Competition between fractional quantum Hall liquid and Wigner solid at small fillings: Role of layer thickness and Landau level mixing
在相互作用占主导地位的非常低的朗道能级填充因子（$ν$）下，二维电子系统（2DES）的基态的命运是什么？一个有序的电子阵列，即所谓的维格纳晶体，一直被认为是答案。事实上，正是在寻找难以捉摸的维格纳晶体的过程中，人们发现了一种意想不到的、不可压缩的液态，即$ν=1/3$的分数量子霍尔态。理解液态和固态基态之间的竞争一直是基础研究的一个活跃领域。在这里，我们报告一个新的二维系统的电子被限制在一个AlAs量子阱的实验数据。异常高质量的样品和大的电子有效质量，使我们能够确定液-固相图的二维电子在一个大范围的填充因子附近的$\simeq 1/3$和$\simeq 1/5$。的数据和它们的比较与现有的理论相图揭示了决定占主导地位的基态的朗道能级混合和有限的电子层厚度的关键作用。
2020-10-29 cond-mat.mes-hall
Wigner solids of wide quantum wells near Landau filling $ν=1$
在整数量子霍尔效应的朗道填充（$ν$）范围内的微波光谱揭示了由准粒子或准空穴组成的维格纳固体（WS）的钉扎模式共振。我们研究了宽量子阱中$ 0.8\leν\le1.2$的钉扎模式，改变密度$n$，并在磁场中倾斜样品$θ$角度。访问三个不同的WS阶段。一个相，S1，在现象上与窄QW的IQHE中观察到的WS相同。第二相S2存在于比S1更远离$ν=1$的$ν$处，并且需要足够大的$n$或$θ$，这意味着S2被塞曼能量稳定。从钉扎模式的消失估计的S1和S2的熔化温度显示出与$ν$不同的行为。在最大的$n$或$θ$时，S2消失，第三相S1 A取代S1，也表现出钉扎模式。当WQW $ν=1$ IQHE变为双组分Halperin-Laughlin $\pone$状态时，会发生这种情况。我们将S1 A解释为$\pone$激发的WS，这是以前没有观察到的。
2018-10-13 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
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
Magnetic-field response of generalized Wigner crystals in twisted MoTe$_2$
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）；Department of Physics, University of Washington（华盛顿大学物理系）；Department of Materials Science and Engineering, University of Washington（华盛顿大学材料科学与工程系）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（物质材料研究机构材料纳米架构研究中心）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science（物质材料研究机构电子与光学材料研究中心）
本文通过磁输运实验研究扭转MoTe$_2$中的分数填充态，发现磁场对三分之二和三分之一填充的广义维格纳晶体产生相反影响，并在半填充处观察到条纹相，揭示了磁控莫尔电荷有序输运的潜力。
2026-10-05 cond-mat.mes-hall
Particle-Hole Symmetry and the Reentrant Integer Quantum Hall Wigner Solid
强库仑相互作用和拓扑结构的相互作用目前在各种凝聚态物质和原子系统中受到严格的审查。这种相互作用的一个例子是分数量子霍尔态和维格纳固体在二维电子气中的相位竞争。在这里，我们报告了一个维格纳固体在$ν=1.79$和它的熔化，由于分数相关发生在$ν=9/5$。这种维格纳固体，我们称之为可重入整数量子霍尔维格纳固体，在朗道能级填充因子的范围内发展，该填充因子通过粒子-空穴对称性与所谓的可重入维格纳固体相关。我们发现GaAs/AlGaAs系统中的Wigner固体不仅在最低填充因子处跨越部分填充因子$1/5$，而且在$ν=9/5$附近也跨越部分填充因子$1/5$。我们的研究结果突出了粒子-空穴对称性作为维格纳固体扩展家族的基本对称性，并描绘了维格纳固体与分数量子霍尔态竞争的复杂画面。
2021-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Microwave resonance in 2D Wigner crystals
最近在1- 4GHz频率范围内的微波吸收的实验测量显示在填充因子ν=nh/eB的几个值处具有峰值。由于填充因子乘以磁场，因此它类似于Lande分裂因子g。通过使用j={ \it 1} \pm s中的两个符号，我们获得了分裂因子的公式，其等效于获得填充因子。实验观察到的6/5，4/3，7/5，8/5，5/3，7/3和5/2值与我们的公式一致，只要我们提出存在“电子团簇”。簇具有{ \it l}和s值，并且大小不同。可以将填充因子解释为分数电荷。当电荷变为零时，横向电阻率发散，使得大电阻率属于被称为“维格纳晶体”的绝缘体。
