Parton construction of a wave function in the anti-Pfaffian phase
在本工作中,我们提出一个部分子态作为候选态来描述半满第二朗道能级中的分数量子霍尔效应。这个部分子态的波函数是$\mathcal{P}_{\rm LLL} Φ_{1}^3[Φ_{2}^{*}]^{2}\simΨ^{2}_{2/3}/Φ_{1}$,在球面几何中,它与反Pfiran态的通量相同。该态与反Pfiran态和基态有很好的重叠,后者是用普通半导体如GaAs的第二朗道能级库仑相互作用赝势通过精确对角化得到的。通过对纠缠谱的计算,我们证明了该态与反Pfronan态处于同位相。这种部分子态的一个主要优点是,它的波函数可以在大系统中计算,这使得它适合于变分计算。在本工作的附录中,我们数值评估了填充因子为$ν=5/2$的另一个候选态的有效性,即粒子-空穴-对称的Pfweian(PH-Pfweian)态。我们发现,所提出的候选波函数的PH-Pfiran状态是粒子-空穴对称的高度,但它似乎并没有出现作为任何简单的哈密顿与两体相互作用的基态。
2018-07-18 cond-mat.str-el
Quasi-Particle Tunneling in Anti-Pfaffian Quantum Hall State
我们研究了填充因子为$ν=5/2$的反Pfizer量子霍尔态边缘的隧穿现象。考虑了单点接触时的边缘电流。研究了双端电导随分裂栅负电压的非线性变化。我们利用重整化群(RG)分析计算了中间电导平台的电导值。此外,我们表明,非微扰准粒子隧穿有效地描述为微扰电子隧穿的瞬子方法。两端电导被写为栅极电压的函数。所获得的结果使我们能够区分反Pfweenan状态从Pfweenan状态实验。
2012-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Large-scale simulations of particle-hole-symmetric Pfaffian trial wavefunctions
本文对任意奇数库珀对角动量引入一族成对复合费米子试探波函数。这些波函数是无参数的,可以有效地投影到最低的朗道水平。我们使用大规模的蒙特卡罗模拟来研究三种情况:第一,摩尔-里德阶段,这是我们作为一个基准。其次,我们探讨了与反Pfronan和粒子-空穴对称Pfronan相关的配对。具体来说,我们评估他们的审判状态是否具有指数衰减的相关性,从而代表物质的空白阶段。对于摩尔-里德和反Pfatran,我们发现$ξ_\text{Moore-Read}=1.30(5)$和$ξ_\text{anti-Pfaffian}=1.38(14)$的衰变长度,以磁长度为单位。相比之下,对于PH-Pfalanan的情况下,我们没有发现一个有限的长度尺度的证据,直到$56$粒子。
2020-12-02 cond-mat.str-el
Thermal conductance and noise of Majorana modes along interfaced $ν=5/2$ fractional quantum Hall states
本文采用非相干模型计算了界面化分数量子霍尔边缘段的热导与噪声,揭示了热平衡对输运性质的影响,并结合实验数据估算了平衡长度,为判定 GaAs/AlGaAs 中 $ν=5/2$ 处的拓扑序提供了理论与实验指导。
2023-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Landau-level-mixing and the ground state of the 5/2 quantum Hall effect
朗道能级间跃迁打破了粒子空穴对称性,并将选择Pfenan或反Pfenan态作为分数量子霍尔效应的5/2填充的绝对基态。一种基于截断希尔伯特空间的方法支持反Pfronian。第二种方法是基于一个有效的哈密顿产生的Pfweian。在这封信中微扰理论适用于有限尺寸没有偏见的任何特定的赝势分量。这种方法也挑出了反Pfweanan。有效汉密尔顿的一个关键部分(在以前的研究中没有)将5/2处的基态恢复为反普法夫态。
2017-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Particle-hole symmetry and the Pfaffian state
我们考虑了粒子-空穴共轭下的摩尔-里德-普夫朗态的性质。我们表明,粒子-空穴共轭的Pfronan状态-或“反Pfronan”状态-是在一个不同的普适类Pfronan状态,具有不同的拓扑顺序。这两种状态可以通过它们的体物理和边缘物理来区分,尽管在边缘处的差异最显着:反Pfronan状态的边缘具有复合结构,导致与Pfronan状态不同的热霍尔电导和不同的隧穿指数。同时,在零朗道能级混合的理想极限下,对于$ν= 5/2$量子霍尔系统,这两个态在能量上是完全简并的。因此,两者都是观察到的$ν= 5/2$量子霍尔平台的良好候选者。
2007-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Particle-Hole Symmetry Breaking and the 5/2 Fractional Quantum Hall Effect
