Broken-Symmetry States of Dirac Fermions in Graphene with A Partially Filled High Landau Level
本文对石墨烯中N=3朗道能级的狄拉克费米子进行了数值研究。在半填充时,等时密度-密度关联函数在非零波矢$\pm {\bf q^{*}}$处显示出尖峰。有限尺寸标度表明峰值随电子数的增加而增加,并在热力学极限下发散,这表明电荷密度波不稳定。在较大的系统尺寸范围内,系统形成对称性破缺条纹相位,对无序散射的扰动具有鲁棒性。这样的量子相位是通过传输测量实验观察到的。与特殊的波函数的狄拉克LL,条纹和气泡相成为可能的候选人的基态的狄拉克费米子在石墨烯中具有较低的填充因子在N=3 LL。
2008-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hypernetted-chain study of broken rotational symmetry states for the $\bmν$ = 1/3 fractional quantum Hall effect and other fractionally filled Landau levels
研究了分数量子霍尔效应在1/3填充朗道能级时的旋转对称破缺态。Musaelian和Joynt最近的Monte Carlo计算[J. Phys.:康登斯。Matter { \bf 8},L105(1996)]表明,对于某一临界有限厚度值,Laughlin态变得不稳定,变为BRS态。我们通过执行超网链计算来详细研究这种状态的性质,该计算给出了热力学极限的结果,补充了其他限于有限数量粒子的方法。我们的研究结果表明,虽然劳克林的状态是稳定的,在最低的LL,在较高的LL的BRS不稳定性发生,也许表明没有在较高的LL的部分填充物中的BROHE。新发现的液晶相在更高的LLS可能的连接进行了讨论。
2001-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Evidence for the Collective Nature of the Reentrant Integer Quantum Hall States of the Second Landau Level
我们报告了一个意想不到的尖峰的温度依赖性的重入整数量子霍尔态在第二朗道水平的磁阻。这个峰值定义了这些状态的起始温度。我们发现在不同的自旋分支中,重入态的起始温度与库仑能成比例。这种标度提供了直接的证据表明,库仑相互作用在这些重入态的形成中发挥了重要作用,表明了它们的集体性质。
2011-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Landau-Ginzburg Theories for Non-Abelian Quantum Hall States
我们构造了分数量子霍尔态的朗道-金兹伯格有效场论--如Pfronan态--它表现出非阿贝尔统计。这些理论依赖于迈斯纳结构,它增加了非阿贝尔陈-西蒙斯理论的水平,同时投射出伴随的包络阿贝尔理论的不必要的自由度。我们在朗道能级填充因子$ν=1$的玻色子系统中描述了这种结构,其中非阿贝尔对称性是最低朗道能级的离散粒子-空穴对称性的动力学生成的SU(2)连续扩展。我们展示了准粒子物理学及其非阿贝尔统计是如何在朗道-金兹伯格理论中产生的。我们描述了它的关系,边缘理论-陪集建设中发挥的作用的迈斯纳投影-并讨论扩展到其他国家。
1998-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The enigmatic 12/5 fractional quantum Hall effect
通过精确对角化方法,包括有限阱宽和朗道能级混合,数值研究了填充因子为$ν=12/5$和13/5(12/5的粒子-空穴共轭)的高质量二维GaAs异质结构中的分数量子霍尔效应.我们发现朗道能级混合抑制了$ν=13/5$相对于$ν=12/5$的分数量子霍尔效应。相比之下,我们发现$ν=2/5$和(它的粒子-空穴共轭)$ν=3/5$分数量子霍尔效应在朗道能级混合和有限阱宽修正下是鲁棒的。我们的结果提供了一个可能的解释,实验上没有13/5分数量子霍尔态所造成的朗道能级混合效应。
2016-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Hall plateau transition in the lowest Landau level of disordered graphene
