Double-layer quantum Hall antiferromagnetism at filling fraction nu=2/(odd integer)
引入了双层量子霍尔系统在填充分数$ν= 2/m$($m$为奇整数)处的低能作用量.层间反铁磁交换诱导了自旋有序倾斜的相,也诱导了自旋单重态相。得到了零温转变和有限温转变的普适性质。我们计算了Kosterlitz-loss相变中倾斜序消失的临界温度。最近的光散射实验在$ν= 2$的影响。
1997-01-21 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
Fractional Quantum Hall Effect at High Fillings in a Two-subband Electron System
在宽GaAs量子阱中的二维电子系统中的磁输运测量表明,当电子占据两个电子子带时,在高填充率($ν> 2$)下观察到的分数量子霍尔态序列与单电子子带系统的序列明显不同.值得注意的是,当费米能级位于任一子带的基态朗道能级时,在偶数分母$ν$ = 5/2和7/2填充处没有看到量子霍尔态;相反,观察到的状态是在$i$ = 2,3和$p$ = 1,2,3的$ν= (i + p/(2p \pm 1))$,并且包括在$ν$ = 13/5,17/5,18/5,全天候
2010-11-04 cond-mat.mes-hall
Transition from an electron solid to the sequence of fractional quantum Hall states at very low Landau level filling factor
在低朗道水平填充的二维电子系统,通常与电子晶体的形成,我们观察到局部极小值在Rxx在填充因子nu=2/11,3/17,3/19,2/13,1/7,2/15,2/17,和1/9。这些分数量子霍尔(fractional quantum hall,简称FHE)态中的每一个都只在填充因子特定的温度以上出现。这可以解释为电子晶体的熔化和随后的电子液体的形成。观察到的一系列的费米态遵循从nu=1/6和nu=1/8发出的一系列复合费米子态。
2003-03-20 cond-mat.mes-hall
Phase transition and spin-wave dispersion in quantum Hall bilayers at filling factor nu=1
在填充因子为$ν=1$且忽略电荷涨落的情况下,给出了双层量子霍尔系统的有效哈密顿量.我们的模型是制定在自旋和赝自旋运营商,是一个精确的表示系统内的上述近似。我们用自旋波理论分析了它的低激发态。此外,我们添加到以前的第一原理精确对角化研究集中在量子相变在这个系统中看到的。
2001-08-12 cond-mat.mes-hall
Unconventional Correlation between Quantum Hall Transport Quantization and Bulk State Filling in Gated Graphene Devices
我们报告同时传输和扫描微波阻抗显微镜检查之间的相关性运输量子化和填充的散装朗道水平在量子霍尔制度在门控石墨烯设备。令人惊讶的是,这些测量结果的比较表明,量子化的运输通常发生在低于散装朗道能级的完全填充,当散装仍然是导电的。这一结果指出了一个修正的理解运输量化时,载波积累门控。讨论了石墨烯中的量子霍尔效应对输运研究的影响以及其他二维电子系统中的相关拓扑态。
2016-10-28 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall Mach-Zehnder interferometer at fractional filling factors
我们使用一种新颖设计的马赫-曾德尔量子霍尔干涉仪来研究分数填充因子下的干涉效应。我们的设备汇集了通常的马赫-曾德尔和法布里-珀罗量子霍尔干涉仪的优点。它实现了最简单的分析马赫-曾德尔干涉方案,没有库仑阻塞效应。通过对比标准的马赫-曾德尔实现,我们的设备不包含一个蚀刻区域内的干涉环。对于马赫-曾德尔干涉方案的第一次,该设备演示了$Φ^*=e/e^*Φ_0=Φ_0/ν$周期性在分数填充因子1/3的干涉振荡。这一结果表明,我们从简单的Aharonov-Bohm干涉中观察到了分数带电准粒子的明显证据。
2012-12-11 cond-mat.mes-hall
Towards the Hall viscosity of the Fermi-liquid-like phase at the filling factor of 1/2
本文讨论了类费米液体态的未投影到朗道最低能级的波函数的Hall粘滞系数的Berry曲率计算。我们的结论是,在所作的假设,在线性响应,系统的小变形和热力学极限,霍尔粘度的值特征的劳克林状态。我们提出的论点,该值是相同的,即使在相同的限制一般变形。
2010-08-20 cond-mat.mes-hall
