A New Paradigm for Edge Reconstruction in Fractional Quantum Hall States
关于量子霍尔效应中边缘重构的性质和“电流流向何处”的问题已经争论了多年。此外，最近观察到的扩散的“上游”中性模式的分数QHE提出了怀疑目前的模型的边缘通道。本文重点研究了空穴共轭态nu=2/3和nu=3/5，并给出了它们的边缘重构的新图象。例如，当nu=2/3时，本模型由电导率为2/3 e^2/h的单个下游电荷通道和上游中性模式组成，我们表明电流由两个独立的下游边缘通道携带，每个通道的电导率为1/3 e^2/h，并伴有上游中性模式。我们发现，如果两个下游通道不平衡，则在微米的距离上发生模式间平衡（通过颗粒交换），其中两个通道有效地表现为单个通道。此外，通道间平衡伴随着上游中性模式的激发。反过来，反向传播的中性模式，在电荷模式附近移动，分裂成传播电荷，从而引起下游电流波动，净电流为零-一种新的非平衡噪声机制。这种意想不到的边缘重建强调需要更好地理解边缘重建和能量传输在所有分数QHE状态。
2016-11-01 cond-mat.mes-hall
Proliferation of neutral modes in fractional quantum Hall states
分数量子霍尔效应是强磁场下二维关联电子气中拓扑相的典型例子。虽然电流作为手征下游边缘模传播，但最近仅在空穴共轭态（填充ν，n+1/2<ν<n+1，n= 0，1，2，.）中观察到不带电的上游手征中性边缘模，在偶数分母状态下，ν=5/2。据信，2D气体边缘附近的自发“密度重建”导致多个反向传播的边缘通道，这些通道通过不可压缩的条带彼此分离。非均匀无序引起沟道间隧穿;伴随着库仑相互作用，它将多个边缘沟道重新归一化为下游电荷模式和上游中性边缘模式，同时保持奇偶性要求（例如，沿着边缘的热传导）由体积决定。在这里，我们报告的高灵敏度的散粒噪声测量，揭示了意想不到的中性模式存在于各种非空穴共轭分数态。正如之前已经报道的，我们没有观察到任何整数状态的中性模式。除了上游的中性边缘模式，我们惊讶地发现也中性能量模式，通过不可压缩的散装传播。虽然沿着边缘，密度重建可以解释边缘模式，但我们不知道可以解释体模式的模型。中性模式的扩散，在每一个测试的分数状态，大大改变了公认的图片的EQUIPHE状态：绝缘体和1D手征边缘通道。这些能量模式的明显无处不在的存在可以解释分数准粒子的退相干-防止在分数区域中观察到相干干涉。
2013-12-29 cond-mat.mes-hall
Transmission of heat modes across a potential barrier
利用量子点接触收缩来控制电流的传输为介观物理学中的各种实验铺平了道路。在这样的系统中，热传递的兴趣越来越大，引发了关于不携带净电荷的量子热模式（中性模式）的可能操纵的问题。在这里，我们研究了分数空穴共轭量子霍尔态中上游中性模通过量子点接触的传输。采用两种不同的测量技术，我们能够呈现这些不带电模式的相对空间分布与它们的带电的对应部分。在这些状态下，发现有一个以上的下游充电模式，发现上游中性模式与内部充电模式一起流动-如理论预测的那样。这些结果揭示了一种通用的上游热流结构，并为量子纳米电子器件中更复杂的热流和冷却机制工程开辟了道路。
2017-12-22 cond-mat.mes-hall
Emergence of Neutral Modes in Laughlin-like Fractional Quantum Hall Phases
手征无带隙边界模是量子霍尔（QH）态的特征。对于空穴共轭分数QH相位，预期反向传播边缘模式（上游和下游）。在静电相互作用和无序的存在下，这些模式可以重整为电荷和上游中性模式。传统的Laughlin相位模型仅预期下游充电模式。在这里，我们表明，在后一种情况下，在一个光滑的限制潜力的存在下，边缘重建导致出现对的反向传播模式，其中，通过模式重整化，可能会引起非拓扑上游中性模式，拥有非平凡的统计。这可以解释无处不在的中性模式的实验观察，以及马赫-曾德尔干涉仪平台中对任意子干涉的压倒性抑制。我们还指出了这种边缘重建的其他签名。
2022-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electrical control of optical orientation of neutral and negatively charged excitons in n-type semiconductor quantum well
我们报道了一个巨大的电场引起的n型GaAs/AlGaAs量子阱中激子自旋取向的增加。它与光致发光光谱中带负电荷的激子（trions）的形成密切相关。在中性重空穴激子的共振激发下，激子和trion的极化随着在PL光谱中的窄激子-trion偏置跃迁内的电子的电注入而显著增加，这意味着每伏特200%的极化灵敏度。这种效应是由包含驻留电子的量子阱界面波动（所谓的“自然”量子点）非常有效地捕获中性激子引起的。
