Aharonov-Casher Effect in Wigner Crystal Exchange Interactions
从理论上研究了低密度维格纳晶体中自旋轨道耦合对自旋交换的影响。除了熟悉的反铁磁海森堡交换,我们发现一般的各向异性相互作用在自旋空间中,如果交换路径所允许的晶体结构形成循环在真实空间中。特别是,它表明,两个电子交换相互作用可以获得铁磁特性。
2009-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Wigner Crystallization in mesoscopic 2D electron systems
报道了二维量子点中电子的维格纳结晶。它分两个阶段进行:I)通过电子在壳层上的径向排序和II)冻结壳层间的旋转。在整个温度-密度平面内计算了晶体的相界,分析了量子效应和粒子数对相界的影响。
2000-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Effects of interedge scattering on the Wigner crystallization in graphene nanoribbons
采用紧束缚、平均场Hubbard和多体组态相互作用方法研究了石墨烯纳米带两个锯齿形边缘之间的耦合对电子和空穴Wigner结晶的影响.我们发现纳米尺度的厚度对维格纳晶体的形成起着至关重要的作用。对于宽度小于16 \mbox μ m的带,增加的动能克服了长程库仑排斥并抑制了维格纳结晶。对于宽达38 \mbox μ m的宽带,观察到偶数电子的强维格纳局域化,揭示了在库仑阻塞附加谱中也发现的奇偶效应。边缘间的相关性被发现是足够强的,以允许同时结晶的两个边缘,虽然施加的电场可以解耦的两个边缘。最后,我们表明,维格纳结晶也可以发生空穴,虽然弱于电子。
2017-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Disordered Wigner crystals
我回顾了二维系统中电子维格纳晶体的一些性质。讨论了无序对量子晶体的影响。从电容测量得到的这种系统的可压缩性的问题进行了详细研究。
2002-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Rate of equilibration of a one-dimensional Wigner crystal
我们考虑一维无自旋粒子系统通过长程排斥相互作用。在强相互作用的极限下,系统是维格纳晶体,其激发类似于固体中的声子。在谐振晶体中,声子不相互作用,系统永远不会达到热平衡。我们占维格纳晶体的非谐性,并找到它接近平衡的速度。系统的完全平衡需要声子的umklapp散射,导致在低温下的平衡速率的指数抑制。
2011-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Imaging the zigzag Wigner crystal in confinement-tunable quantum wires
维格纳结晶的存在,强电子关联的最重要的标志之一,迄今为止只在二维系统中明确观察到。在一维(1D)量子线维格纳晶体对应于规则间隔的电子,然而,削弱限制,并允许电子在第二维松弛预计将导致形成一个新的基态构成一个曲折的链与非平凡的自旋相位和属性。在这里,我们报告的观察,这样的锯齿形维格纳晶体通过使用片上电荷和自旋探测器采用电子聚焦图像的电荷密度分布和探测其自旋特性。本实验演示了一维维格纳结晶的结构和自旋相图。半导体系统中锯齿形自旋链和相位的存在可能会为维格纳晶体的实验研究及其在自旋电子学和量子信息中的技术应用开辟道路。
2018-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Lecture Notes: The two-dimensional electron Wigner crystal -- What's old and what's new?