Theoretical Search for Nested Quantum Hall Effect of Composite Fermions
迄今为止几乎所有的量子霍尔效应都可以理解为适当粒子即电子或复合费米子的{ \em积分}量子霍尔效应。本文从理论上研究了复合费米子嵌套态的可行性,这种嵌套态将导致不能理解为复合费米子积分量子霍尔效应的量子霍尔效应。复合费米子之间的弱剩余相互作用将通过在部分填充的复合费米子能级中打开间隙而在这种量子霍尔态的建立中起关键作用。为了处理相互作用的复合费米子的问题,我们开发了一个强大的方法,使我们能够获得低能量谱在复合费米子填充$ν^*=n+\bar ν$,而不作任何假设,关于复合费米子的结构,在最高的部分填充水平。该方法是精确的,除了忽略复合费米子朗道能级混合,并使我们能够研究相当大的系统,例如,24个粒子的总流量为62 $hc/e$,最低朗道能级希尔伯特空间的维数是$\sim 10^{17}$。我们已经调查,完全自旋极化复合费米子,几个填充因子之间的1/3和2/5使用这种方法。结果表明,任何可能的不可压缩性在这些分数很可能有一个根本不同的起源比以前考虑的。
2002-10-08 cond-mat.mes-hall
Quantum Anomalous Hall Insulator of Composite Fermions
我们证明了弱六角周期势可以将具有偶数分母磁填充因子的二维电子气转变为复合费米子的量子反常霍尔绝缘体,产生分数量子化的霍尔效应.该系统提供了一个实现的Halflion蜂窝网络模型,虽然在一个复合费米子系统。我们进一步提出了一个试用的波函数的状态,并数值评估其相对于竞争的Hofstadter状态的稳定性。提出了可能的实验参数。
2014-05-09 cond-mat.mes-hall
Resistance Fluctuations in Composite Fermion State near Landau Level Filling Factor $ν= 1/2$ in A Square Quantum Well
研究了GaAs-Al_(0. 3)Ga_(0. 7)As方阱(宽35 nm)在磁场高达42 T和温度50 ~ 1.5 K范围内朗道能级填充因子$ν= 1/2$附近的磁输运。在T < 200 mK的低温下,Rxx表现出一个深的、强烈依赖于温度的最小值,中心位于$ν= 1/2$。伴随的Rxy与磁场(B)不是严格线性的,并且Rxy相对于B的一阶导数在$ν= 1/2$处示出尖锐的尖点,指示非经典的霍尔效应。我们验证这些特性是单层起源通过施加平面内磁场或静电门。该数据可以用信号表示复合费米子状态中对量子阱中的$ν= 1/2$配对的挫折,其中电子层厚度远远超过磁性长度。
2008-08-29 cond-mat.mes-hall
Masses of composite fermions carrying two and four flux quanta: Differences and similarities
该研究为实验观察到的带有两个和四个通量量子的复合费米子的归一化质量相等提供了理论依据,同时也证明了后一种复合费米子的质量在填充因子范围$4/17 > ν> 1/5$内具有很大的填充因子依赖性,这与实验一致,源于这里相对较强的复合费米子间相互作用.
1999-11-21 cond-mat.mes-hall
Coexistence of Composite-Bosons and Composite-Fermions in nu=1/2 + 1/2 Quantum Hall Bilayers
在填充率nu=1/2+1/2附近的双层量子霍尔系统中,随着层间距d的不断减小,层内关联必然被层间关联所取代,大d时的复合费米海必然最终被小d时的复合玻色子凝聚或“111态”所取代。我们提出了一种情况下,CB和CF共存于两个互穿流体中的过渡。描述这些混合CB-CF状态的试验波函数与精确对角化结果相比非常有利。一个Chern-Simons输运理论是与实验兼容的。
2003-01-13 cond-mat.mes-hall
Exact diagonalization study of domain structure in integer filling factor quantum Hall ferromagnets
通过使磁场偏离正常取向,可以使量子阱中自旋相反的朗道能级重合。我们证明了最近由Pan { \it et al}发现的整数填充因子下的磁输运异常是由于这样的巧合。通过精确的对角化计算,使用微观评价有效的电子-电子相互作用,我们能够建立的电子基态在符合伊辛量子霍尔铁磁体和低能量激发对应的磁畴壁的形成。
2003-02-13 cond-mat.mes-hall
Hall Viscosity of the Composite-Fermion Fermi Seas for Fermions and Bosons