本文用解析和数值方法研究了无序对最低朗道能级上相对论二维费米子的态密度和局域化性质的影响。采用超对称技术,我们计算的柯西(洛伦兹)分布的各种类型的障碍的状态的确切密度。我们使用数值方法建立了最低朗道能级的定域-离域(LD)跃迁。对于某些类型的障碍的LD过渡示出属于不同的普适性类,相比相应的非相对论性问题。结果与石墨烯中观察到的整数量子霍尔平台跃迁有关。
2007-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Incompressible paired Hall state, stripe order and the composite fermion liquid phase in half-filled Landau levels
我们考虑半填充时的两个最低朗道水平。在较高的朗道能级(nu =5/2)下,我们发现了一个一阶相变,它将一个可压缩条纹相与一个成对的量子霍尔态分离,我们称之为Moore-Read态。临界点非常接近库仑势,并且可以通过增加电子层的宽度来驱动转变。我们发现一个弱得多的过渡(无论是二阶或交叉)从配对复合费米子费米液体的行为。一个非常相似的图片得到的最低朗道水平,但过渡点是不是附近的库仑势。
2001-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Breaking of Particle-Hole Symmetry by Landau Level Mixing in the nu=5/2 Quantized Hall State
我们进行数值研究,以确定如果在填充nu=5/2观察到的分数量子霍尔状态是摩尔-里德波函数或其粒子空穴共轭,所谓的反Pfirkan。使用截断希尔伯特空间的方法,我们发现,对于现实的相互作用,包括朗道级混合,基态保持完全极化和AntiPfiran是强烈的青睐。
2010-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Hall Phase Diagram of Half-filled Bilayers in the Lowest and the Second Orbital Landau Levels: Abelian versus Non-Abelian Incompressible Fractional Quantum Hall States
我们研究了半填充双层结构中最低两个朗道能级中分数量子霍尔效应(Fractional quantum Hall effect,FQHE)的量子相图,它是隧穿强度和层间距的函数,即,我们重新审视最低朗道能级填充因子1/2双层问题并做出涉及半填充的第二朗道能级中的双层的新预测(即,填充因子5/2)。使用数值精确对角化,我们调查的重要问题,这个系统是否支持由非阿贝尔摩尔-里德Pfweian状态描述的强隧穿制度的一个非对称性。在最低的朗道水平,我们发现,虽然在原则上,增加(递减)隧穿强度(层分离)可以导致从阿贝尔双组分Halperin 331到非阿贝尔单组分Moore-Read Pfperin状态的转变,在朗道能级最低的Pfronan区域,OHE激发能隙相对较小--我们建立了迄今为止观察到的所有OHE态的一半--填充的最低朗道能级双层最可能由阿贝尔Halperin 331状态描述。在第二个朗道水平,我们作出预测,双层结构将表现出两个不同的分支不可压缩的ECOHE对应的阿贝尔331状态(在中等到低的隧道和大的层分离)和非阿贝尔摩尔-里德Pfavian状态(在大隧道和小的层分离)。这两个分支的观测和它们之间可能的量子相变将是令人信服的证据,支持在第二朗道能级的非阿贝尔Moore-Read Pfronan状态的存在。我们讨论我们的结果在现有的实验和理论工作的背景下。
2010-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Broken-Symmetry States in Quantum Hall Superlattices
我们认为,打破对称状态与空间对角或空间非对角顺序可能在量子霍尔制度,清洁多量子阱(MQW)系统与小的层间距。我们发现,多量子阱系统,不像双层,电荷顺序往往是有利于自发层间相干性。通过比较层间相干超晶格能带态与电荷有序态和对称性不破态的能量变化,我们估计了稳定超晶格布洛赫能带所需的层间隧穿振幅的大小.我们预测,当相干小能带基态稳定时,强的层间电子关联将强烈增强生长方向的隧穿电导,并促进Bloch振荡的可能性.