Ohio State University(俄亥俄州立大学)
该讲座笔记以对话式风格,在近期实验背景下介绍回顾二维电子维格纳晶体的新旧观点,着重讲述其半经典描述、量子熔化转变、自旋序及受贝里曲率影响的方式。
2026-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Wigner polarons reveal Wigner crystal dynamics in a monolayer semiconductor
University of Maryland(马里兰大学);ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院);Universität Heidelberg(海德堡大学);Brookhaven National Laboratory(布鲁克海文国家实验室);National Institute for Materials Science(物质材料研究机构);University of Wisconsin-Madison(威斯康星大学麦迪逊分校)
本研究利用单层WSe2材料平台,通过激子光谱学探测威格纳晶体的静态和动态性质,揭示了威格纳极子的形成与光学熔化现象,为强关联电子系统中量子相变的超快光学控制提供了新方法。
2026-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Wigner crystallization at large fine structure constant
本文研究了二维大质量Dirac电子系统中Wigner晶体态随有效精细结构常数$α$增大的命运。在狄拉克系统中,较大的$α$自然地对应于较强的电子-电子相互作用,但它也意味着较强的带间介电响应,有效地重整电子电荷。我们用两种独立的方法计算了与维格纳晶体态的量子熔化和热熔化有关的临界密度和临界温度。我们表明,在$α\gg 1$,维格纳晶体状态是最好的理解方面的相互作用的电子,临界密度和熔化温度接近一个普遍的,$α$独立的值。我们讨论了我们的结果的背景下,最近的实验在扭曲的双层石墨烯附近的魔角。
2022-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Defect liquids in a weakly imbalanced bilayer Wigner Crystal
针对弱密度失衡双层Wigner晶体基态自发形成可移动缺陷构成缺陷液体的问题,研究者数值研究了点缺陷半经典能量学,结合缺陷模型绘制了相图,可为相关实验提供参考。
2025-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Mapping Charge Excitations in Generalized Wigner Crystals
过渡金属二硫属化物基莫尔超晶格表现出非常强的电子-电子关联,从而产生强关联量子现象,如广义维格纳晶体状态。理论研究预测,不寻常的准粒子激发跨越相关的间隙之间的上部和下部的哈伯德带可以出现由于广义维格纳晶体状态的长程库仑相互作用。在这里,我们描述了一种新的扫描单电子充电(SSEC)光谱技术与纳米空间分辨率和单电子电荷分辨率,使我们能够直接成像电子和空穴波函数,并确定广义维格纳晶体状态扭曲WS 2莫尔异质结的热力学间隙。通过将扫描隧道显微镜(STM)与单层石墨烯传感层相结合,实现了高分辨率SSEC光谱,从而能够在广义Wigner晶体中产生单个电子和空穴准粒子。结果表明,电子和空穴准粒子具有互补的波函数分布,1/3和2/3广义Wigner晶体态存在50 meV量级的热力学能隙。
2022-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum melting a Wigner crystal into Hall liquids
Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院)
研究通过变分蒙特卡洛方法展示磁场可使零场威格纳晶体熔化为整数量子霍尔液体,揭示量子振荡在地面态能量中的作用。
2026-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable Skyrmions in a Topological Wigner Crystal
Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室);Rutgers, The State University of New Jersey(新泽西州立罗格斯大学);The University of Tennessee(田纳西大学)
该研究通过拓扑维格纳晶体的赝自旋相互作用模型,揭示了铁磁海森堡交换J与手性相互作用γ的竞争可稳定密度随γ/J连续调节的零场斯格明子晶体,明确了铁磁拓扑维格纳晶体的相图。
