性问题是一个点群元素,结合了空间旋转与置换的谷指数。色散关系的各向异性,通常存在于这样的系统中,有利于所有电子驻留在其中一个谷中的状态。在一个干净的系统中,谷“伪自旋”有序,或空间自旋有序,通过有限的温度转变发生。在弱无序系统中,形成了赝自旋极化域,这阻止了宏观谷和无序有序;然而,所得到的状态仍然渐近地表现出QHE。我们讨论了在有序和无序制度的输运性质,以及我们的研究结果的关系,最近的实验在铝。
2010-03-09 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
Quantum disordering of the 111 state and the compressible-incompressible transition in quantum Hall bilayer systems
本文系统地讨论了量子霍尔双层膜在ν_T = 1时的量子无序态的性质。对于其中一种涡旋金属态,我们发现了代数类的非对角长程序,并导出了它的输运性质。结果表明,这种状态是相关的解释的“不完美”的超流行为,和持久的相互关联,层之间的距离大,在实验中发现。
2007-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el