2001-12-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Composite fermion mass enhancement and particle-hole symmetry of fractional quantum Hall states in the lowest Landau level under realistic conditions
分数量子霍尔效应中的粒子-空穴对称性破缺是近年来人们在理论和实验上研究的热点,主要集中在第二电子朗道能级的非阿贝尔态上。本文从理论上研究了在有限磁场强度的影响下,最低朗道能级上不可压缩分数量子霍尔态的粒子-空穴对称性破缺.有限的磁场诱导朗道能级和子带混合,这是已知的,打破粒子-空穴对称性的哈密顿量的水平。在实际条件下,我们分析了Halfton赝势,能谱和能隙,以及波函数本身。我们发现,粒子-空穴对称性被打破,所确定的能隙,通过粒子-空穴共轭相关的状态之间,然而,我们发现,粒子-空穴对称性在很大程度上保持所确定的复合费米子的有效质量。最后,我们评论并连接到最低朗道能级分数量子霍尔效应中关于粒子-空穴对称性的最近实验观察[Pan et al. Phys. Rev. Lett. 124,156801(2020)]
2021-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonconventional odd denominator fractional quantum Hall states in the second Landau level
本文报道在朗道能级填充因子为$ν=2+6/13$的二维电子气的第二朗道能级中观察到一个新的分数量子霍尔态。我们发现,非相互作用复合费米子模型可以解释2+1/3和2+2/3态的能隙大小。然而,同样的模型不能解释2+2/5态和新观察到的2+6/13态的能隙,这表明这两个态是外来起源的。然而,较弱的2+2/5和2+6/13状态偏离显着,表明这些状态是外来的起源。
2010-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Transitions from Abelian composite fermion to non-Abelian parton fractional quantum Hall states in the zeroth Landau level of bilayer graphene
双层石墨烯的朗道能级中的电子-电子相互作用与传统半导体如GaAs的电子-电子相互作用明显不同。在双层石墨烯的零朗道能级,在非相对论第二朗道能级波函数占主导的轨道上,通过调节磁场,在填充因子为$1/2, ~2/5$和$3/7$时,可以诱导从阿贝尔复合费米子到非阿贝尔部分子分数量子霍尔态的拓扑量子相变.部分子态包含着奇异的任意子,它们可以用来存储和处理量子信息。有趣的是,在最近的实验中可能已经观察到了其中的一些跃迁[Huang \emph{et al.} arXiv:2105.07058]。
2022-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Orbital Hall Effect Accompanying Quantum Hall Effect: Landau Levels Cause Orbital Polarized Edge Currents
本文发现量子霍尔效应伴随轨道霍尔效应,量子力学计算表明手性边缘态发生轨道极化,且轨道霍尔电阻率随磁场呈二次方标度,在强磁场下成为主导效应。
2024-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Unusual Landau Level Pinning and Correlated $ν=1$ Quantum Hall Effect in Hole Systems Confined to Wide GaAs Quantum Wells
在宽GaAs量子阱中的二维空穴系统中,当样品在磁场中倾斜时,我们观察到最低两个朗道能级的非常不寻常的交叉。在一个神奇的倾斜角$θ\simeq 34^{\circ}$,这令人惊讶地是独立的阱宽或空穴密度,在一个大的填充因子范围附近的$ν=1$的最低的两个水平几乎退化的存在下,由两个组件的量子霍尔态。值得注意的是,在$ν=1$处观察到量子霍尔态,与\textit{correlated} $Ψ_{111}$态一致。
2016-01-16 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
Visualizing Broken Symmetry and Topological Defects in a Quantum Hall Ferromagnet
在高磁场下,石墨烯中的电子之间的相互作用驱动形成一组丰富的量子霍尔铁磁相(QHFM),其具有破缺的自旋或谷对称性。可视化原子尺度的电子波函数与扫描隧道光谱(STS),我们解决了微观签名的谷有序QHFM和分数量子霍尔相的石墨烯。在电中性条件下,我们观察到了从谷极化态到谷间相干态的场调谐连续量子相变,其电子密度存在凯库勒畸变。映射谷纹理提取的STS测量的凯库勒相,我们可视化谷skyrmion激发附近的带电缺陷。我们的技术可以应用于检查谷有序相和它们的拓扑激发在广泛的材料。