本文报道了用环面几何的精确对角化方法研究填充因子为5/2的分数量子霍尔效应。利用附加的三体相互作用考虑了粒子-空穴对称性破缺效应。根据三体相互作用的符号,Pfronan态和反Pfronan态都可以是基态。低能能谱、波函数重叠和粒子-空穴宇称演化的结果表明,在库仑点处存在从Pfronan态到反Pfronan态的直接急剧跃迁(可能是一阶跃迁)。一个量子相图的建立,其中发现进一步的过渡从Pfronan或反Pfronan状态附近的可压缩相引起的赝势的变化。
2009-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The Pfaffian state in an electron gas with small Landau level gaps
朗道能级混合在Pfronan态(或反Pfronan态)中起着重要的作用。在ZnO中的朗道能级间隙基本上是一个数量级小于GaAs量子阱。我们在单朗道能级中引入屏蔽库仑相互作用来解决这种情况。在这里,我们研究的重叠的基态和Pfiranan(或反Pfiranan)的状态在偶数分数量子霍尔(HHH)的状态存在于ZnO中。重叠是强烈的系统尺寸依赖,这表明一个新提出的粒子-空穴对称性Pfronan基态在极端朗道能级混合极限。当库仑相互作用与朗道能隙\k{appa}的比值变化时,我们发现在2 < \k{appa} < 3的范围内可能存在拓扑相变,这在实验中是实际观察到的。然后,我们研究了量子阱的宽度与屏蔽相结合如何影响重叠。
2017-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Charge-statistics separation and probing non-Abelian states
提出了几种状态作为$ν=5/2$量子霍尔平台的候选者。我们建议做一个能确定物理状态的实验。该建议涉及运输测量的几何形状与三个量子霍尔边缘连接的两个量子点接触。与干扰实验相比,该方法可以区分Pfweenan和反Pfweenan状态以及具有相同Pfweenan或反Pfweenan统计的不同状态。输运对系统中准粒子数的涨落不敏感。
2008-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A Compressed Particle-Hole Symmetric Pfaffian State for $ν= 5/2$ Quantum Hall Effect
最近的热霍尔电导实验[Banerjee等人,Nature { \bf 559},205(2018)]对于$ν= 5/2$分数量子Hall系统似乎排除了Pfweian和反Pfweian,并且有利于PH-Pfweian拓扑顺序,而没有无序的现有数值结果则显示出相反的结果。在本文中,我们提供了一个可能的解决方案,提出了一个新的状态,称为压缩PH-Pfronan状态通过“压缩”的PH-Pfronan状态与两个通量量子删除创建两个阿贝尔Laughlin型准粒子的最大避免彼此(或最大数量的零)。压缩态不是粒子-空穴对称的,但具有PH-Pfronan拓扑序.在球面几何中,压缩的PH-Pfiran态具有与Pfiran态相同的磁通量数$N_ϕ= 2N-3$,允许两种状态之间的直接数值比较。在第二朗道能级上对有限无无序系统进行精确对角化的结果表明,通过增加库仑相互作用的短程分量,基态经历了从Pfronan态到压缩PH-Pfronan态的相变,然后进一步进入无隙态.低能能隙激发态是由阿贝尔Laughlin型准粒子分裂为两个非阿贝尔准粒子的结果。
2020-01-07 cond-mat.str-el
Bilayer mapping of the paired quantum Hall state: Instability toward anisotropic pairing
填充因子为$ν=5/2$的成对量子霍尔(QH)态的最主要候选者之一是摩尔-里德(MR)Pfiran态。然而,一个突出的问题是,它并不完全发生在库仑相互作用,而是在一个修改的相互作用,这有利于粒子-空穴对称性破缺。为了找到一个更好的状态,在这项工作中,我们研究了成对的QH态和反对称双层基态之间可能的联系,这是由一个有趣的身份启发的,即MR Pfronan态完全等价于称为Halperin(331)态的双层QH态的反对称投影,这在层间距离$d$,大约等于磁场长度,$l_{\rm B}$。具体来说,通过使用精确的对角化的环面几何,我们表明,在一个给定的Haldom赝势变化的确切$5/2$状态是密切相关的反对称双层基态在相应的$d/l_{\rm B}$通过一对一的映射,我们称之为双层映射。其中最重要的发现之一是库仑相互作用下的成对QH态被映射到$d \gg l_{\rm B}$的反对称化双层基态上,它等价于两个复合费米子海在四分之一填充时的反对称化乘积态,而不是MR Pfmillan态.在保持与成对QH态的高度重叠的同时,$d \gg l_{\rm B}$处的反对称双层基态在小的各向异性的影响下表现出突变。这表明在库仑相互作用下发生的成对QH状态可能易受各向异性不稳定性的影响,从而打开了各向异性$p_x$或$p_y$ -波配对而不是MR Pfwean/anti-Pfwean状态中的$p_x …