2003-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-polarons and ferromagnetism in doped dilute Wigner-Mott insulators
本研究针对过渡金属二硫化物莫尔异质结构在稀疏填充下的磁态问题，提出低浓度掺杂电子会形成自旋极化子并诱导铁磁有序，还预测了该过程在系统磁化分布中的特征，为理解Wigner-Mott绝缘体的磁性提供了新视角。
2024-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Unconventional fractional quantum Hall states and Wigner crystallization in suspended Corbino graphene
二维电子系统中的液固竞争是凝聚态物理中一个有趣的问题。我们研究了竞争的维格纳晶体和分数量子霍尔（Fractional quantum Hall，HALL）液相在原子级薄的悬浮石墨烯器件在Corbino几何。低温磁导和磁阻测量以及$IV$特性都表明电子输运的强电荷密度依赖性调制。我们的研究结果表明，非常规的C3 H阶段，不适合标准的Jain的系列为传统的C3 H状态，而不是他们似乎起源于残余的相互作用的复合费米子在部分填充较高的朗道水平。并且在填充因子为$ν\lesssim$ 1/5的非常低的电荷密度下，电子结晶成有序的维格纳固体，其最终在填充因子约为$ν\leq$ 1/7时转变成不可压缩的霍尔液体。基于独特的样品结构，我们的实验为增强对相互作用电子的有序相的理解铺平了道路。
2018-05-15 cond-mat.mes-hall
Wigner crystal phases in confined carbon nanotubes
我们提出了一个详细的理论分析的维格纳晶体状态限制半导体碳纳米管。我们通过强有力的标度论证以及详细的半微观计算表明，有效交换相互作用具有SU（4）对称性，并且在弱屏蔽的小直径纳米管中甚至可以达到$J\sim 100 {\rm \,K}$那么大的值，接近维格纳晶体-电子液体交叉。仔细模拟纳米管和分析非均匀电子晶体的磁结构，我们恢复了Deshpande和Bockrath [V. V. Deshpande和M. Bockrath，Nature Physics $\mathbf 4$，314（2008）]。自旋-轨道耦合对这些相界的影响很小，但却破坏了SU（2）$\times$ SU（2）的自旋对称性。在维格纳分子中，它产生了有趣的激发谱，反映了SU（4）和剩余的SU（2）$\times$ SU（2）对称性。
2016-10-07 cond-mat.mes-hall
Coexistence of two hole phases in high-quality $p$-GaAs/AlGaAs in the vicinity of Landau level filling factors $ν$=1 and $ν$=(1/3)
我们研究了高迁移率$p$ -GaAs/AlGaAs量子阱（$p=1.2\times 10^{11}$ ~cm $^{-2}$）在两个朗道能级填充因子$ν$值附近的横向交流磁导：$ν=1$（整数量子霍尔效应）和$ν=1/3$（分数量子霍尔效应）.复横向交流电导，$σ_{xx}^{AC} (ω)$，发现从同时测量的衰减和速度的表面声波（SAW）沿压电晶体和二维孔系统之间的界面传播的调查。我们分析了空穴电导的实部和虚部，并比较了填充因子1和填充因子1/3的结果之间的异同。在这两个$ν$的$σ(ν)$依赖性中，在这些值的左侧和右侧都出现了特定形状的最大值“翅膀”。对我们在不同温度和表面声波频率下的声学测量结果的分析使我们能够将这些翅膀归因于集体局域态的形成，即钉扎维格纳晶体的域，即，维格纳固体。虽然维格纳固体已经观察到在2D孔系统之前，我们能够检测到它在最高的空穴密度，因此，最低的孔-孔相互作用报告。
2023-02-06 cond-mat.mes-hall
Depinning, Melting and Sliding of Generalized Wigner Crystals in Moire Systems
该研究通过数值模拟莫尔异质结中广义维格纳晶体的动力学，揭示了不同填充因子下的两步脱钉过程、有限温度输运特性及不对称输运现象，为莫尔系统新物相研究和电荷输运功能开发提供了理论依据。
2024-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic field stabilized Wigner crystal states in a graphene moiré superlattice
本研究在ABC-TLG/hBN莫尔超晶格中观测到磁场稳定的维格纳晶体态，揭示了分数填充下的广义维格纳晶体态及整数填充下的广义莫特态，为探索磁场与莫尔平带相互作用的新量子相提供了平台。
2023-05-15 cond-mat.mes-hall
Skyrme and Wigner crystals in graphene