霍尔粘性被认为是不可压缩分数量子霍尔态的一种拓扑性质,可以用Berry曲率来表示。本文报道了复合费米子费米海在$ν=1/m$的霍尔粘度,其中$m$对费米子为偶数,对玻色子为奇数。通过将$1/m$复合费米子费米海看作Jain $ν=n/(nm\pm 1)$态的$n\rightarrow \infty$极限,不能得到一个定义良好的霍尔粘度值,Jain $ν=n/(nm\pm 1)$态的霍尔粘度$(\pm n+m)\hbar ρ/4$($ρ$是二维密度)接近极限$n\rightarrow \infty$的$\pm \infty$。一个直接的计算表明,霍尔粘度的复合费米子费米海状态是有限的,也相对稳定的系统尺寸的变化,虽然他们没有在整个$τ$空间的拓扑量子化。我发现,$ν=1/2$复合费米子费米海浪函数的一个正方形环面产生霍尔粘度,预计从粒子-空穴对称性,也是一致的轨道自旋的$1/2$狄拉克复合费米子。我把我的数值计算结果与一些理论计算结果作了比较。
2020-10-28 cond-mat.mes-hall
Conductance Plateaus at Quantum Hall Integer Filling Factors in Germanium Quantum Point Contacts
本文研究锗量子点接触中的量子霍尔效应,观察到电导平台以$e^2/h$倍数增加至填充因子1,证明应变锗可用于多体态和量子相变实验。
2025-10-14 cond-mat.mes-hall
Extra Spin-Wave mode in Quantum Hall systems. Beyond the Skyrmion Limit
我们报告的观察一个新的自旋模式的量子霍尔系统在附近的奇电子填充因子的实验条件下排除Skyrmion激发的可能性。新的模式具有假定为零的能量在奇数填充因子出现在小的偏离奇数填充因子和耦合到自旋激子。额外的自旋模式的存在假设一个非平凡的磁序在朗道能级的部分填充周围的量子霍尔铁磁体,然后Skyrmion晶体。
2010-04-11 cond-mat.mes-hall
Exact Quantization of Even-Denominator Fractional Quantum Hall State at $ν$=5/2 Landau Level Filling Factor
我们报告的超低温实验上的模糊分数量子霍尔效应(HALHE)朗道能级填充因子$ν$ =5/2在一个非常高的迁移率样品的$μ=1.7 \times 10^7$ cm $^2$ /Vs。我们实现了电子温度低至$\sim$ 4~mK,在那里我们观察到消失$R_{xx}$,并首次,一个量化的霍尔电阻,$R_{xy}=h/(5/2e^2)$到2 ppm内。在相邻奇分母状态$ν$ =7/3和8/3处的$R_{xy}$也被量化。在这些分数填充下的$R_{xx}$ -最小值的温度依赖性产生活化能间隙$Δ_{5/2}$ = 0.11 K,$Δ_{7/3}$ = 0.10 K,和$Δ_{8/3}$ = 0.055 K。
1999-07-23 cond-mat.mes-hall
Collapse of edge reconstruction in compressible Quantum Hall fluid within filling fraction range 2/3 to 1
本文研究了填充因子2/3至1内可压缩量子霍尔流体的边缘结构,发现分数边缘模式在磁场增加时平衡加快,导致边缘重构坍塌,与预期不符,将促进多体系统边缘结构研究。
2025-09-18 cond-mat.mes-hall
Partially spin polarized quantum Hall effect in the filling factor range 1/3 < nu < 2/5
复合费米子之间的剩余相互作用可以通过高阶分数霍尔效应来表现。借助于低能多体态截断复合费米子基对角化,我们预言了在$ν=2/5$和$ν=1/3$之间的几个分数下,部分自旋极化的量子霍尔效应是可能的.估计的激发间隙比$ν=1/3$处的间隙小大约两个数量级,这证实了CF间的相互作用在较高的CF水平下是非常弱的。
2003-03-25 cond-mat.mes-hall
Spontaneous stripe order at certain even-denominator fractions in the lowest Landau level
在复合费米子的费米海中,已经实现了对半或四分之一填充的最低朗道能级的物理理解,但在其他偶数分母分数下的状态的性质仍然不清楚。在这项工作中,我们调查朗道水平填充的形式$ν=(2n+1)/(4n+4)$,这对应于复合费米子填充$ν^*=n+1/2$。通过考虑各种可能的候选态,我们排除了在这些填充因子下的复合费米子费米海和成对的复合费米子态,并预测系统相分离为$n$和$n+1$填充的复合费米子朗道能级的条纹。
2001-04-11 cond-mat.mes-hall
Composite fermions in a wide quantum well in the vicinity of the filling factor 1/2