2021-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Intra-Landau level magnetoexcitons and the transition between quantum Hall states in undoped bilayer graphene
我们研究了在强垂直磁场和电场作用下,未掺杂双层石墨烯中量子霍尔态的集体模。对于与小电场$E_\perp$相关的公知铁磁态和适用于大$E_\perp$的类似谷/层极化态,低能物理都由具有零角动量的磁激子主导,所述磁激子是守恒朗道轨道的激子的甚至组合。我们确定在这两个国家的长波长的不稳定性,并认为有一个中间范围的电场$E^{(1)}_\text{c} < E_\perp < E^{(2)}_\text{c}$的无间隙相位之间插入不可压缩的量子霍尔状态。这种交叉通过一个无间隙状态的实验相关性进行了讨论。
2011-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractional Quantum Hall Effect in the Second Landau Level: the Importance of Inter-Composite-Fermion Interaction
对强磁场中的二维电子气在圆盘几何中的精确对角化表明,在第二朗道能级中存在一个填充因子范围,在这个范围内,电子气的态与最低朗道能级中的态有很大的不同.我们表明,差异的出现,因为复合费米子之间的相互作用是不可忽略的,在较高的朗道水平,如复合费米子朗道类水平,或λ水平之间的大量混合所示。我们发现,精确的基态是很好地再现复合费米子理论与λ能级混合纳入在最低水平的近似。在球面几何中使用相同的变分方法,我们估计在第二朗道能级中填充1/3处的激发能隙(对应于实验的7/3)。
2005-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Correlation-hole induced paired quantum Hall states in lowest Landau level
本文发展了最低朗道能级的成对偶分母分数量子霍尔态的理论。我们表明,电子绑定到量子化的漩涡,形成复合费米子,通过一个精确的瞬时相互作用,有利于手征p波配对。两个正则对偶配对能隙函数由玻色子Laughlin波函数(Jastraw因子)关联,由于相关空穴。我们发现,对于弱库仑相互作用,在长波极限下,基态是Moore-Read赝势,对于中等相互作用,基态是振荡对函数的新赝势,超过临界相互作用强度时,基态是Read-Rezayi复合费米液体.我们的发现与最近在非对称宽量子阱中观察到的1/2和1/4分数量子霍尔效应一致。
2010-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Possible Reentrance of the Fractional Quantum Hall Effect in the Lowest Landau Level
在最近发展起来的相互作用复合费米子模型的框架下,我们计算了自旋极化复合费米子的不同固相和Laughlin型液相的能量。在电子填充因子nu = 4/11、6/17和4/19附近,液相具有比竞争固体更低的能量,因此可能是nu = 4/11处的分数量子霍尔效应的原因。当改变磁场时,固相和液相之间的交替可能导致重入现象,类似于观察到的重入积分量子霍尔效应。
2004-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fermi hypernetted-chain study of half-filled Landau levels with broken rotational symmetry
我们研究了价态朗道能级(LL)半满时的旋转对称破缺态。我们概括Rezayi-Read(RR)复合费米子(CF)试验波函数,包括各向异性耦合的通量量子的电子,从而产生一个在底层CF液体的一个双阶。使用费米超网链(FHNC)方法,很容易给出结果的热力学极限,我们确定这些状态的详细属性。通过使用各向异性对分布和静态结构函数,我们确定的相关能,并发现,正如预期的那样,RR的状态是稳定的最低的LL,而BRS状态可能会发生在半填充较高的LL,与最近发现的量子霍尔液晶的可能连接。
2001-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft 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
Broken symmetry, hyper-fermions, and universal conductance in transport through a fractional quantum Hall edge