在低能量下，石墨烯的能带结构可以近似为两个简并谷$(K,K^{\prime})$，价带和导带的电子光谱在这两个简并谷附近具有线性色散关系。该带谱中的电子状态是来自石墨烯蜂窝晶格的$A$和$B$子晶格的状态的线性叠加。在量子化磁场中，带谱被分成朗道能级，其中能级N=0，对于$% K(K^{\prime})$谷，在$B(A)$子晶格上具有零权重。将谷指数视为赝自旋，并假设实自旋是全极化的，我们在Hartree-Fock近似下计算了Wigner和Skyrme晶体的能量。我们发现，Skyrme晶体具有较低的能量比维格纳晶体\textit{i.e.}晶体没有赝自旋织构在一定范围内的填充因子$ν$周围整数填充。谷型skyrmion晶体的集体模谱除了通常的声子模外，还具有三个线性色散的Goldstone模，而Wigner晶体只有一个二次色散的Goldstone模。我们评论这些模式应如何受到影响的障碍，以及如何，在原则上，微波吸收实验可以区分维格纳和Skyrme晶体。
2008-06-03 cond-mat.mes-hall
Layer-Hybridized Wigner Crystals in MoSe2/WS2 Moiré Superlattice
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；The University of Texas at Dallas（德克萨斯大学达拉斯分校）；University of California at Riverside（加州大学河滨分校）
本研究在MoSe2/WS2莫尔超晶格中实现层杂化莫特绝缘体与广义维格纳晶体，揭示了不同电子填充量下电荷有序的调控规律，为研究关联电子态提供了新平台。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall
Thermal and quantum melting phase diagrams for a magnetic-field-induced Wigner solid
足够大的垂直磁场淬灭费米子的相互作用二维（2D）系统的动能（费米），使它们易于形成维格纳固体（WS）相，其中带电载流子将它们自己组织成周期性阵列，以使它们的库仑排斥能最小化。在调制掺杂GaAs异质结构中的低无序二维电子系统中，磁场诱导WS的特征出现在低温和非常小的朗道能级填充因子（$ν\simeq1/5$）下。另一方面，在稀GaAs 2D \textit{hole}系统中，由于较大的空穴有效质量和随后的朗道能级混合，WS在相对较高的填充（$ν\simeq1/3$）下形成。在这里，我们报告我们的基本温度与填充相图的二维孔的WS液体\textit{thermal melting}的测量。此外，通过改变二维空穴密度，我们还探讨了它们的朗道能级混合与填充WS-液体\textit{quantum melting}相图。我们发现我们的数据与最近的计算结果非常一致，尽管仍然存在有趣的微妙之处。
2020-06-12 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
Pinning modes and interlayer correlation in high magnetic field bilayer Wigner solids
本文研究了一系列双层空穴样品在低朗道填充（ν）维格纳固体中的钉扎模共振，这些样品具有可忽略的层间隧穿和不同的层间间距d。通过比较等层密度态（p，p）和偏置原位产生的单层态（p，0），表明在小d时固体中存在层间量子关联。此外，在小d处的共振频率仅在ν=1/2和2/3附近降低，这表明与分数量子霍尔效应中的相关性相关的固体中的重要性。
2006-11-27 cond-mat.mes-hall
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
Fractional Quantum Hall Effect and Wigner Crystal of Two-Flux Composite Fermions
在GaAs量子阱中的二维电子系统中，随着样品在磁场中的倾斜或密度的增加，我们观察到填充因子$ν=3/4$和5/4附近的分数量子霍尔态的多重跃迁.数据表明，这些是相互作用的双通量复合费米子的自旋极化跃迁，在这些填充物中形成自己的自旋极化。$ν=4/5$附近的重入整数量子霍尔效应总是随着$ν=4/5$的全自旋极化转变而发展，这一事实将重入相与双通量复合费米子的钉扎\emph{ferromagnetic}维格纳晶体紧密联系起来。
2014-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Pinning modes of high magnetic field Wigner solids with controlled alloy disorder
对一系列含2D电子系统的Al_x Ga_{1-x} As样品，当x从0变化到0.8%时，我们测量了分数量子霍尔效应（HHE）系列在低朗道填充终止处Wigner固体的钉扎模共振。对于所有的x研究，钉扎模式的频率，f_pk，这是一致的集体弱钉扎。当x>=0.22%时，我们发现f_pk与B的关系表现出x=0时不存在的快速增加。我们发现，所观测到的fpk值远小于忽略无序对载流子电荷分布影响的简单Wigner固体模型的计算值。
2014-01-16 cond-mat.mes-hall