利用声学方法研究了宽(75 nm)量子阱结构中横向交流电导$σ(ω)$随磁场、温度和交流电场幅值的变化关系,重点研究了填充因子$ν=1/2$附近.在频域30-307 MHz和温度域20-500 mK中进行测量。通常,在接近$ν=1/2$的宽量子阱结构中,分数量子霍尔效应(Fractional quantum Hall effect,简称QHE)在样品的某些参数下实现。然而,在我们的结构中,在$ν=1/2$,它是一个可压缩的状态,对应于观察到的复合费米子气体。这通过$\mathrm{Re}\, σ(ω)$的明显频率独立性和弱的降低温度依赖性来证实。比较这个量对温度和功率的声波的依赖性,我们得出结论,所观察到的电导的非线性行为是兼容的复合费米子的声波加热。为了进行比较,我们还研究了$ν= 3/2$附近,在那里可以清楚地观察到HLA-HE机制。
2019-12-05 cond-mat.mes-hall
Bilayer Quantum Hall Systems at Filling Factor ν=2: An Exact Diagonalisation Study
我们提出了一个精确的对角化研究双层量子霍尔系统在填充因子为2的球形几何。我们发现对称性破缺的倾斜反铁磁体的高塞曼耦合相边界是由以前的Hartree-Fock平均场论精确给出的,但在弱塞曼耦合下的稳定性被定性地高估了.在没有层间隧穿的情况下,由于在顶部和底部二维电子层中的独立自旋旋转下的哈密顿量的不变性,总自旋多重态之间发生简并。
2000-03-09 cond-mat.mes-hall
Composite Fermion Geometric Resonance Near ν = 1/2 Fractional Quantum Hall State
我们观察到在宽GaAs量子阱中的高迁移率二维电子和空穴系统中,在弱的、应变诱导的、单向的周期性势调制下,偶分母ν = 1/2分数量子霍尔态两侧的复合费米子的几何共振特性.这些特征提供了一个测量,在转变为ν = 1/2的分数量子霍尔态(可能是两个分量的π 331态)之前,系统保持单分量并支持复合费米子费米海的程度。
2015-04-30 cond-mat.mes-hall
Low-field quantum Hall transport in an electron Fabry-Perot interferometer: Determination of constriction filling vs front-gate voltage
本文报道了在超低温下利用Fabry-Perot电子干涉仪进行的系统的量子霍尔输运实验。GaAs/AlGaAs异质结器件由二维电子层中的刻蚀沟槽限定的两个收缩部分组成,包围着一个近似圆形的岛。沉积在蚀刻沟槽中的前栅极允许微调器件的对称性,并改变相对于体的收缩填充。低场纵向和霍尔磁输运显示出Shubnikov-de Haas振荡和整数量子霍尔平台。系统的前栅电压的变化影响的收缩和岛的电子密度,而体积密度保持不受影响。这导致纵向电阻的量子化平台,而霍尔电阻由低密度、低填充收缩所支配。在较低的领域,当量子霍尔高原未能发展,我们观察到批量舒布尼科夫-德哈斯振荡系列对应于一个整数填充的磁电子带中的收缩。这表明在10 mK时,整个干涉仪区域在这些较低的场仍然是量子相干的。分析数据内的Fock-Darwin模型,我们得到的收缩电子密度作为一个功能的前栅极偏置,外推到零场,电子限制在收缩产生的电子子带(电导通道)的数量。
2008-09-04 cond-mat.mes-hall
Composite Fermion Pairing in Bilayer Quantum Hall Systems
在总朗道能级填充因子为$ν=1/m$(其中$m$为整数)的情况下,导出了具有层间隧穿的双层量子霍尔系统中复合费米子的有效哈密顿量.我们发现复合费米子的基态是三重p波BCS配对态。在$ν=1/2$处,随着隧穿振幅的增加,体系的基态从Halperin $(3,3,1)$态向Pfperan态演化.另一方面,在$ν=1$,唯一确定的配对状态独立于隧穿振幅。
1998-01-07 cond-mat.mes-hall
Composite Dirac fermions in graphene
将复合费米子的概念推广到石墨烯中的“伪相对论”量子霍尔现象,我们讨论了填充因子为-3/2,-1/2,1/2,3/2的可压缩态的可能出现。这种分析进一步扩展到附近的不可压缩态,被视为复合狄拉克费米子的量子量子霍尔效应,以及那些可能发生在填充因子-1,0,1作为结果的(伪)自旋单态配对之间。
2006-11-03 cond-mat.mes-hall
Improved Composite-Boson Theory of Quantum Hall Ferromagnets and Skyrmions without Sigma Models
我们提出了一个改进的量子霍尔铁磁体的复合玻色子理论,其中的场算符只描述了物理自由度代表偏离基态。在这个方案中,skyrmions似乎只是一般的激发局限在最低的朗道水平。我们计算了一个skyrmion的激发能。我们的理论估计解释了由于Schmeller等人的活化能数据。
1998-06-11 cond-mat.mes-hall
