Edge Physics of the Quantum Spin Hall Insulator from a Quantum Dot Excited by Optical Absorption
量子自旋霍尔绝缘体的无间隙边缘模式形成螺旋液体,其中沿着边缘的运动方向由电子的自旋取向确定。为了探索这些边缘状态的Luttinger液体物理和它们与磁性(近藤)杂质的相互作用,我们考虑一个设置,其中螺旋液体隧道耦合到半导体量子点,这是由光吸收激发,从而诱导有效的量子猝灭的隧道。在低能量下,吸收光谱由幂律奇异性主导。相应的指数与相互作用强度(Luttinger参数)直接相关,并且由于量子自旋霍尔边缘的独特性质,可以使用边界共形场论精确计算。
2014-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Bilayer Coherent and Quantum Hall Phases: Duality and Quantum Disorder
利用Chern-Simons-Ginzburg-Landau理论,研究了在总填充因子为$ν=1/k$(其中$k$为奇数)时无层间隧穿的自旋极化量子霍尔系统.利用粒子涡旋对偶性和量子无序的概念,我们发现了大量可能的可压缩和不可压缩基态,其中一些可能与Spielman { \it et.al.}最近的实验有关。除了通常的$(k,k,k)$ Halperin态,我们还发现了层间相干不可压缩态和层间相干不可压缩态。
2000-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hall effect between parallel quantum wires
我们从理论上研究了Auslaender等人[Science 308,88(2005)]在低电子密度下的实验中的平行量子线。研究表明,当两条线中的一条进入小自旋带宽的自旋非相干区域时,在二维或三维电子系统中观察到的霍尔效应会发展。这与依赖于磁场的隧穿指数一起清楚地识别了这种实验中的自旋不相干性,并且将其与无序效应区分开来。
2007-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dissipation and Tunnelling in Quantum Hall Bilayers
在一个简单的思想实验的框架内,我们讨论了量子霍尔双层膜中传输和固有耗散之间的相互作用。我们计算,第一次,量子修正这个系统的半经典动力学。这使我们能够重新解释这些系统上的隧道测量。我们发现一个强大的峰值在零温度隧穿电流所产生的非相干电荷波动的约瑟夫森振荡衰减。在存在面内场的情况下,隧穿电流中的共振形成不对称的线形。
2004-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Acoustic Wave Absorption as a Probe of Dynamical Geometrical Response of Fractional Quantum Hall Liquids
我们证明了声晶波对电子气产生类似于引力波的效应。将这一想法应用于分数量子霍尔制度中的二维电子气,这允许对其动态引力响应进行实验研究。为了研究这样的响应,我们推广的分数量子霍尔态的Halcott的几何描述的情况下,外部度规是随时间变化的。我们表明,这种依赖于时间的度规(产生的声学或有效的引力波)耦合到系统的集体模式,包括四极模类似的引力子在长波长,和有限波长的磁旋子。这些模式的能量可以在光谱测量中揭示。我们认为,这样的引力探测提供了一个潜在的非常有用的替代探测量子霍尔液体,除了通常的电磁响应。
2016-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Absorption in the fractional quantum Hall regime: trion dichroism and spin polarization
我们提出了测量的光学带间吸收的分数量子霍尔制度的GaAs量子阱中的范围0 <nu <1。研究了单重态三电子吸收的机制,并指出其圆二色性可以作为二维电子系统(2DES)基态自旋极化的探针。我们发现,在nu = 1/3的2DES是完全自旋极化。增加填充因子导致逐渐去极化,在nu = 2/3附近的二向色性中具有尖锐的最小值。我们发现,在0.5 <nu <0.85的范围内的2DES保持部分极化的磁场从2.75到11特斯拉的宽范围。这与极化和去极化区域的混合物的存在是一致的。
2006-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Evidence for a finite temperature phase transition in a bilayer quantum Hall system
研究了双层二维电子系统中强关联$ν_T = 1$量子霍尔相的类约瑟夫森层间隧穿特征随层间距、温度和层间电荷不平衡的变化关系.我们的研究结果提供了强有力的证据,有限的温度相变分离层间相干相缺乏强的层间关联的非相干相。转变温度取决于层间距和层之间的电荷不平衡。
2008-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Optical Hall absorption sum rule and spectral compensation in time-reversal-breaking moiré and Hofstadter systems