2014-12-08 cond-mat.str-el
The numerical case for identifying paired quantum Hall phases by their daughters
本研究结合精确对角化和试探波函数,通过双层石墨烯与宽GaAs量子阱的数值分析,证明子态可可靠预测母拓扑相,支持其用于识别非阿贝尔量子霍尔相的有效性。
2025-08-19 cond-mat.str-el
Pfaffian paired states for half-integer fractional quantum Hall effect
在这篇综述中,Pfronan配对态的物理,在分数量子霍尔效应的背景下,讨论使用场论方法。Pfronian态是拓扑($p$ -波)库珀配对的主要例子,其特征在于它们的准粒子的非阿贝尔统计。在这里,我们专注于他们的实现和竞争,他们在半整数填充因子的条件。使用狄拉克复合费米子描述,在存在质量项的情况下,我们研究了朗道能级混合对选择特定Pfiran态的影响。虽然当朗道能级混合不强时,选择了Pfenan和反Pfenan,并且可以微扰地考虑,但PH Pfenan状态需要至少两个朗道能级的非微扰包含。我们的研究结果,小朗道水平混合,是根据文献中的数值研究,并要求在搜索PH Pfiran相关性的非微扰方法。我们证明了一种基于Chern-Simons场论方法的方法可以用来产生Pfweian成对态的特征相互作用赝势。
2021-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Transport in line junctions of $ν=5/2$ quantum Hall liquids
计算了$ν=5/2$量子霍尔液体和i)另一种$ν=5/2$液体,ii)整数量子霍尔液体和iii)量子线的长线结的隧穿电流.动量分辨隧穿提供了关于边缘模式的数量、传播方向和其他特征的信息,从而有助于区分5/2态的几个竞争模型。我们研究了两种阿贝尔态:$K=8态和331态,以及四种可能的非阿贝尔态:Pfweian态、边重构Pfweian态和两种反Pfweian态的输运性质.我们还表明,非平衡的反Pfiran状态具有不同的电阻从其他提出的国家在酒吧的几何形状。
2010-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
An Anomalous Reentrant 5/2 Quantum Hall Phase at Moderate Landau-Level-Mixing Strength
本文报道在中等朗道能级混合强度下发现一种反常再入5/2量子霍尔相,提出与PH-Pf位移一致的波函数,通过高重叠度和低能纠缠谱验证其拓扑序,为实验观测提供理论支持。
2022-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Probing the $ν=\frac{5}{2}$ quantum Hall state with electronic Mach-Zehnder interferometry
最近有人指出Halperin的113拓扑序解释了填充因子为$ν=5/2$的量子霍尔液体中的输运实验。然而,在$ν=5/2$处,113阶不能容易地与其他可能的拓扑阶区分开,例如非阿贝尔Pfronian和反Pfronian态以及Fabry-Perot干涉测量中的阿贝尔Halperin 331态。我们表明,电子马赫-曾德尔干涉仪提供了一个清晰的识别这些候选人$ν=5/2$状态。具体地说,通过干涉仪的隧穿电流的$I$曲线在113态中比在其它$ν=5/2$态中更不对称。此外,干涉仪中的散粒噪声的Fano因子在113状态下可以达到13.6,远大于Pfronan和反Pfronan状态下的最大Fano因子3.2和331状态下的最大Fano因子2.3。
2015-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Full Classification of Transport on an Equilibrated 5/2 Edge via Shot Noise
提出利用直流电流-电流相关性(电散粒噪声)区分5/2态的三种非阿贝尔候选态并确定边缘热平衡状态,为基于GaAs平台的完全电学测量提供新协议。
2023-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Particle-hole symmetry without particle-hole symmetry in the quantum Hall effect at ν = 5/2
数值结果表明,在没有无序和朗道能级混合的情况下,当ν = 5/2时的量子霍尔效应可以用Pfronan态或反Pfronan态来描述.这些状态是不相容的GaAs异质结构,其中无序和朗道能级混合很强的观察到的输运性质。我们表明,最近提出的一个PH-Pfiran拓扑顺序的儿子是一致的所有实验。在ν = 5/2处粒子-空穴对称性的缺失并不妨碍PH-Pfiran序的存在,因为该序对对称性破缺是鲁棒的。