The half-filled Landau level - composite fermions and dipoles
费米子陈-西蒙斯理论中的复合费米子方法在描述朗道能级填充因子1/2附近的最低朗道能级的物理学方面非常成功。最近的工作强调了这样一个事实,即真正的准粒子在这些填充因子是电中性的,并携带电偶极矩。在以前的工作中,我们详细讨论了偶极准粒子的两个公式。在这里,我们简要回顾一种方法-称为电子中心准粒子-并显示它如何可以从1/2附近的填充因子扩展到准粒子携带电偶极矩和总电荷。
1999-04-28 cond-mat.mes-hall
Fractional-quantum-Hall edges at filling factor 1-1/m
我们认为,在填充因子为1-1/m的量子霍尔效应制度的二维电子系统的边缘,其中m是一个奇数,微观理论解释的量子霍尔效应的发生在散装预测存在两个反向传播的边缘激发模式。这两种模式是经典的边缘磁等离子体激元模式和一个缓慢移动的中性模式。假设电子被限制在一个共面的正电荷的中和背景,并考虑到远程库仑相互作用,我们确定微观的中性模式的速度和边缘宽度。我们的研究结果旨在指导旨在验证中性模式存在的实验工作,这将在最简单的分层填充因子1-1/m下有力地证实当前对量子霍尔物理的微观理解。
1999-05-20 cond-mat.mes-hall
Comments on "Anomalous-Filling-Factor-Dependent Nuclear Spin Polarization in a 2D Electron System: Quantum Hall Effect" by J.H.Smet, K. von Klitzing et al, Phys. Rev. Lett. 92, 086802(2004)
我们发现,核自旋极化没有得到正确的处理。所提供的参考文献是错误的论文。分配给发现的学分也不正确。错误的理论被引用了。对正确理论的参考被忽略了。因为有很多优秀的人,所以他们不想参考我的论文,即使他们没有解决量子霍尔效应的问题,而我们解决了。
2004-03-08 cond-mat.mes-hall
Topologically Protected Photonic Modes in Composite Quantum Hall/Quantum Spin Hall Waveguides
光子拓扑系统是凝聚态物理中拓扑材料的电磁模拟,它为设计具有新特性的光学器件创造了许多机会。我们提出了一个实验实现的双各向异性Meta波导光子系统复制量子霍尔(QH)和量子自旋霍尔(QSH)拓扑绝缘相。通过精心设计,复合QH-QSH光子拓扑材料被创建并实验证明支持无反射边模,这是一种在凝聚态物理中前所未有的异质拓扑结构。这种拓扑保护模式的有效自旋自由度决定了它们通过这些系统的独特路径,不受反向散射的影响,并且能够在尖角周围传播。{As作为其新颖特性的一个例子,我们实验演示了基于复合QH和QSH结构的无反射光子器件,包括一个2端口隔离器,一个独特的3端口拓扑器件,以及一个全4端口环行器
2019-08-13 cond-mat.mes-hall
The sixteenfold way and the quantum Hall effect at half-integer filling factors
在GaAs量子阱的$5/2$和$7/2$平台之外的许多系统中,已经观察到半整数填充因子的分数量子霍尔态。这包括GaAs中的双层态,ZnO基异质结构中的几个半整数平台,以及石墨烯中的量子霍尔液体。在所有情况下,复合费米子的库珀配对被认为可以解释平台。库珀配对的性质和这些高原上的拓扑顺序是激烈争论的。不同的命令被认为存在于不同的系统中。这使得理解所有建议订单的实验特征变得非常重要。我们回顾了半整数填充下所有可能的复合费米子态的预期实验特征。我们解决马赫-曾德尔干涉,热输运,隧道实验,和法布里-珀罗干涉。为此,我们介绍了一个统一的描述的拓扑秩序的Kitaev的十六倍的方式在他们的波函数,有效的哈密顿量,和边缘理论。
2019-07-03 cond-mat.mes-hall
Influence of the single-particle Zeeman energy on the quantum Hall ferromagnet at high filling factors
在最近的一篇论文[B。A. Piot等人,Phys.Rev.B72,245325(2005)],我们已经表明,在高填充因子下整数量子霍尔效应中电子自旋简并度的提升应该被解释为磁场诱导的Stoner跃迁。在这项工作中,我们扩展的分析,调查的影响,单粒子塞曼能量的量子霍尔铁磁体在高填充因子。单粒子塞曼能量通过施加额外的面内磁场来调谐。系统的自旋极化和自旋分裂的临界磁场的演化都很好地描述为样品在磁场中的倾斜角的函数。
2007-05-01 cond-mat.mes-hall
Composite boson theory of Hall crystals and their transitions to Wigner crystals
Stanford University(斯坦福大学)