School of Physics, Peking University(北京大学物理学院)
研究了时间反演破缺拓扑系统中光学霍尔吸收的求和规则,揭示了低频异常霍尔吸收需通过高频谱权重补偿的机制,为圆二色性约束和陆天文能级混合诊断提供了理论框架。
2026-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Emission and absorption noise in the fractional quantum Hall effect
本文计算了任意温度下分数量子霍尔效应样品的高频发射和吸收噪声。我们模拟的手性Luttinger液体(LL)的边缘,我们使用的非平衡微扰Keldysh形式主义。我们发现,非对称的高频噪声包含电子-电子相互作用的重要签名,可以用来测试Luttinger液体物理,不仅在边缘状态,但也可能在其他一维系统,如碳纳米管。特别是,我们发现,过量噪声(定义为在有限电压和零电压的噪声之间的差异)的发射和吸收组件是不同的相互作用的系统,而不是非相互作用的情况下,当它们是相同的。我们研究了约瑟夫森频率(正比于施加的电压)的噪声中出现的谐振特性,我们还分析了测量点和后向散射点之间的距离的影响。我们的大部分分析是在弱背散射极限下进行的,但我们也计算并简要讨论了隧穿机制中的高频噪声。
2007-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Order parameter suppression in double layer quantum Hall ferromagnets
朗道能级填充因子为$ν=1$的双层量子霍尔系统具有对称性破缺的基态,在没有层间隧穿的情况下,具有自发的层间相位相干性,对称子带和反对称子带之间存在间隙.我们研究了量子涨落对对称格林函数的光谱函数的影响,在光吸收实验(cond-mat/9809373)中进行了探测。我们发现,作为最大的层分离时,$ν=1$量子霍尔效应发生的接近,在最低朗道水平的吸收增长的强度。详细的线的形状,这种吸收的评估和相关的系统的集体激发光谱的功能。
1999-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interedge coherent line junctions in Quantum Hall systems
本文讨论了量子霍尔线结(QHLJ)的一些性质,量子霍尔线结出现在电子气之间的势垒附近,在电子隧穿的窄势垒中,QHLJ的低能物理可用量子sine-Gordon模型描述。我们提出的程序来研究这些系统的一种性质与最近的实验研究康{ \it等人},Nature { \bf 403},59(2000).我们提出了测量Sine-Gordon模型的无量纲耦合常数特性值及其费米速度的实验方法。当2DEG子系统的体填充是$ν\sim 2$时,这些系统可以是观察自旋非相干LL行为的良好候选者。
2007-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Correlation between incoherent phase fluctuations and disorder in Y$_{1-x}$Pr$_x$Ba$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$ epitaxial films from Nernst effect measurements
本文报道了YPDMATHABMM Pr $_x$ Ba $_2$ Cu $_3$ O $_{7-δ}$(Pr-YBCO,0 $\leq x\leq$ 0.4)外延薄膜在宽温度和磁场范围内的能斯特效应、电阻率和霍尔角的测量结果。虽然霍尔和电阻率的数据表明一个广泛的赝能隙制度,根据早期的结果,这些第一次测量的能斯特效应Pr-YBCO超导转变温度以上的大信号(T $_c$)。这种效应归因于T $_c$上存在的相位非相干凝聚体中的类涡旋激发。对YBCO铜族化合物的无序度和相涨落区宽度之间的关系已经建立,这表明无无序的YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{7-δ}$的T $_c\approx$为110 K.
2007-07-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Singular responses of spin-incoherent Luttinger liquids
当局部势在时间上突然改变时,电子气转移到一个新的状态,该状态在很长一段时间内与没有局部势时的状态正交。这被称为安德森正交性灾难,它与所谓的X射线边缘或费米边缘奇点有关,并与隧道进入相互作用的一维费米子系统有关。光子吸收或隧穿态密度的有限频率响应经常表现出作为频率的函数的奇异行为:$(\frac{ω_{\rm th}}{ω-ω_{\rm th}})^αΘ(ω-ω_{\rm th})$其中$ω_{\rm th}$是阈值频率,$α$是表征奇异响应的指数。本文综述了自旋非相干Luttinger液体的奇异响应。这样的反应通常不属于上述熟悉的形式,而是典型地表现出对数校正,并在理论中的微观相互作用方面显示出更高的普适性。具体的预测,目前的实验情况进行了总结,并突出了与自旋非相干Luttinger液体的关键突出的理论问题。