2006-09-14 cond-mat.mes-hall
New Paradigm for Edge Reconstruction of Fractional States: Part Two - Noise
最近，出乎意料的是，在粒子状分数量子霍尔态中发现了上游中性模式，这使得人们认识到中性模式的本质还远未被理解。此外，在空穴共轭态（见第一部分-电导）中观察到（至少）两个空间分离的下游电荷模式，仍然面临电导和噪声测量之间未解决的矛盾。在这项工作中，我们将展示如何在各种配置中测量电流波动揭示中性和充电模式之间的相互作用。我们证明，一旦其中一个电荷模式是采取的平衡，反向传播的中性模式出生的平衡过程中影响上游的电荷模式，从而产生一种新的机制与量化的Fano因子的散粒噪声。我们提出了一个理论模型，占大多数的实验观察。
2016-10-24 cond-mat.mes-hall
Elevated Hall Responses as Indicators of Edge Reconstruction
Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育研究所加尔各答分校）；Aix Marseille Univ, Université de Toulon, CNRS, CPT（艾克斯马赛大学、土伦大学、法国国家科学研究中心、理论物理中心）
研究ν=1量子反常状态下边缘重构的特征，发现多终端几何中上游电荷与中性模式共存导致Hall电导偏离预期值，揭示了电导增强作为边缘重构的诊断标志。
2026-04-07 cond-mat.mes-hall
Synthesizing a Fractional v=2/3 State from Particle and Hole States
分数量子霍尔效应的空穴共轭态发生拓扑边重构。经常研究的填充因子v=2/3的偏振态最初被提出来包含两个反向传播的边缘模式：下游v=1和上游v=1/3。然而，这两种模式之间的电荷平衡总是导致观察到的下游v=2/3电荷模式伴随着上游中性模式（防止观察到原始提议）。在这里，我们提出了一种新的方法来合成的v=2/3的边缘模式从其基本的反向传播的带电成分，允许两个反向传播的电荷模式之间的控制平衡。这个新颖的平台是基于一个精心设计的双量子阱，它拥有两个填充的电子子带（下和上），与相应的填充因子，vl和vu。通过将2D平面分成两个门控相交的半部，每个半部具有不同的填充物，可以沿着相交线形成反向传播的手征模式。这些模式之间的平衡可以用顶栅的电压和磁场来控制。我们的测量的两端电导G2 T和中性模式的存在下，允许从非平衡的充电模式，表现为G2 T =（4/3）e2/h，到完全平衡的模式，与下游的充电模式与G2 T =（2/3）e2/h伴随着上游中性模式的过渡。
2019-01-16 cond-mat.mes-hall
Comment on "Counter-propagating charge transport in the quantum Hall effect regime"
Laffont等人[Science 363，54-57（2019）]报告了nu=2/3量子霍尔机制中的上游电流，他们声称这可能是由于反向传播的电荷模式。我们表明，这一观察也可以解释预期的上游中性模式，而不需要一个上游充电模式。我们的结果与观测数据一致，并解释了为什么上游电流只在非极化nu=2/3制度。
2019-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Local Thermometry of Neutral Modes on the Quantum Hall Edge
二维电子和强磁场的系统可以被调谐以创建具有沿边缘的一维通道的带间隙的2D系统。这些边缘模式之间的相互作用可以导致电荷和热量的独立传输，甚至在相反的方向上。测量这些电荷和热模式的手性和输运性质可以揭示边缘中隐藏的结构。在这里，我们使用量子点接触加热这样的量子霍尔系统的外缘。通过沿着加热器边缘的上游和下游放置量子点，我们可以测量该边缘的化学势和温度，分别研究电荷和热传输。我们发现，电荷只向下游传输，但热量可以向上游传输时，边缘有额外的结构与分数量子霍尔物理。
2012-02-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electrical Control of Two-Dimensional Neutral and Charged Excitons in a Monolayer Semiconductor
