Transport, Noise, and Conservation in the Electron Gas: How to Build a Credible Mesoscopic Theory
证明了电子输运的Boltzmann-Landau-Silin和Landauer-Buettiker-Imry理论是互不相容的。第一个方面的微观规范不变性,电子-空穴对称性,以及相关的电子气的守恒和规则。第二种方法则不然。这直接表现在它的非物理压缩性上。
2002-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anisotropic States of Two-Dimensional Electron Systems in High Landau Levels: Effect of an In-Plane Magnetic Field
我们报道了在半满高朗道能级中观察到的二维电子系统的各向异性纵向电阻率对面内磁场的大小和方向的敏感性。在第三和更高的朗道能级中,在填充分数nu=9/2、11/2等处,面内场可导致“硬”和“易”传输方向的显著互换。在第二朗道能级上,大的面内场破坏了正常各向同性的电阻率和弱的nu=5/2量子化霍尔态,输运变得高度各向异性。
1999-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Reply to Simon's Comment on "Evidence for an Anisotropic State of Two-Dimensional Electrons in High Landau Levels"
我们最近报道了[PRL 82,394(1999)]在高朗道能级的二维电子气中的大输运各向异性。这些观察是利用正方形和霍尔棒样品几何形状进行的。Simon最近评论说[cond-mat/9903086],当使用正方形样品时,样品中电流的经典计算显示了潜在各向异性的放大。在这个答复中,我们提出了最近的数据获得了一个非常高的流动性的样品,并重申,有或没有放大,各向异性的发展在很低的温度下,在高朗道水平。
1999-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Cascade of multi-electron bubble phases in monolayer graphene at high Landau level filling
本文通过化学势测量绘制了单层石墨烯高朗道能级中电子固体态的相图,揭示了多电子泡相之间密度调制的相变级联,并发现T≈1K时固体发生熔融。
2023-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Sub-Landau levels in two-dimensional electron system in magnetic field
Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo(圣卡洛斯物理研究所,圣保罗大学)
研究强磁场下二维系统中相互作用电子的精确解,发现其组织成由相对角动量量子数m定义的亚朗道能级,揭示了电子关联对量子反常霍尔系统中关联相出现的微观机制。
2026-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Competition of Pairing and Nematicity in the Two-Dimensional Electron Gas
垂直磁场作用下的二维电子气由于其丰富的相图,一直是人们研究的热点。在这个系统中,一个特别有趣的问题是半满朗道能级,其中复合费米子的费米海,由复合费米子的配对不稳定性引起的分数量子霍尔态,以及量子霍尔跃迁分别在半满$N=0$,$N=1$和$N \geq 2$朗道能级中观察到。因此,不同的基态发展在不同的半满朗道能级。这种情况最近发生了变化,当在半满的$N=1$朗道能级中报道了成对分数量子霍尔态和量子霍尔跃迁的证据时。此外,还发现了这两种有序态之间的直接量子相变,这些结果突出了在低无序环境中,对向列性和对向列性之间的密切联系,这是当前几个强关联系统中的一个热门话题。
2020-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Non-Abelian quantized Hall states of electrons at filling factors 12/5 and 13/5 in the first excited Landau level
本文给出了在填充因子为12/5和13/5的环面几何中,考虑库仑相互作用和非零厚度效应的第一激发(n=1)朗道能级电子的基态的大量数值计算结果。在一个区域,包括这些实验相关的值,我们发现,能谱和与审判状态的重叠支持以前的假设,该系统是在非阿贝尔k = 3液相,我们在以前的论文中介绍。
2006-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electron correlation in the second Landau level; a competition between many, nearly degenerate quantum phases