2009-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Double point contact in Quantum Hall Line Junctions
我们发现,多点接触的屏障分离两个横向耦合的量子霍尔流体诱导Aharonov-Bohm(AB)振荡的隧穿电导。这些量子相干性效应为量子霍尔流体边缘态的Luttinger液体行为提供了新的证据。对于两点接触,我们确定相干和不相干的制度,由它们的分离和温度的相对大小。我们分析了这两个制度的强和弱隧穿振幅限制,以及它们的温度依赖性。我们发现隧穿电导在相干态下呈现AB振荡,在强隧穿振幅和弱隧穿振幅下都有相同的周期,但函数形式不同。
2003-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Probing quantum criticality using nonlinear Hall effect in a metallic Dirac system
在金属(掺杂)狄拉克系统中,相互作用驱动的对称性破缺可以在费米能级下的节点处自发产生能隙。在这个过渡过程中,线性电导率仍然有限,使得在线性传输中难以直接观察。我们提出了非线性霍尔效应作为这种转变时,反转对称性破缺的直接探针。具体来说,对于一个二维狄拉克材料与倾斜的低能量色散,我们首先预测的特征带间共振峰转化为非洛伦兹形式的碰撞制度。此外,我们还证明了反转对称破缺量子相变是由一条奇异的依赖于倾斜的临界点线控制的。当从有序侧接近这条线时,由于强耦合的非相干费米子和玻色子激发之间的散射,非线性霍尔电导率被抑制。我们的研究结果应该激励进一步研究强相互作用狄拉克材料的非线性响应。
2020-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Conductance plateaus and shot noise in fractional quantum Hall point contacts
量子点接触器件是研究分数量子霍尔(Fractional Quantum Hall,简称FWHH)态边缘结构不可缺少的工具。最近观察到的量子化电导平台伴随着散粒噪声,在这样的设备,以及马赫-曾德尔干扰的抑制,要求理论解释。在本文中,我们开发了一个理论的量子点接触,它允许一个通用的阿贝尔边缘结构,并假设边缘模式(非相干传输制度)之间的强平衡的BTH边缘状态传输。我们发现,电导平台被发现时,量子点接触局部耗尽霍尔酒吧到一个稳定的区域,填充因子低于散装和由此产生的边缘状态平衡。在这些平台上产生的散粒噪声可以根据器件中边缘电荷和热传输的13种可能组合进行分类。我们还评论了量子化平台的出现和马赫-曾德尔干涉的抑制之间的关系。除了解释最近的实验结果,我们的研究结果提供了新的见解和观点的量子点接触器件在CNOH制度。
2019-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonzero temperature transport near fractional quantum Hall critical points
在早期的工作中,达姆勒和作者(Phys. Rev. B in press; cond-mat/9705206)证明了非相干的非弹性过程在二维量子临界点附近的输运中所起的核心作用。本文将这些结果推广到分数量子化霍尔态和绝缘体之间的任意子气体中的量子跃迁的情况,通过改变外部周期势的强度诱导。我们用陈、费希尔和吴(Phys.Rev.B48,13749(1993))介绍的量子场论来描述这种跃迁。临界点处的纵向电导率和霍尔电导率都是$\hbar ω/ k_B T$的$e^2/ h$倍非平凡、完全通用的函数($ω$是测量频率)。这些功能的计算使用相结合的微扰理论的久保公式,和解决方案的量子玻尔兹曼方程的非离子准粒子和准空穴。结果包括直流电导率($\hbar ω/k_B T \to 0$)的值;早期的工作严格限制在T=0,因此只计算高频交流。使用$\hbar ω/ k_B T \to \infty$测量电导率。
1997-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Vanishing thermal equilibration for hole-conjugate fractional quantum Hall states in graphene
通过边缘通道的输运负责量子霍尔(QH)相的传导。拓扑结构决定了电荷和热输运系数的量子化。当非相干平衡过程占主导地位时,这些结果接近稳健的量化值。在这里,我们报告测量的整数和分数量子霍尔(HGH)相,实现在hBN封装的石墨门控双层石墨烯器件的电导和热导。值得注意的是,对于填充因子为$ν=5/3$和$ν=8/3$的复杂边缘,对应于部分填充朗道能级的范型空穴共轭双氢相$ν=2/3$,我们发现热平衡消失。这是惊人的,考虑到,在同一时间,我们的结果的电导表明有效的电荷平衡。这些结果与我们的理论分析一致,指出在强静电相互作用的极限下,热平衡长度是发散的。我们的结果阐明了电子二维拓扑相中从介观到鲁棒拓扑主导输运交叉的微妙本质。
2021-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Polaron Absorption in a Perovskite Manganite La0.7Ca0.3MnO3