单层VI族过渡金属二硫属化物最近已经出现作为石墨烯的半导体替代品，其中真正的二维（2D）有望照亮新的半导体物理。在这里，我们调查激子和trions（它们的单电荷对应物），迄今为止，这是具有挑战性的，以产生和控制在最终的二维极限。利用高质量的单层二硒化钼（MoSe 2），我们报告了明确的观察和静电可调性的充电效应，在带正电荷（X+），中性（Xo），和带负电荷（X-）激子场效应晶体管通过光致发光。在低于55 K的温度下，由于强约束和重有效质量的作用，三电子的充电能量很大（30 meV），而线宽很窄（5 meV）。这是比任何已知的准2D系统更大的光谱对比度。我们还发现X+和X-的充电能量几乎相同，这意味着电子和空穴的有效质量相同。
2013-02-15 cond-mat.mes-hall
Non-equilibrium noise in transport across a tunneling contact between $ν= 2/3$ fractional quantum Hall edges
在最近的一篇实验论文[1]中，定性地证实了在$ν= 2/3$量子霍尔边存在上游中性模。利用量子霍尔边的手征Luttinger液体理论，我们建立了实验的定量模型[1]。一个很好的定量协议，我们的理论与实验数据加强了上游中性模式的存在的结论。我们的模型也使我们能够提取重要的定量信息欧姆和隧道接触的非平衡过程中的实验数据。特别是，对于$ν= 2/3$，我们发现从欧姆接触注入的电荷电流的中性模式温度的幂律依赖。
2014-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Edge Reconstruction and Emergent Neutral Modes in Integer and Fractional Quantum Hall Phases
本文包括我们最近的工作，分数手征模出现由于整数和分数量子霍尔（QH）相位的边缘重建。新增加的部分是对$ν= 2/5$相位的边缘重建的分析。QH态是物质的拓扑相，其特征在于边缘处的手征无隙模式。这些边缘模式可以向下游或上游传播，并且可以支持电荷或电荷中性激发。从拓扑考虑，粒子状QH状态预计只支持下游电荷模式。然而，电子排斥和边界限制势之间的相互作用可以驱动在边缘处的某些量子相变（称为重构），这与额外的成对反向传播模式的成核相关联。采用变分方法，在这里，我们研究了边缘重建的原型粒子状相位在$ν= 1, 1/3$和$2/5$作为一个函数的斜率的限制势。我们的分析表明，随后的重整化的边缘模式，驱动的无序诱导隧穿和模间相互作用，可能会导致上游中性模式的出现。这些预测可以在适当设计的传输实验中进行测试。我们的研究结果也与以前的观察上游中性模式在这些QH阶段，并可以解释电子马赫-曾德尔设置中没有任何干扰。
2022-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electrical control of the exciton-biexciton splitting in a single self-assembled InGaAs quantum dots
我们报道了嵌入横向电场器件中的单个InGaAs量子点。通过施加电压，我们使用量子限制斯塔克效应将中性激子跃迁调谐为与双激子共振。的激子和双激子的相对能量的理论计算的结果进行了比较。单激子-双激子级联衰变是一种新的产生纠缠光子对的方法，它不需要抑制中性激子的精细结构分裂。
2011-07-23 cond-mat.mes-hall
Electrical Tuning of Neutral and Charged Excitons with 1-nm Gate
该研究利用1纳米碳纳米管栅极在单层WSe2中实现纳米尺度电学调控中性及带电激子，约束半径低于15纳米，并展示了激子态间的栅控转换，为量子光电器件和自旋-光子接口提供了新途径。
2023-10-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electrical control of interlayer exciton dynamics in atomically thin heterostructures
半导体中的激子，即受激电子和空穴的束缚对，可以形成新类别的量子光电子器件的基础。由原子级薄的半导体过渡金属二硫属化物（TMD）构建的范德华异质结构使得能够在不同层中由电子和空穴形成激子，从而产生具有大结合能和长寿命的层间激子。利用单层TMD的异质结构，我们实现了长寿命中性和带电层间激子的光和电产生。我们证明了中性层间激子在整个样品中的传输，可以通过激发功率和栅电极来控制。利用欧姆接触器件实现了带电层间激子的漂移运动。激子的电产生和控制为实现玻色子复合粒子的完全电调谐量子操纵提供了一条新的途径。
2018-12-20 cond-mat.mes-hall
Energy transport by neutral collective excitations at the quantum Hall edge