在强耦合极限下,我们求解了多通道费米液体库与主分数量子霍尔液体(FERMHL)边缘之间的隧穿模型。该解决方案解释了如何在高能量下由于手征边缘传播而缺乏时间反演对称性,使得通用的双端电导分数量子化,并且不同于1D Tomonaga-Luttinger液体线,其中类似的模型但保留时间反演对称性预测未抑制的自由电子电导。
2002-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Imaginary part of Hall conductivity in tilted doped Weyl semimetal with both broken time reversal and inversion symmetry
我们考虑一个Weyl半金属(WSM)有限的掺杂和倾斜内的连续模型的时间反演和反演对称性都破缺的哈密顿量。我们计算的吸收部分的异常交流霍尔电导率作为光子能量($Ω$)的函数的I型和II型外尔半金属。对于一个给定的外尔节点,改变其手征或倾斜的符号改变其对吸收霍尔电导率的贡献的符号,而幅度没有变化。对于一个非中心对称系统,我们发现,有范围的光子能量,只有积极的或只有消极的手征性节点有助于虚(吸收)霍尔电导率的一部分。还存在其他光子能量,其中两种手性都有贡献,并且可以存在其他$Ω$范围,其中在I型中没有与AC霍尔电导率相关联的吸收,并且在其他区域中,对于II型,它反而是恒定的。我们对圆偏振光吸收的影响进行了评论。
2018-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Two-Component Fractional Quantum Hall Effect in the Half-Filled Lowest Landau Level in an Asymmetric Wide Quantum Well
本文从理论上研究了非对称宽量子阱中最低朗道能级半填充时的分数量子霍尔效应。可以通过在阱的两侧之间施加电势偏置来实现不对称性。在精确对角化计算的球面几何中,我们发现,不可压缩状态描述的两个组件的波函数。它与基态的重叠可以在赝自旋空间中的旋转的帮助下进行优化,赝自旋模拟了最低的两个电子子带。
2014-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Landau level evolution driven by band hybridization in mirror symmetry broken ABA-stacked trilayer graphene
层堆叠和晶格对称性在多层石墨烯的能带结构和朗道能级中起重要作用。ABA堆叠的三层石墨烯具有镜像对称保护的单层和双层能带结构。因此,由垂直电场破坏的镜像对称性诱导这些带之间的杂化,并且出现各种量子霍尔相。实验研究了电场作用下ABA堆叠的三层石墨烯中朗道能级的演化。我们观察到各种谷和轨道依赖的朗道能级演化。通过考虑具有接近的朗道能级指数的多个朗道能级之间的杂化和由于三角翘曲效应而引起的每三个朗道能级轨道之间的杂化,定性地很好地解释了这些演化。这些观察结果与数值计算结果一致。实验和数值分析的结合,从而揭示了整个图片的朗道能级演化分解成单层和双层的ABA堆叠的三层石墨烯带的贡献。
2016-11-08 cond-mat.mes-hall
Degeneracy of the lowest Landau level and quantum group of the quantum Hall effect on the Poincare half plane
该论文已被作者撤回。
1998-11-12 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall Conductivity in a Landau Type Model with a Realistic Geometry
在这篇论文中,我们重新回顾了与量子霍尔效应有关的一些量子力学方面。我们考虑一个朗道型模型,特别注意量子霍尔实验的实验和几何特征。由此产生的形式主义,然后使用显式计算的霍尔电导率从久保公式。
2003-02-06 cond-mat.mes-hall
Transition from a fractional quantum Hall liquid to an electron solid at Landau level filling nu = 1/3 in tilted magnetic fields
我们在一个极高质量的低密度二维孔系统(2DHS)中观察到了(空穴密度p= 1.6 × 10 ^{10} cm^{-2},迁移率μ= 0.8 × 10 ^6 cm ^2/Vs),当2DHS相对于磁场的方向连续倾斜时,ν=1/3分数量子霍尔效应(FractionalHall effect,FHE)态被削弱,并且其磁阻率从正常取向的~ 0.4kohm/square上升到倾斜角θ ~ 80度时的~ 180 kohm/square。我们将这一现象归因于2DHS从超导液态到钉扎Wigner固态的转变,并认为其起因是在倾斜磁场作用下子带朗道能级的强耦合.