测量了La_(0.7)Ca_(0.3)MnO_3(LCMO)样品随温度变化的光电导谱。在非常低的温度下的金属状态下,它们清楚地显示出两种类型的吸收特征,即,一个尖锐的Drude峰和一个宽的中红外吸收带,这可以解释为一个大的晶格极化子的相干和非相干带。在LCMO中的这种基本激发被发现是在一个强耦合的制度,并与自旋自由度的相互作用。
1998-04-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Signatures of neutral quantum Hall modes in transport through low-density constrictions
分数量子霍尔(Fractional Quantum Hall,简称FWHH)系统中的收缩不仅有利于反向传播边缘模式之间的反向散射,而且可以相对于体填充分数$ν_b$减小收缩填充分数$ν_c$。如果$ν_b$和$ν_c$都对应于不可压缩的CNOH态,则收缩区域的至少一部分被复合边缘包围,其低能动力学的特征在于电荷模式和一个或多个中性模式。在非相干的制度,中性模式的衰减描述的平衡的复合物的CITOH边缘,而在相干输运的限制,中性模式的存在引起普遍的电导波动。此外,中性模式重新归一化跨越收缩的散射强度,并且因此可以确定前向和后向散射的相对强度。
2008-06-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Strange metal from incoherent bosons
著名的费米液体理论在奇异金属相中的崩溃是关联量子物质的核心谜团。最近的实验报告短命载体的动机,随着普遍存在的观察调制激发的铜酸盐的相图,我们提出了一个模型,这个阶段。我们引入玻色子出现在一对密度波的残余物作为额外的电流载体在奇怪的金属相。这些玻色子激发是有限动量库珀对,因此携带两倍的电子电荷,其净自旋可以是零或一,由两个自旋- $1/2$电子产生。我们表明,这样的模型可以捕捉到著名的电阻率与温度的线性关系,并体现了德鲁德形式的交流电导率与普朗克耗散率。此外,这种玻色子是不相干的,因此对霍尔电导率没有贡献。从自旋三重态对称的电子对中出现的玻色子也再现了最近观察到的线性场内磁阻[P. Giraldo-Gallo et al.,Science 361,479(2018); J. Ayres等人,arXiv:2012.01208(2020)]。
2021-05-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum Hall ferroelectric helix in bilayer graphene
我们重新研究了双层石墨烯在奇数填充因子的近简并$n=0$和$n=1$朗道能级的简化模型内的基态的性质。以前的Hartree-Fock研究发现,具有轨道相干性的铁电态可以通过调整这些能级之间的轨道分裂来稳定。这些研究表明,除了均匀的铁电态,一个螺旋铁电相自发打破平移对称是可能的。通过对环面进行精确对角化,我们认为该系统不具有均匀的相干态,而是直接从均匀的非相干态过渡到铁电螺旋相。我们认为,有一个现实的前景,以稳定的螺旋铁电态的双层石墨烯通过调整层间电场的模型,包括所有的单粒子校正其零能量八倍多重朗道能级。
2019-03-29 cond-mat.str-el
Optical and Magneto-optical Response of a Doped Mott Insulator
在强关联电子系统的动态平均场论($d=\infty$)下,研究了掺杂莫特绝缘体的光学、拉曼和交流霍尔响应.的{ \it isosbectic}点的光学电导率的发生被证明是与广义电荷磁化率的频率依赖性。我们计算的拉曼响应,探测的波动的“应力张量”,并表明,散射的特点是可观的非相干贡献。计算出的交流霍尔常数和霍尔角也显示出等色点。这些结果也与$d=\infty$中的{ \it非FL}金属所获得的结果进行了比较。详细讨论了低能相干(FL)或非相干(non-FL)在确定$d=\infty$中强关联金属有限频率响应中的作用。
1999-07-21 cond-mat.str-el
Inner Nonlinear Waves and Inelastic Light Scattering of Fractional Quantum Hall States as Evidence of the Gravitational Anomaly
研究了分数量子霍尔态中内波的量子流体力学性质。我们证明了内波对非弹性光散射是引力异常的唯一效应。我们得到的公式的散射强度或光吸收的平均能量表示单独的一个独立的可测量的静态结构因子。该公式并不明确地依赖于模型相互作用势。
2018-02-22 cond-mat.str-el
Transport Properties of Doped t-J Ladders
用数值对角化方法计算了不同类型t-J梯的电导率和霍尔系数随温度和频率的变化。在温度T_{coh}下发现了从非相干电荷动力学到相干电荷动力学的交叉。在T_{PG}处存在另一个交叉,在该交叉之下,由自旋能隙的打开引起的赝能隙在光谱中打开。在自旋间隙的情况下,T_{coh}和相干权重被抑制,特别是随着维数的增加。相反,T_{coh}被T_{PG}下方的赝能隙形成强烈增强,其中相干Drude权重随着维数的增加而减小。霍尔系数在T_{PG}处示出强交叉,低于该交叉,对于小掺杂浓度,霍尔系数具有大幅度。
1997-05-27 cond-mat.str-el