2026-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spectroscopy of Wigner crystal polarons in an atomically thin semiconductor
University of Basel(巴塞尔大学);Technical University of Munich(慕尼黑工业大学);Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)(慕尼黑量子科学与技术中心);National Institute for Materials Science(物质材料研究机构)
研究通过光谱学揭示二维系统中威金斯晶体极子的特性,展示其作为光学接口调控自旋态的潜力。
2025-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Cyclotron Resonance of Wigner Crystals on Liquid Helium
本文用新发展的理论研究了强磁场中液氦上关联二维电子的回旋共振。假设电子形成Wigner晶体,通过自洽确定的Wigner声子考虑电子关联效应,将电子-电子相互作用、电子-ripplon散射和电子-蒸气原子散射统一考虑.数值计算表明,在没有任何拟合参数的情况下,与实验吻合得很好。
2004-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hamiltonian Theory of the Composite Fermion Wigner Crystal
表明高磁场维格纳晶体存在的实验结果已经存在了许多年。虽然变分波函数已经证明了在足够小的填充下,劳克林液体对维格纳晶体的不稳定性,但激发能隙的计算受到强相关性的阻碍。最近,一个新的哈密顿公式的分数量子霍尔问题已被开发。在这项工作中,我们扩展的哈密顿方法,包括非均匀密度的状态,并使用它来计算的维格纳晶体状态的激发间隙。我们发现$ν=1/5$附近的维格纳晶体态可以定量地描述为带有四个涡旋的复合费米子晶体。间隙和晶体的剪切模量的预测,并发现是在合理的协议与实验。
2001-04-30 cond-mat.mes-hall
Coulomb Drag between One-Dimensional Wigner Crystal Rings
我们考虑了两个金属环之间的库仑阻力,其中长程库仑相互作用导致了维格纳晶体的形成。第一环由Ahranov Bohm通量穿过,产生持续电流J_0。第二个环靠近第二个环,由于两个环之间的库仑相互作用,在第二个环中产生拖曳电流J_D。我们研究了这个系统在零温度下的完美环以及杂质的影响。结果表明,与弱相互作用电子系统相比,维格纳晶体态在原理上可以导致更高的拖曳电流与驱动电流之比J_D/J_0。
2001-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Persistent currents for Coulomb interacting electrons on 2d disordered lattices: Sign and interaction dependence in the Wigner crystal regime
在低温下,在干净或无序的二维(2d)样品中,通过强库仑相互作用诱导出电子基态的维格纳晶体结构。对于二维介观无序晶格上的费米子,我们研究了零温下强相互作用区的持续流。我们进行了微扰展开从维格纳晶体极限产生的持续电流的相互作用强度的依赖性的幂律。在强相互作用极限下,持续电流的符号与无序实现和强度无关。它只取决于静电决定的粒子在维格纳晶体中的配置。
2000-11-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Visualizing 1D zigzag Wigner crystallization at domain walls in the Mott insulator TaS$_2$
在低载流子密度和强相关性的特定状态下,电子可以结晶成被称为维格纳晶体的电荷周期性排列。这种相位在一维(1D)中特别有趣,因为它们显示出各种电荷和自旋基态,这些基态可以在量子器件中作为自旋信息的高保真发射器。最近的理论研究表明,莫特绝缘体和其他平带系统中的强库仑相互作用,可能为维格纳晶化提供一个有吸引力的高温平台,但由于材料和器件的限制,实验实现已被证明是困难的。在这项工作中,我们使用扫描隧道显微镜在液氦温度下直接成像的莫特绝缘体,TaS $_2$的一维维格纳晶体的形成。TaS $_2$中的电荷密度波畴壁产生能带弯曲,并提供了一维低密度和强相互作用的理想条件。STM光谱图显示,一旦较低的哈伯德带穿过费米能,电荷就会重新排列以使库仑能最小化,形成一维维格纳晶体所预期的锯齿形图案。锯齿形电荷图案显示出特征噪声特征,其表示由隧穿电子引起的电荷或自旋波动,这对于这种更脆弱的凝聚态是预期的。通过大库仑能标与低电子密度相结合,在高几个数量级的温度下观察维格纳晶体,使TaS $_2$成为利用1D维格纳晶体中电荷和自旋序的有前途的系统。