在9 mK的极低温度下,极高迁移率的二维电子系统的第二朗道能级上的电子表现出非常复杂的电子行为。随着填充因子的变化,不同来源的量子液体与几个绝缘相竞争,导致输运参数的不规则图案。我们观察到一个充分发展的$ν=2+2/5$态与偶分母$ν=2+1/2$态之间被一个绝缘相隔开,以及一个被这样的相包围的$ν=2+2/7$和$ν=2+1/5$态。在$ν=2+3/8$处的发展平台表明存在其他偶数分母状态。
2004-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electron bubbles in highly excited states of the lowest Landau level
本研究通过精确对角化计算,在最低朗道能级电子液滴能谱中部发现含局域填充ν=1紧密束缚电子气泡的特殊高激发态,证实其在库仑与偶极相互作用下均存在,并探讨了莫尔材料中的实验实现可能性。
2024-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ground state phase diagram of 2D electrons in a high Landau level: - DMRG study
用密度矩阵重整化群方法研究了高朗道能级(指数N = 2)下二维电子的基态相图.对关联函数系统地计算了各种填充因子从v = 1/8到1/2。结果表明,该体系的基态相图由三种不同的CDW态组成:条纹相、泡状相和维格纳晶体。条纹相和气泡相的分界线为v_c = 0.38,气泡相和维格纳晶体的分界线为v_c = 0.24。每个跃迁都是一阶跃迁。
2001-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Landau Damping in a 2D Electron Gas with Imposed Quantum Grid
研究了在半导体衬底上施加二维周期性量子线或纳米管网格(量子交叉杆,QCB)后的介电特性。结果表明,QCB和半导体衬底之间的电容性接触不会破坏长波QCB激发的Luttinger液体特性。然而,衬底表面的介电损耗由于QCB超晶格上的衍射过程而被大幅修改。QCB-衬底相互作用的结果在额外的朗道阻尼区的衬底等离子体。它们的存在、形式和损耗密度对QCB晶格常数非常敏感。
2003-12-10 cond-mat.str-el
Interaction-induced merging of Landau levels in an electron system of double quantum wells
我们证明了在固定整数填充因子的垂直磁场作用下,双量子阱中的化学势跳跃消失是由相互作用引起的能级合并引起的.在合并制度的分布函数是特殊的,在找到一个电子的能量等于化学势的概率是不同的两个合并的水平。
2015-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Landauer Conductance and Nonequilibrium Noise of One-Dimensional Interacting Electron Systems
一维相互作用的电子系统的电导计算的方式类似于Landauer的参数为非相互作用的系统。与以前使用Kubo公式的研究不同,电导直接评估为电流$J$与右向和左向粒子之间的化学电势差$Δμ$的比值。结果表明,$J$和$Δμ$都能被电子-电子相互作用重整化,但如果电子-电子相互作用是唯一的散射机制,则它们的比值-电导根本不能重整化.它也表明,在低频的非平衡电流波动在这种情况下是不存在的。这些结论是对费米液体(其中准粒子伴随着回流)和Tomonaga-Luttinger液体得出的。
1998-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Contribution of the second Landau level to the exchange energy of the three-dimensional electron gas in a high magnetic field
我们导出了强磁场中三维相互作用电子气交换能的封闭解析表达式,该表达式通过显式地包含第二能级(L=1)和任意自旋极化的影响而超越了量子极限(L=0).包含L=1水平带来的领域,该公式适用于更接近实验室的范围,与以前的表达式相比,有效的只有L=0和完整的自旋极化。我们确定,并解释,两个不同的制度,分开的临界密度$n_c$。低于$n_c$,每个粒子的交换能由于L=1的贡献而降低,而高于$n_c$,每个粒子的交换能增加。作为我们的一般方程的特殊情况下,我们恢复各种已知的,更有限的,更高的领域的结果,并确定和纠正这些早期的表达式中的一些不一致。
2008-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Rotating Bose gas dynamically entering the lowest Landau level
最近的实验的动机,我们在一个旋转的各向异性的陷阱,其中的运动方程是类似于带电粒子在磁场的凝聚玻色气体的动力学模型。当旋转速率从零上升到捕获频率时,冷凝物沿着一个方向伸展,沿着另一个方向被挤压,变得又长又薄。当陷阱各向异性在特定的时间尺度上缓慢关闭时,冷凝物留在最低的朗道能级。我们使用时间相关的变分方法来量化这些动态,并给出直观的参数的凝聚波函数的结构。这种最低朗道能级凝聚体的制备可以是实现量子霍尔态的玻色子类似物的重要的第一步。