Dirac electron under periodic magnetic field: Platform for fractional Chern insulator and generalized Wigner crystal
我们提出了一个平台，通过二维狄拉克材料-如石墨烯和拓扑绝缘体薄膜-周期性磁场，这可以创建一个II型超导体的涡旋晶格。作为$n=0$ Landau能级的推广，Dirac费米子在非均匀磁场作用下的平带保持能量为零，精确无色散，拓扑保护，而其局域态密度由于磁场的变化而受到空间调制.在短程排斥作用下，我们发现在填充因子为$ν=1/m$时出现分数Chern绝缘体，其基态为广义Laughlin波函数.我们进一步认为，广义维格纳晶体可能会出现在某些相称的填充下，一个高度不均匀的磁场的磁通线晶格的形式。
2022-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Frustrated magnetic interactions in a Wigner-Mott insulator
本文在WSe2/WS2莫尔超晶格2/3填充的Wigner-Mott绝缘态中观测到强受挫磁相互作用，揭示其源于反铁磁最近邻与铁磁次近邻耦合的竞争，确立了半导体莫尔材料作为研究受挫磁性模型系统的地位。
2022-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Phase Diagram of a Moiré-Hubbard Model
我们从理论上研究了扭曲双层膜莫尔超晶格的广义哈伯德模型，得到了由相互作用强度和扭曲角调谐的非常丰富的填充因子相关的量子相图.在摩尔-哈伯德模型中，强的长程库仑相互作用在一系列分数填充因子下诱导产生维格纳晶体。Wigner晶体的有效晶格由填充因子控制，可以是三角形、矩形、蜂窝形、kagome形等，提供了一个单一的平台，通过简单地调节载流子密度，在各种晶格上实现许多不同的自旋模型。除了拓扑上平凡的维格纳晶体，相互作用诱导的陈氏绝缘体出现在相图中。这一发现为在莫尔-哈伯德系统中实现相互作用诱导的量子反常霍尔效应铺平了道路，其中相应的单粒子莫尔带在拓扑上是平凡的。
2020-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exciton crystal melting and destruction by disorder in bilayer quantum hall system with total filling factor one
针对总填充因子为1且层间严重不平衡的双层量子霍尔系统，本文阐明激子Wigner晶体熔化导致重入超流，并揭示无序下电子—空穴晶体锁定/解耦转变引起逆流电导突变。
2024-12-03 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
Competition Between Fractional Quantum Hall Liquid, Bubble and Wigner Crystal Phases in the Third Landau Level
在密度为$\sim 3.0 \times 10^{11}$ $cm^{-2}$的超高迁移率GaAs/AlGaAs量子阱中进行了磁输运测量。详细研究了在$ν={9/2}$附近的磁电阻$R_{xx}$的温度依赖性。特别是，我们发现了新的最小值在$R_{xx}$填充因子$ν\simeq 4{1/5}$和$4{4/5}$，但只有在中间温度$80\lesssim T\lesssim 120$ mK。我们解释这些分数量子霍尔液体形成在N=2朗道水平和竞争的气泡和维格纳晶体相有利于在较低的温度下的证据。我们的数据表明，磁驱动的绝缘体-绝缘体量子相变之间发生的气泡和维格纳晶体相在T=0。
2004-12-21 cond-mat.mes-hall
Wigner localization in a graphene quantum dot with a mass gap
尽管未屏蔽的库仑相互作用接近电荷中性，但石墨烯中的相对论性无质量电子据称表现为非相互作用粒子。这个悖论的一个线索是，相互作用和动能都以相同的方式与粒子密度成比例。相反，在非相对论电子的稀气体中，不同的标度驱动向维格纳晶体的跃迁。在这里，我们表明，狄拉克电子在石墨烯量子点的质量间隙本地化的La维格纳的设备参数的现实值。我们的理论证据依赖于通过相互作用哈密顿量的精确对角化获得的多体观测值，这使我们能够考虑所有的电子相关。我们预测Wigner局域化的实验特征是填充序列的四重周期性的抑制和激发能的猝灭，这两个特征都可以通过库仑阻塞光谱来获得。我们的研究结果与其他碳基纳米结构表现出的质量差距。
2014-09-15 cond-mat.mes-hall
Generic properties of a quasi-one dimensional classical Wigner crystal
研究了准一维带电粒子系统的结构、动力学性质和熔化。计算了体系的基态能量，并根据密度和屏蔽长度，确定了体系的结晶链数。作为密度（或限制势）的函数，基态构型和它们之间的结构转变进行了分析和Monte Carlo计算。该系统在零温度下具有连续和不连续结构转变的丰富相图。我们计算了在外加恒定磁场$B$作用下维格纳晶体的简正模和磁声子的简正模。在有限的温度下，系统的熔化进行了研究，通过蒙特卡罗模拟使用$modified$ $Lindemann$ $criterion$（MLC）。获得了不同筛分参数下的熔融温度与密度的关系。作为密度的函数的重入熔化被发现，以及定向依赖熔化的证据。单链政权表现出异常的熔化温度根据MLC和作为检查，我们研究了对关联函数在不同的密度和不同的温度，制定了不同的标准。与最近的理论和实验结果可能的连接进行了讨论，并提出了实验。