我们利用量子霍尔样品的边缘研究了反向传播中性集体激发的可能性。一种新颖的样品设计使我们能够独立地研究沿边缘的电荷和能量传输。我们实验观察到的上游能量转移相对于填充因子1和1/3的电子漂移。我们的分析表明，中性集体模式在相互作用重建的边缘是一个适当的候选人的实验观察到的效果。
2011-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Revisiting the Physics of Hole-Conjugate Fractional Quantum Hall Channels
本文提出以通道间电荷平衡为核心机制的极简模型，解释空穴共轭FQH边缘通道实验现象，并预测2/3与3/5填充因子下的电、热输运及噪声。
2024-12-04 cond-mat.mes-hall
Electrically tunable quantum confinement of neutral excitons
本研究利用栅控面内电场与横向p-i-n结中的激子-电荷相互作用，在二维半导体中实现中性激子低于10 nm的电控可调量子限制，并构建可调零维类量子点结构。
2023-08-15 cond-mat.mes-hall
Electrically driven cascaded photon-emission in a single molecule
本文利用STM激发单分子量子光源，发现中性态与带电态发射间的光子级联关联，并通过调节充放电速率控制发射统计，结合速率方程模型揭示分子结内部动力学。
2024-02-27 cond-mat.mes-hall
Experimental constraints and a possible quantum Hall state at $ν=5/2$
已经提出了几种拓扑序来解释在$ν=5/2$的量子霍尔平台。在样品边缘上观察到上游中性模式[Bid等人，Nature（London）466，585（2010）]支持非阿贝尔反普弗伦状态。另一方面，隧道实验[Radu等人，Science 320，899（2008）; Lin等人，Phys. Rev. B 85，165321（2012）; Baer等人，arXiv：1405.0428]有利于Halperin 331状态，其不表现出上游模式。我们发现一个拓扑秩序，兼容的结果，这两种类型的实验。该顺序允许有限和零自旋极化。它是阿贝尔的，但它在阿哈罗诺夫-玻姆干涉测量中的特征可以类似于普费伦态和反普费伦态。
2014-07-02 cond-mat.mes-hall
Finite frequency noise in chiral Luttinger liquid coupled to phonons
研究了填充因子为$ν= 1$的电声子耦合量子霍尔边态之间的输运。对相互作用的电子-声子系统进行了Bogoliubov-Valatin（BV）变换，得到了低能谱。电子-声子相互作用将光谱分裂成具有不同速度的带电和中性“下游”和中性“上游”模式。在直流偏压和周期性交流偏压下，微扰计算了量子点接触隧穿耦合中的隧穿电流和非平衡有限频率非对称噪声。我们发现，电子-声子相互作用的存在下，强烈修改噪声和电流的关系相比，自由费米子的情况下。
2019-03-14 cond-mat.mes-hall
Noise on complex quantum Hall edges: Chiral anomaly and heat diffusion
量子霍尔棒的电导和热导反映了不可压缩体相的拓扑结构。在这里，我们表明，通过边缘进行电流的噪声证据这两个拓扑观测之间的相互作用。传输通过结构化的边缘是由一个电压偏置线结与各自的填充因子相关联的两个反向传播模式。具体来说，我们专注于边缘的$ν=2/3$分数量子霍尔态。噪声产生于与热点（大部分欧姆耗散发生的地方）明显分离的点，并反映了弹道携带的下游电流和扩散携带的热量（也可以向上游传播）之间的竞争。我们提出了可以测量我们的预测的具体设置。
2018-10-16 cond-mat.mes-hall
Observation of neutral modes in the fractional quantum Hall regime
在强磁场下的二维电子气中发生的量子霍尔效应中，电流沿着样品的边缘流动。对于某些分数态的粒子-空穴共轭态，例如，填充在最低朗道能级的1/2和1之间;早期的预测表明，除了预期的边缘电流外，还存在反向传播的边缘电流。当这与测量的电导不一致时，有人认为无序和相互作用将导致只携带能量的反向传播模式-所谓的中性模式。此外，一个中性的上游模式（马约拉纳模式）也预计为选定的波函数提出的偶数分母填充5/2。在这里，我们报告的直接观察的反传播中性模式的填充2/3，3/5和5/2。这是通过注入这样的模式，并允许它们冲击在一个狭窄的收缩，这部分地反映了他们，有两个主要观察到的效果：（a）所得到的散粒噪声成比例的注入接触上的施加电压;（b）同时注入也是一个电荷模式，中性模式的存在下，发现显着影响的Fano因子和温度的背散射电荷模式。特别是，这种填充5/2的观测可能会挑出状态的非阿贝尔波函数。