2004-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Robust Quantum Hall Ferromagnetism near a Gate-Tuned ν = 1 Landau Level Crossing
在低无序的二维电子系统中,当两个自旋或赝自旋相反的朗道能级在费米能级交叉时,交换能的支配可以导致铁磁的量子霍尔基态,其带隙由交换能确定,并且具有skyrmion作为其激发。这通常通过施加流体静压或单轴应变来实现。我们在这里研究了一个非常高质量,低密度,二维空穴系统,局限于30 nm宽的(001)GaAs量子阱,其中两个最低能量的朗道能级可以门调谐交叉和附近的填充因子$ν=1$。当我们通过改变空穴密度来调整从$ν=1$的一侧到另一侧的交叉的场位置时,在$ν=1$处的量子霍尔态的能隙仍然非常大,并且仅在交叉附近显示出小的下降。间隙总体上遵循$\sqrt{B}$依赖性,预期用于交换能。我们的数据与强量子霍尔铁磁体作为基态是一致的。
2022-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
$\mathrm{U}(2)$ Chern-Simons-Ginzburg-Landau Theory of Fractional Quantum Hall Hierarchies
Korea Advanced Institute of Science and Technology(韩国科学技术院);Institute for Basic Science(基础科学研究院);Pohang University of Science and Technology(浦项科技大学)
本文提出U(2) Chern-Simons-Ginzburg-Landau理论,用于描述Abelian和非Abelian分数量子霍尔层次结构,重现所有填充分数并确定拓扑序。
2026-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Specific heat and entropy of fractional quantum Hall states in the second Landau level
比热在超流性和超导电性的研究中有着重要的作用,并且可以提供分数量子霍尔效应的重要信息。然而,传统的测量二维电子气的比热是困难的,因为声子浴的大背景贡献,即使在非常低的温度下。在这里,我们报告测量的比热,每个电子在第二朗道水平通过测量的热化时间之间的电子和声子。我们观察了5/2和7/3分数量子霍尔态的比热的激活行为,并通过对温度积分来提取熵。我们的结果是在良好的协议与以前的测量熵通过纵向热势。将该技术扩展到较低的温度可能会导致检测到5/2填充的大块准粒子的非阿贝尔熵预测
2017-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Testing the Landau Fermi liquid description of the fractional quantum Hall effect
本文从理论上研究了注入或去除复合费米子所产生的分数量子霍尔效应中单个准粒子或准空穴的色散。通过与自由费米子系统的比较,我们估计了朗道-费米子-液体型描述的有效性,并推导出朗道质量。
2001-03-30 cond-mat.mes-hall
Broken Symmetry Quantum Hall States in Dual Gated ABA Trilayer Graphene
我们提出了低温输运测量双栅悬浮三层石墨烯在量子霍尔(QH)制度。我们在填充因子ν=-8,-2,2,6和10处观察到QH平台,与全参数紧束缚计算一致。在高磁场中,奇整数平台也得到解决,这表明最低朗道能级(LL)的12倍简并度几乎完全提升。在面外电场E作用下,我们观察到简并破缺和QH平台之间的跃迁。有趣的是,取决于它的方向,E选择性地打破LL简并在电子掺杂或空穴掺杂制度。我们的研究结果强调了三层石墨烯中丰富的相互作用诱导现象。
2012-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anomalous Transport Gaps of Fractional Quantum Hall Phases in Graphene Landau Levels are Induced by Spin-Valley Entangled Ground States
该研究通过考虑库仑相互作用、晶格各向异性和单粒子项,评估了石墨烯n=0和n=1朗道能级中分数量子霍尔态的输运能隙,发现n=0为键有序相、n=1为自旋-谷纠缠相,解决了实验谜题并对各向异性耦合值施加约束。
2025-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theoretical Aspects of the Fractional Quantum Hall Effect in Graphene
本文综述了在强关联极限下,石墨烯朗道能级中电子相互作用的理论基础和认识。当朗道能级间的激发可以被忽略时会出现这种限制,因为它们属于高能部分,而低能激发只涉及相同的能级,使得(朗道能级的)动能是不重要的常数。在这种强电子相关性的极限中出现了两个突出的效应:广义量子霍尔铁磁态,其受益于石墨烯朗道能级的近似四倍自旋谷简并性和分数量子霍尔效应。在这里,我们讨论这些影响的SU(4)对称理论的框架下,与现有的实验观察。