2003-08-28 cond-mat.mes-hall
Magnetotransport in low-density $p$-Si/SiGe heterostructures: From metal through hopping insulator to Wigner glass
我们研究了低密度$p-$ Si/SiGe异质结构在低温和高达18 T的宽域磁场中的直流和交流输运。复AC电导从在2D孔层附近传播的表面声波的速度和衰减的同时测量来确定。观察到的直流和交流电导的行为被解释为从金属电导在B=0，通过在中间磁场（接近整数量子霍尔效应的平台对应的朗道能级填充因子$ν$ =1）的局域态之间的跳跃，以形成在极端的量子极限（$B\gtrsim 14$，$T \lesssim 0.8$ K）的维格纳玻璃的演变。
2007-12-05 cond-mat.mes-hall
Optical signatures of charge order in a Mott-Wigner state
在二维半导体中，巡游电子的基本光激发是吸引和排斥极化子--被电子动态屏蔽的激子。激子-极化子一直是在自旋不变的简并费米系统中研究的。在这里，我们表明，电子电荷顺序打破激子平移不变性，并导致激子极化子光谱中的直接光学签名。具体来说，我们证明了新的光学共振出现由于激子和电子之间的空间调制的相互作用在不可压缩的莫特状态。我们的观察表明，共振光谱学提供了一个宝贵的工具，用于研究强相关的状态，如维格纳晶体和密度波，其中激子-电子相互作用被修改的新的电子电荷或自旋顺序的出现。
2020-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonlinear transport of Wigner solid phase surrounding the two-flux composite fermion liquid
该研究探究了高迁移率二维空穴气中分数霍尔态的低温输运特性，基于复合费米子模型揭示其零电阻极小值和霍尔平台的异常温度依赖性，发现复合费米子液体周围的非线性输运特性及E-T对偶性，并验证其与二维相变理论的一致性。
2025-04-14 cond-mat.mes-hall
Dielectric catastrophe at the Mott and Wigner transitions in a moiré superlattice
电子关联驱动的金属-绝缘体相变是凝聚态物理中的一个基本而又具有挑战性的问题。特别是，这种过渡是否可以持续仍然是开放的。带宽连续可调的半导体莫尔材料的出现为研究相互作用驱动的MIT提供了一个理想的平台。虽然最近已经报道了在莫尔超晶格的固定全电子填充下的带宽调谐MIT，但在分数填充下，涉及底层超晶格的平移对称性破缺，仍然难以捉摸。在这里，我们展示了带宽调谐MITs在MoSe 2/WS 2莫尔超晶格在整数和分数填充使用激子传感技术。带宽由面外电场控制。的介电响应的光学探测与远程WSe 2传感器层中的2s激子。激子光谱的重量是可以忽略不计的金属状态，符合一个大的负介电常数。当从绝缘侧接近过渡时，它连续消失，对应于发散的介电常数或“介电灾难”。我们的研究结果支持连续相互作用驱动的MITs在一个二维的三角形晶格和刺激未来的探索奇异的量子相，如量子自旋液体，在其附近。
2022-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mott insulators in moiré transition metal dichalcogenides at fractional fillings: Slave-rotor mean-field theory
本文通过 slave-rotor 平均场理论研究莫尔过渡金属二硫化物在分数填充下的莫特绝缘体，揭示维格纳晶体、自旋液体与二聚体态，并探讨其实验特征。
2023-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Temperature dependent resistivity in the doped two dimensional metallic phase of mTMD bilayers
康奈尔大学和哥伦比亚大学最近的两个实验报告了二维（2D）莫尔过渡金属二硫属化物（mTMD）中的绝缘体到金属的转变，该转变是由半填充周围的掺杂引起的，其中系统是莫特绝缘体。在目前的工作中，我们认为温度依赖的电阻率的金属相在掺杂的情况下远离半填充，认为它产生于强烈的温度依赖的二维弗里德尔振荡（即有限动量屏蔽）与随机淬火带电杂质，导致观察到的强烈增加线性在$T$电阻率的金属相。我们的理论似乎解释了有效莫尔TMD带半填充周围掺杂的温度依赖性金属电阻率，表明温度依赖性屏蔽库仑无序是掺杂的2D mTMD物理的基本成分。
2022-06-21 cond-mat.mes-hall
Influence of Landau-level mixing on Wigner crystallization in graphene