本文基于复合玻色子理论研究二维电子系统在垂直磁场中的晶化过程,探讨霍尔液、威格纳晶体和霍尔晶体三种状态的转变机制,揭示霍尔晶体向威格纳晶体的连续相变特性。
2026-03-16 cond-mat.mes-hall
Effective mass staircase and the Fermi liquid parameters for the fractional quantum Hall composite fermions
本文通过数值计算,证明了分数量子Hall系统中复合费米子的有效质量呈现出一种奇异的非单调行为,其阶梯与量子数(= 2,4,.)所附着的通量量子。这是令人惊讶的,因为通常的复合费米子图像预测一个平滑的行为。最重要的是,复合费米子之间存在显着的相互作用,其中激发光谱准确地再现了朗道的费米液体图片与负(即,Hund型)轨道和自旋交换相互作用。
2001-06-20 cond-mat.mes-hall
Comparative Study of the Insulator-Hall Liquid-Insulator Transitions: Composite Boson Picture vs Composite Fermion Picture
基于对复合费米子图像中高场绝缘体-霍尔液体转变的最新唯象理解,我们将其复合玻色子对应物扩展到低场绝缘体-霍尔液体转变的分析。因此,我们实现了这两个过渡的比较研究。以这种方式,在两个跃迁中的填充因子中的类似反射对称性被一致地理解为是由于在跃迁中主导$σ_{xx}$的有隙激发的对称性,以及在跃迁处$σ_{xy}$的突然变化。这两个跃迁中所涉及的显著不同的特征能量尺度可以归因于临界填充因子$ν_c$和有效质量的差异。临界纵向折射率的相反的温度依赖性也是很好理解的,这可以追溯到复合费米子和复合玻色子的相反的统计性质。对零温耗散电导率也作了初步的讨论。上述结果得到了最近实验(cond-mat/9708239)的支持。
1997-12-06 cond-mat.mes-hall
Fractional quantum Hall effect in a quantum point contact at filling fraction 5/2
最近的理论表明,某些量子霍尔态的激发可能具有奇异的编织统计,可以用来构建拓扑量子门。这促使人们在实验上推动使用有限的几何形状来研究这种状态,在这种几何形状中可以测试统计数据。研究了GaAs/AlGaAs二维电子气上量子点接触(QPC)的输运性质,该电子气具有良好的分数量子霍尔效应,包括体填充分数为5/2的情况.我们发现,在有效QPC填充因子5/2的平台是可识别的光刻宽度为1.2微米和0.8微米,但不是0.5微米的点接触。我们研究的温度和直流电流偏置依赖的5/2高原的QPC,以及相邻的分数和整数高原的QPC,同时保持在填充因子3的体积。QPC填充因子5/2附近的运输是一致的手性Luttinger液体边缘状态与边缘间隧道的图片,这表明在5/2的不可压缩状态在这种受限的几何形状的形式。
2007-05-14 cond-mat.mes-hall
Composite Fermion States around 2D Hole Landau Level Filling Factor 3/2 in Tilted Magnetic Fields
在倾斜磁场下对一系列掺C(001)AlGaAs/GaAs/AlGaAs二维空穴样品进行了输运测量。由于大的g因子,塞曼能量是大的并且与这些样品中的回旋能量相当。另一方面,发现面内分量g//很小,倾斜磁场的作用主要是增加空穴的有效质量。研究了朗道能级(LL)填充因子为3/2附近复合费米子态的自旋跃迁。我们发现ν = 4/3态经历了部分到完全的自旋极化转变,与电子样品的模式一致.此外,在很大的倾斜角下,在ν = 3/2处出现高阻相。我们解释这两种现象的结果,主要是由轨道效应驱动的LL交叉。在这些系统中,自旋自由度在ν = 3/2附近的α-H态中所起的作用将被讨论。
2016-07-26 cond-mat.mes-hall
Recent Experimental Progress of Fractional Quantum Hall Effect: 5/2 Filling State and Graphene
分数量子霍尔效应(Fractional Quantum Hall Effect,简称FQHE)是在33年前首次在实验中观察到的。电子间的库仑相互作用和关联导致准粒子带有分数元电荷。30年过去了,太阳能电池领域仍然活跃着新的发现和新的技术发展。填充因子5/2态是量子物理学中的一个重要研究方向,因为它具有不寻常的偶数分母和在拓扑量子计算中的应用。传统上,在高迁移率GaAs异质结构中观察到了异质结HE,但石墨烯等新材料也为异质结HE开辟了新的领域。本文综述了石墨烯中5/2态的量子阱和量子阱的最新研究进展。
2014-12-31 cond-mat.mes-hall
Incompressible States of the Interacting Composite Fermions in Negative Effective Magnetic Fields at $ν=4/13$, 5/17, and 3/10