2021-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Wigner crystal phases in bilayer graphene
一般认为,单层石墨烯中的维格纳晶体不能形成,因为库仑相互作用和动能的大小与电子密度的减小相似。然而,这种缩放的论点并不适用于双层石墨烯中的低能态。我们考虑在弱掺杂的双层石墨烯中形成维格纳晶体,其能隙由垂直电场打开。我们认为,在这个系统中的维格纳晶体的形成不仅是可能的,但不同的相位的晶体具有非常奇特的属性可能存在于这里取决于系统参数。
2017-02-03 cond-mat.mes-hall
Topological Phonon Modes in A Two-Dimensional Wigner Crystal
研究了二维维格纳晶体中的自旋轨道耦合效应。我们发现,足够强的自旋轨道耦合和适当的g因子符号可以将维格纳晶体转化为拓扑声子系统。我们证明了在有限尺寸的样品中手征声子边缘模的存在,以及在拓扑相位的模式的鲁棒性。我们探讨了在半导体量子阱/异质结构中二维维格纳晶体中实现拓扑声子系统的可能性。我们发现,自旋轨道耦合太弱,驱动拓扑相变在这些系统。我们认为,人们可以在具有突现有效自旋轨道耦合的关联维格纳晶体中寻找拓扑声子系统。
2016-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Floating Wigner molecules and possible phase transitions in quantum dots
浮动维格纳晶体与标准维格纳晶体的不同之处在于维格纳晶格位置上的空间平均。它具有与固定晶体相同的内部结构,但与固定晶体相反,它考虑了底层凝胶背景的旋转和/或平移对称性。我们研究了少电子自旋极化量子点中悬浮Wigner分子的性质,发现悬浮固体的能量比固定格点的标准Wigner晶体的能量低。我们还认为,在量子点阵列中,由于简并的基态和点间的库仑耦合,单个量子点的内部旋转对称性可以被打破。
2002-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Chiral phonons of honeycomb-type bilayer Wigner crystals
本文从理论上研究了蜂窝型双层维格纳晶体中的手性声子,发现其可由层间质量不平衡、莫尔势或磁场诱导的对称性破缺产生,并可通过调节系统参数调控声子频率与手性值,为手性声子研究提供了新平台。
2024-12-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Wigner crystal diode
研究了维格纳晶体在一维和二维非对称周期势场中的输运性质。我们表明,奥布里转变发生在一定的临界振幅的潜在的滑动和钉扎相下面和上面的过渡。由于不对称性,奥布里钉扎相位的特征在于维格纳晶体的二极管电荷输运。我们认为,最近的实验观察与冷离子和胶体单分子层的奥布里转变可以扩展到不对称的潜力,使观察魏格纳晶体二极管与这些物理系统和电子在液氦。
2019-04-09 cond-mat.mes-hall
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
Terahertz electrodynamics in a zero-field Wigner crystal
University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室);Kavli Energy NanoScience Institute(卡弗里纳米科学能源研究所);University of Florida(佛罗里达大学);National Institute for Materials Science(日本物质材料研究机构)
研究零磁场下维格纳晶体的交流电导率,开发片上太赫兹光谱技术,观察到亚太赫兹共振及钉扎模式,发现无序对其稳定性的影响,以及随密度变化时钉扎模式与德鲁德成分竞争导致二维电子系统绝缘体-金属转变,确立该技术为二维材料量子相探针。
2026-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Full, three-quarter, half and quarter Wigner crystals in Bernal bilayer graphene
Institute for Theoretical Physics, ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院理论物理研究所);Department of Physics, University of Zürich(苏黎世大学物理系)
通过调整载流子密度使费米能位于Van-Hove奇点附近,研究发现多种高度相关的电子相,包括同位极化相和高电阻态。通过Hartree-Fock计算,发现威格纳晶体在不同同位极化风味下呈现不同结构。