石墨烯，其无质量线性分散的载体，在量子霍尔制度提供了一个有益的比较与传统的二维（2D）系统，其中载体具有非零的带质量和二次色散。在单朗道能级近似下得到的$n^\mathrm{th}$朗道能级下，研究了石墨烯中朗道能级混合对维格纳晶体态的影响.我们表明，朗道能级混合不定性地改变相图作为部分填充因子$ν$的函数在$n^\mathrm{th}$水平。我们发现，朗道能级间的混合，量化的两个朗道能级，$ρ_{n+1}/ρ_{n}$的相对职业，振荡在2%左右，一般来说，仍然很小（$< 4%$）的朗道能级指数$n$无关。结果表明，单朗道能级近似对高朗道能级是适用的，即使相邻朗道能级之间的能隙为零。
2008-02-27 cond-mat.mes-hall
Wigner Crystalline Edges in nu < 1 Quantum Dots
我们研究了当填充分数nu < 1时，量子点在量子霍尔机制中发生的边缘重构现象。我们的方法包括使用部分对角化技术检查大点（< 40个电子），其中深内轨道的占位被冻结。为了解释这个计算的结果，我们评估的对角化的基态和一组试验波函数，我们称之为投影项链（PN）状态之间的重叠。PN态只是被局域电子环包围的最大密度液滴的角动量投影。我们的计算表明，PN态与对角化的基态有高达99%的重叠，并且能量低于Chamon和Wen的边缘重建研究中确定的状态。
1999-09-05 cond-mat.mes-hall
Phase diagram of two dimensional electron gas in a perpendicular magnetic field around Landau level filling factors ν=1 and ν=3
使用热力学分析晶体和液相之间的测量熔化曲线$T_{m}(ν)$，以提取磁化强度$ΔM$的变化作为$ν=1$附近的朗道能级填充因子\ $ν,$的函数。本文用Skyrmions解释了$ΔM$（$ν)$）.在$ν=3$附近，维格纳晶体是最可能的固相，实验排除了Skyrmions。
2005-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Mean field exact solutions showing charge density wave crossover at low fillings in the fractional quantum Hall regime
本文给出了在任意有理填充因子下，二维电子气在双折射区的平均场态的一般分析框架。它的使用允许获得任意奇数$q$的形式$ν=1/q$的填充因子的解决方案的解析表达式。可以对两类一般的状态进行分析，其特征在于每个晶胞的$γ=1$或$γ={1/2}$粒子。取代维格纳固溶体的周期性峰值，新的状态显示电子密度形成了可能有利于通过交换贡献的相关环降低能量的扩散脊。因此，我们估计它们可以实现所谓的霍尔晶体（HC）态的平均场版本。所得到的解析HC解决方案显示出相同的晶体对称性，相应的WC状态在其类$γ=1$，但一个定性不同的电荷密度分布。相应的HC和WC状态对填充因子的能量依赖性也在这里进行了评估类$γ=1/2$。结果表明，HC态和维格纳晶体之间的交叉，接近填充1/7。因此，随着电子密度的变化，可以发生从一个到另一个的跃迁。这一结果与最近的实验结果一致。
2007-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anisotropic states of two-dimensional electrons in high magnetic fields
我们研究了二维电子在朗道能级中形成的集体态，能级指数为$n\ge 2$，接近半填充。通过数值求解二维斜晶格的自洽Hartree-Fock（HF）方程，我们发现条纹态是各向异性的Wigner晶体（AWC），并确定了它在不同填充因子下的精确结构.计算弹性能，我们发现AWC的剪切模量很小，但在HF近似下是有限的（非零）。这意味着，特别是，在条纹状态下的长波长磁声子模式消失像$q^{3/2}$在一个普通的维格纳晶体，而不是像$q^{5/2}$在以前的研究中发现的剪切变形的能量被忽略。
2006-05-10 cond-mat.mes-hall
Microwave spectroscopic observation of a Wigner solid within the 1/2 fractional quantum Hall effect
半整数朗道填充（$ν$）的分数量子霍尔效应（Fractional quantum Hall effect，简称FHHE）态一直受到人们的极大关注，因为它们的相关性不同于在奇数朗道填充下发现的基本Laughlin态。在$ν=1/2$，已经在宽量子阱或双量子阱中观察到了量子阱，并将其归因于双组分Halperin-Laughlin $Ψ_{331}$态。$Ψ_{331}$激发携带电荷$\pm e/4$，类似于量子计算中感兴趣的$ν=5/2$态的载流子。此外，这种$Ψ_{331}$的激发（准粒子或空穴）在顶层和底层具有不相等的相反电荷，因此具有向上或向下的偶极矩。在这里，我们报告的维格纳固体（WS）的这种偶极准空穴的微波光谱的定量研究的宽量子阱（WQW）在$ν$接近1/2的证据。
2016-03-26 cond-mat.mes-hall