2016-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Phase Transitions and the ν=5/2 Fractional Hall State in Wide Quantum Wells
研究了宽量子阱中电子子带与朗道能级混合作用下ν=5/2量子霍尔态的性质.我们介绍了一种通用的方法来分析摩尔-里德Pfronan状态和它的粒子-空穴共轭,反Pfronan,在周期性的边界条件下的“四分之一”布里渊区计划包含偶数和奇数的电子。我们研究了环面上的转动量子数,并表明在有限尺寸系统中可以观察到粒子-空穴对称性的自发破缺。在电子子带和朗道级混合的存在下,粒子-空穴对称性以这样一种方式被打破,即反Pfiran是明确有利的,并且在向可压缩相的过渡附近变得更加稳健,与最近的实验一致。
2013-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anomalous Dynamics and Equilibration in the Classical Heisenberg Chain
对多体系统偏离标准流体力学的研究已经取得了一些有希望的进展,特别是在低维情况下。在这里,我们研究一个最简单的经典相互作用晶格模型,最近邻海森堡链,温度作为调谐参数。我们的数值揭示了显着不同的反铁磁体之间的自旋动力学,在那里它主要是扩散,和铁磁体,在那里我们观察到强有力的证据,无论是自旋超扩散或一个非常缓慢的交叉扩散。这种差异也控制着淬火后的平衡,并且值得注意的是,即使在非常高的温度下也是明显的。
2022-05-24 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Noise on the Non-Abelian $ν=5/2$ Fractional Quantum Hall Edge
最近对$ν=5/2$分数量子霍尔态的半整数热导的测量证实了它的非阿贝尔性质,使得潜在的拓扑序问题非常有趣。我们分析了三个最突出的非阿贝尔候选状态的边缘处的散粒噪声。我们表明,相对于边缘长度的噪声缩放,结合热导率,可用于实验区分Pfweian,反Pfweian,和粒子孔Pfweian边缘结构。
2020-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Infinite density matrix renormalization group for multicomponent quantum Hall systems
虽然最简单的量子霍尔平台,如GaAs中的$ν= 1/3$态,可以通过假设只有一个活跃的朗道能级参与来方便地分析,但对于许多相位,自旋,谷,双层,子带或更高的朗道能级指数起着重要的作用。这些“多组成部分”的问题是很难研究使用精确的对角化,因为每一个组成部分增加了指数的难度。一个重要的例子是在$ν= 5/2$的平台,其中散射到更高的朗道能级之间的竞争非阿贝尔Pfronan和反Pfronan状态选择。我们解决的方法所需的问题,将无限密度矩阵重整化群的量子霍尔系统与多个组件和远程库仑相互作用,大大扩展可访问的系统大小。作为初步应用,我们研究了$ν= 5/2$态的朗道能级混合问题。在这里使用的朗道能级混合的方法,我们发现,在库仑点的反Pfiran是首选的Pfiran状态在朗道能级混合的范围内的实验相关的值。
2015-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hall viscosity and putative quantum Hall states without positive-definite K-matrix
Utrecht University(乌得勒支大学);Karlsruhe Institute of Technology(卡尔斯鲁厄理工学院);Maynooth University(梅努斯大学)
本文研究了由K矩阵等于(1 1 3)标记的可能量子霍尔效应态,通过在扭棱镜上定义并计算其霍尔黏性。这些态在球面上被引入为不同于费米子和反费米子态的相。通过边界条件、模不变性和基态简并性,唯一确定了所提波函数的形式。
2026-03-23 cond-mat.str-el
Identifying the $ν=\frac{5}{2}$ topological order through charge transport measurements
我们提出了一个实验,通过测量介观器件的电导来确定$ν=\frac{5}{2}$态的拓扑顺序。我们的设置基于同一设备中的$ν=2, \ \frac{5}{2}$和$3$接口。它的电导可以明确地建立或排除粒子-空穴对称的Pfronan拓扑顺序,这是支持最近的热测量。此外,它区分了摩尔-里德和反-普费曼拓扑序,这是由数值计算的青睐。
2022-01-06 cond-mat.str-el