2025-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Band-Gap-Dependent Electronic Compressibility of Carbon Nanotubes in the Wigner Crystal Regime
电子可压缩性,即基态能量对总电子数的二阶导数,是揭示系统相互作用强度的可测量的量,并且可以用于表征被称为维格纳晶体的电子的有序晶格。在这里,我们测量单个悬浮超净碳纳米管在低密度维格纳晶体制度的电子可压缩性。使用低温量子输运测量,我们确定的压缩性作为一个函数的载流子数在不同的带隙的纳米管。我们观察到两个定性不同的趋势,可压缩性与载流子数,这两个都可以解释使用的理论模型的维格纳晶体,占的带隙和所经历的载流子的限制电位。我们提取的相互作用强度作为单个纳米管的载流子数的函数,并表明,可压缩性可以用来区分强,弱相互作用制度。
2019-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Wigner crystallization in the two electron quantum dot
在量子点中,通过降低电子密度或施加强磁场来增加有效的电子-电子相互作用,可以诱导维格纳结晶。我们表明,在这两种情况下的基态是非常相似的,但能量尺度是非常不同的,因此也是动力学。
2000-05-18 cond-mat.mes-hall
Scattering of charge and spin excitations and equilibration of a one-dimensional Wigner crystal
本文研究了一维电子相互作用系统中电荷和自旋激发的散射。在低密度下,电子形成一维维格纳晶体。在第一级近似下,电荷激发是维格纳晶体中的声子,自旋激发用具有最近邻交换耦合的海森堡模型描述。这个模型是可积的,因此不能描述一些重要的现象,如相互散射的激发和系统的平衡。我们得到了该模型的主要修正,包括自旋子系统中的电荷-自旋耦合和次近邻交换。我们将结果应用于一维维格纳晶体的平衡问题,发现平衡速率的主要贡献来自于自旋激发的相互散射。我们讨论了我们的结果在低电子密度的量子线的电导的影响。
2014-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Mesoscopic Wigner crystallization in two dimensional lattice models
从费米液体到维格纳固体的量子经典交叉数值重新审视,考虑小正方形晶格模型,其中电子通过库仑$U/r$势相互作用。对无无序和自旋模型以及包含无序和自旋模型的研究表明,电子固体的形成分两个阶段,在中间耦合时产生有趣的固-液体系
2001-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Piezoelectric mechanism of orientation of a bilayer Wigner crystal in a GaAs matrix
本文讨论了双层经典维格纳晶体在压电介质中的取向机制。对于GaAs系统,计算了电子间静电相互作用的压电修正。它示出,考虑到由于压电效应的校正导致依赖于其相对于周围矩阵的晶轴取向的电子晶体的总能量。本文将Ewald方法推广到计算维格纳晶体中电子间的各向异性相互作用。用该方法计算了平行于(001)、(0-11)和(111)晶面的电子层中双层维格纳晶体的能量随晶体取向和层间距离的变化,发现了双层体系中各种电子晶格在能量上的最有利取向,表明不同晶格结构之间的相变维格纳晶体中的对称性可以伴随着其取向的改变。
2001-04-24 cond-mat.mes-hall
Formation of Wigner crystals in conducting polymer nanowires
理论上预测的维格纳晶体在一维(1D)线的结构无序材料表现出电荷密度波的性质的搜索仍然是不成功的。基于低温电导率的研究结果,我们在这里报告形成这样的一维维格纳晶体(1DWC)在聚吡咯纳米线具有低电子密度。所有纳米线的电流-电压特性都显示出随着温度的升高而迅速减小的“间隙”-证实了纳米线中存在长程电子-电子相互作用。在1DWC中,所测得的电流显示出对电压和温度的幂律依赖性。在阈值电压以上观察到了高导电状态的开关转变,该转变可以通过改变纳米线的直径和温度来调节。正如预期的那样,在阈值以上观察到负微分电阻和噪声增强。
2007-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Importance of electron-phonon coupling near the electron-liquid to Wigner-crystal transition in two-dimensional atomically thin materials
本研究通过维度估算,揭示电子-声子耦合在二维原子薄材料中显著影响费米液体到维格纳晶体的转变位置,而在传统半导体量子阱中可忽略。
2024-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