Fractional Quantum Hall Effect States on a Torus show a Liquid Insulator Direct Transition
从填充因子为nu = 1/p，p为奇数的环面上的分数量子霍尔效应态，我们发现当nu值较小时，这种态描述的是稳定的三角形维格纳晶体.因此，二维电子系统的绝缘体相可以用与液相相同的波函数来描述，并且不可压缩液体冻结（或维格纳晶体熔化）时状态之间没有任何量子跃迁，因此系统的相变是通过直接跃迁进行的。我们发现了F = 3电子的Wigner晶体的至少一种稳定构型，并研究了当晶体长度比Ly/Lx变化时晶体的行为。
2011-04-28 cond-mat.mes-hall
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
Microwave spectroscopic studies of the bilayer electron solid states at low Landau filling in a wide quantum well
在分数量子霍尔效应（Fractional Hall effect，简称FHE）系列的低朗道填充因子$(ν)$终端，二维电子系统（2DES）呈现出一种绝缘相，这种绝缘相被理解为钉扎维格纳固体的一种形式。在这里，我们使用微波光谱探测过渡到绝缘体的宽量子阱（WQW）的样品，可以支持单层或双层状态取决于其总的载流子密度，$n$。我们发现绝缘体表现出共振，这是双层固体的特征。共振还揭示了一对过渡内的固体，这是不可访问的直流传输测量。随着$n$被更深地偏置到双层固体区域，共振以特定强度增长，并且绝缘体内的跃迁消失。这些行为暗示了绝缘相作为液体和固体组分的乳液的图像。
2014-11-14 cond-mat.mes-hall
Observation of pinning mode in Wigner solid of 1/3 fractional quantum Hall excitations
本文报道了在~ +-0.015PDMATHABMM ν=1/3 $. The resonance is remarkably similar to resonances previously observed near integer $ ν $, and is interpreted as the collective pinning mode of a disorder-pinned Wigner solid phase of $ e/3$带电载流子范围内，二维电子系统的实对角电导率的微波谱中的共振现象。
2010-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Evidence of a first order phase transition between Wigner crystal and Bubble Phases of 2D electrons in higher Landau levels
当填充因子$ν$在4.16 ~ 4.28范围内时，我们在低温$T \approx 35$ mK下同时探测到二维电子系统（2DES）实对角微波电导率的{ \it 2}共振.我们将共振归因于高朗道能级下2DES的维格纳晶体和气泡相。对于低于和高于该范围的$ν$，仅观察到单共振。两相共存被认为是一级相变的证据。我们估计转换点为$ν=4.22$。
2004-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Wigner Molecular Crystals from Multi-electron Moiré Artificial Atoms
本研究在转角双层WS₂莫尔超晶格中观测到由多电子人工原子涌现的维格纳分子晶体，证实其可通过应变、莫尔周期等调控，为莫尔量子固体的量子现象研究提供新方向。
2023-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of An Anisotropic Wigner Crystal
我们报道了一种新的二维带电载流子在高磁场中的相关相，表现为低温下的各向异性绝缘行为。当样品在磁场中倾斜到中间角度时，在宽GaAs量子阱中的空穴系统中，它出现在朗道能级填充因子$ν=1/2$附近。平行场分量（$B_{||}$）导致最低的两个朗道能级的交叉，以及在$B_{||}$方向上的拉长的空穴波函数。在这些条件下，面内电阻表现出绝缘行为，沿着$B_{||}$的电阻比垂直于$B_{||}$的电阻小10倍以上。我们解释这种各向异性绝缘相作为一个两个组件，条纹维格纳晶体。
2016-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dynamics of electrons in the quantum Hall bubble phases
在朗道能级N > 1时，二维电子气（2DEG）在垂直磁场中的基态从部分填充朗道能级的小填充的维格纳晶体演化为一系列气泡态，随着填充的增加，每个气泡的引导中心的数量增加，到接近半填充的调制条纹态。在这项工作中，我们表明，这些一阶相变之间的气泡状态导致几个物理量，如态密度和磁化的2DEG可测量的不连续性。我们详细讨论了泡态的集体激发行为，发现它们的谱除了钉扎声子模外，还具有较高能量的模。这些模式的频率，在小的波矢量k，有一个不连续的演变作为填充因子的函数，应该是可测量的，例如，微波吸收实验。