2022-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Interplay of Rashba, Zeeman and Landau splitting in a magnetic two dimensional electron gas
本文研究了由调制掺杂的n型HgMnTe/HgCdTe量子阱构成的磁性二维电子气的输运性质。通过分析Shubnikov-de Haas振荡及其拍频模式的节点位置,我们能够将栅电压相关的Rashba自旋轨道分裂与温度相关的巨塞曼分裂区分开来。它已被实验证明,Rashba的自旋轨道分裂是大于或相当于$sp-d$交换相互作用引起的巨大塞曼分裂,即使在中等高的磁场在这个磁性2DEG。
2002-06-18 cond-mat.str-el
Merging of Landau levels in a strongly-interacting two-dimensional electron system in silicon
我们表明,合并的自旋和谷分裂朗道能级的化学势是一个强相互作用的二维电子系统在硅中的固有属性。水平合并的证据给出了现有的实验数据。
2014-04-29 cond-mat.str-el
Electrons and composite Dirac fermions in the lowest Landau level
我们构造了一个行动的复合狄拉克费米子符合对称性的电子投影到最低的朗道水平。首先,我们构建了一个推广的$g=2$电子,给出了一个光滑的无质量限制在任何弯曲的背景。利用微观电子理论在无质量极限下的对称性,我们发现了许多对低能有效理论的限制。我们发现,任何低能量的描述必须耦合到一个几何表现出非平凡的曲率,即使在平坦的时空。任何复合费米子都必须有一个电偶极矩与复合费米子的波矢成正比并正交。我们构造了复合狄拉克费米子的有效作用量,并计算了该理论的物理应力张量和电流算符。
2017-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Influence of Landau levels in the phonon dispersion of Weyl semimetals
外尔半金属在置于磁场下时显示出不寻常的电子输运性质。在这里,我们研究如何磁场改变这些材料中的长波长晶格振动的动力学。为此,我们开发了一个理论的声子色散,其中包括贡献的手性和非手性朗道水平,电子-声子相互作用,电子-电子相互作用,和无序。我们预测(i)磁场诱导的光学声子和等离子体之间的杂交,(ii)避免交叉之间的赝标光学声子和电子激发来自非手征朗道能级,(iii)的声音传播和磁场之间的相对角度的急剧依赖的声速。我们比较我们的结果,最近的理论研究的签名的手征异常的声子动力学。
2019-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Landau level quantization of Dirac electrons on the sphere
朗道能级中的相互作用可以稳定物质的新相,例如分数量子化的霍尔态。这些系统的数值研究大多需要紧凑的流形,如球或环面。对于大质量色散,Haldinger [F.D.M.]引入了球面上最低朗道能级的形式。Halalgum,PRL 51,605(1983)]。然而,石墨烯和3D拓扑绝缘体的表面显示无质量(狄拉克)色散,因此需要不同的描述。我们推广了以前开发的狄拉克电子的球在零场,包括外部的,均匀的磁场的影响的形式主义。
2018-07-19 cond-mat.str-el
Landau Damping in an Electron Gas
本文利用实频图解蒙特卡罗方法求解Bethe-Salpeter方程,研究均匀电子气中电子-空穴库仑散射对朗道阻尼的影响,揭示了其随库仑参数和温度的变化规律。
2024-02-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Landau Level Mixing and the Fractional Quantum Hall Effect
我们推导了分数量子霍尔效应在n=0和n=1朗道能级的有效哈密顿量,这些哈密顿量微扰地解释了电子-电子相互作用引起的朗道能级混合。对于电子-电子相互作用与回旋能量之比的二阶,朗道能级混合是通过构建有效相互作用哈密顿量来解释的,该哈密顿量包括以Haldron赝势为特征的两体和三体贡献。我们的研究建立在以前的治疗,作为垫脚石的观察,有效的哈密顿量是完全由少体问题与N=2和N=3的电子在部分填充朗道水平。对于n=0的情况下,我们使用的第一个量子化的方法,以提供一个紧凑和透明的推导的有效哈密顿捕获一类虚拟的过程中省略的早期推导的朗道能级混合校正Haldom赝势。
2013-06-24 cond-mat.str-el
Unified thoery of strongly correlated electron systems
在本征泛函玻色化方法框架下,引入虚相场来唯一表示电子关联,证明了Landau Fermi液体理论和Tomonaga-Luttinger液体理论是可以统一的.在此框架下,一维相互作用电子气的Tomonaga-Luttinger液态行为起源于其费米结构,二维相互作用电子气的非Landau-Fermi液态行为是由电子的长程相互作用引起的,而三维相互作用电子气一般表现为Landau-Fermi液态行为.