通过发展一种计算具有负有效磁场的复合费米子基态的算法,对填充因子为$ν= 3/10$、4/13和5/17的全自旋极化分数量子霍尔态进行了复合费米子对角化研究.这些观察到的状态对应于部分填充的第二有效朗道能级,对于携带四个涡旋的复合费米子,填充因子分别为$\barν = 1/2$,1/3和2/3,类似于先前研究的具有$1/3 <ν<2/5$范围内的两个附着涡旋的复合费米子的状态。结果表明,在$2/7 <ν< 1/3$范围内的这些态的性质与在$1/3 <ν<2/5$范围内具有相同$\barν$的态的性质相同:反Pfizer的手征p波配对,携带六个量子化涡旋的复合费米子的关联在$ν= 3/10$产生不可压缩态;复合费米子之间的非常规相互作用,这是由于相对角动量为3的费米子对受到抑制,并与$\barν =1/3$及其粒子在第二有效朗道能级产生复合费米子的分数量子霍尔效应,空穴共轭填充因子2/3,再现了在$4/13$和$5/17$填充因子下的不可压缩态。我们进一步估计了基态能量的热力学极限,并计算了这些态的中性集体激发的最低能隙。
2015-12-11 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
Fractional Quantum Hall Effect of Composite Fermions
在电子密度为1 × 10 ^{11} cm^{-2}的GaAs/AlGaAs量子阱中,我们观察到填充因子nu=4/11和5/13时的分数量子霍尔效应(Fractional Quantum Hall Effect,FHE),以及nu=6/17,4/13,5/17和7/11时的较弱态。这些分数序列不符合nu=p/(2 mp +/- 1)处复合费米子(CF)的积分量子霍尔效应(IQHE)的标准序列。相反,它们可以被看作是碳纤维的碳纤维化,证明了这些复合颗粒之间的残余相互作用。在倾斜的磁场中,nu=4/11态保持不变,强烈表明它是自旋极化的。弱nu=7/11态随倾斜迅速消失。
2003-03-20 cond-mat.mes-hall
Improved Composite-Boson Theory of Monolayer and Bilayer Quantum Hall Ferromagnets
针对单层和双层系统提出了改进的量子霍尔铁磁体复合玻色子理论。在这个方案中,场算符仅仅描述了代表偏离基态的物理自由度。Skyrmions是局限于最低朗道能级的带电激发。通过计算层间相干相中一个skyrmion的激发能,发现层间密度差越大,双层QH态越稳定。
1998-10-01 cond-mat.mes-hall
Composite fermions in the neighborhood of $ν=1/3$
我们提出了广泛的复合费米子理论与填充因子范围$2/5>ν>1/3$,这肯定了复合费米子理论正确地描述了定性重组的低能量希尔伯特空间的强关联电子的精确结果的比较,并预测本征能量与$\sim 0.1$ %的准确度。这些事实确立了复合费米子描述在这个填充因子区域的基本有效性。
2003-09-07 cond-mat.mes-hall
New Anisotropic Behavior of Quantum Hall Resistance in (110) GaAs Heterostructures at mK Temperatures and Fractional Filling Factors
在8mK的极低温度下进行了高迁移率(110)GaAs异质结的输运实验。在较高的朗道能级,我们观察到的输运各向异性,承担一些相似的是已经看到的半奇数填充(001)取向基板。此外,我们报告的第一次观察到的最低朗道能级内的传输各向异性。这种显著的新各向异性与电流方向无关,而取决于磁场的极性。
2003-12-11 cond-mat.mes-hall
A Microscopic Model of Edge States of Fractional Quantum Hall Liquid: From Composite Fermions to Calogero-Sutherland Model
基于复合费米子方法,我们导出了含$ν=\frac{ν^*}{\tildeϕν^*+1}$的分数量子霍尔液体中低边激发的微观理论。对于$ν^*>0$,复合费米子模型在一维极限下约化为SU $(ν^*)$ Calogero-Sutherland模型,而对于$ν^*<0$,复合费米子模型不是精确可解的.然而,在这两种情况下的基态可以找到和低位激发可以显示手征Luttinger液体的行为,因为在每个分支的方位角激发的右和左移动扇区之间存在的间隙。
1999-07-14 cond-mat.mes-hall
Paired composite fermion phase of quantum Hall bilayers at ν= 1/2 + 1/2
