量子霍尔铁磁体中 CP(3) Skyrmion 晶体的集体模式
介观与纳米尺度物理
2009-06-09 v1
摘要
双层量子霍尔系统中的二维电子气即使在层间不存在隧穿的情况下，也能在填充因子 nu=1 处维持层间相干性。该系统具有低能带电激发，这些激发可能在实自旋或赝自旋中携带纹理。当偏离填充因子 nu=1 时，基态中存在有限密度的此类激发并形成晶体。取决于隧穿 (Delta_SAS)、塞曼耦合 (Delta_Z) 或电偏置 (Delta_b) 等各种能量尺度的相对大小，这些纹理晶体态可能涉及自旋、赝自旋或两者的交织。在本文中，我们利用 GRPA 对这些纹理晶体的集体激发进行了全面的数值研究。对于纯自旋情形，在有限塞曼耦合下，该态为 Skyrmion 晶体，具有无隙声子模式和由破缺 U(1) 对称性产生的独立 Goldstone 模式。在零塞曼耦合下，我们证明 constituent Skyrmions 发生破裂， resulting state 为具有 4 个无隙模式的 meron 晶体。相比之下，有限隧穿下的纯赝自旋 Skyrme 晶体仅具有声子模式。对于 Delta_SAS=0，该态演变为 meron 晶体，并在声子模式之外支持一个额外的无隙 U(1) 模式。对于 CP(3) Skyrmion 晶体，我们在存在对称性破缺场的情况下发现了一个 U(1) 无隙模式。此外，谱中还存在第二个具有非常小能隙的模式。
引用
@article{arxiv.0708.0029,
title = {Collective modes of CP(3) Skyrmion crystals in quantum Hall ferromagnets},
author = {R. Cote and D. B. Boisvert and J. Bourassa and M. Boissonneault and H. A. Fertig},
journal= {arXiv preprint arXiv:0708.0029},
year = {2009}
}
备注
16 pages and 12 eps figures