2012-02-02 cond-mat.mes-hall 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
Comment on ''Lack of Destructive Interference of Landau Edge States in the Quantum Hall Regime''
这是对J.E. Mueller in Phys. Rev. Lett. 72,2616(1994)中所述。
1997-07-19 cond-mat.mes-hall
The excitonic collapse of higher Landau level fractional quantum Hall effect
分数量子霍尔效应在高朗道能级上的稀少性与其在低朗道能级上的丰富性相比是一个非常有趣的事实。本文表明,从最低的朗道能级到更高的朗道能级的硬核排斥的抑制导致的中性激发的能量的崩溃,不稳定的所有分数态在第三和更高的朗道能级,几乎所有的第二朗道能级。其余部分与实验观察到的结果一致。
2000-11-29 cond-mat.mes-hall
Holomorphic quantum Hall states in higher Landau levels
具有均匀磁场的平面磁拉普拉斯算子的本征态形成简并能带,朗道能级。本文讨论了在波函数为全纯的情况下,高朗道能级态与低朗道能级态之间的么正对应。我们将这种对应关系应用到多体系统,特别是我们表示有效的哈密顿量和粒子密度在较高的朗道水平的相应数量在最低的朗道水平。
2020-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el math-ph
Hamiltonian Theory of the Fractional Quantum Hall Effect: Effect of Landau Level Mixing
我们推导出一个有效的哈密顿量在最低朗道水平(LLL),结合朗道级混合的影响,所有更高的朗道水平,以领先的顺序在相互作用能的回旋能量的比率。然后,我们转录的复合费米子的基础上,使用我们的哈密顿方法和计算LL混合上的传输带隙的影响的哈密顿量。
2002-01-07 cond-mat.mes-hall
Fractional Quantum Hall Hierarchy and the Second Landau Level
我们推广分数量子霍尔层次图像适用于任意的,可能非阿贝尔,分数量子霍尔状态。将其应用于nu = 5/2的Moore-Read态,构造了新的显式试探波函数来描述第二朗道能级的分数量子霍尔效应.由此产生的层次结构的状态,再现填充分数的所有观察到的霍尔电导高原在第二朗道水平,其特征在于电子配对的基态和激发光谱,其中包括非阿贝尔的伊辛型的任意子。我们提出这是一个统一的图片,其中p波配对的特点分数量子霍尔效应在第二朗道水平。
2008-09-18 cond-mat.mes-hall
Hall Crystal States at $ν=2$ and Moderate Landau Level Mixing
在低塞曼耦合下,$ν=2$量子霍尔态在朗道能级混合很小时是一个对称不变的单态。在零塞曼相互作用下,随着朗道能级混合的增加,自旋不变态变得不稳定,变成非均匀态。这是全霍尔晶体的第一个现实例子,它显示了量子霍尔序和密度波序的共存。全霍尔晶体与更熟悉的维格纳晶体的不同之处在于拓扑性质,这导致它在小$q$处仅具有线性色散集体模式,并且没有$q^{3/2}$磁声子。我目前的拓扑数和集体模式的计算。
2000-07-17 cond-mat.mes-hall
Theory of quantum Hall effect and high Landau levels
讨论了耦合自旋和电荷的角动量模型作为量子霍尔效应的可能理论。用该模型可以理解高朗道能级填充分数5/2、7/3和8/3。发现7/3和8/3是粒子-空穴共轭的,而5/2是由于在朗道能级数n=5的情况下,在1/2处有一个极限能级,使得该分数为5/2。
2001-03-29 cond-mat.mes-hall
Quantum-Hall to Insulator Transition in Ultra-low-carrier-density Topological Insulator Films and a Hidden Phase of the Zeroth Landau Level
在磁场作用下的拓扑表面态的一个关键特征是在零能量处存在第零朗道能级。尽管如此,探测第零朗道能级一直具有挑战性,因为大的电子空穴水坑涂抹了它的能量景观。在这里,通过开发超低载流子密度的拓扑绝缘体Sb $_2$ Te $_3$薄膜,我们能够达到一个极端的量子极限的拓扑表面状态,并揭示了一个隐藏的相位在零朗道水平。首先,我们发现了一个意想不到的量子霍尔到绝缘体的转变附近的零朗道水平。然后,通过详细的标度分析,我们发现这种量子霍尔到绝缘体的转变属于一个新的普适类,这意味着这里发现的绝缘相具有与非拓扑系统中的绝缘相根本不同的起源。