我们提供了数值证据复合费米子配对的量子霍尔双层系统在填充$ν=1/2 + 1/2$层之间的中间间距。我们将相位确定为$p_x + i p_y$配对,并构造了高精度的试探波函数来描述球上的基态。对于层间的大距离和有限系统,竞争的“洪德规则”状态,或复合费米子液体,在某些系统尺寸中占主导地位。我们认为,对于较大的系统,配对阶段将持续较大的层间距。
2008-10-24 cond-mat.mes-hall
Pump-probe nuclear spin relaxation study of the quantum Hall ferromagnet at filling factor nu = 2
用泵浦-探测技术研究了在InSb栅控二维电子气中形成的nu = 2量子霍尔铁磁体(QHF)的核自旋-晶格弛豫时间T1。与具有Korringa型温度依赖性的nu = 1周围的量子霍尔态的长T1相反,nu = 2 QHF的温度无关的短T1表明在畴壁中存在低能集体自旋激发。此外,这种铁磁状态的T1也被发现是填充和电流无关。这些结果的解释相比,其他QHF的T1属性进行了讨论的畴壁skyrmion,这将导致更好地理解QHF。
2019-08-19 cond-mat.mes-hall
Pairing of Composite Fermions, Laughlin Correlations, and the Fractional Quantum Hall Hierarchy
提出了一种新的分数量子霍尔(HHH)态的最低朗道能级(LL)的层次来解释最近观察到的HHH分数,如nu=5/13,3/8,或4/11。基于对它们相互作用赝势的分析,我们认为Laughlin准粒子(部分填充复合费米子LL中的粒子/空穴)是成对的。这些对被认为彼此之间具有Laughlin关联,并且在一系列分数处形成凝聚态,其中包括实验中观察到的所有新的分数。
2003-04-05 cond-mat.mes-hall
High-order two-component fractional quantum Hall states around filling factor $ν= 1$
University of Minnesota(明尼苏达大学);Princeton University(普林斯顿大学)
研究发现高阶双组分分数量子霍尔态在填充电量因子$ν=1$附近出现,揭示了双层量子霍尔系统中丰富的拓扑结构和相互作用特性。
2025-12-03 cond-mat.mes-hall
Spinful Composite Fermions in a Negative Effective Field
本文研究了填充分数ν= 2/3,3/5和4/7时的分数量子霍尔复合费米子波函数。在这些填充分数中的每一个,都有几个可能的波函数具有不同的自旋极化,这取决于有多少自旋向上或自旋向下的复合费米子朗道能级被占据。我们计算了可能的复合费米子波函数的能量,并预测了不同自旋极化的基态之间的跃迁,塞曼能量与库仑能量的比值是不同的。以前,几个实验已经观察到不同的自旋极化状态之间的这种转变,我们直接比较我们的预测,这些实验。为了更详细地比较理论和实验,我们还包括有限厚度的影响,在我们的计算。我们发现合理的实验和复合费米子理论之间的定性协议。最后,我们考虑了填充因子ν= 2+2/3,2+3/5和2+4/7的复合费米子态。后两种情况下,我们预测自旋极化,即使在零塞曼能量。
2012-06-05 cond-mat.mes-hall
Theory of the spin singlet filling factor $ν=2$ quantum Hall droplet
建立了抛物型量子点中自旋单重态量子霍尔液滴在填充因子为$ν=2$时的电子性质理论。由于电子转移到第二朗道水平在低磁场和由于自旋翻转在边缘在较高的磁场的液滴的激发光谱和稳定性确定使用Hartree-Fock,精确对角化,和自旋密度泛函方法。我们发现,以上的电子$N_c$的临界数的非极化$ν=2$量子霍尔液滴停止是一个基态,有利于自旋极化相。我们确定的特性模式,在除了和电流振幅库仑阻塞谱与稳定的$ν=2$液滴。我们表明,在临界电子数的液滴的自旋跃迁是伴随着在$ν=2$线的电流振幅调制的逆转,在最近的实验中观察到的。
2002-04-17 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall effect at half-filled Landau level: Pairing of composite fermions
从复合费米子配对的角度讨论了半满朗道能级下量子霍尔效应的可能性。在没有库仑能的情况下,我们证明了系统的基态可以用复合费米子的{ \it p}波BCS配对态来描述。当比值$α\equiv (e^2/ε\ell_B)/ε_F$($\ell_B$:复合费米子的磁长度,$ε_F$:费米能)大于临界值$α_c \sim 8.2$时,配对态的能隙消失。但是,如果$\hbar ω_c \gg e^2/ε\ell_B$成立,则$α$仍小于$α_c$。然后在这种情况下,可能出现导致量子霍尔效应的配对状态。讨论了实自旋自由度和塞曼能的影响。
1998-09-16 cond-mat.mes-hall