One-dimensional few-electron effective Wigner crystal in quantum and classical regimes
受约束的带电电子通过长程库仑力相互作用的系统由于它们的相互排斥可以形成维格纳晶体。当系统的势能超过其动能时,即,在低温下的经典系统和在低密度下的量子系统。在$T=0$中,系统受量子力学支配,因此,与晶体电荷局域化相关的空间密度峰对于较低的平均密度是尖锐的。相反,在高温的经典极限下,晶体空间密度峰在较低(较高)的平均密度下被抑制(恢复)。在本文中,我们研究这两个限制分别使用一个精确的对角化的小一维(1D)系统包含几个($<10$)电子,并提出了一个近似的方法来连接到一个统一的有效相图维格纳少电子结晶。其结果是一个定性的量子经典交叉相图的有效一维维格纳晶体。我们表明,与准结晶相关联的空间密度峰应该是实验观察到的少电子一维系统。我们发现,有效的晶体结构慢慢消失的交叉平均密度和交叉结晶温度随颗粒数的增加而降低,与没有任何真正的长程一维秩序。事实上,我们发现一维维格纳结晶的有效有限尺寸性质的一个特殊方面是,即使是短程相互作用也会导致有限尺寸的一维晶体,除了在短程相互作用系统中,与长程相互作用系统相比,随着系统尺寸的增加,晶体有序消失得更快。
2020-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Competing Laughlin state and Wigner crystal in bilayer graphene
我们研究了双层石墨烯在朗道中心能级的分数量子霍尔效应。通过调节外部施加的磁场和两层之间的电偏置,可以访问其中具有对应于N=0和N=1伽利略朗道能级的轨道特征的朗道能级之间存在简并的区域。虽然Laughlin态通常是填充$ν=1/3$的基态,但我们发现,通过调节偏置和外加场,在相同的填充因子下,它可以被破坏并被Wigner晶体取代。这种竞争不会发生在不可压缩的基态保持稳定的$ν=2/3$。电诱导维格纳晶体状态的可能性为这种物质状态的研究开辟了一个新的范围。
2022-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Formation of defects in multirow Wigner crystals
本文研究了准一维经典维格纳晶体的结构性质,该晶体在横向上被抛物势所限制。随着密度的增加,一维晶体首先分裂成锯齿形晶体,然后逐渐出现更多的行。虽然多达四行的基态具有规则的结构,但五行晶体在一定的密度范围内表现出缺陷。我们确定了两个阶段不同类型的缺陷。此外,使用一个简化的模型,我们表明,超过九行没有稳定的规则结构存在。
2011-02-25 cond-mat.mes-hall
The One-Dimensional Wigner Crystal in Carbon Nanotubes
电子-电子相互作用强烈影响低维系统的行为。在一维(1D)中,任意的弱相互作用定性地改变了基态,产生了现在已经在许多实验系统中观察到的Luttinger液体(LL)。在低载流子密度下,相互作用甚至更重要,并且在长程库仑势是主导能量尺度的极限下,电子液体预计将成为称为维格纳晶体的周期性有序固体。在一维,维格纳晶体已被预测表现出新的自旋和磁性不存在于普通LL。然而,尽管最近在耦合量子线方面取得了进展,但由于无序的作用,这种状态的明确实验证明是不可能的。在这里,我们证明了使用低温单电子输运光谱,在低无序碳纳米管的带隙的空穴气是一个实现的一维维格纳晶体。我们的观测可以导致对空间分离的载流子系统的行为的前所未有的控制,并且可以用于实现具有长相干时间的固态量子计算。
2007-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Signatures of sliding Wigner crystals in bilayer graphene at zero and finite magnetic fields
本文通过低频噪声测量研究AB堆叠双层石墨烯中维格纳晶体的脱钉与滑动行为,提供了零磁场和有限磁场下维格纳结晶的输运证据,为证实反常霍尔晶体奠定基础。
2024-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anatomy of the quantum melting of the two dimensional Wigner crystal
本文重新讨论了二维电子系统中的费米液体-维格纳晶体跃迁,着重讨论了量子蒙特卡罗计算中固定节点近似的性质。最近,我们提出(物理学。94,046801(2005)),对于中等密度,混合相(具有晶体的对称性,但其它方面具有类似液体的性质)比液相和晶相都更稳定。在这里,我们确认这一结果在热力学和连续极限。液体混合转变发生在rs=31.5 +/- 0.5。我们发现,相对于晶体的混合相的稳定性是紧密相连的,其离域性。我们讨论了我们的研究结果的影响,为各种过渡cubi(量子六角相,超固体,多重交换,微乳液)在文献中提出的。