2000-11-16 cond-mat.str-el
Breakdown of Landau Fermi liquid theory: restrictions on the degrees of freedom of quantum electrons
当代凝聚态物理的一个挑战是理解朗道费米液体理论范式之外的非传统电子物理。在这里,我们提出了一个观点,假定大多数这样的非传统电子物理的例子源于对朗道费米液体中量子电子自由度的限制。由于自由度与系统的对称性和拓扑结构紧密相连,因此这些限制可以通过外部约束或通过以下机制的相互作用驱动过程来实现:(i)对称性破缺,(ii)新的涌现对称性,(iii)非平凡拓扑结构。从这个角度出发,我们对传统朗道费米液体理论所不能及的非常规电子物理的各种例子进行了广泛的研究。我们的观点产生了研究朗道费米液体击穿的基本途径,也为寻找新的电子系统和器件提供了指导原则。
2017-10-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Landau theory of the Fermi-liquid to electron glass transition
采用无自旋相互作用电子的晶格模型,建立了费米液体到电子玻璃量子相变的朗道理论。我们证明了额外的随机网站的能量的存在下,不影响过渡的字符,一旦复本对称性破缺被认为是自洽的平均场水平。在玻璃相内部,低温电导率呈现非费米液体~ T^{3/2}形式,与最近的实验一致。
2002-05-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Band Flattening and Landau Level Merging in Strongly-Correlated Two-Dimensional Electron Systems
我们回顾了最近的实验结果表明,在强关联的二维(2D)电子系统的带平坦化和朗道能级合并的化学势。在SiGe/Si/SiGe量子阱中的超洁净、强相互作用的二维电子系统中,费米能级处的有效电子质量在整个电子密度范围内单调增加,而能量平均质量在低密度时达到饱和。这两个质量的性质不同的行为揭示了在这个电子系统中,在化学势处相互作用引起的单粒子谱平坦化的前兆,在这种情况下,费米能级处的费米子“凝聚”发生在动量范围内,不同于玻色子的凝聚。在垂直于二维电子层的强磁场中,在Si反型层和GaAs双层二维电子系统中观察到了类似的化学势量子能级的不同填充效应--自旋和谷裂朗道能级在化学势的合并.在超洁净SiGe/Si/SiGe量子阱中还报道了具有不同谷指数的复合费米子的量子能级合并的指示。
2022-08-11 cond-mat.str-el
Angle-resolved Landau spectrum of electrons and holes in bismuth
在元素铋中,清空低指数朗道能级伴随着巨大的能斯特量子振荡。每当朗道能级与化学势相交时,能斯特响应就会急剧地达到峰值。通过研究场在三个高对称轴所定义的三个垂直平面内旋转时这些峰的演化,我们绘制了系统的角分辨朗道谱,直到12T。用扩展的狄拉克哈密顿量处理L点电子的理论模型与实验分辨的能谱进行了比较。我们得到了一组理论参数产生一个很好的,但不完美的协议之间的理论和实验的所有方向的磁场在空间。结果证实了狄拉克谱与电子袋的相关性,并解决了长期存在的关于空穴g因子大小的不确定性。根据我们的分析,超过2.5 T的磁场沿平分线轴上的三个电子袋中的所有载流子在其最低($j=0$)自旋极化朗道水平。在这个复杂的角度依赖性光谱的顶部,实验检测到额外的和意想不到的未知来源的能斯特峰。
2011-09-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Electron vortex beams in a magnetic field: A new twist on Landau levels and Aharonov-Bohm states
本文研究了新近发现的电子涡旋束在纵向磁场中的传输。我们考虑Aharonov-Bohm组态与一个单一的磁通线和朗道的情况下,一个均匀的磁场。虽然固定Aharonov-Bohm模式代表具有通量和涡旋相关概率分布的贝塞尔光束,但固定朗道状态表现为无衍射拉盖尔-高斯光束。此外,朗道态光束具有依赖于场和涡旋的相位:(i)将量子化角动量耦合到磁场的塞曼相位和(ii)从光学拉盖尔-高斯光束中已知的古伊相位。值得注意的是,这些阶段共同决定了朗道能级的结构。这种统一的塞曼-朗道-古伊相体现在由各种模式叠加形成的图像的非平凡演化中。我们证明,根据所选择的叠加,图像可以旋转的磁场与(i)拉莫尔,(ii)回旋(双拉莫尔),或(iii)零频率。同时,它的质心总是遵循经典的回旋加速器轨迹,符合埃克塞特定理。值得注意的是,非旋转的叠加再现了旋转超流体中出现的稳定的多涡结构。我们的结果为直接用电子显微镜观察磁场中自由量子电子态的基本性质开辟了一条途径。
2012-10-02 cond-mat.str-el physics.optics quant-ph
On the electron-polaron--electron-polaron scattering and Landau levels in pristine graphene-like quantum electrodynamics
提出了一种保持宇称的$U(1)\times U(1)$无质量QED $_3$,作为一个原始的类石墨烯平面量子电动力学模型.讨论了该模型中出现的准粒子(电子-极化子、空穴-极化子、光子和Néel准粒子)的光谱内容、自由度、自旋、质量和电荷。得到了朗道能级的四重破缺简并,类似于在高外加磁场下的原始石墨烯中实验观察到的简并。此外,该模型还表现出零能朗道能级,表明存在一种反常的量子霍尔效应。计算和分析了光子和Néel准粒子介导的$s$ -和$p$ -波态的电子-极化子-电子-极化子散射势.最后,该模型预测了布里渊区中两个分别位于不同的$\mathbf{K}$和$\mathbf{K^\prime}$点的电子-极化子($s$波态)可能发生吸引相互作用,而两个分别位于$\mathbf{K}$和$\mathbf{K^\prime}$点的电子-极化子($p$波态)可能发生排斥相互作用.
2020-10-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con