Even denominator fractional quantum Hall states in higher Landau levels of graphene
分数量子霍尔效应领域的一个重要进展是提出了在GaAs量子阱中二维电子轨道指数为$n = 1$的朗道能级中观察到的5/2态起源于复合费米子的手征$p$ -波配对态,该复合费米子是电子和量子化涡旋的拓扑束缚态。这种状态在理论上可以用一个“普夫朗”波函数或它的空穴伙伴反普夫朗来描述,它的激发既不是费米子也不是玻色子,而是服从非阿贝尔辫子统计的马约拉纳准粒子。这激发了容错拓扑量子计算的想法,也激发了对具有奇异准粒子的其他状态的搜索。在这里,我们报告单层石墨烯的实验,显示出明确的证据意想不到的偶数分母分数量子霍尔物理在$n=3$朗道水平。我们数值研究了已知的偶分母分数量子霍尔效应的候选态,包括Pfundan,粒子-空穴对称Pfundan,和221-部分子状态,并得出结论,其中,221-部分子似乎是一个潜在的合适的候选人来描述实验观察到的状态。像Pfidian一样,这种状态被认为是具有非阿贝尔辫子统计的准粒子的港湾
2019-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dynamics of Quantum Hall Interfaces
量子霍尔(QH)界面不同于普通的QH边缘,因为后者的位置由限制势决定,而前者可以被解除钉扎,表现得像自由弦。在本文中,我们证明了这种差异,通过研究三个不同的界面形成的(i)劳克林状态和真空,(ii)Pfronan状态和真空,(iii)Pfronan和反Pfronan状态。我们发现在QH系统中自由传播的弦状界面导致了与边缘非常不同的动力学性质。这种质的差异产生了迷人的新物理学,并提出了未来QH物理学研究的新方向。我们还简要地讨论了QH界面和弦论中概念之间可能的类比。
2021-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
An Effective Field Theory for Fractional Quantum Hall Systems near $ν=5/2$
我们提出了一个分数量子霍尔系统的有效场论(EFT)附近的填充分数$ν=5/2$,流到相关的IR候选阶段,包括非阿贝尔的Pfiran,反Pfiran,粒子空穴Pfiran状态(Pf,APf和PHPf)。我们的EFT有一个2+1 $d$ O(2)$_{2,L}$ Chern-Simons规范理论通过一个离散的电荷共轭规范场耦合到四个Majorana费米子上,带有Gross-Neveu-Yukawa-Higgs项。包括通过希格斯凝聚和费米子质量项的变形,我们可以绘制出一个可调参数的相图,再现了最近提出的渗流图像及其无间隙拓扑量子相变的预测。我们的EFT捕获已知的功能,无间隙和有间隙的部门的时间反转打破域壁之间的Pf和APf阶段。此外,我们发现,Pf $\mid$ APf域壁有更高的张力比域壁在PHPf阶段。然后,前者,如果形成,可能会过渡到积极有利的PHPf域壁;这可能,反过来,有助于进一步诱导大量过渡到PHPf。
2020-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Majorana edge reconstruction and the $ν=5/2$ non-Abelian thermal Hall puzzle
针对ν=5/2态热霍尔电导实验与理论矛盾,提出仅涉及中性马约拉纳扇区的边缘重构机制,可屏蔽Pfaffian或AntiPfaffian体态,使输运特征与PH-Pfaffian一致,且与实验相符。
2025-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Plasma Analogy and Non-Abelian Statistics for Ising-type Quantum Hall States
我们研究了伊辛型量子霍尔态中准粒子的非阿贝尔统计,这些准粒子可能是解释第二朗道能级中观察到的霍尔电导率平台的候选者,最值得注意的是填充分数nu=5/2。我们完成了在Nucl.Phys.B506,685(1997)中开始的程序,证明了在c=1+1/2共形场论中,简并的Moore-Read Pfronan态的四准空穴和六准空穴波函数在共形块基中是正交的,且具有相等的常数范数.因此,这证明了在这种状态下激发的非阿贝尔统计是由这些波函数的显式解析延拓给出的。我们的证明是基于等离子体类比来自库仑气体伊辛模型关联函数建设涉及秩序和(最多两个)无序运营商。我们展示了如何计算也确定了非阿贝尔统计的集合超过6个准孔,并给出了一个明确的表达相应的共形块导出的波函数为任意数量的准孔。我们的方法也适用于反Pfronan波函数和邦德森-斯林格兰层次结构的摩尔读和反Pfronan状态。
2011-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Quantum Hall hierarchy from coupled wires