2004-09-02 cond-mat.mes-hall
Fractional quantum Hall states versus Wigner crystals in wide quantum wells in the half-filled lowest and second Landau levels
我们研究了在垂直磁场作用下的宽阱二维电子系统中，在最低和第一激发朗道能级的半填充时可能出现的数值上不同的相位。在仅考虑量子阱的两个最低电子子带的双组分模型中，我们推导出了与Shabani等人的实验相图相媲美的相图。[Phys. Rev. B 88，245413（2013）]。除了可压缩的复合费米子费米液体在狭窄的井与大量的子带隙和不可压缩的两个组件（331）Halperin状态，我们确定在最低的朗道水平的矩形维格纳晶体占据第二子带。这种晶体可能是实验观察到的绝缘相在宽阱和高电子密度的限制的起源。在第二个朗道能级中，不可压缩的Pfronan态，它发生在窄阱和大的子带隙，也被一个中间区域从一个大阱的限制，其中一个类似的矩形维格纳晶体在激发子带是基态，作为最低的朗道能级。然而，中间区域的特征在于不可压缩状态，其由每个组件中的两个四通量Pfrons组成。
2015-12-15 cond-mat.mes-hall
Observation of the electronic Pomeranchuk effect in generalized Wigner crystals of twisted MoS$_2$
Fudan University（复旦大学）；Westlake University（西湖大学）；Westlake Institute for Advanced Study（西湖高等研究院）
在扭转双层MoS₂中观测到电子波梅兰丘克效应：低温下为巡游费米液体，升温时通过同位旋熵稳定局域广义维格纳晶体，揭示平带稳定磁构型的能力。
2026-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Wigner Crystallization of a two dimensional electron gas in a magnetic field: single electrons versus electron pairs at the lattice sites
研究了垂直磁场中单电子和双电子的二维维格纳晶体的基态能量和最低激发态。在每个晶格位置两个电子的情况下，精确地考虑了每个单元内的电子{ \em}的相互作用（包括交换和相关效应），并且单元之间的相互作用{ \em}是二阶（偶极）范德华近似。没有进一步的近似，特别是朗道能级混合和{ \em in}完全自旋极化。因此，粗略地说，我们的计算包括对气泡相的补充描述（在每个气泡有一个和两个电子的特殊情况下），这是由Koulakov，Fogler和Shklovskii在Hartree Fock计算的基础上提出的。相图表明，在GaAs中，对于填充因子$f$大于0.3和密度参数$r_s$小于19有效玻尔半径的情况，配对相在能量上比单电子相更有利（更精确的说法见图4和图5）。如果我们从成对相开始，增加磁场或降低密度，对在断裂之前首先经历一些单重态-三重态跃迁。
2001-05-25 cond-mat.mes-hall
Neutral Collective Modes in Spin-Polarized Fractional Quantum Hall States at Filling Factors 1/3, 2/5, 3/7, and 4/9
我们确定的最低和高阶集体模式在自旋守恒和自旋反转的部门通过计算适当的线性组合的不同级别的复合费米子激子和完全自旋极化的基态在填充因子$ν=1/3$，2/5，3/7，和4/9的能量差。除了提供以前报道的模式，也已在实验中观察到的详细研究，我们预测在不同的填充因子的额外的更高的能量模式。最低和次高自旋守恒模式具有相同数量的“磁旋子”，其数量与复合费米子的有效类朗道能级的填充数量相同。在$ν=1/3$处的较高能量模式与在长波长处的最低模式合并。自旋守恒模在其他填充因子下不合并。除了在零动量下显示零能量自旋波模式之外，由于拉莫尔定理，在$ν=2/5$、3/7和4/9的铁磁基态下的最低自旋反转模式在负能量下显示一个或多个“自旋-旋转子”，这表明在足够小的塞曼能量下不稳定的全极化基态。高能自旋反转模也有自旋-转动子，但处于正能量。这些激发的能量取决于库仑相互作用被屏蔽时量子阱的有限宽度。我们确定有限厚度修正库仑相互作用的局域密度近似的标准方法，并用它们来计算的临界能量，如旋子，长波长和短波长模式，这是在非弹性光散射实验中检测到的。
2014-08-18 cond-mat.mes-hall
Observation of reentrant quantum Hall states in the lowest Landau level
在非常低的无序二维电子局限于相对较宽的GaAs量子阱样品与可调密度的测量揭示重入$ν=1$整数量子霍尔态在最低朗道水平附近的填充因子$ν=4/5$和6/5。这些状态在低密度下看不到，并且随着密度的增加和在更宽的阱中变得更加突出。我们的数据表明，这些填充物附近的不同类型的维格纳晶体状态之间的竞争激烈。我们还观察到一个有趣的消失和再现的$ν=4/5$分数量子霍尔效应随着密度的增加。
2011-11-23 cond-mat.mes-hall