2005-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Moving Wigner Glasses and Smectics: Dynamics of Disordered Wigner Crystals
我们研究了受驱动的经典维格纳固体与带电杂质的淬火无序相互作用的动力学。对于强无序,初始运动是塑性的--以交叉弯曲通道的形式。为了增加驱动力,无序的维格纳玻璃可以重新排序为移动的维格纳近晶-电子在非交叉的1D通道中移动。这些不同的动态相位可以与传导噪声和I(V)曲线相关。对于强无序,我们显示临界电压的开始就在脱钉。我们还获得了动态相图驱动维格纳固体,并证明有一个有限的阈值横向滑动,最近发现实验。
2000-07-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Capacitive Response of Wigner Crystals at the Quantum Hall Plateau
在这份报告中,我们研究超高迁移率的二维(2D)电子/空穴系统与高精度电容测量。我们发现,在高磁场下,当二维电导率显著降低时,电容电荷只出现在栅极的边缘。在整数量子霍尔效应下,电容消失并在高温$T\gtrsim 300$ mK下形成平台,其令人惊讶地在$T\lesssim 100$ mK下消失。这种反常行为可能是最高朗道能级上的稀粒子/空位形成维格纳晶体的表现,维格纳晶体具有有限的可压缩性,可以容纳极化电流。
2022-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Wigner crystal and bubble phases in graphene in the quantum Hall regime
石墨烯是一种具有蜂窝晶格结构的单层独立石墨片,是一种具有线性分散载体的半金属。这种分散的结果是在石墨烯中不存在维格纳结晶,因为动能和势能都与载流子的密度相同。我们研究了石墨烯在强磁场作用下的基态,主要研究了平移对称性破缺的状态。我们的平均场计算表明,在整数填充均匀的状态是首选的,而在非整数填充因子维格纳晶体状态(破坏平移对称性)具有较低的能量。我们得到了系统的相图。我们发现它与半导体异质结构中的量子霍尔系统在性质上是相似的。我们的分析预测,在磁场作用下,石墨烯中会出现包括Wigner晶体态在内的非均匀态,并导致高朗道能级的各向异性输运.
2007-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Wigner Crystals in the lowest Landau level at low filling factors
我们报告的结果部分填充的最低朗道能级在低电子填充因子的有限尺寸的数值研究。我们发现令人信服的证据表明,电子形成维格纳晶体在足够低的填充因子,和临界填充因子接近1/7。当nu=1/7时,我们发现当库仑相互作用的短程部分稍微改变时,系统经历了从Wigner晶体到不可压缩Laughlin态的相变。这种过渡要么是连续的,要么是非常弱的一阶。
2001-05-08 cond-mat.mes-hall
Single-electron control of Wigner crystallization
介观量子点中只含有少量($N < 50$)电子的维格纳结晶表现出许多有趣的特性:(i)存在两种不同的晶相,(ii)相边界敏感地依赖于精确的粒子数。在本文中,我们证明了这种行为可以用来控制的{ \em集体}输运性质,通过添加或删除{ \em单电子}。
2001-12-12 cond-mat.mes-hall
Polarizability of a Wigner crystal
Physical Research Laboratory (PRL)(物理研究实验室)
本文基于波动-耗散定理计算威格纳晶体极化率的虚部,采用谐振近似和正交模展开,推导出高温和一般温度下的极化率表达式,并讨论其与洛伦兹振子模型的关系。
2025-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-orbit coupling in quasi-one-dimensional Wigner crystals
研究了Rashba自旋轨道耦合效应对准一维维格纳晶体电荷自由度和自旋自由度的影响。由于准一维维格纳晶体中的电子可以在横向上运动,与纯一维情况相比,SOC不能被测量。我们发现,对于弱SOC,在光谱中的部分间隙打开在一定的比例之间的电子密度和反Rashba长度。我们提出了如何低能量分支的电荷自由度偏离由于SOC从其通常的线性依赖在小波矢量。在强SOC的情况下,我们发现维格纳晶体的自旋扇区不能再用各向同性反铁磁海森堡哈密顿量来描述,而是相邻电子的基态主要是三重态。我们提出了一种新的自旋扇形Hamilton量,并讨论了在此极限下维格纳晶体的谱。
2017-01-19 cond-mat.mes-hall
The Emergence of the Hexagonal Lattice in Two-Dimensional Wigner Fragments