耦合线结构提供了一个有用的方法来获得各种二维拓扑相位的微观哈密顿量,其中分数量子霍尔态是典型的例子。使用最近引入的通量附着和涡旋对偶变换耦合线,我们表明,这种结构是非常通用的封装现象的分层量子霍尔态:Jain型层次结构的复合费米子填充朗道水平和Haldane-Halperin层次结构的准粒子凝聚态。作为层次结构的特例,给出了耦合线模型的粒子-空穴共轭变换。我们还提出了耦合线模型的复合费米液体,这原来是兼容的一种粒子-空穴对称性实施在一个非本地的方式在$ν=1/2$。此外,我们的方法明确地显示了摩尔-里德Pfizan状态和手性$p$波配对的复合费米子之间的连接。这种复合费米子图像也被推广到一族Pfronan态,包括反Pfronan态和Bonderson-Slingerland等级态。
2019-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Finite frequency noise spectroscopy for fractional Hall states at ν = 5/2
本文研究了填充因子ν = 5/2时量子点接触的有限频率噪声。我们展示了如何可以光谱地址的分数带电激发分别检查他们的收费和缩放尺寸。因此,我们比较的行为的Pfweian和反Pfweian非阿贝尔边缘状态模型,以提供可能的实验签名,以确定适当的模型,这种分数量子霍尔态。最后,我们探讨如何使用的LC谐振电路的温度,以提高测量方案的灵敏度。
2015-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin polarization of the $ν=5/2$ quantum Hall state
我们报告的自旋极化的半填充第二朗道能级,这对应于分数量子霍尔态填充因子$ν=5/2$的数值研究结果。我们的研究是使用精确对角化和密度矩阵重整化群(DMRG)的球。我们发现,对于库仑相互作用的精确有限系统基态是完全极化的,对应的摩尔-里德Pfronan状态和它的粒子-空穴共轭(反Pfronan)的移位。这个结果被发现是强大的对小的变化的相互作用。低能激发谱与全磁化铁磁体的自旋波激发一致。
2009-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Phase transitions and topological properties of the 5/2 quantum Hall states with strong Landau-level mixing
我们数值研究了一个5/2分数量子霍尔系统与偶数个电子使用精确对角化,其中强朗道能级(LL)混合和有限宽度的量子阱已被考虑和适应到屏蔽库仑相互作用。通过主成分分析,我们发现在由磁场和量子阱宽度组成的参数空间中,基态波函数的前两个主成分之间存在竞争,从而识别出一个可压缩-不可压缩的相变,这与奇电子系统的低激发态谱特征和前人的工作一致.此外,次主导的第三个组件的存在下,建议一个不可压缩的过渡发生的LL混合强度增长到一定的参数区域与ZnO的实验。我们进一步研究了这个新兴区域的强LL-混合相与霍尔粘度,波函数重叠,和纠缠谱。结果表明,它可以很好地描述为粒子-空穴对称化的Pfronan态,具有Pfronan态和反Pfronan态的对偶拓扑性质。
2022-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Possible restoration of particle-hole symmetry in the 5/2 Quantized Hall State at small magnetic field
受实验观察到的一个量化的5/2热导在填充$ν=5/2$,一个结果不兼容的Pfiran和Antipiran状态,我们已经推出的扩展的有效哈密顿量的$5/2$量子化霍尔态的参数$κ=E_c/\hbar ω_c \propto 1/\sqrt{B}$的三阶控制朗道能级混合,其中$E_c$是库仑能量和$ω_c$的回旋频率。这个有效的哈密顿量的精确对角化表明,在重叠与Pfweian和反Pfweian在二阶诱导的差异减少了三阶修正和$κ=0.4$周围消失,这表明这些国家是更接近的能量在较小的磁场比以前预期的。此外,我们表明,在这个范围内的$κ$的有限尺寸的光谱是典型的量子相变,具有较强的减少的能隙和激发态之间的水平交叉。这些结果表明,在较小的磁场的量子相变的可能性与新兴的粒子-空穴对称性,将解释测量的$5/2$量子霍尔态的$5/2$热导。
2022-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The Phase Diagram of the $ν=5/2$ Fractional Quantum Hall Effect: Effects of Landau Level Mixing and Non-Zero Width
