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无序赝自旋系统中的反常局域化行为:超越传统安德森图像

无序系统与神经网络 2017-04-20 v1 介观与纳米尺度物理 材料科学 光学

摘要

我们发现了 1D 无序势中赝自旋系统的新颖 Anderson 局域化行为。对于赝自旋-1 系统,由于在正入射下不存在背散射以及具有锥形能带结构,其波动局域化行为与普通无序系统完全不同。我们通过数值和解析方法证明,存在一个临界随机势强度(WcW_c),其等于入射能量(EE);在固定入射角 θ\theta 下,当低于该强度时,局域化长度 ξ\xi 随随机强度 WW 的增加而减小。但是,局域化长度在 W=WcW=W_c 处骤降至极小值并随后立即回升,这在普通材料中从未被观察到。局域化长度的入射角依赖性在随机强度的两个区域具有不同的渐近行为:当 W<WcW<W_cξsin4θ\xi \propto \sin^{-4}\theta,当 W>WcW>W_cξsin2θ\xi \propto \sin^{-2}\theta。在实验上,对于给定无序强度 WW 的无序样品,入射能量为 EE 的入射波将经历两种不同类型的局域化,具体取决于 E>WE>W 还是 E<WE<W。在 E=WE=W 处存在急剧转变的原因在于当 E<WE<W 时系统中出现了隐失波。这种局域化行为是赝自旋-1 系统所独有的。对于赝自旋-1/2 系统,随着随机性的增加,局域化长度存在一个极小值,但在极小值处从递减到递增的转变是平滑的而非急剧的。在递减和递增两个区域中,局域化长度的 θ\theta 依赖性具有相同的渐近行为 ξsin2θ\xi \propto \sin^{-2}\theta

关键词

引用

@article{arxiv.1612.03545,
  title  = {Anomalous localization behaviors in disordered pseudospin systems: Beyond the conventional Anderson picture},
  author = {Anan Fang and Zhao-Qing Zhang and Steven G. Louie and C. T. Chan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1612.03545},
  year   = {2017}
}

备注

44 pages, 5 figures