2010-05-31 cond-mat.mes-hall
Chargeless heat transport in the fractional quantum Hall regime
我们展示了一种直接的方法来研究分数量子霍尔制度中的热输运。在填充因子为4/3时，我们在量子点接触处注入功率，并通过量子点检测来自激活电流的相关加热。该实验揭示了一个不带电的热传输从一个显着的加热发生在上游的功率注入点，在没有伴随的电流。通过调整原位的边缘路径，我们表明，不带电的热传输不遵循沿边缘的电流路径的相反方向。这种意想不到的热传导展示了分数量子霍尔系统中物理学的一个新方面，但尚未阐明。
2012-07-04 cond-mat.mes-hall
Stark Tuning and Electrical Charge State Control of Single Divacancies in Silicon Carbide
碳化硅（SiC）中的中性电荷双空位是顺磁性色心，其长相干时间和近电信工作波长使其有望用于与现有光纤网络兼容的可扩展量子通信技术。然而，局部应变的不均匀性会随机地扰动它们的光学跃迁频率，这会降低从单独缺陷发射的光子的不可分辨性，并阻碍它们与光学腔的耦合。在这里，我们表明，电场可以用来调谐的光学跃迁频率的单个中性双空位在4 H-SiC在几个GHz的范围内通过直流斯塔克效应。同样的技术也可以在微秒的时间尺度上控制缺陷的电荷状态，我们使用它来稳定不稳定或非中性的双空位进入它们的中性电荷状态。使用基于荧光的电荷态检测，我们表明975 nm和1130 nm激发都可以制备其中性电荷态，效率接近1。
2017-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Unravelling the electrical properties of epitaxial Graphene nanoribbons
实验研究了单层石墨烯带的电阻率随带宽从16 nm到320 nm的变化。实验结果是，电阻率遵循一个更显着的趋势比类似尺寸的金属纳米线，由于表面散射的边缘，带隙相关的影响和费米能级的偏移，由于边缘效应的组合。我们表明，电荷中性点开关极性低于约50 nm的带状宽度，并且在这一点上，电阻的热系数是最大值。因此，可以通过改变带宽度来控制主要掺杂类型。我们还表明，氧化铝钝化层上的平均自由程的载流子在石墨烯，这可以直接通过测量的宽度依赖的电阻率探测有显着的效果。我们提出了一个模型，考虑到边缘和约束效应的传导。
2019-05-23 cond-mat.mes-hall
Electrical noise spectroscopy of magnons in a quantum Hall ferromagnet
本文通过测量石墨烯量子霍尔铁磁体中磁振子产生的电噪声，克服了平均电信号为零时磁振子难以探测的问题，并提出理论模型确定了弹道磁振子输运区间。
2023-10-12 cond-mat.mes-hall
Filled Landau levels in neutral quantum gases
本文研究电中性费米子简并气体中的量子量子霍尔效应。通过施加具有高轨道角动量的两个入射光束来实现有效的磁场。我们展示了如何获得对应于完全充满的朗道能级的状态，并讨论了测量被困二维气体的不可压缩性质的各种可能性
2006-01-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Edge magnetism impact on electrical conductance and thermoelectric properties of graphenelike nanoribbons
窄的准二维纳米结构中的边缘态在很大程度上决定了它们的电学、热电和磁学性质。非磁性边缘状态可能经常导致拓扑绝缘体型行为。然而，当锯齿形边缘是磁性的并且时间反演对称性被破坏时，另一种情况出现。在这项工作中，我们报告的电子能带结构修改，电导和热电性能的窄锯齿形纳米带与自发磁化的边缘。基于Kane-Mele- Hubbard紧束缚模型的理论研究表明，对于硅烯、锗烯和锡烯，当能量接近电中性点时，其Seebeck系数和热电功率因子都得到了显著的增强。环周栅压提高了具有反平行磁化锯齿边的基态能带的自旋简并度，使电导显著自旋极化。同时栅电压也影响热电性能。如果声子热导充分降低，上述纳米带的估计室温品质因数可以超过3的值。
2017-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