有趣的非阿贝尔状态,例如,Moore-Read Pfiran和反Pfiran提供了$ν= 5/2$分数量子霍尔态的候选描述。但是,围绕$ν= 5/2$状态的性质的重大争议受到了这些状态和其他状态之间的竞争受小参数变化影响的事实的阻碍。为了研究$ν= 5/2$态的相图,我们数值对角化了一个全面的有效哈密顿量,描述了GaAs半导体中实际条件下电子的分数量子霍尔效应。有效哈密顿量考虑了朗道能级混合对$κ$中最低阶微扰的影响,即库仑能标与回旋能隙的比值。我们还结合了量子阱的非零宽度$w$和子带混合。我们发现在环面和球形几何的基态作为$κ$和$w$的函数。为了区分候选基态之间的非平凡竞争,我们分析了以下4个标准:它与试探波函数的重叠;能隙的大小;粒子-空穴对称性破缺的序参量的期望值的符号;以及纠缠谱。我们的结论是,基态是在普适类的摩尔-里德Pfweenan状态,而不是反Pfweenan,$κ< {κ_c}(w)$,其中${κ_c}(w)$是一个$w$依赖的临界值$0.6 \lesssim{κ_c}(w)\lesssim 1$。我们观察到朗道能级混合和非零宽度都抑制了激发能隙,但朗道能级混合在这方面有更大的影响。我们的研究结果对非阿贝尔分数量子霍尔态的识别具有重要意义。
2014-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Distinguishing particle-hole conjugated Fractional Quantum Hall states using quantum dot mediated edge transport
我们从理论上研究了分数量子霍尔液体的边缘输运,在霍尔条内存在一个量子点,并具有良好的控制电子密度和朗道能级填充因子ν,并表明这样的输运研究可以帮助揭示分数量子霍尔液体的性质.在第一个例子中,我们研究了存在一个ν=1的量子点时,ν=1/3和ν=2/3的液体。当量子点变大时,它的边缘态与霍尔条的边缘态结合,重建边缘态构型。考虑到边缘附近的随机性,我们发现在无序无关相中,原始ν=1/3系统的两端电导在零温时为零,而ν=2/3系统的两端电导在零温时为有限。这种区别的根源在于,ν=2/3态是建立在ν=1态的基础上的。在无序相,ν=1/3系统的两端电导为(1/5)\frac{e^2}{h},ν=2/3系统的两端电导为(1/2)\frac{e^2}{h}。我们进一步将同样的思想应用于ν=5/2的系统,该系统实现了Pfronan态或反Pfronan态。在这种情况下,我们研究了中心ν=3的量子点的边缘输运。如果量子点足够大,使得它的边缘态与霍尔条的边缘态相连接,在无序无关阶段,在Pff量子点情况下的总二端电导为G^{Pf}_{tot} \rightarrow 2 \frac{e^2}{h},而在反Pff量子点情况下的总二端电导更高,但不是普适的,G^{aPf}_{tot}> 2 \frac{e^2}{h} .这个差可以用来确定这两个态中的哪一个在v =5/2时实现。然而,在无序主导相,这两个系统中的…
2013-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractional quantum Hall effect at $ν= 5/2$: Ground states, non-Abelian quasiholes, and edge modes in a microscopic model
我们提出了一个全面的数值研究的微观模型的分数量子霍尔系统在填充分数$ν= 5/2$,基于光盘的几何。我们的模型包括库仑相互作用和一个半现实的限制潜力。在某些情况下,我们还混合了一些三体相互作用,以帮助阐明物理学。得到了相图,讨论了基态可以用摩尔-里德态描述的条件,并研究了它与邻近条纹相的竞争。我们还研究了准空穴激发和边缘激发的Moore-Read-like状态。由边缘谱的演化,我们得到了电荷边缘模和中性边缘模的速度,它们有很大的差别。这种速度的分离是非阿贝尔准空穴/准粒子(带电荷$\pm e/4$)在边缘传播时的退相干源;使用从一组特定参数获得的数字,我们估计退相干长度约为4微米。这为双点接触干涉仪中的两个点接触的分离设定了上限,该干涉仪旨在检测这种准粒子的非阿贝尔性质。我们还发现了一个国家,这是一个潜在的候选人,最近提出的反Pfidian国家。我们发现推测的反Pfizer态在弱限制(光滑边)下更受青睐,而Moore-Read Pfizer态在强限制(尖锐边)下更受青睐。
2008-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theory of Half-Integer Fractional Quantum Spin Hall Insulator Edges
本研究针对半整数分数量子自旋霍尔绝缘体的边缘态展开理论分析,探究了不同非阿贝尔与阿贝尔态在自旋守恒及破缺情形下的边缘不动点行为,并讨论了其与转角MoTe2实验观测的关联。
2024-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spectral noise for edge states at filling factor $ν=5/2$
本文详细分析了量子点接触几何中$ν=5/2$分数量子霍尔态的有限频率噪声。结果在Pfweenan和抗Pfweenan模型内获得。我们表明,有色噪声的行为允许明确区分不同的收费隧道激发。外部偏置的最佳值被发现,以强调与隧道的2-团聚体,即激发与电荷的基本的两倍的噪声峰的可见性。这些对应于其中偏置大于中性模式截止频率的制度。温度的依赖性也进行了研究,以区分所考虑的模型。
