一维维格纳晶体环中的阿哈罗诺夫-玻姆振荡

我们计算了强关联电子系统——一维弹道环中的维格纳晶体——的磁矩（“持续电流”）。完美环中持续电流的通量和温度依赖性被证明与非相互作用电子系统基本相同。相反，通过在环几何结构中引入一个钉扎维格纳晶体的隧道势垒，电流被抑制，其温度依赖性发生剧烈变化。两种温度效应——宏观隧穿势垒高度的降低和量子相干性的损失——之间的竞争可能导致温度依赖性中出现一个尖锐的峰。维格纳晶体环的宏观量子隧穿特征由钉扎强度决定。在强钉扎下，刚性维格纳晶体链的隧穿是高度非均匀的，持续电流在 $T\sim 0.5\ \hbar s/L$ 处有一个明确的峰，与势垒高度无关（$s$ 是维格纳晶体的声速，$L$ 是环的长度）。在弱钉扎区域，维格纳晶体作为一个整体穿过势垒，如果 $V_p>T_0$，势垒的作用是抑制电流幅度并将交叉温度从 $T_0$ 移动到 $T^*\simeq \sqrt{V_{p}T_{0}}$。（$V_{p}$ 是钉扎势的幅度，$T_{0} =\hbar v_{F}/L ,\; v_{F}\sim \hbar/ma$ 是晶格间距为 $a$ 的维格纳晶体环的漂移速度）。对于非常弱的钉扎，$V_p\ll T_0$，势垒对维格纳晶体环持续电流的影响可以忽略不计。