2019-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum Hall states in higher Landau levels
讨论了高朗道能级的量子霍尔态与低朗道能级的量子霍尔态之间的么正对应关系以及由此得到的粒子密度和相互作用势的变换公式。这种对应关系导致特别是在任意朗道水平的全纯函数方面的国家表示。还简要讨论了高朗道能级上一些重要的特殊量子霍尔态。
2022-09-28 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
The Effects of Landau level mixing on the fractional quantum Hall effect in monolayer Graphene
我们报告的自旋和谷极化分数量子霍尔效应的精确对角化研究结果的$N=0$和1朗道水平的石墨烯。我们使用一个有效的模型,将朗道能级混合到最低阶的参数$κ= \frac{e^2/ε\ell}{\hbar v_F/\ell}=\frac{e^2}{εv_F\hbar}$,这是磁场独立的,只能通过基板的选择而变化。我们发现在$κ\lesssim 2$的$N=0$朗道能级中朗道能级混合效应可以忽略不计。事实上,最低朗道能级投影库仑哈密顿量对于石墨烯比对于基于半导体的量子阱更好地近似真实哈密顿量。因此,在$κ$的这个范围内,在$N=0$朗道能级中预期主要的分数量子霍尔态。在$N=1$朗道能级中,分数量子霍尔态被期望用于较小范围的$κ$和朗道能级混合,强烈地破坏粒子-空穴对称性,从而产生与$N=0$朗道能级相比质上不同的结果。在$N=1$ Landau水平的半填充时,我们预测对于$κ\sim 0.25$ - $0.75$将发生抗Pfalanan状态。
2014-08-21 cond-mat.mes-hall
Lowest Landau Level Stress Tensor and Structure Factor of Trial Quantum Hall Wave Functions
我们表明,对于一类模型哈密顿量的某些审判量子霍尔波函数是确切的基态,有一个单一的谱密度函数,控制所有的两点关联函数的密度,电流和应力张量分量。从这一点,我们表明,这些波函数的静态结构因子的行为在长波长的$s_4 k^4$的系数$s_4$是直接相关的移位:$s_4=(\mathcal S-1)/8$。
2014-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Berry curvature and symmetry broken induced Hall effect in MoS2
反转对称性破缺和自旋轨道耦合导致了MoS2的谷和自旋霍尔效应。由于动量空间中的谷分离很大,谷指数被期望是鲁棒的。本文通过对MoS2的对称结构和自旋轨道耦合哈密顿量的分析,研究了由Berry曲率引起的MoS2的量子霍尔效应。最后给出了谷和自旋霍尔效应的表达式和粗略计算。
2018-03-13 cond-mat.mes-hall
Broken Symmetry and Josephson-like Tunneling in Quantum Hall Bilayers
我回顾了量子霍尔效应双层物理学最近的新实验和理论进展。特别令人感兴趣的是对称性破缺状态,它通过将电子置于两个不同层的相干叠加中来优化相关性。
2001-08-10 cond-mat.mes-hall
Selective Manipulation and Tunneling Spectroscopy of Broken-Symmetry Quantum Hall States in a Hybrid-edge Quantum Point Contact
提出一种混合边缘双栅量子点接触器件架构,实现了对石墨烯中对称性破缺量子霍尔态的静电控制与选择性操控,并以~0.1 meV分辨率表征了能隙。
2023-11-23 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall Superconductivity from Moir{é} Landau Levels
长期以来,人们一直推测准二维超导体可以由于朗道量子化而在其半经典上临界场之上重现,但这种重入性质从未被观察到。在这里,我们认为,扭曲的双层石墨烯在一个魔角(MATBG)是一个理想的系统,在其中寻找这种现象,因为它的朗道能级是双重退化,其超导性已经出现在载流子密度小到足以让量子极限达到相对温和的磁场。我们从理论上研究这个问题相结合的MATBG的电子结构的一个简化的连续模型与现象学的吸引力配对相互作用,并讨论了障碍的观察量子霍尔超导提出的无序,热涨落,和竞争的阶段。
2021-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Landau level mixing in the nu=5/2 fractional quantum Hall state
数值研究了nu=5/2分数量子霍尔态,直接考虑了相邻朗道能级间电子散射的影响. LL混合引起的激发间隙的显着减少解释了早期的计算和实验之间的差异。另一方面,LL混合也大大减少了重叠的摩尔-读取波函数,提出了一个问题的实际实现nonabel准粒子在目前的实验。
2006-09-28 cond-mat.mes-hall