2012-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Edge Induced Topological Phase Transition of the Quantum Hall state at Half Filling
我们表明,在量子霍尔系统在半填充,边缘电位单独可以驱动之间的Pfirkan和反Pfirkan拓扑相位的转变。我们推测这是真实的,在现实系统中,即使在存在弱批量相互作用,打破粒子-空穴对称性。边缘势的强烈影响可以从竞争相的不同拓扑位移来理解,表现为在固定粒子数下轨道数的变化。特别是,我们分析表明,在磁盘上的哈密顿量的粒子-空穴共轭是等效的边缘电位的调谐,这使我们能够明确地证明相变数值。边缘电位在各种实验环境中的重要性,包括最近发现的粒子-空穴对称相进行了讨论。
2019-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological Order from Disorder and the Quantized Hall Thermal Metal: Possible Applications to the $ν= 5/2$ State
虽然模拟填充分数$5/2$的量子霍尔效应的数值研究预测了Pfizer(Pf)或其粒子空穴共轭,反Pfizer(aPf)状态,但最近的实验似乎倾向于量子数为$K=5/2$的量子化霍尔热导率,而不是分别为Pf或aPF状态预期的值$K=7/2$或$K=3/2$。虽然粒子-空穴对称拓扑序(PH-Pfidian)与实验一致,但这种状态在均匀系统中被认为是能量上不利的。在这里,我们研究的影响,假设当地核结构域的Pf和aPf的障碍。当无序度较弱,畴尺寸较大时,当霍尔电导处于$σ_{xy} = (5/2)(e^2/h)$量子化平台时,$K$的值仅为7/2或3/2,且随着磁场的变化,在它们之间可能存在一级相变.然而,对于足够强的无序,可能会出现中间态,我们在畴壁的网络模型中进行了分析。主要是,我们发现一个热金属相,其中$K$连续变化和纵向热导率是非零的,而霍尔电导率保持在$(5/2)e^2/h$量化。然而,在一个有限的参数范围内,我们发现一个热绝缘体与$K=5/2$,一个无序稳定的阶段,这是电连接到的PH-Pfalanan。我们讨论了一种可能的情况下,合理化这些特殊的参数值。
2017-12-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Multi-channel Kondo Models in non-Abelian Quantum Hall Droplets
研究了量子点与非阿贝尔分数量子霍尔态边缘的耦合,分数量子霍尔态与量子点之间被整数量子霍尔态隔开。在共振附近,当量子霍尔态在填充分数$ν=2+k/(k+2)$处是Read-Rezayi态或在$ν=2+2/(k+2)$处是它的粒子-空穴共轭时,在低于点的边缘态的能级间距的能量标度处的物理由$k$ -通道Kondo模型支配。$k$ -通道近藤模型是通道各向同性的,即使在前一种状态下没有微调;在后者,它是一般的通道各向异性。在$k=2$的特殊情况下,我们的研究结果提供了一个新的场所,实现在介观的背景下,以区分Pfalanan和反Pfalanan国家之间的填充分数$ν=5/2$。
2008-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Signatures of quantum phase transitions after quenches in quantum chaotic one-dimensional systems
量子相变是我们理解为什么物质在非常低的温度下可以在微观参数的微小变化下表现出截然不同的性质的核心。准确定位这些过渡是具有挑战性的实验和理论。在这里,我们表明,通过突然猝灭迫使系统脱离平衡的对立策略提供了一条路线来定位量子相变。具体来说,我们表明,这种转变的印记独特的功能,在中间的时间动力学,平衡后的结果,在量子混沌自旋链的局部观测。此外,我们表明,在预期的类热态平衡后的有效温度可以表现出在量子临界点附近的最小值。我们讨论了如何用里德伯原子的实验来检验我们的结果,并探讨了拓扑跃迁模型中量子临界点的非平衡特征。
2021-09-22 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Does a Fractional Quantum Hall Edge Have a Protected Intrinsic Dipole Moment?
Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics(鲁道夫·皮尔斯理论物理中心)
研究分数量子霍尔系统物理边缘的内在保护偶极矩值,发现仅在特定情况下才符合预期,通过DMRG方法计算发现只有ν=1/3系统表现出预期偶极矩。
2026-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el