本研究通过第一性原理数值模拟,利用克利福德边界条件和重整化距离,在低密度极限下精确捕捉二维维格纳碎片的电子局域化,自然涌现出预测的六角晶格结构。
2024-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Signatures of bilayer Wigner crystals in a transition metal dichalcogenide heterostructure
维格纳晶体,一种由强关联效应产生的规则电子晶格,是最早预测的集体电子态之一。这种多体状态表现出量子和经典相变,并已被提出作为量子信息处理应用的基础。在半导体平台中,二维维格纳晶体在磁场或基于莫尔的晶格势下被观察到,其中电子动能被强烈抑制。在这里,我们报告双层维格纳晶体的形成没有一个磁场或限制场在原子级薄的MoSe $_2$双层分离的六方氮化硼。我们观察到强大的相关绝缘态形成在对称(1:1)和非对称(4:1和7:1)电子掺杂的两个MoSe $_2$层在低温下的光学签名。我们将这些特征归因于双层维格纳晶体,该双层维格纳晶体由每层中的两个相称的三角形电子晶格形成,通过层间相互作用稳定。这些双层Wigner晶相是非常稳定的,并且在高达$6 \times10^{12}$ cm $^{-2}$的临界电子密度以上和约40 K的温度下经历量子和热熔融转变。我们的研究结果表明,原子薄半导体为实现强相关电子态、探测其电子和磁相变以及开发量子电子学和光电子学中的新应用提供了一个有前途的新平台。
2020-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exchange Coupling in a One-Dimensional Wigner Crystal
我们考虑低电子密度下的长量子线。在这种强相互作用状态下,可以形成维格纳晶体,其中电子构成反铁磁海森堡自旋链。耦合常数J是指数小的,因为它源于两个相邻电子通过隔离势垒的隧穿。我们研究这种指数依赖性,适当占多体效应和有限宽度的线。
2005-04-05 cond-mat.mes-hall
Laughlin-Jastrow-correlated Wigner crystal in a strong magnetic field
提出了一种新的二维维格纳晶体在强垂直磁场中的基态试探波函数。波函数包括电子对之间的劳克林-杰斯特罗关联,并且可以被解释为复合费米子或复合玻色子的晶体状态。将Laughlin-Jastrow因子的幂$m$作为变分参数,利用量子蒙特卡罗模拟计算了这些新态的能量.我们发现,我们的波函数具有较低的能量比现有的晶体波函数在最低的朗道水平。我们的结果是一致的填充因子的实验观察,在分数量子霍尔液体和维格纳晶体之间的过渡发生的电子系统。交换贡献的波函数的定量估计,并证明是可以忽略不计的填充因子足够小。
1998-03-09 cond-mat.mes-hall
Conductance of a quantum wire in the Wigner crystal regime
研究了库仑相互作用对连接两条体引线的单模量子线电导的影响。当导线中的电子密度很低时,它们排列在有限长度的维格纳晶体中。在这种情况下,电子自旋形成一个反铁磁海森堡链与指数小耦合J。一个电流在电线扰动的自旋链,并引起一个温度依赖的贡献的自旋子系统的电阻。在低温T << J时,这种影响很小,导线的电导率保持在2e^2/h附近。当T >> J时,自旋效应使电导减小到e^2/h。
2003-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Deformed Wigner crystal in a one-dimensional quantum dot
详细研究了一维有限系统中电子密度分布的空间傅里叶谱和单粒子态上电子的分布函数,指出它们的行为具有两个普遍的特征,即电子有序性和Wigner晶体的边界形变.分布函数在费米动量$k_F$处具有类似$δ$的奇点.密度的傅立叶谱在波矢$2k_F$处具有阶梯状形式,在该阈值以上谐波不存在或消失。这些特征是通过精确对角化方法计算得到的。它们被证明是由电子的维格纳排序,受边界的影响。然而,常见的Luttinger液体模型与开放边界未能捕捉到这些功能,因为它高估了维格纳晶体的变形。提出了一种改进的Luttinger液体模型,它允许一个正确地描述上述功能。它是基于守恒粒子数的密度算子的修正形式。
2019-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Drive Dependence of the Hall Angle for a Sliding Wigner Crystal in a Magnetic Field
该研究数值发现,磁场中无序维格纳晶体滑动时,霍尔角随驱动先线性增大后饱和,源于侧跳效应,且该现象具有普适性。
2020-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el